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1、eee精密蜗杆数控磨削工艺研究姓名：ee（ee）指导老师:ee摘要：现代工业产品对蜗杆蜗轮副在承载能力、传动效率和传动精度等方面提出 了更高的要求。为满足这些要求，一方面是采用机械性能更好的材料和必要的热处理， 另一方面是提高加工精度，如采用磨削加工来提高蜗杆螺旋面的形状精度和降低表面粗 糙度值。因此蜗杆磨削的设计和研究有着重要的实际意义。本文主要研究蜗杆的精密加 工方法，以及提高加工精度的各种措施。了解国内外各种蜗杆的精密成型过程，设计蜗 杆磨削时的工装以及蜗杆加工工序过程。论文首先在学习蜗杆的加工原理基础上，讲述 了蜗杆的传动，加工原理，常见的加工方法。然后具体举例讲述了蜗杆的加工工艺过程
2、 以及提高加工精度的方法，并建立了工艺卡片。之后又设计了蜗杆专用夹具。关键词：蜗杆；加工原理；工装；精密磨削IResearch on grinding technology of precision wormee（ee）Tutor: eeAbstract:Nowadays,worm gearing which has higher performance in bearing capacity,transmission efficiency and transmission precision is needed in modem industry products.In order to m
3、eet this demand,two measures can be taken to deal with it;one is to adopt new material with higher strength and to take heat treatment on surface,the other is to enhance the manufacture accuracy,such as to improve worm shape precision or to deduce its surface rough ness.So,worm grind,ing technology
4、research and development has important and real meaning.Understand the domestic and foreign various precision forming process of worm, designing worm grinding of tooling and process of worm machining process. Paper firstly based on the principles of learning and worm processing, tells the story of w
5、orm transmission, processing principle, common processing method. And concrete examples about worm machining process and improve the machining accuracy of method, and established a process card. Followed by the design of a special fixture worm.Key words:Worm;The processing principle;Tooling;Precisio
6、n grindingII目录I目录I1 绪论11.1 引言 11.2 课题研究的目的和意义 21.2.1 课题研究的目的 21.2.2 课题研究的意义 21.3 与本课题相关的国内外研究动态 31.3.1 典型蜗杆的发展 31.3.2 磨削加工 41.3.3 蜗杆传动的发展趋势 51.4 本课题的主要工作 51.4.1 主要问题 51.4.2 解决问题的思路与方法 62 蜗杆的加工原理及常见的加工方法72.1 蜗杆的种类 72.1.1 米制蜗杆 72.1.2 英制蜗杆 72.2 蜗杆传动 72.2.1 蜗杆传动简介 72.2.2 蜗杆传动特点 72.2.3 蜗杆传动类型 82.3 蜗杆加工原理
7、 82.4 蜗杆加工方法 92.4.1 车削蜗杆 92.4.2 铣削蜗杆 92.4.3 磨削加工 103 蜗杆加工 113.1 蜗杆轴类零件的技术要求 113.1.1 加工精度 113.1.2 表面粗糙度 113.2 蜗杆轴类零件的材料和毛坯 113.2.1 蜗杆轴类零件的材料 113.2.2 蜗杆轴类零件的毛坯 123.3 蜗杆轴加工的工艺路线 133.3.1 基本加工路线 133.3.2 典型加工工艺路线 133.4 蜗杆轴的加工工艺过程 143.4.1 外圆表面的加工方法和加工精度 143.4.2 外圆表面的车削加工 143.4.3 外圆表面的磨削加工 163.4.4 外圆表面的光整加工
8、 173.5 蜗杆轴的加工总结 194 专用夹具的基本要求和设计步骤 214.1 对专用夹具的基本要求 214.2 专用夹具设计步骤 214.3 夹具体的设计 224.3.1 对夹具体的要求 224.3.2 夹具体毛坯的类型 234.4 磨床夹具设计 235 磨削研究 265.1 磨削加工简介 265.1.1 磨削加工的优点 265.1.2 磨削加工的缺点 265.2 阿基米德蜗杆的磨削加工 275.2.1 阿基米德蜗杆齿形磨削存在的问题 275.2.2 阿基米德蜗杆齿形的磨削方法 275.3 阿基米德蜗杆磨削总结 28致谢 29参考文献 30IIIII1 绪论1.1 引言蜗杆传动是传递空间交
