畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-凸輪軸加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)

沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：凸輪軸加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)械工程與自動化學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：2024年5月 獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：2024年5月24日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解沈陽工學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)沈陽工學(xué)院可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，提供閱覽服務(wù)，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。學(xué)?？梢詾榇嬖陴^際合作關(guān)系的兄弟高校用戶提供文獻(xiàn)傳遞服務(wù)和交換服務(wù)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：2024年5月24日簽字日期：2024年5月24日緒論1.1凸輪軸夾具的研究意義通過對凸輪軸夾具的研究提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)優(yōu)化的凸輪軸夾具可以提高加工的自動化程度，減少人工操作，從而提高汽車凸輪軸的生產(chǎn)效率和加工速度。凸輪軸是發(fā)動機(jī)中的關(guān)鍵零部件，其加工質(zhì)量直接影響汽車發(fā)動機(jī)的性能和可靠性。通過設(shè)計(jì)精良的夾具，可以保證凸輪軸在加工過程中的穩(wěn)定性和精度，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。降低生產(chǎn)成本：合理的夾具設(shè)計(jì)可以減少加工過程中的廢品率和損耗降低汽車凸輪軸的生產(chǎn)成本，并且可以減少人工操作和加工周期，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間[1]。再者可以提升安全性汽車凸輪軸加工涉及到高速旋轉(zhuǎn)的刀具和大型工件，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)安全可靠的夾具可以有效地固定和支撐工件，減少意外事故的發(fā)生，保障操作人員的安全。推動技術(shù)創(chuàng)新：夾具設(shè)計(jì)是汽車加工技術(shù)和工藝的重要組成部分[2]，通過研究和改進(jìn)夾具設(shè)計(jì)，可以推動汽車加工技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，提高汽車制造業(yè)的競爭力和市場地位。綜上所述，汽車凸輪軸夾具的研究旨在優(yōu)化汽車凸輪軸的加工流程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和風(fēng)險(xiǎn)，推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)在凸輪軸夾具設(shè)計(jì)方面已經(jīng)取得了一定的研究成果。隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)對于夾具的精度和效率需求日益增長，這促使了凸輪軸夾具設(shè)計(jì)的不斷創(chuàng)新。一些知名的汽車制造企業(yè)和機(jī)械加工企業(yè)都投入了大量的研發(fā)資源，開展凸輪軸夾具的設(shè)計(jì)和優(yōu)化工作REF_Ref734\r\h[3]。目前，國內(nèi)已經(jīng)形成了一套較為完善的凸輪軸夾具設(shè)計(jì)理論和方法體系。在設(shè)計(jì)過程中，充分考慮了零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工工藝以及設(shè)備條件等因素，注重提高夾具的定位精度和夾持穩(wěn)定性。同時(shí)，國內(nèi)的研究人員還針對夾具的耐磨性、使用壽命以及安全性等方面進(jìn)行了深入的研究，提出了一系列有效的改進(jìn)措施REF_Ref786\r\h[4]。然而，與國際先進(jìn)水平相比，國內(nèi)在凸輪軸夾具設(shè)計(jì)方面仍存在一定的差距。在凸輪軸夾具設(shè)計(jì)方面，國外的研究和應(yīng)用水平相對較為成熟。一些發(fā)達(dá)國家的汽車制造企業(yè)和機(jī)械加工企業(yè)在凸輪軸夾具設(shè)計(jì)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，有了自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)體系。