丝杠加工工艺说明书

课程设计任务书

课程名称：机械制造工艺学

设计题目：丝杠的工艺设计

课程设计内容与要求：

内容：设计一套丝杠的加工工艺

设计要求：

1.要求绘制零件图一张，毛坯图一张，设计说明书一

份。

2.工艺设计要求合理，有利于提高加工精度，保证加

工质量，降低加工成本，提高劳动生产率。

图纸共2张

说明书共15页

目录

前言 (2)

第1章零件的分析 (3)

1.1 零件的作用 (3)

1.2零件的工艺分析 (3)

第2章工艺规程设计 (5)

2.1确定毛坯的制造形式 (5)

2.2基面的选择 (6)

2.3 制订工艺路线 (6)

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (8)

2.5确定切削用量 (10)

第3章绘制零件图 (13)

总结 (14)

致谢 (15)

参考文献 (16)

前言

机械制造工艺学的研究对象是机械产品的制造工艺，包括零件加工和装配两方面，其指导思想是在保证质量的前提下达到高生产率、经济性。研究的重点是工艺过程，同样也包括零件加工工艺过程和装配工艺过程。

工艺是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程，它是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法，又是实在的方法和手段，并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中。

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20～50左右，刚度很差。加上其结构形状比较复杂，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IT6～IT9，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0.001～0.005mm，而一般精度轴为0.01～0.03mm。

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Ra0.16～0.63um，配合轴颈的表面粗糙度为Ra0.63～2.5um，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。

轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量大小的不同而有差异。而轴的工艺规程编制是生产中最常遇到的工艺工作。

轴类零件加工的主要问题：轴类零件加工的主要问题是如何保证各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之间的相互位置精度。

具体指标有：

（1）单个螺距允差

（2）中径圆度允差；

（3）外径相等性允差；

（4）外径跳动允差；

（5）牙形半角允差；

（6）中径为尺寸公差；

（7）外径为尺寸公差；

（8）内径为尺寸公差。

第2章工艺规程设计

2.1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。

1、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GCr15，毛坯应采用锻件，以保证机械性能。

2.2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。

2.3 制订工艺路线

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Ⅰ毛坯（热处理）

工序Ⅱ校直

工序Ⅲ车端面打中心孔

工序Ⅳ外圆粗加工

工序Ⅴ校直热处理

工序Ⅵ重打中心孔（修正）

工序Ⅶ外圆半精加工

工序Ⅷ加工螺纹

工序Ⅸ校直、低温时效

工序Ⅹ修正中心孔

工序ⅩⅠ外圆、螺纹精加工

工艺路线方案二

工序Ⅰ锻造（弯曲度不超过5mm）