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凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程[图纸+论文]

2014-01-21 20:36:51 来源:信达机械 浏览:41
内容提要:凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程[图纸+论文]

凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程
44页 15000字数+说明书+开题报告+工序卡片+中期报告+3张CAD图纸
中期.doc
凸轮轴夹具装配图.dwg
凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程开题报告.doc
凸轮轴零件的数控加工工艺设计及数控编程论文.doc
工序卡片28张.doc
数控程序.doc
2张图纸.dwg

摘  要
这次毕业设计的目的就是要对轴类零件的数控磨削加工有所了解,凸轮轴是轴类零件中比较复杂的一种轴类。在磨削加工方面,凸轮轴也是比较难以加工的轴。本文则是从最开始的凸轮轴零件的工艺分析开始对凸轮轴进行全方位的分析关于材料的选择,毛坯的确定,热处理选择,基本尺寸以及表面粗糙度的确定都参考了大量的相关书籍进行定性定量的选择,中期的工序设定,以及关于加工步骤中的关于凸轮轴轴颈铣削的夹具设计,还有一些加工用量和加工余量的切削选择和计算,最后还运用了数控技术和仿真技术对凸轮轴零件最终在电脑上进行数控模拟和仿真加工生成零件。

关键词:凸轮轴;工艺设计;数控加工

目  录

1  绪论 1
1.1Pro/E和Mastercam9.0软件的特点及主要功能 2
1.2数控技术的相关知识 2
1.3凸轮轴设计背景 5
1.4凸轮轴设计方法 5
1.5凸轮轴设计的作用 5
1.6凸轮轴设计的结果和意义 6
2  凸轮轴零件的工艺分析 7
2.1凸轮轴零件特点 7
2.2工艺设计原则及凸轮轴加工工艺分析 8
2.3小结 9
3  凸轮轴工艺设计 10
3.1工艺设计 10
3.2工艺特点 11
3.3 凸轮轴工艺分析 12
4  夹具的设计 14
4.1夹具的设计 14
4.2  端面车削 20
4.3凸轮轴颈磨削 21
本章小结 22
5  凸轮轴的数控磨削加工编程及仿真 23
5.1数控编程 23
5.2仿真加工 25
6  设计总结与心得 31
致谢 32
参考文献 33
附录 36

1  绪论
   凸轮轴是汽车发动机配气机构中重要的零件,凸轮轴的结构设计与加工质量好坏,直接影响发动机的性能。
   凸轮轴专司控制内燃机进气门和排气门开启和关闭的时间。就其功能而言,凸轮轴多少年来都没有什么改变。自从气门控制的内燃机问世以来,直至今天凸轮轴还是以曲轴转速之半运转。
   但是,凸轮轴设计的发展从来都没有停止过:在现代发动机中,凸轮轴的位置已经从下置式改成了上置式。上置式凸轮轴通过挺杆、圆柱齿轮、链条、摇臂或者辊子随动件驱动顶置式气门。此外,由于采用多气门的缘故,每一台内燃机凸轮轴的数量也增加了。还开发了各种各样可变气门定时的凸轮轴。同时,在材料和制造工艺上也发生了改变。
   近年来,又因环境保护的需要,正在开发低油耗、无污染的汽车发动机。为解决汽车尾气无污染排放问题,实现发动机的高转速、高输出功率,许多发动机采用多气门及配气相位、气门升程可变的结构,这就增加了气门弹簧的载荷。同时,为降低油耗及摩擦损耗,轮与摇臂间采用滚子结构,凸轮与滚子的接触面形成高压力区。
   另外,为达到汽车轻型化、低成本的目的,在不影响各个零件性能要求的前提下,应该使零件尽可能简化加工、降低重量,材料使更趋合理。为实现上述目标,对发动机部件,尤其是凸轮轴的设计必须重新考虑,要求其结构紧凑、质量小,能承受更高接触压力,更好的耐胶着、耐点蚀、耐磨损的能力。在配气机构中,对凸轮轴各个部位的性能要求是不同的。
   对于凸轮,要求耐磨损、耐胶着、耐点蚀;对于轴颈要求滑动性能好;对于轴则要求刚性、弯曲、扭转性能好。传统的凸轮轴主要是铸造或锻造加工而成,各部位金属性能相同。
   这种由单一金属组成的凸轮轴很难达到上述要求。因此,质量小、加工成本低、材料利用合理的装配式凸轮轴受到了业内人士的高度重视。
   目前在汽车工业发达国家,装配式凸轮轴制造新技术已应用于生产中。而且,这一改变进程还没有到达发展的尽头,因为采用电磁气门驱动系统的无凸轮轴内燃机离成批生产还需要时间。
   凸轮轴是一种不断地加速和减速的旋转质量。这种加速和减速伴随着能量的消耗。减轻凸轮轴的质量可以对内燃机节能发挥积极影响。所以今天凸轮轴上的创新往往与减轻重量分不开。
1.1Pro/E和Mastercam9.0软件的特点及主要功能
   Pro/Engineering是美国公司开发的软件,该软件能够完整的展现某一产品从设计,加工到生产样本的全部工作流程,让所有的用户同时进行某一产品的设计工作流程,让所有的用户同时进行统一产品的设计工作。
   它是一款全方位的产品开发软件,集合了众多的功能。因此,自1988年问世以来,及引起CAD(计算机辅助软件)/CAE(计算机辅助教育)/CAM(计算机辅助制造)界的极大震动。
   Mastercam9.0是美国CNC Software,Inc公和司开发的CAD/CAM一体化软件。它是集二维绘图,三维实体,曲面设计,体素拼合,数控编程,刀具路径模拟及真实感模拟等功能于一身,对系统运行环境要求较低,使用户无论是在造型设计,CNC铣床,CNC车床,或CNC线切割等加工操作中,都能获得最佳效果。
   而且Mastercam9.0基于PC平台,支持中文环境,价位适中,对于广大的中小企业来说是最理想的选择。


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