平面槽形凸轮零件的设计和制造优化

时间：2023-06-17 理论教育 版权反馈

【摘要】：图2-23 平面槽形凸轮零件图零件图工艺分析凸轮槽形内、外轮廓由直线和圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整，凸轮槽侧面与20+0.0210mm、12+0.0180mm两个内孔表面粗糙度值要求较小，为Ra1.6μm。零件材料为HT200，切削加工性能较好。确定装夹方案根据零件的结构特点，加工20+0.0210mm、12+0.0180mm两个孔时，以底面A定位，采用螺旋压板机构夹紧。表2-11 平面槽形凸轮数控加工工序卡片（续）

平面槽形凸轮零件的设计和制造优化

图2-23所示为平面槽形凸轮零件，其外部轮廓尺寸已经由前道工序加工完，本工序的任务是在铣床上加工槽与孔。零件材料为HT200，其数控铣床加工工艺分析如下。

图2-23 平面槽形凸轮零件图

（1）零件图工艺分析凸轮槽形内、外轮廓由直线和圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整，凸轮槽侧面与ϕ20⁺^0.021₀mm、ϕ12⁺^0.018₀mm两个内孔表面粗糙度值要求较小，为R_a1.6μm。凸轮槽内外轮廓面和ϕ20⁺^0.021₀mm孔与底面有垂直度要求。零件材料为HT200，切削加工性能较好。

根据上述分析，凸轮槽内、外轮廓及ϕ20⁺^0.021₀mm、ϕ12⁺^0.018₀mm两个孔的加工应分粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度值要求。同时以底面A定位，提高装夹刚度以满足垂直度要求。

（2）确定装夹方案根据零件的结构特点，加工ϕ20⁺^0.021₀mm、ϕ12⁺^0.018₀mm两个孔时，以底面A定位（必要时可设工艺孔），采用螺旋压板机构夹紧。加工凸轮槽内外轮廓时，采用“一面两孔”方式定位，即以底面A和ϕ20⁺^0.021₀mm、ϕ12⁺^0.018₀mm两个孔为定位基准，装夹示意如图2-24所示。

图2-24 凸轮槽加工装夹示意图

1—开口垫圈 2—带螺纹圆柱销 3—压紧螺母 4—带螺纹边销 5—垫圈 6—工件 7—垫块

（3）确定加工顺序及进给路线加工顺序的拟定按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此应先加工用作定位基准的ϕ20⁺^0.021₀mm、ϕ12⁺^0.018₀mm两个孔，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。为保证加工精度，粗、精加工应分开，其中ϕ20⁺^0.021₀mm、ϕ12⁺^0.018₀mm两个孔的加工采用钻孔→粗铰→精铰方案。进给路线包括平面进给和深度进给两部分。平面进给时，外凸轮廓从切线方向切入，内凹轮廓从过渡圆弧切入。为使凸轮槽表面具有较好的表面质量，采用顺铣方式铣削。深度进给有两种方法：一种是在XOZ平面（或YOZ平面）来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。(www.daowen.com)

（4）刀具的选择根据零件的结构特点，铣削凸轮槽内、外轮廓时，铣刀直径受槽宽限制，取为ϕ6mm。粗加工选用ϕ6mm高速钢立铣刀，精加工选用ϕ6mm硬质合金立铣刀。所选刀具及其加工表面见表2-10平面槽形凸轮数控加工刀具卡片。

表2-10 平面槽形凸轮数控加工刀具卡片（尺寸单位：mm）

（5）切削用量的选择凸轮槽内、外轮廓精加工时留0.1mm铣削余量，精铰ϕ20⁺^0.021₀mm、ϕ12⁺^0.018₀mm两个孔时留0.1mm铰削余量。选择主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，然后按式v_c=πdn/1000、式v_f=nzf_z计算主轴转速与进给速度（计算过程从略）。