畢業(yè)設(shè)計——插頭銅棒的工藝分析與加工

1、插頭銅棒的工藝分析與加工 聲 明 本人所呈交的 插頭銅棒的工藝分析與加工，是我在指導教師的指導和查閱相關(guān)著作下獨立進行分析研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。 作者簽名： 日期： 2014年3月20日 【摘要】本綜合實踐報告主要是對插頭銅棒的加工工藝的分析和對加工插頭銅棒需要的凸輪的設(shè)計的研究，其中加工工藝方面主要是對插頭銅棒圖紙的分析，工藝路線的安排，刀具的選擇，加工內(nèi)容的分析，工藝卡的制作，凸輪設(shè)計方面主要是對各把刀所需要的凸輪的設(shè)計研究，主要有凸輪的高度和角度

2、的設(shè)計研究，這些都需要參考機床廠配置的那本說明書，不然真的是無從下手，這本說明書講解了凸輪的設(shè)計，我把書里的內(nèi)容都拍成照片放到本綜合實踐報告里了。經(jīng)過我半年的努力我終于研究出了凸輪的設(shè)計，凸輪的設(shè)計還是挺復雜的，但是只要刻苦鉆研還是有收獲的，只要按照說明書上的設(shè)計例來設(shè)計凸輪就行了，不然會變的很復雜，自己也會搞不懂了。 【關(guān)鍵詞】：凸輪設(shè)計；工藝分析；加工目錄引言1一、插頭銅棒的工藝分析2（一）圖紙分析2（二）制定工藝路線3（三）加工設(shè)備選用3（四）毛胚的選用5（五）刀具和切削用量選用6（六）制定工藝卡9二、插頭銅棒的加工11（一）插頭銅棒凸輪的設(shè)計11（二）插頭銅棒凸輪的制作22總結(jié)23參考

3、文獻24謝辭25引言 隨著工業(yè)的發(fā)展，自動車床也出現(xiàn)了，它不僅生產(chǎn)產(chǎn)品速度比其它車床快，而且精度也可以保證，唯一的缺點就是做出來的產(chǎn)品表面粗糙度較差，但是這些并不影響自動車床的地位，凸輪式自動車床主要就是凸輪在控制著機床的運作，就是因為凸輪式自動車床受人們喜愛，所以設(shè)計凸輪也變得非常重要了，為了設(shè)計出自己的產(chǎn)品，我不得不查看機床說明書，研究凸輪的設(shè)計，這樣才能讓自動車床做出我設(shè)計出來的產(chǎn)品。要學會凸輪的設(shè)計，必須先會產(chǎn)品的工藝分析，然會安排工藝路線，還要學習機床說明書里的凸輪高度的計算，切削速度計算，主軸轉(zhuǎn)數(shù)的選擇，不生產(chǎn)角度和生產(chǎn)角度的計算，各生產(chǎn)工程所需主軸回轉(zhuǎn)數(shù)的計算，進刀量的選擇，凸輪

4、展開圖的繪畫，等等，只要學會了這些你就會凸輪設(shè)計了，接下來是我這半年來對凸輪設(shè)計的刻苦研究的成果，只要看懂我的成果，相信你也會凸輪設(shè)計了。1一、插頭銅棒的工藝分析（一）圖紙分析1.插頭銅棒圖紙如圖1-1所示。圖 1-1 零件圖22.分析圖紙插頭銅棒的圖樣見圖1-1，該插頭銅棒主要有喇叭口，倒角，滾花，3.0部位組成。加工內(nèi)容如表1-1所示：表 1-1 加工內(nèi)容內(nèi)容要求（mm）喇叭口孔深7.5（+0.30/-0.30） 口徑4.0（0/-0.10）倒角R2.55總長27.5（0/-0.10）滾花大小4.2（+0.30/0）3.0部位3.0（+0.10/-0.10）孔大小2.0（+0.03/-0.

