機(jī)械設(shè)計專業(yè)畢業(yè)論文-數(shù)控拉槽刀具設(shè)計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p><b>　　數(shù)控拉槽刀具設(shè)計</b></p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本設(shè)計及其研究工作

2、是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的，在完成設(shè)計時所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計題目： 數(shù)控拉槽刀具設(shè)計

3、 </p><p>　　1．設(shè)計的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　　本設(shè)計的主要任務(wù)：設(shè)計加工數(shù)控拉槽刀具，繪制數(shù)控拉槽刀具的圖紙，并編制數(shù)控拉槽刀具的加工工藝規(guī)程。</p><p>　　目標(biāo)： 1.通過本次設(shè)計了解數(shù)控拉槽刀具的結(jié)構(gòu)型式；</p><p>　　2.了解拉刀各部分尺寸的計算方法；<

4、;/p><p>　　3.數(shù)控拉槽刀具各種切削角度的選取原則；</p><p>　　4.通過工藝規(guī)程的編制，學(xué)習(xí)數(shù)控拉槽刀具的完整加工過程。</p><p>　　2．設(shè)計的基本要求和內(nèi)容</p><p>　　要求：繪制的圖紙符合機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)，并做到內(nèi)容完整、準(zhǔn)確。設(shè)計的工藝既要切合實際又要保證產(chǎn)品的精度要求，還要符合經(jīng)濟(jì)性的要求。</p&

5、gt;<p>　　內(nèi)容：設(shè)計并繪制數(shù)控拉槽刀具的圖紙，編制數(shù)控拉槽刀具的加工工藝規(guī)程，并編寫畢業(yè)設(shè)計。</p><p><b>　　3．主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 樓希翱，薄化川.拉刀設(shè)計與使用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983</p><p>　　[2] 楊榮福，董申.金屬切削原理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19

6、95</p><p>　　[3] 劉杰華.刀具精確設(shè)計理論與實踐.北京：國防工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[4] 劉華明.金屬切削刀具設(shè)計簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7</p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p>　　審核人： 年 月

7、 日</p><p><b>　　數(shù)控拉槽刀具設(shè)計</b></p><p>　　摘要：隨著數(shù)控拉槽刀具的發(fā)展，其設(shè)計對產(chǎn)品加工的要求越來越嚴(yán)苛。刀具的結(jié)構(gòu)決定其使用性能，通過先進(jìn)的刀具結(jié)構(gòu)，才能發(fā)揮刀具本身的優(yōu)勢。</p><p>　　本設(shè)計以加工特種管模類零件為例，在數(shù)控拉槽刀具的設(shè)計要點、材料優(yōu)化等基礎(chǔ)上，著重指出數(shù)控拉槽刀具加工

8、的實效性。本設(shè)計以其研究的意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，逐步引出拉槽刀具的工作原理，刀具的設(shè)計要點以及完成管模這種產(chǎn)品的數(shù)控加工過程，同時對如何提高拉槽的加工質(zhì)量，找出更合適加工產(chǎn)品的刀具材料。</p><p>　　這樣設(shè)計出的拉槽刀具能夠保證產(chǎn)品的誤差更小，精度更高，能有效提高拉槽表面質(zhì)量，保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強(qiáng)度，充分發(fā)揮拉槽刀具的性能，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，推動此類生產(chǎn)的發(fā)展。</p&g

9、t;<p>　　關(guān)鍵詞：拉槽刀具，數(shù)控加工過程，表面質(zhì)量，加工精度</p><p>　　The design of CNC slot cutting tool</p><p>　　Abstract: With the development of CNC pull slot cutter, its design is more and more stricter to the

10、 requirement of product processing. Giving a full play to the superiority of the tool itself is by the use of advanced cutting tool structure because cutting tool structure determines the performance.</p><p>

11、;　　The special pipe die parts processing as the simple of the design in a CNC slot cutter based on the key points of design, material optimization, emphatically points out that CNC slot cutting tool machining efficiency.

12、 This design not only gradually lead to pull slot cutter principle of work, main points of the design and the NC machining process of completed pipe die according to the significance of the research and the present situa

13、tion and development trend at home and abroad, but also find a </p><p>　　Such designed slot cutter can improve the economic efficiency and promote the development of this kind of production due to it can gua

14、rantee the smaller error and higher precision product, increase the groove surface quality effectively, ensure the machining accuracy, improve the overall work efficiency, reduce labor intensity and give full play to the

15、 performance of slot cutting tool. </p><p>　　Keywords: Pull slot cutter, NC machining process, Surface quality, Machining precision</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　

16、1 前言1</b></p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.2 課題研究的意義1</p><p>　　1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.3.1 國內(nèi)現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.2 國外現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3

17、.3 發(fā)展趨勢4</p><p>　　1.4 完成本設(shè)計的主要工作4</p><p>　　1.5 本章小結(jié)5</p><p><b>　　2 設(shè)計部分6</b></p><p>　　2.1 設(shè)計依據(jù)6</p><p>　　2.2 工作原理6</p><p>　　

18、2.3 設(shè)計難點分析6</p><p>　　2.3.1 深孔槽加工7</p><p>　　2.3.2 刀具設(shè)計難點7</p><p>　　2.4 與普通拉削的異同8</p><p>　　2.5 拉槽刀具設(shè)計8</p><p>　　2.6 本章小結(jié)14</p><p><b>

19、;　　3 優(yōu)化部分15</b></p><p>　　3.1 刀具材料選擇15</p><p>　　3.1.1 材料對比15</p><p>　　3.1.2 材料優(yōu)化16</p><p>　　3.2 提高加工質(zhì)量17</p><p>　　3.2.1 加工精度17</p><p&

20、gt;　　3.2.2 加工表面質(zhì)量18</p><p>　　3.3 加工質(zhì)量控制方法19</p><p>　　3.4 本章小結(jié)19</p><p><b>　　4 加工過程21</b></p><p>　　4.1 工藝流程21</p><p>　　4.2 基本要求21</p>

21、;<p>　　4.3 輔助功能22</p><p>　　4.4 加工特點23</p><p>　　4.5數(shù)控加工過程24</p><p>　　4.6本章小結(jié)25</p><p>　　5 結(jié)論與展望26</p><p><b>　　5.1 結(jié)論26</b></p>

22、;<p><b>　　5.2 展望26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p><b>　　1.1

23、研究背景</b></p><p>　　隨著數(shù)控拉槽刀具的飛快發(fā)展，需要用數(shù)控拉槽刀具設(shè)計的產(chǎn)品要求精度不斷提升，所需對應(yīng)的拉槽刀具也越來越嚴(yán)苛。本設(shè)計以加工特種管模類零件為例，逐步引出數(shù)控拉槽刀具的設(shè)計要點、材料優(yōu)化及其完整的數(shù)控加工過程。</p><p>　　管模是一種模具，模具關(guān)鍵部分采用優(yōu)質(zhì)的鎢鋼模具材料精密研磨而成，具有強(qiáng)度高、耐磨性好、韌性佳等特點，加工某管模類零件時

24、需要與之對應(yīng)的刀具材料。我國對模具工業(yè)的發(fā)展十分重視，國務(wù)院在1989年就將模具技術(shù)的發(fā)展列為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。充分的說明模具工業(yè)的基礎(chǔ)性及重要性。這些都充分體現(xiàn)了國務(wù)院和國家有關(guān)部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。另外，管模對很多人來說并不陌生，因為它在我們的日常生產(chǎn)生活有著很廣泛的用途。本文中設(shè)計中的管模需要用數(shù)控拉槽刀具逐步拉槽，因為如果一次性拉出所需要的槽型，有可能造成刀體損毀，或者因拉削量過大使表面粗糙度過大，表面質(zhì)量差而使產(chǎn)品

