平面凸輪畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、前 言制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的行業(yè)的總稱，是一個國家國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。它一方面為全社會日用消費(fèi)品生產(chǎn)創(chuàng)造價值，另一方面也為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供生產(chǎn)資料和裝備。據(jù)估計(jì)，工業(yè)化國家70%80%的物質(zhì)財(cái)富來自制造業(yè)，約有1/4的人口從事各種形式的制造活動。可見，制造業(yè)對一個國家的經(jīng)濟(jì)地位和政治地位具有至關(guān)重要的影響，在21世紀(jì)的工業(yè)生產(chǎn)中具有決定性的地位與作用。 由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品日趨精密和復(fù)雜，且更新?lián)Q代速度加快，改型頻繁，用戶的需求也日趨多樣化和個性化，中小批量的零件生產(chǎn)越來越多。這對制造業(yè)的高精度、高效率和高柔性提出了更高的要求，希望市場能提供滿足不同加工需求、迅速高效、

2、低成本地構(gòu)筑面向用戶的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，并大幅度地降低維護(hù)和使用的成本。同時還要求新一代制造系統(tǒng)具有方便的網(wǎng)絡(luò)功能，以適應(yīng)未來車間面向任務(wù)和定單的生產(chǎn)組織和管理模式。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對制造業(yè)的要求不斷提高，以及科學(xué)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了根本性的變革，以數(shù)控技術(shù)為主的現(xiàn)代制造技術(shù)占據(jù)了重要地位。數(shù)控技術(shù)集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動檢測及自動控制等高新技術(shù)于一體，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性化、自動化、集成化及智能化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固， 直接影響到一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，也關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)

3、。在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，基于PC平臺的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在修完所有課程之后，我們走向社會之前的一次綜合性設(shè)計(jì)。主要用到所學(xué)的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識。著重說明一軸的數(shù)控加工方法,即零件圖樣的分析、數(shù)控加工的工藝分析、工藝路線的制定、數(shù)控程序的編制。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加了解數(shù)控加工的含義，以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實(shí)際工作中遇到的實(shí)際問題，這為我以后從事這項(xiàng)職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。目 錄前言 摘要關(guān)鍵詞一、 零件圖樣分析.(一) 結(jié)構(gòu)分析.(二) 選材分析.二、 工件

4、的裝夾(一) 技術(shù)要求分析.(二) 數(shù)控車床夾具.(三) 通用夾具(四) 工件的找正三、 數(shù)控刀具的選擇(一) 數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn)(二) 數(shù)控刀具的材料(三)盤式銑刀四、 數(shù)控銑削加工的對刀(一)對刀的概念(二)確定對刀點(diǎn)或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)點(diǎn)的一般原則(三)對刀的方法五、 程序的編制(一) 編程方法(二) 確定加工路線(三) 裝夾方法和對刀點(diǎn)的選擇(四) 選擇刀具(五) 確定切削用量(六) 程序編制六數(shù)控銑床的選擇和數(shù)控加工工藝(一) 數(shù)控銑床概述(二) 走刀路線的確定(三) 外型和凸輪的銑削總結(jié)后記參考文獻(xiàn) 摘 要平面凸輪零件的加工體現(xiàn)在對材料的選擇、刀具的選擇、工裝夾具、定位元件、基準(zhǔn)的選擇、定

5、位方式、對刀、工藝路線擬定、程序的編制、數(shù)控車、數(shù)控銑等。著重說明了數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 、數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點(diǎn) 、數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn) 、數(shù)控刀具的材料 、選擇數(shù)控刀具時應(yīng)考慮的因素、工件的安裝 、定位誤差的概念和產(chǎn)生的原因 、數(shù)控車床的主要加工對象、數(shù)控車床的坐標(biāo)系、零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定 、工步順序的安排 、切削參數(shù)選擇 、數(shù)控銑床的主要加工對象等。全面審核投入生產(chǎn)制造中。其中軸的數(shù)控加工工藝分析、裝夾、基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬定、程序的編制既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。關(guān)鍵詞刀具，加工工藝，銑床類型，程序編程，夾具，等等。一、 零件圖樣分析注意圖應(yīng)規(guī)范如圖

6、所示(一) 結(jié)構(gòu)分析該零件為平面凸輪零件，外型是一個厚度為19MM，直徑為280的圓盤。中間有一個凹槽寬度為41MM?？孔蠓较蛴幸粋€直徑為65的凸輪。中間還有一個圓孔直徑為35。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)比較簡單所以只需要用數(shù)控銑床銑出來就可以在保證它的質(zhì)量之前。(二) 選材分析機(jī)械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī)器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經(jīng)濟(jì)、最合理的。所以此平面凸輪零件應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)，最符合實(shí)際條件的材料。因?yàn)橥馆嗊\(yùn)轉(zhuǎn)速度比較高所以強(qiáng)度要求高。塑性和韌性要求都比較

