精密絲桿加工工藝設(shè)計(jì)

1、測(cè)控技術(shù)與儀器課程設(shè)計(jì)精密絲桿加工工藝設(shè)計(jì)摘 要：隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，制造工藝越來越被重視，特別是精密加工、超精密加工更是當(dāng)今工業(yè)界及其重視的環(huán)節(jié)之一，零件的加工工藝直接影響了工業(yè)設(shè)備的精密程度，可以說沒有完善緊密的加工工藝就不可能有精密的設(shè)備，零件精度和精密設(shè)備之間的精度關(guān)系可謂是差之毫厘謬以千里，精密絲桿的加工精度直接影響了機(jī)械傳動(dòng)等精度，所以精密絲桿的加工工藝設(shè)計(jì)至關(guān)重要，而絲桿加工工藝的每一個(gè)環(huán)節(jié)有直接影響到了絲桿的精度，所以絲桿加工的每一道工序都應(yīng)該精心的設(shè)計(jì)，使之達(dá)到精度要求。本次設(shè)計(jì)涉及到了零件金工加工、材料熱處理、精度測(cè)算等設(shè)計(jì)，從最大限度上保證了絲桿的精度達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。關(guān)

2、鍵詞：定位基準(zhǔn) 工裝 熱處理 工藝過程 工序 精車 銑 精磨 鉆 精度 檢驗(yàn)1.設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)目的通過課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)對(duì)精密絲桿進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，掌握精密機(jī)械制造過程中的加工方法、加工裝備等基本知識(shí)，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)及今后從事科學(xué)研究、工程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2設(shè)計(jì)要求（1） 擬定精密絲桿加工工藝路線，并制定各工藝過程文件，制作各道工序的工藝卡片；（2） 加工余量和工序尺寸的確定；（3） 設(shè)計(jì)有關(guān)工裝、夾具，并繪制工裝夾具圖。1.3題目精密絲桿加工工藝設(shè)計(jì)1.4設(shè)計(jì)要求1、 零件圖一張（A3

3、）；2、 毛壞圖一張（A4）；3、 編寫設(shè)計(jì)說明書一份，相關(guān)圖紙?jiān)谡f明書上要有體現(xiàn)。1.5原始數(shù)據(jù)1、 毛坯尺寸：ø=18.00mm，L=158.00mm2、 工件尺寸ø=10.00mm，L=150.00mm，P=2.00mm，H1=0.5P=1.00mm，D=10.00mm,D1=7.50mm，D2=9.00mm3、 有效螺紋圈數(shù)：n=60，單頭右旋螺紋。1.6設(shè)計(jì)簡圖1.7提交材料1、 零件圖一張（A3）；2、 毛壞圖一張（A4）；3、 設(shè)計(jì)說明書一份。2、總體方案設(shè)計(jì)2.1絲桿牙型設(shè)計(jì)梯形螺紋基本牙型4圖中：D內(nèi)螺紋大徑d外螺紋大徑D2內(nèi)螺紋中徑d2外螺紋中徑D1內(nèi)螺

4、紋小徑d1外螺紋小徑P螺距H原始三角形高度H1基本牙型高度其中：H=1.866P；H1=0.5P22絲桿加工工藝過程設(shè)計(jì)粗磨外圓、半精車螺紋、銑鍵槽去應(yīng)力退火粗車外圓及螺紋、倒角球化退火淬火、回火粗磨外圓及螺紋低溫時(shí)效精磨外圓及螺紋下料及校直切端面、打頂尖孔研磨兩頂尖孔檢驗(yàn)、儲(chǔ)存3、工裝設(shè)計(jì)3.1夾具設(shè)計(jì)3.1.1銑鍵槽專用夾具連桿夾緊機(jī)構(gòu)連桿夾緊機(jī)構(gòu)為專用的夾具，具有安裝簡單，使用方便等優(yōu)點(diǎn)；安裝工件的時(shí)候不需要其他的輔助工具，在實(shí)際生產(chǎn)中大大提高力生產(chǎn)效率。在進(jìn)行工件安裝時(shí)時(shí)配合V形槽和定位裝置實(shí)現(xiàn)工件的完全定位，保證工件的加工誤差符合要求。3.1.2車/磨專用夾具雞心卡頭雞心卡頭主要參數(shù)

5、：D=28mmD1=16mmD2=8mml=24mmL=95mmd1=14mmd2=M8r=20mmr1=2mmr3=5mm測(cè)控技術(shù)與儀器課程設(shè)計(jì)雞心夾頭是專用于車、磨等加工工序的專用夾具，它具有使用簡單、體積小巧、流動(dòng)安裝等特點(diǎn)，可以跟隨工件流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成幾道工序加工的功能，減少工件安裝的次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。3.2工裝方案設(shè)計(jì)3.2.1工藝基準(zhǔn)設(shè)計(jì)用兩頂尖孔及大徑。3.2.2精車工裝設(shè)計(jì)精車螺紋工裝簡圖4、工藝路線設(shè)計(jì)4.1下料及校直絲桿要求5級(jí)精度，材料為9Mn2v熱軋圓鋼，熱處理要求硬度HRC561。9Mn2V鋼簡介：9Mn2V鋼是一種綜合力學(xué)性能比碳素工具鋼好的低合金工具鋼，它