25、嚴(yán)重不合格，所以在加工過程中，我們采用數(shù)控系統(tǒng)，將提前編好的程序?qū)?，把已?jīng)設(shè)計好的刀體安裝上去，分刀體逐步加工。</p><p>　　通過對此類管模類零件的加工，我們可以逐步分析如何提高拉槽的表面質(zhì)量，我們將對數(shù)控拉槽刀具進(jìn)行全面的設(shè)計，在此過程中需要考慮刀具剛度和刀具壽命等等問題，同時對刀具材料進(jìn)行篩選，并分析刀具材料的優(yōu)缺點，保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強(qiáng)度，充分發(fā)展拉槽刀具的性能，同時也要降低

26、操作人員的操作水平的要求，以便提高整體工作效率。</p><p>　　1.2 課題研究的意義</p><p>　　隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要，對數(shù)控拉槽刀具的要求也越嚴(yán)苛，設(shè)計資料中對數(shù)控拉槽刀具的尺寸精度、表面質(zhì)量、材料選擇已進(jìn)行嚴(yán)格控制，如不改進(jìn)必不能滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。隨著管模類零件的設(shè)計趨向愈來愈復(fù)雜，其制造周期必定加長，數(shù)控拉槽刀具與數(shù)控機(jī)床的結(jié)合以及裝配會更加困難，而且在數(shù)控加工過程中

27、對操作人員的要求及其技術(shù)水平更加嚴(yán)格，另外，在檢查過程中如果不能排除人為因素困擾，其自動化水平就會越低，會增加人力及其時間，導(dǎo)致效率低下。</p><p>　　為滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，完成特種管模類零件內(nèi)孔槽的加工，需設(shè)計與之對應(yīng)的拉槽刀具，設(shè)計出的拉槽刀具能夠保證特種管模類零件的誤差更小、精度更高，以解決拉槽困難、效率低、成本高等缺陷。此拉槽刀具能夠可靠地實現(xiàn)復(fù)雜槽型，提高拉槽質(zhì)量，保證加工精度，提高整體工作效率

28、，減輕勞動強(qiáng)度，充分發(fā)揮拉槽刀具的性能，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，推動此類生產(chǎn)的發(fā)展。</p><p>　　如何解決管模類零件內(nèi)孔槽對質(zhì)量控制的要求，滿足實際生產(chǎn)發(fā)展的需求已迫在眉睫，對數(shù)控拉槽刀具設(shè)計的質(zhì)量控制更需要改進(jìn)，使數(shù)控拉槽技術(shù)具備實際可行性，對生產(chǎn)此類產(chǎn)品的技術(shù)水平更上一層樓。</p><p>　　1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　1.3.1 國

29、內(nèi)現(xiàn)狀</p><p>　　在國內(nèi)，根據(jù)拉槽刀具現(xiàn)狀分析，其要點有：拉槽刀具生命周期，經(jīng)濟(jì)成本等。特別是近幾年新型拉槽刀具不斷增加，原拉槽刀具的設(shè)計方法已滿足不了實際需求。為確保裝配精度，使產(chǎn)品不受影響，需研究制定設(shè)計方案，以滿足科研生產(chǎn)需求，延長拉槽刀具使用壽命，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　展望歷史，英國的工業(yè)化用了100年，美國用了70年，戰(zhàn)后的日本用了20年就進(jìn)入了“后工業(yè)化

30、”時代，具有后發(fā)優(yōu)勢的我們在改革開放的30年后也應(yīng)該加速完成工業(yè)化的進(jìn)程，即從原材料工業(yè)到加工組裝工業(yè)進(jìn)而到技術(shù)集約型工業(yè)的轉(zhuǎn)化。我國制造業(yè)的整體水平與世界先進(jìn)水平相比之下，仍處于低端水平，要想真正提高我國制造水平，必須走科技創(chuàng)新道路。畢竟我國制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力不足，部分企業(yè)的核心競爭能力不足，甚至缺乏技術(shù)支撐，產(chǎn)品更新?lián)Q代能力不足、進(jìn)展緩慢，雖然在機(jī)床制造、裝備制造、汽車制造等行業(yè)取得了不小的進(jìn)步，但整體實力仍處于劣勢。通過科技創(chuàng)新

31、，加快我國制造業(yè)的整體水平是我國制造業(yè)發(fā)展的唯一出路。</p><p>　　我們可以通過對數(shù)控設(shè)備的了解、熟悉，了解到了數(shù)控設(shè)備可以利用提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品的一致性，尤其是通過數(shù)控拉槽刀具來加工的管模類產(chǎn)品，提高數(shù)控拉槽刀具的精度，來提升整體的產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步說明數(shù)控加工是提高產(chǎn)品質(zhì)量的解決途徑。</p><p>　　通過現(xiàn)有技術(shù)對數(shù)控拉槽刀具進(jìn)行設(shè)計、改進(jìn)，通過自主技術(shù)創(chuàng)新，使此類生產(chǎn)

32、發(fā)展的加工水平更上一個新的臺階。</p><p>　　1.3.2 國外現(xiàn)狀</p><p>　　在國外，刀具的快速發(fā)展是在18世紀(jì)后期，伴隨蒸汽機(jī)等機(jī)器的發(fā)展而來的。那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。在采用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時，又提高兩倍

33、以上，到采用硬質(zhì)合金時，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。</p><p>　　制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)主力，制造業(yè)是高速增長的發(fā)動機(jī)。制造業(yè)技術(shù)水平的高低，是國家經(jīng)濟(jì)實力的典型體現(xiàn)。先進(jìn)制造工藝技術(shù)進(jìn)步是生產(chǎn)力發(fā)展的主要動力。據(jù)統(tǒng)計，勞動生產(chǎn)力的提高，60%左右是依靠采用先進(jìn)制造工藝技術(shù)來實現(xiàn)的。美國、俄羅斯、日本、歐盟等，都十分重視先進(jìn)制造工藝技術(shù)的發(fā)展，以保持雄

34、厚的制造技術(shù)基礎(chǔ)好人水平。隨著制造資源的制約以及產(chǎn)品性能大幅度提升，先進(jìn)制造工藝技術(shù)在發(fā)達(dá)國家得到充分發(fā)展，并朝著節(jié)能、環(huán)保、精密、數(shù)字化等方向發(fā)展，工業(yè)發(fā)達(dá)國家通過先進(jìn)制造工藝技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，在提升性能、保證質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、合理利用各項資源方面已經(jīng)走在了我們的前面。</p><p><b>　　(1)數(shù)字化方向</b></p><p>　　先進(jìn)成形技術(shù)與裝備是

35、制造技術(shù)賴以生存和發(fā)展的重要支柱。西方發(fā)達(dá)國家正朝著數(shù)字化技術(shù)方向全面邁進(jìn)，由機(jī)器的控制正在向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變，從而我們的生活也會因此而變得更加舒適和標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　西方發(fā)達(dá)國家在數(shù)字化制造發(fā)展中經(jīng)歷了單項技術(shù)和局部系統(tǒng)的車間級應(yīng)用階段：信息集成、功能集成和過程集成構(gòu)成的企業(yè)級集成應(yīng)用階段；以敏捷制造、供應(yīng)鏈管理、電子商務(wù)為主要內(nèi)容的企業(yè)間集成應(yīng)用階段；轉(zhuǎn)型方向發(fā)生變化，正在從傳統(tǒng)的生產(chǎn)型制造向客戶資

36、源為核心的服務(wù)型制造方向發(fā)展，數(shù)字化制造將從生產(chǎn)型進(jìn)入服務(wù)型，數(shù)字化方向正在全面改善。</p><p>　　(2)刀具材料的發(fā)展與應(yīng)用</p><p>　　高速鋼的發(fā)明和應(yīng)用，已有整整一個世紀(jì)的歷史，隨著硬質(zhì)合金、陶瓷、涂層刀具材料、人造金剛石、立方氮化硼、粉末冶金高速鋼刀具等的陸續(xù)研究，機(jī)械加工日益趨向于高速、超高速、干式切削等新的技術(shù)發(fā)展方向。先進(jìn)數(shù)控機(jī)床中，不僅要求刀具材料具有很高的

