【文章內(nèi)容簡介】 節(jié)是車輛轉(zhuǎn)向系的重要部件之一，運行工況比較復(fù)雜，使用是否安全可靠，直接危及人、車安全。由于其使用環(huán)境的特殊性，故要求其轉(zhuǎn)向節(jié)的使用壽命應(yīng)達(dá)到 5萬小時以上。轉(zhuǎn)向節(jié)承受轉(zhuǎn)向輪的負(fù)載，以及路面?zhèn)鬟f來的沖擊力，同時還傳遞來自轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向力實現(xiàn)對汽車行使方向的控制。因此， 在強(qiáng)度，抗畢業(yè)設(shè)計 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計 共 24 頁 第 9 頁 沖擊性、疲勞強(qiáng)度以及可靠性方面都有很高的要求，基于此，對于其研究具有極其重大的意義。 1． 工藝分析的流程與方法 本次課題是 對汽車轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行數(shù)控車加工的工藝過程設(shè)計，并根據(jù)工藝流程制編相應(yīng)的工序卡片，制定工藝路線時候需要考慮的問題有怎樣選擇定位基準(zhǔn)，怎樣確定加工方法，怎樣確定加工順序以及熱處理，檢驗等其他工序。因此在對所加工的零件進(jìn)行加工工藝分析的時候就需要編寫詳細(xì)的機(jī)械加工工藝流程，注明工序與工步以及加工簡圖，檢驗方法，技術(shù)要求，生產(chǎn)設(shè)備主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量，加工余量等等方面來分析。 轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu) 與工藝性分析 此次設(shè)計分析的零件為汽車轉(zhuǎn)向節(jié)，是連接方向盤轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向傳動軸的零件，它是汽車轉(zhuǎn)向系的一部分。零件工作時承受的壓力和扭矩很大，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 轉(zhuǎn)向節(jié)叉形部分的主銷孔用于插入主銷，使轉(zhuǎn)向節(jié)與前橋的前梁左右拳部連接為一體。轉(zhuǎn)向節(jié)軸桿部分的兩個外圓軸頸用于安裝兩個圓錐滾子軸承。兩個圓錐滾子軸承的外圓則安裝在前輪轂的軸承孔中，而前輪轂與前輪輻、前輪胎和前制動器是連接為一個整體的。由此可見，轉(zhuǎn)向節(jié)是連接汽車前梁和前輪的一個必不可少的關(guān)鍵零件。因此，轉(zhuǎn)向節(jié)的制造必須全面達(dá)到設(shè)計圖樣和各項技術(shù)條件的要求。 畢業(yè)設(shè)計 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計 共 24 頁 第 10 頁 基準(zhǔn)的定義 基準(zhǔn)是 機(jī)械 制造中應(yīng)用十分廣泛的一個概念，機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計時零件尺寸的標(biāo)注，制造時工件的定位，校驗時尺寸的測量，一直到裝配時零部件的的裝配位置確定等，都要用到基準(zhǔn)的概念?；鶞?zhǔn)就是用來確定生產(chǎn)對象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點，線或面。 在工件加工的工序圖中，用來確定本工序加工表面位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。可通過工序圖上標(biāo)注的加工尺寸與形位公差來確定工序基準(zhǔn)。在零件圖 上或?qū)嶋H的零件上，用來確定其它點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面，稱為基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)的選擇原則 關(guān)于定位基準(zhǔn)有幾種不同看法。我所在學(xué)校選用的書采用下述觀點：當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)面（圓柱面、圓錐面、球面等）與定位元件接觸或配合時，工件上的回畢業(yè)設(shè)計 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計 共 24 頁 第 11 頁 轉(zhuǎn)面成為定位基面，其軸線稱為定位基準(zhǔn)。 工件以平面與定位元件接觸時，工件上那個實際存在的面試定位基面，她的理想狀態(tài)（平面度誤差為零）是定位基準(zhǔn)。如果工件上的這個平面是精加工過的，形狀誤差很小，可認(rèn)為定位基面就是定位基準(zhǔn)。同樣，定位元件以平面限位時如果這個面得形狀誤差很 小，也可認(rèn)為限位基面就是限位基準(zhǔn)。 粗精基準(zhǔn)的選擇原則 定位基準(zhǔn)的選擇合理與否，將直接影響所制訂的零件加工工藝規(guī)程的質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)，往往會增加工序，或使工藝路線不合理，或使夾具設(shè)計困難，甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。 定位基準(zhǔn)有精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)之分，用毛坯上未經(jīng)加工的表面做定位基準(zhǔn)，這樣的定位基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)；用加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時既要先根據(jù)零件的加工要求選擇精基準(zhǔn)，然后再考慮選用哪一組表面作為粗基準(zhǔn)才能把精基準(zhǔn)加工出來。 粗基準(zhǔn)的選擇原則 對于轉(zhuǎn)向節(jié)的粗基準(zhǔn)而言，以轉(zhuǎn)向節(jié)支承軸頸的毛坯表面作粗基準(zhǔn)來 車削端面 及 軸承孔 ，再以 軸承孔 為基準(zhǔn)，來加工 內(nèi)側(cè)孔和溝槽 ，符合基準(zhǔn)不重復(fù)原則，所以， 在此次的分析中選擇前 轉(zhuǎn)向節(jié)支撐軸頸的毛坯表面為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇原則 1．