毕业论文-双头螺栓的加工工艺

双头螺栓的加工工艺
许众
[摘要]同一个零件的图纸，加工前可以编排成各种不同的加工工艺，一般来说这些不同的加工工艺都没有对错之分，只是在不同的加工环境和不同的加工要求下才会有一种最合适的加工工艺产生，本文主要概述了工种及机床设备的特点，然后针对双头螺栓的加工进行了最适合我们车间的工艺编排，并详述了编排工艺的原因以及加工中的注意事项。

[关键词] 双头螺栓工艺配合
引言
上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂是由上海汽轮机厂和德国西门子公司共同投资组建的，是中国电站设备行业唯一大型合资企业，以6MW—1000MW 火电汽轮机和核电汽轮机及燃气轮机联合循环机组为主要产品，结合了两家企业的优势，把中国的一流设计、先进设备、制造经验与西门子公司的先进技术、先进管理紧密结合起来，组成了强有力的合营伙伴，在中国设计并制造了在技术和价格上拥有竞争力且符合国际标准的世界级的汽轮机产品，并远销于菲律宾、巴基斯坦、土耳其、伊朗等国，很荣幸这次我能在该厂进行实习，在这里我把从学校学到的理论知识与厂里的实际生产相结合，对于数控车床与普通车床的性能有了更深一步的了解，在车间师父们的教导下以及平时自己操作锻炼的过程中，对各种加工小技巧和工艺编排累积了一定的经验，在车间里实习让我不断的在成长。

一、工种以及机床设备简介
1、工种
我们常见的工种有铣床工、钳工、磨床工、焊工、检验员等工种，本文涉及到的工种是钳工及检验员以下是对这两种工种的介绍：
1）钳工简介
钳工是使用钳工工具或设备，按技术要求对工件进行加工、修整、装配的工种。

钳工主要是以、锉刀、刮刀、手电钻、铰刀、台虎钳、小型钻床、电动砂轮机为主的工具进行装配和维修的技术工人。

钳工有三大优点：加工灵活在不适于机械加工的场合，尤其是在机械设备的维修工作中，钳工加工可获得满意的效果；可加工形状复杂和高精度的零件技术熟练的钳工可加工出比现代化机床加工的零件还要精密和光洁的零件，可以加工出连现代化机床也无法加工
的形状非常复杂的零件，如高精度量具、样板、开头复杂的模具等；钳工加工所用工具和设备价格低廉，携带方便。

钳工也有两大缺点:生产效率低，劳动强度大；加工质量不稳定加工质量的高低受工人技术熟练程度的影响。

2）检验员简介
检验员用工具、仪器或其它分析方法检查各种原材料、半成品、成品是否符合特定的技术标准、规格的工作人员。

对产品或工序过程中的实体,进行度量,测量,检查,和实验分析,并将结果与规定值进行比较和确定是否合格所进行的评判。

2、机床设备
我们常用的机床设备有很多，例如普通车床、数控车床、钻床、加工中心等机床，以下是针对本文涉及到的机床进行简介：
1）普通车床简介
普通车床如图1所示，是能对轴、盘、环等多种类型工件进行多种工序加工的卧式车床，常用于加工工件的内外回转表面、端面和各种内外螺纹，采用相应的刀具和附件，还可进行钻孔、扩孔、攻丝和滚花等。

普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。

普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、光杠和丝杠、托板与刀架、尾座及床身组成的。

图1 普通车床外形结构
2）数控车床简介
数控车床如图2所示，其又称CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。

数
控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。

是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床。

它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。

具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。

数控车床是由床身、主轴、刀架进给系统、操作面板、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、CNC伺服系统、排屑器等部分组成。

图2数控车床
3）深孔钻床简介
深孔钻床如图3所示是深孔钻镗床的简称，深孔钻床分为卧式深孔钻床，立式深孔钻床和三坐标钻床。

深孔钻床根据工件的长短，该产品选用两种加工工件艺：短工件采用授油器授油并液压顶紧；长工件采用由镗杆尾部授油，四爪卡盘夹紧。

授油器采用创新的主轴式结构形式，承重性能有很大提高，旋转精度更高。

床身导轨采用适宜深孔加工机床的双矩形导轨，承载能力大，导向精度好；导轨经过了淬火处理，耐磨性较高。

适用于机床制造、机车、船舶、
煤机、液压、动力机械、风动机械等行业的镗削、滚压加工，使工件粗糙度达0.4-0.8μm。

深孔镗床根据工件情况，可选择下列几种工作形式：1、工件旋转、刀具旋转和往复进给运动；2、工件旋转、刀具不旋转只作往复进给运动；
3、工件不旋转、刀具旋转和往复进给运动。