37、紅硬性（指材料在一定溫度下保持一定時間后所能保持其硬度的能力）和熱韌性，而且還必須有良好的耐磨性、耐熱沖擊和抗粘結(jié)性……新興工藝、新技術(shù)的發(fā)展對刀具材料提出了更高的要求。</p><p>　　國外的拉削刀具材料在19世紀(jì)80年代既已使用高速鋼涂層或者硬質(zhì)合金，以德國為例，拉削刀具高速鋼涂層材料的使用率高達(dá)67%，不僅節(jié)約了成本、重磨以及裝夾時間，而且刀具壽命也有了顯著提高。</p><p>

38、;　　目前，國外對其加工工藝的發(fā)展仍處于保密狀態(tài)，而且報刊雜志對其發(fā)展?fàn)顩r也鮮有報道，綜合目前國際機(jī)械加工制造業(yè)的總體發(fā)展水平，我們對數(shù)控拉槽刀具進(jìn)行深化創(chuàng)新、設(shè)計，推動管模零件向數(shù)字化方向生產(chǎn)發(fā)展已迫在眉睫。</p><p>　　1.3.3 發(fā)展趨勢</p><p>　　數(shù)控拉槽刀具的飛速進(jìn)步，需要增加技術(shù)研發(fā)資金的投入，更大的提高自主創(chuàng)新的能力；數(shù)控拉槽刀具的飛速進(jìn)步，需要有一批勇于奉

39、獻(xiàn)、眼光長遠(yuǎn)的技術(shù)掌舵者，這樣數(shù)控拉槽刀具才能丟掉自身的枷鎖，從長遠(yuǎn)指之處看到數(shù)控拉槽刀具發(fā)展的未來趨勢；數(shù)控拉槽刀具的飛速進(jìn)步，還需要有一個良好的市場競爭機(jī)制，整個市場的制造廠商可以給以使用機(jī)會和足夠的信任，才能使數(shù)控拉槽刀具有不斷進(jìn)步的趨向。</p><p>　　不斷追求勞動生產(chǎn)率的提高，是制造業(yè)永恒的主題。作為一個完整的制造技術(shù)體系，現(xiàn)代數(shù)字化制造技術(shù)主要由數(shù)控機(jī)床、數(shù)控量儀與數(shù)控刀具（國際上習(xí)慣稱“現(xiàn)代高

40、效刀具”）三部分組成。這三個子系統(tǒng)既獨立發(fā)展，又相輔相成、互相促進(jìn)，不斷進(jìn)步，不斷推動制造業(yè)勞動生產(chǎn)率的提高。</p><p>　　在數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控機(jī)床在傳統(tǒng)拉削一次的工作行程就能加工成形，拉削只有一個主運動，就是拉槽刀具的直線運動。由于數(shù)控拉槽刀具的拉削精度受到拉槽刀體本身的精度、使用條件、使用機(jī)床、工件形式、工件材料、加工前尺寸精度以及工件加持方式等諸多條件的影響。本設(shè)計著重強(qiáng)調(diào)數(shù)控拉槽刀具的工作原理、刀體

41、設(shè)計、材料優(yōu)化、提高精度等方面進(jìn)行研究，來提高管模類零件產(chǎn)品的整體產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展需要現(xiàn)代數(shù)字化制造技術(shù)，數(shù)控拉槽刀具在此更應(yīng)該加大創(chuàng)新力度，為以后能實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)品的全面自動化而打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　1.4 完成本設(shè)計的主要工作</p><p>　　由于數(shù)控拉槽刀具的拉削精度受到拉槽刀體本身的精度、使用條件、使用機(jī)床、工件

42、形式、工件材料、加工前尺寸精度以及工件加持方式等諸多條件的影響。本設(shè)計著重強(qiáng)調(diào)數(shù)控拉槽刀具的工作原理、刀體設(shè)計、材料優(yōu)化、提高精度等方面進(jìn)行研究，來提高管模類零件產(chǎn)品的整體產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　本設(shè)計以加工特種管模類零件為例，在知曉數(shù)控拉槽刀具的設(shè)計要點、材料優(yōu)化、發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，著重指出數(shù)控拉槽刀具加工的實效性，是完成整個數(shù)控加工過程中很重要的一步。本設(shè)計以其研究的現(xiàn)實意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，逐

43、步引出數(shù)控拉槽刀具的工作原理，刀具的設(shè)計要點以及完成管模這種產(chǎn)品的完整的數(shù)控加工過程，同時對如何提高拉槽的表面質(zhì)量，找出更合適加工產(chǎn)品的刀具材料。本設(shè)計在此需完成以下工作：</p><p>　?。?）對數(shù)控拉槽刀具的設(shè)計依據(jù)應(yīng)進(jìn)行全面的分析，從設(shè)計數(shù)控拉槽刀具的所需的管模入手；</p><p>　　（2）對數(shù)控拉槽刀具的工作原理應(yīng)進(jìn)行充分的闡述，熟悉刀具的設(shè)計要點以及完成管模這種產(chǎn)品的完整

44、的數(shù)控加工過程，對數(shù)控拉槽刀具的刀體的設(shè)計進(jìn)行逐步分析；</p><p>　?。?）通過對傳統(tǒng)高速鋼刀具材料與粉末冶金、高速鋼涂層材料的比較、實驗，選擇適合數(shù)控拉槽刀具的材料；</p><p>　?。?）在進(jìn)一步分析數(shù)控拉槽刀具的各種因素的基礎(chǔ)上，通過對數(shù)控拉槽刀具的實際加工進(jìn)行分析比較，確定通過加工方式的改變、刀具材料的改變等方面因素可以有效的控制數(shù)控拉槽刀具的加工精度，使其生產(chǎn)的產(chǎn)品具

45、有質(zhì)量穩(wěn)定、可靠、一致性強(qiáng)等特點；</p><p>　?。?）寫出所需的工藝流程以及完成本設(shè)計中產(chǎn)品完整的數(shù)控加工過程。</p><p><b>　　1.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章通過對國內(nèi)外數(shù)控拉槽刀具行業(yè)整體工藝水平的分析，以及數(shù)控拉槽刀具的加工質(zhì)量與加工精度對產(chǎn)品的重要意義，著重指出了本設(shè)計研究內(nèi)容的重要性，并提出了本

46、設(shè)計研究的主要工作。</p><p><b>　　2 設(shè)計部分</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計依據(jù)</b></p><p>　　以長度為2070mm的管模為例，需要做出的整體產(chǎn)品如下圖（圖2.1）所示，需要用本文設(shè)計出的數(shù)控拉槽刀具拉削出的槽如下圖（圖2.1）所示。</p><p>

47、;<b>　　圖2.1 管模</b></p><p><b>　　2.2 工作原理</b></p><p>　　本體與機(jī)床主軸結(jié)合，機(jī)床主軸帶動拉桿，拉桿使滑動錐體做軸向運動，滑動錐體的軸向運動可以帶動刀夾，以改變刀體的切削深度。</p><p>　　使用傳統(tǒng)的加工方法在機(jī)械式拉槽機(jī)上實現(xiàn)，主要通過兩個運動實現(xiàn)管模內(nèi)孔槽的

