精密丝杆精工工艺设计毕业论文VIP

1测控技术与仪器课程设计说明书设计题目：精密丝杆精工工艺设计专 业： 测控技术与仪器 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 河南理工大学万方科技学院2011 年 04 月 18 日2河南理工大学万方科技学院课程设计报告课程设计名称精密丝杆加工工艺设计 系别机械与动力工程系 指导教师 学生姓名 班 级 学 号 课程设计内容1、拟定精密丝杆加工工艺路线，并制定各工艺过程文件，制作各道工序的工艺卡片；2、加工余量和工序尺寸的确定；3、设计有关工装、夹具，并绘制工装夹具图；4、 零件图一张（A3） ；5、毛坏图一张（A4） ；6、编写设计说明书一份。设计要求及目标设计目标：通过课程设计，综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识对精密丝杆进行工艺及结构设计的基本训练，掌握精密机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为毕业设计及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。设计要求：根据毕业设计学生进行分组，精密丝杆具体直径、长度、重复精度由指导老师指定（建议（单位：毫米）：直径：5-20mm，长度： 100-500mm，重复精度：0.05mm/100mm）3河南理工大学万方科技学院测控技术与仪器课程设计说明书题目：精密丝杆加工工艺设计内容：1、拟定精密丝杆加工工艺路线，并制定各工艺过程文件，制作各道工序的工艺卡片；2、加工余量和工序尺寸的确定；3、设计有关工装、夹具，并绘制工装夹具图；4、零件图一张（A3） ；5、毛坏图一张（A4） ；6、编写设计说明书一份。专 业： 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2011 年 04 月 18 日4前言课程设计是我们在学完机械制造基础课程、进行了生产实习之后，对机械加工工艺过程，和机械零件结构设计进一步了解的一个综合性和实践性很强的教学环节。学生通过课程设计，能综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握中等复杂程度的机械零件制造工艺设计和工艺装备选用，机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，确定各工序的工装与设备等方面的综合知识。本课程设计培养学生分析生产实际加工过程中的具体工艺问题，并能初步提出改进产品质量、提高生产率与降低成本的工艺途径和方法的能力。为后续课程的学习及毕业设计和将来从事机械设计、机械制造技术工作打下基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指正。一、制订工艺路线1 工艺路线方案一毛坯（热处理）校直车端面打中心孔外圆粗加工校直热处理重打中心孔（修正）外圆半精加工加工螺纹校直、低温时效修正中心孔外圆、螺纹精加工。工序 毛坯（热处理）工序 校直工序 车端面打中心孔工序 外圆粗加工工序 校直热处理工序 重打中心孔（修正）工序 外圆半精加工工序 加工螺纹工序 校直、低温时效工序 修正中心孔工序 外圆、螺纹精加工2 工艺路线方案二工序 锻造（弯曲度不超过 5mm）工序 球面退火工序 车端面打中心孔工序 车外圆工序 V 粗车梯形螺纹槽工序 VI 半精车外圆工序 VII 粗磨外圆工序 VIII 车梯形螺纹工序 IX 半精磨外圆工序 X 半精车螺纹5工序 XI 研磨外圆工序 XII 终磨外圆3 工艺方案的比较与分析1、丝杠的校直及热处理： 丝杠工艺除毛坯工序外，在粗加工及半精加工阶段，都安排了校直及热处理工序。校直的目的是为了减少工件的弯曲度，使机械加工余量均匀。时效热处理以消除工件的残余应力，保证工件加工精度的稳定性。一般情况下，需安排三次。一次是校直及高温时效，它安排在粗车外圆以后，还有两次是校直及低温时效，它们分别安排在螺纹的粗加工及半精加工以后。2、定位基准面的加工： 丝杠两端的中心孔是定位基准面，在安排工艺路线时，应一首先将它加工出来，中心孔的精度对加工质量有很大影响，丝杠多选用带有 120。 保护锥的中心孔。此外，在热处理后，最后精车螺纹以前，还应适当修整中心孔以保持其精度。丝杠加工的定位基准面除中心孔外，还要用丝杠外圆表面作为辅助基准面，以便在加工中采用跟刀架，增加刚度。3、螺纹的粗、精加工 粗车螺纹工序一般安排在精车外圆以后，半精车及精车螺纹工序则分别安排在粗磨及精磨外圆以后。不淬硬丝杜一般采用车削工艺，经多次加工，逐渐减少切削力和内应力；对于淬硬丝杠，则采用“先车后磨”或“全磨”两种不同的工艺。后者是从淬硬后的光杜上直接用单线或多线砂轮粗磨出螺纹，然后用单线砂轮精磨螺纹。4、重钻中心孔：工件热处理后，会产生变形。其外圆面需要增加的加工余量，为减少其加工余量，而采用重钻中心孔的方法。在重钻中心孔之前，先找出工件上径向圆跳动为最大值的一半的两点，以这两点后作为定位基准面，用个端面的方法切去原来的中心孔，重新钻中心孔。当使用新的中心孔定位时，工件所必须切会的额外的加工余量将减少到原有值。由于该丝杠为单件生产，要求较高，故加工工艺过程严格按照工序划分阶段的原则，将整个工艺过程分为五个阶段：准备和预先热处理阶段( 工序 16)，粗加工阶段(工序 713)，半精加工阶段 (工序 1423)，精加工阶段( 工序 2425)，终加工阶段(工序 2628)。为了消除残余应力，整个工艺过程安排了四次消除残余应力的热处理，并严格规定机械加工和热处理后不准冷校直，以防止产生残余应力。为了消除加工过程中的变形，每次加工后工件应垂直吊放，并采用留加工余量分层加工的方法，经过多道工序逐步消除加工过程中引起的变形。所以选择方案一为最佳方案。二、 工艺过程文件（一） 、确定毛坯的制造形式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。轴类零件的材料和毛坯,合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义，同时，对轴的加工过程有极大的影响。61、轴类零件的材料一般轴类零件常用 45 钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理规范（如正火、调质、淬火等） ，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。对中等精度而转速较高的轴类零件，可选用 40Cr 等合金钢。