5、03）頂高2.05（+0.30/-0.30）E部位21.8（0/-0.10）（二）制定工藝路線1.備料：5.08*2725的原料。2.車削喇叭口：先車喇叭邊再車斜邊。3.車削3.0部位：先車3.0部位外徑再車長度。4.插削滾花部位：刀寬和切削一樣，一刀切進再退回。5.打孔：半月刀一刀完成打孔。6.壓花：滾花刀一刀完成壓花。7.倒角：切車刀一刀完成倒角。8.切斷：R刀一刀完成切斷。（三）加工設(shè)備的選用選用佛山市琦鋒機械有限公司生產(chǎn)的G-1525A型高速精密自動車床作為加工設(shè)備，該機床主軸系采用特殊鋼經(jīng)熱處理及精密研磨制成，配有五組刀具，配有微調(diào)螺絲使工作物達到高精度，滑板系滑面經(jīng)特殊處理研磨而成

6、。二軸裝置采用電磁離合器，帶動攻牙主軸，利用高速回轉(zhuǎn)與機械主軸同方向之回轉(zhuǎn)差而進行攻牙加工，二軸可搖動變換加工，鉸孔，鉆深孔，攻內(nèi)，外牙可同時一次加工完成。徑切削時使用板凸輪，軸向切削時則使用鐘型凸輪，凸輪軸可在中間軸頭處分為二，方便更換凸輪，故組合變換可在短時間完成，效能高，可隨需要變換為手搖旋轉(zhuǎn)。1.機床主要技術(shù)參數(shù)機床主要技術(shù)參數(shù)如表1-2所示：3表1-2 機床主要技術(shù)參數(shù)表規(guī)格G-1525A刀具架數(shù)5尾軸數(shù)2最大加工直徑15mm最大加工長度30mm鉆孔最大直徑10mm鉆孔最大深度30mm攻牙最大直徑黃銅M10*P1.25主軸轉(zhuǎn)速1600-8600rpm主軸回轉(zhuǎn)速度變換數(shù)5steps凸輪

7、軸轉(zhuǎn)速1.2-30rpm凸輪軸回轉(zhuǎn)速度變換數(shù)15steps主軸馬達2HP（1.5KW）切削油泵浦馬達1/4HP油槽40L主軸中心高度1080mm車床尺寸L1500*W750*H450mm機械重量850KG包裝尺寸L1700*W850*H1600mm2.機床外觀G-1525A型高速精密自動車床床身如圖1-2所示。圖 1-2 G-1525A型高速精密自動車床床身圖43.機床刀架G-1525A型高速精密自動車床刀架如圖1-3所示。圖 1-3 G-1525A型高速精密自動車床刀架圖（四）毛胚的選用1.毛胚介紹選用直徑為5.08mm長度為2520mm的材料為黃銅的棒狀毛胚作為原料，切削性能較好。2.毛胚

8、圖片插頭銅棒毛胚尾部如圖1-4所示。圖 1-4 插頭銅棒毛胚尾部圖5插頭銅棒毛胚頭部如圖1-5所示。 圖 1-5 插頭銅棒毛胚頭部圖插頭銅棒毛胚全身如圖1-6所示。圖 1-6 插頭銅棒毛胚全身圖（五）刀具和切削用量的選用所有刀具材料都是鎢鋼刀，所有切削用量都取0.05mm/rev。1.插刀的介紹插刀是用來切削滾花部位的刀具，是在壓花前先用插刀切削，隨后再用滾花刀壓花。這把刀右上角是切削刃，其它部位都是0度。插刀如圖1-7所示。6圖 1-7 插刀圖2.3.0刀的介紹3.0刀是用來切削喇叭口徑和3.0部位的刀具，它先切削喇叭口徑在切削3.0部位，刀面有個60度的斜角是用來切削喇叭口的斜身的，3.0

9、刀如圖1-8所示。圖 1-8 3.0刀圖3.半月刀的介紹半月刀是用來鉆孔的刀具，刀寬1.8，頭部是尖的，半月刀裝在尾座上，用來鉆喇叭孔，半月刀如圖1-9所示。圖 1-9 半月刀圖4.R刀的介紹7R刀這把刀有個R2.55的圓弧，是用來切削R2.55部位的刀具，它是最后切削的刀具，所以也叫切斷刀，R刀如圖1-10所示。圖 1-10 R刀圖5.切車刀的介紹切車刀是在切斷刀切斷前進行切削的，它先切掉切斷時要切削的一部分材料，防止R刀切不動，切車刀切完就是R刀切削，切車刀如圖1-11所示。圖 1-11 切車刀圖6.滾花刀的介紹滾花刀是用來壓花用的，在插刀切削完后它就進行壓花，滾花刀如圖1-12所示。圖1

