超声旋风铣削设计【优秀毕业论文 答辩通过】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 前 言 . 1 1 绪论 . 3 课题来源及研究意义 . 3 题目前研究现状 . 4 2 超声加工及旋风铣的基本介绍 . 7 声波及其特性 . 7 声加工基 本原理 . 9 风铣加工的基本介绍 . 12 风铣削加工螺纹的特点 . 14 风铣削装置介绍 . 14 型螺纹类工件的加工情况 . 17 3 超声旋风铣加工工艺 . 22 通蜗杆方法加工的工艺 . 22 件工艺性分析 . 22 坯选择 . 23 计毛坯图 . 24 械工艺路线确定 . 26 位基准的选择 . 27 备及其工艺装备确定 . 28 切削用量、工时定额确定 . 28 . 31 4 超声加工装置设计 . 33 声加工装置的主要 组成 . 33 声波发生器 . 33 声换能器 . 34 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 声振动系统设计 . 37 声变幅杆的设计 . 38 声变幅杆 . 38 幅杆材料的选择 . 41 幅杆参数的设计 . 42 4 4 1 变幅杆与换能器的连接与固定 . 50 变幅杆的固定 . 51 5 装置的设计与选用 . 53 动机的选择 . 53 带传动设计 . 54 键轴的设计 . 56 装置设计 . 59 体和刀头设计 . 59 声加工主轴设计 . 59 风铣装置整体设计 . 60 装于机床后示意图 . 61 致谢 . 63 参考文献 . 64 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 前 言 毕业设计是学生学完大学教学计划所规定的全部基础课和专业课后，综合运用所学的知识，与实践相结合的重要实践性教学环节。它是大学生活最后一个里程碑，是四年大学学习的一个总结，是我们结束学生时代，踏入社会，走上工作岗位的必由之路，是对我们工作能力的一次综合性检验。 1)毕业设计的目的 通过本次毕业设计，使达到以下几个效果： (1)巩固、扩大、深化学生以前所学的基础和专业知识； (2)培养学生综合分析 、理论联系实际的能力； (3)培养学生调查研究、正确熟练运用国家标准、规范、手册等工具书的能力； (4)锻炼进行设计计算、数据处理、编写技术文件、绘图等独立工作能力。 总之，通过毕业设计使学生建立正确的设计思想，初步掌握解决本专业工程技术问题的方法和手段，从而使学生受到一次工程师的基本训练。 2)毕业设计的主要内容和要求 本次毕业设计的主要内容是超声旋风铣削的设计。具体设计内容和要求如下： (1)调查螺纹蜗杆类零件对旋风铣削机床的具体要求，现在使用的加工方法；收集并分析国内外同类型加工方法的先进技术、发展趋 势以及有关的科技动向；调查制造厂的设备、技术能力和生产经验等。 (2)设计装置的总体结构选择、传动参数设计、超声加工部件的选定河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 与典型工件工艺的初步制定，确定各部分的相互关系；拟订总体设计方案，根据总体设计方案，选择通用部件，并绘制各零件的零件图和装配图； (3)进行电机及各传动系统的运动计算和动力计算； (4)超声加工部分零部件的设计和选择； (5)编制设计技术说明书一份。 3)程序和时间安排 毕业设计是实践性的教学环节，由于时间的限制，本次毕业设计不可能按工厂的设计程序来进行，具体的说，可以分以下 几个阶段： (1)实习阶段，通过毕业实习实地调查、研究、收集有关资料，掌握超声加工加工技术，了解机床的结构、工作原理和设计的基本要求，花两周时间； (2)制定方案、总体设计阶段，花两周时间； (3)计算和技术设计阶段，绘制图纸，整理设计说明书，花四周时间； (4)答辩阶段，自述设计内容，回答问题，花半周时间。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 1 绪论 课题来源及研究意义 目前旋风铣螺纹存在的加工质量不高，以及其在硬脆材料加工上的不足，我们提出将超声加工与其复合，以在加工方式的根本问题上解决以上问题。