凸轮工件的数控加工工艺分析
弧面分度凸轮数控加工工艺研究
如表 １ 所示 ， 将铣削动力轴 的固有频率转化为 临界转速 ， 如 界转速来优化传动箱中零部件空 间分布 ， 便于整个机床 的安装调
表 ２所 示 。
表 ２各 阶固有频率对应的临界转速
从铣削动力轴的各阶振型分析可知 ， 前端（ 安装圆螺母端 ） 的 摆动是影响加工精度的主要因素， 两轴承间的弯曲则是影响铣削动 力轴刚度和使用寿命的影响因素之一 。所以， 可在设备改型时调整 两轴承的支承以减小前端的摆动和提高铣削动力轴刚度， 达到提高
加工精度的目的。 铣削动力轴的模态分析可以预测机床各部件间的
如表 ２ 所示 ， 结合 ４ 的频率分析可知， ． １ 一阶临界转速较高， 达
；响； ， 最后 实际加工出合格的样品。 ！ 关键词 ： 弧面分度 凸轮 ； 数控加工； 加工工艺 ｉ ；
： 【ｂ ｒｃ】ｈ ｇ ｂｉｌａ ｒｃ ｉｏ ｏ—ｅｅｐｂ ａａｓｒ ｅ ｅｒ ｉ ｎｌｒ ｅ ｉ ． Ａ ｓａｔＴｅ ｌ ｏ ａｃ ｓｆ ｅｓ ｎｄｖｏａｌｓ ｔｌｕａ ． ａ ｔ ａｐｏ ｓｎ ｔ ｏ ｄ ｍ ｕａ ｎ ｌ ｅｐ ｉ ｆ ｔｄｉ ｃ ｓｇ； ｃ ｏ ；ｅ ｎｌｙｓ ｉｃｌｏ ｅ ｅｅｕｅ ｅｓｎ ｈ ｕｈｈ ａａｓ ｉｉ ｏｅｉ ｕ ｍｎ ｊ ｔｈｏｇ ｆ ｕ ｅｔ ｑｉｄ ｒ ｉｏ． ｒ ｇ ｅ ｎｙｓｆ ｘｔｇ ｒ ｓｎ ｅ ｉ ｅｔ ｃ ｏ ｉｄ ｔ ｍ ｔｈ ｒ ｒ ｐ ｃｉ Ｔ ｏ ｔ ｌｉｏｅｓｎ ｐ ｃ ｓｇ ｑ ｐ ｉ ｆ ｔ
ｆ
【 要】 分 轮廓面 一空 不可 面， 的 摘 弧面 度凸 为 间 展曲 传统 加工工 很 足其 度 艺 难满 精 要求 通 。 过分
ｊ 析现有加工设备和加工工艺， 采用范成法 原理加工凸 并对工件进行渗碳热处理。研究了 轮， 加工实 验中 ｉ ：出 现的一些工艺问 并给出 题， 解决方案； 通过设计合适的夹具， 消除二次装夹定位偏差对加工造成的影 ？
凸轮轴加工工艺
凸轮轴加工工艺凸轮轴是发动机中的重要构件之一，它主要起到控制气门开闭时间和气门升程的作用，对于发动机的性能和效率有着重要影响。
因此，凸轮轴的加工工艺十分关键，下面将详细介绍凸轮轴的加工工艺流程。
凸轮轴的加工需要选用高精度的数控机床进行加工。
加工前需要进行工艺规程和工艺卡的编制，明确各道工序的要求和顺序。
在加工过程中，需要使用切削液进行冷却和润滑，以保证加工质量。
第一道工序是凸轮轴的车削。
车削是将原材料的一端固定在机床上，通过机床的主轴旋转，切削刀具在凸轮轴上移动，使工件表面达到所需的形状和尺寸。
车削过程中需要控制切削刀具的进给速度和主轴转速，以保证加工质量和效率。
第二道工序是凸轮轴的铣削。
铣削是使用铣刀进行切削，将凸轮轴上不需要的部分切削掉，以得到凸轮轴的最终形状。
铣削过程中需要控制铣刀的进给速度和主轴转速，同时还需要控制切削刀具的切削深度和切削宽度，以保证加工质量和效率。
第三道工序是凸轮轴的磨削。
磨削是利用磨粒对凸轮轴进行磨削，以提高其表面质量和精度。
磨削过程中需要控制磨粒的种类和大小，磨削速度和磨削压力，以保证加工质量和效率。
第四道工序是凸轮轴的热处理。
热处理是将凸轮轴加热到一定温度，然后进行冷却，以改变其组织结构和性能。
热处理过程中需要控制加热温度和保温时间，冷却速度和冷却介质，以保证加工质量和效果。
第五道工序是凸轮轴的精密磨削。
精密磨削是对凸轮轴进行进一步的磨削，以提高其精度和表面质量。
精密磨削过程中需要使用高精度的磨削设备和磨粒，同时需要控制磨削参数和工艺，以保证加工质量和效率。
进行凸轮轴的检测和组装。
检测是对加工后的凸轮轴进行尺寸和形状的检测，以确保其符合设计要求。
组装是将凸轮轴安装到发动机中，并进行调试和测试，以确保其正常工作。
凸轮轴的加工工艺包括车削、铣削、磨削、热处理、精密磨削、检测和组装等工序。
在加工过程中需要控制各种参数和工艺，以保证加工质量和效率。
只有通过精密的加工工艺，才能制造出高质量的凸轮轴，提高发动机的性能和效率。
端面圆柱凸轮的数控加工
”
．
将菜单 中干涉面选项改为Ｓ） 平行铣 一 削一 工件形状 （ 选择 未指定 ） 所有 一
二 、编 制数 控 加 工 程序
圆柱凸轮的数控编程。
Ｍ ｏｄ ｒ Ｍ ａ ｅ ｎ ｎｕｆｃｕｒｎ ａｔ ｉ
维普资讯
现 代 制造
端面圆柱 凸轮是一种特殊的圆柱 凸轮 ，在机械设 备中得到 了广泛的应用。圆柱凸轮的加工一般在带有回转 轴的四轴数控铣床进行 ，但也可采用三坐标数控铣床进行加工。该文就介绍 了综合使 用Ｐ ｏＥ ＧＩ Ｅ 软件和 ｒ／ Ｎ ＮＥ Ｒ
确定
执行
Ma s t e
CA M编 程
立 式加 工 中心
在 工 艺 参 数 设 置 对 话 框 中将
削 间距
”
最 大切
加 工 很 好 地 解 决 了 端 面 圆柱 凸 轮 的 加
工
设置 为0 5 m
．
m。
根 据被 加 工 材
。
问题
。
圊
料和使 用 的 刀 具 设 置 其 他 工 艺 参数
(4 )模 拟 加 工 与后 置 处 理
档 案一 档案转换一 Ｉ Ｓ 读取。选取 Ｅ 一 Ｇ
ＰｏＥ Ｇ Ｎ Ｅ 生 成 的 ＩＥ 文 件 ，点击 确 ｒ／Ｎ ＩＥ Ｒ ＧＳ
定 ，完成模型导入。
（） 加 工 ２粗
对导 入的模型 进行位置 变换 ，改 变升程段 、回程段和 回程结 束后静止
段 曲面 的 颜 色 （ 如 改 为 蓝 色 ），其 比
三 维 实 体 模 型 的 构 建 ，结 果 如 图 ２ 所 加 工预 留 量 为０５ 。 具 体 步 骤 为 ：刀 ．ｍｍ
数控铣削加工工艺分析
针方向铣削，图6-3所示即为铣刀在水平面内的切入进给路线。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。
④孔2-φ6H8，表面粗糙度为Ral.6，选择“钻-铰”方案。
⑤孔 φ18 和6-φ10 ，表面粗糙度为 Ra12.5，无尺寸公差要求，选择“钻孔- 锪 孔”方案。
⑥螺纹孔2-M16-H7，采用先钻底孔，后攻螺纹的加工方法。
数控技术
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—— 5.1 概述 6.2 箱盖类零件的加工工艺分析
数控技术
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表6-2 平面槽形凸轮数控加工工序卡片
产品名称或代号
单位名称 工序号 ××× 工步号 1 2 6 4 5 6 7 8 9 10 11 编制 工步内容 A面定位钻φ 5中心孔 (2处) 钻φ 19.6孔 钻φ 11.6孔 铰φ 20孔 铰φ 12孔 φ 20孔倒角1.5×45° 一面两孔定位，粗铣凸 轮槽内轮廓 粗铣凸轮槽外轮廓 × × × ××× 程序编号 ××× 夹具名称 螺旋压板 卡 子 ××× 车 间 使用设备 XK5025／4 主轴转速 r· min-1 ／ 进给速度／ mm· min1 背吃刀量 /mm
