【正文】 能承受更高接觸壓力，更好的耐膠著、耐點蝕、耐磨損的能力。在配氣機構中，對凸輪軸各個部位的性能要求是不同的。 對于凸輪，要求耐磨損、耐膠著、耐點蝕 。對于軸頸要求滑動性能好；對于軸則要求剛性、彎曲、扭轉性能好。傳統(tǒng)的凸輪軸主要是鑄造或鍛造加工而成，各部位金屬性能相同。 這種由單一金屬組成的凸輪軸很難達到上述要求。因此，質量小、加工成本低、材料利用合理的裝配式凸輪軸受到 了 業(yè)內人士的高度重視。 目前在汽車工業(yè)發(fā)達國家，裝配式凸輪軸制造新技術已應用于生產中。而且，這一改變進程還沒有到達發(fā)展的盡頭，因為采用電 磁氣門驅動系統(tǒng)的無凸輪軸內燃機離成批生產還需要時間。 凸輪軸是一種不斷地加速和減速的旋轉質量。這種加速和減速伴隨著能量的消耗。減輕凸輪軸的質量可以對內燃機節(jié)能發(fā)揮積極影響。所以今天凸輪軸上的創(chuàng)新往往與減輕重量分不開。畢業(yè)設計（論文） 2 Pro/Engineering 是美國公司開發(fā)的軟件，該軟件能夠完整的展現(xiàn)某一產品從設計，加工到生產樣本的全部工作流程，讓所有的用戶同時進行某一產品的設計工作流程，讓所有的用戶同時進行統(tǒng)一產品的設計工作。 它是一款全方位的產品開發(fā)軟 件，集合了眾多的功能。因此，自 1988 年問世以來，及引起 CAD（計算機輔助軟件） /CAE（計算機輔助教育） /CAM（計算機輔助制造）界的極大震動。 是美國 CNC Software,Inc 公和司開發(fā)的 CAD/CAM 一體化軟件。它是集二維繪圖，三維實體，曲面設計，體素拼合，數(shù)控編程，刀具路徑模擬及真實感模擬等功能于一身，對系統(tǒng)運行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設計， CNC 銑床， CNC 車床，或 CNC 線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果。 而且 基于 PC 平臺，支持中文 環(huán)境，價位適中，對于廣大的中小企業(yè)來說是最理想的選擇。 數(shù)控技術的相關知識 數(shù)控機床是采用數(shù)字化的信號進行對工件的自動生產制造的一種高效自動化設備。 它最早出現(xiàn)于二十世紀四十年代初期的美國的一個小公司，在制造飛機框架和直升機葉片時，利用全數(shù)字電子計算機對葉片輪廓的加工路徑精確地控制，直到 1952 年出現(xiàn)了世界第一臺數(shù)控機床 ——直線插補連續(xù)控制的三坐標立式銑床。 數(shù)控銑床主要用于加工平面和曲面輪廓的零件，還可以加工復雜型面的零件，如凸輪、樣板、模具、螺旋槽等。同時也可以對零件進行鉆、擴、鉸、锪和鏜孔 加工。它有適應性強、靈活性好，加工精度高、加工質量穩(wěn)定可靠，生產自動化程序高，生產效率高等等特點。 在利用數(shù)控機床進行生產制造前，我們必須先了解數(shù)控系統(tǒng)的功能及規(guī)格，因為不同的數(shù)控系統(tǒng)在編寫數(shù)控加工程序時，在格式及指令上是不完全相同的，而且不同的機床也有不同的操作面板。我們必須對使用的銑床操作熟練，對CAD 編程軟件的熟練使用。 接著我們首先要認真分析零件圖，熟悉零件的加工工藝。選擇合要求、高效率的加工工藝；對其每個不同的加工選擇合理的刀具、夾具及切削用量、切削液。并 CAD 編程軟件設置好各參數(shù)，編好工 件程序后，擬定數(shù)控銑削加工工畢業(yè)設計（論文） 3 序卡片，根據(jù)加工工序步驟，將對應步驟的加工程序輸入到數(shù)控仿真銑床對零件進行仿真加工，并確定無錯誤便可到銑床車間將工件加工出來。 數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（ IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。 從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面： 1．高速、高精加工技術及裝 備的新趨勢 2．五軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展 3．智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 數(shù)控技術和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經濟發(fā)展和綜合國力，關系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產業(yè)。 