10、-12 滾花刀圖8（六）制定工藝卡1.工序清單插頭銅棒工序清單如表1-3所示： 表1-3 插頭銅棒工序清單零件號：1工藝版本號：0工藝流程卡_工序清單頁碼：1頁數(shù)：2工序號工序內(nèi)容工位零件號：1版本：01備料（黃銅，直徑5.08mm，長2520mm棒料）外協(xié)零件名稱：插頭銅棒2車削零件自動車床材料：黃銅材料尺寸：直徑5.08mm*2520mm棒料更改號更改內(nèi)容批準日期012.工藝卡插頭銅棒工藝卡如表1-4所示：表 1-4 插頭銅棒工藝卡零件號：2工序名稱：車削零件工藝流程卡_工序單材料：黃銅頁碼：2工序號：2夾具：筒夾工位：自動車床刀具參數(shù)設(shè)置刀具號刀具名稱加工內(nèi)容主軸轉(zhuǎn)速（rpm）進給速度（

11、mm/rev）13.0刀喇叭口邊，3.0部位55000.052切車刀倒角55000.053滾花刀壓滾花55000.054R刀切斷55000.055插刀滾花部位55000.056半月刀鉆孔55000.05零件尺寸圖9二、插頭銅棒的加工（一）插頭銅棒凸輪的設(shè)計機床刀架的配置如表2-1所示：表 2-1機床刀架的配置刀具刀具作用旋回腕擋材料，定長度尾座穿孔、接料一號刀喇叭口外徑3.0部位二號刀倒角三號刀壓花四號刀切斷五號刀滾花部位1.決定工程順序筒夾開閉。旋回腕下降。5號刀切削。1號刀切削喇叭口邊，尾座翻轉(zhuǎn)，旋回腕上升。半月刀前進，1號刀掃喇叭口邊，5號后退，半月刀鉆孔，1號刀切削3.0部位。1號刀掃

12、3.0部位長度，3號刀壓花，半月刀后退，旋回腕下降（總長），筒夾開閉，1號刀后退，尾座翻轉(zhuǎn)。3號刀后退，旋回腕上升（總長），2號刀前進，1號刀長度后退。4號刀前進，接料管前進接料。2號刀后退。4號刀后退，接料管后退。注：寫在同一行的基本同時開始進行加工。2.不生產(chǎn)角度及凸輪高度的決定不生產(chǎn)角度：不生產(chǎn)工程的角度。10不生產(chǎn)角度及凸輪高度如表2-2所示：表 2-2不生產(chǎn)角度及凸輪高度表工程順序工程不生產(chǎn)角度（不生產(chǎn)工程角度）凸輪高度（mm）1筒夾開閉40度2旋回腕下降10度35號刀切削生產(chǎn)工程（10度）0.5441號刀切削喇叭口邊尾座翻轉(zhuǎn)旋回腕上升生產(chǎn)工程（10度）參考圖2-2凸輪圖（54度）1

13、0度1.625半月刀前進1號刀掃喇叭口邊5號后退半月刀鉆孔1號刀切削3.0部位20度生產(chǎn)工程（50度）10度生產(chǎn)工程（134度）生產(chǎn)工程（9度）2575.546.251.561號刀掃3.0部位長度3號刀壓花半月刀后退旋回腕下降（總長）筒夾開閉1號刀后退尾座翻轉(zhuǎn)生產(chǎn)工程（52度）生產(chǎn)工程（5度）10度10度40度10度參考圖2-2凸輪圖（30度）7.250.4531.2518.12（1.62mm+5mm*3+1.5mm）18.12（1.62+1.5+3(凸輪杠桿傳動比)*5mm）73號刀后退旋回腕上升（總長）2號刀前進1號刀長度后退10度10度參考圖2-1凸輪圖（30度）10度7.95(0.45

14、+1.5(凸輪杠桿傳比)*5mm)14.251184號刀切削接料管前進接料生產(chǎn)工程（54度）40度（360度-270度-10度=80度/2=40度）4.5645（機器固定）92號刀后退參考圖2-1凸輪圖（25度）104號刀后退接料管后退10度40度（和前進一樣）12.06（4.56+1.5(凸輪杠桿傳動比)*5mm）45（機器固定）穿孔工程留到后面算，這里只是先寫著不理它 ，每把刀在前進時留出5mm的空隙。圖2-1 凸輪圖圖2-2 凸輪圖工程順序1各生產(chǎn)工程凸輪高度的計算 筒夾開閉不用計算凸輪高度。 工程順序2各生產(chǎn)工程凸輪高度的計算旋回腕下降不用計算凸輪高度。工程順序3各生產(chǎn)工程凸輪高度的計

