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1、数控技术课程设计说明书题目：丝杠年产量为10000件开始日期：2013年12月30号完成日期：2014年1月14号答辩日期：2014年1月16号学生姓名：陈业班级:机电101201指导教师：贾育秦教研室主任:贾育秦学校名:太原科技大学数控技术课程设计任务书题目：设计“丝杠”零件的机械加工工艺规程及工艺装备生产纲领：年产10000件内容：1、零件图:丝杠一份2、零件的毛坯图一份3、机械加工工艺过程卡一份4、机械加工工序卡一份5、课程设计说明书一份6、仿真工序及编程一份班级：机电101201学生：陈业指导教师：贾育秦教研室主任：贾育秦2013年12月30日目录序言一、零件的分析3二、工艺规程的设计
2、4（一）确定毛坯的制造形式4（二）基准的选择5（三）工艺路线的拟订及工艺方案的分析5（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定7（五）各工序的定位夹紧方案及切削用量的选择9（六）各工序的基本工时15三、总结23四、主要参考资料24序言机械制造工艺学课程设计，是我们在学完了大学的全部基础 课和大部分专业课后进行的。这也是我们在进行毕业设计之前对 所学各课程做一次综合性的复习，也是一次理论联系实际的训 练，它在我们四年的学习中有着很重要的地位。通过此次此次设计，应该得到下述各方面的锻炼：1）能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习 中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，
3、夹紧 以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2）提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据 被加工零件的加工要求，设计出高效省力，经济合理，而且能保 证加工质量的夹具的能力。3）学会使用手册及图表资料，掌握与本设计有关的各种资料的 名称出处，能够做到熟练使用。由于能力有限，设计中尚有许多不足之处，请各位老师给予 批评指教。本设计书包括：1. 零件图：角形轴承箱2. 零件的毛坯图3. 机械加工工艺过程卡4. 机械加工工序卡5. 课程设计说明书、零件的分析（一）、零件的作用题目给定的零件是丝杠，丝杠是将旋转运动变成直线运动的传 动副零件，它被用来完成机床的进给运动。机
4、床丝杠不仅要能传递准 确的运动，而且还要能传递一定的动力。所以它在精度、强度以及耐 磨性各个方面，都有一定的要求。其功用为支承传动零件（齿轮、皮带轮等）传动扭矩、承受载 荷，以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。表面特 点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔。（二）、零件的工艺分析丝杠是细而长的柔性轴，它的长径比往往很大，一般都在20 50左右，刚度很差。加上其结构形状比较复杂，有要求很高的螺纹 表面，又有阶梯及沟槽，因此，在加工过程中，很容易产生变形。这 是丝杠加工中影响精度的一个主要矛盾。主要技术要求：1、尺寸精度轴颈是轴类零件的主要表面，它影响轴的回转精度及工作状态。 轴颈
5、的直径精度根据其使用要求通常为IT69,精密轴颈可达IT5。2、几何形状精度轴颈的几何形状精度（圆度、圆柱度），一般应限制在直径公差 点范围内。对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其允 许的公差。3、位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的 同轴度，通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的；根据 使用要求，规定高精度轴为0.0010.005mm,而一般精度轴为0.01 0.03mm。此外还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴心线的垂直 度要求等。4. 表面粗糙度根据零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例 如普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为
6、Ra0.160.63um，配合轴 颈的表面粗糙度为Ra0.632.5um,随着机器运转速度的增大和精密 程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量大小 的不同而有差异。而轴的工艺规程编制是生产中最常遇到的工艺工 作。轴类零件加工的主要问题：轴类零件加工的主要问题是如何保证 各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之间的相互位置精 度。具体指标有：(1) 单个螺距允差(2) 中径圆度允差；（3）外径相等性允差；（4）外径跳动允差；（5）牙形半角允差；（6）中径为尺寸公差；（7）外径为尺寸公差；（8）内径为尺寸公差。二、工艺规程设计（一
7、）、确定毛坯的制造形式题目给定的零件是丝杠，轴类零件可根据使用要求、生产类型、 设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不 大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的 轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改 善机械性能。轴类零件的材料和毛坯，合理选用材料和规定热处理的技术要 求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义，同时，对轴的加 工过程有极大的影响。1、轴类零件的材料一般轴类零件常用45钢，根据不同的工作条件采用不同的热处 理规范（如正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨 性。对中等精度而转速较高的轴类零件，可选用40
