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1、插头铜棒的工艺分析与加工 声 明 本人所呈交的 插头铜棒的工艺分析与加工，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 2014年3月20日 【摘要】本综合实践报告主要是对插头铜棒的加工工艺的分析和对加工插头铜棒需要的凸轮的设计的研究，其中加工工艺方面主要是对插头铜棒图纸的分析，工艺路线的安排，刀具的选择，加工内容的分析，工艺卡的制作，凸轮设计方面主要是对各把刀所需要的凸轮的设计研究，主要有凸轮的高度和角度
2、的设计研究，这些都需要参考机床厂配置的那本说明书，不然真的是无从下手，这本说明书讲解了凸轮的设计，我把书里的内容都拍成照片放到本综合实践报告里了。经过我半年的努力我终于研究出了凸轮的设计，凸轮的设计还是挺复杂的，但是只要刻苦钻研还是有收获的，只要按照说明书上的设计例来设计凸轮就行了，不然会变的很复杂，自己也会搞不懂了。 【关键词】：凸轮设计；工艺分析；加工目录引言1一、插头铜棒的工艺分析2（一）图纸分析2（二）制定工艺路线3（三）加工设备选用3（四）毛胚的选用5（五）刀具和切削用量选用6（六）制定工艺卡9二、插头铜棒的加工11（一）插头铜棒凸轮的设计11（二）插头铜棒凸轮的制作22总结23参考
3、文献24谢辞25引言 随着工业的发展，自动车床也出现了，它不仅生产产品速度比其它车床快，而且精度也可以保证，唯一的缺点就是做出来的产品表面粗糙度较差，但是这些并不影响自动车床的地位，凸轮式自动车床主要就是凸轮在控制着机床的运作，就是因为凸轮式自动车床受人们喜爱，所以设计凸轮也变得非常重要了，为了设计出自己的产品，我不得不查看机床说明书，研究凸轮的设计，这样才能让自动车床做出我设计出来的产品。要学会凸轮的设计，必须先会产品的工艺分析，然会安排工艺路线，还要学习机床说明书里的凸轮高度的计算，切削速度计算，主轴转数的选择，不生产角度和生产角度的计算，各生产工程所需主轴回转数的计算，进刀量的选择，凸轮
4、展开图的绘画，等等，只要学会了这些你就会凸轮设计了，接下来是我这半年来对凸轮设计的刻苦研究的成果，只要看懂我的成果，相信你也会凸轮设计了。1一、插头铜棒的工艺分析（一）图纸分析1.插头铜棒图纸如图1-1所示。图 1-1 零件图22.分析图纸插头铜棒的图样见图1-1，该插头铜棒主要有喇叭口，倒角，滚花，3.0部位组成。加工内容如表1-1所示：表 1-1 加工内容内容要求（mm）喇叭口孔深7.5（+0.30/-0.30） 口径4.0（0/-0.10）倒角R2.55总长27.5（0/-0.10）滚花大小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）顶高2.05（+0.30/-0.30）E部位21.8（0/-0.10）（二）制定工艺路线1.备料：5.08*2725的原料。2.车削喇叭口：先车喇叭边再车斜边。3.车削3.0部位：先车3.0部位外径再车长度。4.插削滚花部位：刀宽和切削一样，一刀切进再退回。5.打孔：半月刀一刀完成打孔。6.压花：滚花刀一刀完成压花。7.倒角：切车刀一刀完成倒角。8.切断：R刀一刀完成切断。（三）加工设备的选用选用佛山市琦锋机械有限公司生产的G-1525A型高速精密自动车床作为加工设备，该机床主轴系采用特殊钢经热处理及精密研磨制成，配有五组刀具，配有微调螺丝使工作物达到高精度，滑板系滑面经特殊处理研磨而成
