丝杠机械制造课程设计

目录1 丝杠的工艺分析及生产类型的确定 (1)1.1 丝杠的用途 (1)1.2 丝杠的技术要求 (1)1.3 审核丝杠的工艺性 (1)1.4 确定丝杠的生产类型 (1)2 确定毛坯、绘制毛坯简图 (2)2.1 选择毛坯 (2)2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (2)2.3、绘制毛坯简图 (2)3 拟定丝杠工艺路线 (2)3.1 定位基准的选择 (2)3.1.1 粗基准的选择 (3)3.1.2 精基准的选择 (3)3.2 各表面加工方案的确定 (3)3.3 加工阶段的划分 (3)3.4 工序的集中与分散 (3)3.5 工序顺序的安排 (4)3.5.1 机械加工工序 (4)3.5.2 热处理工序 (4)3.5.3 辅助工序 (4)3.6 机床设备及工艺设备的选用 (4)3.6.1 机床设备的选用 (4)3.6.2 工艺装备的选用 (4)3.7 确定工艺路线 (4)4 确定加工余量和工序尺寸 (5)4.1 工序-粗车外圆端面及台阶 (5)4.2 工序—车梯形螺纹 (5)4.2.1 工序加工过程 (5)4.2.2 确定工序尺寸 (5)4.3工序—粗铣 (6)4.4 工序—半精车精车外圆 (7)4.4.1工序精车外圆 (7)4.4.2工序半精加工外圆 (7)5 确定切削用量及时间定额 (7)5.1工序-粗车外圆端面及台阶 (7)5.1.1 确定切削用量 (7)5.1.2 时间定额的计算 (7)5.2 工序—车梯形螺纹 (8)5.2.1 确定切削用量 (8)5.2.2 时间定额的计算 (9)5.3 工序—铣削 (10)5.4 工序—半精车精车外圆 (11)5.4.1 确定切削用量 (11)5.4.2 时间定额的计算 (12)6 总结 (14)参考文献 (14)附：零件机械加工工艺过程卡片零件机械加工工艺工序卡片零件图纸1 丝杠的工艺分析及生产类型的确定1.1 丝杠的用途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、螺纹、花键。

1.2 丝杠的技术要求将该零件的全部技术要求列于表1—1中。

该零件的材料为45钢，硬度为28—32HRC，选用的热处理方式为调质处理，可以提高零件硬度及韧性。

表1—1丝杠零件技术要求表1.3 审查丝杠的工艺性分析零件图可知，该零件由外圆柱面，螺纹表面，键槽表面组成。

加工时用三爪自定心卡盘夹紧。

以零件中心轴线为基准，加工顺序由粗到精，由近到远，两次装夹尽可能加工出较多的工作表面。

该零件的大部分表面加工精度较低，通过粗车，再半精车就可以达到加工要求。

1.4 确定零件的生产类型生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺设备。

生产纲领计算：N=Qn（1＋a％）（1＋b％）式中：N—零件的年产量（件/年）；Q—产品的年产量（台/年）；n—每台产品中该零件的数量（件/台）；a％—该零件的备品率（备品百分率）；b％—该零件的废品率（废品百分率）。

根据生产要求可以确定生产类型为单件小批量生产。

2 确定毛坯，绘制毛坯简图2.1 选择毛坯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。

一般只有某些大型的，结构复杂的轴才采用铸件，因而结合题目，选用棒料。

2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.2.1 公差等级由丝杠的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。

2.2.2 棒料形状复杂系数由丝杠零件图分析计算，可大致确定棒料的端面半径，及总长，即r=25mm ， L=850mm 。

2.2.3 零件表面粗糙度由丝杠零件图可知，该丝杠各加工表面的粗糙度均大于等于1.6μm。

即Ra≥1.6μm。

2.3 绘制丝杠锻造毛坯简图3 拟定丝杠工艺路线3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。

3.1.1精基准的选择根据零件的技术要求和装配要求，选择设计基准为丝杠的左端面和丝杠中心轴线作为精基准，符合“基准重合”原则。

同时，零件上的很多表面都可以采用该组表面作为精基准。

又遵循了“基准统一”原则，丝杠中心轴线是设计基准。

有利于避免被加工零件由于基准不重合而引起的误差，另外，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，选用丝杠左端面作为精基准，夹紧稳定可靠。

3.1.2粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边，毛刺或其他表面缺欠。

本零件选用丝杠的右端面作为粗基准，采用丝杠的右端面做粗基准加工左端面，接着以左端面为基准加工右端面，可以为后续的工序准备好基准。

3.2 各表面加工方案的确定根据毛坯零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度。

查表1—9和表1—11，确定各表面加工方案。

表3—1丝杠零件各表面加工方案3.3 加工方案的划分对于精度要求较高的表面。

总是先粗加工后精加工，该丝杠加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工，半精加工，精加工三个阶段。

在粗加工阶段，首先将精基准左端面准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。

另外，需要粗车，粗铣，切槽的面的加工，可放在粗加工阶段进行。

在半精加工阶段。

完成键槽以及切槽的加工，在精加工阶段。

进行丝杠其他端面需精车的部分。

3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散是确定工序内容多与少的依据，它直接影响整个工艺路线的工序数目及设备，工装的选用等。

