数控车床丝杆加工工艺规程设计毕业设计.doc
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1、数控车床丝杆加工工艺规程设计 摘 要本篇论文完成了针对数车丝杆的形状结构设计以及加工,并对丝杆进行总体性的分析。丝杆:由细长的金属棒制造,表面光洁度很高,滚珠丝杠目前已基本取代梯形丝杠,已俗称丝杠,是用来将旋转运动转化为直线运动;或将直线运动转化为旋转运动的执行元件,并具有传动效率高,定位准确等特点。滚珠丝杠丝母间因无间隙,直线运动时精度较高,尤其在频繁换向时无需间隙补偿。滚珠丝杠丝母间摩擦力很小,转动时非常轻松。 一般小导程滚珠丝杠都采用单线,中,大或超大导程采用两线或多线。针对此文所设计得丝杆进行加工工艺分析,经过多层次、多方面的分析后,确定了最适合的方案,最终完成了丝杆的加工以及拟定了工
2、艺规程。关键词:丝杆、加工工艺、设计目 录前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1丝杆零件图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2第一章 选择毛坯. . . . . . . . . . . . . . . .
3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第一节 影响毛坯选择的因素. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3第二节 毛坯材料. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3第三节 毛坯种类. . . . . . . . . . . . . . . . .
4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3第四节 毛坯选定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4第二章 选择机床. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4第一节 概述. . . . . . . . . . . . . .
5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4第二节 机床选定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5第三章 选择刀具.6第一节 刀具分析.6 第二节 刀具拟定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6、 . .6第四章 工装量具. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9第一节 工装解析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9第二节 工装选定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7、 . . . . . . . . . . .9第三节 选择量具 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9第五章 工艺分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10第一节 工件的装夹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8、. . . . .10第二节 工件的夹紧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12第三节 定位基准的选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12第四节 工艺路线的拟定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13第五节 工艺过程卡. . .
9、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17第六节 工序内容的拟定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 第六章 工艺过程的技术经济分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38第七章 综合检验.38课程设计总结 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40致谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41参考文献42前 言一、设计目的由于任何事物都不可能完美无缺,都存在或多或少的不足,所以不断的改进是不可避免的。虽然数车已经相当完善,但仍需进一步改造。在数车原有的基础上,曾加一根丝杆、刀架及相关部件,组成一个刀架托板,专门用于车削工件
11、端面,各司其职,从而提高数车的加工精度和生产效率,使其更完善。二、设计任务此次设计,综合各方面零件设计的准则及其使用性能,并进行设计方案的比较,确定该进数车丝杆的形状结构设计。依据现有的生产设备及条件,对丝杆进行加工,并针对其加工进行工艺分析。三、设计意义随着机械工业的发展及社会的不断进步,机械工业必须跟上时代:高效率、高精度。数控车床在机加工中占据了相当大的一部分市场,虽然数车的性能已经相当可观,但仍然存在不足,所以该造数车已进入一个空前的阶段。本设计将从丝杆的形状结构设计和加工工艺人手,曾强数车性能,提高所加工零件的精度,提高生产效率,满足市场对高精度和高效率生产设备的需求。第一章 选择毛
12、坯第一节 影响毛坯选择的因素毛坯是整个工艺的载体,是极为重要的一部分。毛坯的确定是前提,也是关键。毛坯的选择不能盲目,要根据零件材料的特性及零件对材料性能的要求而定。材料的工艺特性改材料的可铸性、可塑性、可焊性。材料的种类很多,它们的性能也各有异同,且都有其独到的一面。没有绝对好的材料,也没有绝对差的材料,材料的好坏是相对的。材料及其性能:低碳钢具有良好的可焊性,可用于电焊连接。铸铁、青铜等材料具有良好的可铸性,可用作铸件。但可塑性较差,不宜作锻件。钢质材料具有良好的可塑性,可用作锻件,但与其含有合金元素或含碳量高时,可焊接性就差。对阶梯轴而言如果各台阶直径相差不大时,可采用圆棒料。对于各台阶
