1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：凸輪零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計設(shè)計者：指導(dǎo)教師：2013年9月1日長春理工大學(xué)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書其幣曰-凸輪零件的機械加工工藝熱程及夾具設(shè)計內(nèi)容：1、零件圖2、毛坯圖13、機械加工過程卡1機械加工工序卡、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖5、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖16、課程設(shè)計說明書1張張張若干張張張份班級:學(xué)生:指導(dǎo)教2013年9月1日-7-(=)4Ui)機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定目錄序言4一零件的分析4工藝規(guī)程設(shè)計4(-).確定毛坯的制造形式4基面的選擇制訂工藝路線(五)確定切削用量及基本工時5三夾具設(shè)計10(-)問題的提出10(-).夾具

2、設(shè)計11參考文獻13序言機械制造技術(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)課之后進行的。這是我們在進行畢業(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。-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28mn?L加工中心的表面這一組加工的表面包括28mrJL及

3、其倒角，尺寸為30mm勺鍵槽，兩個6mm的工藝孔和寬度為16±0.1mm凸輪槽，其中2碗力.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。28mm孔大端面相這兩組加工表面之間有著一定的位置精度要求，主要是對于28mmfL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。工藝規(guī)程設(shè)計(-).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

4、，可采用沙箱鑄造。(-).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28mmfL的位置關(guān)系，取28mm孔為精基準(zhǔn)。(=).制訂工藝路線工藝路線工序I擴孔至27.7mm絞孔，保證尺寸28o0021mm以大端面為粗基準(zhǔn)選用數(shù)控式升降臺銃床KX5012o工序U鉆通孔26mi,i保證尺寸55±0.1mmR47±0.1mm10°±1°0以28()。21mn孔外圓為基準(zhǔn)，選用ZF5132工序川粗銃上端面，精銃上端面保證Ra3.20粗銃下端面，精

5、銃下端面，保證Ra3.20以孔外圓為基準(zhǔn)，選用數(shù)控式升降臺銃床KX5012工序W加工鍵槽，保證尺寸6o002訕430o0013口A1和粗糙度Ra6.30以28。21mm孔外圓為基準(zhǔn)，選用拉床。工序V粗銃凸輪槽，深度7mm精銃凸輪槽，寬度保證16±0.1mm深度8mm以28。21mm孔外圓為基準(zhǔn)，選用數(shù)控式升降臺銃床KX5012工序切鉆螺紋孔至6.8mm絞孔M8以28。21mm外圓為基準(zhǔn)，選用鉆床ZF5132。工序局部淬火，保證HB>48HRC工序毗倒角145。,倒角145。,倒角245°0以28。21mm外圓為基準(zhǔn)，選用鋒床。（4） .機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸

6、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Ra32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，需擴孔，絞孔才能完成孔的加工。粗糙度要求為Ra3.2.參照機械制造工藝師設(shè)計手冊確定工序尺寸及其余量為：擴孔至27.7mm2Z=3mm絞孔至28oOO21mm2Z=0.3mm（5） .確定切削用量及基本工時工序I擴孔，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：擴孔至27.7mm絞孔

7、至28oOO2imm機床：KX5012刀具：刀片材料高速鋼，刀具尺寸擴孔28（）oo2imm絞孔28o。21mm2 .計算切削用量（1）擴孔27.7mm1 ）進給量？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（擴孔04所以擴孔Vco.2-r"%20-367（m/min）IJccir-3 ）確定主軸轉(zhuǎn)速擴孔100°VC3881（r/min）dw刀壽命T=30min）Vc=mvx°ykv（V的單位:m/min）TaPf

8、v其中擴孑L參數(shù)為Cv=ll.lzZv=0.4,Xv=0.2,yv=0.5,m=0.2,kv=0.364 ）切削時，切入切出長度分別定為Ii=3mmj2=1.5mm切削工時11="I34L5上55056（min）nsf811（2）絞孔28。simm1 ）進給量？，根據(jù)切削手冊表2.11,當(dāng)孔徑在20s30mm寸?=0.8-l.Smm/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（擴孔ZV刀壽命T=40min）Vc=kv（V的單位：m/min）aPf其中絞孔的參數(shù)為Cv=12.17v=0.3,Xv=0.2,yv=0.5,m=0.4,kv=0.

9、363確定主軸轉(zhuǎn)速絞孔ns=A00Vc1000334（r/min）dw28按機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Ii=3mm12=1.5mm-10-所以絞孔Vc=罟霍百0.363(m/min)40.1.5.1.=4131.545,51.34(min)341-7-工序II鉆通孔1 .加工要求：保證6mn,55O.lmn,R470.1mn,10l°0機床:ZF5132刀具:直柄麻花鉆6mm2 .計算切削用量（1）鉆孔26mm1）進給量？=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

10、=17.56m/min3）確定主軸轉(zhuǎn)速1000V100017.566923(r/min)按機床選取nw=983r/min（按工藝手冊表9-3）所以實際切削速度V=衛(wèi)旦18.52(m/min)100010004)切削工時2t=2一旦2共0.34minnwf0.16983其中切入切出長度分別為11=5mryi12=3mryil=18mm工序HI粗精銃上下端面1 .加工要求：保證Ra3.2機床：KX5012刀具：高速鋼鑲齒端面銃刀100mm2 .計算切削用量（1）粗銃大端面1）進給量？z=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-15-由于采用