6、具有較高的硬度和耐磨性。淬火時(shí)變形較小，淬透性很好。由于鋼中含有一定量的釩，細(xì)化了晶粒，減小了鋼的過熱敏感性。同時(shí)碳化物較細(xì)小和分布均勻。9Mn2V鋼適于制造各種精密量具、樣板，也用于一般要求的尺寸比較小的沖模及冷壓模、雕刻模、落料模等，還可以做機(jī)床的絲桿等結(jié)構(gòu)件。校直采用熱校直法：用熱校直時(shí)，先將毛坯加熱至正火溫度，保溫4560min，然后使其滾入如右圖所示的三個(gè)滾筒中進(jìn)行熱校直。絲桿毛坯在校直機(jī)中，一邊完成奧氏體的向“珠光體+鐵素體”的組織轉(zhuǎn)變，一邊進(jìn)行校直，校直工作所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，由于此時(shí)的毛坯處于再結(jié)晶溫度以上，會(huì)自然消除。這種方法操作簡單，效率高，同時(shí)由于工件加熱校直，達(dá)到正火的目的

7、，減少了內(nèi)應(yīng)力，改善了切削性能。4.2球化退火將工件加熱到Ac1+3050充分保溫后緩冷，或者加熱后冷卻到略低于Ac1的溫度下保溫,從而使珠光體中的滲碳體球狀化的退火工藝。球化退火主要用于共析鋼和過共析鋼，目的在于降低硬度（229HBS），改善切削加工性能，并為后續(xù)熱處理作組織準(zhǔn)備。工藝參數(shù)將工件裝入鹽爐環(huán)境中，采用低溫入爐隨爐升溫的極熱方式，加熱速度控制在100/h200/h，加熱至Ac1以下100200，保溫兩小時(shí)后以100/h200/h的冷卻速度冷卻至710在保溫4h，隨爐冷卻至500時(shí)直接在空氣中緩慢冷卻。具體處理方法如下圖所示球化退火43切端面1、 工裝方法：三爪定心卡盤夾住毛坯外圓

8、；2、 刀具選用：粗車時(shí)選用YT15牌號(hào)硬質(zhì)合金鋼用45°車刀；精車時(shí)選用YT15牌號(hào)硬質(zhì)合金鋼90°3、 走刀方式：由工件圓周向中心車削；4、 加工余量：粗車時(shí)Z1=3mm，精車時(shí)Z2=1mm，總加工余量Z=Z1+Z2=4mm；5、 切削用量：粗車時(shí)加工質(zhì)量要求不高因此在選取切削用量的時(shí)候，應(yīng)優(yōu)先選取較大的背吃刀量，以減少吃刀次數(shù)，最好一次切去全部粗車余量，為提高生產(chǎn)率，粗車時(shí)進(jìn)給量應(yīng)大一些（0.31.2mm/r），最后選用中等切削速度（1080m/min）；精車時(shí)選取切削用量時(shí)，優(yōu)先選用較高的切削速度（Vc100/min）在選擇較小的進(jìn)給量，最后根據(jù)工件尺寸確定背吃刀量

9、。6、 表面粗糙度：要求Ra 1.6m；7、 檢測(cè)工具：粗糙度對(duì)比快。4.4打頂尖孔絲桿一般都用頂尖孔定位，用帶A型60°頂尖孔（如下圖）。頂尖孔的尺寸不宜過大，過大時(shí)工件與頂尖之間的相對(duì)線速度大，容易磨損，表面粗糙度變壞，影響定位精度，從而影響加工質(zhì)量。對(duì)帶有深孔的空心絲桿，最好不用其孔倒60°角為頂尖孔，因?yàn)橐环矫婵纵^大，易磨損，表面質(zhì)量被破壞，另一方面當(dāng)壁較薄時(shí)容易變形，造成假接觸現(xiàn)象。A型60°優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)楣ぜ某叽巛^小、重量也較輕，工裝過程中工件徑向受力較小，而且A型60°中心孔的接觸面積比90°大，有效保證了定位精度。頂尖孔的質(zhì)量十分

10、重要，它對(duì)分螺距誤差有較大影響，其表面粗糙度Ra值要求為0.20.8m，并要求嚴(yán)格的接觸面積，一般要達(dá)到50%85%，研頂尖孔最好有專門的研頂尖孔機(jī)床。如果接觸不好，有時(shí)還要在加工機(jī)床上進(jìn)行研磨以保證良好的接觸。工件加工時(shí)，一般多用整體硬質(zhì)合金死頂尖，加二硫化鉬潤滑。定位基準(zhǔn)頂尖孔和外圓十分重要，在每一次熱處理后，都要修磨頂尖孔，才能加工螺紋。工藝參數(shù)（1） 工裝方法：三爪定心卡盤夾住毛坯外圓；（2） 表面粗糙度：要求Ra 0.8m；（3） 檢測(cè)工具：粗糙度對(duì)比快（4） 中心孔參數(shù)如右圖。4.5粗車外圓、小軸肩及倒兩端倒角選用一般車床進(jìn)行車加工，工件用兩頂尖定位，由雞心夾頭帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，外圓表