他們在夾具設(shè)計(jì)中更加注重自動化和智能化，通過采用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)和傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了夾具的精確定位和自動夾緊REF_Ref816\r\h[5]。同時(shí)，他們還注重夾具的可靠性和耐用性，采用優(yōu)質(zhì)的材料和制造工藝，提高了夾具的使用壽命和穩(wěn)定性。同時(shí)，他們還關(guān)注夾具的智能化和模塊化設(shè)計(jì)REF_Ref858\r\h[6]，以便更好地適應(yīng)未來制造業(yè)的發(fā)展趨勢。1.3磨削加工的概述磨床在切削的時(shí)候用砂輪來進(jìn)行，對需要加工產(chǎn)品的面進(jìn)行切削，使用的是精密度非常高的機(jī)床，主要是砂輪以很快的速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動，產(chǎn)品轉(zhuǎn)動的速度不快，但是他是進(jìn)行圓周供給的，并且在軸方向上進(jìn)行供給，每一次加工完成之后，砂輪在橫向方向上進(jìn)行切深運(yùn)動。磨床的類型還是比較多的，現(xiàn)在加工用的比較多的磨床有外圓的，內(nèi)圓的，平面的還有萬能的REF_Ref888\r[7]。對于磨削加工來說，最重要的工具就是砂輪，砂輪是有很多孔的，通過磨料跟結(jié)合劑進(jìn)行焙燒形成的。砂輪的特征主要在結(jié)合劑，硬度，組織，形狀大小，加工工藝不一樣，特征也就不一樣。磨削生產(chǎn)的精度，表面粗糙度還有生產(chǎn)率都跟砂輪有很大的關(guān)系。進(jìn)行磨削生產(chǎn)的時(shí)候，主要特征有：1.工藝范圍很大加工的磨床不一樣，那么它就可以生產(chǎn)里面的圓柱面，外面的圓柱面，里面的圓錐面，外面的圓錐面，螺紋，齒輪，蝸桿，蝸輪還有一些比較特別的，構(gòu)造非常復(fù)雜的面。2.任何材料都可以磨削不管是有色金屬，黑色金屬，還是不是金屬的材質(zhì)，都可以通過磨削進(jìn)行生產(chǎn)。特別是有的材料硬度很大，對它進(jìn)行切削生產(chǎn)基本上都是通過磨削來進(jìn)行REF_Ref920\r[8]。3.得到的生產(chǎn)精度非常高還有粗糙度是很小對里面的圓還有外面的圓進(jìn)行默許加工，他們的精度等級分別是IT6～I(xiàn)T7和IT6級，表面粗糙度值分別為0.2～0.8um和0.2～0.4um；對平面進(jìn)行磨削加工，經(jīng)濟(jì)精度在IT6～I(xiàn)T7級，表面粗糙度為0.2～0.4um。也就是說生產(chǎn)精度比較高的零部件的時(shí)候，必須要進(jìn)行磨削加工。4.一般來說，只有在進(jìn)行半精加工的時(shí)候才會用磨削，不過，最近這些年，因?yàn)楹芏嗟胤蕉加玫礁咚倌ハ鬟€有強(qiáng)力磨削，所以現(xiàn)在在粗加工的時(shí)候就會用到磨削REF_Ref953\r[9]。2設(shè)計(jì)零件加工工藝規(guī)程2.1零件的作用在汽車發(fā)動機(jī)的核心區(qū)域，存在一個(gè)舉足輕重的關(guān)鍵組件，即凸輪軸。盡管其職責(zé)看似僅為控制氣門的啟閉，然而這一看似簡單的功能，實(shí)則對發(fā)動機(jī)的整體性能與效率發(fā)揮著至關(guān)重要的決定性作用REF_Ref995\r[10]。如圖2.1為其零件圖。圖2.1凸輪軸零件圖2.2零件組成表面、加工要求及形位公差分析1.零件組成表面分析（1）M14X1.5-6h螺紋端面和表面；3X2槽端面和表面；（2）錐度為1:5圓錐面端面和表面；Φ20K6外圓端面和表面；（3）Φ27外圓端面和表面；Φ26外圓端面和表面；（4）Φ25K6和Φ24g6外圓端面和表面；M25X1.5-8左螺紋端面和表面；（5）Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ6處凸輪外形；（6）Φ17深25孔端面和表面；Φ22f7外圓端面和表面；（7）寬4mm鍵槽端面和表面；Φ36外圓端面和表面；2.零件加工要求分析（1）Φ20K6外圓，經(jīng)過加工后粗糙度達(dá)0.8um；（2）191±0.15左右兩個(gè)端面，經(jīng)過加工后粗糙度達(dá)0.8um；（3）Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ6處凸輪外形，經(jīng)過加工后粗糙度達(dá)0.8um；（4）Φ26外圓，經(jīng)過加工后粗糙度達(dá)0.8um；（5）Φ36外圓，經(jīng)過加工后粗糙度達(dá)0.8um；（6）Φ25K6，Φ24g6以及Φ22f7外圓，經(jīng)過加工后粗糙度達(dá)0.8um；3.