这类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学件能。精度较高的轴，有时还用轴承钢 GCrls 和弹簧钢 65Mn等材料，它们通过调质和表面淬火处理后，具有更高耐磨性和耐疲劳性能。对于高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用 20CrMnTi、20MnZB、20Cr 等低碳含金钢或 38CrMoAIA 氮化钢。低碳合金钢经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度、抗冲击韧性和心部强度，热处理变形却很小。2、轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件，只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件。因而结合题目给定车床丝杠零件的作用及工作要求，材料可选用 45 钢，也可用题中所给的 Y40Mn（高硫中碳切削钢） ，毛坯应采用锻件，以保证机械性能。（二） 、基面的选择基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得以保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至会造成零件的大批报废，使生产无法正常运行。（1 ）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，以外圆为粗基准是完全合理的。（2 ）精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，以工件端面中心孔为精基准。7四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定工序号 工种 工序内容 设备1 备料 热轧圆钢 65mm2400mm2 热处理 球化退火3 车 车削试样，车削后应保证零件总长为 2396mm 车床 CA61404 磨 在平面磨床上磨试样两平面（磨出即可）,表面粗糙度为 Ra1.25um 平面磨床 M8205 检验 检验试样，待试样合格后方可转入下道工序6 热处理 调质，校直7 粗车 粗车外圆，均保留加工余量 5mm 车床 CA61408 热处理 时效处理，除应力，要求全长弯曲小于1.5mm9 车1. 车端面取总长 2391mm 修正两端面中心孔2. 车外圆，左端 60mm 到 400.008mm，再回车一小径为 36mm 长度为 2mm 的退刀槽，剩余长度到 55 ,在距右端200mm 处车小径为 40mm 长度为 15mm的退刀槽；3. 车螺纹 T5512大径至 55 ；4. 车倒角，螺纹处圆跳动为 0.16mm,其余为0.02mm；车床 CA614010 粗磨 粗磨螺纹大径，磨其它各外圆，均留磨量1.11.2um； 万能磨床 M1432A11 热处理 中温回火，冰冷处理，全长弯度小于0.05mm；12 检验 检验硬度，磁性探伤，去磁；13 研 研磨两端中心孔，表面粗糙度 Ra 为 0.63um； 车床 CA614014 粗磨磨外圆，磨螺纹大经，均留磨量为0.650.75um，磨出左端垂直度为 0.02mm 以及外圆表面粗糙度为 1.25um；万能磨床M1432A15 半精磨 半精磨螺纹，留精磨余量（使用三针测量仪） ，齿形用样板透光检查， 丝杆磨床 S743216 热处理 低温回火，消除磨削应力，要求全长弯曲小于 0.10mm，不得冷校直；17 研 修研两端中心孔，表面粗糙度 Ra 为 0.32um； 车床 CA614018 半精磨 磨 55mm 以及 40mm 外圆至图样要求，要 万能磨床8求圆跳动小于 0.02mm，磨其余外圆以及端面； M1432A19 精磨 精磨梯形螺纹 T5512至图样要求，齿间锥度为 1520，齿形按样板透光检查； 丝杆磨床 S743220 终磨 终磨各外圆至图样要求，并涂防锈油； 万能外圆磨床 M1432A总结本次机械课程设计是我们在学完机械制造基础课程、进行了参观生产实习之后，对机械加工工艺过程，和机械零件结构设计进一步了解的一个综合性和实践性很强的教学环节。我们通过这次课程设计，将能综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，并逐步掌握中等复杂程度的机械零件制造工艺设计和工艺装备选用，机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，确定各工序的工装与设备等方面的综合知识。 在开始做机械加工工艺设计前，我认真阅读了机械零件加工工艺指导书，对零件图进行仔细的分析，从而在设计前有一个清晰的思路，也为我的设计打下了基础，使我的开题报告能顺利的完成。开题报告完成后，接着开始进行正文的撰写，设计也就正式开始了，首先我们对零件进行了工艺分析，如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定，选择合适的加工方案法，拟定加工方案，选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等。在工艺分析上，让我们巩固了在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD 绘图等专业课程，是我更好把各专业课相结合起来去完成毕业设计。随着丝杠零件加工工艺设计做完，也将意味我的机械设计课程即将结束，但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。本次我的机械加工工艺设计课程题目是：丝杠零件加工。我在小组中主要负责三维零件图、二维零件图以及二维毛坯图等一系列图形的绘制，这不仅巩固了我在大一所学习的工程图学，同时也为我们以后在相关行业的工作打下了坚实的基础；其次在对刀具和量具的选择过程中，也使我对刀具，量具等个方面的知识得到拓展。总之，这次机械加工工艺设计课程给我们的帮助是巨大的，通过这次学习，我们更加深入的理解并掌握了大学的专业知识，加强了专业技能的锻炼。07 级 测控 2 班 王延宾西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页9北京邮电大学机 械 制 造 工 艺 课 程 设 计机械加工工艺卡片零件名称： 精密丝杆 学 生： 王延宾 学 号： 0720200046 指导教师： 袁兴起 2011 年 04 月 18 日西南交通大学本科毕业设计（论文）