平面槽型凸轮的设计

毕业设计（论文）（说明书）题目：平面槽型凸轮的设计姓名：编号：平顶山工业职业技术学院2009年04月18日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书姓名专业机电一体化（数控）任务下达日期年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目：平面槽型凸轮的设计A·编制设计B·设计专题（毕业论文）指导教师系（部）主任年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录机电工程系机电一体化（数控）专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目：平面槽型凸轮的设计专题（论文）题目：平面槽型凸轮的加工与制造指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页共页学生姓名：专业机电一体化（数控）年级06级毕业设计（论文）题目：平面槽型凸轮的设计评阅人：指导教师：（签字）年月日成绩：系（科）主任：（签字）年月日毕业设计（论文）及答辩评语：摘要制造业是我国入世后为数不多的有竞争优势的行业之一。机械制造业的发展直接决定着我国经济的发展。进入二十一世纪我国的机械制造加工等发生了翻天覆地的变化。在吸取西方发达国家先进技术的前提下，努力开拓创新，现在我们国家的机械加工已逐步向数控加工方面发展。我们作为新世纪的大学生很荣幸的选择了这个专业，在大学的日子里得到辅导老师的亲切指导，使我们逐成熟，在临近毕业之时还不辞辛劳的辅导我们做毕业设计，使我们在以后的工作岗位上更得心应手。本次设计为平面槽形凸轮的加工与制造，分为七章。在设计中不仅介绍了凸轮的有关知识及如何加工，还就数控加工，数控工艺方面做了深入的介绍，可谓把机械制造与数控加工有机的结合在一起。对自己来说，这次毕业设计不仅使自己对以往知识的再次回顾，而且把所学内容整体的系统的结合，理论与实践结合起来，从中得到不少收益。关键词：机械、数控、加工、制造目录-10-第一章凸轮概述……………………………………………………………………3第二章数控加工概述……………………………………………………………5第三章数控加工工艺………………………………………………………………61、工艺分析…………………………………………………………………2、零件结构工艺性…………………………………………………………3、分析毛坯的装夹适应性…………………………………………………第四章工件的定位与装夹…………………………………………………………81、定位基准分析………………………………………………………………2、装夹………………………………………………………………第五章加工工艺参数与切削用量…………………………………………………91、主轴转速的确定………………………………………………………………2、确定进给速度的原则；………………………………………………………3、背吃刀量确定………………………………………………………………第六章工件的工艺分析与加工工序………………………………………………101、工艺处理………………………………………………………………………2、数控铣削加工安装方式………………………………………………………3、数控铣削加工工序……………………………………………………………4、铣削的加工工序………………………………………………………………5、加工路线的确定………………………………………………………………6、数控铣削加工刀具……………………………………………………………7、刀具的选择……………………………………………………………………第七章工件的加工程序………………………………………………………………结论…………………………………………………………………………………26参考文献……………………………………………………………………………27致谢…………………………………………………………………………………27第一章凸轮概述-11-1、凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件．一般可分为三类：1）盘形凸轮：凸轮为绕固定轴线转动且有忘化直径的盘形构件；2）移动凸轮：凸轮相对机架作真线移动；3）圆柱凸轮：凸轮是圆柱体，忯以看房是将移动凸轮忷房一圆柱体。凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三个构件组房的高副机构。凸轮通常作连续等速转动，从动件根濮使用覿求设计使它获得一定规律的运动。凸轮机构能实现夿濂的迿动覿求，广泛用于忄秿自动化和忊自动化机械装置中。2、在各种机械，特别是自动化机械中，广泛地应用着各种类型的凸轮机构，原因是凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单，紧凑。但凸轮机构中因凸轮轮廓与推杆之间为点接触或线接触，故易于磨损，所以所用于受力不大的场合。1）按凸轮的形状来分①盘形凸轮机构②移动凸轮机构③圆柱凸轮机构2）按从动轮的端部形式分①尖顶从动杆凸轮机构②滚子从动杆凸轮机构③平底从动杆凸轮机构3）按锁合方式分①力锁合法②几何锁合法选择零件平面A及其ø35G7，ø12H7两孔作为定位基准。组成凸轮槽几何元素的关系清楚，条件充分，程序编制时所需基点和编程参数转换容易求得。-12-凸轮槽内外轮廓对A面的垂直度要求，利用提高平面凸轮的装家精度，使零件A面与铣刀轴线保持垂直即可保证；ø35G7对A面的垂直度要求由前道车削工序予以保证。确定零件的装夹方案Ø对于大型的凸轮零件，可以采用等高垫块垫在铣床的工作台上，然后利用压板螺栓在凸轮的孔上压紧，并使得外轮廓平面盘形凸轮的垫块应该小于凸轮零件的轮廓尺寸，在加工中所有装夹部件均不能与铣刀发生干涉。对于小型凸轮零件，一般心轴定位和压紧即可。根据凸轮零件的结构特点，采用“一面两孔”定位方式，设计“一面两销”的专用夹具。夹具设计与加工安装如下：加工——320mm×320mm×mm的垫块，在垫块上分别精镗ø35mm和ø12mm两定位销安装孔，孔距为80±0.015±mm,垫块平面度为0.05mm。安装时先在铣床工作台面上固定垫块，并使得两定位孔的中心连线与数控铣床的X轴平行，垫块的平面安装后应该与铣床工作台平行，使用百分表检查。