数控技术
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—— 5.1 概述 6.2 箱盖类零件的加工工艺分析
2）选择加工方法 (1)上、下表面及台阶面的粗糙度要求为 Ra3.2，可选择“粗铣精铣”方案。
主要内容
(2)孔加工方法的选择
合金钢凸轮轴的加工工艺
行多次校直 （ 多以人工校直 为主 ）。但是 多次 校直容易 造成 工件应力释放不充分而发 生校直之后重新 弯 曲变形
的不 良后果 。
（）铣 削 凸轮Ａ２ ２ ｂ 、Ｅ 时中 心架 的位置
图２ 铣 凸轮时工件 的夹 紧定位示意 图
（ ）把 工件校直 工艺安 排在粗加 工 主轴颈 、 凸轮 ３ 和热 处理 （ 淬火和 回火 ）之 后 ，并经过足够 的时 间充分
排气门定时开启和关 闭 ，凸轮应具 有很高的轮廓精度 、
相位角度和良好的耐磨性能及整体刚性。因此，其轴颈
和 凸轮的加工成为 整个 凸轮 轴加工工艺的重点 ，其加 工
多以车削 、铣 削和磨 削工艺及表面强化 （ 淬火 、喷 丸、
氮化 ）等辅助工艺相结合 。
２工艺流程 。
凸轮轴加 工精 度要求较高 ，整个加 工内容不可能在
一
加工分成几个阶段 ，以明确各个阶段的 目的和任务 。 传统 的凸轮轴加工工艺一般分成 以下几个阶段 ：粗 加 工 （ 车轴颈 、凸轮等 ）、半精加 工 （ 粗 粗磨轴颈 、凸
轮等 ）、精加 工 （ 精磨轴颈 、凸轮 等 ）、光整加工 （ 抛 光轴颈 、凸轮 ）。 现代加工工艺过程 ：一般只有粗加 工 （ 车轴颈 、铣 凸轮 等 ）和精加工 （ 精磨轴 颈、 凸轮 ）两个阶段 ，在保
自定心中心架，以减小加工时工件受力变形而破坏中心
孔 ，这样就可省去修 整中心孔的工艺 。
生产制造成本 。
７ ４ 宰劳 期 Ｍ Ｃ 瑗 代 墨 部件
ｗｗ￣ｍｃ ９ ０ ｃ ｍ １ ５ ．ｏ
Ｍ
图１铣端面打中心孔套车小轴颈夹紧定位示意图
２ ． 校直工艺
凸轮轴属于细长轴 类零 件 ，加工过程 中会因刚度低 而产生振 动 ，不仅影响加 工后 零件的尺寸精 度、形状精 度和 表面质量 ，而且也影 响后 续工序的切 削余量和生产 率 的提高 ，变形严重时会使后 续工序无法加 工 ，甚至造 成工件的 中途报废 。 针对这一问题 ，传统 工艺在 凸轮轴 的加 工过 程 中，
空间圆柱凸轮的数控加工工艺设计
空间圆柱凸轮的数控加工工艺设计3俞 庆1,刘荣昌2,陈春明2,马淑英2,张 侃1(1.常州工学院机电学院,江苏常州 213002; 2.河北科技师范学院,河北秦皇岛 066004)摘 要:根据空间圆柱凸轮的结构特征、使用和工作特性等要求,确定空间圆柱凸轮数控加工的具体内容,拟定空间圆柱凸轮的数控加工工序,介绍工件坐标系、对刀点及换刀点的确定办法和切削用量的计算调整办法,在Fadal 立式加工中心加工后的零件经用户检测和使用,完全满足圆柱凸轮的使用要求。
关键词:空间圆柱凸轮;数控加工;工艺中图分类号:T H164 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2006)04-0078-02Techn i ca l desi gn for NC processi n g of spa ti a l cyli n dr i ca l camYu Q ing 1,L iu Rong -chang 2,Chen Chun -m ing 2,Ma Shu -ying 2,Zhang Kan1(1.School of m echanical and electronic engineering,Changzhou university,Changzhou J iangsu 213002,China;2.Hebei nor m al university of science and technology,Q inhuangdao Hebei 066004,China )Abstract:Based on the structural character and the kine matic and kinetic de mand of cylindrical ca m,detailed contents of NC p r ocessing of s patial cylindrical ca m are worked out and the NC working p r ocedure is p repared .The selecting methods of the zer o point and changing point of the cutting t ool and the coordinate syste m of workp ieces and the calculati on and adjusting method is intr oduced .Finished p r oducts,which manufactured by fadal machining centre,are fully meeting t o the using re 2quire after users ′testing and using .Key words:s patial s patial cylindrical ca m;NC p r ocessing;technics 空间圆柱凸轮具有体积小、结构紧凑、传递扭矩大和转速高等优点,它在包装、农业机械、纺织、轻工、食品及制药等自动化机械中广泛应用。
槽凸轮的加工工艺规划及数控加工
槽凸轮的加工工艺规划及数控加工作者姓名专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名专业技术职务副教授目录摘要 (4)第一章绪论 (4)1．1 课题内容 (4)1．2 选题意义 (5)1．3 与课题内容相关的现状及发展趋势 (5)第二章零件的工艺分析 (5)2．1 零件的图样分析 (5)2．1．1 零件的结构特点 (5)2．1．2 零件的技术条件分析 (5)2．2 零件的工艺分析 (6)第三章毛坯的粗加工 (7)3．1 毛坯的选择 (7)3．1．1 毛坯的种类 (7)3．1．2 毛坯选择应考虑的因素 (7)3．2 加工余量的确定 (7)3．2．1 加工余量的概念 (7)3．2．2 影响加工余量的因素 (7)3．2．3确定加工余量的方法 (8)3．3 毛坯的加工方案 (8)3．3．1 确定毛坯的加工方案 (8)3．3．2 确定各工序所用的设备 (9)3．3．3 表面加工方法的选择 (9)3．3．4 各工序的切削用量 (10)第四章零件的数控加工 (10)4．1数控机床 (10)4．1．1数控机床简介 (11)4．1．2数控加工 (11)4．1．3数控加工的过程 (12)4．2零件的数控加工工艺 (12)4．2．1确定工艺路线 (11)4．2．2确定各工序所用设备 (11)4．2．3工件的装夹 (11)4．2．4定位基准的选择 (11)4．2．5方案的具体实施 (12)4．3零件的数控编成 (14)4．3．1加工编成概述 (15)4．3．2加工编成的分类 (15)4．3．3程序 (16)第五章小结及参考文献 (19)摘要本文首先进行了墙板右内凸轮椭圆校订包本机的工艺分析，规划出零件的工艺加工路线：毛坯的粗加工（零件材料的选择，加工余量的确定等）；零件的数控加工包括工件的工艺方案（外围轮廓的加工，方孔的加工，中心孔的加工，凸轮槽的加工等）和数控编程。
