【文章內(nèi)容簡介】 ，也可作為后續(xù)工序的定位基準，即符合“基準統(tǒng)一”原則。這種方法不僅使工件的裝夾方便、可靠。簡化了工藝規(guī)程的制定工作，使各工序所使用的夾具結構相同或相近，從而減少了設計、制造夾具的時間和費用，而且有可能在一次裝夾中加工出更多表面。這對于大量生產(chǎn)來說，不僅便于采用高效專用機床和設備以提高生產(chǎn)效率，而且也使得所加工的各表面之間具有較高的相互位置精度。a. 加工階段的劃分由于凸輪軸的加工精度較高，整個加工不可能在一個工序內(nèi)全不完成。為了利于逐步地達到加工要求，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。發(fā)動機凸輪軸的加工的三個階段[3]：(1) 粗加工階段包括車各支承軸頸、齒輪外圓軸頸和粗磨凸輪。該階段要求機床剛性好，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。(2) 半精加工是精車各支承軸頸和精磨齒輪外圓軸頸。該階段主要為支承軸頸齒輪的加工做準備。畢業(yè)設計說明書論文1961660126(3) 精加工包括精磨各支承軸頸、止推面和凸輪以及斜齒輪加工。該階段加工余量和切削量小，加工精度高。工藝編排：，然后以大端外圓的端面作軸向定位，具體每序的定位基準和夾緊位置，見表31發(fā)動機凸輪軸生產(chǎn)工藝簡介。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，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)濟性都有很大影響。對于各支承軸頸是按粗車——精車——精磨加工的，對于是按凸輪粗磨——精磨加工的，對于斜齒輪是按粗車——精車——精磨——滾齒加工的。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行，從整體上說，符合“先粗后精”的加工原則。在凸輪軸的加工中，最重要同時難度最大的是凸輪形面的加工。該形面的加工方法目前主要有車削和磨削兩種。凸輪形面的粗加工目前在國內(nèi)主要是凸輪軸車床車削加工，也有采用銑削加工和磨削加工的。如采用雙靠模凸輪軸磨床，機床有兩套靠模，當砂輪直徑在一定范圍內(nèi)時，使用第一個靠模來工作。當砂輪磨損到一定程度時，靠模自動轉換，使用第二個靠模來工作[4]。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、合理。發(fā)動機凸輪軸毛坯采用精鑄的方法制造，毛坯精度較高，切削量小，故采用磨削的加工工藝，簡化了凸輪形面的加工。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。工件安裝在兩頂尖之間并以鍵槽做軸向定位，在支承軸頸處安裝輔助支承保證凸輪形面的加工精度。發(fā)動機凸輪軸形面的加工所采用的凸輪軸磨床是立方氮化硼磨床，該磨床能迅速地變換磨削的凸輪形狀，超過一般仿珩磨的生產(chǎn)率。機床具有較大的剛度，能承受大的工作負荷。由于立方氮化硼（CBN）砂輪的使用壽命高，因此，砂輪的直徑變化所造成的凸輪形狀誤差顯著減小，也大大提高了凸輪形面的磨削精度。發(fā)動機凸輪軸工藝特點： a. 毛坯硬度高 （冷激區(qū)HRC45 非冷激區(qū)HB229~302） b. 生產(chǎn)節(jié)拍 c. 輪軸數(shù)控車床用于支撐軸頸的粗加工 凸輪部分在鑄造時冷激，不需加工后淬火 d. 凸輪采用粗、精磨加工，以磨代車，凸輪輪廓直接磨削 e. 凸輪精加工采用全數(shù)控無靠磨磨削 f. 加工中主要定位基準中心孔采用打孔后修磨，保證加工質(zhì)量 凸輪軸工藝分析 生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所應選用的工藝方法和工藝裝備。零件生產(chǎn)綱領可按下式計算： 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)綱領和生產(chǎn)類型的關系可以確定其生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)。表1生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型的關系生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)綱領（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)＜55～100100～300300～1000＞1000＜1010～200200～500500～5000＞5000＜100100～500500～5000500～50000＞50000凸輪軸材料的選擇：由于軸的載荷通常是變載荷，或變應力，故材料應具有較好的強度和韌性；對軸的表面與支承有相對滑動的軸，還須要求較好的耐磨性。