丝杆加工

任务3 细长轴零件加工（一）、教学目标

最终目标：会加工细长轴零件。

促成目标：

1、能分析细长轴零件的技术要求；

2、会拟定细长轴加工工艺；

3、会正确使用中心架或跟刀架；

4、牢记安全文明生产规范要求。

（二）、工作任务

按拟定工艺完成图3-1所示丝杆加工。

技术要求

1、调质处理硬度250HBS；

2、螺距累积误差0.009／25、0.012/100；

3．丝杠大径的等直径允差0.013，中径允

许变动量0.012；

4、修去两端轴向厚度小于1的不完整牙形。

零件名称：丝杠材料：45

生产类型：小批

图3-1丝杆

（三）、相关实践知识

1、拟定图3-1所示丝杆加工工艺

（1）分析丝杆的结构和技术要求；

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。

如图3-1所示的丝杠，螺纹部分为其主要表面，其表面粗糙度、加工质量有较高要求。

005.045-φ、0016.052-φ、0016.035-φ、025.0900.040++φ、025.0009.005++φ、005.0005.035+-φ这几处外圆是安装轴承和

传动零件的，有圆度、圆跳动要求，表面粗糙度要求也较高。Φ60左端面轴向定位面，与

0016.052-φ有垂直度要求。

（2）明确毛坯状况；

丝杠材料要有足够的强度，以保证传递一定的动力；应具有良好的热处理工艺性(淬透性好、热处理变形小、不易产生裂纹)，并能获得较高的硬度、良好的耐磨性。丝杠螺母材料一般采用GCrl5、CrWMn 、9CrSi 、9Mn2V ，热处理硬度为60~62HRC 。整体淬火在热处理和磨削过程中变形较大，工艺性差，应尽可能采用表面硬化处理。上述滚珠丝杠材料为9Mn2V 热轧圆钢，调质硬度为250HRS ，除螺纹外，其余高频淬硬60HRC 。材料加工前须经球化处理，并进行严按的切试样检查。为了消除由于金相组织不稳定而引起的残余应力，安排了冰冷处理工序，使淬火后的残余奥氏体转变为马氏体。为了保证质量，毛坯热处理后进行磁性探伤，检查零件是否有微观裂纹。

（3）拟定丝杆的工艺路线；

丝杠加工中，中心孔是定位基准，但由于丝杠是柔性件，刚性很差，极易产生变形，出现直线度、圆柱度等加工误差，不易达到图样上的形位精度和表面质量等技术要求，加工时还须增加辅助支承。将外圆表面与跟刀架相接触，防止因切削力造成的工件弯曲变形。同时，为了确保定位基准的精度，在工艺过程中先后安排了三次研磨中心孔工序。

由于丝杠螺纹是关键部位，为防止因淬火应力集中所引起的裂纹和避免螺纹在全长上的变形而使磨削余量不均等弊病，螺纹加工加工采用“全磨”加工方法，即在热处理后直接采用磨削螺纹工艺，以确保螺纹加工精度。

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1—6)，粗加工阶段(工序7—13)，半精加工阶段(工序14—23)，精加工阶段(工序24—25)，终加工阶段(工序26—28)。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。

（4）确定工序尺寸； 下料尺寸：65mm ×1715mm

粗车尺寸：各外圆均留加工余量6mm

半精车尺寸：总长1697 mm ，各外圆留加工余量1.4～1.5 mm ，锥度留磨量1.1～1.2 mm ,

螺纹车至50

.030.033++φ、80.060.039++φ、外圆Φ60到40.030.060++φ、Φ54处车至

40.020.056++φ。 粗磨尺寸：各外圆均留磨量0.3～0.4mm （分三次），磨锥度留磨量0.35～0.45mm ，Φ60外圆至0

20.060-φ（分二次），0

05.045-φ外圆至40

.030.045++φ（分二次）。

半精磨尺寸：磨Φ60外圆(磨出即可), 磨滚珠螺纹大径、磨

05.045-φ外圆至图样要求,外圆均留余量0.12～0.15mm,螺纹M33、M39和锥度均留磨余量0.10～0.15mm 。

精磨尺寸：各部分尺寸至图纸要求。

（5）选择加工装备；

车削：车床CA6140

平面磨削：平面磨床M820

外圆磨削：万能外圆磨床M1432A 丝杠磨削：丝杆磨床 S7432

（6）填写工艺卡片。

求,全长圆柱度0.02mm,磨

05

.0

45

-

φ

外圆至图样要

求,磨其余各外圆及端面, 外圆均留余量0.12～0.15mm,磨M33×1.5—7h螺纹大径、M39×1.5—7h 螺纹大径和锥度1:12,均留磨余量0.10～0.15mm,工艺要求:各磨削外圆的圆跳动小于0.005mm, 锥度1:12接触面60%万能外圆磨床M1432A

26 精磨磨M33×1.5—7h螺纹和M39×1.5—7h螺纹至图样要

求丝杆磨床S7432

27 精磨精磨滚珠丝杠螺纹至图样要求,齿尖倒圆R0.8mm,要

求:齿形按样,透光检查，完工后垂直吊放丝杆磨床S7432

28 终磨终磨各外圆、锥度1:12及肩面至图样要求，完工后

垂直吊放，并涂防锈油（备单配滚珠螺母）万能外圆磨床M1432A

（1）在双顶尖间或一夹一顶安装工件；

一夹一顶安装：即轴的一端外圆用卡盘夹紧，一端用尾座顶尖顶住中心孔的工件安装方式。这种安装方式可提高轴的装夹刚度，此时轴的外圆和中心孔同作为定位基面，常用于长轴加工及粗车加工中。

双顶尖间安装：在实心轴两端钻中心孔，在空心轴两端安装带中心孔的锥堵或锥套心轴，用车床主轴和尾座顶尖轴两端中心孔的工件安装方式。

（2）使用跟刀架或中心架安装。

在加工长轴类零件时，用跟刀架或中心架与轴外圆表面接触支承，以加强工件刚度，提高加工精度。跟刀架安装在车床大拖把上，切削时随大拖把移动。中心架单独安装的轴的中部。

3、螺纹车削实践

（1）螺纹车刀的几何形状与安装；

螺纹车刀属于成形刀具，根据螺纹牙形不同形状不一，材料可采用高速钢或硬质合金。图3-2 a是高速钢三角形螺纹粗车刀，b是高速钢三角形螺纹精车刀。

图3-2 高速钢三角形螺纹车刀

螺纹车刀有内螺纹和外螺纹之分，图3-3a)、b)、c)、d)为内螺纹车刀，e)、f)为外螺纹