精密絲桿加工工藝設(shè)計課程設(shè)計報告

1、<p>　　設(shè)計題目：精密絲杠加工工藝</p><p><b>　　研究</b></p><p>　　專業(yè)班級： 08級機械設(shè)計 制造及自動化 </p><p>　　精密絲桿加工工藝設(shè)計</p><p><b>　　摘 要：</b></p><p>　　隨著工

2、業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，制造工藝越來越被重視，特別是精密加工、超精密加工更是當(dāng)今工業(yè)界及其重視的環(huán)節(jié)之一，零件的加工工藝直接影響了工業(yè)設(shè)備的精密程度，可以說沒有完善緊密的加工工藝就不可能有精密的設(shè)備，零件精度和精密設(shè)備之間的精度關(guān)系可謂是差之毫厘謬以千里，精密絲桿的加工精度直接影響了機械傳動等精度，所以精密絲桿的加工工藝設(shè)計至關(guān)重要，而絲桿加工工藝的每一個環(huán)節(jié)有直接影響到了絲桿的精度，所以絲桿加工的每一道工序都應(yīng)該精心的設(shè)計，使之達到精度要求

3、。本次設(shè)計涉及到了零件金工加工、材料熱處理、精度測算等設(shè)計，從最大限度上保證了絲桿的精度達到預(yù)期目標。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　定位基準 工裝 熱處理 工藝過程 工序 精車 銑 精磨 鉆 精度 檢驗</p><p><b>　　1.設(shè)計任務(wù)書</b></p

4、><p><b>　　1.1設(shè)計目的</b></p><p>　　通過課程設(shè)計，綜合運用所學(xué)基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識對精密絲桿進行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本訓(xùn)練，掌握精密機械制造過程中的加工方法、加工裝備等基本知識，提高學(xué)生分析和解決實際工程問題的能力，為畢業(yè)設(shè)計及今后從事科學(xué)研究、工程技術(shù)工作打下較堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b

5、>　　1.2設(shè)計要求</b></p><p>　　擬定精密絲桿加工工藝路線，并制定各工藝過程文件，制作各道工序的工藝卡片；</p><p>　　加工余量和工序尺寸的確定；</p><p>　　設(shè)計有關(guān)工裝、夾具，并繪制工裝夾具圖。</p><p><b>　　1.3題目</b></p>&

6、lt;p>　　精密絲桿加工工藝設(shè)計</p><p><b>　　1.4設(shè)計要求</b></p><p>　　零件圖一張（A3）；</p><p>　　毛壞圖一張（A4）；</p><p>　　編寫設(shè)計說明書一份，相關(guān)圖紙在說明書上要有體現(xiàn)。</p><p><b>　　1.5原始數(shù)

7、據(jù)</b></p><p>　　毛坯尺寸：ø=18.00mm，L=158.00mm</p><p>　　工件尺寸ø=10.00mm，L=150.00mm，P=2.00mm，H1=0.5P=1.00mm，D=10.00mm,D1=7.50mm，D2=9.00mm</p><p>　　有效螺紋圈數(shù)：n=60，單頭右旋螺紋。</p&g

8、t;<p><b>　　1.6設(shè)計簡圖</b></p><p><b>　　1.7提交材料</b></p><p>　　零件圖一張（A3）；</p><p>　　毛壞圖一張（A4）；</p><p><b>　　設(shè)計說明書一份。</b></p>&l

9、t;p><b>　　2、總體方案設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1絲桿牙型設(shè)計</b></p><p><b>　　梯形螺紋基本牙型</b></p><p>　　圖中：D—內(nèi)螺紋大徑</p><p><b>　　d—外螺紋大徑</b>&

10、lt;/p><p><b>　　D2—內(nèi)螺紋中徑</b></p><p><b>　　d2—外螺紋中徑</b></p><p><b>　　D1—內(nèi)螺紋小徑</b></p><p><b>　　d1—外螺紋小徑</b></p><p>

11、<b>　　P—螺距</b></p><p><b>　　H—原始三角形高度</b></p><p><b>　　H1—基本牙型高度</b></p><p>　　其中：H=1.866P；H1=0.5P</p><p>　　2．2絲桿加工工藝過程設(shè)計</p><

12、;p><b>　　3、工裝設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1夾具設(shè)計</b></p><p>　　3.1.1銑鍵槽專用夾具</p><p><b>　　連桿夾緊機構(gòu)</b></p><p>　　連桿夾緊機構(gòu)為專用的夾具，具有安裝簡單，使用方便等優(yōu)點；安裝工件

