本科生毕业设计 4 重点工序的夹具、刀具、检具的设计及设备的选择
其特点：
① 只有两个刀齿；
② 直径精度：e8→加工槽宽精度为H9的键槽，d8→加工槽宽精度为N9的键槽；
③ 端面刃为主刀刃，圆周刃为副刀刃，能轴向进给； ④ 刀具重磨时只磨端面刃（直径不变）。 (2) 键槽铣刀的设计
根据本工艺过程的特点和凸轮轴技术要求，选择直径为8mm的直柄键槽铣刀，其各尺寸如图4-4所示：
图4-4 直柄键槽铣刀
主要技术指标：
材料为：硬质合金钢
直径：8mm；总长：50mm；刃长：14mm 螺旋方向：右旋 螺旋角：30° 刀刃数：两个
换刀频次：80～100件/次 (3) 使用说明
① 刀具在使用前，必须洗净防锈油脂，以免切屑粘在刀刃上影响切削性能。 ② 被加工工件表面应平直，不得有砂眼或硬质点，以免刀具受损伤。 ③ 铣削前的键槽铣刀应达到所需的位置精度。
④ 切削液：根据加工对象选择不同的切削液，冷却应充分。
注意事项：在加工时出现有异常情况应立即停止，查清原因后方可加工。
4.3重点工序检具的设计
4.3.1检具设计概述
检具是企业在工业生产上用于控制产品的各种尺寸（例如空间尺寸、孔径
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等）的简捷工具，控制质量以及提高生产效率等，其适用于大批量生产的产品，如汽车零部件，以替代专业测量工具。本次柴油机凸轮轴的工艺过程中，几乎每一道工艺都运用了检具、量具进行检验工件，如游标卡尺、深度尺、偏摆仪、百分表等。本次毕业设计选取了铣键槽工艺的检具键槽塞规进行简单说明。
4.3.2键槽塞规设计
键槽是凸轮加工的角向定位基准，在装配过程中，也是凸轮轴与发动机的装配基准，因此其质量的好坏影响很大，不仅加工过程要求高，检验过程也是很重要的，所以好的检具对于加工一个高质量的零件变得十分重要。凸轮轴键槽主要与键进行过盈配合连接柴油机，其两侧面在连接中传递扭矩和角向定位的作用的工作面。本次毕业设计键槽的技术要求如图5-1所示。
键槽塞规主要用来检验键槽宽度的一个简捷工具，结构简单，通常是具有准确尺寸和形状的块体平板，利用键槽塞规的通端和止端控制工件尺寸使之不超出公差带。其材料采用T10A，总长为80mm，止端长35mm，止端宽度8-0.003，通端7.97-0.003，平行度为0.003，周边倒角为0.5×45°，粗糙度Ra0.4，测量面经过热处理硬度为55～60HRC，测量面不应有锈迹、毛刺、黑斑、划痕等明显影响外观和使用质量的缺陷。键槽塞规通端作为一个制造精度比较高，但还是有一定误差，误差为0.003mm。使用过程中键槽塞规会不断磨损，因此必须留一定的磨损余量以保证其使用寿命。键槽塞规通规的尺寸应小于设计的最小极限尺寸7.964mm，其平行度也应比键槽低。其公差带图和设计图如下图所示。
图4-5塞规公差带
图4-6键槽塞规设计图
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4.4重点工序设备的选择
4.4.1重点设备概述
加工设备的选择作为工艺过程中重要的一环，其正确选择对于工件的加工很重要。本次设计工艺的设备非常多，有车床、铣床、钻床、数控磨床以及热处理设备等，这些都是对生产成本、生产效率等有着直接的影响。下面主要选取铣键槽工艺过程中运用刀的设备选择进行介绍。
4.4.2重点工序设备的选择
在铣凸轮轴键槽工艺过程中，其技术要求如图4-1所示，键槽深度4mm，键槽长度14mm，键槽宽度8-0.036，键槽两侧壁面表面粗糙度为Ra3.2，平行度为0.02，键槽中心线两侧对称度0.03。设备选用立式铣床X5030C，技术参数如表5-1所示。
表5-1立式铣床X5030C技术参数
工作台台面尺寸 工作台最大承重 T型槽（槽数×槽宽×槽距） 纵向X 工作台行程 横向Y 垂向Z 工作台中心至主导轨面距离 立铣头最大回转角度 主轴端面至工作台面距离 主轴中心到床身垂直导轨面距离 刀杆直径 主轴套筒行程 主轴锥孔 主轴变速级数 主轴变速范围 工作台进给级数 纵向 工作台机动进给范围 横向 垂向 工作台快速进给范围 纵向 300×1250mm 250Kg 3×14×63mm 750mm 265mm 410mm 152-322mm ±45° 60-470mm 290mm 27mm 70mm 7:24 No.40 12Steps 35～1600r/min 12级 15～800mm/min 15～800mm/min 6～270mm/min 2100mm/min 0
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本科生毕业设计 4 重点工序的夹具、刀具、检具的设计及设备的选择 横向 垂向 主电机功率 2100mm/min 880mm/min 4kw 0.75kw 1650×1540×1920mm 1800Kg 380/50V/Hz 进给电机功率 机床外形尺寸 机床重量 电压/频率
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本科生毕业设计 5 结论
5 结论
本次毕业设计主要介绍了柴油机凸轮轴的加工工艺过程，以柴油机F3000凸轮轴为例进行了详细的工艺设计，根据毕业设计任务要求对柴油机凸轮轴的毛坯设计、热处理工艺、机械加工工艺及重点工序的夹具、检具、刀具进行了设计，最后对重点工序的设备进行了选择。通过这次工艺设计，让我对机加工艺方面的知识有了更加深刻的理解。
凸轮轴作为配气机构的关键部件，其外形复杂，技术要求很高，因此在加工过程中合理的选材、合理的定位基准的选择、合理的热处理工艺、专用夹具检具刀具的设计以及设备的选择变得非常重要，在本次设计过程中，选用的材料为45钢棒材，第二道工序铣端面打中心孔凸轮轴实际加工选取的粗基准为凸轮轴支承轴颈的毛坯外柱圆面及其一个侧面，然后后面的加工精基准的选择是中心孔。凸轮轴的热处理主要是正火和淬火，凸轮轴的支承轴颈和进排气凸轮表面进行中频淬火，凸轮顶部淬火层不小于4等。在专用刀具夹具检具方面及设备选择上，主要选取了铣键槽工艺进行详细介绍，刀具设计上主要介绍了键槽铣刀以及它的技术要求和使用说明；检具设计上主要介绍了键槽塞规以及它的公差带的计算；夹具设计上主要介绍了铣键槽夹具的部件及原理；设备选择上主要介绍了立式铣床X5030C技术参数。
本毕业设计以柴油机F3000凸轮轴加工工艺为例，制定了相应工艺，绘制了工艺图，可直接指导生产过程加工，根据工艺生产的产品加工质量达到产品图纸要求、加工效率得到高、生产成本得到降低，对企业的实际生产有着重要的意义。
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