汽车方向盘高度调节器的仿真工艺分析
日期 2018年 3 月 29 日 【】随着社会的快速发展，汽车的普及化，车已经成为了我们出行必备的一种工具。但是因为人身高的不同，同一高度的方向盘显然无法满足使用者的需求，于是就有了方向盘高度调节器。为了符合人体工程学，调节器必须符合人手的握紧方式，所以该零件外形复杂，需要多次装夹进行加工。
目录
引言 1
一、方向盘高度调节器基本分析 2
（一）高度调节器外形基本分析 2
（二）高度调节器图纸分析 2
（三）高度调节器毛坯件分析 3
二、高度调节器的加工设备 4
（一）设备性能分析 4
（二）设备控制性分析 4
（三）高度调节器加工设备确定 4
三、高度调节器的加工刀具 5
（一）所用零件的刀具 5
（二）加工高度调节的刀具选择原则 5
（三）刀具刃长选择 5
（四）高度调节器所用加工刀具确定 5
四、高度调节器支撑装夹的工艺设计 6
（一）高度调节器外形分析 6
（二）高度调节器工艺搭扣设计 6
（三）高度调节器所用支撑装夹工艺确定 6
五、高度调节器的加工程序编制 7
（一）高度调节器的加工分析 7
（二）高度调节器的程序编制 7
（二） 高度调节器加工工艺卡设定 9
（四）仿真加工 10
（五）加工难点 10
总结 11
谢辞 12
参考文献 13
附录：部分加工程序 14
引言
本次论文选择的研究产品为汽车方向盘高度调节器。此产品为我公司生产产品，有关产品的各类参数信息均来自公司内部资料。本文将会从调节器的外形进行分析，进行合理的工艺设计，之后选用合适的刀具和加工设备，能够使得零件能够符合精度的生产出来，最后对零件进行模拟加工，完成完整的零件加工模拟分析。
在此过程中，我提高了自己的工艺分析与设计能力和软件的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
使用能力，了解了不同材料刀具所能够承受的切削力与进给率与所产生的表面质量的问题，了解了不同型号设备能够完成的加工需求问题，从而使自己的专业知识能力大大提升。
一、方向盘高度调节器基本分析
（一）高度调节器外形基本分析
该零件为复杂曲面零件，有较多的弯曲面，普通的一次加工很难一次成型，需要对其进行多次装夹，为了符合人体工程学，该零件有诸多的细节特征，为了统一标准，节约加工生产成本，该零件选用大型方料，用支撑柱进行零件固定。如图11所示。
/
图11 零件外形图
（二）高度调节器图纸分析
1.高度调节器外形分析
高度调节器的外形为弯臂类零件，弯曲度为75.36°，有多个弯曲面，能够符合人手的抓握习惯，零件总长为154mm，最大宽度为49.5mm，厚度为30.5mm，零件各处均有1mm的倒角，能够使人有效的抓握。
2.高度调节器表面质量分析
由于该高度调节器用于调节汽车方向盘高度，被人经常抓握，零件表面需要镀铬，所以表面各面质量在用去除材料加工之后还需要进行抛面处理，能够使零件摸上去光滑熟手，不妨碍正常的汽车驾驶。
3.高度调节器的尺寸要求分析
由于该零件需要装入汽车方向盘下部，所以长宽尺寸有着严格要求，接触面与方向盘之间的间距最大误差要小于0.2mm，弯曲角角度误差要小于正负0.5°，于方向盘结合处尺寸误差为0.08mm。
（三）高度调节器毛坯件分析
1.毛坯外形分析
由于方向盘高度调节器为复杂曲面，内部凹凸面较多，为节约加工成本，减少加工难度采用180×120×40的毛坯，零件与毛坯之间采用连接柱进行连接，能够降低工艺难度，提高加工效率，降低成本。
2.毛坯材质分析
由于零件为汽车方向盘高度调节器，所以材料需要采用更加轻便的铝合金，同时铝合金能够有效的降低零件的加工难度，提高加工时效性，并且铝用铣刀价格更加便宜，切削量更大。
3.最终毛坯确认
根据上述考量，我们选用180×120×40的毛坯，材料为铝合金，如图12所示。
/
图12 毛坯
二、高度调节器的加工设备
（一）设备性能分析
该零件为复杂曲面零件，加工面多，如条件允许该使用多轴联动加工，从而减少加工装夹次数，从而提高零件的精度。本文由于设备所限，采用三轴联动加工，零件进行多次装夹，在公差允许范围内，加工出符合标准的零件。
（二）设备控制性分析
本次加工高度调节器将主要采用三轴联动的加工中心，由于零件的加工面较多，需要多次装夹，为提高零件精度，对零件进行工装设计，能够有效的进行一次基准定位，完成整套的零件加工过程。
（三）高度调节器加工设备确定
1.VMC650B 南通力科加工中心
VMC650B 南通力科加工中心能够完成零件的外形开粗，曲面加工与零件的细节特征，该设备有定位准确，精度高，主轴高速稳定等特点，能够有效的完成零件的快速加工。机床部分参数如表21所示。
表21 机床参数
机床参数
X/Y/Z三轴行程
mm
600×500×500
660×450×500
主轴鼻端至工作台面的距离
mm
110610
80580
主轴中心至立柱滑轨面距离
mm
560
508
工作台尺寸
mm
800×500
800×450
最大负荷
kg
400
400
定位精度
mm
±0.005/300
±0.005/300
主轴转速
rmp
808000
808000
主轴马达功率
kw
7.5
7.5
主轴孔锥度
BT40
BT40
XYZ轴马达功率
kw
1.8/1.8/1.8
1.8/1.8/1.8
XY轴快速位移
m/min
24/24