13、的時候不需要其他的輔助工具，在實際生產(chǎn)中大大提高力生產(chǎn)效率。</p><p>　　在進行工件安裝時時配合V形槽和定位裝置實現(xiàn)工件的完全定位，保證工件的加工誤差符合要求。</p><p>　　3.1.2車/磨專用夾具</p><p><b>　　雞心卡頭</b></p><p><b>　　雞心卡頭主要參數(shù)：&l

14、t;/b></p><p><b>　　D=28mm</b></p><p><b>　　D1=16mm</b></p><p><b>　　D2=8mm</b></p><p><b>　　l=24mm</b></p><p&g

15、t;<b>　　L=95mm</b></p><p><b>　　d1=14mm</b></p><p><b>　　d2=M8</b></p><p><b>　　r=20mm</b></p><p><b>　　r1=2mm</b>

16、;</p><p><b>　　r3=5mm</b></p><p>　　雞心夾頭是專用于車、磨等加工工序的專用夾具，它具有使用簡單、體積小巧、流動安裝等特點，可以跟隨工件流動，實現(xiàn)一次裝夾完成幾道工序加工的功能，減少工件安裝的次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。</p><p><b>　　3.2工裝方案設(shè)計</b></p>

17、<p>　　3.2.1工藝基準設(shè)計</p><p><b>　　用兩頂尖孔及大徑。</b></p><p>　　3.2.2精車工裝設(shè)計</p><p><b>　　精車螺紋工裝簡圖</b></p><p><b>　　4、工藝路線設(shè)計</b></p>

18、<p><b>　　4.1下料及校直</b></p><p>　　絲桿要求5級精度，材料為9Mn2v熱軋圓鋼，熱處理要求硬度HRC561。</p><p><b>　　9Mn2V鋼簡介：</b></p><p>　　9Mn2V鋼是一種綜合力學(xué)性能比碳素工具鋼好的低合金工具鋼，它具有較高的硬度和耐磨性。淬火時變形

19、較小，淬透性很好。由于鋼中含有一定量的釩，細化了晶粒，減小了鋼的過熱敏感性。同時碳化物較細小和分布均勻。9Mn2V鋼適于制造各種精密量具、樣板，也用于一般要求的尺寸比較小的沖模及冷壓模、雕刻模、落料模等，還可以做機床的絲桿等結(jié)構(gòu)件。</p><p>　　校直采用熱校直法：用熱校直時，先將毛坯加熱至正火溫度，保溫45～60min，然后使其滾入如右圖所示的三個滾筒中進行熱校直。絲桿毛坯在校直機中，一邊完成奧氏體的向“

20、珠光體+鐵素體”的組織轉(zhuǎn)變，一邊進行校直，校直工作所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，由于此時的毛坯處于再結(jié)晶溫度以上，會自然消除。</p><p>　　這種方法操作簡單，效率高，同時由于工件加熱校直，達到正火的目的，減少了內(nèi)應(yīng)力，改善了切削性能。</p><p><b>　　球化退火</b></p><p>　　將工件加熱到Ac1+30~50℃充分保溫后緩冷，或

21、者加熱后冷卻到略低于Ac1的溫度下保溫,從而使珠光體中的滲碳體球狀化的退火工藝。球化退火主要用于共析鋼和過共析鋼，目的在于降低硬度（≤229HBS），改善切削加工性能，并為后續(xù)熱處理作組織準備。</p><p><b>　　工藝參數(shù)</b></p><p>　　將工件裝入鹽爐環(huán)境中，采用低溫入爐隨爐升溫的極熱方式，加熱速度控制在100℃/h～200℃/h，加熱至Ac1

22、以下100~200℃，保溫兩小時后以100℃/h～200℃/h的冷卻速度冷卻至710℃在保溫4h，隨爐冷卻至500℃時直接在空氣中緩慢冷卻。</p><p>　　具體處理方法如下圖所示</p><p><b>　　球化退火</b></p><p><b>　　4．3切端面</b></p><p>　

23、　工裝方法：三爪定心卡盤夾住毛坯外圓；</p><p>　　刀具選用：粗車時選用YT15牌號硬質(zhì)合金鋼用45°車刀；精車時選用YT15牌號硬質(zhì)合金鋼90°</p><p>　　走刀方式：由工件圓周向中心車削；</p><p>　　加工余量：粗車時Z1=3mm，精車時Z2=1mm，總加工余量Z=Z1+Z2=4mm；</p><p

