梯形螺纹轴的数控加工工艺设计

-1-目录摘要………………………………………………………………………………31．绪论……………………………………………………………………51.1课题的发展背景及意义……………………………………………………３1.2数控加工的特点…………………………………………………………４2．蜗杆轴的加工工艺分析……………………………………………82.1分析零件图………………………………………………………82.2蜗杆轴的技术要求分析……………………………………………92.3毛坏的确定………………………………………………………102.4工艺分析及主要加工表面…………………………………………112.5选择定位基准………………………………………………………152.6确定零件加工步骤………………………………………………153．切削用量的选择………………………………………………………183.1主轴转速的确定………………………………………………………183.2背吃刀量的确定………………………………………183.3进给速度的确定……………………………………………………184．机床的选择及参数………………………………………………………204.1数控机床型号选择及主要参数………………………………………214.2车床加工前的调整及常见检查………………………………………235．填写加工工艺文件……………………………………………………24参考文献…………………………………………………………………………28后记………………………………………………………………………………29-2-摘要数控技术在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了它在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。随着我国工业化程度的不断提高，企业之间的竞争不断激烈．这就要求各企业必须提出合理的生产方案和科学的工艺分析，在有限的资源中和有效的时间内能够合理利用设备，降低成本来提高生产效率，从而获取更多的利润。本设计通过分析蜗杆轴的使用性能和技术要求确定毛坯材料、毛坏大小、热处理要求。然后，分析轴的工艺特点，主要加工表面，（其中有车削、铣削、磨削）及其有哪些技术要求并提出解决方法。最后根据分析选择需要的机床、刀具、夹具、量具、冷却液等及其相关参数，确定加工工艺路线，最后编写机械加工工艺文件。关键词：生产效率蜗杆轴工艺分析工艺设计参数-3-AbstractCNCtechnologyintoday'smachinerymanufacturingindustryinanimportantpositionandgreatbenefits,demonstratingitsnationalinfrastructureinthestrategicroleofindustrialmodernization,andhasbecomethetraditionalmechanicalmanufacturingindustrytoenhancethetransformationandrealizationofautomation,flexible,integratedproductionoftheimportantthemeansandlogo.WiththecontinuousimprovementofChina'sindustrializationlevel,continuedintensecompetitionamongenterprises.Itdemandsthatallcompaniesmustprovideareasonableproductionprogramsandthescientificprocessanalysis,thelimitedresourcesandtheeffectiveperiodoftimecanbeareasonableuseofequipment,lowercoststoincreaseproductionefficiencyinordertogainmoreprofits.Thisdesignbyanalyzingthewormshafttodeterminetheuseofperformanceandtechnicalrequirementsofroughmaterial,badhairsize,heattreatmentrequirements.Then,theanalysisofshafttechnologyfeatures,themainprocessingsurface,(includingturning,milling,grinding)andWhatarethetechnicalrequirementsandproposesolutions.Finallyselect-4-theanalysisofmachinetools,cuttingtools,fixtures,gauge,coolant,etc.andtheirassociatedparameterstodeterminetheprocessingtechnologyline,andfinallythepreparationofmachiningprocessfile.Keywords:productionefficiencywormshaftProcessAnalysisProcessDesignParameters-5-1绪论1.1课题的发展背景及意义零件加工工艺毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。随着制造水平的提高,数控机床在现代制造业中起着越来越重要的作用,为保证零件加工量,除了数控机床自身的精度外,还与数控加工中的工艺措施密切相关。在编制数控工艺规程时,和编制传统工艺规程一样,要考虑到机械的用途和性能,零件材料,生产条件和批量大小等。同时,要根据自身的特点和要求，在编制中作一些调整,从而有效的保证产品质量,充分发挥数控机床的优势，提高生产效率。