銑凸輪槽說明書

1、機(jī) 械 制 造課 程 設(shè) 計 說 明 書設(shè)計題目 凸輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計設(shè) 計 者 ： 指導(dǎo)老師 ：長春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2009年9月17日 機(jī)械制造課程計任務(wù)書題目： 凸輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計內(nèi)容： 1.零件圖 (1:1) 1張 2.毛坯圖 (1:1) 1張 3.機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張 4.夾具設(shè)計裝配圖 1張 5.夾具設(shè)計零件圖 2張 6.課程設(shè)計說明書 1份 班 級 : 學(xué) 生 : 目錄序言2一.零件的分析2二. 工藝規(guī)程設(shè)計2（一）.確定毛坯的制造形式2（二）.基面的選擇2（三）.制訂工藝路線2（四）.機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定3（五）

2、.確定切削用量及基本工時3三.夾具具設(shè)計7（一）.問題的提出8（二）.夾具設(shè)計8參考文獻(xiàn)9序言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中站有重要地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性尊來呢，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加工作大遐一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。一.零件的分析凸輪共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置關(guān)系，現(xiàn)分析如

3、下：1.以28mm孔加工中心的表面這一組加工的表面包括28mm孔及其倒角，尺寸為30mm的鍵槽，兩個6mm的 工藝孔和寬度為16±0.1mm凸輪槽，其中28mm孔和鍵槽為主要加工表面。2.以大端面為加工對象的表面，這組加工表面包括孔28mm的大小兩個端面。這兩組加工表面之間有著一定的位置精度要求，主要是28mm孔大端面相對于28mm孔垂直度公差為0.05mm由以上分析可知，對這兩組加工表面，要先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的相對位置精度要求。二工藝規(guī)程設(shè)計（一）.確定毛坯的制造形式零件材料為45鋼，考慮到凸輪在使用時反復(fù)沖擊小，因此選用鑄件，就

4、能滿足工作需要，由于零件的年產(chǎn)量為大批大量生產(chǎn)，形狀較簡單，尺寸不大，可采用沙箱鑄造。（二）.基面的選擇1粗基準(zhǔn)的選擇:由于零件大端是以孔心為基準(zhǔn)的，則應(yīng)在保證28mm孔心精度的基礎(chǔ)上加工大端面，所以以大端面為粗基準(zhǔn)是合理的。2考慮到大端面相對28mm孔的位置關(guān)系，取28mm孔為精基準(zhǔn)。（三）.制訂工藝路線工藝路線工序 擴(kuò)孔至27.7mm，絞孔，保證尺寸28 mm。以大端面為粗基準(zhǔn)，選用數(shù)控式升降臺銑床KX5012。工序 鉆通孔26mm，保證尺寸55±0.1mm，R47±0.1mm，10°±1°。以28 mm孔外圓為基準(zhǔn)，選用ZF5132。工序

5、 粗銑上端面，精銑上端面保證Ra3.2。粗銑下端面，精銑下端面，保證Ra3.2。以孔外圓為基準(zhǔn)，選用數(shù)控式升降臺銑床KX5012。工序 加工鍵槽，保證尺寸6mm，30mm和粗糙度Ra6.3。以28 mm孔外圓為基準(zhǔn)，選用拉床。工序 粗銑凸輪槽，深度7mm;精銑凸輪槽，寬度保證16±0.1mm，深度8mm。以28 mm孔外圓為基準(zhǔn)，選用數(shù)控式升降臺銑床KX5012。工序 鉆螺紋孔至6.8mm，絞孔M8。以28mm外圓為基準(zhǔn)，選用鉆床ZF5132。工序 局部淬火，保證HB48HRC。工序 倒角145°,倒角145°,倒角245°。以28mm外圓為基準(zhǔn)，選用鏜

6、床。（四）機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定凸輪零件材料為45鋼生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，采用沙箱造型鑄造的毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.大端面 現(xiàn)直接取凸輪厚度41mm，因為表面粗糙度要求為Ra3.2.此時厚度余量Z=6mm，已經(jīng)能滿足加工要求。2.孔 毛坯為空心，需擴(kuò)孔，絞孔才能完成孔的加工。粗糙度要求為Ra3.2.參照機(jī)械制造工藝師設(shè)計手冊確定工序尺寸及其余量為：擴(kuò)孔至27.7mm 2Z=3mm 絞孔至28mm 2Z=0.3mm （五）.確定切削用量及基本工時工序 擴(kuò)孔，絞孔1.加工條件：工件材料45鋼正火，=0.6GP