24、>　　切削用量：粗車時加工質(zhì)量要求不高因此在選取切削用量的時候，應(yīng)優(yōu)先選取較大的背吃刀量，以減少吃刀次數(shù)，最好一次切去全部粗車余量，為提高生產(chǎn)率，粗車時進給量應(yīng)大一些（0.3～1.2mm/r），最后選用中等切削速度（10～80m/min）；精車時選取切削用量時，優(yōu)先選用較高的切削速度（Vc≥100/min）在選擇較小的進給量，最后根據(jù)工件尺寸確定背吃刀量。</p><p>　　表面粗糙度：要求Ra 1.6μ

25、m；</p><p>　　檢測工具：粗糙度對比快。</p><p><b>　　4.4打頂尖孔</b></p><p>　　絲桿一般都用頂尖孔定位，用帶A型60°頂尖孔（如下圖）。頂尖孔的尺寸不宜過大，過大時工件與頂尖之間的相對線速度大，容易磨損，表面粗糙度變壞，影響定位精度，從而影響加工質(zhì)量。對帶有深孔的空心絲桿，最好不用其孔倒60

26、°角為頂尖孔，因為一方面孔較大，易磨損，表面質(zhì)量被破壞，另一方面當(dāng)壁較薄時容易變形，造成假接觸現(xiàn)象。</p><p>　　A型60°優(yōu)點：因為工件的尺寸較小、重量也較輕，工裝過程中工件徑向受力較小，而且A型60°中心孔的接觸面積比90°大，有效保證了定位精度。</p><p>　　頂尖孔的質(zhì)量十分重要，它對分螺距誤差有較大影響，其表面粗糙度Ra值要求

27、為0.2～0.8μm，并要求嚴格的接觸面積，一般要達到50%～85%，研頂尖孔最好有專門的研頂尖孔機床。如果接觸不好，有時還要在加工機床上進行研磨以保證良好的接觸。</p><p>　　工件加工時，一般多用整體硬質(zhì)合金死頂尖，加二硫化鉬潤滑。</p><p>　　定位基準頂尖孔和外圓十分重要，在每一次熱處理后，都要修磨頂尖孔，才能加工螺紋。</p><p><

28、b>　　工藝參數(shù)</b></p><p>　　工裝方法：三爪定心卡盤夾住毛坯外圓；</p><p>　　表面粗糙度：要求Ra 0.8μm；</p><p>　　檢測工具：粗糙度對比快</p><p><b>　　中心孔參數(shù)如右圖。</b></p><p>　　4.5粗車外圓、小軸

29、肩及倒兩端倒角</p><p>　　選用一般車床進行車加工，工件用兩頂尖定位，由雞心夾頭帶動工件旋轉(zhuǎn)，外圓表面和小軸肩表面一次工裝完成加工。</p><p><b>　　工藝參數(shù)</b></p><p>　　刀具：車外圓及軸肩用90°刀，倒角用45°刀；</p><p>　　外圓加工余量Z1=2.5m

30、m；</p><p>　　切深不大于0.3mm；</p><p><b>　　各加工尺寸如圖；</b></p><p>　　測量工具：游標卡尺、粗糙度對比快。</p><p><b>　　4.6粗車螺紋</b></p><p>　　直進法：直進法車削如圖8-57所示。車螺紋時

31、，螺紋車刀刀尖及右左兩側(cè)切削刃都直接參加切削工作。每次由中滑板作橫向進給，隨著螺紋深度的加深，背吃刀量相應(yīng)減少，直至把螺紋車削完畢。這種車削方式操作簡便，車出的螺紋牙型準確，但由于車刀的兩側(cè)切削刃同時參加車削，排屑較困難，刀尖容易磨損，螺紋表面粗糙度值較大，當(dāng)背吃刀量較大時容易產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象，因此這種車削方法僅適用于螺距小于3mm或脆性材料的螺紋車削。</p><p>　　高速車削：高速車削三角螺紋時，最好使用

32、YT15牌號的硬質(zhì)合金螺紋車刀，切削速度取50～100m/min。車削時，只能用直進法進刀，使切削垂直于軸線方向排出或卷成球狀較理想。</p><p>　　用硬質(zhì)合金車刀高速車削螺距為1.5～3mm、材料為碳鋼或中碳合金鋼的螺紋時，一般只要3～5次工作行程就可完成。橫向進給時，開始背吃刀量大些，以后逐步減小，但最后一次不得小于0.1mm。</p><p>　　螺距P=2mm，總切入深度h1