48、切削:（1）刀具隨刀桿沿軸線方向運動，實現(xiàn)長槽加工；（2）拉槽刀具的徑向運動由機(jī)床進(jìn)刀裝置與刀體共同實現(xiàn)，拉槽刀體內(nèi)的切削刀具通過機(jī)床、刀桿、刀體共同作用來實現(xiàn)刀具徑向運動高度的變化。</p><p>　　2.3 設(shè)計難點分析</p><p>　　刀體是組成數(shù)控拉槽刀具很重要的一部分，而且是很關(guān)鍵的一部分，形狀多樣，加工流程長，尤其是對管模類零件內(nèi)壁槽的加工，加工時其質(zhì)量很不容易控制，需要

49、刀體在裝配的時候非常嚴(yán)密。</p><p>　　管模的工藝流程如下：實心鍛造—熱處理—毛坯檢驗—粗車—鉆深孔—熱處理—半精車—深鏜孔—內(nèi)孔珩磨—拉槽—精車—磨外圓—探傷—鍍鉻</p><p>　　2.3.1 深孔槽加工</p><p>　　該管模的外圓長徑比是8.6,內(nèi)孔長徑比是17.0，內(nèi)外圓的壁厚是59，影響如下：</p><p>　?。?/p>

50、1）在加工該工件時，受熱時則會產(chǎn)生彎曲變形，工件在切削里的作用下勢必會產(chǎn)生微小彎曲和振動，肯定會影響其尺寸、形狀精度和表面質(zhì)量；</p><p>　　（2）刀具的刀體過長，剛度差，刀體容易引偏，加工的時候容易產(chǎn)生彎曲和振動，很難保證內(nèi)孔槽的直線度、加工精度以及表面質(zhì)量等要求；</p><p>　?。?）內(nèi)外圓的壁厚是59，加工過程中會產(chǎn)生微小形變問題；</p><p&g

51、t;　?。?）管模內(nèi)孔槽加工的起點位置是在孔內(nèi)的指定長度上，要求刀具的刀體直接插入孔內(nèi)通過刀體上的鍵與內(nèi)孔定位進(jìn)行加工；</p><p>　?。?）雖然槽深不隨長度的變化而變化，但是要在指定節(jié)點上，要滿足拉槽所需深度以及準(zhǔn)確加工并測量該節(jié)點的位置；</p><p>　　拉槽刀具切入工件不是控制系統(tǒng)直接控制和檢測的位置，二者相去甚遠(yuǎn)，機(jī)械傳動部件形變大大增加了控制難度；所有機(jī)床都要求盡可能高

52、的機(jī)械剛性，它直接關(guān)系到進(jìn)刀量控制的快速性和準(zhǔn)確性；由于管模內(nèi)孔尺寸原因，相應(yīng)的刀桿、拉桿和錐形滑動體等部件尺寸也要相應(yīng)的變化，它們的剛性難以提高，因此對于進(jìn)刀量的精確控制更難以保證，需要從機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造、裝配和電氣控制上予以充分考慮和保證；深孔槽加工使得操作者無法直接觀察到內(nèi)部的實際加工情況，故障難于及時發(fā)現(xiàn)和控制，在孔內(nèi)發(fā)生故障后操作比較難控制；影響加工過程和加工精度的不確定性因素較多，例如工件的內(nèi)孔尺寸精度、工件夾持松緊度、工

53、件與刀桿的同心度、刀具磨損速率、機(jī)床當(dāng)前傳動系統(tǒng)狀態(tài)等都將會影響到槽線的正常加工和容易發(fā)生進(jìn)刀不均勻或者啃刀過載等等事故；進(jìn)刀量小，加工持續(xù)時間長，往復(fù)循環(huán)過程多。</p><p>　　現(xiàn)在我國對于深孔槽加工已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，不論是加工設(shè)備、加工刀具以及必須的輔助用具，還是加工所必須的工藝參數(shù)、工人的操作水平與技巧都可以滿足深孔槽加工的質(zhì)量要求。 </p><p>　　2.3.2 刀具設(shè)

54、計難點</p><p>　?。?）在設(shè)計數(shù)控拉槽刀具時，刀體的結(jié)構(gòu)在一定程度上比較復(fù)雜,而且在加工管模類零件時需要更換不同的刀體，分次序逐步進(jìn)行加工。數(shù)控拉槽刀具設(shè)計首先必須保證刀體的強(qiáng)度、壽命以及它的可靠性，由于在加工管模類零件時存在阻力，而且還受到管內(nèi)壓力的慢性沖擊作用，因此設(shè)計出的數(shù)控拉槽刀具的刀體必須能承受加工時受到的最大的阻力；</p><p>　?。?）分次序設(shè)計刀體，在加工管

55、模類零件時能有效地減小阻力，而且所有刀體在裝配時結(jié)構(gòu)必須緊湊而嚴(yán)密，這樣加工出的管模類零件的內(nèi)孔槽的相應(yīng)精度才會有所提高；</p><p>　?。?）對于管模內(nèi)孔槽的加工質(zhì)量，它的表面粗糙度除了由工件與刀具的材料決定外，還由所采用的切削速度、冷卻潤滑液、刀具磨損程度決定。</p><p>　　2.4 與普通拉削的異同</p><p>　　普通工件的長度正常情況下均為

56、短孔，它們的長度一般在10~120mm之間，最長情況下也不會超過300mm,如果是加工圓孔的話，它們的直徑一般不會大于180mm，加工的長徑比一般在10以下。</p><p>　　對于數(shù)控拉槽刀具加工的內(nèi)孔槽來說，它的內(nèi)孔長徑比是17.0，加工的內(nèi)孔槽全長是2070mm，和傳統(tǒng)的拉削工件從數(shù)據(jù)上來說就完全不同，它的刀具的設(shè)計、拉削的方式、加工的機(jī)床、檢測要求等等根本不一樣。</p><p>

57、;　　2.5 拉槽刀具設(shè)計</p><p>　　由于管模內(nèi)孔槽為直槽，所以刀具的運動軌跡為直線運動，在拉削的過程中，數(shù)控拉槽刀具的工作角度就不會發(fā)生變化，但是在刀具設(shè)計時也必須充分考慮刀具工作角度的合理性，并且需要考慮數(shù)控拉槽刀具要有足夠的強(qiáng)度。</p><p>　　拉槽刀具的部分尺寸：刀具的設(shè)計前角、后角都是定值。在拉槽刀具加工管模內(nèi)孔槽時，拉削的過程中，由于工作基面不會發(fā)生變化，刀具的

58、工作前角、工作后角也都是定值，不會隨拉削部位不同而發(fā)生變化，所以刀具在設(shè)計過程中也需要把工作的前后腳的極值計算出來，以便于確定合適的初始前后角，保證拉槽刀具在進(jìn)行第二階段的加工中后角和加工表面不會發(fā)生干涉，在第四階段的加工過程中前角也不會和待加工表面發(fā)生表面干涉。</p><p>　　本體與機(jī)床主軸結(jié)合，本體的Φ118外圓根據(jù)管模內(nèi)孔直徑設(shè)計，并通過鍵定位(具體設(shè)計圖如圖2.2所示),為了保證本體與機(jī)床相結(jié)合，所

59、以本體尾部設(shè)計為縮短的公制錐體80?。</p><p><b>　　圖2.2 本體</b></p><p>　　拉桿使滑動錐體（如下圖2.3所示）做軸向運動。</p><p>　　求解滑動錐體的錐度（上、下兩底圓直徑之差與錐臺高度之比）：</p><p>　　設(shè)大徑為D，小徑為d，錐臺高度為L，錐度為C</p>

60、;<p>　　由實際圖紙數(shù)據(jù)可知，D=52mm，d=20mm，L=80mm，則：</p><p>　　C=（D-d）/L=1:2.5 即C=0.4</p><p><b>　　圖2.3 滑動錐體</b></p><p>　　刀夾（如下圖2.4所示）根據(jù)刀體和本體進(jìn)行設(shè)計，滑動錐體使刀夾做徑向進(jìn)刀、退刀運動，以控制管模內(nèi)孔槽的切削深