这就必须介绍数控机床和数控加工过程，然后根据已确定的零件的工艺路线，进行数控编成——用G代码把零件的各工序用数控语言编写出来。
平面凸轮零件走刀路线计算及数控铣编程
平面凸轮零件走刀路线计算及数控铣编程平面凸轮零件图如图1所示，工件的上、下底面及内孔、端面已加工。
完成凸轮轮廓的程序编制。
解：①工艺分析。
从1的要求可以看出，凸轮曲线分别由几段圆弧组成，内孔为设计基准，其余表面包括4-Ф13Ｈ7孔均已加工。
故取内孔和一个端面为主要定位面，在连接孔Ф13的一个孔内增加削边销，在端面上用螺母垫圈压紧。
因为孔是设计和定位的基准，所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上，这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。
②加工调整。
零件加工坐标系Ｘ、Ｙ位于工作台中间，在Ｇ53坐标系中取Ｘ＝-400，Ｙ＝-100。
Ｚ坐标可以按刀具长度和夹具、零件高度决定，如选用Ф20的立铣刀，零件上端面为Ｚ向坐标零点，该点在Ｇ53坐标系中的位置为Ｚ＝-80处，将上述三个数值设置到Ｇ54加工坐标系中，即Ｇ54：Ｘ＝-400，Ｙ＝-100，Ｚ＝-80.凸轮轮廓加工工序卡见表8-17。
表1 铣凸轮轮廓加工工序卡材料45零件号812程序号8121操作序号内容主轴转速/r.min-1进给速度/r.min-1刀具号数类型直径/mm1铣凸轮轮廓200080、200120mm立铣刀20③数字处理。
该凸轮加工的轮廓均为圆弧组成，因而要计算出基点坐标，才可编制程序。
在加工坐标系中，各点的计算坐标如下。
弧BC的中心Ｏ1点：Ｘ＝-（175＋63.8）sin8°59′=-37.28Y＝-（175＋63.8）cos8°59′=-235.86弧EF的中心Ｏ2点：X2 + Y2= 692(Ｘ-64)2+ Y2= 212X=65.75,Y=20.93解之得弧HI的中心Ｏ4点：Ｘ＝-（175＋61）cos24°15′=-215.18Y＝（175＋61）sin24°15′=96.93弧DE的中心Ｏ5点：X2 + Y2= 63.72(Ｘ-65.75)2+ (Y-20.93)2= 21.302X=63.70,Y=-0.27解之得B点：X＝-63.8sin8°59′=-9.96Y＝-63.8cos8°59′=-63.02C点：X2 + Y2= 642(Ｘ＋37.28)2+ （Y＋235.86）2= 1752X=-5.57,Y=-63.76解之得D点：(Ｘ-63.70)2+ （Y＋0.27）2= 0.32X2 + Y2= 642X=63.99,Y=-0.28解之得E点：(Ｘ-63.7)2 + (Y＋0.27)2= 0.32(Ｘ-65.75)2 + (Y-20.93)2= 212X=63.72,Y=-0.03解之得F点：(Ｘ＋1.07)2 + (Y-16)2= 462(Ｘ-65.75)2 + (Y-20.93)2= 212X=44.79,Y=-19.6解之得G点：(Ｘ＋1.07)2 + (Y-16)2= 462X2 + Y2= 612X=14.79,Y=59.18解之得H点：Ｘ＝-61cos24°15′=-55.62Y＝61sin24°15′=25.05解之得I点：X2 + Y2= 63.802(Ｘ＋215.18)2+(Y-96.93)2=1752X=-63.02,Y=9.97根据上面的数值计算，可画出凸轮加工走刀路线，如图2所示。
典型零件的数控铣削加工工艺ppt课件
数量 刀长/mm
加工表面
Φ6高速钢立铣刀 1
20
粗加工凸轮槽内外轮廓
2 T02 Φ6硬质合金立铣刀 1
20
精加工凸轮槽内外轮廓
编制
审核
批准
共页 第页
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
六、确定切削用量
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
二、制定工艺过程
• ①普通铣床：铣底平面。GO • ②立式钻床：钻中心孔，钻、镗Φ20、
Φ12两个孔。GO • ③数控铣床：粗铣凸轮槽内外轮廓。GO • ④数控铣床：精铣凸轮槽内外轮廓。GO • ⑤钳工：矫平底面、表面光整、尖边倒
角。 • ⑥表面处理
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
三、确定装夹方案
• 根据零件的结构特点，加工 Φ20、Φ12两个孔时，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、Φ12两个孔为定 位基准，装夹示意图如下图所 示。
主轴转速 进给速度 背吃刀量 /(r/min) /(mm/min) /mm
1 一面两孔定位，粗 T07 铣凸轮槽内轮廓
2 粗铣凸轮槽外轮廓 T07
3 精铣凸轮槽内轮廓 T08
4 精铣凸轮槽外轮廓 T08
编制
审核
Φ6
Φ6 Φ6 Φ6 批准
零件加工中的凸轮加工技术
零件加工中的凸轮加工技术凸轮是机械加工中常用的零件，减速器、燃油泵、车辆发动机以及其他机械的运动部分都会使用凸轮。
与常规的机械加工不同，凸轮具有对称的、非圆形的外形。
为了满足对凸轮形状的需求，制造凸轮需要特别的加工技术，下文将介绍凸轮加工方面的重点内容。
一、凸轮加工凸轮的外形特殊，不同于圆形或长方形这种常规形状。
传统的加工方式难以加工出精确的凸轮，需要精密的加工设备和加工方式。
凸轮加工的基本方法包括切削加工和非切削加工。
切削加工的方式包括铣削、车削等方法，而非切削加工包括电火花加工和激光加工等方法。
二、凸轮铣削凸轮铣削是常用的凸轮加工方式。
通过旋转刀具和床架，将工件放在床上进行旋转，从而进行凸轮的铣削加工。
凸轮铣削需要使用具有一定刚性和转速的铣削设备。