7、a，砂型鑄造。加工要求：擴(kuò)孔至27.7mm，絞孔至28mm機(jī)床：KX5012刀具：刀片材料高速鋼，刀具尺寸擴(kuò)孔28mm絞孔28mm2.計算切削用量（1）擴(kuò)孔27.7mm1）進(jìn)給量 根據(jù)切削用量簡明手冊（以下簡稱切削手冊表2.10，當(dāng)有孔徑在25-30mm之間時，=0.81.0mm/r，在此取=1.0mm/r2）計算切削速度，按切削手冊表2.30，切削速度的計算公式為（擴(kuò)孔刀壽命T=30min）V=(V的單位：m/min)其中擴(kuò)孔參數(shù)為 C=11.1,Z=0.4,X=0.2,y=0.5,m=0.2,=0.36所以 擴(kuò)孔 V=3）確定主軸轉(zhuǎn)速 擴(kuò)孔 n=4）切削時，切入切出長度分別定為l=3mm,

8、l=1.5mm切削工時 t=（2）絞孔28mm1）進(jìn)給量，根據(jù)切削手冊表2.11，當(dāng)孔徑在2030mm時=0.81.8mm/r,在此取 =1.5mm/r2）計算切削速度 按切削手冊表2.30，切削速度的計算公式為（擴(kuò)孔刀壽命T=40min）V= (V的單位：m/min)其中絞孔的參數(shù)為C=12.1,Z=0.3,X=0.2,y=0.5,m=0.4,=0.36所以 絞孔 V=3）確定主軸轉(zhuǎn)速 絞孔 n=按機(jī)床說明書見工藝手冊表11-3選為96r/min4）切削工時，切入切出長度分別定位l=3mm，l=1.5mmt=工序II鉆通孔1.加工要求:保證6mm，55mm，R47mm，10°。機(jī)床

9、:ZF5132刀具:直柄麻花鉆6mm2.計算切削用量（1）鉆孔26mm1)進(jìn)給量=0.16mm/r（見切削手冊表2.7）2)計算切削速度，按切削手冊表2.13及表2.14按5類加工性質(zhì)考慮V=17.56m/min3)確定主軸轉(zhuǎn)速 n=按機(jī)床選取n=983r/min（按工藝手冊表9-3）所以實際切削速度 V=4）切削工時 2t=2其中切入切出長度分別為l=5mm，l=3mm，l=18mm工序III 粗精銑上下端面1.加工要求：保證Ra3.2機(jī)床：KX5012刀具：高速鋼鑲齒端面銑刀100mm2.計算切削用量（1）粗銑大端面1）進(jìn)給量=0.06mm/齒 參考切削手冊表3-32）切削速度 參考有關(guān)手

10、冊確定V=20m/min3）確定主軸轉(zhuǎn)速由于采用高速鋼鑲齒端銑刀100mm，則d=100mm，齒數(shù)為5n=當(dāng)n=63.7（r/min）時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為= Zn=0.06563.7=19.11m/min4）切削工時 由于是粗加工，故整個銑刀刀盤不畢洗過整個工件，利用作圖法可得出銑刀的行程l+l+l=90mm則機(jī)動工時 t=（2）精銑大端面 進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速與粗加工與之。由于是精銑，所以整個銑刀刀盤要銑過整個工件，可得出銑刀的行程為l+l+l=168mm，則機(jī)動工時 t=（3）粗銑下端面進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速同上。粗加工行程l+l+l=51mm，則機(jī)動工時為t=（4）精銑上

11、端面進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速同上。精加工行程l+l+l=96mm，則機(jī)動工時為t=工序 加工鍵槽1.要求: 保證尺寸6mm，30mm和粗糙度Ra6.3。機(jī)床:拉床刀具：拉刀，寬6mm2.計算切削用量（1)單面齒升 根據(jù)有關(guān)手冊定為=0.06mm（2）拉削速度定為V=0.06m/s(即3.6m/s)（3）切削工時： t=式中Z-單面余量 2mml-拉削長度 35mm-考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù) 取 1.2k-考慮機(jī)床返回行程系數(shù) 取 1.4V-拉削速度（m/min）-拉刀單面齒升z=拉刀同時工作的齒數(shù)P-拉刀齒距P=（1.251.5）=1.35 =8mm拉刀同時工作的齒數(shù)z=所以 t=工序 粗精加

