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1、（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）M20螺栓柱的数控加工分析 【摘要】 螺栓柱应用非常广泛，其中双头螺栓两头都有螺纹，中间的螺杆有粗的也有细的。主要用于连接机械，起到固定链接的功能，一般用于矿山机械，桥梁，汽车，摩托车，锅炉钢结构，吊塔，大跨度钢结构和大型建筑等场合。因此，合理制定螺栓柱的加工工艺，保证加工质量显得格外重要。本文主要以M20螺栓柱为研究对象，首先介绍M20螺栓柱的应用场合及结构，其次介绍M20螺栓柱的加工工艺，包括机床选用、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线等，编写零件的数控程序，进行质量检测，最后分析加工过程中出现的问题及解决问题的方案等。【关
2、键词】：M20螺栓柱；加工工艺；数控编程；质量优化。 目录 引言.1一、 M20螺栓柱零件介绍.2（一）M20螺栓柱零件图.2（二）M20螺栓柱的应用场合.2（三）M20螺栓柱的结构分析.2二、M20螺栓柱加工工艺分析.3（一）数控机床选用.3（二）零件材料选用.5（三）车削刀具的选用.5（四）夹具的选用.6（五）加工工艺路线拟定.6三、M20螺栓柱的数控程序.7四、M20螺栓柱的检测.9五、加工过程中出现的问题及解决方案.9（一）实例分析.10（二）问题出现的原因及解决方案.10总结.12参考文献.13谢辞.14引言随着我国数控技术以及新型材料等行业的迅猛发展，各种用途的紧固零件需求量也日益
3、增加，与人们的生活越来越密切。改革开放以来，以螺栓柱为例的紧固配件用途十分广泛，几乎各种机械设备上都少不了螺栓柱，因此，螺栓柱的大量生产为我国工业的发展做出了巨大贡献。生产双头螺栓是需要固定的设备与机床加工的，而加工程序还是相对简单的，主要有以下工序：首先是需要选料，然后切料，冲床预加工，再数控车床加工，最后是将车出来的工件放在滚丝机上滚出来丝扣，到这里普通的双头螺栓就加工完了，当然如果需要其他要求，那还需要其他的工序。本文主要以M20螺栓柱为研究对象，首先介绍M20螺栓柱的形状结构，其次介绍M20螺栓柱的加工工艺，包括机床选用、工件材料选用、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线，编写零件
4、的数控编程，对零件进行质量检测，最后分析加工过程中出现的问题及解决问题的方案等。我的毕业设计课程来源于中国江苏新万国紧固件制造有限公司，我公司主要生产一些紧固件产品，比如M20螺栓柱、油塞、球头螺母、细长轴等紧固件。我的实习岗位是数控车床操作员，主要生产M20螺栓柱，因此要对M20螺栓柱的一整套加工流程要十分的熟悉，所以本篇毕业设计着重阐述M20螺栓柱的数控加工，包括工艺分析及程序介绍等。 一、M20螺栓柱零件介绍(一）M20螺栓柱零件图 本课题研究的对象是M20螺栓柱，如图1-1和图1-2所示为M20螺栓柱的实物图，图1-3为M20螺栓柱的零件图。 图1-1 M20螺栓柱实物 图1-2 M2
5、0螺栓柱实物（二）M20螺栓柱的应用场合双头螺栓（Stud），也叫双头螺丝。用于连接机械的固定链接功能，双头螺栓两头都有螺纹，中间的螺杆，有粗的也有细的。一般用于矿山机械，桥梁，汽车，摩托车，锅炉钢结构，吊塔，大跨度钢结构和大型建筑等。而我厂生产的M20螺栓柱应用于轿车轮胎，专门为一汽大众提供成批量的M20螺栓柱。因此，合理制定螺栓柱的加工工艺，保证加工质量显得格外重要。（三）M20螺栓柱的结构分析该零件从结构上看属于回转类零件，左右两端，一端有台阶，另一端没有台阶，两边柱体都要搓上丝，为了美观零件表面不能有划痕，碰痕等。M20螺栓柱总长保证85mm正负30丝，两头直径18.87-18.91m
6、m，大径22.0-22.03mm，中间大圆直径42mm，厚度控制在2.0-2.20mm之间，表面粗糙度控制在2.5m，其余表面粗糙度控制在6.3m左右，小圆弧半径为1mm，工件倒角均为2x45，其他尺寸公差要求见零件图1-3所示。 由于M20螺栓柱的毛坯是由冲床冲压形成的，冲床加工毛坯的优点就是大大缩短了数控车削时间，既省时又省力，还能提高工厂效益，这里不作详细介绍。二、M20螺栓柱加工工艺分析（一）数控机床选用本课题所研究的M20螺栓柱属于轴类零件，因此选用济南三机数控机床厂生产的CK6136高速精密数控车床，如图2-1所示，技术参数如表2-1所示。CK6136数控车床有以下几个特点： 图1