11、面和小軸肩表面一次工裝完成加工。工藝參數(shù)（1） 刀具：車外圓及軸肩用90°刀，倒角用45°刀；（2） 外圓加工余量Z1=2.5mm；（3） 切深不大于0.3mm；（4） 各加工尺寸如圖；（5） 測(cè)量工具：游標(biāo)卡尺、粗糙度對(duì)比快。4.6粗車螺紋直進(jìn)法：直進(jìn)法車削如圖8-57所示。車螺紋時(shí)，螺紋車刀刀尖及右左兩側(cè)切削刃都直接參加切削工作。每次由中滑板作橫向進(jìn)給，隨著螺紋深度的加深，背吃刀量相應(yīng)減少，直至把螺紋車削完畢。這種車削方式操作簡便，車出的螺紋牙型準(zhǔn)確，但由于車刀的兩側(cè)切削刃同時(shí)參加車削，排屑較困難，刀尖容易磨損，螺紋表面粗糙度值較大，當(dāng)背吃刀量較大時(shí)容易產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象

12、，因此這種車削方法僅適用于螺距小于3mm或脆性材料的螺紋車削。高速車削：高速車削三角螺紋時(shí)，最好使用YT15牌號(hào)的硬質(zhì)合金螺紋車刀，切削速度取50100m/min。車削時(shí)，只能用直進(jìn)法進(jìn)刀，使切削垂直于軸線方向排出或卷成球狀較理想。用硬質(zhì)合金車刀高速車削螺距為1.53mm、材料為碳鋼或中碳合金鋼的螺紋時(shí)，一般只要35次工作行程就可完成。橫向進(jìn)給時(shí)，開始背吃刀量大些，以后逐步減小，但最后一次不得小于0.1mm。螺距P=2mm，總切入深度h10.6P=1.2mm，背吃刀量的分配情況如下：第一次背吃刀量 ap1=0.55mm；第二次背吃刀量 ap2=0.35mm；第三次背吃刀量 ap3=0.20mm

13、；第四次背吃刀量 ap4=0.10mm。工裝中除了兩頂尖定位，雞心夾頭帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)外，還應(yīng)在刀架上增加一個(gè)隨行扶套，以方式工件產(chǎn)生徑向位移，影響加工精度，隨行扶套與絲桿大徑的間隙工件之間的距離應(yīng)小于0.02mm。4.7去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火是為了去除鋼件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力，而無需發(fā)生顯微組織的轉(zhuǎn)變。加熱溫度通常選擇在Ac1以下（Ac1-（100200），一般為500650。消除鋼件中的應(yīng)力是在加熱、保溫、和緩冷過程中完成的。1、 去應(yīng)力退火工藝曲線見下圖去應(yīng)力退火 2、 加熱速度：200裝爐，80/h；加熱溫度：550600；保溫時(shí)間：1012小時(shí)；冷卻時(shí)間：爐冷至200出爐（在350以上冷卻速度

14、50/h）；3、 去應(yīng)力退火的溫度，一般應(yīng)比最后一次回火溫度低2030，以免降低硬度及力學(xué)性能。4.8粗磨外圓及軸肩4.8.1外圓磨削的形式粗磨外圓采用中心式外圓磨削，工件用兩頂尖裝夾，磨削時(shí)按其兩中心孔所構(gòu)成的中心軸線旋轉(zhuǎn)，使外圓達(dá)到較高的加工精度。中心式外圓磨削使用的磨床有M1432A、M1332、MMB1420型等。磨削時(shí)，工件由夾頭帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。4.8.2外圓磨削的方法縱向磨削法 縱向磨削法式最常用的磨削方法，磨削時(shí)，工作臺(tái)作縱向往復(fù)進(jìn)給，砂輪做周期性橫向進(jìn)給，工件的磨削余量要在多次往復(fù)行程中磨去。砂輪超越工件兩端的長度一般為砂輪厚度的1/31/2。如果太多，工件兩端直徑會(huì)背麼小。磨削軸肩

