凸輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：凸輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：凸輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機(jī)械加工工藝規(guī)程 10張 4、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張 5、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1張 6、課程設(shè)計(jì)說明書 1份 目錄第一節(jié) 凸輪的工藝分析3一、凸輪用途3二、凸輪的技術(shù)要求3第二節(jié) 確定毛坯、繪制毛坯圖4一、選擇毛坯4二、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量4第三節(jié) 擬定工藝路線5一、定位基準(zhǔn)的選擇5二、表面加工方法的確定5三、工序順序安排5四、確定工藝路線6第四節(jié) 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算6一、切削用量的計(jì)算6二、時(shí)間定額的計(jì)算13第五節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)14一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)14二、夾具設(shè)計(jì)定性分析15三、夾具使用要點(diǎn)16參考文獻(xiàn)17第一節(jié) 凸輪的工藝分析一、凸輪用途該凸輪應(yīng)用在汽車變速箱的換擋機(jī)構(gòu)中。凸輪以孔通過鍵固定在軸上，與變速機(jī)構(gòu)連接的連桿安裝在凸輪槽內(nèi)，凸輪擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)換擋變速。該凸輪在改換檔位時(shí)主要承受沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以適應(yīng)凸輪的工作條件。該零件的主要工作表面為凸輪槽的兩側(cè)面、大端面、鍵槽。二、凸輪的技術(shù)要求表1-1 凸輪零件技術(shù)要求加工表面尺寸誤差mm表面粗糙度Ramm形位誤差mm大端面35mm3.2f28mm孔3.2鍵槽6.3 凸輪槽側(cè)（底）面160.13.2（6.3）小端面35mm3.2螺紋孔M8該凸輪形狀特殊，結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的偏心輪零件。凸輪槽兩側(cè)面在工作中需要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求淬火處理，硬度為48HRC；為保證凸輪在驅(qū)動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)過程中受力均勻，要求凸輪大端面對(duì)xx孔軸線的垂直度要求為0.05mm。依據(jù)設(shè)計(jì)題目知：該零件的生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)。第二節(jié) 確定毛坯、繪制毛坯圖一、選擇毛坯由于該凸輪在工作過程中要承受反復(fù)沖擊，小載荷，為增強(qiáng)凸輪的強(qiáng)度，且考慮零件材料為45鋼，因此選用鑄件。該零件的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬大批大量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，宜采用金屬模機(jī)器造型制造毛坯。毛坯的鑄造斜度為23二、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量由表2.3-5可知，確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量，如下表所示：表2.3-5凸輪零件毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量主要尺寸名稱基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值總余量公差CT說明厚度35mmG3.00mm6.00mm2.80mm雙側(cè)加工孔f28mmH1.15mm3.30mm2.60mm 孔降一級(jí)，雙側(cè)加工三、繪制凸輪鑄造毛坯簡圖見附圖2。第三節(jié) 擬定工藝路線一、定位基準(zhǔn)的選擇1.精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇凸輪孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。Xx的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作為精基準(zhǔn)定位加工大端面、工藝孔、鍵槽、凸輪槽和小端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。2. 粗基準(zhǔn)的選擇作為粗精準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有鑄造毛刺和其他表面缺陷。本設(shè)計(jì)選擇f45mm外圓表面作為粗基準(zhǔn)。采用f45mm外圓面定位加工內(nèi)孔可保證壁厚均勻；同時(shí)也能保證大端面與f28mm孔軸線的垂直度要求。二、表面加工方法的確定根據(jù)凸輪零件圖個(gè)加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工工件各表面的加工方法，如表1-2所示。