沈阳工程学院课程设计丝杆工艺规程

1、沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目：丝杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备 系 别 机械系 班级 机制101 学生姓名 李晓军 学号 指导教师 王天煜 、白冰 职称 起止日期：2012 年 6月25日起至2012 年6月29 日止沈 阳 工 程 学 院机械制造技术基础课程设计成绩评定表系（部）： 机械系 班级： 机制101 学生姓名： 李晓军 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 0.25432工作量按

2、期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师

3、评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分目 录第1章 零件的分析-41.1零件的作用-41.2零件的工艺分析-4 1.3生产类型的确定-5第2章 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图-5 2.1确定毛坯制造形式-5 2.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差-52.3确定机械加工余量-6 2.4确定毛坯尺寸-6第3章 选择加工方法，制定工艺路线-6 3.1定位基准的选择-6 3.2零件表面加工方法的选择-7 3.3制定工艺路线-7 3.4确定工序尺寸-8第4章 确定切削用量及基本时间-8 4.1切削用量-8 4.2基本时间-9机械加

4、工工艺过程卡-10机械加工工序卡-11个人总结-12附：参考文献-12零件图一张 毛坯图一张第1章 零件的分析1.1 零件的作用题目给定的零件是丝杠，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、圆锥、螺纹、花键、横向孔。1.2零件的工艺分析丝杠是细而长的柔性轴，它的长径比往往很大，一般都在2050左右，刚度很差。加上其结构形状比

5、较复杂，有要求很高的螺纹表面，又有阶梯及沟槽，因此，在加工过程中，很容易产生变形。这是丝杠加工中影响精度的一个主要矛盾。主要技术要求：1、尺寸精度轴颈是轴类零件的主要表面，它影响轴的回转精度及工作状态。轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT6IT9，精密轴颈可达IT5。2、几何形状精度轴颈的几何形状精度（圆度、圆柱度），一般应限制在直径公差点范围内。对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其允许的公差。3、位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度，通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的；根据使用要求，规定高精度轴为0.0010.005mm，而一般精度轴

6、为0.010.03mm。此外还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。4表面粗糙度根据零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.160.63um，配合轴颈的表面粗糙度为Ra0.632.5um，随着机器运转速度的增大和精密程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。1.3生产类型的确定 依设计题目可知：Q=12000件/年，n=1件/台，结合生产实际备品率和废品率分别为5%和2%。代入公式（2-1）得该零件的生产纲领 N=120001（1+5%）（1+2%）=12852件/年零件为机床上的丝杆，查表2-1可知属轻型零件

7、，生产类型为大批量生产。第2章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1确定毛坯的制造形式1. 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。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，毛坯应采用锻件，以保证机械性能。2.2确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差参见课本第五章第一节，钢制模锻的公差及机械加工余量按GB/T 12362-2003确定。锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求

8、，确定其锻件的公差等级为普通级。锻件质量Mf 估算为Mf=7锻件形状复杂系数S S=Mf/Mn该锻件为圆形，假设其最大直径为45mm，长850mm由公式5-4Mn=/4458507.85=10.607 S=7/10.607=0.659 由于0.659介于0.603和1之间，故该零件形状复杂系数S属S1级。锻件材质系数M 由于该零件材料为45 钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故锻件材质系数M属M1级。零件表面粗糙度 由零件图可知，20轴为Ra=1.6m 18轴和键槽为Ra=3.2m 其余各加工表面为Ra=12.5m.2.3确定机械加工余量 根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查表

9、5-9，查表得20轴单边余量在厚度方向为20. 2.5，水平方向为2.53.5，其余轴外径单边余量为2.02.2.水平方向为2.53.5.2.4确定毛坯尺寸及公差零件各加工表面Ra1.6m，因此表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量值即可。（有的表面只需粗加工时取最小值，当表面需粗加工和半精加工时取最大值）零件尺寸单面加工余量锻件尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸202.525452.545Tr366-7e2.240.4502.550182.222.47002.5705毛坯尺寸公差：锻件尺寸偏差根据22.4+1.5-0.5表5-640.4+1.7-0.525+1.5-0.545+1.5-0

10、.7表5-750+1.5-0.7705+2.1-1.1第3章 选择加工方法，制定工艺路线3.1定位基准的选择（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。3.2零件表面加工方法的选择该零件加工面有外圆、端面、槽和螺纹。加工表面公差等级粗糙度加工方法20mm外圆面IT71.6m粗车-半精车-精车18mm外圆面IT83.2m粗车-半精车端面12.5m粗车槽宽/深IT9/IT1112.5m粗铣退刀槽12.5m粗车Tr366-7e12.5m粗车-半精车3.3制定工艺路线：工序 毛