15、旁外圓時(shí)，要細(xì)心調(diào)整工作臺(tái)行程，當(dāng)砂輪磨削至臺(tái)肩一邊時(shí)，要是工作臺(tái)停留片刻，以防止產(chǎn)生錐度。為減小工件表面粗糙度值，可是當(dāng)“光磨”，即在不作橫向進(jìn)給的情況下，工作臺(tái)作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。4.8.3工藝參數(shù)（1） 加工余量：Z2=0.7mm；（2） 深不大于0.02mm，表面粗糙度Ra0.2m，各外圓對(duì)中心的徑向跳動(dòng)為0.005mm，錐度、橢圓度0.005mm，工件加工完畢后送恒溫室吊掛放置。4.9半精車螺紋4.9.1精車刀具螺紋精車刀具的質(zhì)量至關(guān)重要，它對(duì)絲桿的加工質(zhì)量影響很大。螺紋精車刀具應(yīng)滿足一下要求：1、 硬度高，耐磨性好，能長期保持刀具外形，一般W18Cr4V高速鋼，硬度64HRC以上，也有

16、采用硬質(zhì)合金鋼的，如YG6。2、 刀具前后表面粗糙度小，R0.040.16m。3、 刀口鋒利，不會(huì)影響螺紋表面的加工質(zhì)量。4.9.2絲桿車床絲桿車床是用于絲桿的專用機(jī)床。加工的螺紋精度可達(dá)6級(jí)以上，表面粗糙度可達(dá)Ra0.320.63m。絲桿采用SC8630型高精度絲桿車床進(jìn)行精車加工。它由車身、主軸箱、刀架、尾架、經(jīng)給掛輪和傳動(dòng)絲桿等部分組成。為減少傳動(dòng)誤差，同一般機(jī)床相比取消了進(jìn)給箱和溜板箱。刀架和主軸之間傳動(dòng)比用精密掛輪保證，刀架的橫向切入和小刀架的移動(dòng)均為手動(dòng)。絲桿車床之所以能保證高精度，主要是因?yàn)樗哂幸韵绿攸c(diǎn)：1、 傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)元件的高精度。從主軸到絲桿只經(jīng)過兩隊(duì)高精度掛輪的傳動(dòng)，

17、傳動(dòng)沅江的數(shù)量減少到最小程度。降低了傳動(dòng)元件誤差對(duì)傳動(dòng)精度的影響，提高了轉(zhuǎn)動(dòng)精度。2、 傳動(dòng)絲桿的精度高，直徑大，安裝在床身量導(dǎo)軌之間。母絲桿直徑大，與螺母間的接觸應(yīng)力小、磨損慢，可長時(shí)間保持精度。絲桿安裝在兩導(dǎo)軌間，刀架滑板不受傾倒力矩的作用，母絲桿與螺母的接觸均勻。3、 與普通臥式車床相比，絲桿車床的零部件制造精度和裝配精度都有顯著的提高。4、 為了減少機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響，絲桿車床是在恒溫車間內(nèi)進(jìn)行裝配和調(diào)整的，機(jī)床的使用也是應(yīng)在（20°±2°）C的恒溫條件下。5、 機(jī)床帶有螺距校正裝置。4.9.3工藝參數(shù)（1） 切深不大于0.03mm；（2） 精車一

18、次性車到絲桿小徑ø=7.5mm，以后精車和精磨螺紋的時(shí)候只對(duì)螺紋的凸緣進(jìn)行磨削即可。4.10銑鍵槽鍵槽銑刀：它有兩個(gè)刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既象立銑刀，又像鉆頭。用鍵槽銑刀銑削鍵槽時(shí)，先軸向進(jìn)給達(dá)到槽深，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長。由于切削力引起刀具和工件的變形，一次走刀銑出的鍵槽形狀誤差較大，槽底一般不是直角。為此，通常采用兩步法銑削鍵槽，即先用小號(hào)銑刀粗加工出鍵槽，然后以逆銑方式精加工四周，可得到真正的直角。鍵槽銑刀工藝參數(shù)（1） 銑刀直徑d=3.0mm；（2） 工裝夾具：連桿夾緊機(jī)構(gòu)、V形槽、定位銷；（3） 定位方式：工件完全定位；（4） 鍵槽參數(shù)如右圖。

19、4.11淬火真空加熱至Ac1+（3050），冷卻：常用的有全損耗系統(tǒng)用油L-A15、L-AN32、專用淬火油（如快速淬火油、光亮淬火油、分級(jí)淬火油、真空淬火油等）等。由于油在等溫轉(zhuǎn)變圖鼻尖附近及鼻尖一下區(qū)域冷卻能力均很小，因此，只能用于過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖靠右、過冷奧氏體穩(wěn)定性較大的合金鋼件的淬火。通常，油溫控制在2080。工藝參數(shù)：（1） 加熱溫度：780810；（2） 加熱時(shí)間：2025min；（3） 保溫時(shí)間：0.30.35min；（4） 冷卻介質(zhì)：油、硝鹽、堿浴；（5） 淬后硬度：60（HRC）；（6） 檢測(cè)工具：洛氏硬度計(jì)。4.12回火回火的作用在于：1、 提高組織穩(wěn)定性，使工件在使

