毕业设计（论文）-凸轮轴加工工艺及其夹具设计.docx

Throughfeasibilityanalysisofthejigs,thecamshaftjigdesignplanhasbeendetermined,explainingtheadvantagesofthisjiganditsapplicationinpracticalproduction.Keywords:Camshaft;ProcessSpecification;SpecialFixture;Grinder摘要IAbstractII1绪论11. 1凸轮轴夹具的研究意义112国内外发展现状国内研究现状11.3磨削加工的概述22设计零件加工工艺规程32.1 零件的作用32.2 零件组成表面、加工要求及形位公差分析32.3 确定零件生产类型42.4 零件材料的选择和分析52.5 确定加工基准52.6 确定零件制造形式72.7 确定加工工艺路线73零件磨削工序专用夹具设计253.1 工序8专用夹具设计253.1.1 工序8定位方案253.1.2 夹具整体结构设计253.2 工序20专用夹具设计263.2.1 工序20定位方案263.2.2 夹具整体结构设计273.2.3 误差分析和夹紧力计算273.2.4 夹具可行性分析304结论32致谢33参考文献341绪论1.1 凸轮轴夹具的研究意义通过对凸轮轴夹具的研究提高生产效率，设计优化的凸轮轴夹具可以提高加工的自动化程度，减少人工操作，从而提高汽车凸轮轴的生产效率和加工速度。凸轮轴是发动机中的关键零部件，其加工质量直接影响汽车发动机的性能和可靠性。通过设计精良的夹具，可以保证凸轮轴在加工过程中的稳定性和精度，确保产品质量符合要求。降低生产成本：合理的夹具设计可以减少加工过程中的废品率和损耗降低汽车凸轮轴的生产成本，并且可以减少人工操作和加工周期，节约生产时间W。再者可以提升安全性汽车凸轮轴加工涉及到高速旋转的刀具和大型工件，存在一定的安全风险。设计安全可靠的夹具可以有效地固定和支撑工件，减少意外事故的发生，保障操作人员的安全。推动技术创新：夹具设计是汽车加工技术和工艺的重要组成部分，通过研究和改进夹具设计，可以推动汽车加工技术的创新和发展，提高汽车制造业的竞争力和市场地位。综上所述，汽车凸轮轴夹具的研究旨在优化汽车凸轮轴的加工流程，提高生产效率和产品质量，降低生产成本和风险，推动技术创新和产业发展。1.2 国内外发展现状国内研究现状国内在凸轮轴夹具设计方面已经取得了一定的研究成果。随着制造业的快速发展，国内对于夹具的精度和效率需求日益增长，这促使了凸轮轴夹具设计的不断创新。一些知名的汽车制造企业和机械加工企业都投入了大量的研发资源，开展凸轮轴夹具的设计和优化工作联怵找则用跖。目前，国内己经形成了一套较为完善的凸轮轴夹具设计理论和方法体系。在设计过程中，充分考虑了零件的结构特点、加工工艺以及设备条件等因素,注重提高夹具的定位精度和夹持稳定性。同时，国内的研究人员还针对夹具的耐磨性、使用寿命以及安全性等方面进行了深入的研究，提出了一系列有效的改进措施错因未找到引用"o然而，与国际先进水平相比，国内在凸轮轴夹具设计方面仍存在一定的差距。在凸轮轴夹具设计方面，国外的研究和应用水平相对较为成熟。一些发达国家的汽车制造企业和机械加工企业在凸轮轴夹具设计方面积累了丰富的经验，有了自己独特的设计理念和技术体系。他们在夹具设计中更加注重自动化和智能化，通过采用先进的数控技术和传感器技术，实现了夹具的精确定位和自动夹紧错因未找网用源。同时，他们还注重夹具的可靠性和耐用性，采用优质的材料和制造工艺，提高了夹具的使用寿命和稳定性。同时，他们还关注夹具的智能化和模块化设计错删未找知用跖，以便更好地适应未来制造业的发展趋势。