工具可以是不同形状的铣刀，同时需要精确的设备调整和加工操作。
铣削的机床需要有一定的高精度导轨以及刚性支持，以确保刀具对凸轮的铣削牢固有效。
三、凸轮车削凸轮车削是另一种常见的凸轮加工方式。
车削是通过转动工件在车床上，使车刀前进对工件进行车削。
凸轮车削的原理是不断向工件进给车刀，使其完成对工件的凸轮的加工。
然而，由于工件的非对称形状，凸轮加工需要不断调整车刀的位置，需要具有一定的经验和技能。
四、数控技术在凸轮加工中的应用随着数控技术的发展，数字化和自动化生产模式正在逐步普及，凸轮制造的数控加工也越来越受到广泛的关注。
数控加工，尤其是三轴、四轴和五轴数控加工可以精确地控制刀具的移动和位置，从而生产出具有精确外形的零件和复杂形状的凸轮。
在凸轮加工中，数控机床和包括CAD/CAM软件在内的各种技术可完全自动化地完成凸轮数字化设计和加工、刀具管理和审核、刀路生成和模拟。
与传统工艺相比，数控汽车凸轮加工具有加工效率高、加工精度高和加工重复性好等优点。
在未来，随着数控加工的技术发展和应用，凸轮加工的效率和质量将更加提高。
五、结论凸轮制造是一项十分重要的机械加工工作。
凸轮槽板类零件数控铣削工艺分析及数控加工编程
凸轮槽板类零件数控铣削工艺分析及数控加工编程 6-4 凸轮槽板加工程序的编制......................................21 第七章 UGNX8.0 软件介绍.............................................22 7-1 UGNX8.0 界面................................................22 7-2 UG 建模模块介绍.............................................23 7-3UGNX/CAM 模块介绍............................................24 第八章凸轮槽板 UG 编程及刀具轨迹路线图模拟..........................26 8-1 刀具创建....................................................26 8-2 坐标系以及几何体的创建......................................26 8-3 创建操作....................................................27 第九章工艺设计总结................................................. 31 参考文献........................................................... 32
数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最 基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛 采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能 力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大 力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方 面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制 造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的 重要途径。
机械毕业设计(论文)-平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程【全套图纸】
本科毕业设计（论文）题目：平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程系别：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：学生：学号：指导老师：2013年5月摘要平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程摘要此设计主要是对典型零件进行图形绘制、工艺设计和程序的编制及加工，通过对平面槽型凸轮的外形尺寸分析，应用CAD以及Pro/E软件绘制出二维和三维的图形并进行标注说明，注明图纸的公差要求、技术要求等。
接着对平面槽型凸轮的零件图进行工艺分析，确定加工方法、路线等，并设计好各切削参数自动编出加工刀路轨迹。
然后跟据图纸的工艺分析，选择合理的工艺路线及加工方法，根据零件形状、余量等选择适用形状大小的各种铣刀，最后将Pro/E软件绘制的三维图利用数控加工仿真软加工件Mastercam9.0进行仿真模拟加工，生产刀具轨迹；使用后置处理程序选取相应的配置文件，将刀具轨迹转换为数控机床可以识别的NC程序，为更加高速，快捷的造型，生产提供了一种切实可行的办法。
生成的NC程序可以利用DNC方式传输给数控机床进行三维加工。
关键词：平面槽型凸轮；加工工艺；数控加工毕业设计（论文）Planar slotted CAM parts processing design and NCprogrammingAbstractThis design is mainly focuses on the preparation, the process of graphics rendering, design and the typical parts, through the analysis of shape and size of plane cam groove by using CAD and Pro/E software to draw graphics, 2D and 3D to label instructions and annotate the drawings tolerance requirements and technical requirements.Then it comes to the analysis of plane groove cam parts , the determination of the method of producing,and routes for process as well as the design the cutting parameters, which will create tool’s path automatically.After