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湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
學(xué)生姓名： 汪濤 學(xué)號(hào)： 1243072781418 專業(yè)班級(jí) 機(jī)自1205班
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 凸輪軸機(jī)械加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)
選題類型： 工程設(shè)計(jì) 選題來源： 聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）時(shí)間: 自2015 年 12 月 10日開始至 2016 年 5 月 20 日止
1. 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容與要求
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容
（1）制定凸輪軸加工工藝規(guī)程
（2）孔夾具設(shè)計(jì)；
（3）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)
（1） 繪制凸輪軸毛坯及凸輪軸零件圖各一張；設(shè)計(jì)夾具一套，繪制夾具裝配圖一張及夾具件大件零件圖兩張；
（2） 設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程一套；（畫毛坯圖，擬訂工藝路線，選擇機(jī)床和工藝裝備，填寫工藝過程卡片，確定加工余量、工序尺寸、切削用量、時(shí)間定額，填寫加工工序卡片）
（3） 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（8000字以上）一份。
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)基本要求
（1）培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，獨(dú)立分析和解決工程技術(shù)問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。
（2）培養(yǎng)收集、查閱、分析各種文獻(xiàn)資料的能力。進(jìn)一步提高計(jì)算、繪圖等技能。
（3）學(xué)會(huì)使用工具書籍，通過夾具設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。
（4）初步掌握機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)的基本要求和設(shè)計(jì)方法；掌握設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫。
[1]選題類型：（1）生產(chǎn)實(shí)踐；（2）工程設(shè)計(jì)；（3）實(shí)驗(yàn)研究；（4）理論分析；（5）文獻(xiàn)綜述；（5）調(diào)查研究；（6）理論應(yīng)用；（7）其他。[2]選題來源：（1）教師科研相關(guān)；（2）聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際；（3）解決社會(huì)現(xiàn)實(shí)問題；（4）其他。
2.主要參考資料
[1]陳宏鈞,方向明,馬素敏等．典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例．機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8
[２]王季琨,沈中偉,劉錫珍．機(jī)械制造工藝學(xué)．天津大學(xué)出版社，2004.1
[３]李洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)．北京出版社，1996.1
[３]孟少農(nóng)．機(jī)械加工工藝手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9
[４]孫麗嬡．機(jī)械制造工藝及專用夾具．冶金工業(yè)出版社，2003.9
[５]楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，2004.9
3.畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排
階段
階 段 內(nèi) 容
起止時(shí)間
1
熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱與收集資料，撰寫開題報(bào)告，完成設(shè)計(jì)開題工作
12.10～12.31
2
進(jìn)一步收集資料，撰寫詳細(xì)的提綱，完成總體方案設(shè)計(jì)和部分設(shè)計(jì)計(jì)算
1.1～1.15
3
利用寒假，完成設(shè)計(jì)計(jì)算
1.16～2.15
4
完成機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制完成裝配總圖
2.16～3.15
5
完成所有工程圖的繪制和設(shè)計(jì)說明書的初步寫作
3.16～4.10
6
修改設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，修改圖紙，完成所有材料（圖紙打印和說明書等）的打印并上交指導(dǎo)教師
4.11～4.20
7
指導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生集中修改論文（設(shè)計(jì)），4月27日以前定稿（提交最終紙質(zhì)稿）
4.21～4.27
8
指導(dǎo)教師和評(píng)閱教師分別完成本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的評(píng)閱與評(píng)分
4.28～4.30
9
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的答辯前準(zhǔn)備、答辯以及答辯以后必要的修改工作，相關(guān)材料存檔
5.1～5.20
指導(dǎo)教師（簽名）：____________ 日期：__________________