12、工凸輪槽1.加工要求：槽深8mm，寬16機(jī)床:KX5012刀具：莫氏立銑刀12mm2.計算切削用量（1）粗加工凸輪槽深度7mm1)進(jìn)給量z=0.08mm/齒2)切削速度參考有關(guān)手冊，定位V=20m/min3)確定主軸轉(zhuǎn)速由于采用莫氏立銑刀12mm d=12mm，齒數(shù)Z=4 則n=Zn=0.084)切削工時 銑刀行程l+l+l=207mm則機(jī)動工時 t=（2）精加工凸輪槽至8mm深進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速及切削工時同上。工序 鉆螺紋孔至6.8mm，攻絲1.加工要求：加工M8孔機(jī)床：ZF5132刀具：直柄麻花鉆6.8mm，絲錐M82.算切削用量（1）鉆孔6.8mm1)進(jìn)給量取=0.2mm/r 根

13、據(jù)切削手冊表2.7，當(dāng)鋼的<800MPa,d=6.8mm時2)確定切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13及表2.14得切削速度V=15.32m/min3）確定主軸轉(zhuǎn)速 n=717.5r/min根據(jù)機(jī)床說明書取 n=723r/min故實際切削速度為 V=4）切削工時 l=10mm，l=5mm，l=3mmt=（2）攻螺紋M81） 進(jìn)給量取=0.1mm/r2） 確定切削速度 取V=0.1m/s(6m/min)3） 確定主軸轉(zhuǎn)速n=238r/min按機(jī)床說明書選取n=195r/min 則V=4.9m/min4） 機(jī)動工時 l=10mm，l=3mm，l=3mmt=工序 倒角 采用n=960r/min，手

14、動進(jìn)給六 專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。在加工零件時，需要設(shè)計專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計加工槽夾具一套銑槽夾具設(shè)計研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來銑槽，該槽側(cè)面對45外圓的中心線要滿足尺寸要求以及垂直度要求。在銑此槽時，平面已加工結(jié)束，可以作為精基準(zhǔn)用。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：槽兩側(cè)面面對45外圓的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為45外圓的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此選用45外圓的找中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。采用V型塊定心

15、定位的方式，保證槽加工的技術(shù)要求。同時，應(yīng)加一圓柱銷固定好花V型塊，防止帶動工件在X方向上的旋轉(zhuǎn)自由度。夾具方案的設(shè)計選擇 根據(jù)任務(wù)書要求，銑槽時要保證槽寬尺寸要求，槽兩側(cè)面粗糙度3.2，底面粗糙度6.3，且要保證底面與中心尺寸47mm，以及槽兩側(cè)面與45圓中心的垂直度誤差不大于0.08mm，現(xiàn)設(shè)計夾具方案有：方案一：采用壓板用螺栓聯(lián)接，利用汽缸夾緊，這種夾緊方式夾緊力可靠，輔助時間短，工人勞動強(qiáng)度小，但是成本高。方案二：采用壓緊螺栓利用手動夾緊，這種夾緊方式夾緊力小，但成本低。本次設(shè)計零件為大批量生產(chǎn)，要求成本低，且在加工過程中夾緊力要求不高，因此夾具夾緊方案選用方案二，利用螺栓手動夾緊切削

16、力及夾緊分析計算刀具材料：（高速鋼鑲齒三面刃槽刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)13表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式： 查參考文獻(xiàn)13表得：對于灰鑄鐵： 取 ， 即所以 由參考文獻(xiàn)3表1-2可得：垂直切削力 ：（對稱銑削） 背向力：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)13表可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： 式中參數(shù)由機(jī)床夾具設(shè)計手冊可查得： 其中： 螺旋夾緊力：易得：經(jīng)過比較實際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。誤差分析與計算該夾具以V型塊定心，定心元件中心線與槽側(cè)面規(guī)定的垂直度偏差0.08mm，槽的公差為mm。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)13可得： 平面定位V型塊定心的定位誤差 ： 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 磨損造成的加工誤差：通常不超過