the previous process, choosing suitable allowance cutter shape and size is determined by the analysis of pictures. According to the shape of parts, the NC machining simulation using Pro/E software rendering 3D map of the soft parts of Mastercam9.0 for simulation of processing and production tool path. Selecting the configuration file accordingly is determined by the use of post processing program, the tool path for CNC machine tool transformation can be identified by the NC program, for more rapid, efficient design,which provide a feasible solution.The generated NC program can be transmitted to the CNC machine tools for machining by using the DNC.Key words:Planar slot type cam；machining process；NC machining目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 平面凸轮机构CAD/CAM的发展方向 (1)1.3课题内容及实施步骤 (3)2 零件的分析及工艺规程设计 (4)2.1零件的作用 (4)2.2工艺分析 (4)2.3毛坯的确定 (5)2.4基准的选择 (6)2.4.1粗基准的选择 (6)2.4.2 精基准的选用 (7)2.5制定加工工艺路线 (7)3 刀具的选择和切削用量的确定 (9)3.1 铣削用刀具及其选择 (9)3.2 刀具材料应该满足零件的加工要求 (9)4 加工参数的选择及时间定额计算 (11)5 夹具的设计 (19)5.1 机床夹具有三大功用 (19)5.2 机床夹具设计要求 (19)5.3 工件的装夹方法和装夹方式 (19)5.4 确定夹具的类型 (20)5.5 夹紧装置 (20)6 仿真加工 (24)6.1 图形处理 (24)6.2 走刀路线的确定及刀具选择 (24)6.3 后置处理（生成NC 程序） (30)总结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录1 Master CAM仿真程序代码 (34)毕业设计（论文）知识产权声明 ................................................错误!未定义书签。
凸轮轴机械加工工艺
根据加工要求选择合适的装夹方式，如轴向装夹、径向装夹、液气动装夹等，可以方便快捷地装夹工 件并提高加工效率。
切削液选择与使用
切削液类型
根据加工要求和工件材料选择合适的切削液类型，如乳 化液、合成液、极压切削油等，以提高加工性能和工件 质量。
切削液浓度
合理控制切削液浓度，过高的浓度会导致泡沫和污染， 而过低的浓度则会导致冷却和润滑不足，影响加工质量 和刀具寿命。
提高发动机效率
通过优化凸轮轴的机械加工工艺，可以减小气门间隙，提高 气门响应速度，从而优化发动机的燃烧效率，提高发动机的 动力性和经济性。
凸轮轴机械加工工艺的历史与发展
历史
凸轮轴机械加工工艺的发展经历了多个阶段，从早期的手工加工到现代的数控机 床加工，加工效率和精度不断提高。
发展
随着科技的不断发展，凸轮轴机械加工工艺也在不断进步。目前，高速切削、超 精密切削等先进技术正在逐步应用于凸轮轴的机械加工中，以提高加工效率和精 度。同时，数字化和智能化制造也正在逐步实现。
特点
凸轮轴具有复杂的几何形状和较高的精度要求，其加工过程相对较难。此外 ，凸轮轴的工作条件较为恶劣，需要具有较高的耐磨损性和抗疲劳性。
凸轮轴机械加工工艺的重要性
保证凸轮轴的精度和性能
凸轮轴的机械加工工艺对于保证凸轮轴的精度和性能具有至 关重要的作用。精度和性能不达标的凸轮轴会影响发动机的 性能和寿命。
刀具几何参数
合理设计刀具几何参数，如前角、后角、主偏 角、副偏角等，可以改善刀具切削性能和寿命 。
刃磨技术
采用先进的刃磨技术，如激光刃磨、电解刃磨 等，可以提高刀具刃磨质量和精度，延长刀具 使用寿命。
工件定位与装夹
工件定位
采用合理的定位方式，如三爪卡盘、四爪卡盘、液气动夹具等，可以确保工件的定位精度和稳定性。
汽车凸轮轴加工工艺规程设计分析毕业论文
..编号: 河南科技大学毕业论文（设计）开题报告书毕业论文（设计）中期检查表院(系)：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化2011年3月13日目录摘要及关键词 (1)1 引言 (1)1.1汽车发动机行业的发展状况 (1)1.2凸轮轴的性能要求 (2)1.3本文研究内容 (3)2 凸轮轴生产线前期规划 (3)2.1产品规格 (3)2.2工艺设计原则及凸轮轴加工工艺分析 (4)2.3小结 (5)3 凸轮轴生产线工艺分析 (6)3.1生产线布置 (6)3.2工艺设计 (6)3.3工艺分析 (7)3.4工艺特点 (9)3.5工艺难点 (11)4 凸轮廓形理论计算及加工控制参数 (12)4.1凸轮轴凸轮的廓形要求 (12)4.2包络线理论 (15)4.3凸轮廓形坐标 (16)4.4砂轮的中心坐标 (19)4.5磨削圆周进给量计算 (20)4.6等周速曲线 (22)4.7砂轮座加速度 (22)4.8光顺处理 (22)4.9工件主轴转速配置 (23)4.10磨削用量数据 (23)5 总结 (24)参考文献 (26)谢辞 (27)汽车凸轮轴加工工艺分析高翔宇（河南科技大学机电系，河南洛阳253023）摘要：凸轮轴作为汽车发动机配气机构中的关键部件，其性能直接影响着发动机整体性能。
因此凸轮轴的加工工艺有特殊要求，合理的加工工艺对于降低加工成本、减少生产环节以及合理布置凸轮轴生产线具有很大的现实意义。
本文针对凸轮轴的加工特点，结合工厂的实际，从前期规划开始，对凸轮轴的加工工艺进行了深入的分析、研究。
建立了用数控无靠模方法。
对凸轮廓形进行计算和推倒，对凸轮轮廓的加工进行了探讨并提出适用于发动机凸轮轴的加工方法。