6、。二轴装置采用电磁离合器，带动攻牙主轴，利用高速回转与机械主轴同方向之回转差而进行攻牙加工，二轴可摇动变换加工，铰孔，钻深孔，攻内，外牙可同时一次加工完成。径切削时使用板凸轮，轴向切削时则使用钟型凸轮，凸轮轴可在中间轴头处分为二，方便更换凸轮，故组合变换可在短时间完成，效能高，可随需要变换为手摇旋转。1.机床主要技术参数机床主要技术参数如表1-2所示：3表1-2 机床主要技术参数表规格G-1525A刀具架数5尾轴数2最大加工直径15mm最大加工长度30mm钻孔最大直径10mm钻孔最大深度30mm攻牙最大直径黄铜M10*P1.25主轴转速1600-8600rpm主轴回转速度变换数5steps凸轮
7、轴转速1.2-30rpm凸轮轴回转速度变换数15steps主轴马达2HP（1.5KW）切削油泵浦马达1/4HP油槽40L主轴中心高度1080mm车床尺寸L1500*W750*H450mm机械重量850KG包装尺寸L1700*W850*H1600mm2.机床外观G-1525A型高速精密自动车床床身如图1-2所示。图 1-2 G-1525A型高速精密自动车床床身图43.机床刀架G-1525A型高速精密自动车床刀架如图1-3所示。图 1-3 G-1525A型高速精密自动车床刀架图（四）毛胚的选用1.毛胚介绍选用直径为5.08mm长度为2520mm的材料为黄铜的棒状毛胚作为原料，切削性能较好。2.毛胚
8、图片插头铜棒毛胚尾部如图1-4所示。图 1-4 插头铜棒毛胚尾部图5插头铜棒毛胚头部如图1-5所示。 图 1-5 插头铜棒毛胚头部图插头铜棒毛胚全身如图1-6所示。图 1-6 插头铜棒毛胚全身图（五）刀具和切削用量的选用所有刀具材料都是钨钢刀，所有切削用量都取0.05mm/rev。1.插刀的介绍插刀是用来切削滚花部位的刀具，是在压花前先用插刀切削，随后再用滚花刀压花。这把刀右上角是切削刃，其它部位都是0度。插刀如图1-7所示。6图 1-7 插刀图2.3.0刀的介绍3.0刀是用来切削喇叭口径和3.0部位的刀具，它先切削喇叭口径在切削3.0部位，刀面有个60度的斜角是用来切削喇叭口的斜身的，3.0
9、刀如图1-8所示。图 1-8 3.0刀图3.半月刀的介绍半月刀是用来钻孔的刀具，刀宽1.8，头部是尖的，半月刀装在尾座上，用来钻喇叭孔，半月刀如图1-9所示。图 1-9 半月刀图4.R刀的介绍7R刀这把刀有个R2.55的圆弧，是用来切削R2.55部位的刀具，它是最后切削的刀具，所以也叫切断刀，R刀如图1-10所示。图 1-10 R刀图5.切车刀的介绍切车刀是在切断刀切断前进行切削的，它先切掉切断时要切削的一部分材料，防止R刀切不动，切车刀切完就是R刀切削，切车刀如图1-11所示。图 1-11 切车刀图6.滚花刀的介绍滚花刀是用来压花用的，在插刀切削完后它就进行压花，滚花刀如图1-12所示。图1
10、-12 滚花刀图8（六）制定工艺卡1.工序清单插头铜棒工序清单如表1-3所示： 表1-3 插头铜棒工序清单零件号：1工艺版本号：0工艺流程卡_工序清单页码：1页数：2工序号工序内容工位零件号：1版本：01备料（黄铜，直径5.08mm，长2520mm棒料）外协零件名称：插头铜棒2车削零件自动车床材料：黄铜材料尺寸：直径5.08mm*2520mm棒料更改号更改内容批准日期012.工艺卡插头铜棒工艺卡如表1-4所示：表 1-4 插头铜棒工艺卡零件号：2工序名称：车削零件工艺流程卡_工序单材料：黄铜页码：2工序号：2夹具：筒夹工位：自动车床刀具参数设置刀具号刀具名称加工内容主轴转速（rpm）进给速度（
11、mm/rev）13.0刀喇叭口边，3.0部位55000.052切车刀倒角55000.053滚花刀压滚花55000.054R刀切断55000.055插刀滚花部位55000.056半月刀钻孔55000.05零件尺寸图9二、插头铜棒的加工（一）插头铜棒凸轮的设计机床刀架的配置如表2-1所示：表 2-1机床刀架的配置刀具刀具作用旋回腕挡材料，定长度尾座穿孔、接料一号刀喇叭口外径3.0部位二号刀倒角三号刀压花四号刀切断五号刀滚花部位1.决定工程顺序筒夹开闭。旋回腕下降。5号刀切削。1号刀切削喇叭口边，尾座翻转，旋回腕上升。半月刀前进，1号刀扫喇叭口边，5号后退，半月刀钻孔，1号刀切削3.0部位。1号刀扫