在我國，數(shù)控技術與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。特別是在通用微機數(shù)控領域，以 PC 平臺為基礎的國產數(shù)控系統(tǒng)，已經走在了世界前列。 但是，我國在數(shù)控技術研究和產業(yè)發(fā)展方面亦 存在不少問題，特別是在技術創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。 在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產廠家所面臨的重要任務。 在普通機床上加工零件時，首先應由工藝人員對零件進行工藝分析，制定零件加工的工藝規(guī)程，包括機床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數(shù)。同樣，在數(shù)控機床上加工零件時，也必需對零件進行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時要將工藝參數(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等，按規(guī) 定的信息格式記錄在控制介質上，將此控制介質上的信息輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置控制機床完成零件的全部加工。 我們將從零件圖樣到制作數(shù)控機床的控制介質并校核的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制，簡稱數(shù)控編程。數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。 理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣要求的合格零件，同時應能使數(shù)控機床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機床能安全可靠及高效地工作。 一般來講，數(shù)控編程過程的主要內容包括：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)畢業(yè)設計（論文） 4 值計算、編寫加工程序單、制作控制介質、程序校驗和首件試 加工。 數(shù)控機床與加工，數(shù)控機床是按照事先編制好的數(shù)控程序自動地對工件進行加工的高效自動化設備。數(shù)控加工就是將加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機床，機床的控制系統(tǒng)對輸入信息進行運算與控制，并不斷地向直接指揮機床運動的電動機功能部件 ——機床的伺服機構發(fā)送脈沖信號，伺服機構對脈沖信號進行轉換與放大處理，然后由傳動機構驅動數(shù)控機床，從而加工零件。所以數(shù)控加工的關鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。 數(shù)控編程，數(shù)控程序的編制是指從分析零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全過程。 在數(shù)控機床上加工零件時，首先 要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計算刀具中心運動軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后把全部工藝過程以及其他輔助功能 (主軸的正轉與反轉、切削液的開與關、變速、換刀等 )按運動順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經過調試后記錄在控制介質 (或稱程序載體 )上，最后輸人到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機床完成工件的全部加工過程。 CNC 程序中的每一指定皆有一定的固定格式，使用不同的控制器其格式亦不同，故必須依據(jù)該控制器的指令格式書寫指令，若其格式有錯誤，則程序將不被執(zhí)行而出現(xiàn)警示訊息。 CAM 軟件是將加工零件以圖形形式輸人計算機，由計算機自動進行數(shù)值計算、前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時修改，再通過后置處理形成加工程序輸人數(shù)控機床進行加工。自動編程的出現(xiàn)使得一些計算繁瑣、手工編程困難、或手工無法編出的程序都能夠實現(xiàn)。 然而本設計的零件銑床加工主要是用 CAD 軟件 進行零件的畫圖和程序的編制。