1、凸輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具方案說明書

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 ：凸輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 及夾具設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 者： 指導(dǎo)教師：2018年 9月12日 長春理工大學(xué) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(jì) 內(nèi)容： 1、零件圖1 張、毛坯圖 1 張 TOC o 1-5 h z 、機(jī)械加工過程卡1張 機(jī)械加工工序卡9張、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖1張、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖1、課程設(shè)計(jì)說明書班 級： 學(xué) 生：指導(dǎo)教師：2018 年 9 月 12 日 目錄序言 4 一 零件的分析 4 二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 一） . 確定毛坯的制造式4 TOC o 1-5 h z 二）. 基面的選擇4三）. 制

2、訂工藝路線5四）. 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定5五）. 確定切削用量及基本時(shí)6三. 夾具具設(shè)計(jì) 11 一）. 問題的提出11二）. 夾具設(shè)計(jì)11四 . 參考文獻(xiàn) 12序言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)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(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不

3、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(gè) 6mm的 工藝孔和寬度為 160.1mm 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(gè)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

4、之間的相對位置精度要求。二工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(shí)反復(fù)沖擊小，因此選用鑄件，就能 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 粗銑上端面，精銑上端面保證 Ra3.2。以孔外圓為基準(zhǔn)，選用數(shù)控 式升降臺銑床 KX5012 。工序 擴(kuò)孔至 27.7mm，

5、絞孔，保證尺寸 28 mm。以外圓為基準(zhǔn)， 選用 ZF5132。工序 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 。工序鉆通孔 2 6mm，保證尺寸 550.1mm，R470.1mm， 101。以 28 mm 孔外圓為基選用鉆床。工序 加工鍵槽，保證尺寸 6mm，30 mm 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 160.1mm， 深度 8mm。以 28mm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 28 mm 外圓

6、為基準(zhǔn)，選用 鉆床 ZF5132。工序 局部淬火，保證 HB48HRC工序倒角 1 45, 倒角 1 45, 倒角 2 45。以 28 mm 外圓為基準(zhǔn)， 選用鏜床。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，由于表面粗糙度要求為 Ra3.2.此時(shí)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(jì)手

7、冊確定工序尺寸及其余量為：擴(kuò)孔至 27.7mm2Z=3mm絞孔至 28 mm2Z=0.3mm五）. 確定切削用量及基本工時(shí) 工序粗精銑上端面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(jì)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 5當(dāng) n =63.7r/min）時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量 fm 應(yīng)為? = ? Zn =0.06 5 63.7=19.11m/min4）切削工時(shí)

8、由于是粗加工，故整個(gè)銑刀刀盤不畢洗過整個(gè)工件，利用作 圖法可得出銑刀的行程 l+l +l =90mm則機(jī)動(dòng)工時(shí) 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(gè)銑刀刀盤要銑過整個(gè)工件，可得出銑刀的行程為 l+l +l =168mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)t =工序 II 擴(kuò)孔，絞孔1.加工條件：工件材料 45 鋼正火， =0.6GPa，砂型鑄造加工要求：擴(kuò)孔至 27.7mm，絞孔至 28 mm機(jī)床： KX5012刀具：刀片材料高速鋼，刀具尺寸擴(kuò)孔 28 mm 絞孔 28 mm2.計(jì)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 2.1

9、0， 當(dāng)有孔徑在 25-30mm 之間時(shí)， ?=0.81.0mm/r，在此取 ?=1.0mm/r2）計(jì)算切削速度，按切削手冊表 2.30，切削速度的計(jì)算公式為 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(shí)，切入切出長度分別定為 l =3mm,l =1.5mm切削工時(shí) t =2）絞孔 28 mm1）進(jìn)給量 ?，根據(jù)切削手冊表 2.11，當(dāng)孔徑在 2030mm時(shí) ?=0.8 1.8mm/r,在此取 ?=1.5mm/r2）計(jì)算切削速度 按切削手冊表 2.30，切削速度的計(jì)算公式為 其中絞孔

