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
2、：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 -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
3、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，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
4、： 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 一、 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 205
5、0 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。轴颈的直径精度根据其使用要求通常为 IT6 9，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，
6、规定高精度轴为 0.001 0.005mm，而一般精度轴为 0.010.03mm。 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 Ra0.16 0.63um，配合轴颈的表面粗糙度为 Ra0.63 2.5um，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
7、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）、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
8、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 40Cr 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
9、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（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
10、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） 校直 车端面打中心孔 外圆粗加工 校直热处理 重打中心孔（修正） 外圆半精加工 加工螺纹 校直、低温时效 修正中心孔 外圆、螺纹精加工。 工序 毛坯（热处理） 工序 校直 工序 车端面打中心孔 工序 外圆粗加工 工序 校直热处理 工序 重打中心孔（修正） 工序 外圆半精加工 工序 加工螺纹 工序 校直、低温时效 工序 修正中心孔 工序 外圆、螺纹精加工 2、 工艺
11、路线方案二 工序 锻造（弯曲度不超过 5mm） 工序 球面退火 工序 车端面打中心孔 工序 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，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
12、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