11、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 切退刀槽工序 校直、低温时效工序 修正中心孔工序 外圆精加工、倒角工序 粗铣键槽3.4确定工序尺寸确定圆柱面的工序尺寸加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗车半精精车粗车半精精车粗车半精精车2031122.52120Ra12.5Ra3.2Ra1.6182.422018Ra12.5Ra3.2364.430Ra12.5确定轴向工序尺寸：轴向各端面加工余量为2.5mm。第4章 确定切削用量及基本时间 切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度v，确定顺序是

12、先确定ap、f再确定v。工序切削用量及基本时间的确定4.1切削用量 本工序为粗车，已知材料为45钢，b=670Mpa，锻件，有外皮，机床C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。确定粗外圆36的切削用量所选刀具为YT5硬质合金可拉转位车刀，据图5-112，选刀尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角o=12，后角o=6，主偏角K=90，副偏角K=10，刃倾角s=0，刀尖圆弧半径=0.8mm。确定被吃刀量ap，粗车双边余量为4.4mm，显然，ap=4.4/2=2.2mm。确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀

13、杠尺寸为16mm25mm，ap3mm，工件直径40-60mm时f=0.4-0.7/r。按C620-1车床进给机构允许进给力Fmax=3530N。根据表5-123，当钢料b=570-670Mpa，ap3mm，f0.53mm/r，Kr=45，V=65m/min（预计）时，进给力Ff=630N。Ff的修正系数k0Ff=1.0,ksFf=1.0，kkTFf=1.17，故实际进给力Ff=6301.17=737.1NFmax=3530N，所选进给量f=0.45mm/r可用。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，可转位车刀耐用度T=30min 确定切削速度V 根据

14、表5-120，当用YT5硬质合金车刀加工p=600-700Mpa，钢料，ap3mm，f0.54mm/r时，切削速度V=1.23m/min，切削速度的修正系数为ksv=0.8，ktv=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kkv=1.0。故，V=1230.80.650.811.151=59.6m/minn=1000v/d=469.8r/min按C620-1车床的转速（表5-56），选择n=480r/min=8r/s，实际切削速度v=nd/1000=60.9m/min 校核机床功率 由表5-125，当b=580-970Mpa，HBS=166-277，ap3mm，f0.47mm/r

15、，v=46m/min时，Pc=1.2KW。切削功率的修正系数为kkrPc=1.17，k0Pc=kPc=kkPc=1.0，kTrPc=1.13，ksPc=0.8，ktPc=0.65（表2-9）故，实际切削时功率Pc=1.21.1711.130.80.65=0.82KW根据表5-59，当n=480r/min时，机床主轴允许功率Pe=5.9KW，PcPe，故，所选切削用量可在C620-1车床上进行最后确定的切削用量为：ap=1.25mm f=0.45mm n=480r/min v=60.9m/min4.2基本时间确定粗车外圆36mm的基本时间 根据表2-21，车外圆基本时间为Tj=Li/fn=（l+

16、l1+l2+l3）i/fn式中 l=70.5mm，l1=ap/tankr+（2 -3），kr=90，l1=2.2mm，l2=0，l3=0，f=0.45mm/r，n=8r/s，i=1则 Tj=（705+2.2）/（0.458）=196s。机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称丝杆共1页第1页材 料 牌 号 45钢毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸40.4x845每 台 件 数备 注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 单件准终1热处理毛坯球化退火 2校直检验试样，待试样合格后方可转入下道工序C620-1 车床夹具3车端面打中心

17、孔车端面车削试样，车削后应保证零件总长为840mm打中心孔C620-1 车刀、顶尖、车床夹具4外圆粗加工粗车外圆，40.4轴切削2.2mm其余轴保留加工余量1mm外圆C620-1 车刀、车床夹具5校直热处理中温回火，冰冷处理，全长弯度小于0.05mm； 6重打中心孔修正两端面中心孔C620-1 顶尖、车床夹具7外圆半精加工半精车20轴保留加工余量0.5mm 半精车18切削量1mmC620-1车刀、车床夹具8加工螺纹车螺纹Tr366-7e达到图示要求；C620-1车刀、车床夹具9切退刀槽切退刀槽到图示要求；C620-1 车刀、车床夹具10校直低温时效低温回火，消除磨削应力，要求全长弯曲小于0.1

18、0mm，不得冷校直； 11修正中心孔修正两端面中心孔C620-1顶尖、车床夹具12精车精车20轴，车倒角；C620-1车刀、车床夹具13铣粗铣键槽620到图示要求；龙门铣床铣刀、铣床夹具 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称丝杆共（1）页第（1）页车间工序号工序名称材 料 牌 号车削4外圆粗加工45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件40.4x84511设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床C620-11夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘 乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车40.4mm段轴至36mm硬质合金车刀48060.90.452.211962粗车25mm段轴至22mm硬质合金车刀48060.90.451.51133粗车22.4mm段轴至20mm硬质合金车刀48060.90.451.2114 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更