10、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(shí)，切入切出長度分別定位 l =3mm，l =1.5mm工序 III 精粗銑下端面1）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(dòng)工時(shí)為 t =2）精銑上端面進(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(dòng)工時(shí)為 t =工序鉆通孔加工要求 : 保證 6mm，55mm，R47mm，10機(jī)床: ZF5132刀具 : 直柄麻花鉆

11、 6mm計(jì)算切削用量1）鉆孔 2 6mm1進(jìn)給量?=0.16mm/r見切削手冊表 2.7）2計(jì)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(shí)際切削速度 V=4）切削工時(shí) 2t=2其中切入切出長度分別為 l =5mm， l =3mm，l=18mm 工序 粗精加工凸輪槽1.加工要求：槽深 8mm，寬 16機(jī)床:KX5012刀具：莫氏立銑刀 12mm2.計(jì)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

12、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(shí) 銑刀行程 l+l +l =207mm則機(jī)動(dòng)工時(shí)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(shí)同上工序加工鍵槽1.要求: 保證尺寸 6 mm，30mm 和粗糙度 Ra6.3。機(jī)床 : 拉床刀具：拉刀，寬 6 mm2. 計(jì)算切削用量單面齒升 根據(jù)有關(guān)手冊定為 ? =0.06mm 3)切削工時(shí)：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 1.2 k-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

13、齒升 z=拉刀同時(shí)工作的齒數(shù)P-拉刀齒距P=1.251.5) =1.35 =8mm拉刀同時(shí)工作的齒數(shù) z=所以 t=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. 算切削用量進(jìn)給量取 ?=0.2mm/r 根據(jù)切削手冊表 2.7，當(dāng)鋼的確定切削速度：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=717.5r/min根據(jù)機(jī)床說明書取 n =723r/min故實(shí)際切削速度為 V=4）切削工時(shí) l =5mm，l =3mm l=10mm，t=2）攻螺紋 M81）進(jìn)給量取 ?=0

14、.1mm/r2）確定切削速度 取 V=0.1m/s（6m/min3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(dòng)工時(shí) l=10mm，l =3mm ，l =3mm工序 IX 倒角 采用 n=960r/min ，手動(dòng)進(jìn)給。 三夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專門的夾 具經(jīng)過與指導(dǎo)教師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 2 道工序的鉆床夾具，刀具為 28mm 的直柄麻花鉆。一）. 問題的提出本夾具主要用來對兩個(gè) 6mm 工藝孔的加工，在本道工序加工時(shí)，應(yīng)主要 考慮如何在保證加工精度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)低成本及快速實(shí)現(xiàn)零件的裝夾

15、。二） . 夾具設(shè)計(jì)1. 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，凸輪所加工的工藝孔多 28mm圓有角度及距離要求，其 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為凸輪 28mm孔心，因此這里選用 28mm孔為主要定位基準(zhǔn)，配合 以兩個(gè)凸輪邊定位。2.夾緊力的分析利用虎口鉗來卡緊，其作用面為凸輪的一個(gè)棱邊，靠近加工表面，有利于 加緊緊穩(wěn)定可靠，夾緊力的方向垂直于一個(gè)加工面凸輪大端面。定位誤差分析1). 定位元件尺寸及其公差的確定。夾具的主要定位元件為 28mm軸， 該定位元件 28mm軸的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相配合的 28mm軸的尺寸與公差相同，即 20 28h8已知零件孔徑為 28mm，夾具中定位軸軸徑為 28mm，因

16、此當(dāng)零件安裝在夾具中時(shí)，定位軸與孔之間的間隙為b =0.021-0.046 )=0.067mm即最大間隙能滿足零件加工精度的要求。夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，再設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此，應(yīng)首先著眼 于采用手動(dòng)夾緊。由于這是降低生產(chǎn)成本的重要途徑。本道工序的鉆床夾具就 選擇的手動(dòng)夾緊方式。本工序由于切削力較大，為了夾緊工件，于。因此，應(yīng) 首先設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最 大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，盡 量增加該機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比結(jié)果，本夾具總的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件加工之前很好地對刀 與塞尺配合 使用)；同時(shí)，