7、-3 M20螺栓柱零件图1. 主轴支承采用优质、高精、高速轴承。主轴主配私服主轴电机、伺服驱动，启动、刹车时间减少50%，主轴最低切削转速50r/min。2. 车床纵横向走刀用精密滚珠丝杠传动。3. 全防护，整体床座，床身导轨超音频淬火、精磨，滑动导轨全贴塑。4. 刀架有排刀架或四工位刀架，也可二者混用增加刀具数量，可由用户自选。5. 卡盘和尾座有手动、液压和气动供选择。6. 数控系统主配：KND、FANUC、SJS，其他由用户选配。 图2-1 CK6136高精密数控车床表2-1 CK6136高精密数控车床技术参数项目单位技术参数床身上最大回转直径mm360滑板上最大回转直径mm142顶尖间距
8、离/最大加工长度mm570/370床身导轨宽度mm320横向X轴/纵向Z轴最大行程mm245(特配300）/435X/Z轴快速进给m/min6/8主轴转速范围（无级）rpm180-3000主轴头/主轴锥孔/主轴通径直径mmA2-6/MT6#/52卡盘型式与规格mm200/8寸中空液压拉管通孔直径mm40最大刀具尺寸mm20*20刀架排刀架或电动刀架最小输出单位mm0.001重复定位精度X/Zmm0.007/0.008尾座套筒直径/行程mm65/100尾座套筒锥孔MT4#主电机功率kw4X、Z轴电机扭矩N.m4/6机床外形尺寸（长x宽x高）mm1815*1170*1640机床净重（整体床座）kg
9、1900（二） 零件材料选用本课题所研究的M20螺栓柱选材为35CrMo钢，这种材料主要用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件，如轧钢机人字齿轮、曲轴、锤杆、连杆、紧固件，汽轮发动机主轴、车轴，发动机传动零件，大型电动机轴，石油机械中的穿孔器。也可用于高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件，汽轮发电机的转子，主轴，重载荷的传动轴，大断面零件等。35CrMo钢的特性如下：1焊接性当Ceq0.40%时，35CrMo合金结构钢的硬倾向不明显，可焊性较优良，焊接时不必进行预热，可直接施焊。2.强度特性35CrMo合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较4
10、0Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500。冷变形时塑性中等，焊接性差。低温至-110摄氏度，具有高的静强度、冲击韧度及较高的疲劳强度、淬透性良好，无过热倾向，淬火变形小，冷变形时塑性尚可，切削加工性中等。 （三）车削刀具的选用本课题所研究的M20螺栓柱为轴类零件，属于车削类，加工时选用两种刀片，如图2-2所示为三角形粗车刀片，如图2-3所示为菱形精车刀片，它们的刀尖圆弧半径分别为：三角形粗车刀R0.8，菱形精车刀R0.4。刀具全部都是镀钛刀片，适合切削35CrMo钢。 图2-2 R0.8三角形粗车刀 图2-3 R0.4菱形精车刀（四）夹具的选用CK6136高精密数控车
11、床所使用的夹具为液压式夹具，特别对批量生产的这种轴类零件，有较高的生产效率，卡爪为软卡爪，防止加工好表面的一端被夹伤，如图2-4所示，其夹紧松开的装置为脚踏控制，如图2-5所示，液压式夹头的优点是夹紧力大，能保证加工出来的工件的同轴度。 图2-4 软卡爪 图2-5 脚踏控制器（五）加工工艺路线的拟定 1.M20螺栓柱的加工流程M20螺栓柱在我们车间只负责外形加工，先由别的车间用冲床冲压出大致毛坯形状，然后再到我们车间进行外形数控加工，然后再发货到其他公司进行搓丝、电镀。总的大致流程为：选材-切料-冲压成型-数控加工-搓丝-电镀。2.M20螺栓柱的数控加工因为M20螺栓柱的表面全部要车削光洁，一步完成不大可能实现，所以分为两道加工步骤，即需要掉头装夹。我们在这暂且称其为一序和二序。一序走刀路径大致为：R0.4的三角形粗车刀先车削大圆，然后回刀在车端面和