关键词：发动机；凸轮轴；工艺分析1 引言1.1汽车发动机行业的发展状况现代汽车发动机行业的发展十分迅速，这种趋势要求各发动机厂家不仅要具有大批量生产的能力，也同时要具有小批量、多品种的生产技术。
所以，在汽车发动机厂家现在已经普及了互换性、自动化生产，做到了流水线式生产线布置及工艺安排，实现了按节拍生产。
凸轮盘类零件数控铣削
凸轮盘类零件数控铣削凸轮盘是机械制造中常见的零部件之一，其功能是将往复运动转化为旋转运动。
在机械制造中，凸轮盘的加工经常需要采用数控铣削技术。
本文将详细介绍凸轮盘类零件数控铣削的相关知识，包括加工工艺、设备与工具要求、注意事项等方面。
一、凸轮盘类零件的加工工艺凸轮盘类零件的加工工艺包括材料准备、机床设备配置、刀具选择、程序编写等。
在具体操作中，应根据零件的大小、形状和加工难度等因素进行评估。
下面将从以下几个方面介绍凸轮盘类零件的加工工艺。
1.材料准备凸轮盘类零件通常采用金属材料进行加工，根据用途不同，其材质和硬度也不同。
一般来说，必须首先将材料进行切割、刨平等预处理工序，使得零件的尺寸符合要求。
2.机床设备配置凸轮盘类零件通常需采用数控铣床进行加工，机床的配置需根据零件的大小、形状、精度要求等因素进行选择。
同时，需要根据数控系统的要求，设置好相关参数，如切削速度、进给速度等。
3.刀具选择刀具的选择直接影响了加工效率和加工质量。
针对不同的凸轮盘类零件，需要选用合适的刀具，如端铣刀、球头铣刀、直柄弧齿刀等。
同时，要根据加工层数选择合适的刀具长度。
4.编写程序编写数控程序，是凸轮盘类零件加工工艺中最关键的一个环节。
程序应根据零件的形状、尺寸和切削方式进行编写。
通常，编写数控程序需使用相应的编程软件。
二、设备与工具要求在进行凸轮盘类零件数控铣削时，需选用合适的设备和工具，以确保加工质量和效率。
下面将从以下几个方面介绍设备与工具的要求。
1.数控铣床数控铣床应具有高精度、高速度、高稳定性等特点，以满足细密加工的需求。
同时，数控系统应支持快速编程和逻辑控制，方便对加工过程进行控制和优化。
目前，市面上常见的数控铣床有龙门式和立柱式两种。
2.刀具选择合适的刀具，是保证凸轮盘类零件加工品质和效率的关键。
刀具应具有较高的硬度、韧性、耐磨性等特点，常用的刀具有立铣刀、球型铣刀、扁片铣刀等。
3.模具模具是数控铣削凸轮盘类零件必不可少的配件之一。
典型平面凸轮的数控铣削加工工艺
典型平面凸轮的数控铣削加工工艺一、平面凸轮零件的数控铣削加工工艺平面凸轮零件是数控铣削加工中常见的零件之一，其轮廓曲线组成不外乎直线－圆弧、圆弧－圆弧、圆弧－非圆曲线及非圆曲线等几种。
所用数控机床多为两轴以上联动的数控铣床。
加工工艺过程也大同小异。
下面以图6－21所示的平面槽形凸轮为例分析其数控铣削加工工艺。
1、零件图纸分析（1）数控铣削加工内容的选择本例零件是一种平面槽形凸轮，其轮廓由圆弧HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF组成，需用两轴联动的数控铣床。
（2）零件的结构工艺性凸轮槽组成几何元素之间关系清楚、条件充分，编程时，所需基点坐标很容易求得。
凸轮槽内外轮廓面对A面有┻要求，只要提高装夹精度，使A面与铣刀轴线垂直，即可保证；ф35G7对A面的┻要求已由前道工序保证。
（3）零件毛坯的工艺性分析该零件在数控铣削加工前，已在普通机床上进行了初加工，是含有两个基准孔、直径为ф280mm、厚度为18mm的圆盘。
圆盘底面A及ф35G7和ф12H7两孔可用作定位基准，无需另找工艺孔定位。
零件材料为铸铁，切削加工性较好。
2、确定装夹方案一般大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。
外轮廓平面盘形凸轮的垫块要小于凸轮的轮廓尺寸，不与铣刀发生干涉。
对小型凸轮，一般用心轴定位、压紧即可。
根据图6－21所示凸轮的结构特点，采用“一面两孔”定位，设计一“一面两销”专用夹具。
用一块320mm×320mm×40mm的垫块，在垫块上分别精镗ф35mm及ф12mm两个定位销安装孔，孔距为80±0.015 mm，垫块平面度为0.05mm，加工前先固定垫块，使两定位销孔的中心连线与机床的X轴平行，垫块的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。
图6－22为本例凸轮零件的装夹方案示意图。
采用双螺母夹紧，提高装夹刚性，防止铣削时振动。
3、确定进给路线进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。
数控铣削加工成形凸轮
应用极坐标的控制方式 （ 轴或 ｙ轴运行每段折线的半
径差 ， 转轴运行 每段折 线对 应的 圆心角 ）进行加 工 ， 旋 零件的轮廓 由多段 非圆曲线复合而成 ，零件轮 廓精度较
为理想。在此方式 的数 控铣 削加工中 ，旋转轴用 来进行
凸轮工件圆周 向的定 位 、 找正与旋转运行 ；Ｘ向 、 ｙ向 运动的单 向运行或联 动运行 来实现数控加 工中进刀 、退
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５ 工艺处理 ．
数控加工前的零件预加 工。其 工艺 内容是 ： 坯锻 毛 造一 毛坯正火处理一粗 车 ： ＋ 加工 ≯０ ７ ３Ｈ 内孔 、以及两端 面， 零件 内外表面各部位均 留精 车余量 ５ ６ ｍ — ｍ 一样 板 划线一钻 削加 工 ３ ５ｍ 一￣０ ｍ孔一 以凸轮零 件左 端 面定 位， 在普通铣床上粗铣 加工 凸轮外 部轮廓 的大致 形状 ， 轮廓形状预 留精加工 、 半精加工余量 ３ ５ ｍ ｒ 。数控铣削 ａ 加工 以 及数控加工后的成形凸轮轮廓型面的高频淬火。
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数 控 铣 削 加 工 成 形 凸轮
河南 省江河机械有限责任公 司 （６ ３ ７ 彭连友 ４７３ ） 漯河职业技术学 院 （６ ０ ２ 余英 良 ４２０ ）
更好。因 此，精 加 工、半 精 加 工 刀 具 均选 择 直径
￣０ ４ ｍｍ圆柱铣刀 。
＋２ ＝ ６ ０ ５， Ｒ１＝ ６ ５＋ ６ ５＝ ７１ ５ Ｒ２＝ ６ ＋ １ ３ ＝ ． ．， ５ ２． ５
６ 数控铣削加工工艺 ．
（ ）数控铣削加工 安装 方式 为 了保 证加 工精度 ， １
７ ．５ ７３…由此可计算出每段列表 曲线 中 ｌ向 （ ， 即极 坐标 半径 ）的增加 量依次 为 ：６５ ．５ ．、５ ８、…程 序运行 中的
阿基米德螺旋线凸轮零件的数控加工
阿基米德螺旋线凸轮零件的数控加工随着机械不断朝着高速精密、自动化方向发展, 对凸轮机构的转速和精度也提出了更高的要求, 因此利用计算机辅助设计和数控机床加工是很有必要的。
