摘要此次設計是基于FUNACSERISE0IMATEMD的典型零件的編程與加工。轉向助力泵作為汽車轉向的動力源，是轉向系統(tǒng)的“心臟”部位。在發(fā)達國家中，大小汽車的動力轉向裝車率已接近100，目前，國內的許多車型已開始采用動力轉向。因此在推廣和使用轉向泵的過程中，必須了解和掌握其性能、原理，才能做到正確使用和維護。一、工作原理轉向泵主要有葉片、齒輪式、柱塞式等幾種。從目前國內發(fā)展來看，推廣使用最多的為葉片泵。主要零件有定子、轉子、配油盤、葉片、泵體及后蓋等。泵體內裝有流量控制閥和安全閥。當泵工作時滑閥有一定開度，使流量達到規(guī)定要求，多余的流量又回到泵的吸煙腔內。若油路發(fā)生堵塞或意外事故，使系統(tǒng)壓力超過泵的最大工作壓力時，安全閥打開，滑閥全部開啟，所有壓力油均回到吸油腔，對系統(tǒng)起安全保護作用。二、使用與維護注意事項1、正確選擇所用液壓油的牌號，否則會影響泵的效率及壽命。2、所用液壓油必須清潔，經常檢查，定期更換油泵吸油路上的濾油網。司機在加油時，必須備有過濾裝置，確保油液的清潔度。并經常檢查、清洗或更換過濾裝置，保持油路暢通。3、若較長時間不使用轉向泵，重新起動時，不得立即滿負荷工作，至少應有十分鐘的空載運轉時間。4、使用時應經常檢查轉向泵有無滲漏現(xiàn)象，運轉是否正常，有無沖擊或異常噪音，以便及時發(fā)現(xiàn)并排除故障。目錄第一章緒論11汽車動力轉向系統(tǒng)概述111汽車轉向助力泵的類型及工作原理12汽車助力轉向泵簡介13國內外對葉片泵的研究14本課題研究的意義與價值15本文研究目標及內容第二章泵體及定子曲線的設計及優(yōu)化21現(xiàn)有雙作用葉片泵的定子曲線及其優(yōu)缺點211雙作用葉片泵的工作原理212雙作用葉片泵的定子曲線213常見雙作用葉片泵的定子曲線及其優(yōu)缺點22定子曲線的設計及優(yōu)化221無沖擊、低噪聲定子曲線的特性222定子曲線的設計及優(yōu)化23定子曲線的評估231理論曲線的評估232零件的材料與技術要求第三章零件的加工31零件特征分析311零件圖樣分析312加工方法選擇313工序劃分314加工路線確定315工件裝夾與夾具選擇316編程尺寸確定32選擇機床、工藝裝備等321機床選擇322刀具選擇323量具選擇33工藝參數(shù)確定確定切削用量填寫工藝文件第四章編制加工程序單結語致謝參考文獻第一章緒論11汽車動力轉向系統(tǒng)概述近幾十年來，我國的汽車工業(yè)得到了迅速發(fā)展，為滿足對舒適性和安全性的更高要求，越來越多的汽車車型采用轉向系統(tǒng)，液壓動力轉向系統(tǒng)工作壓力高、結構緊湊，動力缸的尺寸小、重量輕；油液具有不可壓縮性、靈敏度高；油液的阻尼作用可以用來吸收路面沖擊；動力裝置無需潤滑。故液壓動力轉向系統(tǒng)有利于節(jié)能、降噪以及轉向盤操作力控制。但也有其不可忽視的缺點，如能耗較大、噪聲較高等。111汽車轉向助力泵的類型及工作原理轉向助力是協(xié)助駕駛員作汽車方向調整，為駕駛員減輕打方向盤的用力強度，當然，助力轉向在汽車行駛的安全性、經濟性上也一定的作用。就目前汽車上配置的助力轉向系統(tǒng)和我能看到的資料，大致可以分為三類第一，機械式液壓動力轉向系統(tǒng)；第二，電子液壓助力轉向系統(tǒng)；第三，電動助力轉向系統(tǒng)。機械式液壓動力轉向系統(tǒng)機械式的液壓動力轉向系統(tǒng)一般由液壓泵、油管、壓力流量控制閥體、V型傳動皮帶、儲油罐等部件構成。無論車是否轉向，這套系統(tǒng)都要工作，而且在大轉向車速較低時，需要液壓泵輸出更大的功率以獲得比較大的助力。所以，也在一定程度上浪費了資源。可以回憶一下開這樣的車，尤其是低速轉彎的時候，覺得方向比較沉，發(fā)動機也比較費力氣。又由于液壓泵的壓力很大，也比較容易損害助力系統(tǒng)。還有，機械式液壓助力轉向系統(tǒng)由液壓泵及管路和油缸組成，為保持壓力，不論是否需要轉向助力，系統(tǒng)總要處于工作狀態(tài)，能耗較高，這也是耗資源的一個原因所在。一般經濟型轎車使用機械液壓助力系統(tǒng)的比較多。電子液壓助力轉向系統(tǒng)主要構件儲油罐、助力轉向控制單元、電動泵、轉向機、助力轉向傳感器等，其中助力轉向控制單元和電動泵是一個整體結構。工作原理電子液壓轉向助力系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的液壓轉向助力系統(tǒng)的缺點。