61、度。</p><p><b>　　圖2.4 刀夾</b></p><p>　　刀體的主要設(shè)計參數(shù)為：錐度、刀具伸縮所需的軸向行程、兩個刀夾的對稱度等。刀體具體的尺寸以刀夾口的大小設(shè)計，因為切削量不能過大，所以需要分刀體逐步拉削，先拉直槽，第一階段先直線拉削8mm，第一階段使用一號刀體，如下圖2.5所示。</p><p><b>　　圖

62、2.5 一號刀體</b></p><p>　　第二階段：使用二號刀體，如圖2.6所示</p><p><b>　　圖2.6 二號刀體</b></p><p>　　第三階段：使用三號刀體，如圖2.7所示</p><p><b>　　圖2.7 三號刀體</b></p><

63、p>　　第四階段：使用四號刀體，如圖2.8所示</p><p><b>　　圖2.8 四號刀體</b></p><p>　　第五階段：使用五號刀體，如圖2.9所示</p><p><b>　　圖2.9 五號刀體</b></p><p>　　刀體外圓與管模內(nèi)孔配合，刀體尾部由止口與刀桿配合，保證

64、刀體的直線性，錐體分上下兩部分（如圖2.10所示），其錐度一致；尾部由螺紋與本體內(nèi)的拉桿配合，通過拉桿的軸向運動實現(xiàn)錐體運動，刀夾通過銷子裝配而成，其上的觸點分別與滑動錐體配合，保證刀夾在作業(yè)過程中始終與滑動錐體接觸，兩刀夾的錐度的對稱直接影響槽深的一致性，刀夾使刀體完成徑向運動；刀夾上裝夾刀體的位置與銷軸孔中心保持一定的位置關(guān)系，以確保兩刀體徑向運動的一致性；安裝刀具后，自然形成容屑槽，一次進(jìn)刀后形成的切屑在此槽內(nèi)容納，待完成一次往復(fù)

65、運動后，人工去除。</p><p>　　圖2.10 裝配結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.本體 2.刀夾 3.滑動錐體 6.螺釘 7.螺釘 8.銷 9.螺釘</p><p><b>　　2.6 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章從設(shè)計依據(jù)入手，引出數(shù)控拉槽刀具的設(shè)計以及設(shè)計難點，介紹與普通拉削的異同，按次序介紹拉削管

66、模內(nèi)孔槽拉槽刀具的刀體，拉槽刀具的工作原理，對數(shù)控拉槽刀具做出了整體分析。</p><p><b>　　3 優(yōu)化部分</b></p><p>　　3.1 刀具材料選擇</p><p>　　數(shù)控拉槽刀具可以用來加工各式各樣的通孔、槽還有一些形狀比較復(fù)雜的內(nèi)表面，在拉削的過程中按照何種順序把加工余量從工件上拉削下來，對于作業(yè)效率、加工表面質(zhì)量以及拉

67、槽刀具的制造成本都會有很大的影響。管模內(nèi)槽的拉削方式和傳統(tǒng)的拉削方式不同，在拉削的過程中，加工余量被按照分層拉削法依次切削下來，而且拉削刀具與傳統(tǒng)拉削刀具不同。</p><p>　　管模內(nèi)孔槽加工的數(shù)控拉槽刀具只是負(fù)責(zé)拉削加工余量，拉槽刀具對工件的運動由機(jī)床帶動完成，拉槽刀具的進(jìn)刀是由刀體完成的。在拉削的過程中，數(shù)控拉槽刀具的設(shè)計變得簡單的話，必須考慮到一些問題，即刀具的剛度、刀具的壽命、刀具設(shè)計角度等等問題。&

68、lt;/p><p>　　對于管模內(nèi)孔槽的加工質(zhì)量，它的表面粗糙度除了由工件與刀具的材料決定外，還由所采用的切削速度、冷卻潤滑液、刀具磨損程度決定。</p><p>　　3.1.1 材料對比</p><p>　　在現(xiàn)在實際的社會生產(chǎn)發(fā)展中，刀具的材料是不斷地發(fā)展的，我們也應(yīng)該學(xué)習(xí)世界上其他先進(jìn)國家的刀具材料，“取其精華，去其糟粕”，為我們以后刀具材料的使用做準(zhǔn)備。下面就現(xiàn)

69、在市場主流的刀具材料和比較先進(jìn)的刀具材料簡單地做些比較：</p><p>　?。?）硬質(zhì)合金刀具 </p><p>　　硬度合金刀具具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度與韌性比較好、耐熱、耐腐蝕等等一系列優(yōu)良性能，尤其是它的高硬度與耐磨性即使在500℃的溫度下也能基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。</p><p><b>　?。?）高速鋼刀具</b>

70、;</p><p>　　加工管模內(nèi)孔槽的刀具的材料向來都使用的是屬鎢鉬系高碳含鈷超硬型高速鋼，它具有較高的常溫硬度（可以達(dá)到70HRC）與高溫硬度、鋒利、易磨削、高紅硬性等等優(yōu)點。這種材料也可制作格式各樣的高精度復(fù)雜的刀具，還可以用于制作各式各樣高硬度的刀片、刀頭等等，此材料在經(jīng)過730~840℃的預(yù)熱，再經(jīng)過1170~1190℃的鹽浴爐或者1180~1200℃的箱式爐加熱之后，回火3次之后，油冷，再經(jīng)過530~

71、550℃回火3次（每次回火時間保持2小時），它的硬度就可以達(dá)到67~69HRC，滿足了加工管模內(nèi)孔槽所承受的切削力要求，但是因為零件硬度高，拉削的長度較長，利用此材料制造的拉槽刀具易磨損，壽命短，而且零件的表面粗糙度不能達(dá)到要求，很難滿足現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展日益提高的精度要求以及表面質(zhì)量要求。</p><p>　　現(xiàn)在因為此材料在市場上的需求量比較小，購買的時候還比較困難，所以應(yīng)找尋另外的具有壽命長、高效、耐磨損的刀具材

72、料來滿足加工管模內(nèi)孔槽，滿足其加工精度和加工質(zhì)量要求。</p><p>　　（3）粉末冶金高速鋼刀具</p><p>　　粉末冶金是制取金屬粉末或者用金屬粉末（或者金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，在經(jīng)過成形與燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料和各種類型制品的工業(yè)技術(shù)。可以獲得極高硬度（63~70HRC），而且在550~600℃仍可保持高硬度（60 HRC以上）和高耐磨性的耐熱耐磨鋼類，良

73、好的磨削性、良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性、良好的韌性、良好的紅硬性、良好的耐磨性。</p><p>　　3.1.2 材料優(yōu)化</p><p>　　結(jié)合管模內(nèi)孔槽對拉槽刀具的要求:刀具的壽命長、剛性好、耐磨損、耐沖擊不易產(chǎn)生積削瘤等等，結(jié)合拉槽刀具新材料的不斷發(fā)展，通過世界上其他先進(jìn)拉槽刀具材料的了解、學(xué)習(xí)，目前可以提高拉槽刀具性能的材料主要有下列四種：</p><p>　

74、?。?）高速鋼作為基體的涂層刀具；</p><p>　?。?）硬質(zhì)合金刀具；</p><p>　?。?）涂層硬質(zhì)合金刀具；</p><p>　?。?）粉末冶金高速鋼刀具。</p><p>　　硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。在韌性較好的硬質(zhì)合金表面沉積一層極薄的耐磨層，即涂層硬質(zhì)合金，它能較好地解

