絲桿工藝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

絲桿工藝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范絲桿工藝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范絲桿工藝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范資料僅供參考文件編號：2022年4月絲桿工藝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：“絲桿”零件的加工工藝規(guī)程目錄一、零件的分析·····································1零件的作用·········································1零件的工藝分析·····································1二、工藝規(guī)程設(shè)計···································2確定毛坯的制造形式·································2基面的選擇·········································2制定工藝路線·······································2機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定··············4確定切削用量及基本工時·····························5參考文獻(xiàn)·········································7一、零件的分析零件的作用絲桿：由細(xì)長的金屬棒制造，表面光潔度很高，是用來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動；或?qū)⒅本€運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的執(zhí)行元件，并具有傳動效率高，定位準(zhǔn)確等特點。滑動絲杠螺母材料的選用原則可以基于溫度條件，運(yùn)行PV（壓力-速度）值，抗磨壽命要求，使用環(huán)境，以及成本等因素，例如，可供選用的材料特性包括：從-50℃到+150℃的溫度允許范圍，高達(dá)60,000psi-fpm的可用PV值，可提供5千萬英寸累計工作行程的反向間隙消除能力，免維護(hù)運(yùn)行，以及可用于污染和惡劣環(huán)境等零件的工藝分析圖1-1proe導(dǎo)出的絲桿零件圖1、絲桿的分類機(jī)床絲桿按其摩擦特性可分為三類：即滑動絲杠、滾動絲杠及靜壓絲杠。由于滑動絲杠結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，所以在機(jī)床上應(yīng)用比較廣泛。滑動絲杠的牙型多為梯形。這種牙型比三角形牙型具有效果高，傳動性能好，精度高，加工方便等優(yōu)點。滾動絲杠可分為滾珠絲杠和滾珠絲杠兩大類。滾珠絲杠和滾珠絲杠相比而言摩擦力小，傳動效率高，精度也高，因而比較常用，但是其制造工藝比較復(fù)雜。靜壓絲杠有許多的優(yōu)點，常被用于精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)中。其紋牙與規(guī)范梯形螺紋牙型相同。但牙型高于同規(guī)格規(guī)范螺紋倍，目的在于獲得好油封及提高承載能力。但是調(diào)整比較麻煩，而且需要一套液壓系統(tǒng)，工藝復(fù)雜，成本高。2、絲桿的結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)要求絲桿是細(xì)而長的柔性軸，它的長徑比往往很大，一般都在20-50左右，剛度很差。加上其結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，有要求很高的螺紋表面，又有階梯及溝槽，因此，在加工過程中，很容易產(chǎn)生變形。這是絲桿加工中影響精度的一個主要矛盾。主要技術(shù)要求：（1）尺寸精度軸頸是軸類零件的主要表面，他影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài)。軸頸的直徑精度根據(jù)其使用要求通常為IT6-IT9，精密軸頸可達(dá)IT5。（2）幾何形狀精度軸頸的幾何形狀精度（圓度、圓柱度），一般應(yīng)限制在直徑公差點范圍內(nèi)。對幾何形狀精度要求較高時，可在零件圖上另行規(guī)定其允許的公差。（3）位置精度主要是指裝配傳動件的配合軸頸相對于裝配軸承的支承軸頸的同軸度，通常是用配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動來表示的；根據(jù)使用要求，規(guī)定高度軸為，而一般精度軸為。此外還有內(nèi)外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。（4）表面粗糙度根據(jù)零件的表面工作部位的不同?？捎胁煌谋砻娲植诙戎?