它所采用的液壓泵不再靠發(fā)動機皮帶直接驅動，而是采用一個電動泵，它所有的工作的狀態(tài)都是由電子控制單元根據(jù)車輛的行駛速度、轉向角度等信號計算出的最理想狀態(tài)。簡單地說，在低速大轉向時，電子控制單元驅動電子液壓泵以高速運轉輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車在高速行駛時，液壓控制單元驅動電子液壓泵以較低的速度運轉，在不至于影響高速打轉向的需要同時，節(jié)省一部分發(fā)動機功率。電動助力轉向系統(tǒng)EPS英文全稱是ELECTRONICPOWERSTEERING，簡稱EPS，它利用電動機產生的動力協(xié)助駕車者進行動力轉向。EPS的構成，不同的車盡管結構部件不一樣，但大體是雷同。一般是由轉矩轉向傳感器、電子控制單元、電動機、減速器、機械轉向器、以及畜電池電源所構成。主要工作原理汽車在轉向時，轉矩轉向傳感器會“感覺”到轉向盤的力矩和擬轉動的方向，這些信號會通過數(shù)據(jù)總線發(fā)給電子控制單元，電控單元會根據(jù)傳動力矩、擬轉的方向等數(shù)據(jù)信號，向電動機控制器發(fā)出動作指令，從而電動機就會根據(jù)具體的需要輸出相應大小的轉動力矩，從而產生了助力轉向。如果不轉向，則本套系統(tǒng)就不工作，處于STANDBY休眠狀態(tài)等待調用。由于電動電動助力轉向的工作特性，你會感覺到開這樣的車，方向感更好，高速時更穩(wěn)，俗話說方向不發(fā)飄。又由于它不轉向時不工作，所以，也多少程度上節(jié)省了能源。一般高檔轎車使用這樣的助力轉向系統(tǒng)的比較多12汽車助力轉向泵簡介在動力轉向系統(tǒng)中，轉向助力泵作為其心臟部件，直接影響到汽車的轉向和操作穩(wěn)定性。汽車動力轉向泵具有小排量、高轉速的特點。絕大多數(shù)轉向泵采用雙作用葉片泵，雙作用片泵也稱為平衡式葉片泵，與齒輪泵、柱塞泵相比，葉片泵由于具有尺寸小、重量輕、流量均勻、噪聲低的突出特點，在各種類型的汽車上獲得了廣泛的應用。除了液壓泵外，轉向泵內部一般還包括控制流量、壓力的閥件，這些閥件和液壓泵一起構成了轉向泵的液壓回路。目前開式液壓動力轉向系統(tǒng)的應用比閉式系統(tǒng)更為廣泛，其能耗問題也比較突出，因此本文選擇了開式液壓動力轉向系統(tǒng)中常用的雙作用葉片式轉向泵作為研究對象。13國內外對葉片泵的研究（參考文獻14）葉片泵是目前中高壓液壓系統(tǒng)中使用較廣的一種泵。隨著液壓技術的不斷發(fā)展，葉片泵的高壓化導致了葉片泵頂部與定子內表面接觸應力的急劇升高,加劇了磨損,一旦受力不平衡,會引起葉片與定子內表面的撞擊振動，從而激發(fā)噪聲。50年代后期，國外出現(xiàn)壓力等級為140MPA的葉片泵時，其噪聲值為75DBA，噪聲值過高成了一個急需解決的問題。從1960年起國外開始重視葉片泵噪聲問題，不斷進行降噪研究，到70年代末和80年代中期，一系列性能優(yōu)良的低噪聲葉片泵相繼問世，噪聲值一般可控制在65DBA以下，其中日本油研公司研制的PV2R系列葉片泵，噪聲值甚至低至5162DBA，已達到低于同等功率電動機噪聲的水平。另外，像美國的DENISON“T6”系列葉片泵，都較好的控制了葉片泵的噪聲值，屬于性能優(yōu)良的低噪聲葉片泵。隨著國產汽車工業(yè)的發(fā)展，國內許多廠家進行了汽車動力轉向泵的國產代開發(fā)。目前為止，已有許多種動力轉向泵實現(xiàn)了國產代。國內的許多廠家通常采用“反靠”靠模的加工方法加工定子內曲線條件好些的廠家使用精密測會儀器對定子樣品尺寸進行較高精度的測繪，然后在數(shù)控機床上加工定子內曲線。這些加工方法雖然能較好地仿制出國外定子內曲線的形狀，但因在加工過程中不可避免地帶入了誤差。這種誤差為系統(tǒng)誤差，導致最終所得的定子內曲線與實際的最佳過渡曲線形狀不符，同時，又由于國內當前的生產加工條件差，定子內曲線加工精度難以滿足要求，存在加工誤差。14本課題研究的意義與價值與齒輪泵或軸向柱塞泵等其他形式的液壓泵不同，雙作用式葉片泵使用壽命不是取決于軸承的壽命，而主要取決于定子內表面與葉頂?shù)哪p程度。葉片泵是目前中高壓液壓系統(tǒng)中使用較廣的一種泵。葉片泵的高壓化會引起葉片與定子內表面的撞擊振動，從而激發(fā)噪聲。