一、数控编程中的零件加工工艺分析1. 数控加工工艺概述无论是手工编程还是自动编程, 在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析, 拟订工艺方案, 选择合适的刀具, 确定切削用量。
在编程中,对一些工艺问题( 如对刀点, 加工路线等) 也需要作一些处理。
因此, 数控编程的工艺处理是一项十分重要的工作。
(1) 数控加工的基本特点: ①数控加工的工序内容比普通机加工的工序内容复杂。
②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程的编制复杂。
(2) 数控加工工艺的主要内容: ①选择适合在数控上加工的零件, 确定工序内容。
②分析加工零件的图纸, 明确加工内容及技术要求, 确定加工方案, 制定数控加工路线。
③调整数控加工工序的程序。
④分配数控加工中的容差。
⑤处理数控机床上部分工艺指令。
2. 常用数控加工方法(1) 平面孔系零件。
常用点位、直线控制数控机床( 如数控钻床)来加工,选择工艺路线时, 主要考虑加工精度和加工效率两个原则。
(2)旋转体类零件。
常用数控车床或磨床加工。
①考虑加工效率: 在车床上加工时,通常加工余量大, 必须合理安排粗加工路线,以提高加工效率。
②考虑刀尖强度: 数控车床上常用到低强度刀具加工细小凹槽。
采用斜向进刀,不宜崩刃。
(3) 平面轮廓零件。
常用数控铣床加工。
应注意: ①切入与切出方向控制: 径向切入,工件表面留有凹坑；切向切入、切出，工件表面光滑。
② 一次逼近方法选择: 只具有直线和圆弧插补功能的数控机床在加工不规则曲线轮廓时, 需要用微小直线段或圆弧段去逼近被加工轮廓, 逼近时, 应该使工件误差在合格范围同时程序段的数量少为佳。
3. 对零件图纸进行数控加工工艺性分析(1) 尺寸标注应符合数控加工的特点。
在数控编程中, 所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。
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摘要：凸轮轴作为汽车发动机配气机构中的关键部件，其性能直接影响着发动机整体性能。
因此凸轮轴的加工工艺有特殊要求，合理的加工工艺对于降低加工成本、减少生产环节以及合理布置凸轮轴生产线具有很大的现实意义。
本文针对凸轮轴的加工特点，结合工厂的实际，从前期规划开始，对凸轮轴的加工工艺进行了深入的分析、研究。
建立了用数控无靠模方法。
对凸轮廓形进行计算和推倒，对凸轮轮廓的加工进行了探讨并提出适用于发动机凸轮轴的加工方法。
关键词：发动机；凸轮轴；工艺分析目录摘要： (1)目录 (2)1 引言 (1)2 凸轮轴生产线前期规划 (1)产品规格 (1)工艺设计原则及凸轮轴加工工艺分析 (2)小结 (3)3 凸轮轴生产线工艺分析 (3)生产线布置 (3)工艺设计 (4)工艺分析 (5)工艺特点 (7)工艺难点 (9)4 凸轮廓形理论计算及加工控制参数 (10)凸轮轴凸轮的廓形要求 (10)包络线理论 (13)凸轮廓形坐标 (14)砂轮的中心坐标 (17)磨削圆周进给量计算 (18)等周速曲线 (20)砂轮座加速度 (20)光顺处理 (21)工件主轴转速配置 (21)磨削用量数据 (22)5结论 (23)参考文献 (23)1 引言随着现代行业的不断发展，再加上配件的需求，使得凸轮轴的需求量一直高居不下。
建立一条集先进性与经济性为一体的凸轮轴生产线是非常必要的。
面对国外汽车行业的冲击，我们国产汽车业应该加紧研究、建立符合中国国情的，我们自己的基础制造业，提高质量、降低成本，这样才能保住我们国产汽车的市场。
凸轮轴在发动机中的重要地位决定了国内发动机生产厂家都建有自己的凸轮轴生产线，这样可以在保证整机质量的前提下，尽可能的降低成本，提高竞争力。
本文主要围绕汽车凸轮轴生产线的工艺分析，从前期准备、工艺设计、理论计算、生产实践、和产品检测这几个方面，阐述了凸轮轴加工的一整套设计思路和方法，对发动机制造业中的零部件加工具有重要的参考作用。
2 凸轮轴生产线前期规划产品规格2.1.1零件的结构特点凸轮轴生产线承担每台发动机凸轮轴的机加工，每台发动机上使用一根凸轮轴。
材料：（FCA-3）铜铬钼合金铸铁，各主轴颈及端面的硬度HB180~240，凸轮HRC48.2.1.2凸轮轴简图图12.1.3 发动机凸轮轴主要加工内容和精度要求（1）支承轴径前轴径前端φ015.0045.032--，后端φ02.004.032--，表面粗糙度中间轴径φ09.0115.05.47--，表面粗糙度后轴径φ06.0085.05.48--，表面粗糙度（2）凸轮6个凸轮基圆尺寸为φ05.005.07.16+-，表面粗糙度。
各凸轮基圆相对与前后轴颈的基准轴线的径向跳动允差各凸轮基圆相对与前后轴颈的基准轴线的平行度允差各凸轮对称中心线相对于键槽的相对位置偏差（相位角）±20′（见图1）凸轮型线误差作用段±凸轮型线误差作用段±一缸凸轮轴对键槽位置112°32′±20′（3）斜齿轮齿数：13，螺旋角：53°（右）±1′46"公法线长度：～齿形误差≤；齿向误差≤；齿槽对键槽的角度20°±2°（4）键槽宽05.04-，深2.05.3+，对称度工艺设计原则及凸轮轴加工工艺分析(1)保证工艺具有合理的先进性，再保证节拍的基础上，吸收先进技术提高产品的竞争力。
(2)对于关键设备和技术，优先考虑国内外可靠厂家的先进设备。
(3)保证先进性与经济性相结合，再保证产品质量的前提下，降低成本(4)充分考虑各生产缓解的安全性和操作的方便性。
(5)在投资允许的情况下，尽量考虑柔性生产。
由于凸轮轴具有细长且形状复杂的结构特点，技术要求又高，尤其是凸轮的加工，因此其加工工艺性较差。
在凸轮轴的加工过程中，有两个主要因素影响其加工精度。
其一是易变形性，其二是加工难度大。
2.2.1易变形特性从细长轴的角度来说，突出的问题就是工件本身的刚度低，切削加工时会产生较大的受力变形，其表面残余应力也会引起变形。
尤其是在加工凸轮和齿轮时，这种变形会更为显着。
凸轮轴在加工过程中的变形，不仅影响到后续工序加工中的余量分配是否均匀，而且变形过大会导致后序加工无法进行，甚至造成中途报废。
凸轮轴加工后的变形，将直接影响到装配后凸轮轴的使用性能[2]。
因此，在安排其工艺过程时，必须针对工件易变形这一特点采取必要的措施。
不仅要把各主要表面的粗精加工工序分开，以使粗加工时产生的变形在精加工中得到修整，半精加工中产生的变形在精加工中得到修正，还必须在加工过程中增设辅助支承以采取分段加工等措施，这是保证凸轮轴加工精度所必须解决的问题。
2.2.2加工难度大从形状复杂的角度来说，突出的问题凸轮、齿轮这些复杂表面的加工。