11、高速鋼鑲齒端銃刀100mm則dw=0100mm齒數(shù)為5g1008063.7(r/min)Hu/當(dāng)nw=63.7(r/min)時，工作臺每分鐘進給量？m應(yīng)為?m-?zZ=0.06563.7=19.llm/min4)切削工時由于是粗加工，故整個銃刀刀盤不必洗過整個工件，利用作圖法可得出銃刀的行程1+1i+l2=90mm則機動工時tm=l+ll+l2-9八4.7(min)精銃大端面進給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速與粗加工與之。由于是精銃，所以整個銃刀刀盤要銃過整個工件，可得出銃刀的行程為I+li+l2=168mm則機動工時168_8.79(min)IQ11粗銃下端面進給量，切削速度,主軸轉(zhuǎn)速同上。粗加工行

12、程I+li+l2=51mm則機動工時為t2+42512.67(min)精銃上端面進給量，切削速度,主軸轉(zhuǎn)速同上。精加工行程1+11+12=96mm則機動工I+I1+1296時為tm=12工序W加工鍵槽1.要求：保證尺寸600022mm3Ooool3mm和粗糙度Ra6.3機床:拉床刀具：拉刀，寬6o0022mm2.計算切削用量(1)單面齒升根據(jù)有關(guān)手冊定為？z=0.06mm拉削速度定為V=0.06m/s(即3.6m/s)切削工時：t=Zblk-lOOOVfzZ式中Z-單面余量2mmI-拉削長度35mm-考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)取1.2-22k-考慮機床返回行程系數(shù)取L4V-拉削速度(m/min)?

13、z-拉刀單面齒升z=拉刀同時工作的齒數(shù)P=(1.25|=1.35.35=8mm拉刀同時工乍的齒數(shù)畤354所以t=2351.21.40.14min1onn?«c4工序V粗精加工凸輪槽1.加工要求：槽深8mm寬160.1mm機床:KX5012刀具：莫氏立銃刀12mm2.計算切削用量(1)粗加工凸輪槽深度7mmV=20m/min1)進給量？z=0.08mm齒3)確定主軸轉(zhuǎn)速由于采用莫氏立銃刀12mm*=12mm齒數(shù)Z=4則=1。吧10080531(r/min)dwm=?zZns=0.084531169.92mm/min4)切削工時銃刀行程l+li+l2=207mm則機動工時tm二目工投二皿

14、1.21minfm169.92(2)精加工凸輪槽至8mn<進給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速及切削工時同上。工序切鉆螺紋孔至6.8mm攻絲1 .加工要求：加工M8孔機床:ZF5132刀具：直柄麻花鉆6.8mm絲錐M82 .算切削用量（1）鉆孔6.8mm1）進給量取？=0.2mm/r根據(jù)切削手冊表2.7,當(dāng)鋼的b<800MPa,"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/mina應(yīng)法注1000V100015.327一匚/3)確xe主軸轉(zhuǎn)速=717.5r/mindw«a根據(jù)機床說明書取nw=723r/min故實際切削速度為V

15、=6-723-15.4m/min1000innn4)切削工時l=10mm,Ii=5mn,12=3mm_LI2-0-53.n0.12minw7230.2(2)攻螺紋M81) 進給量?。?0.1mm/r2) 確定切削速度取V=0.1m/s(6m/min)3) 確定主軸轉(zhuǎn)速ns=238r/min按機床說明書選取nw=195r/min則V=4.9m/min4) 機動工時l=10mm,11=3mryi12=3mm，2160.82min1950.1工序毗倒角采用n=960r/min,手動進給三夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專門的夾具經(jīng)過與指導(dǎo)教師的協(xié)商，決定設(shè)計第3道工序

16、的銃床夾具，本夾具將用于KX5012銃床，刀具為莫式立銃刀12mm（1） .問題的提出本夾具主要用來對凸輪槽的粗精加工，在本道工序加工時，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度不是主要問題。（2） .夾具設(shè)計1 .定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，凸輪大端面應(yīng)對孔心有垂直度的要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為凸輪28mn孔心，因此這里選用28mm孔為主要定位基準(zhǔn)，配合以一個6mn!勺定位孑L2 .切削力及夾緊力計算刀具：莫氏立銃刀12mmz=4F=CpapffyF"doFnwF（見切削手冊表3.28）其中Cf=650,ap=7mm并?z=0.08zyf=0.72,ae=12mm,u=0.86,

17、wf=0zz=4zd0=12mm所以F=65070.08°j意42953N水平分力FH=1.1F=3248.5N垂直分力Fv=03F=886N在計算切削力時應(yīng)把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)k=kik2k3k4其中ki為基本安全系數(shù)k2為加工安全系數(shù)k3為刀具鈍化系數(shù)k4為斷續(xù)切削系數(shù)所以F'=kFH=1.51.11.11.13248.4=6486N選用氣缸-斜楔加緊機構(gòu)，楔角a=10°其機構(gòu)形式選用W型，貝附力比i=3.42,為克服水平切削力，實際夾緊力因為N（7）+?2）=RFh所以N=1四flQ其中？1及？2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，？.?2=0.25則6

18、486N=12972N0.5氣缸選用100mm當(dāng)壓縮空氣單位壓力p=0.5MPa時，氣缸推力為39002由于已知斜楔機構(gòu)的擴力比i=3.42,由氣缸產(chǎn)生的實際夾緊力為Nn=3900i=39003.42=13338N此時N氣已大于所需的12972N的夾緊力,故本夾具可安全工作。3 .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28mntt,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與其相配合的28mntt的尺寸與公差相同，即2028h8已知零件孔徑為28001022mm夾具中定位軸軸徑為28。0.046mm因此當(dāng)零件安裝在夾具中時,定位軸與孔之間的間隙為bmax=0.021