15、算125號刀切削是為滾花刀壓花做切削準備，切削距離=（5.08mm-4.0mm）/2=0.54mm=0.54mm，進刀量=0.05mm/rev（之后的所有進刀量都取0.05mm/rev）。進刀量選取如表2-3所示：表 2-3 進到量選取表凸輪高度=0.54X1=0.54mm，凸輪杠桿傳動比如表2-4所示：表 2-4 凸輪杠桿傳動比表工程順序4各生產(chǎn)工程凸輪高度的計算1號刀切削喇叭口邊切削距離=（5.08-4.0）/2=0.54mm，凸輪高度=0.54X3=1.62mm，凸輪杠桿傳動比如表2-5所示：13表 2-5 凸輪杠桿傳動比表工程順序5各生產(chǎn)工程凸輪高度的計算！半月刀前進距離為30mm，凸

16、輪高度=30X1/1.2=25mm，凸輪杠桿傳動比如表2-6所示：表 2-6 凸輪杠桿傳動比表14不生產(chǎn)角度取30度如表2-7所示，多取5度是為了做切削前停留。表 2-7 不生產(chǎn)角度表1號刀掃喇叭口邊切削距離=2.8mm（公司規(guī)定），凸輪高度=2.8mmX2.5=7mm，凸輪杠桿傳動比如表2-8所示：表 2-8 凸輪杠桿傳動比表！半月刀鉆孔深度為7.5mm，凸輪高度=7.5X1/1.2=6.25mm，凸輪杠桿傳動比如表2-9所示。1號刀切削3.0部位切削距離=（4.0mm-3.0mm）/2=0.5mm，凸輪高度=0.5mmX3=1.5mm，凸輪杠桿傳動比如表2-5所示。工程順序6各生產(chǎn)工程凸輪

17、高度的計算1號刀掃3.0部位長度切削距離=5.7mm（公司規(guī)定）-2.8mm=2.9mm，凸輪高度=2.9mmX2.5=7.25mm，凸輪杠桿傳動比如表2-8所示。15半月刀后退凸輪高度=25mm（半月刀前進凸輪高度）+6.25mm（半月刀鉆孔凸輪高度）=31.25mm。3號刀壓花切削距離=0.3mm（公司規(guī)定），凸輪高度=0.3mmX1.5=0.45mm，凸輪杠桿傳動比如表2-9所示：表 2-9 凸輪杠桿傳動比表工程順序7各生產(chǎn)工程凸輪高度的計算1號刀長度后退凸輪高度=5.7mm（公司規(guī)定）X2.5=14.25mm，凸輪杠桿傳動比如表2-8所示。工程順序8各生產(chǎn)工程凸輪高度的計算。4號刀切削

18、切削距離=2.54mm+0.5mm=3.04mm。凸輪高度=2.54mm+0.5mm=3.04mmX1.5=4.56mm，凸輪杠桿傳動比如表2-10所示：16表 2-10 凸輪杠桿傳動比表工程順序10各生產(chǎn)工程凸輪高度的計算4號刀后退凸輪高度和4號刀前進一樣。打！的那行不管它，后面有用。3.生產(chǎn)角度的計算生產(chǎn)角度：生產(chǎn)工程的角度。生產(chǎn)角度=360-不生產(chǎn)角度并由各生產(chǎn)工程的主軸回轉(zhuǎn)數(shù)求出各工程所需要生產(chǎn)角度依照公式生產(chǎn)角度=360-170=190。4.各生產(chǎn)工程所需主軸回轉(zhuǎn)數(shù)的計算公式：N=E/tN=要完成各一項生產(chǎn)工程所需的主軸回轉(zhuǎn)revE=切削距離 單位：mmt=進刀量 單位：mm/rev

19、工程順序3：5號刀切削：N=0.54（切削距離）/0.05（進刀量）=10.8rev。工程順序4：1號刀切削喇叭口邊：N=0.54（切削距離）/0.05（進刀量）=10.8rev。工程順序5：1號刀掃喇叭口邊：N=2.8（切削距離）/0.05（進刀量）=56rev。半月刀鉆孔：？N=7.5（切削距離）/0.05（進刀量）=150rev。1號刀切削3.0部位：N=0.5（切削距離）/0.05（進刀量）=10rev。17工程順序6：1號刀掃3.0部位長度：N=2.9（切削距離）/0.05（進刀量）=58rev。3號刀壓花：N=0.3（切削距離）/ 0.05（進刀量）=6rev。工程順序8：4號刀切