表1-2 凸輪零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度Ra/mm加工方案備注1擴(kuò)孔、鉸孔數(shù)控機(jī)床銑刀2通工藝孔鉆床直柄麻花鉆3粗精銑上下斷面數(shù)控銑床銑刀4加工鍵槽拉床拉刀5粗精加工凸輪槽數(shù)控機(jī)床莫氏立銑刀6鉆螺紋孔鉆床直柄麻花鉆，絲錐7局部淬火8倒角鏜床鏜刀三、工序順序安排1.機(jī)械加工工序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)xx（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面xx孔、大端面和鍵槽、凸輪槽，后加工次要表面小端面（4）遵循“先面后孔”原則，先加工大端面，在加工2-f6mm工藝孔。2.熱處理工序凸輪槽在辦精工之后進(jìn)行局部高頻淬火處理，提高其耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。3.輔助工序在辦精工之后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序，最后清洗和終檢工序。綜上所述，該凸輪工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工熱處理。四、確定工藝路線工序I 粗銑孔至，半精銑孔，保證尺寸，表面粗糙度。工序II 鉆工藝孔，保證設(shè)計(jì)尺寸，以孔軸線為定位基準(zhǔn)，同時(shí)加一個(gè)厚度的側(cè)面。工序 粗銑、半精銑大端面至。以28內(nèi)圓表面為粗基準(zhǔn)，進(jìn)行定位夾緊。粗車、半精車小端面，保證尺寸，表面粗糙度，并倒角內(nèi)孔倒角，以大端面為定位基準(zhǔn)工序 拉鍵槽，保證尺寸，槽頂面距離孔下母線 ，表面粗糙度。以孔軸線為定位基準(zhǔn)。工序 粗半精銑凸輪槽，保證槽深，寬，兩側(cè)面粗糙度，底面，以孔、鍵槽一側(cè)面和其中一個(gè)工藝孔進(jìn)行定位。工序 鉆螺紋孔，用絲錐攻絲，以小端面為工序基準(zhǔn)。工序 凸輪槽局部淬火，深度，保證HB48HRC。工序 倒角 倒角145 倒角245第四節(jié) 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算一、切削用量的計(jì)算1.工序1（1）要求：保證孔尺寸，粗糙度； 機(jī)床：數(shù)控機(jī)床 KX5012 刀具：銑刀 （2）計(jì)算切削用量 1）粗銑孔工步 切削深度 進(jìn)給量 根據(jù)已知條件，從表2-5查得，根據(jù)所用的CA6140車床的技術(shù)參數(shù)，實(shí)際選取。切削速度采用查表法確定，從表2-7查得，實(shí)際選取 ，由可推出機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)所用機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)根據(jù)表5-39，計(jì)算 式中 2)半精孔工步 切削深度 進(jìn)給量 根據(jù)已知條件，從表2-5查得，根據(jù)所用的技術(shù)參數(shù)，實(shí)際選取。切削速度，車床主軸轉(zhuǎn)速，同上。切削工時(shí) 2.工序2（1）要求：保證，。機(jī)床：立式鉆床ZF5132刀具：直柄麻花鉆（2）計(jì)算切削用量進(jìn)給量（見切削手冊(cè)表2.7）計(jì)算切削速度，按切削手冊(cè)表2.13及表2.14按類加工性質(zhì)考慮確定主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 （按工藝手冊(cè)表）所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí) 其中切入切出長度分別定為3、工序3要求：粗銑、半精銑大端面至，小端面至35mm。機(jī)床：數(shù)控機(jī)床 KX5012刀具：銑刀 粗銑大端面工步 切削深度 進(jìn)給量 根據(jù)已知條件，從表2-5查得，根據(jù)所用的技術(shù)參數(shù)，實(shí)際選取。切削速度采用查表法確定，從表2-7查得選取 ，由可推出機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)所用的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)根據(jù)表5-39，計(jì)算 式中 4）半精大端面工步 切削深度 ，進(jìn)給量 根據(jù)零件圖附圖1提供的加工表面粗糙度的要求，從表2-6查得，根據(jù)所用的進(jìn)給量數(shù)列取。切削速度采用查表法確定，從表2-7查得選取 ，由可推出機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)所用的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) 根據(jù)表5-39，計(jì)算 式中粗車、半精車小端面（2）計(jì)算切削用量1）粗車小端面工步 切削深度 進(jìn)給量 根據(jù)已知條件，從表2-5查得，根據(jù)所用的CA6140車床的技術(shù)參數(shù)，實(shí)際選取。切削速度采用查表法確定，從表2-7查得選取 ，由可推出機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)所用CA6140型車床的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)根據(jù)表5-39，計(jì)算 式中 4）半精車小端面工步 切削深度 ，進(jìn)給量 根據(jù)零件圖附圖1提供的加工表面粗糙度的要求，從表2-6查得，根據(jù)所用的CA6140車床的進(jìn)給量數(shù)列取。切削速度 采用查表法確定，從表2-7查得選取 ，由可推出機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)所用CA6140型車床的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) 根據(jù)表5-39，計(jì)算 式中切入切出長度分別定為4.工序4（1）要求：保證尺寸，粗糙度。