12、3.0部位长度，3号刀压花，半月刀后退，旋回腕下降（总长），筒夹开闭，1号刀后退，尾座翻转。3号刀后退，旋回腕上升（总长），2号刀前进，1号刀长度后退。4号刀前进，接料管前进接料。2号刀后退。4号刀后退，接料管后退。注：写在同一行的基本同时开始进行加工。2.不生产角度及凸轮高度的决定不生产角度：不生产工程的角度。10不生产角度及凸轮高度如表2-2所示：表 2-2不生产角度及凸轮高度表工程顺序工程不生产角度（不生产工程角度）凸轮高度（mm）1筒夹开闭40度2旋回腕下降10度35号刀切削生产工程（10度）0.5441号刀切削喇叭口边尾座翻转旋回腕上升生产工程（10度）参考图2-2凸轮图（54度）1
13、0度1.625半月刀前进1号刀扫喇叭口边5号后退半月刀钻孔1号刀切削3.0部位20度生产工程（50度）10度生产工程（134度）生产工程（9度）2575.546.251.561号刀扫3.0部位长度3号刀压花半月刀后退旋回腕下降（总长）筒夹开闭1号刀后退尾座翻转生产工程（52度）生产工程（5度）10度10度40度10度参考图2-2凸轮图（30度）7.250.4531.2518.12（1.62mm+5mm*3+1.5mm）18.12（1.62+1.5+3(凸轮杠杆传动比)*5mm）73号刀后退旋回腕上升（总长）2号刀前进1号刀长度后退10度10度参考图2-1凸轮图（30度）10度7.95(0.45
14、+1.5(凸轮杠杆传比)*5mm)14.251184号刀切削接料管前进接料生产工程（54度）40度（360度-270度-10度=80度/2=40度）4.5645（机器固定）92号刀后退参考图2-1凸轮图（25度）104号刀后退接料管后退10度40度（和前进一样）12.06（4.56+1.5(凸轮杠杆传动比)*5mm）45（机器固定）穿孔工程留到后面算，这里只是先写着不理它 ，每把刀在前进时留出5mm的空隙。图2-1 凸轮图图2-2 凸轮图工程顺序1各生产工程凸轮高度的计算 筒夹开闭不用计算凸轮高度。 工程顺序2各生产工程凸轮高度的计算旋回腕下降不用计算凸轮高度。工程顺序3各生产工程凸轮高度的计
15、算125号刀切削是为滚花刀压花做切削准备，切削距离=（5.08mm-4.0mm）/2=0.54mm=0.54mm，进刀量=0.05mm/rev（之后的所有进刀量都取0.05mm/rev）。进刀量选取如表2-3所示：表 2-3 进到量选取表凸轮高度=0.54X1=0.54mm，凸轮杠杆传动比如表2-4所示：表 2-4 凸轮杠杆传动比表工程顺序4各生产工程凸轮高度的计算1号刀切削喇叭口边切削距离=（5.08-4.0）/2=0.54mm，凸轮高度=0.54X3=1.62mm，凸轮杠杆传动比如表2-5所示：13表 2-5 凸轮杠杆传动比表工程顺序5各生产工程凸轮高度的计算！半月刀前进距离为30mm，凸
16、轮高度=30X1/1.2=25mm，凸轮杠杆传动比如表2-6所示：表 2-6 凸轮杠杆传动比表14不生产角度取30度如表2-7所示，多取5度是为了做切削前停留。表 2-7 不生产角度表1号刀扫喇叭口边切削距离=2.8mm（公司规定），凸轮高度=2.8mmX2.5=7mm，凸轮杠杆传动比如表2-8所示：表 2-8 凸轮杠杆传动比表！半月刀钻孔深度为7.5mm，凸轮高度=7.5X1/1.2=6.25mm，凸轮杠杆传动比如表2-9所示。1号刀切削3.0部位切削距离=（4.0mm-3.0mm）/2=0.5mm，凸轮高度=0.5mmX3=1.5mm，凸轮杠杆传动比如表2-5所示。工程顺序6各生产工程凸轮