目前国内外在此 方面的研究尚属空白， 具有一定的独创性和设计的合理性。 在已有的旋风铣技术和超声加工技术的基础上，我们进行了超声旋风铣削的装置及工艺方面的设计。 现今超声加工的工艺效果十分显着，国内外不断将超声加工与普通加工方式相结合应用，超声加工具有较好的表面质量，不会产生表面烧伤和表面变质层。在旋风铣的基础上，我们提出将 超声加工与旋风铣削相结合来加工螺纹，在普通旋风铣削的装置的基础上进行结构的改进并加以超声装置，形成一套新的复合式的工艺装备，并仍与普通机床配套使用 ，不失其安装使用的灵活性 。可以看出，改进后的超声旋风铣削装置 可以弥补普通冷切削加工 的不足，尤其适宜硬脆等难加工材料的加工，显著提高螺纹的加工质量。 从已发表的文献资料来看，目前国内外学者对于旋转超声设备及其加工的研究存在很多的不足。 1)在旋转超声加工的设备方面，仅有个别实力雄厚的科研单位购买、使用价格昂贵的进口机床。国内没有专业从事旋转超声加工设备制造的商家，因此市场上没有出现完善机型。文献中所提到的设备，基本上都是在自身认识的基础上搭建简单的实验平台，将普通超声装置和钻铣床通过简单装配而成，或是探索性设计小功率超声加工机，因而出现设备个体差异大、超声功率低、超声 能耗大、系统发热严重、加工性能差、超声波电源功率元件寿命低、旋转转速低等一系列问题。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 2)在旋转超声加工实验研究方面，受限于超声加工设备的上述局限，目前基本上都集中在陶瓷等硬脆性材料的小孔加工方面，很少有关大平面磨抛加工的报到。为了拓宽硬脆性材料的应用，亟待解决此类材料的高效平面加工的技术“瓶颈”。 3)这些关于旋转超声孔加工实验研究多是集中在加工参数对材料去除率的影响、旋转超声加工机理及材料去除机理上。而在金刚石工具基体材料的选择、优化设计、金刚石工具的制作工艺对加工性能的影响、工具的寿命、加工过程中力的 监控和控制等方面涉及较少，还没有形成统一的认识。这些问题的解决，将会更好解释旋转超声加工在硬脆性材料加工方面所具有的优越性，从而在推动旋转超声加工的研究及应用，解决目前非金属高性能材料在加工与使用的矛盾，促进其在工业应用上的发展。 题目前研究现状 超声波加工技术的研究可追溯到 1927年 R w 于 1954年由 L 个多世纪以来，经过各国学者的不懈努力，这一技术已有了长足的进步。主要体现在如下几个方面： 1)实验出加工参数 (振幅、频率、静压力、磨料材料及颗度、悬浮工作液的浓度和工作液循环方式等 )对加工效率的影响规律； 2)总结出静压力、工件材料硬度加工具材料硬度是影响工具损耗的主要因素； 3)总结出磨料粒度及悬浮工作液的均匀性对工件表面质量具有影响规律； 4)利用有限元的方法，使变幅杆的设计更合理； 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 5)机械增益 能优良的 加工效率大大提高； 6)工具头回转的超声波加工使加工效率提高 3至 4倍； 7)采用性能优良的压电陶瓷换能器使加工机床的体积大大减小，能量 利用率大大提高。 90年代 K研制的工程陶瓷无旋转超声波磨削新技术明显提高家工效率，也可以用来成型加工较复杂的型面。 1996年，德国亚琛工大研制了一种新的超声研磨技术，用它不仅可以进行超声仿形，而且可以根据工具的轨迹运动产生各种不同的曲面。 Z J 进行了实验研究。利用工具共振频率和工具长度的关系，通过检测超声波加工过程中工具的共振频率来监测工具的损耗。 随着超声波加工技术的研究进展和新技术的不断出现，超声波加工的应用范围在不断扩大。产生于 60年代， 在近 40年中逐步发展起来的超声波旋转加工方法把金刚石工具的优良切削性能与工具的超声频振动结合在一起，可很好地提高加工效率，减小工具磨损，同样条件下，旋转超声加工 0倍，是传统磨削的 6 10倍。 