20、用過程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定。2、 消除內(nèi)應(yīng)力，以便改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸。3、 調(diào)整鋼鐵的力學(xué)性能以滿足使用要求。高溫回火：工件在500以上進(jìn)行回火。一般高溫回火溫度范圍在500650.所得組織為回火索氏體。其目的是為了獲得強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性都良好的綜合力學(xué)性能。因此，習(xí)慣上將淬火后加高溫回火兩者相結(jié)合的復(fù)合人處理成為調(diào)制處理。工藝參數(shù)（1） 加熱溫度：130170；（2） 加熱時(shí)間：2025min；（3） 保溫時(shí)間：0.30.35min；（4） 回火后硬度：60（HRC）；（5） 檢測(cè)工具：洛氏硬度計(jì)。4.13粗磨外圓粗磨外圓采用中心式外圓磨

21、削，工件用兩頂尖裝夾，磨削時(shí)按其兩中心孔所構(gòu)成的中心軸線旋轉(zhuǎn)，使外圓達(dá)到較高的加工精度。中心式外圓磨削使用的磨床有M1432A、M1332、MMB1420型等。磨削時(shí)，工件由夾頭帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。外圓磨削的方法縱向磨削法 縱向磨削法式最常用的磨削方法，磨削時(shí)，工作臺(tái)作縱向往復(fù)進(jìn)給，砂輪做周期性橫向進(jìn)給，工件的磨削余量要在多次往復(fù)行程中磨去。砂輪超越工件兩端的長度一般為砂輪厚度的1/31/2。如果太多，工件兩端直徑會(huì)背麼小。磨削軸肩旁外圓時(shí)，要細(xì)心調(diào)整工作臺(tái)行程，當(dāng)砂輪磨削至臺(tái)肩一邊時(shí)，要是工作臺(tái)停留片刻，以防止產(chǎn)生錐度。為減小工件表面粗糙度值，可是當(dāng)“光磨”，即在不作橫向進(jìn)給的情況下，工作臺(tái)作縱向往復(fù)

22、運(yùn)動(dòng)。工藝參數(shù)（1） 加工余量Z3=0.5mm；（2） 切深不大于0.02mm，表面粗糙度Ra0.2m，各外圓對(duì)中心的徑向跳動(dòng)為0.005mm，錐度、橢圓度0.005mm，工件加工完畢后送恒溫室吊掛放置；（3） 測(cè)量工具：游標(biāo)卡尺。4.14粗磨螺紋（1） 專用磨具，砂輪粒度100180，硬度R3ZR1,磨切時(shí)切深小于0.03mm；（2） 精密磨削（Ra0.050.1m）；（3） 切深不大于0.02mm，表面粗糙度Ra0.2m。4.15低溫時(shí)效為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150250）精加工前，把工件重新加熱到100-150，保持520

23、小時(shí)，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱為時(shí)效。對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。工藝參數(shù)（1） 加熱溫度：100150；（2） 保溫時(shí)間：520h。4.16研磨兩頂尖孔加工過程中，工件就會(huì)被切削力推向一方，如距離a不變，中心孔的圓度就會(huì)直接反映到工件上去。由此可見，在主軸加工工藝過程中，適當(dāng)?shù)匕才判扪兄行目资欠浅Ｖ匾?。在此我們采用以下方法?duì)中心孔進(jìn)行修研：用中心孔磨床研修中心孔，使用立式磨床，立式磨床的特點(diǎn)是：工件由機(jī)床的頂尖、撥盤帶動(dòng)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。磨具作主切削運(yùn)動(dòng)、行星運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)三種方式的運(yùn)動(dòng)，這樣就克服了由于砂輪各點(diǎn)線速度不同而

24、產(chǎn)生的誤差。加工出來的中心孔表面粗糙度達(dá)Ra0.1m，圓度達(dá)0.8m，接觸面積75%。4.17精磨外圓高精度、小粗糙度磨削高精度、小粗糙度磨削包括精密磨削（Ra0.050.1m）、超精磨削（Ra0.0120.025m），和鏡面磨削（Ra0.01m以下），它可以代替研磨加工，提高生產(chǎn)效率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。磨削加工時(shí)，對(duì)磨床的精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、環(huán)境條件、砂輪的選用和修整、切削液的選擇和澆注方式等都有較高的要求。切深不大于0.02mm，表面粗糙度Ra0.2m，各外圓對(duì)中心的徑向跳動(dòng)為0.005mm，錐度、橢圓度0.005mm，工件加工完畢后送恒溫室吊掛放置。工藝參數(shù)（1） 加工余量：Z3=0.3mm；

25、（2） 表面粗糙度：Ra0.2m，5級(jí)精度；（3） 檢測(cè)工具：粗糙度對(duì)比塊。（4） 砂輪粒度：150180，硬度ZR1ZR2。4.18精磨螺紋精磨螺紋時(shí)為保證滿足精度要求，采用高精度、小粗糙度磨削。在恒溫室內(nèi)進(jìn)行，室溫20±1，磨前機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)，砂輪粒度100200，硬度R3ZR1,磨切時(shí)切深小于0.03mm，工件轉(zhuǎn)速34r/min，要求表面粗糙度Ra0.2m，無燒傷、裂紋等缺陷，螺紋精度要求5級(jí)，加工完畢后清洗調(diào)防。4.19絲桿的檢驗(yàn)、儲(chǔ)存（1） 絲桿加工的檢驗(yàn)項(xiàng)目絲杠在加工過程中和加工完成后都要進(jìn)行檢驗(yàn)，一邊發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施，保證絲桿的加工質(zhì)量。測(cè)量不同精度的零件，應(yīng)用不