材料：常用材料與熱處理：凸輪軸常用材料是20Cr，20Cr的熱處理及主要機構性能（參考）如表2表2 20Cr主要機構性能材料牌號熱處理毛坯直徑mm硬 度HBS抗拉強度極限σb (Mpa)彎曲疲勞極限σ1(Mpa)扭轉疲勞極限τ1/Mpa屈服極限σs/Mpa20Cr滲碳淬火回火1530≤60表面HRC50~60850650650550400400375280280215160160 熱處理分析：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：組織轉變不均勻、不徹底及熱處理后形成的殘余應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。 b. 軸類零件的強度：熱處理工藝制定不當、熱處理操作不規(guī)范或熱處理設備狀態(tài)不完好，造成被處理軸的強度（硬度）達不到設計要求。c. 軸的工作壽命：熱處理造成的組織結構不合理、晶粒度超標等，導致主要性能如軸的韌性、抗磨損性能等下降，影響軸的工作壽命。d. 軸的制造成本：作為軸制造過程的中間環(huán)節(jié)或最終工序，熱處理造成的開裂、變形超差及性能超差，大多數(shù)情況下會使軸報廢，即使通過修補可以使用，也會增加工時，從而增加了軸的成本。凸輪軸材料是20Cr，對強度和韌性要求比較高，而表面易磨損需滲碳。滲碳的目的就是增加軸的耐磨性能、表面硬度、抗拉強度及疲勞極限。滲碳以后首先要進行淬火，用來提高其硬度和強度極限。但淬火時會引起內(nèi)應力使之變脆，所以淬火以后必須要回火，回火的目的就是用來消除淬火后的脆性和內(nèi)應力，提高其塑性和沖擊韌度。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加方式進行粗磨。這樣做是因為軸類零件熱處理以后會產(chǎn)生變形，既保證其同軸度。以便在熱處理以后以這兩個外圓為基準進行校核。畢業(yè)設計說明書論文19616601264 夾具的設計磨床夾具按其通用化的程度和結構特點，可以分為通用夾具、專用夾具、組合夾具和成組可調(diào)夾具等等。凸輪軸加工時采用的是傳動夾頭，屬于組合夾具類型。組合夾具是在夾具零部件標準化的基礎上發(fā)展起來的一種新型工藝裝備。它是由一套預先制造好的標準元件組裝而成的。這些元件有各種不同的形狀、不同規(guī)格的尺寸，它們相互配合部分的尺寸精度高、硬度高、耐磨性好，且具有完全的互換性。根據(jù)加工工藝的要求，可通過選擇和使用標準元件和組合元件，很快裝配出機械加工、檢驗、裝配等所需的夾具來。使用完畢，可方便地拆卸、清洗、存放、留待以后再使用。組合夾具的特點：靈活多變；保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率；節(jié)省人力和物力；減少夾具存放面積。 組合夾具的元件按其用途不同可以分為八大類，即：基礎元件、支承元件、定位元件、導向元件、壓緊元件、緊固元件、輔助元件及合件。其中，緊固元件包括各種螺栓、螺釘、螺母和墊圈等，這些緊固元件均為常用的標準件。本次夾具設計主要是應用于對凸輪軸的凸輪軸頸進行加工。由于凸輪軸在工作中需要很高的轉速承受很大的轉矩，因此對凸輪軸軸頸的強度和可靠支撐方面的要求很高。而軸頸的同軸度需要也很高。由于進行大批量生產(chǎn)同一種凸輪軸所以設計一套專用的夾具。凸輪軸的材料為20Cr且由于凸輪軸頸的位置應該運用銑磨加工比較好。該零件在數(shù)控磨銑加工前，工件是一個經(jīng)過加工半圓槽的凸輪軸材料，凸輪軸上的半圓槽可以進行定位裝夾，無需進行另做工藝孔進行定位。凸輪軸的組成幾何元素之間關系清楚，條件充分，編程時，所需基點坐標很容易求得。凸輪軸頸的的外輪廓面只要與加工刀具只有有垂直度的要求，只要提高裝夾精度，使凸輪軸頸與銑刀軸線垂直， 加工凸輪軸頸的同軸度即可保畢業(yè)設計說明書論文1961660126證。在設計夾具體的時候傳動板上的錐度孔要達到一定的高度才能在裝夾時保證凸輪軸磨銑的同軸度，因此傳動板的高度，中心孔的位置要自己設計，最后的夾具體。 夾具圖傳動夾頭由非標準件手柄、定位銷、定位板、彈簧、螺母、壓蓋、定位螺釘、傳動板和標準件圓柱銷、螺釘組合而成。 傳動板傳動板是整個夾具的夾具體，它上面有一個錐度孔，用來裝夾凸輪軸的錐形端面。錐度孔和錐度面有自鎖，在磨削時對凸輪軸進行夾緊，限制其自由度。

定位板定位板是通過定位螺桿固定在傳動板上，它的作用是用來放置定位銷()所示。

手柄手柄是用來裝定位銷的，以便于定位銷在使用時方便。()所示
定位銷定位銷是在加工時對凸輪軸進行定位，裝夾時定位銷應放在凸輪軸裝夾端的鍵槽內(nèi)，限制凸輪軸的轉動和移動的自由度。()所示。