，例如普通機(jī)床主軸支承軸頸的表面粗糙度為，配合軸頸的表面粗糙度為，隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的增大和精密程度的提高，軸類零件表面粗糙度值要求也將越來越小。軸類零件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、產(chǎn)量大小的不同而有差異。而軸的工藝規(guī)程編制時生產(chǎn)中最常遇到的工藝工作。軸類零件加工的主要問題：軸類零件加工的主要問題是如何保證各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之間的相互位置精度。具體指標(biāo)有：a、單個螺距允差；b、中經(jīng)圓度允差；c、外徑相等性允差；d、外徑跳動允差；e、牙型半角允差；f、中經(jīng)尺寸公差；g、外徑尺寸公差；h、內(nèi)徑尺寸公差。二、工藝規(guī)程設(shè)計確定毛坯的制造形式2.1.1確定零件材料絲桿材料的選擇是保證絲桿質(zhì)量的關(guān)鍵，一般要求是：（1）具有優(yōu)良的加工性能，磨削時不易產(chǎn)生裂紋，能得到良好的表面光潔度和較小的殘余內(nèi)應(yīng)力，對刀具磨損作用較小。（2）抗拉極限強(qiáng)度一般不低于588MPa。（3）有良好的熱處理工藝性，淬透性好，不易淬裂，組織均勻，熱處理變形小，能獲得較高的硬度，從而保證絲桿的耐磨性和尺寸的穩(wěn)定性。（4）材料硬度均勻，金相組織符合規(guī)范。常用的材料有：不淬硬絲桿常用T10A，T12A及45等；淬硬絲桿常選用9Mn2v，CrWMn等。其中9Mn2v有較好的工藝性和穩(wěn)定性，但淬透性差，常用于直徑<=50mm的精密絲桿；CrWMn剛的優(yōu)點是熱處理后變形小，適用于制作高精度零件，但其容易開裂，磨削工藝性差。絲桿的硬度越高越耐磨，但制造時不易磨削。絲桿材料要有足夠的強(qiáng)度，一保證傳遞一定的動力；應(yīng)具有良好的熱處理工藝性（淬透性好、熱處理變形小、不易產(chǎn)生裂紋），并能獲得較高的硬度、良好的耐磨性。絲桿螺母材料一般采用GCrl5、CrWMn、9CrSi、9MMn2v，熱處理硬度為60-62HRC。整體淬火在熱處理和磨削過程中變形較大，工藝性差，應(yīng)盡可能采用表面硬化處理。上述絲桿材料為9MN2v熱軋圓鋼，調(diào)質(zhì)硬度為250HRS，除螺紋外，其余高頻淬硬60HRC。材料加工前須經(jīng)過球化處理，并進(jìn)行切試樣檢查。為了消除由于金相組織不穩(wěn)定而引起的殘余應(yīng)力，安排了冰冷處理工序，使淬火后的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。為了保證質(zhì)量，毛坯熱處理后進(jìn)行磁性探傷，檢查零件是否有微觀裂紋。2.1.2確定毛坯的制造方法1、軸類零件的材料一般軸類零件常用45鋼，根據(jù)不同的工作條件采用不同的熱處理規(guī)范（如正火、調(diào)質(zhì)、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。對中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用40Cr等合金鋼。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學(xué)件能。精度較高的軸，有時還用軸承鋼GCrls和彈簧鋼65Mn等材料，它們通過調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有更高耐磨性和耐疲勞性能。對于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸，可選用20CrMnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金鋼或38CrMoAIA氮化鋼。低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理后，具有很高的表面硬度、抗沖擊韌性和心部強(qiáng)度，熱處理變形卻很小。2、軸類零件的毛坯軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件，只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸才采用鑄件。因而結(jié)合題目給定車床絲杠零件的作用及工作要求，材料可選用45鋼，也可用題中所給的Y40Mn（高硫中碳切削鋼），毛坯應(yīng)采用鍛件，以保證機(jī)械性能?；娴倪x擇2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇因為φ9軸上的螺紋精度要求較高，所以先以φ9軸作為粗基準(zhǔn)加工φ15軸及端面。利用三角卡盤加緊φ9軸頸作為定位面以消除、z、、z四個自由度，再用一對頂尖壓緊毛坯用以消除x、x兩個自由度，達(dá)到完全定位。2.2.2精基準(zhǔn)的選擇軸頸：雙頂尖孔選擇已加工的φ15軸作為精基準(zhǔn)加工φ9軸和φ9軸上的螺紋及φ15軸上的φ2孔和φ孔。制定工藝路線1．工藝路線方案一毛坯（熱處理）—校直—車端面打中心孔—外圓粗加工—校直熱處理—重打中心孔（修正）—外圓半精加工—加工螺紋—校直、低溫時效—修正中心孔—外圓、螺紋精加工。工序1