噪聲不僅給環(huán)境帶來污染，而且大大影響了泵的使用性能，降低了泵的使用壽命。因此，葉片泵的噪聲控制成了一個急待解決的問題。在葉片泵的低噪聲研究中，定子內曲線一直被有關專家視為關鍵因素。為了解決這一問題，有必要對葉片泵定子內曲線進行優(yōu)化設計，進一步降低葉片泵工作時的噪聲，提高其工作效率。15本文研究目標及內容本文對汽車助力轉向系統(tǒng)的工作原理進行了簡單分析，對汽車助力轉向泵，主要是雙作用葉片泵進行了介紹。通過對葉片泵的定子曲線進行分析對比，高次型曲線能充分滿足葉片泵對定子曲線徑向速度、加速度和躍動等特性的要求，尤其在控制葉片振動，降低噪聲方面具有出的優(yōu)越性。本文主要對高次型定子曲線進行了分析。雙作用葉片泵的結構特點1配油盤。雙作用葉片泵的配油盤,在盤上有兩個吸油窗口2、4和兩個壓油窗口1、3,窗口之間為封油區(qū),通常應使封油區(qū)對應的中心角稍大于或等于兩個葉片之間的夾角，否則會使吸油腔和壓油腔連通，造成泄漏，當兩個葉片間密封油液從吸油區(qū)過渡到封油區(qū)長半徑圓弧處時,其壓力基本上與吸油壓力相同,但當轉子再繼續(xù)旋轉一個微小角度時，使該密封腔突然與壓油腔相通，使其中油液壓力突然升高,油液的體積突然收縮,壓油腔中的油倒流進該腔,使液壓泵的瞬時流量突然減小,引起液壓泵的流量脈動、壓力脈動和噪聲,為此在配油盤的壓油窗口靠葉片從封油區(qū)進入壓油區(qū)的一邊開有一個截面形狀為三角形的三角槽又稱眉毛槽,使兩葉片之間的封閉油液在未進入壓油區(qū)之前就通過該三角槽與壓力油相連,其壓力逐漸上升,因而緩減了流量和壓力脈動，并降低了噪聲。環(huán)形槽C與壓油腔相通并與轉子葉片槽底部相通,使葉片的底部作用有壓力油。2定子曲線。定子曲線是由四段圓弧和四段過渡曲線組成的。過渡曲線應保證葉片貼緊在定子內表面上,保證葉片在轉子槽中徑向運動時速度和加速度的變化均勻,使葉片對定子的內表面的沖擊盡可能小。過渡曲線如采用阿基米德螺旋線,則葉片泵的流量理論上沒有脈動,可是葉片在大、小圓弧和過渡曲線的連接點處產生很大的徑向加速度,對定子產生沖擊,造成連接點處嚴重磨損,并發(fā)生噪聲。在連接點處用小圓弧進行修正,可以改善這種情況,在較為新式的泵中采用“等加速一等減速”曲線,如圖315A所示。這種曲線的極坐標方程為R20A/22RRA/2A321式中符號見圖315所示。圖1定子過渡曲線由式321可求出葉片的徑向速度DP/DT和徑向加速度D2P/DT2,可知當0/2時,葉片的徑向加速度為等加速度,當/2時等減速。由于葉片的速度變化均勻,故不會對定子內表面產生很大的沖擊,但是,在0、/2和處,葉片的徑向加速度仍有突變,還會產生一些沖擊,如圖215B所示。所以在國外有些葉片泵上采用了三次以上的高次曲線作為過渡曲線。3葉片的傾角。葉片在工作過程中,受離心力和葉片根部壓力油的作用,使葉片和定子緊密接觸。當葉片轉至壓油區(qū)時,定子內表面迫使葉片推向轉子中心,它的工作情況和凸輪相似,葉片與定子內表面接觸有一壓力角為,且大小是變化的,其變化規(guī)律與葉片徑向速度變化規(guī)律相同,即從零逐漸增加到最大,又從最大逐漸減小到零,因而在雙作用葉片泵中,將葉片順著轉子回轉方向前傾一個角，使壓力角減小到,這樣就可以減小側向力FT,使葉片在槽中移動靈活,并可減少磨損,如圖316所示,根據(jù)雙作用葉片泵定子內表面的幾何參數(shù),其壓力角的最大值MAX24。一般取1/2MAX,因而葉片泵葉片的傾角一般1014。YB型葉片泵葉片相對于轉子徑向連線前傾13。但近年的研究表明,葉片傾角并非完全必要,某些高壓雙作用葉片泵的轉子槽是徑向的,且使用情況良好。第二章泵體及定子曲線的設計及優(yōu)化21現(xiàn)有雙作用葉片泵的定子曲線及其優(yōu)缺點211雙作用葉片泵的工作原理（參考文獻4）如圖31所示為雙作用式葉片泵工作原理圖。雙作用葉片泵由泵體、定子,轉子、葉片、左、右配流盤和傳動軸組成。定子與轉子中心重合。定子圖2雙作用葉片泵的工作原理圖與泵體固定在一起，其內表面是由與轉子同心的四段圓弧組成，即兩段半徑為R的大圓弧和兩段半徑為R的小圓弧及四段過渡曲線組成。當葉片由小半徑向大半徑移動時，兩葉片間密封容腔容積逐漸增大，由于產生局部真空，使油液在大氣壓作用下，通過吸油窗口從油箱吸入泵內，而當從大半徑向小半徑移動時，葉片后縮，容積逐漸減小，油壓上升，將油從壓油窗口壓出。當泵連續(xù)轉動，能夠重復吸油、壓油過程而連續(xù)供油。