8、Cr等合金钢。这 类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学件能。精度较高 的轴，有时还用轴承钢GCrls和弹簧钢65Mn等材料，它们通过调质 和表面淬火处理后，具有更高耐磨性和耐疲劳性能。对于高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用20CrMnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金钢或38CrMoAIA氮化钢。低碳合金钢经渗 碳淬火处理后，具有很高的表面硬度、抗冲击韧性和心部强度，热处 理变形却很小。2、轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件，只有某些大型的、结 构复杂的轴才采用铸件。因而结合题目给定车床丝杠零件的作用及工作要求，材料可选用 45钢，也可用题中所给的Y40Mn
9、（高硫中碳切削钢），毛坯应采用锻 件，以保证机械性能。（二）、基面的选择基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择的正确与 合理，可以使加工质量得以保证，生产率得以提高。否则，加工工艺 过程中会问题百出，甚至会造成零件的大批报废，使生产无法正常运 行。（1）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，以 外圆为粗基准是完全合理的。（2）精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，以 工件端面中心孔为精基准。（三）、工艺路线的拟定及工艺方案的分析 1、工艺路线方案一毛坯（热处理）一校直一车端面打中心孔一外圆粗加工一校直热 处理一重打中心孔（修正）一外圆半精加工一加工螺纹一校
10、直、低温 时效一修正中心孔一外圆、螺纹精加工。工序I毛坯（热处理）工序II校直工序III车端面打中心孔工序W外圆粗加工工序V校直热处理工序重打中心孔（修正）工序外圆半精加工工序训加工螺纹工序IX校直、低温时效工序X修正中心孔工序XI外圆、螺纹精加工2、工艺路线方案二工序I锻造（弯曲度不超过5mm）工序II球面退火工序III车端面打中心孔工序W车外圆工序V粗车梯形螺纹槽工序VI半精车外圆工序VII粗磨外圆工序VIII车梯形螺纹工序IX 半精磨外圆工序X 半精车螺纹工序XI研磨外圆工序XII 终磨外圆3、工艺方案的比较与分析(1) 丝杠的校直及热处理：丝杠工艺除毛坯工序外，在粗加工及半 精加工阶段
11、，都安排了校直及热处理工序。校直的目的是为了减少工 件的弯曲度，使机械加工余量均匀。时效热处理以消除工件的残余应 力，保证工件加工精度的稳定性。一般情况下，需安排三次。一次是 校直及高温时效，它安排在粗车外圆以后，还有两次是校直及低温时 效，它们分别安排在螺纹的粗加工及半精加工以后。(2) 定位基准面的加工：丝杠两端的中心孔是定位基准面，在安排 工艺路线时，应一首先将它加工出来，中心孔的精度对加工质量有很 大影响，丝杠多选用带有120。保护锥的中心孔。此外，在热处理后， 最后精车螺纹以前，还应适当修整中心孔以保持其精度。丝杠加工的 定位基准面除中心孔外，还要用丝杠外圆表面作为辅助基准面，以便
12、在加工中采用跟刀架，增加刚度。(3) 螺纹的粗、精加工粗车螺纹工序一般安排在精车外圆以后，半 精车及精车螺纹工序则分别安排在粗磨及精磨外圆以后。不淬硬丝杜 一般采用车削工艺，经多次加工，逐渐减少切削力和内应力；对于淬 硬丝杠，则采用“先车后磨”或“全磨”两种不同的工艺。后者是从 淬硬后的光杜上直接用单线或多线砂轮粗磨出螺纹，然后用单线砂轮 精磨螺纹。（4）重钻中心孔：工件热处理后，会产生变形。其外圆面需要增加 的加工余量，为减少其加工余量，而采用重钻中心孔的方法。在重钻 中心孔之前，先找出工件上径向圆跳动为最大值的一半的两点，以这 两点后作为定位基准面，用个端面的方法切去原来的中心孔，重新钻
13、中心孔。当使用新的中心孔定位时，工件所必须切会的额外的加工余 量将减少到原有值。由于该丝杠为单件生产，要求较高，故加工工艺过程严格按照工 序划分阶段的原则，将整个工艺过程分为五个阶段：准备和预先热处 理阶段（工序16），粗加工阶段（工序713）,半精加工阶段（工序 1423）,精加工阶段（工序2425），终加工阶段（工序2628）。为 了消除残余应力，整个工艺过程安排了四次消除残余应力的热处理， 并严格规定机械加工和热处理后不准冷校直，以防止产生残余应力。 为了消除加工过程中的变形，每次加工后工件应垂直吊放，并采用留 加工余量分层加工的方法，经过多道工序逐步消除加工过程中引起的 变形。所以选择
14、方案一为最佳方案。（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定工序号工种工序内容设备1备料热轧圆钢40mmX574mm2热处理球化退火3车车削试样，车削后应保证零件总长为570mm车床CA61404磨在平面磨床上磨试样两平面（磨出即可），表面粗糙度为Ral.25um平面磨床 M8205检验检验试样，待试样合格后方可转入下道工序6热处理调质，校直7粗车粗车外圆，均保留加工余量5mm车床CA61408热处理时效处理，除应力，要求全长弯曲小于1.5mm9车1、车端面取总长570mm修正两端面中 心孔2、车外圆，左端60mm到40 土 0.008mm，再回车一小径为36mm长度为 2mm的退刀槽，剩余长度到厶厶黑；, 在距右端200mm处车小径为40mm长度 为15mm的退刀槽；1、车螺纹T55 X 12训大径至0 55-0. 055 ； 2、车倒角，螺纹处圆跳动 为 0.16mm,其余为 0.02mm；车床CA614010粗磨粗磨螺纹大径，磨其它各外圆，均留磨量 1.11.2um；万能磨床M1432A11热处理中温回火，冰冷处理，全长弯度小于0.05mm；12检验检验硬度，磁性探伤，去磁；13研研磨两端中心孔，表面粗糙度Ra为0.63um；车床CA614014粗磨磨外圆，磨螺纹大经，均留磨量为0.650.75um，磨出左端垂直度为0.02mm以及外圆表面粗