系(教研室)主任(簽名) ：____________ 日期：__________________
主管院長(簽名) ：____________ 日期：__________________
XX學(xué)校
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
凸輪軸
共
頁
第
頁
材料牌號(hào)
HT200
毛 坯 種 類
鑄件
毛坯外形尺寸
Φ85×140
每毛坯
可制件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
備 注
工
序
號(hào)
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
01
備料
棒 料
02
熱處理
時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力
03
車
粗車右端Φ85外圓至Φ80；粗車Φ80外圓至Φ75長50.8；粗車Φ75端面
C620-1
可轉(zhuǎn)位車刀、三爪卡盤、游標(biāo)卡尺
04
車
掉頭粗車Φ85外圓至Φ80；粗車Φ80外圓至Φ66長84.9；粗車Φ66端面
C620-1
可轉(zhuǎn)位車刀、三爪卡盤、游標(biāo)卡尺
05
車
半精車Φ75外圓至Φ71；鉆Φ26孔；粗車Φ31孔；粗車Φ45；
粗車45孔至Φ59；半精車Φ59孔至Φ60；車倒角C3
C620-1
可轉(zhuǎn)位車刀、麻花鉆、內(nèi)孔車刀、倒
角車刀、三爪卡盤、游標(biāo)卡尺
06
車
粗車Φ66外圓至Φ55長69.7；粗車Φ55外圓至Φ35長18.2
半精車Φ55外圓至Φ51長51.5；半精車Φ35外圓至Φ31長17.2
C620-1
可轉(zhuǎn)位車刀、三爪卡盤、游標(biāo)卡尺
07
鉆
鉆Φ8孔；孔口倒角C1.5
Z525
麻花鉆、專用夾具、錐柄圓柱塞規(guī)
08
磨
磨71外圓至Φ70長48.3；磨Φ51外圓至Φ50長51.5；磨Φ31孔至Φ30
M120
砂輪、專用夾具、千分尺
09
車
車各倒角
C620-1
倒角車刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺
10
銑
銑鍵槽
X52K
鍵槽銑刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺
11
鉗工
去除機(jī)械加工所留下的毛刺
12
終檢
檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫
設(shè)計(jì)(日期)
審核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì)簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
目 錄
摘 要 I
ABSTRCT II
第一章 緒 論 1
1.1引言 1
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 1
1.3 研究方法及技術(shù)路線 2
1.4 課題背景及發(fā)展趨勢(shì) 3
第二章 零件的分析 5
2.1 零件的作用 5
2.2 零件的工藝分析 5
第三章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 6
3.1 確定毛坯的的制造形式 6
3.2 基準(zhǔn)的選擇 6
3.3 制訂工藝路線 7
3.4 機(jī)械加工余量的確定 8
3.5 確定切削用量及基本工時(shí) 8
第四章 專用夾具設(shè)計(jì) 19
4.1問題提出 19
4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 19
4.3切削力和夾緊力的計(jì)算 19
4.4 定位誤差分析 20
致 謝 22
參 考 文 獻(xiàn) 23
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
凸輪軸加工工藝規(guī)程及其鉆Φ8孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：凸輪軸、切削用量、定位誤差。
ABSTRCT
The design content of the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance matching and measurement of aspects of knowledge.
The camshaft machining process planning and its Φ eight holes fixture design is including parts processing process design, process design and special fixture design three parts. Should first analyze the parts in the process design, understand parts of technology to design the structure of blank, and choose the good parts processing benchmark, design process of the parts; Then the parts size of each work step of the process, the key is to determine the process equipment for each process and cutting parameter; For the design of special fixture, then select design out of the component parts of the fixture, such as the positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; Calculated at the exit of fixture locating position error, analysis the rationality of the fixture structure and deficiency, and pay attention to the improvement in the later design.
Keywords: The camshaft 、cutting dosage,、the positioning error.