对于这些表面，不仅有尺寸精度要求，还有形状、位置精度要求，如采用普通的加工设备和一般表面常规加工方法，显然是根本无法保证其加工质量和精度的。
例如对于凸轮的加工，从满足使用要求的角度来说，既要求其相位角准确又要求凸轮曲线升程满足气门开启和关闭时升降过程的运动规律，但注意到凸轮曲线上的各点相对其回转中心的半径是变化的，当选用一般的靠模机床加工时，由于加工半径的变化，势必引起切削速度和切削力的变化，加之工件旋转时的惯性力和靠模弹簧张力的瞬间变化，将会使加工后的凸轮曲线产生形状误差，即曲线的升程误差，从而直接影响凸轮轴的使用性能。
小结综上所述，虽然各种方案都各有优点，但其技术的不成熟或者成本问题，都成为在国内实施的困难。
考虑到成本及大批量生产，选择成熟技术和成熟的设备，使工艺方案符合经济性与合理性原则。
3 凸轮轴生产线工艺分析生产线布置选择生产线U型布置，设备安置在中间走道两旁，各序设备操作面板及上下料开口一律面向中间走道，各序设备上下料开口之间由滑道相连。
这种布置形式在保证物流通畅、占地面积小的情况下，减少了工人的走动时间，可以做到一人多机操作，降低了生产线操作工人的数量。
每个工人既要负责自己的这几台设备，同时还要负责定工件时、定量检验及自检；最终工序操作工人还要负责最终质量检查。
所以，由于生产线布置合理、紧凑，使得工人劳动效率得到了很大的提高。
采用高架线结构，使水、电、气维修非常方便。
每台设备后留有水、电、气接口，生产线两排设备后有排水沟。
整个车间为整体地基。
这种形式使设备的安装、移动非常方便，有利于我们更换产品时，重新安排、增加或减少设备，进行柔性生产线布置。
工艺设计3.2.1定位基准的选择对于一般的轴类零件来说，其轴线即为它的设计基准。
发动机凸轮轴遵循这一设计基准，由于凸轮轴各表面的加工难以在一次装夹中完成，因此，减小工件在多次装夹中的定位误差，就成为保证凸轮轴加工精度的关键。
本文采用两顶尖孔作为轴类零件的定位基准，这不仅避免了工件在多次装夹中因定位基准的转换而引起的定位误差，也可作为后续工序的定位基准，即符合“基准统一”原则。
这种方法不仅使工件的装夹方便、可靠。
简化了工艺规程的制定工作，使各工序所使用的夹具结构相同或相近，从而减少了设计、制造夹具的时间和费用，而且有可能在一次装夹中加工出更多表面。
这对于大量生产来说，不仅便于采用高效专用机床和设备以提高生产效率，而且也使得所加工的各表面之间具有较高的相互位置精度。
3.2.2加工阶段的划分与工序顺序的安排（一）加工阶段的划分由于凸轮轴的加工精度较高，整个加工不可能在一个工序内全不完成。
为了利于逐步地达到加工要求，所以把整个工艺过程划分为三个阶段，以完成各个不同加工阶段的目的和任务。
发动机凸轮轴的加工的三个阶段[3]：（1）粗加工阶段包括车各支承轴颈、齿轮外圆轴颈和粗磨凸轮。
该阶段要求机床刚性好，切削用量选择尽可能大，以便以提高生产率切除大部分加工余量。
（2）半精加工是精车各支承轴颈和精磨齿轮外圆轴颈。
该阶段主要为支承轴颈齿轮的加工做准备。
（3）精加工包括精磨各支承轴颈、止推面和凸轮以及斜齿轮加工。
该阶段加工余量和切削量小，加工精度高。
工艺编排：首先以φ32和φ的毛坯面为定位基准，然后以大端外圆的端面作轴向定位，具体每序的定位基准和夹紧位置，见表3-1发动机凸轮轴生产工艺简介。
（二）工序顺序的安排加工顺序的安排与零件的质量要求有关，工序安排是否合理，对于凸轮轴加工质量、生产率和经济性都有很大影响。
对于各支承轴颈是按粗车——精车——精磨加工的，对于是按凸轮粗磨——精磨加工的，对于斜齿轮是按粗车——精车——精磨——滚齿加工的。
各表面的加工顺序按从粗到精、且主要表面与次要表面的加工工序相互交叉进行，从整体上说，符合“先粗后精”的加工原则。
3.2.3凸轮形面的加工在凸轮轴的加工中，最重要同时难度最大的是凸轮形面的加工。
该形面的加工方法目前主要有车削和磨削两种。
凸轮形面的粗加工目前在国内主要是凸轮轴车床车削加工，也有采用铣削加工和磨削加工的。
如采用双靠模凸轮轴磨床，机床有两套靠模，当砂轮直径在一定范围内时，使用第一个靠模来工作。
当砂轮磨损到一定程度时，靠模自动转换，使用第二个靠模来工作[4]。
该磨床通过对砂轮直径的控制来提高凸轮外形的精度，不仅提高了凸轮形面的加工精度，也使砂轮的利用更经济、合理。
发动机凸轮轴毛坯采用精铸的方法制造，毛坯精度较高，切削量小，故采用磨削的加工工艺，简化了凸轮形面的加工。
凸轮形面的加工采用磨削的方法，在凸轮磨床上完成粗磨及精磨的加工。
工件安装在两顶尖之间并以键槽做轴向定位，在支承轴颈处安装辅助支承保证凸轮形面的加工精度。
发动机凸轮轴形面的加工所采用的凸轮轴磨床是立方氮化硼磨床，该磨床能迅速地变换磨削的凸轮形状，超过一般仿珩磨的生产率。
机床具有较大的刚度，能承受大的工作负荷。
由于立方氮化硼（CBN ）砂轮的使用寿命高，因此，砂轮的直径变化所造成的凸轮形状误差显着减小，也大大提高了凸轮形面的磨削精度。
工艺分析表发动机凸轮轴生产工艺简介工序号工序内容 定位基准 夹紧位置 备注 10 铣端面，打中心孔 φ外圆2V （成活尺寸φ）φ36外圆2V （成活尺寸φ32）φ端面1Vφ外圆 φ36外圆 专机20 粗车主轴颈 φ外圆1V （成活尺寸φ）两端中心孔4V φ外圆 半自动液压仿形车床 30 车削主轴颈并切槽 φ外圆1V两端中心孔4V φ外圆 半自动液压仿形车床40 两端螺孔钻、扩、攻丝、修中心孔 φ外圆2V （成活尺寸φ）φ外圆2V （成活尺寸φ32）φ端面1V φ外圆 φ外圆 专机50 大端外圆磨削 两端中心孔1Vφ外圆1V φ外圆 半自动端面外圆磨床60 前轴颈磨削 两端中心孔4Vφ外圆1V φ外圆 CNC 磨床70 中间轴颈、后轴颈及推力部端面磨削 两端中心孔4V φ32外圆1Vφ32外圆 CNC 磨床 80 铣键槽 φ外圆2Vφ32外圆2Vφ30端面1V角向90°1V φ外圆φ32外圆 专机90 粗磨凸轮（靠磨） 两端中心孔4V键1V卡盘1V φ22外圆 凸轮磨床100 精磨凸轮（无靠磨） φ30端面1V两端中心孔2V键1V φ22外圆 凸轮磨床120 滚齿 φ30端面3V两端中心孔2V键1V φ22外圆130 清洗 φ30与1IN 之间非加工面2Vφ31与3EX 之间非加工面2V 无夹紧工艺特点发动机凸轮轴工艺特点：（1） 毛坯硬度高 （冷激区HRC45 非冷激区HB229~302）（2） 生产节拍 分钟（3） 轮轴数控车床用于支撑轴颈的粗加工（4） 凸轮部分在铸造时冷激，不需加工后淬火（5） 凸轮采用粗、精磨加工，以磨代车，凸轮轮廓直接磨削（6） 凸轮精加工采用全数控无靠磨磨削（7） 加工中主要定位基准中心孔采用打孔后修磨，保证加工质量工艺先进性分析：1)磨削密集型工艺－外圆、轴颈、端面及凸轮均采用磨削方法[5]凸轮的外圆、轴颈、端面及凸轮的粗精加工均采用磨削方法。