由于超声旋转加工只能加工圆形孔和型腔， 通过实验研究了陶瓷材料塑性去除及脆性去除机理。配以适当的数控系统，借鉴数控铣削的方法，国外许多学者正在开展数控超声旋转加工技术的研究。最近，德国已有成型的 3轴联动控制和 5轴联动控制两种类型，主轴转速 206000r 可选配刀库和自动换刀装置，从而成为既具有超声波加工功能，又能进行钴、铣、磨等多工序复合加工的机床。近几年，国内清华大学、太原理工大学和大连理工大学对旋转超声波加工技术进行了河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 初步研究。 声复合加工 在切削加工过程中，可以通过切削工具把超声振动引到加工区中，由于超声振动能太太降低切削刀具与工件之问的摩擦，并能提高技加工金属的塑性，因而能使车、钻、铰、攻丝、插等加工过程得以强化。在车削时，特别是车削韧性或脆性材料 (耐热合金、钛合金、难熔合金 )时， 将超声振动引入工具 工件系统。能降低切削区的摩擦力，大大减小切屑排除阻力并易于形成切屑，改善了热状态，切削速度快，加工面质量好。在钻、锪、绞加工中。纵向的超声振动加入到钻头、饺刀、锪刀上，在旋转和进给主运动的基础上。把轴向超声振动位移迭加上去，从而能降低总转矩和轴向应力，提高加工精度和速度，减少工具损耗。在丝锥上加上超声振动，基本消除丝锥被夹住的情况。明显减小转矩和轴向力。比如采用了 A=3 5m， f=18 44耐热合垒和钛合金上攻制中小直径的螺纹工效高 2 3 倍，改善螺纹质量降低消耗。 章小结 本章介绍了超声复合加工的主要优点，并介绍了超声加工的国内外研究现状，明晰了课题来源和研究意义。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 2 超声加工及旋风铣的基本介绍 声波是人耳能感受到的一种纵波，其频率范围为 16 16000声波的频率高于 16000 超声波具有如下特性： （ 1）超声波可在气体、液体和固体介质中传播，其传播速度与频率、波长、介质密度等有关，可用公式表示： （ 2 式中 c 超声波传播速度 (m s)； 波长 (m)； f 频率 ( （ 2）超声波在各种介质中传播，其运动轨迹都按余弦函数规律变化，其位移为： ) （ 2 式中 X 质点运动的位移 (m)； A 振幅 (m)； 圆频率 (S)； t 时间（ s） 振动的相位角 ( （ 3）超声波 可传递很强的能量，其能量强度可用垂直于波的传播方向单位面积的能量来表示，超声加工中的能量强度高达几百瓦厘米 2，且 90作用于工件表面。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 1性杆内质点振动状况 （ 4）在固体弹性杆中传播时，超声波会产生反射、干涉和共振现象，出现波的叠加作用，使弹性杆中某处质点始终不动，而某处质点的振幅则大大增加，从而获得更大的超声加工能量。这是因为，超声波在同一弹性杆的一端向另一端传播时，在不同介质的介面上会产生一次或多次波的反射，结果在有限长弹性杆，将存在若干个周期相同、振幅相等、传播方向相同或相反的波。于是 在弹性杆中传播的波会出现波的叠加，致使某处振动始终加强或某处振动始终减弱，产生波的干涉现象。如图 2一 t=T 4或 3T 4的情况是当弹性杆的长度恰为半波长的整数倍，且相位相同时便会出现波的干涉而产生振幅增加的驻波，即波共振现象。而 t=0、 T 2和 是相位相反时出现的干涉现象，使叠加后的振幅为零，不产生振动。由上述分析可知，为了提高超声加工的生产效率，必须使弹性杆处于最大振幅的共振状态，其设计长度为半波长或四河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 分之一波长的整数倍，杆的支点选在振动过程中的不动点，即波节点上，而杆的工作端部应选在最大 振幅的波腹处。 （ 5）超声波在液体介质中传播时可在界面上产生强烈的冲击和空化现象，强化加工过程的进行。