凸轮课程设计说明书

目录零件的分析21零件的作用22. 零件的工艺分析2二工艺规程设计1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状22. 基准的选择23. 工件表面加工方法的选择24. 制定工艺路线25. 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定36. 确定切削余量及基本工时4三、夹具设计10U!、小结11五、参考文献12一、零件的分析（一）零件的作用凸轮零件是CA6140变速箱内的零件，起作用是换挡变速。（二）零件的工艺分析主要加工表面为带有工件的端面、28mm的孔、凸轮槽和键槽，端面满足 一定的粗糙度以及与28mm孔轴线的垂直度，28mm的孔和键槽满足粗糙度 以及公差等级要求，凸轮槽满足形状以及粗糙度要求。二工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件的材料为灰铸铁。HBS=200,由于是成批大量生产，而且零件的轮廓尺 寸不大，釆用熔模铸造。（二）基面的选择（1）粗基准的选择：按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面 时，应以这些不加工的表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以 与加工表面有要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准）以小端作为粗基 准，45的外圆表面作为定位基面。（2）精基准的选择，以先加工出來的大端面作为精基准，加工小端面时以 加工出的28孔轴线作为精基准來加工凸轮槽、工艺孔等（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等 技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑 釆用万能性机床配以专用的加工卡具，并尽量使工序集中來提高生产效率。初此 之外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一工序1粗车凸轮大端面，精车凸轮大端面，扩28的内孔，粗狡28的内孔并倒角工序【1扩两个工艺孔工序IU粗车凸轮小端面，精车凸轮小端面并倒角工序IV钻螺纹底孔工序V攻螺纹M8工序VI加工凸轮槽工序vn粗拉键槽，半精拉键槽，精拉键槽工序vm检查2.工艺路线方案二工序1粗车凸轮大端面，精车凸轮大端面，粗车28的内孔，精车28的内孔并倒角工序【1粗车小端面并倒角，精车小端面，倒角。工序hi靠模法加工凸轮槽工序IV加工键槽工序V钻餃6的通工艺孔工序VI预钻加工螺纹孔到6.8工序训攻M8的螺纹工序vm检验3.工艺方案的比较分析上述两个工艺方案的相同点在于:方案一和方案二都是先加工大端面和28 的孔的加工，然后再以28轴的轴线作为定位基准来加工小端面，方案二的第 三道工序是靠模法加工凸轮槽，在加工时釆用一面双销的方式定位，但是所利用 的那个工艺孔还没有加工只能算是粗基准，但是另外一个销是与28孔相配合 的轴，这是精基准，所以这样严重影响加工精度。方案一是先加工两个6的工 艺孔，这样为后道工序加工凸轮槽的时运用一面双销的定位方式可大为减小加工 误差。方案二的第四第五道工序乂加工一个M8的螺纹孔，但是这乂存在加工零 件原则性的问题，一定要先加工主要平面，后次要。所选的工艺路线为：工序1粗车凸轮大端面，精车凸轮大端面，粗车28的内孔，粗較28的内孔，精餃28的内孔并倒角工序1【 扩两个工艺孔工序III粗车凸轮小端面，精车凸轮小端面并倒角工序IV粗拉键槽，半精拉键槽，精拉键槽工序V粗铳凸轮槽，精铳凸轮槽工序VI钻M8螺纹光孔工序训 攻M8螺纹工序VIII检查(四) 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定“凸轮”零件材料为灰铸铁，硬度约为200HBS,生产类型为大批大量生产, 釆用熔模铸造制造毛坯。查表可得毛坯公差为812级，取10级，公差为3.2, 机械加工余量为G级，公差为1.4mm,记为CT10-RMA 1.4(G)根据上述原始资料机加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序 尺寸及毛坯尺寸如下：1. 工序间的加工余量：大端面的加工余量为5mm,小端面的车削余量为5nmio孔的加工余量：扩孔余量为0.7,粗較余量为0.3。2. 工序尺寸及公差的确定：（1）两端面端面最大加工余量乙=5nuiio（2）孔28：也孔，IT为7扩孔到27.4达到IT10,公差为0.084mm粗狡至28mm达到IT7公差值为0.021mm6工艺孔，查表得扩孔到6（3）凸轮槽采用靠模法铳削加工，立铳刀直径d=16mm,达到尺寸为16桔（4）拉键槽拉刀（五）确定切削用量及基本工时工序1粗车凸轮大端面，精车凸轮大端面，扩28的内孔，粗餃28的内孔并倒角。