7、高。所以我們選擇45號鋼。我們可以分析以下45號的性能。45號鋼又名優(yōu)質(zhì)碳素鋼。熱處理：正火 工件的裝夾(三) 技術(shù)要求分析由零件簡圖可知，該零件是一個盤型凸輪。它的質(zhì)量要求是：（1）：表面間的平行度和垂直度，為了保證配合能夠緊密貼和。所以工件應(yīng)該裝的平穩(wěn)。（2）：表面粗糙度和經(jīng)濟(jì)等級，一般表面精度為IT6以上。表面粗糙度0.1高精度的表面。（3）：孔和槽的精度，垂直度，粗糙度。最終精度可達(dá)IT6-IT10。粗糙度1.6-0.4m。垂直度要求高。（4）其它部分達(dá)到尺寸要求即可。加工的關(guān)鍵問題是如何保證平面凸輪零件的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度。(四) 數(shù)控銑床夾具1. 數(shù)控銑床夾具的定義和

8、分類在數(shù)控銑床上用于裝夾工件的裝置稱為銑床夾具。銑床夾具可分萬能組合夾具，專用銑切夾具，多工位夾具，氣動或液壓夾具，真空夾具。還有虎鉗和分度頭三爪卡盤這幾種通用夾具。（3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好(五) 通用夾具數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有下列幾種：1）萬能組合夾具  2）專用銑切夾具3）多工位夾具 4）氣動或液壓夾具 5）真空夾具  除上述幾種夾具外，數(shù)控銑削加工中也經(jīng)常采用虎鉗、分度頭和三爪夾盤等通用夾具。（四）數(shù)控銑削夾具的選用原則在選用夾具時可參照下列原則：1）在生產(chǎn)量小或研制時，應(yīng)廣泛采用萬能組合夾具。2）小批或成批生產(chǎn)時可考慮采用專用夾具。3）

9、在生產(chǎn)批量較大時可考慮采用多工位夾具和氣動；液壓夾具。（五）工件的裝夾方法和裝夾方式在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，定位安裝的基本原則是合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。在選擇時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）力求設(shè)計(jì)、工藝和編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 根據(jù)工件特點(diǎn)，用一塊320×320×40的墊塊，在墊塊上分別精鏜35及12兩個定位孔（當(dāng)然要配定位銷），孔距離80±0.015，墊板平面度為0.05，該零件在加工前，先固定夾具的平面，使兩定位銷孔的中心連線與機(jī)床x軸平

10、行，夾具平面要保證與工作臺面平行，并用百分表檢查。 （六）工件的定位工件的定位的目的是使工件在夾具中相對機(jī)床，刀具都有一個確定的位置。工件上用來定位的表面稱為定位基準(zhǔn)面，而在工序圖上，用來規(guī)定本工序加工表面的位置的基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)。第一節(jié) 工件的定位一、工件定位的意義在切削加工過程中，要使工件的各個加工表面的尺寸、形狀及位置精度符合規(guī)定要求，必須使工件在機(jī)床或夾具中占有一個確定的位置。定位就是確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過程。工件定位是否準(zhǔn)確，決定了工件的加工精度能否達(dá)到要求。在成批生產(chǎn)中，工件夾緊后，使之與車床、刀具保持一個確定的相對位置，也是縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率的決定因素之一

11、。二、工件的定位原理1六點(diǎn)定位原理物體在空間的任何運(yùn)動，都可以分解為相互垂直的空間直角坐標(biāo)系中的六種運(yùn)動。其中三個是沿三個坐標(biāo)軸的平行移動，分別以x,y、z表示；另三個是繞三個坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，分別以x,y,z表示，如圖3l所示。這六種運(yùn)動的可能性，稱為物體的六個自由度。在夾具中適當(dāng)?shù)夭贾昧鶄€支承，使工件與六個支承接觸，就可消除工件的六個自由度，使工件的位置完全確定。三，工件的定位形式1完全定位工件在夾具中定位時，如果夾具中的六個支承點(diǎn)恰好限制了工件的六個自由度，使工件在夾具中占有完全確定的位置，這種定位方式稱為完全定位，如圖32所示。2不完全定位定位元件的支承點(diǎn)，完全限制了按加工工藝要求需要

12、限制的自由度數(shù)目，但卻少于六個自由度。如圖33所示為階梯面零件，需要在銑床上銑階梯面。其底面和左側(cè)面為高度和寬度方向的定位基準(zhǔn)，階梯槽是前后貫通的，因?yàn)楣ぜo須銑臺階面。所以我們可以采用完全定位方式。（七）定位基準(zhǔn)的選擇一：基準(zhǔn)及分類（1）：基準(zhǔn)：零件上用來確定其他點(diǎn)，線，面所依據(jù)的點(diǎn)線，面。（2）基準(zhǔn)的分類：依據(jù)用途不同基準(zhǔn)可分為兩類，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)。二：定位基準(zhǔn)的選擇 1.精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時，應(yīng)能保證加工精度和裝夾的可靠方便，可按下列原則： 1）基準(zhǔn)重合原則 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一 3）自為基準(zhǔn)原則 4）互為基準(zhǔn)原則 5）保證工件定位準(zhǔn)確、加緊可靠、操作方便的原則 2、 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基