零件形位公差分析（1）兩個(gè)端面（一個(gè)在191mm+0.15mm的位置，另一個(gè)在191mm-0.15mm的位置）相對于Φ20K6和Φ25K6兩個(gè)外圓的軸線，其直線度公差為0.025mm；（2）Φ20K6外圓所在軸線相對于“Φ25K6外圓所在軸線”的同軸度公差為0.025mm；（3）Ⅰ段凸輪外形所在的軸線（可能是凸輪表面的平均軸線或中心線）與Φ20K6和Φ25K6兩個(gè)外圓的軸線之間的平行度公差為0.025mm；（4）Φ26外圓所在軸線與Φ20K6和Φ25K6兩個(gè)外圓的軸線之間的同軸度公差為Φ0.025mm；（5）鍵槽4兩工作面相對于“錐度為1:5圓錐面所在軸線”的對稱度公差為0.025；（6）240°方向上Ⅱ段凸輪外形相對于“Φ20K6外圓所在軸線”和“Φ25K6外圓所在軸線”和“I-VI凸輪所在軸線”的傾斜度公差為0.05；（7）I-VI共6處凸輪外形，其線輪廓公差為0.05；（8）I-VI6共處凸輪外形相對于Φ20K6外圓所在軸線和Φ25K6外圓所在軸線的同軸度公差要求為0.05mm；2.3確定零件生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)是多少，對于產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，還有加工組織形式的作用非常大，對于每一個(gè)工序需要的專業(yè)化程度起到?jīng)Q定性作用，它不僅影響工藝方式和工藝裝備的選擇，還對整個(gè)生產(chǎn)流程的效率、質(zhì)量和成本產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本次設(shè)計(jì)的凸輪軸其生產(chǎn)類型確定為批量生產(chǎn)。2.4零件材料的選擇和分析經(jīng)過同類型成品的考察和調(diào)研，決定本凸輪軸其材料為QT850-3球磨鑄鐵。QT850-3球磨鑄鐵其鑄造性能、鍛造性能以及機(jī)加工時(shí)候的切削性能都是比較好的。在軸、齒輪等等方法采用廣泛REF_Ref1211\r[11]。2.5確定加工基準(zhǔn)在機(jī)械生產(chǎn)中，定位基準(zhǔn)的選擇確實(shí)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它不僅直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，還對產(chǎn)品的位置精度、尺寸精度以及生產(chǎn)順序產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。定位基準(zhǔn)可以確保產(chǎn)品在加工過程中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性REF_Ref1129\r[12]。通過準(zhǔn)確的定位，可以確保產(chǎn)品在各個(gè)工序中都能保持正確的位置和姿態(tài)，從而避免因位置偏移而導(dǎo)致的加工誤差。定位基準(zhǔn)的選擇還會影響產(chǎn)品的生產(chǎn)順序。不同的定位基準(zhǔn)可能需要采用不同的加工方法和工具，這會影響生產(chǎn)線的布局和工序的安排。合理的定位基準(zhǔn)可以使生產(chǎn)順序更加合理、高效，提高生產(chǎn)效率。定位基準(zhǔn)的選擇還會影響夾具的設(shè)計(jì)和制造。夾具是用來固定和定位產(chǎn)品的裝置，其設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜程度與定位基準(zhǔn)的選擇密切相關(guān)。如果定位基準(zhǔn)選擇不合理，可能需要設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的夾具來滿足定位要求，這不僅會增加制造成本，還可能降低夾具的可靠性和穩(wěn)定性REF_Ref1371\r[13]。1.確定粗基準(zhǔn)選擇零件兩端面為本次粗加工基準(zhǔn)。2.確定精基準(zhǔn)選擇Ф20K6外圓及Ф22f7外圓及端面為本次精加工基準(zhǔn)。表2.1方案一工序加工表面工序1鍛造零件毛坯工序2時(shí)效處理工序3工件的兩端面上加工出中心孔工序4車削工件左右兩端面至338±0.5的尺寸工序5粗車Ф25，Ф24，Ф22，M25外圓；工序6粗車Ф36，Ф26，Ф20，M14外圓；1:5錐度圓錐面工序7粗磨Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ段凸輪外形工序8粗磨Ⅱ段凸輪外形工序9粗磨Ⅵ段凸輪外形工序10半精車兩端外圓及端面工序11半精磨Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ段凸輪外形工序12半精磨Ⅱ段凸輪外形工序13半精磨Ⅵ段凸輪外形工序14精車兩端外圓及端面工序15精磨Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ段凸輪外形工序16精磨Ⅱ段凸輪外形工序17精磨Ⅵ段凸輪外形工序18磨外圓工序19鉆Ф17刀Ф16，鉸Ф17孔工序20銑寬4mm鍵槽工序21工件表面徹底清潔工序22尺寸測量、外觀檢查、性能測試等檢驗(yàn)工序23進(jìn)入倉庫表2.2方案二工序加工表面工序1生產(chǎn)各種復(fù)雜形狀的金屬鑄件工序2金屬材料熱處理工序3對Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ段凸輪外形進(jìn)行磨削加工工序4磨Ⅱ段凸輪外形工序5磨Ⅵ段凸輪外形工序6兩端面鉆中心孔工序7車338±0.5左右兩端面工序8車Ф25K6，Ф24g6，M25X1.5-8h，Ф22f7外圓及端面；M25X1.5-8h右端退刀槽及螺紋工序9車Ф36，Ф26，Ф20K6外圓及端面；1:5錐度圓錐面，3X2退刀槽及M14X1.5-6h螺紋工序10磨Ф25K6，Ф24g6,Ф22f7，Ф36，Ф26及Ф20K6外圓及端面工序11鉆Ф17深25孔工序12銑寬4mm鍵槽工序13工件表面徹底清潔工序14尺寸測量、外觀檢查、性能測試等檢驗(yàn)工序15裝入倉庫2.6確定零件制造形式凸輪軸外形復(fù)雜，都是圓弧過渡REF_Ref1403\r[14]。