【正文】 因此，在安排其工藝過程時，必須針對工件易變形這一特點采取必要的措施。發(fā)動機(jī)凸輪軸遵循這一設(shè)計基準(zhǔn)，由于凸輪軸各表面的加工難以在一次裝夾中完成，因此，減小工件在多次裝夾中的定位誤差，就成為保證凸輪軸加工 精度的關(guān)鍵。該階段要求機(jī)床剛性好，切削用量選擇盡可能大，以便以提高生產(chǎn)率切除大部分加工余量。各表面的加工順序按從粗到精、且主要表面與次要表面的加工工序相互交叉進(jìn)行，從整 體上說，符合 “先粗后精 ”的加工原則。 凸輪形面的加工采用磨削的方法，在凸輪磨床上完成粗磨及精磨的加工。 材料 ： 常用材料與熱處理：凸輪軸常用材料是 20Cr， 20Cr 的熱處理及主要機(jī)構(gòu)性能（參考）如表 2 表 2 20Cr 主要機(jī)構(gòu)性能 材料牌號 熱處 理 毛坯直徑 mm 硬 度HBS 抗拉強(qiáng)度極限 σb (Mpa) 彎曲疲勞極限σ1(Mpa) 扭轉(zhuǎn)疲勞極限τ1/Mpa 屈服極限σs/Mpa 20Cr 滲碳淬火 回火 15 30 ≤60 表面HRC50~60 850 650 650 550 400 400 375 280 280 215 160 160 熱處理分析： 生產(chǎn)類型 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） 重型零件 中型零件 輕型零件 單件生產(chǎn) 小批生產(chǎn) 中批生產(chǎn) 大批生產(chǎn) 大量生產(chǎn) ＜ 5 5～ 100 100～ 300 300～ 1000 ＞ 1000 ＜ 10 10～ 200 200～ 500 500～ 5000 ＞ 5000 ＜ 100 100～ 500 500～ 5000 500～ 50000 ＞ 50000 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 軸類零件的熱處理是保證軸類零件性能的重要工藝過程，它對軸類零件的如下性能有著直接的影響 [6]： a. 軸類零件的制造精度：組織轉(zhuǎn)變不均勻、不徹底及熱處理后形 成的殘余應(yīng)力過大軸在熱處理后的加工、裝配和使用過程中的變形，從而降低軸的精度，甚至報廢。 但是對于凸輪軸來說，半成品熱處理以前還有一道重要的工序，就是要對第一和第二個凸輪之間的外圓；第五和第六個凸輪之間的外圓用兩頂?shù)难b加方式進(jìn)行粗磨。根據(jù)加工工藝的要求，可通過選擇和使用標(biāo)準(zhǔn)元件和組合元件，很快裝配出 機(jī)械加工、檢驗、裝配等所需的夾具來。由于進(jìn)行大批量生產(chǎn)同一種凸輪軸所以設(shè)計一套專用的夾具。錐度孔和錐 度面有自鎖，在磨削時對凸輪軸進(jìn)行夾緊，限制其自由度。 在這一道工序中采用一次進(jìn)刀： 選取 ap 的進(jìn)刀量為 b. 進(jìn)給量 f 定義：工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時，刀具與工件在進(jìn)給運動方向上的相對位移量。普通軸的加工一般不需要設(shè)計夾具，直接用卡盤夾緊，或用兩頂尖固定即可，但凸輪軸的加工不可如此，它需要設(shè)計專門的夾具。 M05。然后建立第二個圖層，繪圖建立邊界盒 （如圖 ） ，畫直線選取斜對稱的兩點端點。最后在挖槽粗加工參數(shù)中輸入 Z 軸的最大進(jìn)給量以及刀間距，選取要使用的刀具的走刀路線圖。 在設(shè)計加工工藝方案過程中，我也進(jìn)一步了解了工件定位的基本原理、定位方式與定位元件及數(shù)控機(jī)床用夾具的種類與特點，對教材中有關(guān)定位基準(zhǔn)的選擇原則與數(shù)控加工夾具的選擇方法有了更深的理解。 致謝 32 致 謝 經(jīng)過半年的忙碌 和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有任導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起在任老師小組下畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)們的互相幫助和支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果，不包含他人已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過設(shè)計生活的同學(xué)們，正是由于你們的幫助與支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的的順利完成。使教材中所學(xué)到的許多內(nèi)容在實踐中得到了印證，讓自己從中吸收了不少的經(jīng)驗和知識。 通過對凸輪軸的數(shù)控加工設(shè)計，我對數(shù)控加工的整個過 程有了更全面的理解。然后點選確定。在菜單欄中選擇回主功能表 /檔案 /檔案轉(zhuǎn)換 /IGES/讀取。 進(jìn)刀 M28 G04 R2= R29=R131 切入 這一步是砂輪逐步磨削，逐漸成型。 所以， uc＝ πD n粗 /1000 ＝ π400/1000 ＝ d. 加工工時 Tj 根據(jù)凸輪軸的零件圖得出 l=17mm 查表 的 l1=10mm，取 l2=2mm Tj=(l+l1+l2)/（ f*nw） =(17+10+2） / = 由于凸輪軸頸被凸輪分成五部分所以加工工時 Tj 總 =*5= 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 本章小結(jié) 本章對凸輪軸的特點、作用、結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行了具體詳細(xì)的分析，讓人對凸輪軸有了進(jìn)一步的了解，并結(jié)合生產(chǎn)實際要求確定了生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及工藝路線，并進(jìn)行了夾具設(shè)計。