由于雙作用葉片泵有兩個吸油腔，兩個壓油腔，轉子每轉一轉，葉片泵便完成兩次吸油、兩次壓油過程，故稱雙作用式葉片泵。且兩對吸壓油腔是對稱于轉子軸分布的，故徑向液壓力對其作用力為零，即是平衡的，故又稱此泵為卸荷平衡葉片泵，因排量不可調，所以稱為定量泵。212雙作用葉片泵的定子曲線（參考文獻2）1定子曲線介紹圖3葉片泵定子曲線雙作用葉片泵的定子曲線半徑為R和R的大，為使吸油壓油順利進行，使泵正常工作，對過渡曲線的要求是能保證葉片貼緊在定子內表面上，以形成可靠的密封工作，腔能使葉片在槽內徑向運動時速度，加速度變化均勻，以減小流量的脈動了，當葉片沿著槽向外運動時，葉片對定子內表面的沖擊應盡量小，以減小定子曲面的磨損。為了便于分析討論定子曲線的特征,過渡曲線徑向通常用極坐標表示,分別為過渡和圓弧的包角，定子中心O到曲線上任一點的矢徑是轉角的函數(shù)，變化范圍為0A，定子曲線的范圍角幅角，定義為曲線的速度為曲線的加速度，為曲線的加速度變化率，以后稱躍動，是轉角速度。常數(shù)，定子曲線的升程是長半徑之差。2定子曲線對噪聲的影響定子曲線對葉片泵噪聲的影響表現(xiàn)為兩個方面1由定子曲線產生的流量的脈動2由定子曲線產生的葉片運動不平穩(wěn)而造成的機械噪聲，通常表現(xiàn)為葉片與定子內撞擊振動，這種撞擊振動說明在泵運轉過程中，葉片有瞬時脫離定子的現(xiàn)象。213常見雙作用葉片泵的定子曲線及其優(yōu)缺點1常用定子曲線通常，大多數(shù)雙作用葉片泵的定子內曲線采用的是等加速等減速曲線又稱拋物線型曲線，也有一部分用的是正弦曲線和余弦曲線。它們的軌跡、速度、加速度和躍動。曲線如圖33所示圖33常見定子曲線特性將上述各項特性隨過渡角變化的數(shù)學方程列于表31中。表31常見定子曲線的數(shù)學方程2各種定子過渡曲線特點分析定子過渡曲線通常有正弦加速曲線，余弦加速曲線，等加速等減速曲線，修正的阿基米德螺線幾種。采用正弦曲線作過渡曲線，則在過渡區(qū)，葉片的徑向加速度按正弦規(guī)律變化，葉片不會產生剛性沖擊和柔性沖擊，但葉片的最大加速度較大，在過渡區(qū)葉片容易產生脫空現(xiàn)象；采用阿基米德螺線作為過渡曲線時，則過渡曲線的徑向升程或極半徑按阿基米德螺線規(guī)律變化，葉片在阿基米德螺線上滑動時，葉片連接點易磨損采用等加速等減速過渡曲線，在連接點處，在過渡曲線與圓弧的連接點及過渡曲線的中點加速度發(fā)生突變而造成“軟沖”現(xiàn)象。高次曲線通過對參數(shù)的調整可滿足瞬時流量均勻性和減小振動的要求。國內外的研究表明，采用高次曲線葉片泵的噪聲通常是較小的，為現(xiàn)代高性能低噪聲葉片泵廣泛采用。從控制葉片的振動和噪聲來說，上述三種定子內曲線都不具備良好的性能，不是理想的無沖擊的定子內曲線，不適應于高性能低噪聲葉片泵。3高次型曲線高次曲線方程的通式可寫成為使該方程的三階導數(shù)存在而且連續(xù)光滑變化，次數(shù)至少不得低于5次，即要求N5。為了限制和的值，保證葉片受力良好，方程次數(shù)也不宜太高，一般取8。由此可以得到5次、6次、7次、8次四條定子曲線，這些高次曲線已在國內新開發(fā)的葉片泵中獲得成功的應用，實踐證明該方法對降低葉片的振動與噪聲有較明顯的作用。22定子曲線的設計及優(yōu)化221無沖擊、低噪聲定子曲線的特性（參考文獻12）無沖擊、低噪聲葉片泵對定子曲線的速度、加速度、躍動等特性的具體要求是1速度特性速度特性曲線光滑連續(xù)，沿線有突變。為保證葉片泵輸出流量脈動盡可能小，要求相鄰間隔為葉片間隔角的任意點的速度組合等于或近于常數(shù)。2加速度特性加速度特性曲線連續(xù)光滑，沒有突變，不出現(xiàn)加速度為無窮大的點。最大加速度受葉片不脫離定子條件的限制。3加速度變化率要求躍動特性曲線連續(xù)光滑，沒有突變，不出現(xiàn)J值為無窮大的點，的最大值受低噪聲性能的限制。如果定子曲線的J值在較小范圍內變化且保持連續(xù)，能在一定程度上抑制葉片的振動，稱之為低噪聲曲線。不但限制J值的連續(xù)變化，更好地實現(xiàn)葉片無沖擊的徑向運動，這樣的定子曲線稱為無沖擊低噪聲曲線。222定子曲線的設計及優(yōu)化（參考文獻13）1、概述雙作用葉片泵的定子曲線，一般都是由四段與轉子同心且軸對稱圓弧兩段大半徑、兩段小半徑的工作曲線和四段中心對稱的過渡曲線所組成。其關鍵便是過渡曲線的設計。下文所稱的定子曲線既指過渡曲線。