然后通過軟件后處理出機床能識別的 NC 代碼進行直接加工。 在自動編程過程中，加工工藝決策是加工能否順利完成的基礎，必須依據(jù)零件的形狀特點、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，選擇 最佳的加工方法、合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優(yōu)的切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的走刀路線，最終達到滿足加工要求、減少加工時間、降低加工費用的目的。 數(shù)控仿真加工，數(shù)控加工仿真軟件包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等虛擬制造系統(tǒng)同步仿真操作功能；還能對加工的工件進行精確測量、智能測量等等的仿真操作。我們可以通過仿真軟件對零件進行模擬加工，從而達到熟練各種數(shù)控機床的操作面板，而且通過仿真軟件還能對加工程序的校正和加工工畢業(yè)設計（論文） 5 藝的優(yōu)化，最終達到簡化程序，減少加工錯誤，提高加工效率。 凸 輪軸設計 背景 這次畢業(yè)設計的目的就是要對軸類零件的半成品以后的磨削加工有所了解，也是為了鞏固所學的關于磨削加工的理論知識 ,培養(yǎng)分析和解決問題的能力 ,提高自己的數(shù)控加工軟件的設計應用能力 ， 讓我們綜合運用我們所學的機械設計基礎、數(shù)控編程、機械制圖、 CAD 技術、機械制造工藝等知識，來完成凸輪軸零件的三維造型設計、凸輪軸零件工藝規(guī)程文件編制、相關數(shù)控程序編制和相關夾具的設計。 凸輪軸設計方法 常規(guī)設計方法常規(guī)的設計方法就是傳統(tǒng)的設計方法。 他們是根據(jù)力學和數(shù)學建立的理論公式和經驗公式，運用圖表和手冊等技術資料，以實踐經驗為基礎，進行設計計算、繪圖和編寫設計說明書，利用普通凸輪磨機床進行加工。 創(chuàng)新設計方法現(xiàn)代設計方法強調是以計算機為工具，以工程軟件為基礎，運用現(xiàn)代設計理念，進行機械產品的設計。 如凸輪軸設計就是運用 proe 輔助制圖，這樣就可以優(yōu)化設計，就可以提高其生產效率，降低原材料的浪費率。 凸輪軸設計的作用 凸輪軸是在綜合運用機械制圖、機械制造原理、機械制造工藝、機械加工、數(shù)控編程等多門課程的總結。通過這一環(huán)境的訓練，使我不但更加深入了解畢業(yè)設計的基本理論、基本知識、而且學會使用這些理論、基本知 識去了解解決工程中的問題。 凸輪軸是活塞發(fā)動機里的一個部件。凸輪軸的作用是控制氣門的開啟和閉合動作。凸輪軸的主體是一根與汽缸組長度相同的圓柱形棒體。上面套有若干個凸輪，用于驅動氣門。凸輪軸的一端是軸承支撐 點，另一端與驅動輪相連接。凸輪的側面呈雞蛋形。目的就是在盡可能短的時間內完成氣門的開、閉動作，保證汽缸充分的進氣和排氣。 畢業(yè)設計（論文） 6 凸輪軸設計的結果和意義 凸輪軸設計的結果這次設計運用計算機輔助制圖軟件，優(yōu)化設計。在提高生產效率、提高產品質量的前提下，尋求最好的工藝方案，以至于減少砂輪的磨損。這些將在工藝和編程 上得到體現(xiàn)。 凸輪軸設計的意義凸輪軸是一個精密零件，也是軸類零件中比較復雜的一種曲軸。它的磨削要求也比較嚴格，每一個凸輪的角度都要控制在公差范圍內。但是還有一些復雜的問題沒有得到改善，在工藝規(guī)程設計方面也欠佳，編程方面也不是很完好以及其他地方還存在很大的問題。 2 凸輪軸零件的工藝分析 7 2 凸輪軸零件的工藝分析 凸輪軸零件特點 凸輪軸生產線承擔每臺發(fā)動機凸輪軸的機加工，每臺發(fā)動機上使用一根凸輪軸。 材料： 20Cr，各主軸頸及端面的硬度 HB180~240，凸輪 HRC48. 凸輪軸的三維圖和簡圖 圖 凸輪軸三維圖 圖 凸輪軸二維圖 發(fā)動機凸輪軸主要加工內容和精度要求 a. 支承軸徑 前軸徑前端 ，后端 ，表面粗糙度 畢業(yè)設計（論文） 8 中間軸徑 ，表面粗糙度 后軸徑 ，表面粗糙度 b. 凸輪 圖 凸輪形狀示意圖 圖中 O 點位凸輪旋轉中心。 EA 是以 O 點位中心的圓弧。 6 個凸輪基圓尺寸為 ，表面粗糙度 。 各凸輪基圓相對與前后軸頸的基準軸線的徑向 跳動允差 各凸輪基圓相對與前后軸頸的基準軸線的平行度允差 各凸輪對稱中心線相對于鍵槽的相對位置偏差（相位角） 177。20′ 凸輪型線誤差作用段 177。 凸輪型線誤差作用段 177。 一缸凸輪軸對鍵槽位置 112176。32′177。20′ c. 鍵槽 寬 ，深 ，對稱度 工藝設計原則及凸輪軸加工工藝分析 (1)保證工藝具有合理的先進性，再保證節(jié)拍的基礎上，吸收先進技術提高