20、削：N=3.04（切削距離）/0.05（進刀量）=60.8rev?？偣?212.4rev。打問號的是穿孔工程不理它后面算。5.算出各生產(chǎn)工程所需度數(shù)除穿孔工程外其它生產(chǎn)工程生產(chǎn)角度的計算公式：r=（aXn）/n的合計n=主軸回轉(zhuǎn)數(shù)r=各生產(chǎn)工程所需角度數(shù)a=生產(chǎn)角度工程順序3：5號刀切削：r（各生產(chǎn)工程所需角度數(shù)）=190（生產(chǎn)角度）X 10.8（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）/212.4（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)合計）=10度。工程順序4：1號刀切削喇叭口邊：r（各生產(chǎn)工程所需角度數(shù)）=190（生產(chǎn)角度）X 10.8（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）/212.4（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)合計）=10度。工程順序5：1號刀掃喇叭口邊：r（各生產(chǎn)工程所需角度數(shù)

21、）=190（生產(chǎn)角度）X 56（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）/212.4（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)合計）=50度。半月刀鉆孔：？r（各生產(chǎn)工程所需角度數(shù)）=190（生產(chǎn)角度）X150（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）/212.4=134度。1號刀切削3.0部位：r（各生產(chǎn)工程所需角度數(shù)）=190（生產(chǎn)角度）X10（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）/212.4（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)合計）=9度。工程順序6：1號刀掃3.0部位長度：r（各生產(chǎn)工程所需角度數(shù)）=190（生產(chǎn)角度）X 58（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）/212.4（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)合計）=52度。3號刀壓花：r（各生產(chǎn)工程所需角度數(shù)）=190（生產(chǎn)角度）X 6（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）/212.4（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)合計）=5度。工程順序8： 4號刀切削

22、：r（各生產(chǎn)工程所需角度數(shù)）=190（生產(chǎn)角度）X 60.8（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）/212.4（主軸回轉(zhuǎn)數(shù)合計）=54度。打問號的是穿孔工程不理它后面算。 穿孔工程生產(chǎn)角度的計算穿孔工程生產(chǎn)角度的計算如表2-11所示：18工程不生產(chǎn)角度（不生產(chǎn)工程角度）凸輪高度（mm）工程1-4已計算，角度小計124度（40+10+10+54+10）半月刀前進20度25穿孔切削距離=7.5mm，凸輪高度=7.5X1/1.2=6.25mm，凸輪杠桿傳動比見表2-66.25半月刀后退10度（刀的后退一般取10度到20度）31.255-10已計算 角度小計110度（40度*2+30度）合計264度表 2-11 穿孔工程不生

23、產(chǎn)角度計算表注：不生產(chǎn)角度的計算參照表2-2凸輪高度及不生產(chǎn)角度表。公式：n（穿孔工程主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）=（穿孔工程的角度Xn的合計）/生產(chǎn)角度穿孔工程生產(chǎn)角度=360-264=96。n（穿孔工程主軸回轉(zhuǎn)數(shù)）=（96X212.4rev）/190=107revt（進刀量）=7.5（切削距離）/107=0.07mm6.生產(chǎn)速度的計算公式：Cn=（360X n的合計）/nn=主軸回轉(zhuǎn)數(shù)Cn=凸輪轉(zhuǎn)一回轉(zhuǎn)時的主軸回轉(zhuǎn)rev因此生產(chǎn)速度Pr=N/CnN=主軸回轉(zhuǎn)數(shù)rpmCn=（360X212.4rev）/190=402revPr=5500/402=13個Pr=每分鐘機器做多少個零件。主軸轉(zhuǎn)速選擇5500rpm參照表2-12。19表 2-12 主軸轉(zhuǎn)速選擇參照7.作圖作圖其實就是把以上設(shè)計的凸輪大致畫在草圖上方便制作凸輪，各把刀凸輪展開圖如圖2-3所示，這些都是各把刀凸輪展開圖。圖上橫的是凸輪角度，豎的是凸輪高度，上面寫好了是哪把刀的凸輪。角度表示刀具工作或停留時間，凸輪高度決定了刀具的前進或切削距離。20