26、同精度的測(cè)量工具，關(guān)于測(cè)量工具的選擇標(biāo)準(zhǔn)，一般以其測(cè)量的最大極限誤差不得超過被測(cè)尺寸的尺寸公差1/51/10為標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)精密度零件的幾何參數(shù)，也可以適當(dāng)放寬到1/3。絲桿加工的總檢項(xiàng)目有：1） 螺距誤差；2） 螺距累計(jì)誤差；3） 螺紋中徑誤差；4） 螺紋中徑圓度誤差；5） 牙型半角誤差；6） 螺紋表面粗糙度；7） 裝配基準(zhǔn)的尺寸精度。（2） 絲桿螺距的測(cè)量對(duì)高精度56級(jí)的絲桿的螺距，多大還采用靜態(tài)測(cè)量的方法。目前較先進(jìn)的測(cè)量方法是絲桿螺距誤差的動(dòng)態(tài)測(cè)量法。常用的測(cè)量方法有兩種。一種是將被測(cè)絲桿螺距與標(biāo)準(zhǔn)螺距逐個(gè)進(jìn)行比較，指示儀器的讀書就是被測(cè)絲桿螺距相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)螺距之差；另一種是將被測(cè)絲桿的螺距逐個(gè)

27、累積與標(biāo)準(zhǔn)刻度（標(biāo)準(zhǔn)絲桿、基礎(chǔ)刻線尺、磁尺、長光柵尺等）進(jìn)行比較，指示儀的讀數(shù)就是被測(cè)絲桿螺距的逐個(gè)累積值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)長度之差。兩種測(cè)量方法的本質(zhì)是完全相同的，后一種測(cè)量方法的單個(gè)螺距誤差等于相鄰兩牙的累積誤差之差。檢具標(biāo)定對(duì)零的方法如下：先讓檢具體上的V形槽在標(biāo)準(zhǔn)絲桿的外圓柱面上，讓固定測(cè)頭和活動(dòng)測(cè)頭分別靠在兩相鄰?fù)瑐?cè)螺旋面上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺表盤使指針對(duì)零。以上敘述的測(cè)量方法都是靜態(tài)測(cè)量方法，靜態(tài)測(cè)量比較穩(wěn)定，只要真確操作，仔細(xì)讀數(shù)，并控制溫差，就可以用來測(cè)量6級(jí)精度的絲桿。但這種測(cè)量方法有它自身的缺點(diǎn)：測(cè)量時(shí)間長，測(cè)量一根絲桿需要幾個(gè)小時(shí)；靜態(tài)測(cè)量方法是對(duì)靜止絲桿所進(jìn)行的單面斷續(xù)測(cè)量，測(cè)量值反

28、映不了絲桿螺旋線的全面情況。要正確反映在運(yùn)轉(zhuǎn)條件下絲桿的螺旋線精度需對(duì)絲桿螺距誤差作動(dòng)態(tài)測(cè)量。（3） 螺紋牙型半角的檢驗(yàn)普通絲桿的牙型半角一般可用樣板檢查。當(dāng)用萬能測(cè)角規(guī)進(jìn)行檢查時(shí)，測(cè)角規(guī)的刀口面要通過絲桿的中心線，精密絲桿的牙型半角可在工具顯微鏡上檢驗(yàn)。（4） 螺紋中徑的檢驗(yàn)螺紋中徑常用圖5-27所示檢具作相對(duì)測(cè)量。檢驗(yàn)時(shí)，檢具的V形塊2置于被測(cè)絲桿3的大徑上，千分表1的錐形測(cè)頭壓在被測(cè)絲桿的螺旋面上（測(cè)量前千分表指針可在標(biāo)準(zhǔn)絲桿上標(biāo)定對(duì)零）。千分表的讀數(shù)就是螺紋中徑的相對(duì)誤差。螺紋中徑還可用三針測(cè)量法作絕對(duì)測(cè)量： d中= M-d0式中 d中螺紋中徑（mm）d0量針直徑（mm）d0=螺紋牙型