13、直径尺寸相差较大时,为了节省材料,减少机械加工的劳动量,也宜选择锻件毛坯。第二节 毛坯材料各种零件都有其对应的材料,只有两者相适应,才能达到最佳值。一般轴类零件常用45钢,采用相应的调质处理后,可获得一定的强度、韧度、耐磨性,从而使轴类零件的性能发挥到极值,达到使用要求。第三节 毛坯种类加工零件时,毛坯的种类与加工精度有一定的关联。如果毛坯种类选择不但时,则加工精度就会有所偏差,达不到使用要求,所以选择毛坯种类时,一定要慎重。凡有较高力学性能要求的轴,或者直径相差较大的阶梯轴,均应采用锻件,对不重要的光轴或直径相差不大的阶梯轴,可采用热轧棒料。第四节 毛坯选定经过以上零件材料、性能及毛坯种类的
14、综合分析和比较,再结合生产实际,终而确定该设计丝杆的毛坯:材料45钢 毛坯种类 锻件第二章 选择机床第一节 概述机床设备是机械制造业中的执行单元,也是核心所在。机床是金属切削加工中的重要设备,在制造业中所承担的工作量占机械制造总量的60左右。然而,机床工作性能参数的先进性和机床选择的合理性,影响到产品质量、制造经济与否。机床参数和选择不合理,那么将使制造业备受挫折,企业损失较大,使企业的可持续发展受阻。所以机床设备的合理选择是制造业中的重要一环,是保证企业生产顺利进行的前提。选择机床设备必须有所依据。所选机床必须满足以下技术要求:零件加工的尺寸精度。重要加工表面的形状精度。重要加工表面之间的位
15、置精度。各加工表面粗糙度精度。从丝杆形状结构上看,多为外圆柱表面,但也有键槽、三角形螺纹以及梯形螺纹。外圆及螺纹通常在普通车床上就可以完成加工,这样不仅能节省成本,而且能使生产与设备相对应。另有键槽,不能在普通车床上加工,所以还需选择铣床。在选出普通车床和铣床之后,还应确定其型号,综合各种机床性能及主要功要,才能使生产高效、快捷、稳定,才能使生产有针对性和目的性。第二节 机床选定CA6140型卧式车床适用于单件和小批量生产,能够车削内外圆柱面、圆锥面、成型回转面、端面和螺纹,用滚花刀进行滚花,尾作能进行钻孔、扩孔、铰孔,攻螺纹和套螺纹。尤其擅长车削米制、英制、模数制和径节制4种标准常用螺纹,可
16、以车削大导程、非标准、较精密的螺纹,有可车削左旋螺纹。从丝杆结构分析,此丝杆有较多的外圆柱面,从丝杆本身出发,螺纹在丝杆中是最典型、最核心的部分,加工丝杆时,螺纹最为重要。由于CA6140型卧式车床能车右旋和左旋螺纹,及大导程、非标准、较精密的螺纹,又能车外圆柱面,从节省成本和综合适用性能上考虑,CA6140适宜。X6132A型万能卧式升降台铣床能铣平面、台阶、槽、成型槽、 螺旋槽、切断等等。此丝杆上有一个键槽,又由于X6132A刚度好,生产率高,工艺范围广,所以X6132A适宜。综上分析和丝杆结构本身特性,最终选定机床设备:CA6140型卧式车床 X6132A型万能卧式升降台铣床M1432A
17、型万能外圆磨车第三章 选择刀具第一节 刀具分析刀具是使毛坯成为零件的必要手段,它出去毛坯上多余的部分,保证相应的精度,从而达到零件图纸要求。普通车刀由刀头、刀柄组成,刀头用于车削,刀柄用于装夹,刀具切削部分由刀面和切削刃组成。机械制造业中如果没有刀具就不能进行生产。刀具质量不够,则会影响生产效率,所加工零件的精度,尺寸就不能保证,产生较多废品。刀具选择不当,则会使生产成本较高,限制企业的发展、。所以,正确选择刀具,才能使生产效率提高,使生产与发展双向进行。第二节 刀具拟定从丝杆零件图可知,有较多外圆,有几个槽,一个三角形螺纹,和一个梯形螺纹。从生产实践和理论上,外圆需用90外圆车刀车削,槽需用
18、切槽刀,三角形螺纹和梯形螺纹需用高速钢,倒角需用45弯头车刀。90外圆车刀、切槽刀、45弯头车刀均选用钨钴类(YT)硬质合金,牌号为YT15,TiC含碳量15,硬度为89.592.5HRA;抗弯强度为9001400MPa;耐热性好,TiC含量越高,耐热性越好。牌号成分硬度/HRA强度/MPa弹性模数/GPa热导率/w/(m.k)密度/g/(cm) YT15Wc+15TiC+6Co91.0115052053033.5811.011.7高速钢选用粉末冶金制造。优点:力学性能较高;强度和韧度分别是熔炼钢的2.53.5倍;耐磨性较高;可磨削性较好;可进一步提高切削速度。针对三角形螺纹,粉末冶金高速钢的
19、刀头磨成60角;针对梯形螺纹,粉末冶金高速钢的刀头磨成30角。在磨削刀头时,必须一面沾水一面磨,防止高温损坏高速钢,使其变脆,韧性降低;用对刀样板规范刀头角度,使其在切削时达到最佳值。钢型代号牌号性能粉末冶金高速钢GF2W6Mo5Cr4V2可用来制造大尺寸、承受重载、冲击大的刀具第四章 工装量具第一节 工装解析机床有了夹具,才能使工件定位和夹紧,使工件加工时相对于机床、刀具有正确的位置,保证工件的加工精度。如果没有夹具及夹具不合理,则会使生产不能顺利进行,加工尺寸达不到使用要求。夹具作用:保证加工精度;提高劳动生产率;改善工人的劳动条件;降低生产成本;扩大机床工艺范围。第二节 工装选定由于此丝
20、杆只是单件生产,劳动量不大,再者通用夹具已经标准化,可用于加工一定范围内的不同工件,成本较低,所以选用通用夹具三爪自定心卡盘第三节 选择量具量具是用来检测工件尺寸精度的设备,也是一种度量、衡量器具,是机械业中的把关部分,量具已经标准化。量具的精度越高,所测工件的尺寸精度也越高。量具的精度是体现一个国家、一个企业、一个行业的重要手段。从丝杆图可知,工件上有外圆、螺纹、键槽,所以需要外径螺纹千分尺(050);螺纹规(M181.5);游标卡尺(1250.02);6H9键槽综合量规、百分表;2550mm公法线千分尺;3.2mm测量钢针;30梯形槽样板;150mm钢板尺;表面粗糙度样板来进行测量。第五章
21、 工艺分析第一节 工件的装夹装夹就是为了工件在机床上有一个正确的位置,并且始终保持不变。只有使工件的位置不变、正确, 才能保证其精度,提高生产效率,降低成本。装夹必须有一定的基准,不能盲目装夹。如果随意装夹,不遵循一定的原则,想怎么装就怎么装,则会使生产混乱,工件的精度无法保障,产生较多废品,增加企业成本,同时会导致效率降低。基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。如图51所示,外圆的设计基准是丝杆的轴心线,端面A是端面B的设计基准。基准之间是不存在绝对关系的,它们可以互为基准,互相依据。因为工件的点、线、面的位置经常有好几个尺寸确定,并无定所。对于尺寸46mm,
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