所要求的定子曲線需要滿足以下條件1為了保證輸出的流量脈動要小，加速度曲線要相對于本身中軸對稱。2控制最大加速度值N，以保證在油泵剛開始工作時葉片不會脫離定子。3定子曲線不能夠有硬沖及軟沖現(xiàn)象，且要盡量減小曲線的度跳動值，來降低油泵工作時的噪音。4盡量減小葉片的壓力角T以及曲線的最高速度，來保證葉片有良好的受力狀態(tài)。所用符號的含義R一長軸半徑；V一葉片徑向度速度；R一短軸半徑；A度加速度；一圓弧段所對應的中心角；J度跳動；一過渡曲線所對應的中心角；一葉片壓力角；過渡曲線上的半徑值；L一葉片長度；包絡線上的半徑值；一葉片頂端圓角半徑；一轉子在過渡曲線上的轉角；一定子曲線半徑徑向偏差。2、1定子曲線的設計方案為了避免葉片厚度造成的偏差，將過渡曲線的設計分兩步走，以此來保證所得到的葉片運動規(guī)律符合實際情況1以葉片頂端圓角圓心為基點，不考慮葉片的厚度，根據(jù)要求先設計出理論曲線，其所展示的運動規(guī)律為葉片頂端圓角圓心的運動規(guī)律。2建立葉片頂端圓角的數(shù)學模型，找出其在頂端圓角圓心按照理論曲線運動時實際包絡線，此包絡線便為最終定子曲線。2、2理論曲線的設計為了做到定子曲線完全沒有硬沖及軟沖現(xiàn)象，必須依靠高階曲線，高階曲線的一般表達式為為度速度，體現(xiàn)葉片的徑向速度；為度加速度，影響葉片的徑向慣性力；22為度跳動，主要反映曲線的助振作用以及影響噪聲大小；33為葉片壓力角，即定子對葉片反作用力與葉ARCTAN片徑向運動方向之間的夾角，影響葉片的受力狀態(tài)。從最優(yōu)化的角度出發(fā)。希望能夠使曲線的度跳動指標趨于極小，同時兼顧度加速度等指標，給出了以下優(yōu)化方程式1|2|00000其中，和為加權因子，因為曲線的長短軸半徑已知，從盡可能的減小最12大度跳動值的角度出發(fā)，選取了較大的值和較小的值。通過在專門求解最21優(yōu)化模型的計算機軟件包LINGO80下編程計算。用分枝定界法BANDB得到以上優(yōu)化方程式的全局最優(yōu)解。且將得到的結果輸入MATLAB軟件。得到理論曲線的表達式。2、3計算實際包絡線首先，建立葉片和曲線接觸時的數(shù)學模型，如圖2所示。圖中FF為葉片與定子曲線在接觸點上的公切線、NN為接觸點公法線、O為葉片頂端圓角圓心、R為葉片頂端圓角半徑、TAO為葉片壓力角、虛線為依照傳統(tǒng)方案不考慮葉片厚度時的定子曲線、實線為實際定子曲線、為葉片徑向偏差、為葉片中心線與公切線FF的交點、A為葉片中心線與實際定子曲線交點。圖4包絡線數(shù)學模型示意圖計算式如果先得到定子曲線再定葉片的參數(shù)，實際情況就如圖所示。根據(jù)所建的數(shù)學模型可以得到其曲線徑向偏差為（1）在得到數(shù)學模型后，便通過MATLAB軟件的符號運算功能，得到最終的包絡線的方程。23定子曲線的評估231理論曲線的評估定子曲線的評估主要是分析比較定子曲線的幾個重要參數(shù)O、R等等。通過對理論曲線進行評估來檢驗設計方案的可行性。本文對于理論定子曲線的評估主要是以參考文獻叫提出的7階高性能定子曲線為參考，來比對兩條曲線的各項重要數(shù)據(jù)，從而評估所設計的定子曲線。232零件的材料與技術要求材料GCR15CR12MOV或38CRMOAL熱處理淬火HRC6038CRMOAL氯化HRC6570加工要求端面平行度0002MM內圓柱面與端面的垂直度0008MM內孔光潔度9第三章零件的加工31零件工藝分析圖五零件實物圖311零件圖樣分析此次加工零件的結構較簡單，精度要求高，各加工表面之間有嚴格的公差要求。該零件的材料為45鍛件。零件的類型由平面曲線輪廓類和孔組成，全部加工部位都集中在一個面上，即XY平面。零件圖形上各加工部位的尺寸標注完整無誤。所銑削的零件外輪廓比較簡單（僅直線和圓弧相切），通過自動編程可達到技術要求，圖紙相關尺寸坐標已給出可考慮用手工編程方法進行，但要保證對稱公差002、平面度、及3MM側邊，所以裝夾時要注意保證零件強度，不發(fā)生傾斜等現(xiàn)象。加工孔時，技術要求較高必須進行二次加工。加工零件時必須達到尺寸精度和表面粗糙度要求。零件三維圖形312加工方法選擇在數(shù)控加工中，選擇加工方法主要考慮所選加工方法要與實零件的表面特征，所要求達到的精度及表面的粗糙度相對應。此加工涉及到的表面粗糙度為16及孔的粗糙度要求，因此，加工方法選擇平面銑切削加工；即采用端面銑刀和立銑刀進行加工銑削。