36/36
目录
引言 1
一、方向盘高度调节器基本分析 2
（一）高度调节器外形基本分析 2
（二）高度调节器图纸分析 2
（三）高度调节器毛坯件分析 3
二、高度调节器的加工设备 4
（一）设备性能分析 4
（二）设备控制性分析 4
（三）高度调节器加工设备确定 4
三、高度调节器的加工刀具 5
（一）所用零件的刀具 5
（二）加工高度调节的刀具选择原则 5
（三）刀具刃长选择 5
（四）高度调节器所用加工刀具确定 5
四、高度调节器支撑装夹的工艺设计 6
（一）高度调节器外形分析 6
（二）高度调节器工艺搭扣设计 6
（三）高度调节器所用支撑装夹工艺确定 6
五、高度调节器的加工程序编制 7
（一）高度调节器的加工分析 7
（二）高度调节器的程序编制 7
（二） 高度调节器加工工艺卡设定 9
（四）仿真加工 10
（五）加工难点 10
总结 11
谢辞 12
参考文献 13
附录：部分加工程序 14
引言
本次论文选择的研究产品为汽车方向盘高度调节器。此产品为我公司生产产品，有关产品的各类参数信息均来自公司内部资料。本文将会从调节器的外形进行分析，进行合理的工艺设计，之后选用合适的刀具和加工设备，能够使得零件能够符合精度的生产出来，最后对零件进行模拟加工，完成完整的零件加工模拟分析。
在此过程中，我提高了自己的工艺分析与设计能力和软件的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
使用能力，了解了不同材料刀具所能够承受的切削力与进给率与所产生的表面质量的问题，了解了不同型号设备能够完成的加工需求问题，从而使自己的专业知识能力大大提升。
一、方向盘高度调节器基本分析
（一）高度调节器外形基本分析
该零件为复杂曲面零件，有较多的弯曲面，普通的一次加工很难一次成型，需要对其进行多次装夹，为了符合人体工程学，该零件有诸多的细节特征，为了统一标准，节约加工生产成本，该零件选用大型方料，用支撑柱进行零件固定。如图11所示。
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图11 零件外形图
（二）高度调节器图纸分析
1.高度调节器外形分析
高度调节器的外形为弯臂类零件，弯曲度为75.36°，有多个弯曲面，能够符合人手的抓握习惯，零件总长为154mm，最大宽度为49.5mm，厚度为30.5mm，零件各处均有1mm的倒角，能够使人有效的抓握。
2.高度调节器表面质量分析
由于该高度调节器用于调节汽车方向盘高度，被人经常抓握，零件表面需要镀铬，所以表面各面质量在用去除材料加工之后还需要进行抛面处理，能够使零件摸上去光滑熟手，不妨碍正常的汽车驾驶。
3.高度调节器的尺寸要求分析
由于该零件需要装入汽车方向盘下部，所以长宽尺寸有着严格要求，接触面与方向盘之间的间距最大误差要小于0.2mm，弯曲角角度误差要小于正负0.5°，于方向盘结合处尺寸误差为0.08mm。
（三）高度调节器毛坯件分析
1.毛坯外形分析
由于方向盘高度调节器为复杂曲面，内部凹凸面较多，为节约加工成本，减少加工难度采用180×120×40的毛坯，零件与毛坯之间采用连接柱进行连接，能够降低工艺难度，提高加工效率，降低成本。
2.毛坯材质分析
由于零件为汽车方向盘高度调节器，所以材料需要采用更加轻便的铝合金，同时铝合金能够有效的降低零件的加工难度，提高加工时效性，并且铝用铣刀价格更加便宜，切削量更大。
3.最终毛坯确认
根据上述考量，我们选用180×120×40的毛坯，材料为铝合金，如图12所示。
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图12 毛坯
二、高度调节器的加工设备
（一）设备性能分析
该零件为复杂曲面零件，加工面多，如条件允许该使用多轴联动加工，从而减少加工装夹次数，从而提高零件的精度。本文由于设备所限，采用三轴联动加工，零件进行多次装夹，在公差允许范围内，加工出符合标准的零件。
（二）设备控制性分析
本次加工高度调节器将主要采用三轴联动的加工中心，由于零件的加工面较多，需要多次装夹，为提高零件精度，对零件进行工装设计，能够有效的进行一次基准定位，完成整套的零件加工过程。
（三）高度调节器加工设备确定
1.VMC650B 南通力科加工中心
VMC650B 南通力科加工中心能够完成零件的外形开粗，曲面加工与零件的细节特征，该设备有定位准确，精度高，主轴高速稳定等特点，能够有效的完成零件的快速加工。机床部分参数如表21所示。
表21 机床参数
机床参数
X/Y/Z三轴行程
mm
600×500×500
660×450×500
主轴鼻端至工作台面的距离
mm
110610
80580
主轴中心至立柱滑轨面距离
mm
560
508
工作台尺寸
mm
800×500
800×450
最大负荷
kg
400
400
定位精度
mm
±0.005/300
±0.005/300
主轴转速
rmp
808000
808000
主轴马达功率
kw
7.5
7.5
主轴孔锥度
BT40
BT40
XYZ轴马达功率
kw
1.8/1.8/1.8
1.8/1.8/1.8
XY轴快速位移
m/min
24/24
36/36
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