本工序釆用计算法确定切削用量。1. 加工条件工件材料：灰铸铁，q,=0.45Gpa。加工要求：大端面和28的孔的轴线有垂直度要求，垂直度为0.05,大端面的粗超度要求为3.2；28孔的公差为0.021,空内壁粗超度要求为3.2。2. 计算切削用量和切削工时（1）粗车大端面a/ = 4nmi f = 0.8v. = 9kv厂I；丁儿Cv = 242xv = 0.15儿= 0.35m = 0.2 kv = kmvksvkkvkkn.khv = 1.44x0.8x1.04x0.81x 0.97疋=8145加/ nun0广车床转速:lOOOv=7td=346r / aim选车床主轴转速为480i7min车床为C620-1实际切削速度为:= 150/r? / nun1000工时：f = = 0.13miiinf（2）半精车端面： ap = lmm f = 0.3in/nv =kv = 325.8加 / mm c Tgf*车床主轴转速：亿=1匕=1037厂/mm7td选车床主轴转速为1150r/nuii车床为C620-1实际切削速度：v= = 359w/niin1000工时：r = = 0.14nun（3）扩孔：v = 0.166 0.3m/niuicip = 0.7 mmlOOOv= 23r/nun选车床主轴转速为20i7min机床床为摇臂钻床Z33100实际切削速度为:工时：心討皿（4）粗餃孔v = 0.033 0.1m/niiii / = 1.6mm / r ap = 0.3/?/?/lOOOv.7td= 0.57r/niui选机床Z33100实际切削速度为:nnd1000=0.044m / nun工时：r = = 3.6niin nf（5）倒角车床：卧式车床C620-1f = O.OSawh / r v = 16m/ mmlOOOv=118r/nuii牆= 16.2 加 mm工时：f = = 0.83min 时工序【I扩两个工艺孔。/钻=O.OSmin/ r v 怙=9m / minf = 1.35= 0.16mm / rv = 0.4% = 3.6 m/ niin1000vr1Q1 .ii = = 191r/nun7rd选车床主轴转速为16017111111机床为摇臂钻床Z33100实际切削速度：v = = 3w/niHi1000工时：f = = 0.58niin工序III粗车凸轮小断面，精车凸轮小断面并倒角.（1）粗车端面cip =f = 0.87/7/77V. = 9kvCv = 242xv = 0.15yv = 0.35m = 0.2kmvksvkkvkknrkhv = 1.44x0.8x1.04x0.81x0.97kv = 81.45/7?/niin车床主轴转速：亿=100号=577厂/min 选车床主轴转为速6001/mm机床为C620-1 实际切削速度为：匕.= = 56.52/mm1000工时：r = 2_ = 0.06111111时(2)半精车端面:ap = lmm f = 0.3nmiv. =kv = 325.8加/minc厂”必厂车床主轴转速：ns = 1匕=1728 nun7td选车床主轴转速：1800r/nuii车床为C620-1 实际切削速度：v = 土砂=362加/ nun1000工时：r = 2_ = 0.06111111(2)倒角 Cl、C2车床：卧式车床C620-1f = 0.08/wn / r v = 16m/inuilOOOv.=197/7 niui牆= 16.2 加 mm选车床转速：200 工时：沪。.论 总工时：=2r = lniiii工序IV钻螺纹底孔到6.8f = 0.17/wn/r计算速度公式匕=Cv = 4.8 xv = 7 yv = 0 m = 2 修正系数心查表kv = 4.3/7? / niiii机床主轴转速:nd=195/7 aim取机床主轴转速20017mm 选机床为摇臂钻床Z33100实际速度为叮牆= 】6S/mm 工时：心討皿工序V攻螺纹M8v = 0. Im / s = 6m/ min机床主轴转速亿=23 8/7 nun取机床主轴转速19517mm实际切削速度vt. = = 49 / nun1000机动工时r = = 0.6mui可工序VI加工凸轮槽（1）粗铳凸轮槽铳刀直径dQ=l6mm齿数？ = 3f = 0.09 mm/z 21.5加= 0.33kmvksvkkvkkn?khv = 1.44x0.8x1.04x0.81x0.97V = 5IV = 24.31/w/ nunc厂厂车床主轴转速ns =型学=484r / min选车床主轴转速为49017mm实际切削速度为v.