1.3 磨削加工的概述磨床在切削的时候用砂轮来进行，对需要加工产品的面进行切削，使用的是精密度非常高的机床，主要是砂轮以很快的速度进行转动，产品转动的速度不快，但是他是进行圆周供给的，并且在轴方向上进行供给，每一次加工完成之后，砂轮在横向方向上进行切深运动。磨床的类型还是比较多的，现在加工用的比较多的磨床有外圆的，内圆的，平面的还有万能的错判来找SHO对于磨削加工来说，最重要的工具就是砂轮，砂轮是有很多孔的，通过磨料跟结合剂进行焙烧形成的。砂轮的特征主要在结合剂，硬度，组织，形状大小，加工工艺不一样，特征也就不一样。磨削生产的精度，表面粗糙度还有生产率都跟砂轮有很大的关系。进行磨削生产的时候，主要特征有：1 .工艺范围很大加工的磨床不一样，那么它就可以生产里面的圆柱面，外面的圆柱面，里面的圆锥面，外面的圆锥面，螺纹，齿轮，蜗杆，蜗轮还有一些比较特别的，构造非常复杂的面。2 .任何材料都可以磨削不管是有色金属，黑色金属，还是不是金属的材质，都可以通过磨削进行生产。特别是有的材料硬度很大，对它进行切削生产基本上都是通过磨削来进行惜因未找到牺iso3 .得到的生产精度非常高还有粗糙度是很小对里面的圆还有外面的圆进行默许加工，他们的精度等级分别是IT6IT7和IT6级，表面粗糙度值分别为020.8um和0.20.4um;对平面进行磨削加工，经济精度在IT6IT7级，表面粗糙度为0.20.4um°也就是说生产精度比较高的零部件的时候,必须要进行磨削加工。4 .一般来说，只有在进行半精加工的时候才会用磨削，不过，最近这些年，因为很多地方都用到高速磨削还有强力磨削，所以现在在粗加工的时候就会用到磨削错因未找到引用因为该工序尺寸公差为0005mm,所以定位方案满足加工要求，可进一步进行夹具结构的相关设计。由于定位之间的配合间隙，可能会产生基准位移误差，使两个定位元件的中心连线相对于理论连线产生一定的倾斜，其最大的转角误差为：Aarctan0009+0019+0009+°0192×130氏0.00021538度=0.775秒结论：本道工序加工的位置，相对于基准孔的位置度要求为0.005,定位误差将直接影响该加工面的位置精度。（2）夹紧力计算本工序为铳凹槽，压紧方向为机床主轴的径向方向，如图所示夹紧，针对铳凹槽这一工步进行夹紧力分析。理论切削力F计算：（如公式3.1至3.3所示）主切削力：R=981Gd“产KF（3.D背向力：A=98ICf丛/匕KF（3.2）pIJ*zCp进给力：Ff=98CFal于"'3Kf,（3.3）式中：Cf考虑工件种类及条件的系数；"p切削深度，mm；-进给量，mm/r；Ve切削速度，m/min；KF修正系数；查表得Cf=92.54.46；4=1.0、0.9.1.0；=0.75.0.75.0.4；=0；KF=O.4.1.0.8。车圆端面，由工艺可得即=1.5；=bvc=44.11；经计算可得主切削力：Fc=9.8lx92×l1×I075×44.110X0.4=361.008N背向力:Fp=9.81×54×I09×l075×44.110×l=529.74N进给力：Ff=9.81X46XTXl04×44.Il0X0.8=361.008N所以，总切削力为：尸=1251.756N夹紧力的计算在该套夹具中，采用的压紧结构为螺旋压板夹紧结构。根据指导教程得到公式:72MchW=Zr-×jz、1。