图3深孔钻床
二、双头螺栓的工艺
1、双头螺栓图纸
图4双头螺栓图纸
2、工艺方案
表1工艺表
三、工艺分析及加工注意事项
下面针对双头螺栓的工序逐一进行分析：
1、如果刚拿到图纸的话，给人的第一反应就是这个零件外轮廓的加工直接交给数控车床去做就可以了，没有必要让小车来加工，这么说的确没有错，不过在此我要强调的是，用一种比单用数控车床更合适我们车间的方法来完成这个外圆的加工，那就是小车配合数控一起来加工，原因是这段期间在厂里和师父一起干了不少的活，每次拿着发料单和师傅一起去仓库提料时总会发现，给的毛胚余量要比实际需要的毛胚余量粗和长了许多，一般X方向少的则大了6个毫米，如果大的话，甚至有过几十个毫米的余量，而Z方向一般也有10
个毫米左右的余量，而且毛胚外圆相当的不圆，有的只能用多边形来形容，如果让数控车床来做，首先速度会慢很多，因为数控车床一次切削深度并不大，一般数控小车最多不会超过3毫米一刀，尤其是Z方向的总长控制，每次只能切小于刀尖半径的余量，如果都这么慢慢的切，这个工厂的效益肯定无法保证，其次外形不规则的毛胚对数控机床的精度影响相当的大，毛胚表面在锻造时或多或少会留有一层氧化层，硬度相当高，工厂里加工零件都是批量的，数量一多，数控刀片容易坏，机床的丝杠也会有损伤，以后精加工时，精度就难保证了，但普通车床却能很容易的克服形状不规则和余量大的问题，在车间做的师傅都喜欢管拉毛胚叫“啃”，因为他们加工时一刀要切掉6到10个毫米，而且车床开的转速很慢，给人的感觉就像在一口一口的“啃”毛胚，这些拉毛胚的刀大多都用换刀片的刀，一些进口刀片外面都有合金涂层，有涂层的车刀更耐用，切削的光洁度更好，转速比一般硬质合金刀要高些，高转速高切削量，加工出来的活好，像钨钴类硬质合金适合加工脆性材料，钨钴钛类硬质合金适合加工钢料或者任性材料而钨钴钛铌类硬质合金适合加工各种铸铁和特殊合金钢材料，用合适刀片加工零件时，更容易控制铁屑掉落的方式、加工表面的质量和刀子的使用寿命；Z方向余量的切除普通小车的效果做的就更好了，普通小车可以用割刀直接控制总长，也可以自己磨的割槽刀，一次可以割4个毫米，Z方向的余量一般只需要3刀就可以搞定，比数控车床大大的节省时间；搭中心架是为了防止晃动，因为零件又粗又长，没办法把零件塞进卡盘里，只能用中心架来帮助工件在主轴转动时不晃动，外圆之所以要拉到直径77毫米，主要是因为要给精加工以及车锥螺纹留点余量；一端打一个直径19深15的孔，只是为了让下道加工深孔的工序做起来方便点，至于安排倒角这个是防止尖角上的毛头弄伤手，属于人性化的工艺编排。

2、深孔钻床一听就能明白肯定是用来打深孔，像该零件总长有717个毫米，如果用普通车床来钻孔第一，自己力气吃不消，因为孔打的越深，钻起来就越累；第二，普通小车这里也没有那么长的钻头；第三，孔打深了以后冷却液打不进去，钻头很容易烧掉，况且那么长的钻头容易断，所以这个孔用深孔钻床来加工是无可争议的。

3、继续用小车的主要原因是我们车间现有的数控车床没办法打孔以及攻
内螺纹，这个让小车来做就比较方便了，让小车攻内螺纹的另一个好处是不需要考虑子规，因为用M27或M30的丝锥攻出来的螺纹，要么由于丝锥磨损或者钻头磨损使得通规进不去，子规是决定不可能进去的，只要通规检验出来没问题，子规就没必要试了，而且接下来的几个在不换钻头的情况下都没必要再拿通规检验，肯定不会有问题的，可以大大的提高生产效率。

这里我还要强调一下的是，钻头的大小的选用是根据内螺纹来定的，计算公式是螺纹大小减去螺距大小等于钻头大小，像这次加工M27和M30的螺纹，如果该螺纹没有标螺距多少则为标准螺距，查表可以知道M27的螺纹标准螺距是3，而M30的螺纹标准螺距为3.5，根据计算公式可以得出，M27的螺纹要用直径24毫米的钻头，而M30的螺纹要用直径26.5毫米的钻头。