QT850-3球磨鑄鐵其鑄造性能較好，并且鑄造后的零件能夠滿足使用要求。決定采用鑄造的方式制造零件。圖2.2為其毛坯圖。圖2.2凸輪軸毛坯圖2.7確定加工工藝路線方案2加工工藝路線比較便捷，零件加工工序比較少。方案1作為本加工工藝是一個(gè)明智的決策。它能夠滿足零件的加工需求，提高加工精度和效率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本和廢品率。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照方案1的工藝路線和設(shè)備選擇進(jìn)行加工，確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。2.8確定機(jī)床、夾具、刀具及量具本次設(shè)計(jì)的工序共需要完成車、磨、鉆和銑加工，具體選擇如下：1.車加工（1）機(jī)床：CA6140；（2）夾具：專用夾具；（3）刀具：合金車刀；（4）量具：游標(biāo)卡尺、量規(guī)。2.磨加工（1）機(jī)床：YHMK8312-10凸輪磨床以及M1420-520外圓磨床；（2）夾具：專用夾具；（3）刀具：砂輪；（4）量具：千分表、量規(guī)。3.鉆加工（1）機(jī)床：多功能鉆床；（2）夾具：專用夾具；（3）刀具：麻花形狀的鉆孔工具；（4）量具：游標(biāo)卡尺。4.銑加工（1）機(jī)床：XK5032；（2）夾具：專用夾具；（3）刀具：三面刃銑刀；（4）量具：游標(biāo)卡尺、量規(guī)。2.9確定機(jī)加工余量以下為所有工序中加工余量的設(shè)計(jì)：1.工序1.生產(chǎn)各種復(fù)雜形狀的金屬鑄件；2.工序2.金屬材料熱處理；3.工序3如表2.3：表2.3工序3加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1打兩端面中心孔2.54.工序4如表2.4：表2.4工序4加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1車兩端面達(dá)338±0.525.工序5如表2.5所示：表2.5工序5加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1粗車Ф25外圓1.4工步2粗車Ф24外圓0.75工步3粗車M25外圓0.2工步4粗車Ф22外圓1工序6如表2.6所示：表2.6工序6加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1粗車Ф36外圓1.25工步2粗車Ф26外圓1.25工步3粗車Ф20外圓1.25工步4粗車1:5錐度圓錐面1.25工步5粗車3X2退刀槽0.75工步6粗車M14外圓0.75工序7如表2.7所示：表2.7工序7加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1粗磨Ⅰ，Ⅲ，V，VI段凸輪外形0.75工序8如表2.8所示：表2.8工序8加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1粗磨Ⅱ段凸輪外形0.75工序9如表2.9所示：表2.9工序9加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1粗磨Ⅵ段凸輪外形0.75工序10如表2.10所示：表2.10工序10加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1半精車Ф25外圓及端面0.25工步2半精車Ф24外圓及端面0.2工步3半精車Ф22外圓及端面0.5工步4半精車Ф20外圓及端面0.5工序11如表2.11所示：表2.11工序11加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1半精磨Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ段凸輪外形0.5工序12如表2.12所示：表2.12工序12加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1半精磨Ⅱ段凸輪外形0.5工序13如表2.13所示：表2.13工序13加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1半精磨Ⅵ段凸輪外形0.5工序14如表2.14所示：表2.14工序14加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