29、角（°）；P螺距（mm）；M用指示測(cè)量器具測(cè)出的針距尺寸（mm）。（5） 表面裂紋檢驗(yàn)對(duì)絲桿進(jìn)行裂紋檢驗(yàn)時(shí)采用磁粉檢驗(yàn)的方法。5、精密絲桿的加工精度分析精密絲桿中的主要加工表面是螺紋，其精度可以分為螺距、牙型、中徑三方面。主要加工方法有車削和磨削。現(xiàn)就車削和磨削螺紋時(shí)的精度進(jìn)行分析。5、1車削螺紋精度分析5.1.1螺距誤差影響車削螺距誤差的因素可以從機(jī)床幾何精度和傳動(dòng)鏈精度、機(jī)床螺紋傳動(dòng)鏈調(diào)整誤差和切削過程中的變形等幾個(gè)方面進(jìn)行分析。（A）機(jī)床精度a.傳動(dòng)鏈精度車削螺紋的傳動(dòng)鏈包括從主軸經(jīng)齒輪到母絲桿這一整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)。（a）機(jī)床工件主軸的精度由于機(jī)床工件主軸的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)所引起

30、的被加工絲桿的螺距誤差，對(duì)于精密絲桿機(jī)床約為1.2m左右。 =， =, =式中機(jī)床主軸徑向跳動(dòng)所引起的螺距誤差，兩者之間的關(guān)系如圖4-1所示。機(jī)床主軸軸向竄動(dòng)所引起的螺距誤差，兩者是直接關(guān)系，因此影響較大。螺紋牙形角。（b）傳動(dòng)齒輪的精度傳動(dòng)鏈中傳動(dòng)齒輪的制造誤差和安裝誤差將影響螺距精度。傳動(dòng)齒輪中有固定齒輪組和交換齒輪組，制造誤差和安裝誤差主要有齒輪周節(jié)累積誤差、安裝偏心和軸向竄動(dòng)等。 =式中齒輪周節(jié)累積誤差所引起的螺距誤差，齒輪安裝偏心所引起的螺距誤差，齒輪軸向竄動(dòng)所引起的螺距誤差。這三個(gè)誤差可分別求出：=上式是由于第i個(gè)傳動(dòng)齒輪油周節(jié)累積誤差時(shí)所引起的螺距誤差。 圖4-1 機(jī)床共建主軸精

31、度對(duì)螺距的影響 圖4-2 傳動(dòng)齒輪誤差對(duì)螺距誤差的影響公式中：p工件的邏輯 m傳動(dòng)齒輪中最終齒輪的模數(shù)， z傳動(dòng)齒輪中最終齒輪的齒數(shù)， i傳動(dòng)齒輪中第i個(gè)齒輪至最終齒輪的傳動(dòng)比，即第i個(gè)吃了至機(jī)床母絲桿的傳動(dòng)比。當(dāng)?shù)趇個(gè)傳動(dòng)齒輪有周節(jié)累積誤差時(shí)就會(huì)母絲桿的轉(zhuǎn)角誤差， =， = =上式是由于第i個(gè)傳動(dòng)齒輪安裝偏心所引起的螺距誤差。 = =式中 由于第i個(gè)齒輪安裝偏心所引起的母絲桿轉(zhuǎn)角誤差； 第i個(gè)齒輪安裝偏心，它所造成的在節(jié)圓上的周節(jié)累積誤差為2； d第i個(gè)齒輪的節(jié)圓直徑。=上公式是由于第i個(gè)傳動(dòng)齒輪油軸向竄動(dòng)時(shí)引起的螺距誤差。公式中第i個(gè)齒輪的螺旋角。從傳動(dòng)鏈的精度來看，最后一對(duì)傳動(dòng)齒輪中的從

32、動(dòng)輪精度影響最大，因?yàn)樗鼘⒄`差全部傳給母絲桿，最后一對(duì)傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比應(yīng)盡可能小，不宜采用升速。因?yàn)閭鲃?dòng)鏈中的周期誤差會(huì)在被加工絲桿的一轉(zhuǎn)中出現(xiàn)多次，是誤差放大。如圖4-2所示螺紋車床傳動(dòng)鏈中，有四個(gè)傳動(dòng)齒輪a、b、c、d，最后一對(duì)傳動(dòng)齒輪的從動(dòng)輪d，其精度影響最大，因?yàn)樗鼘⒅苯觽鹘o母絲桿。為了提高傳動(dòng)鏈精度，在精密絲桿加工機(jī)床中的傳動(dòng)齒輪多用6級(jí)以上的高精度齒輪，最后一對(duì)齒輪的從動(dòng)輪甚至用5級(jí)齒輪。齒輪的孔和軸的配合用或，是配合間隙盡量小，以減少安裝偏心。另一方面，盡量縮短傳動(dòng)鏈，使主軸到母絲桿之間的傳動(dòng)件減少。所以，精密絲桿車床和磨床都是采用直接配換掛輪的結(jié)構(gòu)來調(diào)整螺距，沒有進(jìn)給箱，甚至有