4、数控车床是比较先进的轴类加工机床之一，也是我比较喜欢的，因为数控车床比起普通车床在圆弧半径大小的控制上有着明显的优势，以往普通车床加工圆弧时，大多都用“靠”的方法，所谓“靠”的方法就是先去工具组领一把合金刀柄，然后跑去砂轮上磨，把刀头磨成圆弧状，然后再拿出一套圆弧模子的卡尺，用目测来判断圆弧的半径大小，这个方法的弊端相当多，首先，刚磨耗好的合金圆弧刀相当的烫，又不能浸在水中，不然会产生裂痕甚至爆炸，有的时候拿起来都困难，要做比较更是费时费神，其次就算做出了一把圆弧半径准确的圆弧刀，加工零件时，几个圆弧一做肯定会磨损，又要重新对着模子修，有的时候圆弧的大小不一样，还得磨多个半径的圆弧刀相当麻烦，尤其是在厂里加工的时候，没准就一个带圆弧的零件让你来加工，你就得为这一个零件特地去磨把刀，花在磨刀上的时间，数控早就已经加工好几个圆弧了。

现如今这道工序碰到了圆弧，我当然首先想到用数控机床加工，又能保证质量，又能提高效率，而且这个圆弧挖下去的量不大，不需要用反刀完成，相当方便，使用数控车床加工时还有些小知识很有必要掌握，首先，像切削量的选择，对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素，这三大要素决定着加工的时间、刀具的寿命和加工的质量，经济有效的加工方式必须合理的选择切削条件，切削速度、进给量和背吃刀量直接影响到刀具的损伤。

伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损，实验证明切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2，进给速度与刀具
后面磨损关系在极小的范围内产生，但进给量大，切削温度上升，后面磨损就大，进给速度比起切削速度对刀具的影响要小，背吃刀量对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命，我们要根据工件的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度，最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的，表2列出几组常用材料的切削用量。

表2切削用量表
在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关，在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究，对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃，其次，要注意刀具的选择，粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求，精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。

工艺中要求夹小头来加工后端的锥螺纹只是为了保护前面已加工的锥螺纹。

5、钳工的工序内容是起辅助的作用，清洁螺孔可以用气枪之类的工具来做，也没什么特别的注意事项。

6、检验入库是必须执行的一道工序，这道工序对零件加工质量和材料质量有着重要的意义，这道工序中测量我就不多介绍了，主要是对磁粉探伤进行一下名词解释，磁粉探伤是应用广泛的一种无损探伤技术，由于铁磁性材料置于磁场中即被磁化，当某一材质均匀和其截面积不变的铁磁性材料置于均匀磁场中时，
材料内部产生的磁力线也是均匀、保持不变的，而当材料内部失去均匀和连续性，即存在裂纹或出现非磁性夹杂物等情况时，这些地方的磁阻便增大，磁力线便会发生偏转而失去分布的均匀性。

从而可知：当缺陷离表面很近或与表面相连通而同时又垂直于磁力线方向时，其偏转的磁力线就会越出工件表面，即形成局部磁极。

此时，若向工件表面撒以磁性铁粉，则磁粉就会被局部磁极所吸住，使此处明显地区别于没有缺陷的部位，从而使那些本来不明显的缺陷能清晰的显现出来。

四、结论
对于一个企业来说，高的生产效率和高的产品质量就是企业的生命，而对于我们来说，用车间里现有的各种机床和工种来编排出最有合理的工艺是很有必要的，我们要利用各种机床与工种的特点，协同作战，使得零件的加工变得更加省时保质。

致谢
在此我要感谢我的老师给予我的教导，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，你们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；同时也要感谢车间里的师傅们对我的指导，你们丰富的经验和实际操作能力，拓展了我的视野，让我能够在车间里学到许多课堂里很难学到的东西；最后，我要向我的家人表示深深的谢意，你们的理解、支持、鼓励和鞭策催我更加上进，我会更加努力，让自己做到最好。

多亏有了大家的帮助，让我能更顺利的完成这篇论文，从你们这里学到的东西，我将受益终生。

参考文献
1.关颖.数控车床.沈阳：辽宁科学技术出版社，2009.1
2.胡大超、张学高.机械制造工程，上海：科学技术出版社，2006.6
3.郑文虎.机械加工常用计算.北京：机械工业出版社，2010.5。