機(jī)床：臥式拉床，L6120刀具：鍵槽拉刀，（2）計(jì)算切削用量1）單面齒升根據(jù)有關(guān)手冊(cè)定為2）拉削速度定為（即）3）切削工時(shí)：式中單面余量拉削長度考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)取1.2，考慮機(jī)床返回行程系數(shù)取1.4，拉削速度，拉刀單面齒升拉刀同時(shí)工作的齒數(shù)，拉刀齒距4）拉刀同時(shí)工作的齒數(shù)所以5、工序5（1）要求：槽深，寬，兩側(cè)面粗糙度，底面 機(jī)床：立式鉆床Z525刀具：莫式錐柄立銑刀（2）計(jì)算切削用量1）粗加工凸輪槽深度工步進(jìn)給量齒切削速度參考有關(guān)手冊(cè)。定為，確定主軸轉(zhuǎn)速莫氏立銑刀，則 切削工時(shí) 式中切入切出長度分別定為2）精加工凸輪槽至8mm深進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速同上。切削工時(shí) 式中切入切出長度分別定為6、工序6（1）要求：M8螺紋孔 機(jī)床：立式鉆床ZF5132刀具：直柄麻花鉆，絲錐（2）計(jì)算切削用量1）鉆孔工步進(jìn)給量取根據(jù)切削手冊(cè)表2.7當(dāng)鋼的時(shí)，確定切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表2.13及表2.14的切削速度，確定主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)機(jī)床說明書取，故實(shí)際切削速度為，切削工時(shí) 式中切入切出長度分別定為2）攻螺紋工步進(jìn)給量取確定切削速度取確定主軸轉(zhuǎn)速按機(jī)床說明書選取，則切削工時(shí)式中切入切出長度分別定為二、時(shí)間定額的計(jì)算時(shí)間定額計(jì)算包括基本時(shí)間、輔助時(shí)間其他時(shí)間（布置工地時(shí)間和休息與生理需要時(shí)間）以及單件時(shí)間的計(jì)算。上面部分以對(duì)基本時(shí)間做了計(jì)算，下面就對(duì)其余三項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算。1.根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為；2.除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工地時(shí)間和休息與生理需要時(shí)間、準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間。由于凸輪的生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，分?jǐn)偯總€(gè)工件上的準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的，本設(shè)計(jì)均取，則各工序的其他時(shí)間（）可按關(guān)系式計(jì)算；3.單件時(shí)間；綜上所述，可以得到單件時(shí)間，因此各工序的單件時(shí)間分別為：工序1的單件時(shí)間：1.34min工序2的單件時(shí)間：0.34min 工序3的單件時(shí)間：26.98min 工序4的單件時(shí)間：0.14min 工序5的單件時(shí)間：2.24min工序6的單件時(shí)間：0.94min工序7的單件時(shí)間：0.8min工序8的單件時(shí)間：0.5min第五節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專門的夾具經(jīng)過指導(dǎo)教師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)對(duì)凸輪M8螺紋孔的加工的夾具。二、夾具設(shè)計(jì)定性分析1問題的提出本夾具主要用來對(duì)凸輪M8螺紋孔的加工，在本道工序加工時(shí)，應(yīng)主要考了如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2.夾具設(shè)計(jì)1）將凸輪放置于夾具工作臺(tái)的平面上，使M8螺紋孔與水平面垂直；2）將凸輪放于夾具工作臺(tái)底面，心軸穿過凸輪直徑28mm孔和直徑6mm孔；3）通過旋轉(zhuǎn)手柄壓緊凸輪達(dá)到完全定位目的；3.定位方案通過定位螺栓對(duì)直徑28mm孔和直徑6mm孔的定位，限制了凸輪的3個(gè)自由度。以此達(dá)到對(duì)凸輪的定位。4.夾緊力分析夾緊力的作用點(diǎn)位于凸輪豎直面的最大厚度上，與加工表面垂直，利于夾緊穩(wěn)固可靠。三、夾具使用要點(diǎn)工件裝夾時(shí), 應(yīng)先定位凸輪的直徑28MM孔，然后調(diào)節(jié)定位螺釘，待定位螺釘處的工藝孔定位準(zhǔn)確后，最后旋轉(zhuǎn)固定手柄壓緊，得到定位。參考文獻(xiàn)1于俊一，鄒青主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社2004.12鄒青主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2004.83李洪主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：北京出版社 1990.124上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)主編.技術(shù)切削手冊(cè) 第二版.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社1984.45趙家齊主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 第二版.哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社 200214