1精車Ф25外圓及端面0.5工步2精車Ф24外圓及端面0.5工步3精車Ф22外圓及端面0.5工步4精車Ф20外圓及端面0.25工序15如表2.15所示：表2.15工序15加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1精磨Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ段凸輪外形0.25工序16如表2.16所示：表2.16工序16加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1精磨Ⅱ段凸輪外形0.25工序17如表2.17所示：表2.17工序17加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1精磨Ⅵ段凸輪外形0.25工序18如表2.18所示：表2.18工序18加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1精磨Ф25外圓0.03工步2精磨Ф24外圓0.03工步3精磨Ф22外圓0.03工步4精磨Ф36外圓0.03工步5精磨Ф26外圓0.03工步6精磨Ф20外圓0.25工序19如表2.19所示：表2.19工序19加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1鉆Ф17到Ф163工步2鉸Ф17孔3工序20如表2.20所示：表2.20工序20加工余量工步加工表面單邊余量mm工步1銑寬4mm鍵槽4工序21.清洗；工序22.檢驗(yàn)；工序23.入庫。2.10確定切削用量及工時(shí)工序1.鍛造零件毛坯；工序2.時(shí)效處理；工序3.打兩端面中心孔；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：臥式車床CA6140；2.切削采用的刀具：高速鋼中心鉆頭；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量2.5；5.進(jìn)給量0.1；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：（2.1）8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則（2.2）9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：（2.3）總加工時(shí)間的計(jì)算：（2.4）工序4.車兩端面達(dá)338±0.5；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：臥式車床CA6140；2.切削采用的刀具：硬質(zhì)合金端面車刀；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量2.0；5.進(jìn)給量0.2；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序5.粗車Ф25，Ф24，M25，Ф22外圓；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：臥式車床CA6140；2.切削采用的刀具：硬質(zhì)合金端面車刀；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量1.5；5.進(jìn)給量0.2；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序6.粗車Ф36，Ф26，Ф20，M14外圓，錐面，車退刀槽；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：臥式車床CA6140；2.切削采用的刀具：硬質(zhì)合金端面車刀；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量3.5；5.進(jìn)給量0.2；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序7.粗磨Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ段凸輪外形；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：凸輪軸磨床YHMK8312；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量0.75；5.進(jìn)給量0.2；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序8.粗磨Ⅱ段凸輪外形；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：凸輪軸磨床YHMK8312；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量0.75；5.進(jìn)給量0.2；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序9.