因为超声波通过悬浮磨粒的液体介质时，会使液体介质连续地产生压缩和稀疏区域，出于压力差而形成气体的空腔，并随着稀疏区的扩展而增大，内部压力下降；与此同时受周围液体压力及磨粒传递的冲击力作用又使气体空腔压缩而提高压力，于是在转入压缩区状态时，迫使其破裂产生冲击波。由于进行的时问极短，因此会产生更大的冲击力作用于工件表面，从而加速磨粒的切蚀过程。 声加工基本原理 超声旋转加工原理如图 2 固结式金 刚石工具以一定的静压力压在工件上，除以一定振幅作轴向超声频振动外，还作相对于工件的高速旋转运动，冷却液不断被输送到工具和加工工件表面之间。 图 2转超声加工示意图 众多学者对于旋转超声加工机理展开了实验研究，得到如下的加工河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 机理： 超声波在传播过程中，会引起介质质点交替的压缩与伸张，构成了介质间压力的变化，这种压力的变化将引起物质间机械效应。超声引起的介质质点运动，虽然位移和速度不大，但与超声频率的平方成正比的质点加速度却很大。金刚石工具头超声振动下瞬时加速度为 a=4f 为 20具头的振幅 15 m，则瞬时加速度 a 105m/设此时加工的静压力 F 为 15N，所以锤击冲击力相当于为 105N，该力通过固结在工具头中的金刚石颗粒的刃部作用到工件上，将引起工件的局部应力远远超过材料的断裂极限，导致材料表面的微细裂纹的产生、发展，以致材料的局部破碎去除。而且研究发现，旋转超声加工硬脆性材料断裂所需的静压力较常规方法要小。 在超声振动引起加工工件表面产生大量裂纹的基础上， 由于金刚石工具的高速旋转，使得嵌入工件表面的磨粒在工件一定接触表面上划擦、磨抛、撕扯工件材料，从而加速微观裂纹的发展，造成材料的宏观破碎去除。 声空化作用 通过流体动力学，我们知道，当超声波传播到液体介质的时候，存在于液体中的微气泡在声场的作用下振动， 当声压达到一定值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，这种膨胀、闭合、振荡等一系列动力学过程称为声空化。在超声加工过程中，工作液受工具端面超声振动作用而产生高频、交变的正负液压冲击波和空化作用，促使工作液进入被加工材料的 微裂缝处，加剧了机械破坏作用，强河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 化了加工过程。同时，空化爆破作用也促进了碎屑的排出，从而促进加工的进行。 工具往复冲击形成的液压冲击和旋转运动使碎屑始终处于运动状态， 阻止了碎屑的沉积过程，促进了碎屑在工作液中流动 ，当工具接近工件时，旧的工作液带着碎屑离开加工区，工具离开工件时，新的磨削液进入加工区，这样就达到加工区磨削液的动态平衡，保证了加工的进行。 试验结果表明，在加工过程中，单纯的工具旋转或超声振动对材料的去除效果都比较差，而将二者组合之后，情况有很大 改观，因此可以认为旋转超声加工是上述各机理相互促进、综合作用的结果，如图 2 图 2河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 风铣加工的基本介绍 旋风铣削是一种从工件上铣削出螺纹的加工方法，采用装有高速铣削装置的工艺装备与普通车床配套使用。旋风铣可以实现干切削、重载切削、难加工材料和超高速切削， 消耗动力小， 加工效率高。表面粗糙度可达 米，加工精度提高 2 级。车床主轴转速慢，所以机床运动精度高、动态稳定性好，不改动车床结构，螺旋升角可调，安装方便，是现代制造领域中的一种先进的螺纹加工方法。 风铣削的工作原理 旋风铣削螺纹，是指用安装在高速回转刀盘上的刀具高速铣削螺纹的方法。 铣刀安装在动力装置上作旋转运动，同时工件沿轴向直线进给；主轴带工件作旋转运动，三种相对运动复合形成了螺旋轨迹。加工时要求工件作低速运动，铣刀作高速旋转运动，工件每转一转，旋风铣头纵向进给一个待加工螺纹的螺距，从而切出所需螺纹。因刀具和工件可同时旋转，因而具有更高的生产效率。 其原理如图 2 图 2风铣削螺纹原理图 旋风铣削时，刀盘旋转 中心与工件中心存有偏心量 e，以完成渐进式的高速铣削。 