13、準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配各加工面的余量，同時為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)面。具體按以下原則選擇： 1)為了保證加工面和非加工面的位置要求，應(yīng)選非加工面為粗基準(zhǔn)。2)合理分配各加工面的余量3)粗基準(zhǔn)要避免重復(fù)使用。4)粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔。5)余量均勻原則  此凸輪零件我們先用毛坯夾在車床上車一個平整光滑的平面，再以此平面作為粗基準(zhǔn)。然后把此平面安裝在銑床上加工出厚度為35MM的工件。 定位基準(zhǔn)  采用“一面兩孔”定位，即用圓盤X面和兩個基準(zhǔn)孔作為定位基準(zhǔn)。加工出此零件的外型。再以以上的定位基準(zhǔn)加工出凹槽和凸輪以及凸輪上面的通孔。十一：零件圖的工

14、藝性分析針對數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)，下面列舉出一些經(jīng)常遇到的工藝性問題，作為對零件圖進(jìn)行工藝性分析的要點(diǎn)來加以分析與考慮。   4-14A B（1）圖紙尺寸的標(biāo)注方法是否方便編程，構(gòu)成工件輪廓圖形的各種幾何元素的條件是否充要，各幾何元素的相互關(guān)系(如相切、相交、垂直和平行等)是否明確，有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等等。（2）零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保證。不要以為數(shù)控機(jī)床加工精度高而放棄這種分析。特別要注意過薄的腹板與緣板的厚度公差，“銑工怕銑薄”，數(shù)控銑削也是一樣，因?yàn)榧庸r產(chǎn)生的切削拉力及薄板的彈性退讓極易產(chǎn)生切削面的振動，使薄板厚度尺寸

15、公差難以保證，其表面粗糙度也將提高。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)面積較大的薄板厚度小于3mm時就應(yīng)充分重視這一問題。因?yàn)榇肆慵暮穸缺容^厚因此加工方面無須擔(dān)心。（3）零件圖中各加工面的凹圓弧(R與r)是否過于零亂，是否可以統(tǒng)一。因?yàn)樵跀?shù)控銑床上多換一次刀要增加不少新問題，如增加銑刀規(guī)格，計(jì)劃停車次數(shù)和對刀次數(shù)等，不但給編程帶來許多麻煩，增加生產(chǎn)準(zhǔn)備時間而降低生產(chǎn)效率，而且也會因頻繁換刀增加了工件加工面上的接刀階差而降低了表面質(zhì)量。所以，在一個零件上的這種凹圓弧半徑在數(shù)值上的一致性問題對數(shù)控銑削的工藝性顯得相當(dāng)重要。一般來說，即使不能尋求完全統(tǒng)一，也要力求將數(shù)值相近的圓弧半徑分組靠攏，達(dá)到局部統(tǒng)一，以盡量減

16、少銑刀規(guī)格與換刀次數(shù)。（4）零件上有無統(tǒng)一基準(zhǔn)以保證兩次裝夾加工后其相對位置的正確性。有些工件需要在銑完一面后再重新安裝銑削另一面，如圖b所示。由于數(shù)控銑削時不能使用通用銑床加工時常用的試削方法來接刀，往往會因?yàn)楣ぜ闹匦掳惭b而接不好刀(即與上道工序加工的面接不齊或造成本來要求一致的兩對應(yīng)面上的輪廓錯位)。為了避免上述問題的產(chǎn)生，減小兩次裝夾誤差，最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，因此零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔。如果零件上沒有基準(zhǔn)孔，也可以專門設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)(如在毛坯上增加工藝凸耳或在后繼工序要銑去的余量上設(shè)基準(zhǔn)孔)。如實(shí)在無法制出基準(zhǔn)孔，起碼也要用經(jīng)過精加工的面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)。如果連這也辦

17、不到，則最好只加工其中一個最復(fù)雜的面，另一面放棄數(shù)控銑削而改由通用銑床加工。（5）分析零件的形狀及原材料的熱處理狀態(tài)，會不會在加工過程中變形，哪些部位最容易變形。因?yàn)閿?shù)控銑削最忌諱工件在加工時變形，這種變形不但無法保證加工的質(zhì)量，而且經(jīng)常造成加工不能繼續(xù)進(jìn)行下去，“中途而廢”。這時就應(yīng)當(dāng)考慮采取一些必要的工藝措施進(jìn)行預(yù)防，如對鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，對鑄鋁件進(jìn)行退火處理，對不能用熱處理方法解決的，也可考慮粗、精加工及對稱去余量等常規(guī)方法。此外，還要分析加工后的變形問題，采取什么工藝措施來解決。因?yàn)榇斯ぜY(jié)構(gòu)形狀簡單，適合編程。十二：零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用性能的前提下，是否

18、能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本方便地加工出來的特性。為了多快好省地把所設(shè)計(jì)的零件加工出來，就須對零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行詳細(xì)的分析。主要考慮如下幾方面。 (1) 有利于達(dá)到所要求的加工質(zhì)量 (2) 有利于減少加工勞動量 十三：工序的劃分（1）刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。（2）以加工部位分序法 對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。（