17、高度的计算1号刀扫3.0部位长度切削距离=5.7mm（公司规定）-2.8mm=2.9mm，凸轮高度=2.9mmX2.5=7.25mm，凸轮杠杆传动比如表2-8所示。15半月刀后退凸轮高度=25mm（半月刀前进凸轮高度）+6.25mm（半月刀钻孔凸轮高度）=31.25mm。3号刀压花切削距离=0.3mm（公司规定），凸轮高度=0.3mmX1.5=0.45mm，凸轮杠杆传动比如表2-9所示：表 2-9 凸轮杠杆传动比表工程顺序7各生产工程凸轮高度的计算1号刀长度后退凸轮高度=5.7mm（公司规定）X2.5=14.25mm，凸轮杠杆传动比如表2-8所示。工程顺序8各生产工程凸轮高度的计算。4号刀切削
18、切削距离=2.54mm+0.5mm=3.04mm。凸轮高度=2.54mm+0.5mm=3.04mmX1.5=4.56mm，凸轮杠杆传动比如表2-10所示：16表 2-10 凸轮杠杆传动比表工程顺序10各生产工程凸轮高度的计算4号刀后退凸轮高度和4号刀前进一样。打！的那行不管它，后面有用。3.生产角度的计算生产角度：生产工程的角度。生产角度=360-不生产角度并由各生产工程的主轴回转数求出各工程所需要生产角度依照公式生产角度=360-170=190。4.各生产工程所需主轴回转数的计算公式：N=E/tN=要完成各一项生产工程所需的主轴回转revE=切削距离 单位：mmt=进刀量 单位：mm/rev
19、工程顺序3：5号刀切削：N=0.54（切削距离）/0.05（进刀量）=10.8rev。工程顺序4：1号刀切削喇叭口边：N=0.54（切削距离）/0.05（进刀量）=10.8rev。工程顺序5：1号刀扫喇叭口边：N=2.8（切削距离）/0.05（进刀量）=56rev。半月刀钻孔：？N=7.5（切削距离）/0.05（进刀量）=150rev。1号刀切削3.0部位：N=0.5（切削距离）/0.05（进刀量）=10rev。17工程顺序6：1号刀扫3.0部位长度：N=2.9（切削距离）/0.05（进刀量）=58rev。3号刀压花：N=0.3（切削距离）/ 0.05（进刀量）=6rev。工程顺序8：4号刀切
20、削：N=3.04（切削距离）/0.05（进刀量）=60.8rev。总共=212.4rev。打问号的是穿孔工程不理它后面算。5.算出各生产工程所需度数除穿孔工程外其它生产工程生产角度的计算公式：r=（aXn）/n的合计n=主轴回转数r=各生产工程所需角度数a=生产角度工程顺序3：5号刀切削：r（各生产工程所需角度数）=190（生产角度）X 10.8（主轴回转数）/212.4（主轴回转数合计）=10度。工程顺序4：1号刀切削喇叭口边：r（各生产工程所需角度数）=190（生产角度）X 10.8（主轴回转数）/212.4（主轴回转数合计）=10度。工程顺序5：1号刀扫喇叭口边：r（各生产工程所需角度数
21、）=190（生产角度）X 56（主轴回转数）/212.4（主轴回转数合计）=50度。半月刀钻孔：？r（各生产工程所需角度数）=190（生产角度）X150（主轴回转数）/212.4=134度。1号刀切削3.0部位：r（各生产工程所需角度数）=190（生产角度）X10（主轴回转数）/212.4（主轴回转数合计）=9度。工程顺序6：1号刀扫3.0部位长度：r（各生产工程所需角度数）=190（生产角度）X 58（主轴回转数）/212.4（主轴回转数合计）=52度。3号刀压花：r（各生产工程所需角度数）=190（生产角度）X 6（主轴回转数）/212.4（主轴回转数合计）=5度。工程顺序8： 4号刀切削