刀具 的旋转轴线相对于工件回转轴线倾斜一个螺纹升角的角度 ，这个角度即加工丝杠的螺旋升角。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 加工时，工件以 盘以 件每旋转 360，刀盘纵向进给一个导程，从而铣出螺纹。工件转速与刀盘的移动速度有下列关系： 21 t a nV n d （ 2 2V 刀盘的移动速度 1n 工件转速 d 工件螺纹中径 螺旋升角 刀盘上一般有 6把成形刀，工作时依次参与铣削。当铣削速度达到一定值后，铣削力可降低 30%以上，尤其是径向切削力将大幅度减小，这有利于细长杆件的加工。铣屑形成非常稳定，形状呈逗号状，其金属切削率也比较高。其背吃刀量的改变是通过调整旋风铣刀盘与工件轴心线的偏心量 e 来实现的， 使切削平面跟工件中径处的螺旋线相切，刀具回转中心与工件回转中心的偏心量即为 e，一般取为 螺纹高度 6可根据工件直径大小来调整，由于偏心量 利于改善刀具的散热条件， 延长刀具的使用寿命，保证加工件的表面质量。 动力头又称铣头，对铣头有以下要求： （）动力头带动铣刀运动，要求运动平稳可靠，必须采用滚动轴承，结构上较为复杂； （）螺纹加工时要保证铣刀与工件成一定角度，而且角度要求非常精确，并在加工过程中能够保持结构的稳定。 （）通过皮带传动与电机连接，由于空间限制，电机与铣头的结构河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 布置必须紧凑。 风铣削加工螺纹 的特点 （ 1）旋风铣削加工螺纹时，采用高速切削，进给次数少，多刀切削比车削螺纹、丝锥加丁螺纹生产效率高。 （ 2）旋风铣加工能使产品一次成形，加工效率高，适用于批量生产，它特别适合于铣削梯形螺纹和蜗杆螺纹，生产率比车削高的多，同时由于数控技术的大量采用大大提高了工作效率。 （ 3）通过改变传动机构的传动比或更换丝杠，可以加工不同螺距的螺纹。 （ 4）通过调整偏心座的偏心量，可以在一定范围内加工不同直径的螺纹。 （ 5）轴向进给运动很慢，退刀方便，操作简易。 （ 6）因是断续切削，切屑不连 续，清屑容易；刀具有较长的空行程，冷却条件好。 （ 7）旋风铣削加工的加工精度较好，螺纹精度一般可达 7 8级，表面粗糙度可达 0.8 用于半精加工。 （ 8）动力消耗比高速切削螺纹少。 风铣削装置介绍 对普通车床进行改装并装以旋风铣削装置，拆除了车床刀架，将旋风铣箱体及电机滑轨安装在中拖板上，调整与车床主轴的等高度和平行度，使旋铣头倾斜角与工件螺纹螺旋角相等且方向相同。 如图 2 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 1 旋风铣头 2 心轴 3 箱体 4 调节螺母 5 楔块 图 2风铣削装置示 例图 旋风铣削装置主要由旋风铣头、刀杆、箱体、调节螺母、楔块、电机、传动系统等几个部分组成。主电动机经带轮传动带动刀杆旋转，形成主切削运动，棒料工件装夹在机床卡盘上作慢速转动，形成切削过程中的圆周进给运动，同时，旋铣装置随同车床中拖板作纵向进给运动，二件每旋转一圈，旋铣装置前进一个螺距，以完成所要求的螺纹加工，其传动比由机床传动机构来保证。 旋风铣削具有以上诸多优点，但也存在一些不足。 旋风铣削是带冲击性的断续切削，如何针对不同工件的材质、不同刀具的承载能力，使刀具对工件的冲击最小，工件发热最少，比 如硬脆材料等难加工材料的螺纹加工如何实现。如何选择合适的旋风圆速度，对产品加工质量的提高有很大影响。总的来说，要使机床达到较高的加工精度和效率，需进一步提高设备的运动精度、系统控制精度、刀具的成形精度、刀具的寿命、机床的动静刚度以及机床动态稳定性等，也需要考虑引进新的加工手段来在根本上克服传统加工方式在旋风铣削加工上带来的加工材料范围小，加工精度不高等缺点。 提高旋风铣床加工精度的措施与影响产品质量的因素： （ 1）机床综合性能的因素 机床的综合性能，一是指机床的几何精度、河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 机床的传动链误差、动态运动精 度以及卡盘的定位精度等，其中以机床传动链中母丝杠螺距误差的大小对产品质量的影响为最大。