I
第一章 緒 論
1.1引言
制造技術(shù)的重要性是不言而喻的，它與當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。現(xiàn)代制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個(gè)不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機(jī)械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農(nóng)用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術(shù)水平都非常有限。隨著社會(huì)的發(fā)展，制造技術(shù)的范圍，規(guī)模的不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平的不斷提高，向文化，藝術(shù)，工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術(shù)。到了資本主義和社會(huì)主義社會(huì)，出現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)，使得人類的物質(zhì)生活和文明有了很大的提高，對(duì)精神和物質(zhì)有了更高的要求，科學(xué)技術(shù)有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關(guān)系更為密切。蒸汽機(jī)的制造技術(shù)的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產(chǎn)，內(nèi)燃機(jī)制造技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代噴氣客機(jī)和超音速飛機(jī)的發(fā)展，集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步左右了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的水平，納米技術(shù)的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機(jī)械的先河，因此，人類的活動(dòng)與制造密切相關(guān)，人類活動(dòng)的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機(jī)，人造飛機(jī)，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術(shù)的出現(xiàn)，使人類活動(dòng)走出了地球，走向太空 。
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用
機(jī)械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高，勞動(dòng)條件良好。
制訂工藝規(guī)程的程序：
1、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型
2、分析產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝審查
3、確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度
4、制訂工藝路線
進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等。）
1.3 研究方法及技術(shù)路線
1、深入生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查研究
在深入生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領(lǐng)，制造與使用夾具情況等。
2、制訂工藝工藝規(guī)程的程序
計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型，分析產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準(zhǔn)，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機(jī)床設(shè)備等），進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等），確定工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法，填寫工藝文件。
3、確定工件的夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)
夾緊力的作用點(diǎn)和方向應(yīng)符合夾緊原則。進(jìn)行夾緊力的分析和計(jì)算，以確定加緊元件和傳動(dòng)裝置的主要尺寸。
4、確定夾具其他部分的結(jié)構(gòu)形式
如分度裝置，對(duì)刀元件和夾具體等
5、繪制夾具總裝配圖
在繪制總裝配圖時(shí)，盡量采用1：1比例，主視圖應(yīng)選取面對(duì)操作者的工作位置。繪圖時(shí)，先用紅線或雙點(diǎn)劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實(shí)線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個(gè)假想的透明體，按定位元件，導(dǎo)向元件，夾緊機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)裝置等順序， 畫出具體結(jié)構(gòu)。
6、標(biāo)注各部分主要尺寸，公差配合，和技術(shù)要求
7、標(biāo)注零件編號(hào)及編制零件明細(xì)表
在標(biāo)注零件編號(hào)時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)件可直接標(biāo)出國家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。明細(xì)表要注明夾具名稱，編號(hào)，序號(hào)，零件名稱及材料，數(shù)量等。
8、繪制家具零件圖
拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。
1.4 課題背景及發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)床夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，沖鋒發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)技術(shù)措施。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中也應(yīng)該注意一些重要方法，我們必須深入生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查研究，因?yàn)?，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙——詳細(xì)閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術(shù)要求，該件在機(jī)械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件——了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準(zhǔn)面的選擇狀況，可用的機(jī)床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3）生產(chǎn)綱領(lǐng)——夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。（4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設(shè)計(jì)，我也要了解并注意設(shè)計(jì)夾具出現(xiàn)的問題，對(duì)夾具最基本的要求是：工件的定位準(zhǔn)確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準(zhǔn)是否與工序基準(zhǔn)重合，定位基準(zhǔn)的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況等因素有關(guān)。這些因素所造成的誤差，可以通過數(shù)學(xué)計(jì)算求得。