9、错轴之间运动和转矩的一种机构，两轴线之间的夹角可为任 意值，但最常用的是两轴在空间互相垂直，轴交角为 90。按蜗杆分度曲面的形状不同， 蜗杆传动可分为：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动。圆柱蜗杆传动又可分为： 普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动，其中普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直 线刀刃的车刀车制而成的(ZK 型蜗杆除外)。根据车刀安装位置的不同，所加工出的蜗杆 齿面在不同截面中的齿廓曲线也不同。根据不同的齿廓曲线，普通圆柱蜗杆可分为：阿 基米德圆柱蜗杆(ZA 蜗杆)、法向直廓圆柱蜗杆(ZN 蜗杆)、渐开线圆柱蜗杆(ZI 蜗杆)和 锥面包络圆柱蜗杆(ZK 蜗杆)等四种。图 1.1
10、阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆(ZA 蜗杆) 这种蜗杆，在垂直于蜗杆轴线的平面(即端面)上，齿廓为 阿基米德螺旋线(图阿基米德蜗杆)，在包含轴线的平面上的齿廓(即轴向齿廓)为直线， 其齿形角0=20。它可在车床上用直线刀刃的单刀(当导程角3时)或双刀(当3时)车削加工。安装刀具时，切削刃的顶面必须通过蜗杆的轴线，如图阿基米德蜗 杆所示。这种蜗杆磨削困难，当导程角较大时加工不便，蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成 的用于传递交错轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为 90。在一般蜗杆传动中，都 是以蜗杆为主动件。第 17 页 共 30 页图 1.2 渐开线蜗杆渐开线蜗杆（ZI 蜗杆） 齿面为渐开螺旋面的圆柱蜗杆
11、，其端面齿廓是渐开线。此 蜗杆端面为渐开线，相当于一个少齿数（齿数等于蜗杆头数）、大螺旋角的渐开线圆柱 斜齿轮，ZI 蜗杆可用两把直线刀刃的车刀在车床上车削加工。刀刃顶面应与基圆柱相 切，其中一把刀具高于蜗杆轴线，另一把刀具则低于蜗杆轴线。刀具的齿形角应等于蜗 杆的基圆柱螺旋角。这种蜗杆可以再专用机床上磨削。图 1.3 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆(ZN 蜗杆) 这种蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线，法面(N-N)齿廓为直 线。ZN 蜗杆也是用直线刀刃的单刀或双刀在车床上车削加工。1.2 课题研究的目的和意义1.2.1 课题研究的目的本研究课题为“精密蜗杆数控磨削工艺研究”。 主要研究蜗杆的加工方法，以
12、及 提高加工精度的各种措施。【1】 毕业设计论文代做平台 580毕业设计网 是专业代做团队 也有大量毕业设计成品提供参考 QQ34496499741.2.2 课题研究的意义现代工业产品对蜗杆蜗轮副在承载能力、传动效率和传动精度等方面提出了更高的 要求。为满足这些要求，一方面是采用综合机械性能更好的材料和必要的热处理，另一 方面是提高制造精度，如采用磨削加工来提高蜗杆螺旋面的形状精度和降低表面粗糙度值。因此蜗杆磨削的设计和研究有着重要的实际意义。 制造业是国民经济的主体，社会财富的 6080来自于制造业。在经济全球化的格局下，国际市场竞争异常激烈，中国制造业已向世界制造业基地转变。 随着我国制
13、 造业的发展，齿轮对原动机与工作机之间动力的传递转换越加清晰。齿轮中的蜗轮蜗杆 对其传递与转换的作用也是别的齿轮无法代替的。其对空间中相互成 90的传动及大的 传动比，平稳的机械性能都让其在机械领域噪声大作。蜗轮蜗杆传动是机械传动的基础件，是用来传递空间交错轴的运动和动力的运动机 构，属于齿轮传动的范畴，其传动平稳，振动、冲击、噪声均很小，传动速比大，应用 广泛，是机械传动的一种主要形式，它具有传动比范围宽(通常一级传动比即可达 5 一 100)、结构紧凑、体积小、 运动平稳、噪声低等优点。此外，在运动传动中，它具有 对传动系统上游误差缩敛作用，因而除被广泛应用于作动力传动外，一直是机床及精密
14、 仪器精密圆分度机构的首选部件，所以国内外许多机械韦糙厂和使用单位都非常重视对 其的研究应用和发展。现代工业产品对蜗杆蜗轮副在承载能力、传动效率和传动精度等方面提出了更高的 要求。为满足这些要求，一方面是采用机械性能更好的材料和必要的热处理，另一方面 是提高加工精度，如采用磨削加工来提高蜗杆螺旋面的形状精度和降低表面粗糙度值。所以，对其的工艺设计将至关重要。1.3 与本课题相关的国内外研究动态1.3.1 典型蜗杆的发展蜗杆传动最早的研究应是古希腊学者阿基米德，据亚历山大时代的 Pappus 与 Hieron 的记载，当时出现了一个蜗轮与九个齿轮的省力装置，使得人们可以用 130 公斤 的力量举起 26 吨的重物，大约放大 200 倍的效能。根据 Pappus 的记载，阿基米德曾经 利用前述装置，以仅仅少数奴隶就将一艘大战舰推入海中，并引起当时社会巨大的回响。 理解各种省力装置的巨大效能之后，难怪阿基米德会说：只要给我一个适合的支点，我 可以搬动整个大地。另外，前述的 Hieron 和 Vitruvius 曾在自己的著作中提及以蜗轮作为测量距离的 量程机构，可见在当时齿轮传动的准确性已为人所熟知。中世纪(文艺复兴)的时候，齿轮逐渐和时钟结下了密不可分的关系，主要是因为教 堂仪式的进行需要较