孔采用先鉆后鉸進行。313工序劃分加工過程中，為減少換刀次數(shù)，縮短輔助時間，可以將一把刀具的加工的內容安排在一個工序（或工步）中，按照加工表面的性質和要求，將粗加工，精度加工分為依次進行的不同工步，一般按“先粗后精”、“基準先行”、“先面后孔”、“先主后次”、適當集中等原則，安排各表面的切削加工、輔助工序的先后次序。零件為鍛件，因此可采用以下加工順序保證上下面平行度及底面平面度點孔鉆孔31孔鉸孔銑內腔輪廓檢驗314加工路線確定加工路線是刀具在整個加工工序中的切削運動軌跡，它不但包括了工步的內容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一，因此，在確定走刀路線時最好畫一張工序簡圖，將已經擬訂出的走刀路線畫上去（包括進、退刀路線），這樣可為編程帶來不少方便。工步的劃分與安排一般可隨走刀路線來進行，在確定走刀路線時，要考慮各方面的工藝要求。根據(jù)數(shù)控加工進給路線原則，此加工的具體加工路線如下選擇的加工路線應能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。當銑削零件內輪廓時，刀具切削運動采用圓形環(huán)行切路線較合理，且在切削中使用順銑模式，計算比較簡單。一般采用圓柱立銑刀側刃切削材料。在刀具運動時，每兩行刀具軌跡之間，加工表面不能重疊，總存在沒有被加工去除的間隙部分。每兩行刀具軌跡的刀間距越大，沒有被加工去除的殘留量就越多，從而，切削余量不均勻時，是后續(xù)精加工的最大障礙，而不能保證零件加工表面的公差和質量。位了避免后面可能出現(xiàn)的加工問題，需要進行半精加工操作，其目的是消除刀間距的殘留量，達到均勻的余量要求。在每層Z形走刀銑削結束后，接著在不抬刀的情況下環(huán)繞外輪廓一周進行半精加工，光整外輪廓表面，得到均勻的精加工余量。在切削工件時應選擇合理的進、退到方式，其刀具切入工件時，應避免沿零件外輪廓的法向（垂直方向）切入，而應沿外輪廓曲線延長線的切向（水平方向）切入，以避免在切入處產生刀具的刻痕，保證零件曲線平滑過渡。同理，在切離工件時，也應避免在工件的輪廓處直接退刀，要沿零件輪廓延長線的切向逐漸切離工件。加工孔時，將刀具在XY平面內迅速、準確地運動到孔中心線位置，然后再沿Z向運動進行加工，由于孔況下可能使用一把或多把刀具。此外，輪廓加工中應避免進給停頓。因為加工過程中要引起工件、刀具、機床系統(tǒng)的相對變形。進給停頓，切削力減小，刀具會在進給停頓處的零件輪廓上留下劃痕。為了考慮銑削表面的粗糙度加工精度，可以采用多次走刀的方法，使最后精加工余量較少。一般以020到050MM為宜。精銑時應盡量用順銑，以減少被加工零件的表面粗糙度。為提高生產效率，在確定加工路線時，應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。315工件裝夾與夾具選擇該零件形狀結構簡單且規(guī)則，外輪廓已預先加工，加工面與不加工面之間的位置精度要求不高，但要求孔是盲孔，可選用專用鑲塊工裝輔助夾具裝夾，兩邊用螺釘鎖緊，但要保證夾具元件夾緊后不能與刀具運動軌跡發(fā)生干涉。裝夾方式316編程尺寸確定根據(jù)零件的幾何形狀關系，節(jié)點坐標已給出，主要的尺寸有32的孔、內圓弧的長短徑，工件圓點設置在中心，保證對稱度，深度面見圖紙。其它節(jié)點尺寸為對稱值。32選擇機床、工藝裝備等321機床選擇根據(jù)工件尺寸大小、精度要求高低，及工件形狀，更因此件為單件生產，考慮加工成本，此零件選用數(shù)控銑床加工，數(shù)控系統(tǒng)為FNAUC數(shù)控系統(tǒng)，由于工件尺寸為146MMX100MMX20MM，選用廣東鑫泰科技集團有限公司生產的GSVM8050A加工中心進行加工，機床主要參數(shù)加工范圍600MMX450MMX450MM，中型通用自動化加工機床，適用于各類中型機械零件和具有復雜型腔及標準化模板的加工，一次裝夾后可完成銑、鏜、鉆、鉸、攻絲等多種工序的加工，大功率高扭矩主軸電機，無齒輪變速箱、機床噪音、振動和發(fā)熱量小8000RPM高精高速主軸，采用P4級高精度軸承，可進行剛性攻絲整體式高強度米漢納鑄鐵床身高頻感應淬火磨削矩形導軌，表面噴涂氟塑樹脂，手工刮研，可獲理想的配合精度高精度絲桿與大轉距伺服奠基直連，消除間歇，增加進給剛度，確保重復定位精度0002MM選配數(shù)控轉臺可實現(xiàn)四軸聯(lián)動控制。