机械制造厂生产的各种机械产品，可以是一台机器，可以是机器中的某个部件，或是某个零件。机械产品的生产过程是将原材料转变成为成品的全过程。工艺过程是在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的全过程。长度与直径比值大于5的轴通常称为细长轴，它在生产生活中有着广泛的应用，有些场合起着非常关键的作用。如机床的丝杠、光杠、发动机的凸轮轴、拉床用拉刀、卫星展开天线的螺杆等都是典型的细长轴类零件。另外，在纺织、印染、造纸等机械中也有大量的用无缝钢管制造的细长导辊。车床车螺纹时，进给运动靠丝杠传递，车其它表面则靠光杠传递，因此车削后工件的精度与丝杠或光杠有直接的关系。凸轮轴是发动机的第二大运动件，刚性差，但驱动着整个配气系统及其它附件，对发动机的性能影响很大。在一定的生产条件下，确保加工质量和最少的生产成本是制定工艺规程的基本原则。机械加工工艺规程首先应能够保证加工后工件达到图样上规定的技术要求；其次，该工艺规程应该是在现场生产条件下、在规定的生产批量下最经济的，应能取得最好的经济效益；同时，要求是工人具有良好而安全的劳动条件。零件机械加工工艺分析的制定过程大致可分为下述七个阶段进行：（1）零件图纸工艺分析（2）确定装夹方案-6-（3）确定工艺方案（4）确定工步顺序（5）确定进给路线（6）确定切削参数（7）填写工艺文件本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。通过对减速器传动轴图的分析及结构图形式的了解，从而对轴进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。工艺分析是数控加工编程的前期工艺准备工作,无论是手工编程还是自动编程,在编程之前均需对所加工的零件进行工艺分析。如果工艺分析考虑不周,往往会造成工艺设计不合理,从而引起编程工作反复,工作量成倍增加,有时还会发生推倒重来的现象,造成一些不必要的损失,严重者甚至还会造成数控加工差错。因此,全面合理的工艺分析是进行数控编程的重要依据和保证。1.2数控加工的特点同常规加工相比，数控加工有如下特点。（1）自动化程度高在数控机床加工零件时，除了手工装卸工作外，全部加工过程都由机床自动完成。这样减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件。（2）加工精度高，加工质量稳定数控加工的尺寸精度通常在0.005~0.1mm之间，目前最高的尺寸精度可达±0.0015mm，而且不受零件复杂程度的影响，加工中消除了操作者人为的误差，提高的同批零件尺寸的一致性，使产品质量保持稳定。（3）适应性强数控机床上实现自动加工的控制信息是加工程序。当加工对象改变时，除了相应更换刀具和解决工件装夹方式外，只要重新编写并输入该零件的加工程序，便可自动加工出新的零件，不必对机床作任何复杂的调整，这样缩短了生产准备周期，给新产品的研制开发以及产品的改进、改型提供了捷径。-7-（4）生产效率高数控机床的加工效率高，一方面是加工化程度高，在一次装夹中能完成较多表面的加工，省去了划线、多次装夹、检测等工序，能够在一次安装连续完成加工过程，另一方面是数控机床的运动速度高，空行程时间短。（5）易于建立计算机通信网络由于数控机床是使用数字信息，易于与计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统联结，形成计算机辅助设计制造和数控机床紧密结合的一体化系统。-8-2蜗杆轴的加工工艺分析2.1分析零件图技术要求热处理；调质240-260HB牙型放大图分析；a、此零件属于轴类，且长径比很大，故属于细长轴的加工。b、轴的精度为8级，牙型高为3.5mm，蜗杆齿面对两中心孔的圆跳动公差为0.032mm。-9-c、外圆为2×Φ25k6、Φ35f7、Φ30f7，各外圆对两中心孔的圆跳公差为0.01mm。d、轴的精度要求较高，需分粗、精车、磨削。而且粗车时需要采用一夹一顶并配合使用跟刀架的装夹方式，以增加刚度。精车时，采用两顶尖装夹，以保证齿面对中心孔的精度。e、轴齿形为法向直廓蜗杆，车削时车刀左右切削刃组成的平面应与蜗杆齿侧垂直。f、此轴左端需铣削四方14×14，为了保证与中间键槽成垂直的关系，故需要用分度盘进行分度铣削，即使用立式铣床在分度盘中装夹，铣四方14mmX14mm至尺寸要求g、车梯形螺纹时采用切阶梯槽法。对于螺距P8mm时，可先用刀头宽度小于P/2的矩形螺纹车刀，用车直槽法将螺纹车至螺蚊中径处，再用刀头宽度等于齿根槽宽的矩形螺纹车刀把槽车至螺纹的小径尺寸，然后用带卷屑的精车刀将齿面车削至要求。2.2轴的技术要求分析对被加工零件的精度要求进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能对加工方法、装夹方式、刀具及切削用量进行正确合理的选择。然而在车削加工中，由于细长轴的长径比大，在切削力作用下极易产生弯曲变形与振动，故细长轴的车削加工是个工艺难题。困难在于:(1)易产生弯曲与振动。因为细长轴的长径比大，径向刚度低，不仅因自重会下垂，更重要的是加工中受切削力和离心力的共同作用，极易产生弯曲和振动。(2)热变形大。由于轴向尺寸大且散热性差，在切削热的作用下会产生轴向伸长，尾座如不采用弹性顶尖，极易弯曲。(3)刀具磨损大。由于细长轴轴向尺寸大，进给量较小，走刀所用时间很长，刀具磨损大，工件容易产生锥度。(4)对操作者的技能要求高。在细长轴整个车削过程中，对机床的调整、辅具的应用、刀具与切削用量等都提出了严格的要求。如某一环节处理不当，都可能影响加工精度。鉴于此，车削后的细长轴常产生如图2-1所示的竹节形及腰鼓形等几形误-10-差。当前上述问题的解决主要靠操作者的经验。因此，车削细长轴不仅对工人的技术水平要求很高，而且产品质量不稳定，容易产生废品，生产效率低。随着科学技术的不断发展，特别是航天航空工业的发展对零件加工精度的要求越来越高，传统的加工方