22、：r（各生产工程所需角度数）=190（生产角度）X 60.8（主轴回转数）/212.4（主轴回转数合计）=54度。打问号的是穿孔工程不理它后面算。 穿孔工程生产角度的计算穿孔工程生产角度的计算如表2-11所示：18工程不生产角度（不生产工程角度）凸轮高度（mm）工程1-4已计算，角度小计124度（40+10+10+54+10）半月刀前进20度25穿孔切削距离=7.5mm，凸轮高度=7.5X1/1.2=6.25mm，凸轮杠杆传动比见表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已计算 角度小计110度（40度*2+30度）合计264度表 2-11 穿孔工程不生
23、产角度计算表注：不生产角度的计算参照表2-2凸轮高度及不生产角度表。公式：n（穿孔工程主轴回转数）=（穿孔工程的角度Xn的合计）/生产角度穿孔工程生产角度=360-264=96。n（穿孔工程主轴回转数）=（96X212.4rev）/190=107revt（进刀量）=7.5（切削距离）/107=0.07mm6.生产速度的计算公式：Cn=（360X n的合计）/nn=主轴回转数Cn=凸轮转一回转时的主轴回转rev因此生产速度Pr=N/CnN=主轴回转数rpmCn=（360X212.4rev）/190=402revPr=5500/402=13个Pr=每分钟机器做多少个零件。主轴转速选择5500rpm
24、参照表2-12。19表 2-12 主轴转速选择参照7.作图作图其实就是把以上设计的凸轮大致画在草图上方便制作凸轮，各把刀凸轮展开图如图2-3所示，这些都是各把刀凸轮展开图。图上横的是凸轮角度，竖的是凸轮高度，上面写好了是哪把刀的凸轮。角度表示刀具工作或停留时间，凸轮高度决定了刀具的前进或切削距离。20图 2-3 各把刀凸轮展开图怎么画凸轮图：根据之前我们算出来的凸轮度数和凸轮高度，按照工程顺序把每把刀的凸轮画出来，凸轮顺序的安排还要根据尾座和2号刀凸轮的度数安排。解释凸轮图：图上没一条横过来画的线代表一个凸轮，其中1号刀配有2个凸轮，一个是切削外径用的，另一个是切削长度用的，横着的线是0度，代
25、表那把刀正在停留，斜上或斜下去的线代表那把刀在前进或后退，凸轮工作顺序是从左到右看，要保证尾座的翻转和旋回腕旋回和半月刀前进后退和接料管前进后退配合得当，这样才不会出现异常，这就需要选择适当的停留前进度数了。（二）插头铜棒凸轮的制作设计完插头铜棒的凸轮后，接下来就是凸轮的制作了，制作完凸轮就可以把做好的凸轮装到机器上做产品了，由于条件有限，我们只要把设计好的凸轮拿给别人制作就行了，在这里就不详细研究了。22总结经过了半年的工作和学习，我不仅对工作越来越熟练，而且也在业余时间学会了，凸轮的设计，凸轮的设计说难不难，说容易也不容易，但是我还是成功学会了凸轮设计，我学会了凸轮设计里的主轴转速选择，进
26、刀量的选择，工程顺序的安排，切削速度的计算，各生产工程主轴回转数的计算，各生产工程生产角度的计算，学会了看专业的图纸，分析专业的图纸，各工程凸轮高度的计算，各把刀切削距离的计算、选择，凸轮展开图的绘画，等到我学会了这些，我才发现当初一看就觉得不可能的事还是可以实现的，这都多亏了我的不懈努力和刻苦精神。在学会凸轮设计的过程中也遇到了不少的困难，但是这些都不能阻止我前进的步伐，我凭着自己刻苦的精神，在工作业余找时间自己研究，还多次向厂里的专业人员请教，这样才有了我今天的成果，这一路过来真是不容易啊！23参考文献1吴少华，顾涛，季业益.首件加工与调试M.苏州工业职业技术学院.2012年2琦锋机械有限公司.高速精密自动车床使用说明书M.琦锋机械有限公司.2008年25