322刀具選擇根據(jù)被加工零件的材料、幾何形狀、表面質量要求、熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量等，選擇剛性好，使用壽命高的刀具。選擇，平底立銑刀、鉆頭、鉸刀等。323量具選擇量具可選用帶表游標卡尺、游標深度尺。33工藝參數(shù)確定331確定切削用量切削用量是主軸轉速（切削速度），背吃量和進給量三要素。在保證加工質量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機床、刀具的能力，使切削加工既快又省，選擇原則為粗加工時求省時，精加工時保質量。具體數(shù)值見工藝卡。332填寫工藝文件按加工順序將各工序、工步的加工內容、刀用刀具、切削用量填寫工序卡片。同時將刀具編寫、刀具結構、刀片型號材料等填寫刀具卡片。將走刀路線用規(guī)定的線條表達出來，既方便編程又能防止刀具與工件、夾具碰撞，說明復雜工序。具體卡片見附表。數(shù)控加工工藝過程卡片工序號程序編號夾具名稱使用設備車間002O000_平口鉗GSVM80加工中心數(shù)控車間工步號工步內容刀具號刀具規(guī)格主軸轉速（R/MIN）進給速度（MM/MIN）背吃刀量備注1點孔,倒角11030002002鉆2個31孔23130003003鉸孔53210001004粗銑內圓弧31655010005MM5精銑內圓弧4121000350173MM6檢驗編制審核批準2011年5月14日共1頁第1頁數(shù)控加工刀具卡片產品名稱或代號001零件名稱底座零件圖號001程序號O0001刀具工步號刀具號刀具名稱刀柄型號直徑/MM刀長/MM補償量/MM備注11中心鉆BT401022深孔鉆BT403135鉸刀BT403243直柄立銑刀BT401654直柄立銑刀BT4012編制審核批準共1頁第1頁第四章編制加工程序單程序卡片程序名稱O0371子程序O0008主程序G80G90G40G17M6T1T2M3S3000M8G54G90G43H01G0Z50X0Y22M98P81G55G0X0Y22M98P81G56G0X0Y22M98P81G57G0X0Y22M98P81G58G0Y22X0M98P81G59G0X0Y22M98P81G0Z50G541P01G0X0Y22M98P81G541P02G0X0Y22M98P81G541P03G0X0Y22M98P81G541P04G0X0Y22M98P81G541P05G0X0Y22G80G90G40M6T5T3M8M3S650G541P13G0X0Y22M98P83G541P14G0X0Y22M98P83G541P15G0X0Y22M98P83M98P82G541G0X0Y22P26M98P82G541G0X0Y22P27M98P82G541G0X0Y22P28M98P82G541G0X0Y22P29M98P82G541G0X0Y22P30M98P82G0Z50G541P13X0Y0Z150M9G541P16G0X0Y22M98P83G541P17G0X0Y22M98P83G541P18G0X0Y22M98P81G541P06G0X0Y22M98P81G0Z50G541P07G0X0Y22M98P81G541P08G0X0Y22M98P81G541P09G0X0Y22M98P81G541P10G0X0Y22M98P81G541P11G0X0Y22M98P81G541P12G0X0Y22M98P81G0Z50G54X0Y0Z150M9N2G80G90G40M6T2T5M03S3000M8G90G80X0G54G0Y22M98P82G0G55X0Y22M98P82G0G56X0Y22M98P82G0G57X0Y22M98P82M98P83G0Z50G541P19G0X0Y22M98P83G541P20G0X0Y22M98P83G541P21G0X0Y22M98P83G541P22G0X0Y22M98P83G541P23G0X0Y22M98P83G541P24G0X0Y22M98P83G0Z50G541P25G0X0Y22M98P83G541P26G0X0Y22M98P83G541P27G0X0Y22M98P83G541P28G0X0Y22M98P83G541P29G0X0Y22M98P83G541P30G0X0Y22M98P83M9G0Z50G0G541P13X0Y0Z150G90G80G