机械工艺夹具毕业设计73凸轮零件的机械加工工艺规程及夹具设计说明书.docx

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机械工艺夹具毕业设计73凸轮零件的机械加工工艺规程及夹具设计说明书

机械制造

课程设计说明书

设计题目凸轮零件的机械加工工艺规程及夹具设计

设计者：

指导老师：

序言………………………………………………………………………………………………2

一.零件的分析………………………………………………………………………………2

二.工艺规程设计……………………………………………………………………………2

（一）.确定毛坯的制造形式………………………………………………………………2

（二）.基面的选择…………………………………………………………………………2

（三）.制订工艺路线………………………………………………………………………2

（四）.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………………………3

（五）.确定切削用量及基本工时…………………………………………………………3

三.夹具具设计…………………………………………………………………………………7

（一）.问题的提出…………………………………………………………………………8

（二）.夹具设计……………………………………………………………………………8

参考文献…………………………………………………………………………………………9

序言

机械制造技术基础课程设计是在我们学完了大学的全部技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中站有重要地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性尊来呢，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作大遐一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

一.零件的分析

凸轮共有两组加工表面，它们之间有一定的位置关系，现分析如下：

1.以Ф28mm孔加工中心的表面

这一组加工的表面包括Φ28mm孔及其倒角，尺寸为30mm的键槽，两个Φ6mm的工艺孔和宽度为16±0.1mm凸轮槽，其中Φ28mm孔和键槽为主要加工表面。

2.以大端面为加工对象的表面，这组加工表面包括孔Φ28mm的大小两个端面。

这两组加工表面之间有着一定的位置精度要求，主要是Φ28mm孔大端面相对于Φ28mm孔垂直度公差为0.05mm

由以上分析可知，对这两组加工表面，要先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的相对位置精度要求。

二．工艺规程设计

（一）.确定毛坯的制造形式

零件材料为45钢，考虑到凸轮在使用时反复冲击小，因此选用铸件，就能满足工作需要，由于零件的年产量为大批大量生产，形状较简单，尺寸不大，可采用沙箱铸造。

（二）.基面的选择

1．粗基准的选择:

由于零件大端是以孔心为基准的，则应在保证Φ28mm孔心精度的基础上加工大端面，所以以大端面为粗基准是合理的。

2．考虑到大端面相对Φ28mm孔的位置关系，取Φ28mm孔为精基准。

（三）.制订工艺路线

工艺路线

工序Ⅰ扩孔至Φ27.7mm，绞孔，保证尺寸Φ28

mm。

以大端面为粗基准，选用数控式升降台铣床KX5012。

工序Ⅱ钻通孔2

6mm，保证尺寸55±0.1mm，R47±0.1mm，10°±1°。

以Φ28

mm孔外圆为基准，选用ZF5132。

工序Ⅲ粗铣上端面，精铣上端面保证Ra3.2。

粗铣下端面，精铣下端面，保证Ra3.2。

以孔外圆为基准，选用数控式升降台铣床KX5012。

工序Ⅳ加工键槽，保证尺寸6

mm，30

mm和粗糙度Ra6.3。

以Φ28

mm孔外圆为基准，选用拉床。

工序Ⅴ粗铣凸轮槽，深度7mm;精铣凸轮槽，宽度保证16±0.1mm，深度8mm。

以Φ28

mm孔外圆为基准，选用数控式升降台铣床KX5012。

工序Ⅵ钻螺纹孔至Φ6.8mm，绞孔M8。

以Φ28

mm外圆为基准，选用钻床ZF5132。

工序Ⅶ局部淬火，保证HB≥48HRC。

工序Ⅷ倒角1

45°,倒角1

45°,倒角2

45°。

以Φ28

mm外圆为基准，选用镗床。

（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45钢生产类型为大批大量生产，采用沙箱造型铸造的毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，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.大端面现直接取凸轮厚度41mm，因为表面粗糙度要求为Ra3.2.此时厚度余量Z=6mm，已经能满足加工要求。

2.孔毛坯为空心，需扩孔，绞孔才能完成孔的加工。

粗糙度要求为Ra3.2.参照《机械制造工艺师设计手册》确定工序尺寸及其余量为：

扩孔至Φ27.7mm2Z=3mm

绞孔至Φ28

mm2Z=0.3mm

（五）.确定切削用量及基本工时

工序Ⅰ扩孔，绞孔

1.加工条件：

工件材料45钢正火，

=0.6GPa，砂型铸造。

加工要求：

扩孔至Φ27.7mm，绞孔至Φ28

机床：

KX5012

刀具：

刀片材料高速钢，刀具尺寸扩孔Φ28

mm绞孔Φ28

2.计算切削用量

（1）扩孔Φ27.7mm

1）进给量ƒ根据《切削用量简明手册》（以下简称《切削手册》表2.10，当有孔径在25-30mm之间时，ƒ=0.8～1.0mm/r，在此取ƒ=1.0mm/r

2）计算切削速度，按《切削手册》表2.30，切削速度的计算公式为（扩孔刀寿命T=30min）

（V的单位：

m/min）

其中扩孔参数为C

=11.1,Z

=0.4,X

=0.2,y

=0.5,m=0.2,

=0.36

所以扩孔V

3）确定主轴转速扩孔n

4）切削时，切入切出长度分别定为l

=3mm,l

=1.5mm

切削工时t

（2）绞孔Φ28

1）进给量ƒ，根据《切削手册》表2.11，当孔径在20～30mm时ƒ=0.8～1.8mm/r,在此取ƒ=1.5mm/r

2）计算切削速度按《切削手册》表2.30，切削速度的计算公式为（扩孔刀寿命T=40min）V

（V的单位：

m/min）

其中绞孔的参数为C

=12.1,Z

=0.3,X

=0.2,y

=0.5,m=0.4,

=0.36

所以绞孔V

3）确定主轴转速绞孔n

按机床说明书见《工艺手册》表11-3选为96r/min

4）切削工时，切入切出长度分别定位l

=3mm，l

=1.5mm

工序

钻通孔

1.加工要求:

保证Φ6mm，55

mm，R47

mm，10

°。

机床:

ZF5132

刀具:

直柄麻花钻Φ6mm

2.计算切削用量

（1）钻孔2

Φ6mm

1）进给量ƒ=0.16mm/r（见《切削手册》表2.7）

2）计算切削速度，按《切削手册》表2.13及表2.14按5类加工性质考虑

V=17.56m/min

3）确定主轴转速n

按机床选取n

=983r/min（按《工艺手册》表9-3）

所以实际切削速度V=

4）切削工时2t=2

其中切入切出长度分别为l

=5mm，l

=3mm，l=18mm

工序

粗精铣上下端面

1.加工要求：

保证Ra3.2

机床：

KX5012

刀具：

高速钢镶齿端面铣刀Φ100mm

2.计算切削用量

（1）粗铣大端面

1）进给量ƒ

=0.06mm/齿参考《切削手册》表3-3

2）切削速度参考有关手册确定V=20m/min

3）确定主轴转速

由于采用高速钢镶齿端铣刀Φ100mm，则d

=Φ100mm，齿数为5

当n

=63.7（r/min）时，工作台每分钟进给量ƒ

应为

=ƒ

=0.06

63.7=19.11m/min

4）切削工时由于是粗加工，故整个铣刀刀盘不毕洗过整个工件，利用作图法可得出铣刀的行程l+l

=90mm

则机动工时t

（2）精铣大端面

进给量，切削速度，主轴转速与粗加工与之。

由于是精铣，所以整个铣刀刀盘要铣过整个工件，可得出铣刀的行程为l+l

=168mm，则机动工时t

（3）粗铣下端面

进给量，切削速度，主轴转速同上。

粗加工行程l+l

=51mm，则机动工时为t

（4）精铣上端面

进给量，切削速度，主轴转速同上。

精加工行程l+l

=96mm，则机动工时为t

工序Ⅳ加工键槽

1.要求:

保证尺寸6

mm，30

mm和粗糙度Ra6.3。

机床:

拉床

刀具：

拉刀，宽6

2.计算切削用量

（1）单面齿升根据有关手册定为ƒ

=0.06mm

（2）拉削速度定为V=0.06m/s（即3.6m/s）

（3）切削工时：

式中Z-单面余量2mm

l-拉削长度35mm

-考虑校准部分的长度系数取1.2

k-考虑机床返回行程系数取1.4

V-拉削速度（m/min）

-拉刀单面齿升

z=拉刀同时工作的齿数

P-拉刀齿距

P=（1.25～1.5）

=1.35

=8mm

拉刀同时工作的齿数z=

所以t=

工序Ⅴ粗精加工凸轮槽

1.加工要求：

槽深8mm，宽16

机床:

KX5012

刀具：

莫氏立铣刀Φ12mm

2.计算切削用量

（1）粗加工凸轮槽深度7mm

1）进给量ƒz=0.08mm/齿

2）切削速度参考有关手册，定位V=20m/min

3）确定主轴转速

由于采用莫氏立铣刀Φ12mmd

=12mm，齿数Z=4则

=ƒ

=0.08

4）切削工时铣刀行程l+l

==207mm

则机动工时t

（2）精加工凸轮槽至8mm深

进给量，切削速度，主轴转速及切削工时同上。

工序Ⅵ钻螺纹孔至Φ6.8mm，攻丝

1.加工要求：

加工M8孔

机床：

ZF5132

刀具：

直柄麻花钻Φ6.8mm，丝锥M8

2.算切削用量

（1）钻孔Φ6.8mm

1）进给量取ƒ=0.2mm/r根据《切削手册》表2.7，当钢的

<800MPa,d=Φ6.8mm时

2）确定切削速度：

根据《切削手册》表2.13及表2.14得切削速度

V=15.32m/min

3）确定主轴转速n

=717.5r/min

根据机床说明书取n

=723r/min

故实际切削速度为V=

4）切削工时l=10mm，l

=5mm，l

=3mm

（2）攻螺纹M8

1）进给量取ƒ=0.1mm/r

2）确定切削速度取V=0.1m/s（6m/min）

3）确定主轴转速n

=238r/min

按机床说明书选取n

=195r/min则V=4.9m/min

4）机动工时l=10mm，l

=3mm，l

=3mm

工序Ⅷ倒角采用n=960r/min，手动进给。

三．夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专门的夹具

经过与指导教师的协商，决定设计第Ⅴ道工序的铣床夹具，本夹具将用于KX5012铣床，刀具为莫氏立铣刀Φ12mm

（一）.问题的提出

本夹具主要用来对凸轮槽的粗精加工，在本道工序加工时，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。

（二）.夹具设计

1.定位基准的选择

由零件图可知，凸轮大端面应对孔心有垂直度的要求，其设计基准为凸轮Φ28mm孔心，因此这里选用Φ28mm孔为主要定位基准，配合以一个Φ6mm的定位

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