【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 節(jié)是車(chē)輛轉(zhuǎn)向系的重要部件之一，運(yùn)行工況比較復(fù)雜，使用是否安全可靠，直接危及人、車(chē)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(wàn)小時(shí)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(lái)的沖擊力，同時(shí)還傳遞來(lái)自轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向力實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)行使方向的控制。因此， 在強(qiáng)度，抗畢業(yè)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車(chē)加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 24 頁(yè) 第 9 頁(yè) 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(duì)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(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行數(shù)控車(chē)加工的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)，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(shí)候需要考慮的問(wèn)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(yàn)等其他工序。因此在對(duì)所加工的零件進(jìn)行加工工藝分析的時(shí)候就需要編寫(xiě)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(jiǎn)圖，檢驗(yàn)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(lái)分析。 轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu) 與工藝性分析 此次設(shè)計(jì)分析的零件為汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)，是連接方向盤(pán)轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的零件，它是汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的一部分。零件工作時(shí)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(xiāo)孔用于插入主銷(xiāo)，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(gè)外圓軸頸用于安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。兩個(gè)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(dòng)器是連接為一個(gè)整體的。由此可見(jiàn)，轉(zhuǎn)向節(jié)是連接汽車(chē)前梁和前輪的一個(gè)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(jì)圖樣和各項(xiàng)技術(shù)條件的要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車(chē)加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 24 頁(yè) 第 10 頁(yè) 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(gè)概念，機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)時(shí)零件尺寸的標(biāo)注，制造時(shí)工件的定位，校驗(yàn)時(shí)尺寸的測(cè)量，一直到裝配時(shí)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(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn)，線或面。 在工件加工的工序圖中，用來(lái)確定本工序加工表面位置的基準(zhǔn)，稱(chēng)為工序基準(zhǔn)?？赏ㄟ^(guò)工序圖上標(biāo)注的加工尺寸與形位公差來(lái)確定工序基準(zhǔn)。在零件圖 上或?qū)嶋H的零件上，用來(lái)確定其它點(diǎn)、線、面位置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面，稱(chēng)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(shū)采用下述觀點(diǎn)：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(shí)，工件上的回畢業(yè)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車(chē)加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 24 頁(yè) 第 11 頁(yè) 轉(zhuǎn)面成為定位基面，其軸線稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。 工件以平面與定位元件接觸時(shí)，工件上那個(gè)實(shí)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(gè)平面是精加工過(guò)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(shí)如果這個(gè)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。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)，往往會(huì)增加工序，或使工藝路線不合理，或使夾具設(shè)計(jì)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(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱(chēng)為精基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)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(lái)。 粗基準(zhǔn)的選擇原則 對(duì)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(lái) 車(chē)削端面 及 軸承孔 ，再以 軸承孔 為基準(zhǔn)，來(lái)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(jì)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(duì)位置關(guān)系。 3. 互為基準(zhǔn)原則 ， 當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面之間的位置精度要求比較高時(shí)，可以采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車(chē)加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 24 頁(yè) 第 12 頁(yè) 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(chē) 加工過(guò)程中，是以轉(zhuǎn)向節(jié)支撐軸頸的毛坯表面作粗基準(zhǔn)來(lái)加工 軸承孔和端面，并且是以 軸承 孔為統(tǒng)一的基準(zhǔn)來(lái)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(guò)程中不僅會(huì)產(chǎn)生尺寸誤差，還會(huì)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(diǎn)、線、面的實(shí)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(chēng)為形位誤差 在此次的數(shù)控車(chē)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(jì) 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車(chē)加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 24 頁(yè) 第 13 頁(yè) 四 、機(jī)床的選擇原則 普通機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是加工靈活性大，適 應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)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(dòng)強(qiáng)度大。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)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(shí)不考慮刀具影響的話，尺寸一致性好，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度低，對(duì)工人的技術(shù)要求不高，但是數(shù)控加工的靈活性相對(duì)于普通車(chē)床來(lái)說(shuō)很差，很多普車(chē)能隨便拿來(lái)就能加工的零件相對(duì)數(shù)控車(chē)來(lái)說(shuō)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(shí)間，所以數(shù)控不適合用來(lái)加工單件，數(shù)量少的零件，雖然現(xiàn)在有很多自動(dòng)編程軟件，但是與實(shí)際要求的還是有些差距的， 在機(jī)床的利用率上自動(dòng)編程軟件還是有些不太實(shí)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(huì)環(huán)境的，總的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)越來(lái)越往高智能方向發(fā)展了。對(duì)人的依賴(lài)程度會(huì)越來(lái)越低，但是在以后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)普通機(jī)床是不會(huì)退出歷史舞臺(tái)的。 綜合考慮普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，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(chē)床來(lái)進(jìn)行此次課題的研究分析 。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控車(chē)加工工藝分析 畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 24 頁(yè) 第 14 頁(yè) 五 、數(shù)控車(chē)加工刀具和切削用量的選擇 刀具在切削時(shí)要承受很大的切削力、沖擊和振動(dòng)，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(zhuān)用刀具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)的重要組成部分。在刀具的選擇上，要根據(jù)具體的計(jì)算和成本的預(yù)算來(lái)選擇合適的刀具。綜合分析必須考慮各個(gè)方面的問(wèn)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(lèi)。 與碳素工具鋼相比，高速鋼突出的性能特點(diǎn)是熱硬性很高，在切削溫度高達(dá)500℃～ 650℃時(shí)，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(shí)，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(diǎn)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(guò)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(shí)要承受很大的切削力，沖擊和振動(dòng)，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(duì)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(shí)，切削速度只有 10m/min 左右