33、的專用機(jī)床，是將母絲桿與主軸直接相連（圖4-3）。圖4-3 主軸與母絲桿直接相連的專用絲桿機(jī)床b.機(jī)床前后頂尖不同心c.機(jī)床導(dǎo)軌精度機(jī)床床身導(dǎo)軌的磨損和制造誤差會(huì)使得刀架（車床）或工作臺(tái)（磨床）傾斜，從而影響螺距精度。（B）機(jī)床螺紋傳動(dòng)鏈調(diào)整誤差當(dāng)需要加工某一螺距時(shí)，用機(jī)床上的交換齒輪只得得到該螺距的近似值，這時(shí)將產(chǎn)生漸進(jìn)性的螺距累計(jì)誤差，是由于傳動(dòng)鏈的調(diào)整而引起的，是加工理論誤差，不過這種誤差一般都比較小。（C）切削過程中的變形a.切削過程中的受力變形b.切削過程中的受熱變形5.1.2牙型誤差（A）切削刀具的輪廓本身不準(zhǔn)確刀具輪廓不準(zhǔn)確將直接影響牙型精度。用棱柱型車刀和圓盤形車刀，刀具重磨次

34、數(shù)多，容易保持刀具的輪廓準(zhǔn)確，刀刃也簡單。（B）刀具的安裝誤差（C）機(jī)床不準(zhǔn)確機(jī)床導(dǎo)軌在水平面使刀架傾斜產(chǎn)生，或在垂直面使刀架下降產(chǎn)生，都會(huì)影響牙型誤差，造成機(jī)床導(dǎo)軌不準(zhǔn)確的原因是由于制造精度或磨損。（D）切削過程中的變形5.2磨削螺紋精度分析磨削螺紋精度分析與車削螺紋精度分析有許多相同之處，但有關(guān)刀具的一些誤差在磨削時(shí)就是砂輪的一些誤差，對(duì)于磨削螺紋精度，其主要的影響因素有：A.機(jī)床的幾何精度和傳動(dòng)精度機(jī)床的幾何精度中有砂輪主軸和工件主軸的回轉(zhuǎn)精度、砂輪頭架的移動(dòng)精度、工作臺(tái)的移動(dòng)精度等。機(jī)床的傳動(dòng)精度中有母絲桿的精度、傳動(dòng)齒輪等傳動(dòng)鏈精度。它們會(huì)對(duì)螺紋的螺距、牙形和中徑精度產(chǎn)生相應(yīng)的影響，

35、因此螺紋磨床的經(jīng)典一般都比較高。B.熱變形螺紋磨削中的熱變形的影響十分突出，其熱源主要是來自磨削熱、相對(duì)運(yùn)動(dòng)元件的摩擦熱（如軸與軸承、導(dǎo)軌、母絲桿與螺母等）、液壓系統(tǒng)的油液和冷卻潤滑液等。（A）為了減少砂輪主軸熱變形對(duì)工件螺距精度的影響，通常是將機(jī)床在恒溫室內(nèi)空運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，使主軸軸承發(fā)熱達(dá)熱平衡后，再進(jìn)行磨削。(B)為了減少母絲桿與螺母摩擦熱的影響，將母絲桿做成中空的，內(nèi)通冷卻液以保持恒溫，也可以用靜壓絲桿或滾珠絲桿，或用溫度校正尺。(C)為了消除液壓系統(tǒng)油溫和冷卻潤滑液溫度的影響，用一套專門的冷卻系統(tǒng)使液壓系統(tǒng)的油溫和冷潤液的溫度保持一定，并將油箱放在機(jī)床外，不要用床身作油箱。(D)為了使

36、磨削時(shí)，工件各部分的溫度一直，防止不均勻熱變形的影響，將冷潤液以淋浴的方式對(duì)整個(gè)工件全長進(jìn)行冷卻。設(shè)計(jì)小結(jié)經(jīng)過此次綜合性課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)整個(gè)課程系統(tǒng)有了更進(jìn)一步的了解，以往零散的東西經(jīng)過此次的拾取和整理已經(jīng)形成了一個(gè)極具連貫性的知識(shí)體系深深地記憶在我的腦海中，以往極具理論性的知識(shí)體系因此次的設(shè)計(jì)得到了實(shí)踐性的應(yīng)用，此設(shè)計(jì)貼近實(shí)際，貼近生產(chǎn)使我對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的情況有了更加深刻的了解，為以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。做設(shè)計(jì)是艱難而漫長的過程，過程中充滿了疑惑和不解，真正做起來的時(shí)候方知“書到用時(shí)方恨少“的深刻意義，從中我深深的感受到個(gè)人的力量總是有限的，唯有社會(huì)才是無盡的資源。一個(gè)人如果自認(rèn)為自己懂得很多，那最終只會(huì)窮途自哭，因?yàn)橥暾耐瓿梢粋€(gè)完美的設(shè)計(jì)涉及到了方方面面，光有專業(yè)是不夠的，還要求全才的參與，這就需要我們提高我們自己的綜合素質(zhì)。做設(shè)計(jì)既是一個(gè)獨(dú)立的過程，又是一個(gè)合作的過程。設(shè)計(jì)者要獨(dú)立但不能閉門造車、窮兵黷武，提倡合作但不依賴，這就像我們?cè)谧龊芏嗟氖虑橐粯?，什么都做什么也做不了，什么都不做什么都沒有，所以