75、決硬質(zhì)合金的耐磨性和韌性之間的矛盾。粉末冶金具有顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)越，產(chǎn)品精度高而且穩(wěn)定性好的等等一系列優(yōu)點。在了解各式各樣的材料的基礎(chǔ)上，如果從原材料進(jìn)廠開始直到刀具加工完畢為止，從材料的成本、加工的成本、加工的難度、使用的效果等等幾個方面，對四種材料的特點進(jìn)行對比：普通的高速鋼涂層或粉末冶金高速鋼的原材料最便宜，硬質(zhì)合金以及硬質(zhì)合金涂層的價格都高；刀具架可以委托專業(yè)的廠家進(jìn)行，而且數(shù)量越多其成本越低，但是由于使用有限，沒有辦法像

76、汽車行業(yè)一樣行程大規(guī)模的刀具訂購，所以使用硬質(zhì)金屬材料的加工成本極高；高速鋼涂層、粉末冶金高速鋼可子拉槽刀具成形后委托給專業(yè)涂層廠家進(jìn)行，但對于硬質(zhì)合金拉槽刀具一般也沒有專業(yè)設(shè)備；從使用效果來看，高速鋼涂層刀具、粉末冶金高速鋼刀具都可以滿足管模內(nèi)孔槽的加工精度和加工質(zhì)量要求。</p><p>　　綜合上述緣故，使用粉末冶金高速鋼刀具的成本低、加工的難度小、加工的成本低，可以代替高速鋼來加工管模內(nèi)孔槽。粉末冶金合金

77、鋼有很多種牌號，經(jīng)過多種材料的加工實驗，美產(chǎn)CPMP15和德產(chǎn)S2-10-1-8明顯優(yōu)于國產(chǎn)F系列粉末冶金高速鋼。</p><p>　　3.2 提高加工質(zhì)量</p><p>　　零件加工質(zhì)量是保證機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)，零件的加工質(zhì)量包括零件的機(jī)械加工精度和加工表面質(zhì)量兩個方面。如前所述，公差對制動規(guī)律的影響變得更為敏感。零件公差可能對機(jī)械的正常運作產(chǎn)生細(xì)微影響，從而影響機(jī)構(gòu)的正常運作。&

78、lt;/p><p>　　質(zhì)量控制是保障管模內(nèi)孔槽加工加工質(zhì)量滿足要求和促進(jìn)工藝進(jìn)步的管理手段，通過質(zhì)量控制的特點和質(zhì)量控制的方法，其目的是通過流程檢驗和控制，人員、設(shè)備、物料管理、環(huán)境管理、以及先進(jìn)的質(zhì)量控制與分析方法的應(yīng)用來提高加工的質(zhì)量精度、質(zhì)量穩(wěn)定性與合格率。</p><p>　　3.2.1 加工精度</p><p>　　機(jī)械加工精度是零件加工后的實際幾何參數(shù)，例

79、如尺寸、形狀以及表面間的相互位置和理論幾何參數(shù)的符合程度，符合程度越高，加工精度就越高。零件的加工精度包含三方面內(nèi)容：尺寸精度、形狀公差、位置精度，這三者之間相互關(guān)聯(lián)，對于管模內(nèi)孔槽的加工精度，就是指長度上的槽深、槽寬、槽底圓角之間的分度等等。實際加工過程中，加工精度取決于工件和拉槽刀具在切削運動過程中的相互位置關(guān)系。</p><p>　　通過對管模內(nèi)孔槽加工過程分析，在完成零件的裝夾與調(diào)整后，影響加工精度的主要

80、因素為工件與拉槽刀具之間的正確相互位置、準(zhǔn)確測量。由于加工過程中會產(chǎn)生切削力、切削熱以及摩擦，這會引起工藝系統(tǒng)的受力變形、受熱變形以及磨損，造成種種加工誤差。同時，在加工過成長，還必須要對零件進(jìn)行測量，才能判定加工是否合格，任何測量方法和量具、量儀均不可能絕對正確，測量誤差的產(chǎn)生也成為影響加工質(zhì)量的重要因素。</p><p>　　無論是利用傳統(tǒng)加工方法加工還是數(shù)控方法加工都依靠設(shè)備精度來保證，數(shù)控拉槽機(jī)床的精度明

81、顯優(yōu)于普通機(jī)床，影響管模內(nèi)孔槽的加工質(zhì)量的主要因素為加工前的調(diào)整：</p><p>　?。?）由于零件長，加工時拉槽刀具從最遠(yuǎn)處起刀，零件孔徑小，相應(yīng)的刀桿直徑小，懸伸長，起到位置離刀桿支架遠(yuǎn)，極易造成起刀位置與出刀位置的槽深度不一致；</p><p>　?。?）理論上工件支承與刀桿支架同心，其設(shè)計誤差不超過0.02mm，但是工件為細(xì)長桿類零件，存在一定的撓度，刀桿在加工起點位置會產(chǎn)生懸垂

82、，同樣會產(chǎn)生整體長度上對稱加工的槽深度不對稱的現(xiàn)象；</p><p>　　（3）量具本身額制造誤差、使用條件例如濕度影響、操作者的細(xì)心程度等，都會影響零件的調(diào)整精度和測量精度；</p><p>　?。?）夾具的制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損也直接影響零件表面的位置精度和尺寸精度；</p><p>　?。?）管模內(nèi)孔槽采用定尺寸拉槽刀具，加工的時候，拉槽刀具的尺寸

83、精度形狀精度直接影響工件的加工精度；拉槽刀具在使用的過程中會發(fā)生磨損，特別是管模內(nèi)孔槽加工這種路徑長、受力大、一次走到所需時間長的加工方法，其退屑能力弱，更容易造成拉槽刀具磨損。</p><p>　　另外，刀具材料也會對零件的加工精度產(chǎn)生影響，由于刀具材料優(yōu)化，其拉槽刀具的使用條件也會隨之發(fā)生變化，主要體現(xiàn)在切削參數(shù)上，傳統(tǒng)切削參數(shù)遠(yuǎn)不能發(fā)揮拉槽刀具材料的特性和優(yōu)勢；刀具材料的優(yōu)化，使刀具參數(shù)發(fā)生變化，相應(yīng)的冷卻

84、液也會發(fā)生變化，使用優(yōu)化后的材料制作的拉槽刀具，管模內(nèi)孔槽的表面粗糙度有明顯提高，其內(nèi)孔槽的表面不會產(chǎn)生波紋；使用優(yōu)化后的材料制作的拉槽刀具，管模內(nèi)孔槽的加工精度和表面質(zhì)量有明顯提高，從測量結(jié)果來看，內(nèi)孔槽的直線性高，對比其他金屬拉槽刀具，加工精度有了明顯提高。</p><p>　　3.2.2 加工表面質(zhì)量</p><p>　　實踐表明，機(jī)械加工的破壞，一般都是從表面開始的。這說明零件的表

85、面質(zhì)量至關(guān)重要，加工表面質(zhì)量包含兩方面的內(nèi)容，加工表面的幾何形貌以及材料的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能。加工表面的表面結(jié)構(gòu)是指表面粗糙度、表面波紋度、紋理方向和表面缺陷，對于管模內(nèi)孔槽加工表面來說，最重要的指標(biāo)是表面粗糙度。</p><p>　　由于零件的表面質(zhì)量對于耐磨性、耐疲勞性、耐腐蝕性、零件配合質(zhì)量都有很大的影響：</p><p><b>　?。?）耐磨性</b>&

86、lt;/p><p>　　由于零件表面存在不平度，當(dāng)零件配合時，實際接觸面積并非理論上的整個接觸表面，表面波紋度越大，粗糙度越大，其有效接觸面積就越小。對于管模內(nèi)孔槽來說，其表面粗糙度越小，表面越光滑，液流越流暢。</p><p><b>　?。?）耐疲勞性</b></p><p>　　表面粗糙度值越小，表面缺陷越小，壓力不易集中，工件的耐疲勞性越好