在采取提高定位精度的措施時(shí)，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機(jī)床上的定位精度，和刀具在夾具上的導(dǎo)向精度也不應(yīng)忽視。夾具在機(jī)床上的定位精度，主要與定位元件表面與機(jī)床配合處的位置精度。夾具與機(jī)床連接處的配合間隙等因素有關(guān)。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時(shí)，應(yīng)采用調(diào)整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時(shí)找正定位表面的準(zhǔn)確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機(jī)床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導(dǎo)向精度通常利用導(dǎo)向元件或?qū)Φ对肀ＷC。因此影響刀具在夾具上的導(dǎo)向精度的因素有：導(dǎo)套中心到定位元件產(chǎn)生變形等。夾具中出現(xiàn)過定位時(shí)，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復(fù)自由度的能力，增加過定位元件與定位基準(zhǔn)的配合間隙等辦法來解決。
第二章 零件的分析
2.1 零件的作用
190凸輪軸的作用是將活塞承受的力傳給曲軸，凸輪軸是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)里的一個(gè)部件。它的作用是控制氣門的開啟和閉合動(dòng)作。雖然在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)里凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸的一半（在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中凸輪軸的轉(zhuǎn)速與曲軸相同），不過通常它的轉(zhuǎn)速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此設(shè)計(jì)中對(duì)凸輪軸在強(qiáng)度和支撐方面的要求很高，其材質(zhì)一般是特種鑄鐵，偶爾也有采用鍛件的。由于氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律關(guān)系到一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)轉(zhuǎn)特性，因此凸輪軸設(shè)計(jì)在發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)過程中占據(jù)著十分重要的地位。
2.2 零件的工藝分析
要對(duì)該零件的平面、孔、槽和螺紋進(jìn)行加工。具體加工要求如下：
凸輪軸Φ80外圓 粗糙度12.5
凸輪軸Φ70外圓 粗糙度Ra0.8
凸輪軸Φ66外圓 粗糙度12.5
凸輪軸Φ50外圓 粗糙度0.8
凸輪軸Φ35外圓 粗糙度12.5
凸輪軸Φ30外圓 粗糙度0.8
凸輪軸Φ26孔 粗糙度12.5
凸輪軸Φ31孔 粗糙度12.5
凸輪軸Φ45孔 粗糙度12.5
凸輪軸Φ60孔 粗糙度3.2
凸輪軸Φ8孔 粗糙度12.5
凸輪軸鍵槽 粗糙度6.3
第三章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
3.1 確定毛坯的的制造形式
零件材料為HT200，由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用金屬型鑄造，鑄造精度為CT8級(jí)，加工余量等級(jí)MA-F，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
3.2 基準(zhǔn)的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇原則
??1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
??2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
??3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
??4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
??5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
??由以上及零件知，190凸輪軸為回轉(zhuǎn)類工件，選用外圓作為定位粗基準(zhǔn)。
3.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則
??選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
??精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
??1）用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
??2）當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
??3）當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
? 4）為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
? 5）有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。
?由上及190凸輪軸零件圖知，選用Φ70外圓作為定位精基準(zhǔn)。
3.3 制訂工藝路線
?制定工藝規(guī)程原則，保證圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高，勞動(dòng)條件良好。所用機(jī)床盡量選擇通用機(jī)床，夾具則為專用夾具，工序集中，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)體一體化控制。
最終工藝方案如下：
工序01：棒 料
工序02：時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力
工序03：粗車右端Φ85外圓至Φ80；粗車Φ80外圓至Φ75長50.8；粗車Φ75端面
工序04：掉頭粗車Φ85外圓至Φ80；粗車Φ80外圓至Φ66長84.9；粗車Φ66端面
工序05： 半精車Φ75外圓至Φ71；鉆Φ26孔；粗車Φ31孔；粗車Φ45；粗車45孔至Φ59；半精車Φ59孔至Φ60；車倒角C3
工序06：粗車Φ66外圓至Φ55長69.7；粗車Φ55外圓至Φ35長18.2；半精車Φ55外圓至Φ51長51.5；半精車Φ35外圓至Φ31長17.2
工序07：鉆Φ8孔；孔口倒角C1.5
工序08：磨71外圓至Φ70長48.3；磨Φ51外圓至Φ50長51.5；磨Φ31孔至Φ30
工序09：車各倒角
工序10：銑鍵槽
工序11：去除機(jī)械加工所留下的毛刺
工序12：檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫
3.4 機(jī)械加工余量的確定
“190凸輪軸”零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用金屬型鑄造，190凸輪軸為回轉(zhuǎn)類零件，毛坯采用棒料Φ85×140。
3.5 確定切削用量及基本工時(shí)
工序01：棒 料
工序02：時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力
工序03：粗車右端Φ85外圓至Φ80；粗車Φ80外圓至Φ75長50.8；粗車Φ75端面
工步一：粗車右端Φ85外圓至Φ80
1、 切削用量
本工序?yàn)榇周囉叶甩?5外圓至Φ80。已知加工材料為HT200，鑄件，有外皮；機(jī)床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在三爪卡盤中。
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1） 確定切削深度
由于單邊余量為2.5mm，可在一次走刀內(nèi)切完。
2） 確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.4，在粗車45#、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時(shí)，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.25mm/r