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 夾具三維裝配圖 圖 夾具三維分解圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 西安工業(yè)大學(xué)大學(xué)北方信息工程學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 凸輪軸 零件名稱 凸輪軸 共 頁 第 頁 材料牌號 45 鋼 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 備注 工序號 工序名 稱 工序內(nèi)容 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時 準(zhǔn)終 單件 1 銑端面打中心孔 銑端面打中心孔 鉆銑組合機(jī) 2 校直 壓床 3 粗車軸頸外圓 車支承軸頸外圓等 凸輪軸軸頸車床 4 鉆孔 鉆 φ 7 孔 鉆床 5 校直 校直 壓床 6 磨軸頸外圓 磨軸頸外圓 外圓磨床 7 車側(cè)面 車凸輪側(cè)面和連接軸頸等 凸輪軸車床 8 校直 校直 壓床 9 磨螺紋外圓 磨螺紋軸頸外圓等 外圓端面磨床 10 磨軸頸 磨五個支承軸頸外圓 外圓磨床 11 銑鍵槽 銑鍵槽 鍵槽銑床 12 粗磨凸輪 磨凸輪 凸輪磨床 13 銑螺紋 銑螺紋 螺紋銑床 14 去毛刺 去螺紋兩端毛刺 去毛刺機(jī) 15 清洗 清洗 清洗機(jī) 16 檢查 中間檢查 17 淬火 支承軸頸、螺紋表面淬火 18 淬火 凸輪、偏心輪淬火 19 修中心孔 修中心孔 立式鉆床 20 校直 校直 壓床 畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 21 半精磨凸輪 磨凸輪 凸輪磨床 22 校直 校直 壓床 23 精磨端面止推面 精磨端面和止推面 端面外圓磨床 24 精磨軸頸 精磨支承軸頸外圓 外圓磨床 25 精磨凸輪 精磨凸輪 凸輪磨床 26 修正 修整螺紋和去毛刺 27 拋光 拋光 拋光機(jī) 28 校直 校直 壓床 29 清洗 清洗 清洗機(jī) 30 終檢 終檢 表 加工工藝卡片 端面車削 a. 背吃刀量 ap 應(yīng)選擇盡量大的背吃刀量，盡量在一次走刀中，把本工序加工應(yīng)切除的加工余量切除掉。 圖 夾具圖 傳動夾頭由非標(biāo)準(zhǔn)件手柄、定位銷、定位板、彈簧、螺母、壓蓋、定位螺釘、傳動板和標(biāo)準(zhǔn)件圓柱銷、螺釘組合而成。由于凸輪軸在工作中需要很高的轉(zhuǎn)速承受很大的轉(zhuǎn)矩， 因此 對凸輪軸軸頸的強(qiáng)度和可靠支撐方面的要求很高。它是由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組裝而成的。滲碳以后首先要進(jìn)行淬火，用來提高其硬度和強(qiáng)度極限。 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算： N=Qn(1+a%+b%) 由此公式可以算的凸輪軸的年生產(chǎn)量為 5000 件，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的關(guān)系可以確定其生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)。該磨床通過對砂輪直徑的控制來提高凸輪外形的精度，不僅提高了凸輪形面的加工精度，也使砂輪的利用更經(jīng)濟(jì)、合理。 b. 工序順序的安排 加工順序的安排與零件的質(zhì)量要求有關(guān)，工序安排是否合理，對于凸輪軸加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。為了利于逐步地達(dá)到加工要求，所以把整個工藝過程劃分為三個階段，以完成各個不同加工階段的目的和任務(wù)?？紤]到成本及大批量生產(chǎn)，選擇成熟技術(shù)和成熟的設(shè)備，使工藝方案符合經(jīng)濟(jì)性與合理性原則。 凸輪軸在加工過程中的變形，不僅影響到后續(xù)工序加工中的余量分配是否均勻，而且變形過大會導(dǎo)致后序加工無法進(jìn)行，甚至造成中途報廢。 (2)對于關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)，優(yōu)先考慮國內(nèi)外可靠廠家的先進(jìn)設(shè)備。 EA 是以 O 點位中心的圓弧。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 凸輪軸設(shè)計的結(jié)果和意義 凸輪軸設(shè)計的結(jié)果這次設(shè)計運用計算機(jī)輔助制圖軟件，優(yōu)化設(shè)計。通過這一環(huán)境的訓(xùn)練，使我不但更加深入了解畢業(yè)設(shè)計的基本理論、基本知識、而且學(xué)會使用這些理論、基本知 識去了解解決工程中的問題。 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(jìn)行精確測量、智能測量等等的仿真操作。 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。同樣，在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，也必需對零件進(jìn)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(zhì)上，將此控制介質(zhì)上的信息輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置控制機(jī)床完成零件的全部加工。 從目前世界上數(shù)控技術(shù)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(shù)及裝 備的新趨勢 2．五軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 3．智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。同時也可以對零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、锪和鏜孔 加工。 它是一款全方位的產(chǎn)品開發(fā)軟 件，集合了眾多的功能。因此，質(zhì)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(nèi)人士的高度重視。同時，為降低油耗及摩擦損耗，輪與搖臂間采用滾子結(jié)構(gòu)，凸輪與滾子的接觸面形成高壓力區(qū)。自從氣門控制的內(nèi)燃機(jī)問世以來，直至今天凸輪軸還是以曲軸轉(zhuǎn)速之半運轉(zhuǎn)。在磨削加工方面，凸輪軸也