87、。</p><p><b>　　（3）耐蝕性</b></p><p>　　零件的耐蝕性很大程度上取決于表面粗糙度。表面粗糙度大，腐蝕物質(zhì)容易沉積在表面凹坑中，是耐蝕性降低。</p><p>　　3.3 加工質(zhì)量控制方法</p><p>　　管模內(nèi)孔槽采用傳統(tǒng)的機(jī)械式加工方式、利用高速鋼刀具加工，其加工精度較低、表面質(zhì)量較

88、差，尤其是槽深的實測數(shù)據(jù)一致性較差，導(dǎo)致管模內(nèi)孔槽的加工合格率較低，協(xié)議品較多。</p><p>　　采用數(shù)控機(jī)床加工管模內(nèi)孔槽，并提高刀具材料性能，并有針對性的設(shè)計制造高精度檢測儀器，在加工質(zhì)量上產(chǎn)生巨大變化，其質(zhì)量可以控制，加工一致性優(yōu)，加工精度和表面質(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)加工。</p><p>　　在加工管模內(nèi)孔槽的過程中，仍然需要從以下幾個細(xì)節(jié)加強(qiáng)：</p><p&g

89、t;　?。?）提高細(xì)長桿類零件加工工藝水平，保證零件前工序的加工精度，以便提高零件的加工精度與表面質(zhì)量；</p><p>　?。?）對夾具、量具進(jìn)行定期復(fù)驗，保持其應(yīng)有的精度，同時也注意平時的使用過程，提高精度；</p><p>　　（3）數(shù)控拉槽刀具磨損后應(yīng)該及時的修復(fù)，提高它的制造精度，保證零件的加工精度與表面質(zhì)量；</p><p>　?。?）平時應(yīng)該注意的是，

90、定期的對操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高操作人員的熟練程度。</p><p><b>　　3.4 本章小結(jié) </b></p><p>　　本章著重介紹，刀具材料的優(yōu)化，對材料做出對比以及用何種材料才能使刀具本身發(fā)揮出最大的優(yōu)勢，以提高加工表面質(zhì)量和加工精度，采用數(shù)控機(jī)床加工管模內(nèi)孔槽，并提高刀具材料性能，并有針對性的設(shè)計制造高精度檢測儀器，在加工質(zhì)量上產(chǎn)生巨大變化，其質(zhì)量可以控

91、制，加工一致性優(yōu)，加工精度和表面質(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)加工，提出了加工質(zhì)量控制方法。</p><p><b>　　4 加工過程</b></p><p><b>　　4.1 工藝流程</b></p><p>　　管模的工藝流程如下：實心鍛造—熱處理—毛坯檢驗—粗車—鉆深孔—熱處理—半精車—深鏜孔—內(nèi)孔珩磨—拉槽—精車—磨外圓—探傷

92、—鍍鉻</p><p>　　管模內(nèi)孔槽的流程：拉槽刀體與數(shù)控拉槽機(jī)床結(jié)合分別逐步更換一號、二號、三號、四號、五號刀體進(jìn)行拉削工作。</p><p><b>　　4.2 基本要求</b></p><p>　　實現(xiàn)管模內(nèi)孔槽長與刀體徑向伸縮的控制，利用數(shù)控系統(tǒng)必須滿足槽長與刀體徑向進(jìn)刀尺寸的匹配，數(shù)控拉槽與普通機(jī)械拉槽式拉槽的工作原理基本一致，不同

93、點在于：</p><p>　?。?）刀具的軸向運動與刀具隨槽長變化而有規(guī)律的徑向運動均由數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)械傳動實現(xiàn)；</p><p>　　刀具的徑向運動所拉削長度的變化通過計算機(jī)控制后，不同產(chǎn)品對管模內(nèi)孔槽的不同要求均可通過數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，不需要每一種產(chǎn)品設(shè)計一整套數(shù)控拉槽刀具，大大節(jié)約了新產(chǎn)品的科研周期，節(jié)省科研費用；同時，對于正在生產(chǎn)的不同產(chǎn)品，只需要更換相應(yīng)的刀體、刀具即可，不

94、需要頻繁的進(jìn)行設(shè)計，由磨損造成的產(chǎn)品零件精度下降的問題也完全可以避免，計算機(jī)控制可以滿足生產(chǎn)多品種、小批量的加工需求；</p><p>　?。?）刀體通過數(shù)控系統(tǒng)控制進(jìn)行旋轉(zhuǎn)分度，拉槽刀具由數(shù)控機(jī)床控制，滿足管模內(nèi)孔槽的數(shù)量要求；</p><p>　　利用計算機(jī)控制刀具的旋轉(zhuǎn)，從而代替零件劃線后，通過搞正十字線旋轉(zhuǎn)工件進(jìn)行分度的方式，分度的精度高，如果零件出現(xiàn)問題的時候，可以隨時進(jìn)行返修，

95、可以在一定程度上提高合格率；</p><p>　?。?）數(shù)控系統(tǒng)須具備Z、C、X三軸控制，任意兩軸聯(lián)動的同時，三軸要求實現(xiàn)聯(lián)動控制；</p><p>　　拉槽的運動主要為沿Z軸方向刀具的徑向運動，沿X軸刀桿的軸向運動，沿車軸刀桿的旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)Z軸、X軸聯(lián)動時可以實現(xiàn)管模內(nèi)孔槽的加工，任意兩軸聯(lián)動的同時，三軸要求實現(xiàn)聯(lián)動控制；</p><p>　　（4）Z、C、X三軸

96、采用位置全閉環(huán)的控制方式，以提高加工過程中的質(zhì)量控制，提高產(chǎn)品的加工精度和表面質(zhì)量；</p><p>　　要求采用全閉環(huán)的控制方式，通過對電機(jī)力矩偏差檢測，使各軸的反饋坐標(biāo)值與光柵坐標(biāo)之間形成同步的對應(yīng)關(guān)系。</p><p><b>　　4.3 輔助功能</b></p><p>　　管模內(nèi)孔槽的加工由數(shù)控系統(tǒng)控制后，除了滿足拉削的基本要求功能外

97、，還根據(jù)管模內(nèi)孔槽的加工特點要求增加以下功能：</p><p>　?。?）工件曲線加工軌跡圖形顯示</p><p>　　該功能能實時監(jiān)控拉削過程的運動軌跡，同時通過對拉削功率的監(jiān)控，掌握拉削過程的動態(tài)；</p><p>　?。?）手動干預(yù)和微調(diào)修調(diào)自動計算功能</p><p>　　進(jìn)行拉削試驗，對同一把刀體拉削后的液流槽進(jìn)行檢驗，并記錄數(shù)據(jù)，

98、通過對數(shù)據(jù)的分析，可對管模內(nèi)孔槽與槽長的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行微量修調(diào)，并將修調(diào)數(shù)據(jù)計入程序，以保證槽深的一致性，對刀具徑向進(jìn)刀的精度誤差進(jìn)行補(bǔ)償；</p><p>　　（3）聯(lián)動測試、報警在線監(jiān)視</p><p>　　在新產(chǎn)品或新的管模內(nèi)孔槽曲線試制前，通過調(diào)整參數(shù)的輸入，改變深度曲線后，進(jìn)行X軸、Z軸的聯(lián)動關(guān)系認(rèn)證后，并通過指定長度的刀體徑向進(jìn)給數(shù)值，簡間接檢測槽深，為實際加工提供保障，能實現(xiàn)自

99、動增量和手動增量，在手動增量時能實現(xiàn)任意長度的測試；</p><p>　　報警在線檢測要求能實現(xiàn)以下功能：急停報警、限位報警、潤滑泵故障報警、變壓器故障報警、Z軸電機(jī)過熱報警。</p><p>　　（4）卡刀回退原路軌跡自動計算與程序生成功能</p><p>　　由于零件材料不均勻出現(xiàn)的局部硬點或刀具磨損造成的刀具損壞，或由于Z軸、C軸電機(jī)過載保護(hù)，或由于斷電，或人