40M6T3T4M8G0G58X0Y22M98P82G59G0X0Y22M98P82G0Z50G541P01G0X0Y22M98P82G541P02G0X0Y22M98P82G541P03G0X0Y22M98P82G541P04G0X0Y22M98P82G541P05G0X0Y22M98P82G541P06G0X0Y22M98P82G0Z50G541P07G0X0Y22M98P82G541P08G0X0Y22M98P82G541P09G0X0Y22M98P82G541P10G0X0Y22M98P82G541P11G0X0Y22M98P82G541P12G0X0Y22M98P82G0Z50G0X0G54Y0Z150M9N3M3S550G541G90G43H03P13G0Z50X346Y6975M98P84G541P14G0X346Y6975M98P84G541P15G0X346Y6975M98P84G541P16G0X346Y6975M98P84G541P17G0X346Y6975M98P84G541P18G0X346Y6975M98P84G0Z50G541P19G0X346Y6975M98P84G541P20G0X346Y6975M98P84G541G0P21X346Y6975M98P84G541P22G0X346Y6975M98P84G541P23G0X346Y6975M98P84G541G0P24X346Y6975M98P84G0Z50G541G0P25X346Y6975M98P84G541G0P26X346Y6975M98P84G541G0P27X346Y6975M98P84G80G90G40M6T5T3M8M3S650G54X0G0Y22M98P83G55X0G0Y22M98P83G56G0X0Y22M98P83G57G0X0Y22M98P83G58G0X0Y22M98P83G59G0X0Y22M98P83G0Z50G541P01G0X0Y22M98P83G541P02G0X0Y22M98P83G541P03G0X0Y22M98P83G541P04G0X0Y22M98P83G541P05G0X0Y22M98P83G541P06G0X0Y22M98P83G0Z50G541P07G0X0Y22M98P83G541P08G0X0Y22G541G0P28X346Y6975M98P84G541G0P29X346Y6975M98P84G541G0P30X346Y6975M98P84G0Z50G541P13G0Z150X0Y0M9G80G90G40M6T4M8M3S1000T1G541G90G43H04P13G0X6544Y4218M98P85G541P14G0X6544Y4218M98P85G541P15G0X6544Y4218M98P85G541P16G0X6544Y4218M98P85G541P17G0X6544Y4218M98P85G541P18G0X6544Y4218M98P85G0Z50G541P19G0X6544Y4218M98P85G541P20G0X6544Y4218M98P85G541P21G0X6544Y4218M98P85M98P83G541P09G0X0Y22M98P83G541P10G0X0Y22M98P83G541P11G0X0Y22M98P83G541P12G0X0Y22M98P83M9G0Z50G0G54X0Y0Z150G80G90G40M6T3T4M8M3S550X346G54G0Y6975M98P84G55G0X346Y6975M98P84G56G0X346Y6975M98P84G57G0X346Y6975M98P84G58G0X346Y6975M98P84G59G0X346Y6975M98P84G0Z50G541P01G0X346Y6975M98P84G541P02G0X346Y6975M98P84G541P22G0X6544Y4218M98P85G541P23G0X6544Y4218M98P85G541P24G0X6544Y421818M98P85G0Z50G541P25G0X6544Y4218M98P85G541P26G0X6544Y4218M98P85G541P27G0X6544Y4218M98P85G541P28G0X6544Y4218M98P85G541P29G0X6544Y4218M98P85G541P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