粗磨Ⅵ段凸輪外形；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：凸輪軸磨床YHMK8312；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量0.75；5.進(jìn)給量0.2；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序10.半精車兩端外圓及端面；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：臥式車床CA6140；2.切削采用的刀具：硬質(zhì)合金端面車刀；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量3；5.進(jìn)給量0.2；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序11.粗磨Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ段凸輪外形；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：凸輪軸磨床YHMK8312；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：千分尺；4.背吃刀量0.5；5.進(jìn)給量0.25；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序12.半精磨Ⅱ段凸輪外形；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：凸輪軸磨床YHMK8312；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：千分尺；4.背吃刀量0.5；5.進(jìn)給量0.25；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序13.半精磨Ⅵ段凸輪外形；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：凸輪軸磨床YHMK8312；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：千分尺；4.背吃刀量0.5；5.進(jìn)給量0.25；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序14.精車兩端外圓及端面；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：臥式車床CA6140；2.切削采用的刀具：硬質(zhì)合金端面車刀；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量0.3；5.進(jìn)給量0.25；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序15.精磨Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ段凸輪外形；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：凸輪軸磨床YHMK8312；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：千分尺；4.背吃刀量0.25；5.進(jìn)給量0.3；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序16.精磨Ⅱ段凸輪外形；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：凸輪軸磨床YHMK8312；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：千分尺；4.背吃刀量0.25；5.進(jìn)給量0.3；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序17.精磨Ⅵ段凸輪外形；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：凸輪軸磨床YHMK8312；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：千分尺；4.背吃刀量0.25；5.進(jìn)給量0.3；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序18.磨外圓；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：外圓磨床M1420；2.切削采用的刀具：圓形砂輪；3.加工測量的工具：千分尺；4.背吃刀量0.03；5.進(jìn)給量0.3；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序19.鉆Ф17孔；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：搖臂鉆床Z3040；2.切削采用的刀具：高速剛麻花鉆頭；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量0.5；5.