33、≈0.6P=1.2mm，背吃刀量的分配情況如下：</p><p>　　第一次背吃刀量 ap1=0.55mm；</p><p>　　第二次背吃刀量 ap2=0.35mm；</p><p>　　第三次背吃刀量 ap3=0.20mm；</p><p>　　第四次背吃刀量 ap4=0.10mm。</p><p>　　工

34、裝中除了兩頂尖定位，雞心夾頭帶動工件旋轉(zhuǎn)外，還應(yīng)在刀架上增加一個隨行扶套，以方式工件產(chǎn)生徑向位移，影響加工精度，隨行扶套與絲桿大徑的間隙工件之間的距離應(yīng)小于0.02mm。</p><p><b>　　4.7去應(yīng)力退火</b></p><p>　　去應(yīng)力退火是為了去除鋼件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力，而無需發(fā)生顯微組織的轉(zhuǎn)變。加熱溫度通常選擇在Ac1以下（Ac1-（100~200）

35、℃），一般為500~650℃。消除鋼件中的應(yīng)力是在加熱、保溫、和緩冷過程中完成的。</p><p>　　去應(yīng)力退火工藝曲線見下圖</p><p><b>　　去應(yīng)力退火 </b></p><p>　　加熱速度：≤200℃裝爐，≤80℃/h；加熱溫度：550℃～600℃；保溫時間：10～12小時；冷卻時間：爐冷至200℃出爐（在350℃以上冷卻速

36、度≤50℃/h）；</p><p>　　去應(yīng)力退火的溫度，一般應(yīng)比最后一次回火溫度低20～30℃，以免降低硬度及力學(xué)性能。</p><p>　　4.8粗磨外圓及軸肩</p><p>　　4.8.1外圓磨削的形式</p><p>　　粗磨外圓采用中心式外圓磨削，工件用兩頂尖裝夾，磨削時按其兩中心孔所構(gòu)成的中心軸線旋轉(zhuǎn)，使外圓達到較高的加工精度。

37、中心式外圓磨削使用的磨床有M1432A、M1332、MMB1420型等。磨削時，工件由夾頭帶動旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　4.8.2外圓磨削的方法</p><p>　　縱向磨削法 縱向磨削法式最常用的磨削方法，磨削時，工作臺作縱向往復(fù)進給，砂輪做周期性橫向進給，工件的磨削余量要在多次往復(fù)行程中磨去。砂輪超越工件兩端的長度一般為砂輪厚度的1/3～1/2。如果太多，工件兩端直徑會背麼小。磨削

38、軸肩旁外圓時，要細心調(diào)整工作臺行程，當(dāng)砂輪磨削至臺肩一邊時，要是工作臺停留片刻，以防止產(chǎn)生錐度。為減小工件表面粗糙度值，可是當(dāng)“光磨”，即在不作橫向進給的情況下，工作臺作縱向往復(fù)運動。</p><p><b>　　4.8.3工藝參數(shù)</b></p><p>　　加工余量：Z2=0.7mm；</p><p>　　深不大于0.02mm，表面粗糙度R

39、a0.2μm，各外圓對中心的徑向跳動為0.005mm，錐度、橢圓度0.005mm，工件加工完畢后送恒溫室吊掛放置。</p><p><b>　　4.9半精車螺紋</b></p><p><b>　　4.9.1精車刀具</b></p><p>　　螺紋精車刀具的質(zhì)量至關(guān)重要，它對絲桿的加工質(zhì)量影響很大。螺紋精車刀具應(yīng)滿足一下

40、要求：</p><p>　　硬度高，耐磨性好，能長期保持刀具外形，一般W18Cr4V高速鋼，硬度64HRC以上，也有采用硬質(zhì)合金鋼的，如YG6。</p><p>　　刀具前后表面粗糙度小，R＜0.04～0.16μm。</p><p>　　刀口鋒利，不會影響螺紋表面的加工質(zhì)量。</p><p><b>　　4.9.2絲桿車床</

41、b></p><p>　　絲桿車床是用于絲桿的專用機床。加工的螺紋精度可達6級以上，表面粗糙度可達Ra0.32～0.63μm。</p><p>　　絲桿采用SC8630型高精度絲桿車床進行精車加工。它由車身、主軸箱、刀架、尾架、經(jīng)給掛輪和傳動絲桿等部分組成。為減少傳動誤差，同一般機床相比取消了進給箱和溜板箱。刀架和主軸之間傳動比用精密掛輪保證，刀架的橫向切入和小刀架的移動均為手動。&

