沟槽凸轮的机加工工艺分析

栗永非

（新乡职业技术学院，河南 新乡 453000）

在机械加工中毛坯的种类有很多，如锻件、铸件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。最常用的毛坯是铸件和锻件，而本文所研究的对象——某沟槽凸轮在工作中要承受重载荷、冲击载荷或交变载荷，应选用锻件作为毛坯，因为锻件的强度与冲击韧度高，该锻件的材料选用合金钢。

锻造方法有自由锻、模锻与胎膜锻和精密锻造等几种。其中，自由锻生产效率低、锻造精度低、表面质量差、加工余量大，但成本较低，适用于单件小批量生产及大型锻件生产；模锻生产效率高、锻造精度高、表面质量好、加工余量小，可锻造较复杂的锻件，但成本较高，适用于成批大量生产中小型锻件；胎膜锻介于自由锻与模锻之间，适用于中小批生产小型锻件。

1 确定毛坯的制造形式

提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。因此我们要注意材料的工艺性能、毛坯的尺寸形状和精度要求、零件的生产纲领采用新技术新工艺新材料的可能性。

综合以上两种因素来考虑我们生产的零件应该是采用锻造的方式生产锻造毛坯。确定该零件的材料为KTH300-06，该材料具有良好的加工切削性能。

2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

毛坯余量的确定，加工余量可以由《机械制造技术基础课程设计指导教程》查到。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工

（1）公差等级。由弹簧吊耳的功用及其技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。

（2）锻件重量。已知机械加工后某沟槽凸轮的重量为2.6kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为3.2kg。

（3）适用范围。国标规定了圆形，柱雷和盘类自由锻件的机械加工余量与公差，对某沟槽凸轮零件图进行分析计算，可大致确定适合范围（0.1D≤H≤D）盘类。

（4）锻件分模线形状。根据某沟槽凸轮的形位特点，故选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线，图1为某沟槽凸轮锻造毛坯图。

图1 零件毛坯图

由沟槽凸轮零件图可知，该零件各加工表面的粗糙度Rα均大于1.6μm。根据上述各因素，可查表确定该锻件的尺寸公差及机械加工余量，毛坯尺寸公差及机械加工余量，宽度为：6±2，直径为：7±2。

3 某沟槽凸轮的技术要求

该沟槽凸轮的沟槽侧面的垂直度公差为0.06，配合精度为H7，表面粗糙度为1.6。中心孔的垂直度公差为0.006，孔的配合精度为H7，表面粗糙度为1.6。其他部位的表面粗糙度为3.2。去毛刺，倒圆角，并进行热处理，使零件达的综合性能达到零件的使用要求。

4 某沟槽凸轮零件的工艺路线拟定

工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。拟定工艺路线的第一步确定定位基准，先考虑精基准来加工各表面，在选择粗基准把精基准的表面先加工出来。

某沟槽凸轮零件加工工序包过：切屑加工工序、铣屑加工工序和辅助加工工序，这些工序都直接影响到零件的加工质、量生产效率和加工成本。

采用普通的机械车床加工方法：

工序一：下料

工序二：以φ150的外轮廓为粗基准铣某沟槽凸轮的两端面

工序三：以φ150的外轮廓为粗基准粗车某沟槽凸轮的外轮廓

工序四：以φ150的外轮廓为粗基准钻、扩、铰孔

工序五：以φ12的中心孔为精基准半精铣、精铣某沟槽凸轮的两端面

工序六：以φ12的中心孔为精基准半精车、精车某沟槽凸轮的外轮廓

工序七：以φ12的中心孔为精基准铣沟槽

工序八：倒角、去毛刺

工序九：入库

5 结论

在进行沟槽凸轮零件沟槽粗铣加工工序时，φ150外圆端面已经粗铣，以φ150外轮廓已经粗车，故选沟槽凸轮以φ150外圆端面作为定位基面。并使用一端面外圆组合基准定位，以三爪卡盘为第一定位基准限制工件的四个自由度，端面应一点接触，限制一个自由度，工件以以φ150外圆及端面为定位基准，在带三爪卡盘和支撑板上实现定位。夹紧时，由三爪卡盘夹紧以φ120外圆。