進(jìn)給量0.1；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序20.銑寬4mm鍵槽；1.機(jī)加工采用的機(jī)床：立銑床XK5040A；2.切削采用的刀具：硬質(zhì)合金鍵槽銑刀；3.加工測量的工具：游標(biāo)卡尺；4.背吃刀量4；5.進(jìn)給量0.2；6.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取7.實(shí)際切削速度：8.機(jī)床加工時(shí)的基本時(shí)間則9.機(jī)床加工時(shí)的輔助時(shí)間根據(jù)公式：總加工時(shí)間的計(jì)算：工序21.清洗；工序22.檢驗(yàn)；工序23.入庫。3零件磨削工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)3.1工序8專用夾具設(shè)計(jì)3.1.1工序8定位方案根據(jù)該零件的生產(chǎn)批量和對該零件的結(jié)構(gòu)分析本夾具使用于凸輪軸磨床YHMK8312，用于工藝卡工序8。要磨凸臺面。實(shí)現(xiàn)五個(gè)自由度的定位，是工件在中心架上跟隨磨床加工進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如圖3.1所示。圖3.1工序8二維工程圖3.1.2夾具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3.2工序8夾具裝配圖2、夾具裝置設(shè)計(jì)本道工序的夾具設(shè)計(jì)采用的是螺栓進(jìn)行夾緊。調(diào)整螺栓的位置，將其旋緊至不會干涉安裝工件的位置，旋轉(zhuǎn)壓板不僅裝夾方便而且拆裝也很方便，同時(shí)夾緊力合理，受力均勻，對于后期的工人維護(hù)修理方便快捷。3.1.3夾具結(jié)構(gòu)及工作流程如圖3.3所示第一套夾具主視圖，由圖可知，本道工序的定位方案是六點(diǎn)定位的方法進(jìn)行定位，夾緊裝置設(shè)計(jì)采用的是旋轉(zhuǎn)壓板進(jìn)行夾緊。圖3.3工序8夾具主視圖3.2工序20專用夾具設(shè)計(jì)3.2.1工序20定位方案如圖3.4，該夾具選擇用立式銑床XK5040A機(jī)床，用于工藝卡中工序20的夾具，主要用于銑槽。定位方式采用的是雙V型塊進(jìn)行定位，在下底面的表面作為精基準(zhǔn)，放置一個(gè)定位釘。該夾具使用壓板進(jìn)行壓緊，避免受剪切應(yīng)力。夾具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。圖3.4工序20二維工程圖3.2.2夾具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3.5工序20夾具裝配圖3.2.3誤差分析和夾緊力計(jì)算圖3.6工序20夾具俯視圖本夾具采用一面兩銷，兩個(gè)定位銷在同一軸線上。工件在平面上可能產(chǎn)生的運(yùn)動方式有：平移、轉(zhuǎn)動、平移與轉(zhuǎn)動。以此影響到加工零件的尺寸精度及要求。誤差小于相應(yīng)位置公差，即認(rèn)為定位方案符合要求。零件圖紙上中心距為130mm，采用壓板夾緊?，F(xiàn)在分析尺寸要求，查得定位銷的配合公差為H6。（1）定位誤差分析針對銑凹槽面這一工步進(jìn)行定位誤差分析，定位元件為下表面V型塊，定位誤差分析如下。定位方式為雙V型塊。當(dāng)以加工過的平面為基準(zhǔn)定位時(shí)其誤差可以忽略不計(jì)，所以此工序的定位誤差來自兩個(gè)定位銷的制造誤差。在計(jì)算出的定位誤差小于工件位置公差的1/5~1/3的時(shí)候就認(rèn)為定位準(zhǔn)確。兩個(gè)定位銷產(chǎn)生誤差有：定位元件與零件的配合公差為φ9.61，從資料查得孔偏差φ9.61mm，軸偏差φ9.6mm，，，。定位元件與零件與零件的配合公差為φ7，從資料查得孔偏差φ7mm，軸偏差φ7mm，，，。該定位方式工件內(nèi)孔尺寸偏差為，所以mm。定位銷尺寸偏差為，所以mm。所以mm因此該工序定位誤差最終結(jié)果為；mm因?yàn)樵摴ば虺叽绻顬?.005mm，所以定位方案滿足加工要求，可進(jìn)一步進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)。由于定位之間的配合間隙，可能會產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差，使兩個(gè)定位元件的中心連線相對于理論連線產(chǎn)生一定的傾斜，其最大的轉(zhuǎn)角誤差為：度≈0.775秒結(jié)論：本道工序加工的位置，相對于基準(zhǔn)孔的位置度要求為0.005，定位誤差將直接影響該加工面的位置精度。（2）夾緊力計(jì)算本工序?yàn)殂姲疾?，壓緊方向?yàn)闄C(jī)床主軸的徑向方向，如圖所示夾緊，針對銑凹槽這一工步進(jìn)行夾緊力分析。