確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。
根據(jù)表1.30，C620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實(shí)際進(jìn)給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的=0.65mm/r可用。
3） 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4） 確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=125m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=1250.80.650.811.15m/min=60.6m/min
=71.5r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=76r/min=1.3r/s
則實(shí)際切削速度=58m/min
5） 校驗(yàn)機(jī)床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.25mm/r，≥46m/min時(shí)，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實(shí)際切削時(shí)的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當(dāng)=76r/min時(shí)，機(jī)床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機(jī)床上進(jìn)行。
最后決定的切削用量為=2.5mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s，=58m/min
2、 確定粗車右端Φ85外圓至Φ80的基本時(shí)間
，
式中 =70mm，=2.5mm，=3mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=1
則
工步二：粗車Φ80外圓至Φ75長50.8
，
式中 =50.8mm，=2.5mm，=3mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=1
則
工步三：粗車Φ75端面
，
式中 =75mm，=0mm，=2.5mm，=2mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=1
則
工序04：掉頭粗車Φ85外圓至Φ80；粗車Φ80外圓至Φ66長84.9；粗車Φ66端面
工步一：掉頭粗車Φ85外圓至Φ80
，
式中 =70mm，=2.5mm，=3mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=1
則
工步二：粗車Φ80外圓至Φ66長84.9
，
式中 =84.9mm，=2.5mm，=3mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=3
則
工步三：粗車Φ66端面
，
式中 =66mm，=0mm，=2.5mm，=2mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=1
則
工序05： 半精車Φ75外圓至Φ71；鉆Φ26孔；粗車Φ31孔；粗車Φ45；粗車45孔至Φ59；半精車Φ59孔至Φ60；車倒角C3
工步一：半精車Φ75外圓至Φ71
1、 =0.4mm
2、 =0.1mm/r
3、
=760r/min=12.7r/s
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =48.3m，=2.0mm，=2mm，=0mm，=0.1mm/r，=183r/min,=1
則
工步二：鉆Φ26孔
機(jī)床：C620-1臥式車床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取麻花鉆
1)進(jìn)給量 取f=0.25mm/r
2）主軸轉(zhuǎn)速為，并按鉆床說明書取
3）實(shí)際切削速度為
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=105mm; =13mm; =2mm;
t= =0.632（min)
工步三：粗車Φ31孔
，
式中 =55mm，=2.5mm，=3mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=1
則
工步四：粗車Φ45
，
式中 =18mm，=2.5mm，=3mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=3
則
工步五：粗車45孔至Φ59
，
式中 =12mm，=2.5mm，=3mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=3
則
工步六：半精車Φ59孔至Φ60
1、 =0.4mm
2、 =0.1mm/r
3、
=760r/min=12.7r/s
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =12m，=0.5mm，=2mm，=0mm，=0.1mm/r，=183r/min,=1
則
工步七：車倒角C3
工序06：粗車Φ66外圓至Φ55長69.7；粗車Φ55外圓至Φ35長18.2；半精車Φ55外圓至Φ51長51.5；半精車Φ35外圓至Φ31長17.2
工步一：粗車Φ66外圓至Φ55長69.7
，
式中 =69.7mm，=3.0mm，=3mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=2
則
工步二：粗車Φ55外圓至Φ35長18.2
，
式中 =18.2mm，=2.5mm，=3mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=4
則
工步三：半精車Φ55外圓至Φ51長51.5
1、 =0.4mm
2、 =0.1mm/r
3、
=760r/min=12.7r/s
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =51.5m，=2.0mm，=2mm，=0mm，=0.1mm/r，=183r/min,=1
則
工步四：半精車Φ35外圓至Φ31長17.2
1、 =0.4mm
2、 =0.1mm/r
3、
=760r/min=12.7r/s
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =17.2m，=2.0mm，=2mm，=0mm，=0.1mm/r，=183r/min,=1
則
工序07：鉆Φ8孔；孔口倒角C1.5
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取麻花鉆
1)進(jìn)給量 取f=0.25mm/r
2）主軸轉(zhuǎn)速為，并按鉆床說明書取
3）實(shí)際切削速度為
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=70mm; =4mm; =2mm;
t= =0.447（min)
工序08：磨71外圓至Φ70長48.3；磨Φ51外圓至Φ50長51.5；磨Φ31孔至Φ30
工步一：磨71外圓至Φ70長48.3
機(jī)床 M120外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，砂輪尺寸為60063305
2) 切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有
主軸轉(zhuǎn)速 n=64r/min
砂輪轉(zhuǎn)度 ＝1110r/min
工作臺(tái)移動(dòng)速度 ＝0.5m/min
切削深度 Z＝0.1mm
進(jìn)給量 =0.01mm/r
3)切削工時(shí)
式中 n---工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min)
L----磨輪行程長度，mm
Z--單邊加工余量
---考慮磨削加工終了時(shí)的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進(jìn)行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1
--軸（縱）向進(jìn)給量（mm/r）
--切入法磨削深度進(jìn)給量（mm/r）
工步二：磨Φ51外圓至Φ50長51.5
機(jī)床 M120外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，砂輪尺寸為60063305
3) 切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有