凸轮零件与夹具的安装装夹参见图6-27所示，采用双螺母夹紧，能够提高零件的装夹刚性，分子铣削加工时由于螺母松动而引起的振动。N110G01G41X#3Y#4D02F50；（建立刀具半径补偿，切削椭圆轮廓）N120#4=#4+1；（极角增加1º）N130#5=#1*#1*SIN[#4]*SIN[#4]；（计算中间数据）N140#6=#2*#2*COS[#4]*COS[#4]；N150#3=#1*#2*SQRT[1/[#5+#6]]；（根据极角计算相应极径）N160END1；N170G00G40X0YO；（取消刀具半径补偿）N180G15；（取消极坐标方式）N190G00Z100M05；N200X100Y100；N210M30；第二章数控加工概述-13-数控加工的概念数控技术上20世纪40年代后期发展起来的一种自动化加工技术，它综合了计算机，自动控制，电机，电气传动，测量，监控和机械制造等学科的内容，目前在机械制造业中已得到广泛的应用。数控与数控机床数控简称NC是以数字化信号对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。数控机床是指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。数控加工的内容在数控机床加工前，先考虑操作内容和动作，如工步的划分和顺序，走刀路线，位移量和切削参数等等，按规定的代码形式编排程序，再将程序输入到数控机床的数控系统中，使数控机床按所编程序运动，从而自动加工出所要求的零件轮廓。一般来说，数控加工主要包括以下几方面内容。①确定零件上需要数控加工的表面②对零件图纸进行数控加工的工艺分析③数控加工的工艺设计④编制加工程序⑤输入加工程序⑥对加工程序进行校验和修改⑦运行加工程序对零件进行加工数控加工的特点数控加工与普通加工相比具有以下特点；①工零件的精度高数控机床在整体设计中考虑了整机刚度和零件的制造精度，又采用高精度的滚珠丝杠传动副，机床的定位精度和重复定位精度都很-14-高。特别是有的数控机床具有加工过程自动检测和误差补偿等功能，因此能可靠地保证加工精度和尺寸的稳定性。②生产效率高数控机床在加工中零件的装夹次数少，一次装夹可加工出很多表面，省去了划线找正和检测等许多中间环节。加工复杂工件时，效率可以提高5—10倍。③特别适合加工复杂的轮廓表面如复杂的回转表面和空间曲面④有利于实现计算机辅助制造目前在机械制造行业中，CAD/CAM已经广泛应用，数控机床及其加工技术正是计算机辅助制造系统的基础。⑤初始投资大，加工成本高数控机床的价格一般是普通机床的若干倍，机床备件的价格也高；另外，加工首件需要进行编程，调试程序和试加工，时间较长，因此使零件的加工成本高于普通机床。第三章数控加工工艺-15-1、工艺分析制定制订零件的数控铣削加工工艺时,首先要对零件图进行工艺分析,其只要内容是数控铣削加工的选择.数控铣床的工艺范围比普通铣床宽,但其价格交普通铣床高得多,因此,选择数控铣床加工内容时,应从实际需要的经济两个方面考虑.通常选择下列加工部位为其加工内容:(1)零件上的曲线轮廓,特别是由数学表达式描绘的非圆曲线和列表曲线等曲线轮廓.(2)已给能安装中顺带铣出来的简单表面.在一次出数学模型的空间曲线.(3)形状复杂,尺寸繁多,划线与检测困难的部位.(4)用通用铣床加工难以观察,测量和控制进给的内外凹槽.(5)以尺寸协调的高精度空或面.(6)采用数控铣削或能成倍提高生产率,大大减轻体力劳动强度的一般交工内容.2、零件结构工艺性零件的结构工艺性是指根据加工工艺特点，对零件的设计所产生的要求，也就是说零件可能影响或决定工艺性的好坏。根据铣削加工特点，我们从以下几方面来结构工艺性特点。1）零件图样尺寸的正确标注2）保证获得要求的加工精度3）尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸4）保证基准统一5）分析零件的变形情况除了上面所说的有关零件的结构工艺性外，有时尚要考虑毛坯的结构工艺性，因为在数控铣削加工零件时，加工过程是自动的，毛坯余量的大小，如何装夹等问题在选择毛坯时就要仔细考虑好，否则，一旦毛坯不适合数控铣削，加工将很难进行下去。根据经验，确定毛坯的余量和装夹应注意一下两点；毛坯加工余量应充足和尽量均匀毛坯主要指锻件，铸件。因锻模时的欠压量与允许的错模量会造成余量的不等；铸造时也会因砂型误差，收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成-16-余量的不等。此外，锻造，铸造后，毛坯的挠曲与挠曲变形量的不同也会造成加工余量的不充分，不稳定。因此除板料外，不论是锻件，铸件还是型材，只要准备采用数控加工，其加工面均应有较充分的余量。3、分析毛坯的装夹适应性主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性，以便在一次安装中加工出尽量多的表面。对于不便装夹的毛坯，可考虑在毛坯上另外增加装夹余量和工作凸台，工艺凸耳等辅助基准。第四章工件的定位与装夹1、定位基准分析-17-定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准。除第一道工序采用粗基准外，其余工序都使用精基准。选择定位基准要遵循基准重合原则，即力求设计基准。工艺基准和编程基准统一，这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程的计计算量，并且能有效的减少装夹次数。2、装夹在确定装夹方案时，只需根据已选定的加工表面和定位基准确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具，此外，主要考虑一下几点；1）夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开。要求夹持工件后夹具等一些组件不能与刀具运动轨迹发生干涉。2）必须保证最小的夹紧变形。工件在加工时，切削力大，需要的夹紧力也大，但又不能把工件夹压变形。因此，必须慎重选择夹具的支撑点，定位点和夹紧点。3）装卸方便，辅助时间尽量短。由于加工中心技工效率高，装夹工件的辅助时间对加工效率影响较大，所以要求配套夹具在使用中也要快而方便。4）对小型零件或工序时间不长的