理論切削力F計(jì)算：(如公式3.1至3.3所示)主切削力：（3.1）背向力：（3.2）進(jìn)給力：（3.3）式中：————考慮工件種類及條件的系數(shù)；————切削深度，mm；————進(jìn)給量，mm/r；————切削速度，m/min；————修正系數(shù)；查表得=92.54.46；=1.0、0.9.1.0；=0.75.0.75.0.4；=0；=0.4.1.0.8。車圓端面，由工藝可得=1.5；=1；=44.11；經(jīng)計(jì)算可得主切削力：==361.008N背向力：==529.74N進(jìn)給力：==361.008N所以，總切削力為：夾緊力的計(jì)算在該套夾具中，采用的壓緊結(jié)構(gòu)為螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu)。根據(jù)指導(dǎo)教程得到公式：（3.4）式中，：螺紋升角：螺紋摩擦角：摩擦因素：支撐點(diǎn)到受力點(diǎn)的距離：壓力點(diǎn)到受力點(diǎn)的距離：損失的傳動效率：螺桿中徑：切削力：實(shí)際所需夾緊力最后計(jì)算實(shí)際切削力與夾緊力進(jìn)行比較，安全系數(shù)一般取1.5-3[15]，這里取3則：通過計(jì)算可知：夾緊力大于切削力即：=2863.08N>2508N由此上所述，夾緊裝置提供的夾緊力大于零件加工時(shí)產(chǎn)生的切削力，故：方案合理。3.2.4夾具可行性分析經(jīng)過精確的測量與計(jì)算，完全符合設(shè)定的0.005mm的尺寸公差要求。在保證了定位誤差的精確性之后，可以更有信心地推進(jìn)后續(xù)的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，相信這將為生產(chǎn)帶來更高的效率和更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。值得注意的是，在夾具的定位設(shè)計(jì)中，定位元件之間的配合間隙可能是一個(gè)潛在的問題。雖然這些間隙看起來微不足道，但它們可能會導(dǎo)致基準(zhǔn)產(chǎn)生微小的位移誤差，使得兩個(gè)定位元件的中心連線無法完全與理論連線重合。為了解決這個(gè)問題，進(jìn)行了詳細(xì)的誤差分析，并得出最大的轉(zhuǎn)角誤差約為0.775秒。這個(gè)數(shù)值雖然極小，但也提醒了在后續(xù)的設(shè)計(jì)和加工過程中要格外注意，以確保定位的準(zhǔn)確性。本道工序的主要任務(wù)是銑削凹槽，為了確保加工的穩(wěn)定性和精度，選擇了沿機(jī)床主軸的徑向方向進(jìn)行夾緊。接下來，針對這一關(guān)鍵工步進(jìn)行了詳細(xì)的夾緊力分析。根據(jù)切削條件和工件材料特性，計(jì)算出了理論切削力的大小。這些力包括主切削力、背向力和進(jìn)給力，它們共同作用于工件上，確保切削過程的順利進(jìn)行。通過精確的數(shù)值計(jì)算和反復(fù)的驗(yàn)證，得出了總切削力的具體數(shù)值。然后根據(jù)夾具的結(jié)構(gòu)和夾緊方式，計(jì)算出了實(shí)際所需的夾緊力。為了確保加工過程中的穩(wěn)定性和安全性，選擇的夾緊力必須大于切削力，并留有一定的安全系數(shù)。經(jīng)過多次計(jì)算和比較，最終確定了合適的夾緊力大小，以確保加工過程的順利進(jìn)行。在夾具的可行性分析方面，綜合考慮了加工要求、操作便捷性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)方面的因素。夾具的定位設(shè)計(jì)是否準(zhǔn)確可靠，能否滿足加工精度要求；要求夾具的裝卸操作簡便快捷，能夠降低操作人員的勞動強(qiáng)度。最重要的是夾具的安全防護(hù)措施到位，能夠有效避免潛在的安全隱患；最后，夾具的制造成本合理，符合企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益要求。綜上所述，設(shè)計(jì)的夾具在多個(gè)方面都表現(xiàn)出了良好的可行性和優(yōu)越性。相信，這一設(shè)計(jì)將能夠在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，提高生產(chǎn)效率，降低成本。結(jié)論經(jīng)過深入研究和精心設(shè)計(jì)，成功地為凸輪軸設(shè)計(jì)了一套專用加工夾具。這套夾具不僅滿足了凸輪軸加工過程中的各項(xiàng)要求，還顯著提高了加工精度和效率，為企業(yè)的生產(chǎn)帶來了實(shí)實(shí)在在的好處。首先，在夾具的定位設(shè)計(jì)上，充分考慮了凸輪軸的形狀特點(diǎn)和加工要求，通過合理選擇定位元件和確定定位基準(zhǔn)，確保了夾具的定位精度和穩(wěn)定性。這不僅有利于提高加工質(zhì)量，還降低了廢品率和生產(chǎn)成本。其次，在夾緊裝置的設(shè)計(jì)上，確保了工件在加工過程中的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)還考慮了操作便捷性和夾具的通用性，使得這套夾具能夠適用于不同規(guī)格和型號的凸輪軸加工。此外，在夾具的可行性分析方面，進(jìn)行了詳細(xì)的誤差分析和計(jì)算，確保了夾具的定位誤