毛坯（熱處理）

工序2

校直

工序3車端面打中心孔工序4外圓粗加工工序5校直熱處理工序6重打中心孔（修正）工序7外圓半精加工工序8

加工螺紋工序9校直、低溫時效工序10修正中心孔工序11鉆φ15軸頸螺紋孔工序12外圓、螺紋精加工2．工藝路線方案二工序1鍛造（彎曲度不超過5mm）工序2球面退火工序3車端面打中心孔工序4車外圓工序5

粗車梯形螺紋槽工序6

半精車外圓工序7

粗磨外圓工序8

車梯形螺紋工序9

半精磨外圓工序10

半精車螺紋工序11

研磨外圓5

工序12

終磨外圓工序13打φ15軸頸的孔3．工藝方案的比較與分析1、絲杠的校直及熱處理：絲杠工藝除毛坯工序外，在粗加工及半精加工階段，都安排了校直及熱處理工序。校直的目的是為了減少工件的彎曲度，使機(jī)械加工余量均勻。時效熱處理以消除工件的殘余應(yīng)力，保證工件加工精度的穩(wěn)定性。一般情況下，需安排三次。一次是校直及高溫時效，它安排在粗車外圓以后，還有兩次是校直及低溫時效，它們分別安排在螺紋的粗加工及半精加工以后。2、定位基準(zhǔn)面的加工：絲杠兩端的中心孔是定位基準(zhǔn)面，在安排工藝路線時，應(yīng)一首先將它加工出來，中心孔的精度對加工質(zhì)量有很大影響，絲杠多選用帶有120。保護(hù)錐的中心孔。此外，在熱處理后，最后精車螺紋以前，還應(yīng)適當(dāng)修整中心孔以保持其精度。絲杠加工的定位基準(zhǔn)面除中心孔外，還要用絲杠外圓表面作為輔助基準(zhǔn)面，以便在加工中采用跟刀架，增加剛度。3、螺紋的粗、精加工粗車螺紋工序一般安排在精車外圓以后，半精車及精車螺紋工序則分別安排在粗磨及精磨外圓以后。不淬硬絲杜一般采用車削工藝，經(jīng)多次加工，逐漸減少切削力和內(nèi)應(yīng)力；對于淬硬絲杠，則采用“先車后磨”或“全磨”兩種不同的工藝。后者是從淬硬后的光杜上直接用單線或多線砂輪粗磨出螺紋，然后用單線砂輪精磨螺紋。4、重鉆中心孔：工件熱處理后，會產(chǎn)生變形。其外圓面需要增加的加工余量，為減少其加工余量，而采用重鉆中心孔的方法。在重鉆中心孔之前，先找出工件上徑向圓跳動為最大值的一半的兩點，以這兩點后作為定位基準(zhǔn)面，用個端面的方法切去原來的中心孔，重新鉆中心孔。當(dāng)使用新的中心孔定位時，工件所必須切會的額外的加工余量將減少到原有值。由于該絲杠為單件生產(chǎn)，要求較高，故加工工藝過程嚴(yán)格按照工序劃分階段的原則，將整個工藝過程分為五個階段：準(zhǔn)備和預(yù)先熱處理階段(工序1—6)，粗加工階段(工序7—13)，半精加工階段(工序14—23)，精加工階段(工序24—25)，終加工階段(工序26—28)。為了消除殘余應(yīng)力，整個工藝過程安排了四次消除殘余應(yīng)力的熱處理，并嚴(yán)格規(guī)定機(jī)械加工和熱處理后不準(zhǔn)冷校直，以防止產(chǎn)生殘余應(yīng)力。為了消除加工過程中的變形，每次加工后工件應(yīng)垂直吊放，并采用留加工余量分層加工的方法，經(jīng)過多道工序逐步消除加工過程中引起的變形。所以選擇方案一為最佳方案。機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定確定切削用量及基本工時1、粗車外圓（1）確定背吃刀量粗車外圓，加工余量為2mm，一次走刀。Asp=2/2=1mm。（2）確定進(jìn)給量刀桿尺寸1625，as3，工件直徑為15mm，則f=由《簡明手冊》表查取f=。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表查取：VC=（由182-199HBS、asp=、f=r、車刀為YG硬質(zhì)合金），由于實際車削過程使用條件的改變，查取切削速度修正系數(shù)：K=，K=，K=（190/HBS）=，KSV=，Kkv=.則VC=VC60V=VCKKKKKSVK=60=n=min，按CA6140車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表）選擇與min相近似的車床轉(zhuǎn)速n=183r/min，則實際切削速度V=n/1000=3./1000=min。綜上，次工步的切削用量為：a=，f=,n=183r/min，V=min。2、精車外圓（1）確定背吃刀量粗車外圓，加工余量為，一次走刀。2=。（2）確定進(jìn)給量刀桿尺寸1625，，工件直徑為15mm，則由《簡明手冊》表查取f=。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表查?。篤C=（由182-199HBS、asp=、f=r、車刀為YG硬合金），由于實際車削過程使用條件的改變，查取切削速度修正系數(shù)：K=，K=，K=（190/HBS）=，KSV=，Kkv=.則VC=VC60V=VCKKKKKSVK=60=n=minCA6140車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表）選擇與min相近似的車床轉(zhuǎn)速n=183r/min，則實際切削速度V=n/1000=3./1000=min。綜上，次工步的切削用量為：a=，f=,n=183r/min，V=min。按CA6140車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表）選擇與min相近似的車床轉(zhuǎn)速n=183r/min，則實際切削速度V=n/1000=3./1000=min。綜上，次工步的切削用量為：a=，f=,n=183r/min，V=min。3.倒角切削用量：背吃刀量asp=，手動進(jìn)給，一次走刀。2.5.1工序3：粗車四軸頸并倒角2.5.2.3計算切削工時機(jī)動工時為其中，進(jìn)給路程，停頓時間，快速移動時間則機(jī)動時間為輔助時間為數(shù)控機(jī)床來加工絲桿的部分程序CA6140數(shù)控車床鋼件毛坯：長77mm,d=16mm的圓柱45號剛。O0001T0101G99。M03S500。M08。G00。G71U2.。G71P10Q20W0.。N10G00.。G01.。G01.。G00X11.。G