=等毁=24.8加/ mmr 1000工时：t =0.73mill nf（2）精铳凸轮槽f = 0.07 nun/zv =kv = 27.56/H/niiiic厂咨厂机床主轴转速卩=型学=548广/ nun7Ta 选机床主轴转速为590i/min 实际切削速度为儿=懐=28/ / nunr 1000工时：r = J_ = 0.76111111工序VII粗拉键槽，半精拉键槽，精拉键槽粗拉键槽f = 0.4/77/77 / r v = 16m/mill主轴转速：/7 = 1222! = 177r/min7td取机床主轴转速18017mm 机床为立式内拉床L5120实际切削速度v =巴辻=16.47?/ nunc 1000工时：f = = 0.56niiii半精拉键槽f = Q35mm/ r v = 16m/ min主轴转速：/7 =1222L_=17Or/niul7id取机床主轴转速180i7min机床为立式内拉床L5120实际切削速度vc = = 16.4加/ min1000工时：f = = 0.78nun精拉键槽f = 0.3/wn / r v = l 6m/ mui主轴转速：現= 166r/ null7Ta取机床主轴转速18017mm机床为立式内拉床L5120实际切削速度vt. = = 16.3/77/ nun1000工时：t = = 0.77niiii最后将以上各工序的切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据， 一并填入机械加工工艺过程综合表中。三、夹具设计为了提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。问题的提出对于加工M8的螺纹，在加工过程中，主要考虑如何提高生产率，降低成本。卡具设计1、定位基准的选择钻孔时有垂直度的要求，其设计基准为凸轮的小端面，加工时取6mm和28mm的孔作为工序基准。2、切削力及扭矩的计算刀具为高速钢钻头F = CFdfyFkr其中，Cf=600ZF = 1 yF = 0.7 / = 0.17F = CFdfyFkr=13S9NM = Cxldrkllt其中，Cw = 0.305 ZM = 2 ym = 0.8M = 解厂 =4.7NM3、卡具操作说明本卡具设计在动力方面釆用了气动式，釆用“两销一面”的定位方式。气动 式能够提高成产率，两销一面限制了 5个自由度，仅剩十Z方向一个自由度，既 不出现过定位，也没有出现欠定位。加工时，把工件放置位置正确（见附图），手动控制开关，汽缸开始进气， 汽缸内的气压逐渐增大，推动运动杆向前移动，带动了压紧头的接近工件的运动, 最后慢慢压紧工件，当压紧力达到某一定值后，压紧头的受力处于平衡状态，此 后加工工件。四、小 结为期三周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我在老师的指导下, 取得了可喜的成绩，在此对老师致以衷心的谢意！课程设计作为机械制造技术基础课程的重要环节，使理论与实践更加接 近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了三个阶段：第一阶段是零件分析，第二阶段是机械 加工工艺规程设计，第三阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了儿何尺寸， 公差配合等知识；第二阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、 时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件 结构设计等方面的知识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、 专用夹具设计的方法和步骤，学会了查相关手册、选择使用工艺装备。总的來说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等 方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为 以后的设计工作打下了较好的基础。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请批阅老师批评指正！五、参考资料1. 机械制造技术基础吉林大学 于俊一、邹青主编，2006年1月第一版，机械工业出版社。2. 机械制造工艺学课程设计指导书哈尔滨工业大学 赵家齐编，2002年6月第二版，机械工业出版社。3. 金属切削机床夹具设计手册上海柴油机厂工艺设备研究编，1984年12月北京第一版，机械工业出版社。4. 金属切削手册上海市金属切削技术协会编，1984年4月第二版，上海 科学技术出版社。5. 实用机械加工工艺手册陈宏钧主编，2003年7月第二版， 机械工业出版社。6. 机械制造工艺设计手册哈尔滨工业大学王绍俊主编， 1985年11月第一版，机械工业出版社。7. 机械制造工艺学王启平主编，1995年11月第二版，机械工业出版社。