二是指机床的动静刚度、承载动载荷能力、高的阻尼性能等，其中以机床的动静刚度、承载动载荷能力的优劣对产品加工精度影响最为明显。三是刀盘运动的平稳性、刀盘的刚度、刀具的成形精度以及多刀头的位置精度，这些都对工件的齿形精度产生比较大的影响。四是机床的热态稳定性，机床的摩擦发热、铣削发热以及传导热，都很容易造成机床关键部件的热变形以及长时间的加工等待。 （ 2）机床夹持定位机构的因素 因旋风铣呈间断、带冲击性的铣削特性，旋风铣夹持定 位机构对产品加工的辅助作用非常重要。适当的夹持力和精确的定位功能能够有效减少工件振动、弯曲变形，同时能够提高机床的整体刚性，提高产品的加工质量。夹持机构除本身具备足够的静刚度外，夹持机构与工件间、夹持机构与机床间，还必须具有高的动态接触刚度，只有这样才能有效地克服铣削抗力，吸附振动与冲击，减少不安全因素。 （ 3）有无冷却设施的因素 旋风铣床在加工过程中，单位时间内切削区域会产生大量的热，如果不能将这些热量迅速从切削区域传出，不但妨碍切削工作的正常进行，而且会造成机床床身、工作台、旋风铣头及工件等的热变形，严 重影响加工精度和机床的动刚度。除此之外，机床母丝杠的发热不可避免，过量的发热使得机床传动链误差加大，产品的螺距误差加大。机床导轨、旋风铣头的摩擦发热也不可忽视，过量的发热直接导致丝杠齿形精度的变化。采用何种冷却方式，增加什么样的冷却设备，机床的综合性能、刀具的使用寿命 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 型螺纹类工件的加工情况 在工件上加工出内外螺纹的方法主要有切削加工和滚压加工两类。 （ 1）螺纹切削 一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺纹的方法主要有车削铣削攻丝套丝磨削研磨和旋风切削等。车削铣 削和磨削螺纹时工件每转一转机床的传动链保证车刀铣刀或砂轮沿工件轴向准确而均匀地移动一个导程。在攻丝或套丝时刀具与工件作相对旋转动并由先形成的螺纹沟槽引导着刀具 (或工件 )作轴向移动。 螺纹车削参考图如下： 图 2纹车削 在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀。用成形车刀车削螺纹由于刀具结构简单是单件和小批生产螺纹工件的常用方法用螺纹梳刀车削螺纹生产效率高但刀具结构复杂只适于中大批量生产中车削细牙的短螺纹工件。普通车床车削梯形螺纹的螺距精度一般只能达到 8 9 级 (同 )在专门化的螺纹车床上加工螺纹生产率或精度可显著提高。 （ 2）螺纹铣削（如下图） 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2纹铣削 在螺纹铣床上用盘形铣刀或梳形铣刀进行铣削。盘形铣刀主要用于铣削丝杆蜗杆等工件上的梯形外螺纹。梳形铣刀用于铣削内外普通螺纹和锥螺纹由于是用多刃铣刀铣削其工作部分的长度又大于被加工螺纹的长度故工件只需要旋转 产率很高。螺纹铣削的螺距精度一般能达 8 9级表面粗糙度为 R 5 种 方法适用于成批生产一般精度的螺纹工件或磨削前的粗加工。 （ 3）螺纹磨削 主要用于在螺纹磨床上加工淬硬工件的精密螺纹，参考图如下： 图 2纹磨削 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 按砂轮截面形状不同分单线砂轮和多线砂轮磨削两种。单线砂轮磨削能达到的螺距精度为 5 6 级表面粗糙度为 R 米砂轮修整较方便。这种方法适于磨削精密丝杠螺纹量规蜗杆小批量的螺纹工件和铲磨精密滚刀。多线砂轮磨削又分纵磨法和切入磨法两种。纵磨法的砂轮宽度小于被磨螺纹长度砂轮纵向移动一次或 数次行程即可把螺纹磨到最后尺寸。切入磨法的砂轮宽度大于被磨螺纹长度砂轮径向切入工件表面工件约转 就可磨好生产率较高但精度稍低砂轮修整比较复杂。切入磨法适于铲磨批量较大的丝锥和磨削某些紧固用的螺纹。 （ 4） 螺纹研磨 用铸铁等较软材料制成螺母型或螺杆型的螺纹研具对工件上已加工的螺纹存在螺距误差的部位进行正反向旋转研磨以提高螺距精度。淬硬的内螺纹通常也用研磨的方法消除变形提高精度。 （ 5） 攻丝和套丝 丝锥攻丝如下图示： 图 2丝锥攻丝 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2板牙套丝 是用一定的扭距将丝锥旋入工件上预钻的底孔中加工出内螺纹。套丝 (图 5用板 牙套丝 )是用板牙在棒料 (或管料 )工件上切出外螺纹。攻丝或套丝的加工精度取决于丝锥或板牙的精度。加工内外螺纹的方法虽然很多但小直径的内螺纹只能依靠丝锥加工。攻丝和套丝可用手工操作也可用车床钻床攻丝机和套丝机。 此外还有螺纹滚压等各种加工方法，在这些加工方法中，尤以旋风铣削加攻螺纹的方法灵 活调整方便，且加工效率高， 一般来说，用硬质合金螺纹铣刀加工高硬度材料没有太大问题。螺纹铣削可以对刀具的进给率进行更好的控制。螺纹铣削通常是在硬质材料上加工螺纹孔最安全的方法，尤其是，一旦螺纹铣刀折断在螺孔中，比较容易采取挽救措施。而一旦切削丝锥折断在螺孔中，从孔中取出折断的丝锥并挽救通常价值不菲的工件就要困难得多，有时甚至完全不能。因此，在模具制造业和航空工业，螺纹铣削通常是在硬质材料上加工螺纹孔的首选方式。此外，在螺纹铣削时，制造商可以更容易地控制螺纹尺寸。 旋风铣削可以实现干切削、重载切削、难加工材料切削 和超高速切削（速度可达到 400m加工效率高，表面粗糙度能达到 工方法很先进，但刀具材料很关键。旋风铣削机床有四个加工运动，还有一角度调整自由度，结构较复杂。但旋风铣削也存在一些不足之处，要达到一定的加工精度和效率，机床的运动精度、动态稳定性、控制精度、刀具的成型精河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 度和耐用度都要达到很高的要求。而且旋风铣削加工材料范围的不广，对于应用日益广泛的工程陶瓷等硬脆材料的螺纹加工存在明显不足，这正是本文所提出的新型复合加工方式的出发点。 章总结 本章对超声加工的基本原理 进行了分析，并对旋风铣进行了详细的阐述，最后对常见的螺纹加工方法做了简单的介绍。这对后面进行超声旋风铣机床的设计奠定了理论基础。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 3 超声旋风铣加工工艺 通蜗杆方法加工的工艺 件工艺性分析 对零件结构功用分析知， 蜗杆主要是起传递垂直方向上的动力作用，制造工艺简单，技术要求比较高， 它的应用范围很广，此处所选取零件左端是用来传递转距和动力的离合器，技术要求一般。 对零件图纸进行分析知，该零件形状简单、刚性一般，为直齿廓蜗杆。主要面为蜗杆的工作面、内 孔和凸爪，加工工艺性较好。 主要技术条件如下： 1)尺寸精度、形状精度和表面粗糙度分析： 蜗杆大径： 77尺寸精度 螺 牙： 尺寸精度 内 孔： 45尺寸精度 其它表面的尺寸精度为自由公差，表面粗糙度为 上述蜗杆、外圆和孔的表面加工难度不是很大，工艺性良好 ,其余零件表面的粗糙度为 2)位置精度分析： 77基准 A（中心轴线）在零件水平方向上有同轴度要求，其偏差大小为 左端孔 77的台阶面和有端面与基准 偏差大小分别为 零件内孔的倒角为 1 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 3)其他技术要点分析： 由于该零件的凸爪部分在工作时受到交变载荷力较大对零件表面磨损较大，故零件要进行淬火热处理，提高零件表面的耐用品耐磨性和使用寿命，同样零件有端面也应进行淬火热处理，才能达到零件的使用要求。由于蜗杆与蜗轮的初始啮合比较困难，所以要修整蜗杆螺 旋线尾端。 坯选择 1)毛坯类型确定 考虑到零件蜗杆的外型和在使用时所受载荷的大小，且为中批量生产，故选用锻件毛坯，材料为 45 钢，为了提高零件加工效率将 45 蜗杆的主要特点是螺旋线的尺寸精度高，表面粗糙度 于实现生产过程的机械化和自动化。由于该工件是中批量生产，工件尺寸