本零件中生产类型为批量生产，确定选用工序集中地原则组织工序内容。

一方面采用通用机床配以专用夹具加工，以提高生产率，一方面可以减少工件的装夹次数。

有利于保证各加工表面之间的相互位置精度，并可以缩短辅助时间。

3.5 工序顺序的安排3.5.1 机械加工工序1）遵循“先基准，后其他”原则，首先加工精基准—丝杠左端面和工件找正。

2）遵循“先粗后精”原则，对各加工表面都是先安排粗加工工序，其次是半精加工工序。

最后是精加工工序。

3)遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，零件左端面及右边几个端面，后加工次要表面—键槽，退刀槽3.5.2 热处理工序粗加工和热处理之后，安排校直工序；再半精加工，安排去毛刺，中检工序：精加工之后，安排去毛刺，清洗和终检工序。

综上所述。

该零件工序安排顺序为：基准加工—主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工—主要表面和必要表面加工—热处理—主要表面精加工，其间穿插一些辅助工序。

3.6 机床设备及工艺设备的选用3.6.1机床设备的选用在单件小批量生产条件下。

查表4—1和表4—15可以选用CA6140车床和X51铣床。

3.6.2 工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具，夹具，量检具和辅具等，其中夹具应选用三爪自定心卡盘和V 形块。

3.7 确定工艺路线综上所述，制订了丝杠的工艺路线。

详见表3—2表 3—2 丝杠工艺路线4 确定加工余量和工序尺寸4.1 工序-粗车外圆端面及台阶（1）粗加工ø36.5mm外圆及台阶ø20mm和台阶ø18mm及台阶ø15mm与端面工序加工过程为粗车ø36.5mm外圆及台阶ø20mm和台阶ø18mm及台阶ø15mm（以ø36.5外圆定位），保证P1=ø36.5mm，P2=ø20mm，P3=100mm，P4=ø18mm，P5=55mm，P6=ø15mm，P7=9mm查表2—11知：外圆粗车余量为3.0mm 端面粗车余量为1.8mm（2）粗加工ø36.5mm外圆及ø20mm端面及外圆工序加工过程为粗车ø36.5mm外圆（以ø36.5外圆定位），保证工序尺寸P1=ø36.5mm粗车ø20mm外圆及端面（以ø36.5外圆定位），保证P2=ø20，P3=45mm查表2—11知：外圆粗车余量为3.0mm 端面粗车余量为1.8mm4.2 工序—车梯形螺纹4.2.1 工序加工过程1）粗车保证工序尺寸P1。

2）半精车保证工序尺寸P2。

4.2.2 确定工序尺寸1）确定工序尺寸P2。

由图知P2=d2=29mm 。

2）确定工序尺寸P1由图知P1=Z2+P2，其中Z为半精车余量，查表2-25 ，确定Z2=2.2mm 。

故P 1=31.2mm，由于工序尺寸P2是在粗车加工中保证的，故查表粗车工序的经济加工精度为IT-12 —IT-14，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.25mm，工序尺寸按入体原则标准，由此可初步确定工序尺寸P1=31.25-0.25.3）加工余量的校核，如图所示尺寸链中，Z2是封闭环。

故 Z max =P 1max-P 2min=31.2+0-29=2.2 Z min =P 1min -P 2max=31.2-0.25-29=1.95校核结果表明，余量Z 2的工序尺寸公差是合理的。

经上述分析计算，可确定各工序尺寸分别是 P 2=29mm ， P 1=31.250-0.25dd pp4.3 工序—粗铣查工艺手册知粗铣余量为5mm ，精铣余量为1mm ，各工序按加工经济精度，查参考文献可知粗铣精度为IT9，精铣为IT8，查机械制图可知各工步的公差值粗铣为0.03mm ，精铣为0.03mm ，综上所叙，该工序各工步的工序尺寸，粗铣工序尺寸d 1 =5+0.03 0 ，精铣工序尺寸d 2 =1+0.03 04.4 工序—半精车精车外圆4.4.1工序精车外圆查表2-11可知对于Φ20精车余量Z 3=1mm半精车余量Z 2 =1mm 粗车余量 Z 1=3mm各工序的经济精度由表1-8可知分别为 IT7 IT11 IT13 因此可确定精车工序尺寸P 3= 20+0.018 0mm 半精车工序尺寸P 2 =20+0.21 omm 粗车工序尺寸P 1=220.330mm4.4.2工序半精加工外圆查表2-11可知对于Φ18半精车余量Z 1=2mm 精车余量Z 2=2.4mm 各工序的经济精度由表1-8可知分别为IT8 IT13 因此可知半精车工序尺寸P 1=18o.03 0mm 粗车工序尺寸P 2=200.33 0mm5 确定切削用量和时间定额5.1 工序-粗车外圆端面及台阶5.1.1确定切削用量（1）工序-粗车ø36.5外圆端面及台阶以ø50mm 外圆毛坯面定位粗车ø50mm 端面，粗车外圆至ø36.5mm，再车台阶ø20mm，台阶ø8mm，及台阶ø15mm。