基準(zhǔn)重合原則 ， 應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。 2. 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 ， 選擇 用同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的加工表面，以保證各加工表面之間的相對位置關(guān)系。 3. 互為基準(zhǔn)原則 ， 當(dāng)工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法。 畢業(yè)設(shè)計 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計 共 24 頁 第 12 頁 4. 自為基準(zhǔn)原則 ， 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為精基準(zhǔn)。 在 數(shù)控車 加工過程中，是以轉(zhuǎn)向節(jié)支撐軸頸的毛坯表面作粗基準(zhǔn)來加工 軸承孔和端面，并且是以 軸承 孔為統(tǒng)一的基準(zhǔn)來進(jìn)行其他表面的加工，因此可以選擇軸承孔的中心作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，因此在此次的加工中 可以作為精基準(zhǔn)。 形位公差和加工要求 的分析 零件的機(jī)械加工過程中不僅會產(chǎn)生尺寸誤差，還會產(chǎn)生形狀誤差和位置誤差加工后的零件不僅有尺寸誤差，構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面的實際形狀或相互位置與理想幾何體規(guī)定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這種形狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差 在此次的數(shù)控車加工轉(zhuǎn)向節(jié)的課題中， 主要形位公差要求如下： 圓柱度 垂直 度 ○ ⊥ A 畢業(yè)設(shè)計 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計 共 24 頁 第 13 頁 四 、機(jī)床的選擇原則 普通機(jī)床的優(yōu)點是加工靈活性大，適 應(yīng)性強(qiáng)，對人的技術(shù)要求很高，易于維護(hù)，但加工精度不高，容易受到人為因素的影響，另外工人的勞動強(qiáng)度大。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)較高的加工精度（普通的加工精度能達(dá)到 ），而且批量加工時不考慮刀具影響的話，尺寸一致性好，工人的勞動強(qiáng)度低，對工人的技術(shù)要求不高，但是數(shù)控加工的靈活性相對于普通車床來說很差，很多普車能隨便拿來就能加工的零件相對數(shù)控車來說難度很大，首先需要有較高的編程水平，既然是編程就需要時間，所以數(shù)控不適合用來加工單件，數(shù)量少的零件，雖然現(xiàn)在有很多自動編程軟件，但是與實際要求的還是有些差距的， 在機(jī)床的利用率上自動編程軟件還是有些不太實用，不能很好的發(fā)揮機(jī)床的效率。關(guān)于數(shù)控的發(fā)展，還是要看社會環(huán)境的，總的來說，現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)越來越往高智能方向發(fā)展了。對人的依賴程度會越來越低，但是在以后很長一段時間內(nèi)普通機(jī)床是不會退出歷史舞臺的。 綜合考慮普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的特點，又考慮到本產(chǎn)品是批量生產(chǎn)，所以選擇 CY— K6150 臥式數(shù)控車床來進(jìn)行此次課題的研究分析 。 畢業(yè)設(shè)計 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計 共 24 頁 第 14 頁 五 、數(shù)控車加工刀具和切削用量的選擇 刀具在切削時要承受很大的切削力、沖擊和振動，所以刀具材料要具有足夠的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度、 韌度，適當(dāng)?shù)奶岣邚?qiáng)度和韌度，較少刀具脆性破損的發(fā)生。 專用刀具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計的重要組成部分。在刀具的選擇上，要根據(jù)具體的計算和成本的預(yù)算來選擇合適的刀具。綜合分析必須考慮各個方面的問題。 與工藝分析 刀具材料可分為工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼）、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬材料（包括金剛石、立方氮化硼）五大類。 與碳素工具鋼相比，高速鋼突出的性能特點是熱硬性很高，在切削溫度高達(dá)500℃～ 650℃時，仍能保持 60HRC 的高硬度，因此允許切削速度可提高 1～ 2 倍（ 25m/min～ 30m/min）。同時，高速鋼還具有較高的耐磨性以及較高的強(qiáng)度和韌性。 與硬質(zhì)合金相比，高速鋼的最大優(yōu)點是可加工性好并具有良好的綜合力學(xué)性能。高速鋼的退火硬度為 207HBS～ 255HBS,與優(yōu)質(zhì)中高碳鋼的退火硬度相近，能夠用一般材料刀具順利切削加工出各種復(fù)雜形狀；在加熱狀態(tài)下（ 900℃～1100℃）能反復(fù)鍛打制成所需的毛坯；高速鋼的抗彎強(qiáng)度是硬質(zhì)合金的 3～ 5 倍，沖擊韌性是硬質(zhì)合金的 6～ 10 倍；經(jīng)過仔細(xì)研磨，高速鋼鈍圓半徑可小于 15μ m，其鋒利性比硬質(zhì)合金優(yōu)良。 刀具在切削時要承受很大的切削力，沖擊和振動，所以刀具材料要具 有足夠的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度、韌度，適當(dāng)?shù)奶岣邚?qiáng)度和韌度，減少刀具脆性破損的發(fā)生。 刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工成本、加工質(zhì)量、以及刀具耐用度影響很大。使用碳工具鋼作為刀具材料時，切削速度只有 10m/min 左右