100、為終止等因素，均可導(dǎo)致正在進(jìn)行的加工過程被終止，而使刀桿停留在零件內(nèi)部，影響正常的加工，導(dǎo)致廢品出現(xiàn)。</p><p>　　為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，要求發(fā)生該現(xiàn)象時，完整記錄停電后機(jī)床的位置數(shù)據(jù)，待重新上電后，通過數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)保存的前次系統(tǒng)退出時的異常信息和位置等信息，并且根據(jù)這些信息，是刀桿能負(fù)方向運動一定距離，使刀具全部收回至小于孔徑的安全位置，然后沿拉削將刀桿從管模內(nèi)孔槽中移動出來，不損壞已加工好的槽型，

101、并保護(hù)刀具不受損壞。</p><p>　　尤其是對于正在加工的產(chǎn)品，在斷點處Z軸負(fù)方向安全回退距離之后，同時C軸也應(yīng)按對應(yīng)的聯(lián)動關(guān)系正向回轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，從而使刀具隨管模內(nèi)孔槽軌跡回退，確保精度不受影響，減少報廢可能。</p><p><b>　?。?）參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　參數(shù)設(shè)置包括系統(tǒng)參數(shù)、控制參數(shù)、工藝參數(shù)等內(nèi)容，可根據(jù)產(chǎn)

102、品零件尺寸的不同進(jìn)行設(shè)置，如刀具的自動旋轉(zhuǎn)，根據(jù)管模內(nèi)孔槽的表面粗糙度，每刀徑向進(jìn)給量的隨時調(diào)整等等；</p><p>　　為安全起見，在批量生產(chǎn)加工某一產(chǎn)品的時候，在所有參數(shù)設(shè)置完成之后，可以實現(xiàn)參數(shù)保護(hù)，防止人或者操作者誤改參數(shù)，導(dǎo)致加工的某批零件產(chǎn)生批量的零件報廢；</p><p>　　主要滿足新產(chǎn)品科研中，管模內(nèi)孔槽相關(guān)尺寸根據(jù)產(chǎn)品試驗而做的調(diào)整，提高設(shè)備加工柔性；</p&g

103、t;<p>　　要求參數(shù)輸入過程直接按系統(tǒng)提示操作，不使用復(fù)雜的G代碼和PLC編程語言(或梯形圖)，降低了數(shù)據(jù)計算差錯、操作出錯和對操作者很高的技術(shù)要求，簡化操作程序。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)實時采集記錄</p><p>　　對自動加工全過程的關(guān)鍵位置數(shù)據(jù)、電機(jī)負(fù)載數(shù)據(jù)等進(jìn)行實時采集和記錄，既可以用于當(dāng)前的故障偵測，還可以為調(diào)試、檢驗、質(zhì)量追溯、新產(chǎn)品試制和工藝等提供

104、詳細(xì)和真實的參考數(shù)據(jù)（檢驗槽深以及產(chǎn)品是否合格都需要涉及到深孔內(nèi)徑測量儀，由于儀器太過專業(yè)已超出所學(xué)知識范圍，這里不便詳細(xì)介紹）。</p><p>　　（7）預(yù)留在線檢測接口</p><p>　　要求預(yù)留管模內(nèi)孔槽在線檢測裝置接口和深度檢測操作功能，當(dāng)在線檢測技術(shù)成熟時可隨時安裝，提高機(jī)床的使用性能。</p><p><b>　　4.4 加工特點</

105、b></p><p>　　通過數(shù)控系統(tǒng)控制并增加多項輔助功能之后，管模內(nèi)孔槽的加工與傳統(tǒng)方法相比具備以下特點：</p><p><b>　?。?）安全性高</b></p><p>　　尤其是卡刀回退功能的實現(xiàn)，大量減少了廢品的出現(xiàn)，為二次修復(fù)零件提供了基本的條件；</p><p>　　（2）軌跡的精確性提高<

106、/p><p>　　避免了由于機(jī)床傳動而造成的誤差，以及多部件加工誤差、安裝誤差等累計誤差對零件加工的影響；</p><p><b>　　（3）一機(jī)多用</b></p><p>　　新型設(shè)備不僅可以加工管模內(nèi)孔槽，同時還可以加工鍵槽、花鍵等內(nèi)溝槽，大大提高工廠加工的敏捷性。</p><p>　　由此可見，這種新的加工方法適應(yīng)性

107、強(qiáng)，只要配備不同的刀具，不僅可以使用多品種、多規(guī)格的管模內(nèi)孔槽的加工，還可以廣泛應(yīng)用于深孔內(nèi)各種等深度、不同形狀通槽的加工。</p><p>　　4.5數(shù)控加工過程 </p><p>　?。?）刀具與機(jī)床結(jié)合，并將刀體裝于刀夾上緊固，使刀具到達(dá)最大尺寸用千分尺測量其尺寸，要求該尺寸大于最大槽深對應(yīng)的直徑，如果實測尺寸小于要求尺寸，可通過調(diào)整拉桿，使刀夾在錐體上的位置改變，以滿足要求，并將刀

108、具安裝好；</p><p>　?。?）將管模放在拉槽機(jī)的中心架上夾緊，調(diào)整零件夾持的中心高與刀桿同心；</p><p>　?。?）確定刀具加工的起始位置；</p><p>　　（4）數(shù)控拉槽刀具各種切削角度的選取根據(jù)所加工的管模決定；</p><p>　?。?）按照系統(tǒng)提示將管模內(nèi)孔槽的相關(guān)參數(shù)輸入，系統(tǒng)界面將顯示理想的線槽；</p&g

109、t;<p>　?。?）啟動機(jī)床，依次換上一號、二號、三號、四號、五號刀體對管模進(jìn)行拉削；</p><p>　　（7）加工臨近所需槽深時，及時測量，分別拉削完以后進(jìn)入槽深公差，結(jié)束拉削，停止加工；</p><p>　?。?）卸下零件，將其置于平臺上，按零件合格要求用深孔內(nèi)徑測量儀檢測各處尺寸，并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。</p><p>　　通過對比傳統(tǒng)加工，可以發(fā)

110、現(xiàn)，調(diào)整時間明顯縮短，試加工效率提高；加工時精度由設(shè)備保證，脫離人為因素的影響；操作更簡單，對人工的操作水平要求明顯降低；不需要專業(yè)培訓(xùn)很長時間即可進(jìn)行操作，擺脫了對專業(yè)操作人員的依賴。</p><p>　　加工針對管模內(nèi)孔槽傳統(tǒng)加工方法的種種不足之處，提出一種新的加工、加工檢測方法，一一對應(yīng)的解決問題，并按這種要求思路貫徹到機(jī)床的設(shè)計中去，設(shè)計出的數(shù)控拉槽刀具能滿足加工要求更加嚴(yán)格的管模內(nèi)孔槽。</p&g

111、t;<p>　　隨著技術(shù)進(jìn)步和工藝水平的提高，數(shù)控加工已經(jīng)成為一種常用機(jī)械加工的控制方法，其特點是高速、高效、高精度、高可靠性、依據(jù)程序完成所有工藝過程。勞動強(qiáng)度低，對不同工件適應(yīng)能力強(qiáng)，其各種優(yōu)勢不言自明。傳統(tǒng)加工方法中，機(jī)床結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)多是造成機(jī)床傳動誤差增大的原因之一。</p><p>　　在熟悉數(shù)控拉槽刀具的加工原理的基礎(chǔ)上以及經(jīng)常出現(xiàn)的各種問題的基礎(chǔ)上，認(rèn)真分析傳統(tǒng)加工方法造成的種種不利因素，