毕业论文——论四头丝杠的加工与误差分析--螺距误差与螺距累积误差的分析

论四头丝杠的加工与误差分析螺距误差与螺距累积误差的分析【摘 要】液压作动筒是某发动机的一个重要组件，四头丝杠是作动筒中的一个单件，主要对四头丝杠螺距螺距误差与螺距累积误差的进行分析。【关键词】四头丝杠；螺距误差；螺距累积误差前言：四头丝杠是液压作动筒的一个重要件，而作动筒又是发动机尾喷口上的一个重要件，三个作动筒的同步性将直接影响尾喷口收放，四头丝杠的螺距累积误差将直接影响作动筒工作时的同步性。加工难点：该丝杠为四头，螺距误差、牙型角、螺距累积误差在全长上很难保证。一、问题的提出某机控制尾喷口的动力作动筒组件是自行设计的结构，除五头渐开线涡轮外，四头丝杠也是重要的传动件。由于四头丝杠精度高且首次加工，所以四头丝杠的加工难度将是关系到发动机传动成功与失败的一个重要因素。经过我们对零件结构进行分析，主要难题是螺距误差为30 .012，螺距累积误差在全长上为0 .0 2 5，牙型半角误差为1520，技术条件 同轴度0.01、跳动0.04是该零件的关键点。二、螺距误差的原因分析机床的主轴端面圆跳动和径向圆跳动的影响机床主轴旋转时，以主轴一转为周期的端面圆跳动和径向圆跳动，均会反映到工件上形成螺距的周期误差。端面圆跳动直接反映到工件上。而主轴的径向圆跳动，可周期地改变工件与刀具之间的相互位置，引起周期性螺距误差，对于多头丝杠的螺距误差影响更大。径向圆跳动与工件螺距误差的关系：Pr=其中：径向圆跳动量Pr丝杠一个导程内螺旋面的周期误差。螺距的最大误差发生在靠主轴端，而尾架顶尖处最小。床母丝杠端面圆跳动和径向圆跳动的影响机床母丝杠的径向圆跳动端面圆跳动，会影响工件与刀具的正确相对位置，其中以母丝杠的端面圆跳动影响最大。它相当于母丝杠本身的螺距作用周期性变化，会直接给被加工丝杠带来一项周期性误差。三、影响螺距累积误差的原因分析机床母丝杠累积误差的影响机床母丝杠的螺距累积误差，在加工过程中，会1：1地反映到被加工工件上去。床几何误差的影响床身导轨在水平面偏斜，即床身导轨与工件的旋转中心线在水平面内不平行。加工出来的螺纹不仅中径会产生误差，也会产生螺距累积误差。床身导轨在垂直平面内倾斜，即床身导轨与工件旋转中心线在垂直平面内不平行，也会引起螺距累积误差。切削过程中受力变形和热变形丝杠由于自重而产生挠度，它将引起螺距的累积误差。丝杠在切削力的作用下，工件因变形也会产生螺距误差。在切削过程中，机床母丝杠与被加工工件之间的温度不同，引起的热变形有区别。因此，使工件的螺距产生误差。四、采取的工艺方法针对上述的原因分析，收集和查找有关的技术资料。经过细心研究和具体分析在实际加工中可能遇到的难题后，对上述问题采取了以下工艺方法：(1)自行设计并制作分度盘首次试加工丝杠时，由于螺距误差、螺距累积误差和牙型半角误差经投影测试都未达到设计要求，在一台螺纹磨床上只能加工单头螺纹的现状，开始研究“如何在现有设备的基础上，大胆尝试并加工符合图纸要求的四头丝杠呢”？根据四头丝杠本身的特点和要求，研究具体实施方案，最终自行设计并制作了一个分度盘。把分度盘上定位用的圆柱销定位改用圆锥销定位加工后，终于满足了图纸要求。这种方法不仅减少了等分误差，提高了准确率，也扩大了机床的使用范围，而且为今后加工多头丝杠打下了良好的基础。提高工艺基准的精度在加工四头丝杠前，调整尾座顶尖使其轴线与床头顶尖轴线相重合，并采取了找正零件的方法来提高工艺基准的精度。提高丝杠两顶尖孔的精度在工艺规程中，采用相互配合的顶尖着色检查丝杠两顶尖孔的方法，沿圆周连续且不间断，使其着色度达到100%。这样，就保证了丝杠顶尖孔与机床顶尖较高的配合精度。选择合理的切削用量在粗磨和精磨丝杠时，如何确保螺距误差、螺距累积误差和牙型半角误差符合设计要求是一个难题。精心调试机床丝杠并采取了“进刀速度慢，退刀速度快”的方法进行第一次加工后，螺距误差、螺距累积误差和牙型半角误差都未达到图纸要求。在具体分析了失败的原因后，改变了上述加工方法，采取了 “进、退刀均为慢速度，加工每一头螺纹时，使径向尺寸保持一致”的方法，其效果很理想。虽然加工每一头螺纹需要进刀十几次，只有这种方法才能保证螺距误差、螺距累积误差和牙型半角误差达到设计要求。减少机床主轴端面跳动和径向圆跳动的影响为了减少这项误差的影响，使其机床主轴的端面圆跳动控制在0.002mm以内；用心棒插入主轴锥孔，在离主轴端部300mm处的心棒上测量为0.007mm。当精磨丝杠时，使螺纹磨床的两端都采用死顶尖，以消除这项误差的影响。减少切削过程中的受力变形在加工过程中使用中心架，以减少受力变形。五、问题解决后的结果经过上述有针对性的工艺方法的实施，继续做了多次投影试验，最终取得了投影数据满足了设计要求。投影结论是：四头丝杠在全长上螺距误差为0.00