3一第h+l出tan(+)+-f-i-3D-di(3.4)2×1251.7569.6tan(3.028+6.588)°+-×0.2×399×0.2c-X=954.36N79'-35399+37.51792-353式中,螺纹升角(P:螺纹摩擦角摩擦因素人支撑点到受力点的距离心压力点到受力点的距离损失的传动效率螺杆中径F：切削力皿：实际所需夹紧力最后计算实际切削力与夹紧力进行比较，安全系数一般取1.5-31，这里取3则:%=954.36x3=2863.08N通过计算可知：夹紧力大于切削力三P：Jwl=Tdi+Tdi+5,=2863.08N>2508N由此上所述，夹紧装置提供的夹紧力大于零件加工时产生的切削力，故：方案合理。3.2.4夹具可行性分析经过精确的测量与计算，完全符合设定的0005mm的尺寸公差要求。在保证了定位误差的精确性之后，可以更有信心地推进后续的夹具结构设计工作，相信这将为生产带来更高的效率和更优质的产品。值得注意的是，在夹具的定位设计中，定位元件之间的配合间隙可能是一个潜在的问题。虽然这些间隙看起来微不足道，但它们可能会导致基准产生微小的位移误差，使得两个定位元件的中心连线无法完全与理论连线重合。为了解决这个问题，进行了详细的误差分析，并得出最大的转角误差约为0775秒。这个数值虽然极小，但也提醒了在后续的设计和加工过程中要格外注意，以确保定位的准确性。本道工序的主要任务是铳削凹槽，为了确保加工的稳定性和精度，选择了沿机床主轴的径向方向进行夹紧。接下来，针对这一关键工步进行了详细的夹紧力分析。根据切削条件和工件材料特性，计算出了理论切削力的大小。这些力包括主切削力、背向力和进给力，它们共同作用于工件上，确保切削过程的顺利进行。通过精确的数值计算和反复的验证，得出了总切削力的具体数值。然后根据夹具的结构和夹紧方式，计算出了实际所需的夹紧力。为了确保加工过程中的稳定性和安全性，选择的夹紧力必须大于切削力，并留有一定的安全系数。经过多次计算和比较，最终确定了合适的夹紧力大小，以确保加工过程的顺利进行。在夹具的可行性分析方面，综合考虑了加工要求、操作便捷性、安全性以及经济性等多个方面的因素。夹具的定位设计是否准确可靠，能否满足加工精度要求；要求夹具的装卸操作简便快捷，能够降低操作人员的劳动强度。最重要的是夹具的安全防护措施到位，能够有效避免潜在的安全隐患；最后，夹具的制造成本合理，符合企业的经济效益要求。综上所述，设计的夹具在多个方面都表现出了良好的可行性和优越性。相信，这一设计将能够在实际生产中发挥重要作用，提高生产效率，降低成本。结论经过深入研究和精心设计，成功地为凸轮轴设计了一套专用加工夹具。这套夹具不仅满足了凸轮轴加工过程中的各项要求，还显著提高了加工精度和效率，为企业的生产带来了实实在在的好处。首先，在夹具的定位设计上，充分考虑了凸轮轴的形状特点和加工要求，通过合理选择定位元件和确定定位基准，确保了夹具的定位精度和稳定性。这不仅有利于提高加工质量，还降低了废品率和生产成本。其次，在夹紧装置的设计上，确保了工件在加工过程中的稳定性和安全性。同时还考虑了操作便捷性和夹具的通用性，使得这套夹具能够适用于不同规格和型号的凸轮轴加工。此外，在夹具的可行性分析方面，进行了详细的误差分析和计算，确保了夹具的定位误差和夹紧误差均在允许范围内。同时，还考虑了夹具的制造成本和使用寿命，提高了夹具的经济性和实用性。综上所述，本次设计的凸轮轴专用加工夹具具有定位精度高、夹紧稳定、操作便捷、通用性强以及经济实用等优点。这套夹具将在凸轮轴的生产加工中发挥重要作用。同时在未来的工作中继续探索和创新，设计出更多更优秀的专用夹具，为制造行业的发展贡献力量。由于本人经验不足，文中有很多不足之处致谢论文写到这里，基本就完成了。写论文的过程，还是非常困难的，在这里尤其要感谢我的论文指导老师朱晓克，在遇到困难的时候，老师就算是再忙，都会抽出时间来给我指导，告诉我应该怎么去解决遇到的问题，怎么去查找专业资料，一时找不到书写方向也不要着急，告诉我接下来应该向什么方向去进行研究