主軸轉(zhuǎn)速 n=64r/min
砂輪轉(zhuǎn)度 ?。?110r/min
工作臺(tái)移動(dòng)速度 ＝0.5m/min
切削深度 Z＝0.1mm
進(jìn)給量 =0.01mm/r
3)切削工時(shí)
式中 n---工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min)
L----磨輪行程長度，mm
Z--單邊加工余量
---考慮磨削加工終了時(shí)的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進(jìn)行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1
--軸（縱）向進(jìn)給量（mm/r）
--切入法磨削深度進(jìn)給量（mm/r）
工步三：磨Φ31孔至Φ30長17.2
機(jī)床 M120外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，砂輪尺寸為60063305
4) 切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有
主軸轉(zhuǎn)速 n=64r/min
砂輪轉(zhuǎn)度 ＝1110r/min
工作臺(tái)移動(dòng)速度 ＝0.5m/min
切削深度 Z＝0.1mm
進(jìn)給量 =0.01mm/r
3)切削工時(shí)
式中 n---工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min)
L----磨輪行程長度，mm
Z--單邊加工余量
---考慮磨削加工終了時(shí)的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進(jìn)行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1
--軸（縱）向進(jìn)給量（mm/r）
--切入法磨削深度進(jìn)給量（mm/r）
工序09：車各倒角
工序10：銑鍵槽
1. 選擇刀具
刀具選取Φ10mm鍵槽銑刀
，，
2. 決定銑削用量
3.決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝600
當(dāng)＝600r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4.計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
工序11：去除機(jī)械加工所留下的毛刺
工序12：檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫
第四章 專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計(jì)：190凸輪軸鉆Φ8孔的專用夾具，選用機(jī)床：Z525立式鉆床。
4.1問題提出
本夾具主要用來鉆Φ8孔，因?yàn)?90凸輪軸表面粗糙度Ra12.5，精度要求不高，因此在設(shè)計(jì)本道工序夾具時(shí)，主要考慮生產(chǎn)效率。
4.2 定位基準(zhǔn)的選擇
本夾具采用190凸輪軸Φ50外圓和Φ70端面定位，對(duì)應(yīng)的定位元件分別為：固定V型塊和支承板。
1、190凸輪軸Φ50外圓作為第一定位基準(zhǔn)，與固定V型塊相配合限制三個(gè)自由度，即Y軸移動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸移動(dòng)。
2、190凸輪軸Φ70端面作為第二定位基準(zhǔn)，與支承板相配合限制兩個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，共限制五個(gè)自由度，因190凸輪軸為回轉(zhuǎn)類零件，鉆Φ8孔時(shí)，工件關(guān)于軸線中心對(duì)稱，故在些情況下，是允許的。
4.3切削力和夾緊力的計(jì)算
查表4得切削力計(jì)算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa,
即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當(dāng)計(jì)算K<2.5時(shí)，取K=2.5
孔軸部分由M10螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計(jì)算得》，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
4.4 定位誤差分析
定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。
當(dāng)采用夾具加工工件時(shí)，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，故由此引起的誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，而對(duì)于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示
圖1用V型塊定位加工時(shí)的定位誤差
當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動(dòng)量。
定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。
根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動(dòng)量。如圖2，兩個(gè)極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差
圖2 定位誤差
=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2
=Td1/(2sina/2)+Td2/2
=0.043/2sin45+0.03/2
0.392
致 謝
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
1， 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 2004，8
2， 趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984，2
3， 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12
4， 李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京： 北京出版社 1990，12
5， 鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京： 高等教育出版社 2000
6， 黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶： 重慶大學(xué)出版社 2002，7
7， 丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京： 高等教育出版社 1997
8， 儲(chǔ)凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶： 重慶大學(xué)出版社 1997，12
9， 廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測(cè)量 北京： 中國計(jì)量出版社 2000，1
10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1992，12
11，李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1983，4
12，陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1986，4
13， 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 貴州：貴州人民出版社 1983，7
14，龔定安 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7
15，李益民 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984, 7
16, 周永強(qiáng)等 主編 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京： 中國建材工業(yè)出版社 2002,12
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