42、lt;/p><p>　　絲桿車床之所以能保證高精度，主要是因為它具有以下特點：</p><p>　　傳動鏈短，傳動元件的高精度。從主軸到絲桿只經(jīng)過兩隊高精度掛輪的傳動，傳動沅江的數(shù)量減少到最小程度。降低了傳動元件誤差對傳動精度的影響，提高了轉(zhuǎn)動精度。</p><p>　　傳動絲桿的精度高，直徑大，安裝在床身量導(dǎo)軌之間。母絲桿直徑大，與螺母間的接觸應(yīng)力小、磨損慢，可長時間

43、保持精度。絲桿安裝在兩導(dǎo)軌間，刀架滑板不受傾倒力矩的作用，母絲桿與螺母的接觸均勻。</p><p>　　與普通臥式車床相比，絲桿車床的零部件制造精度和裝配精度都有顯著的提高。</p><p>　　為了減少機床熱變形對加工精度的影響，絲桿車床是在恒溫車間內(nèi)進行裝配和調(diào)整的，機床的使用也是應(yīng)在（20°±2°）C的恒溫條件下。</p><p>

44、;　　機床帶有螺距校正裝置。</p><p><b>　　4.9.3工藝參數(shù)</b></p><p>　　切深不大于0.03mm；</p><p>　　精車一次性車到絲桿小徑ø=7.5mm，以后精車和精磨螺紋的時候只對螺紋的凸緣進行磨削即可。</p><p><b>　　4.10銑鍵槽</b&g

45、t;</p><p>　　鍵槽銑刀：它有兩個刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既象立銑刀，又像鉆頭。用鍵槽銑刀銑削鍵槽時，先軸向進給達到槽深，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長。由于切削力引起刀具和工件的變形，一次走刀銑出的鍵槽形狀誤差較大，槽底一般不是直角。為此，通常采用兩步法銑削鍵槽，即先用小號銑刀粗加工出鍵槽，然后以逆銑方式精加工四周，可得到真正的直角。</p><p><

46、b>　　工藝參數(shù)</b></p><p>　　銑刀直徑d=3.0mm；</p><p>　　工裝夾具：連桿夾緊機構(gòu)、V形槽、定位銷；</p><p>　　定位方式：工件完全定位；</p><p><b>　　鍵槽參數(shù)如右圖。</b></p><p><b>　　4.11

47、淬火</b></p><p>　　真空加熱至Ac1+（30~50）℃，冷卻：常用的有全損耗系統(tǒng)用油L-A15、L-AN32、專用淬火油（如快速淬火油、光亮淬火油、分級淬火油、真空淬火油等）等。由于油在等溫轉(zhuǎn)變圖鼻尖附近及鼻尖一下區(qū)域冷卻能力均很小，因此，只能用于過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖靠右、過冷奧氏體穩(wěn)定性較大的合金鋼件的淬火。通常，油溫控制在20~80℃。</p><p><

48、;b>　　工藝參數(shù)：</b></p><p>　　加熱溫度：780～810℃；</p><p>　　加熱時間：20～25min；</p><p>　　保溫時間：0.3～0.35min；</p><p>　　冷卻介質(zhì)：油、硝鹽、堿??；</p><p>　　淬后硬度：≥60（HRC）；</p>

49、<p>　　檢測工具：洛氏硬度計。</p><p><b>　　4.12回火</b></p><p><b>　　回火的作用在于：</b></p><p>　　提高組織穩(wěn)定性，使工件在使用過程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定。</p><p>　　消除內(nèi)應(yīng)力，以便改

50、善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸。</p><p>　　調(diào)整鋼鐵的力學(xué)性能以滿足使用要求。</p><p>　　高溫回火：工件在500℃以上進行回火。一般高溫回火溫度范圍在500~650℃.所得組織為回火索氏體。其目的是為了獲得強度、硬度、塑性、韌性都良好的綜合力學(xué)性能。因此，習(xí)慣上將淬火后加高溫回火兩者相結(jié)合的復(fù)合人處理成為調(diào)制處理。</p><p><b

51、>　　工藝參數(shù)</b></p><p>　　加熱溫度：130～170℃；</p><p>　　加熱時間：20～25min；</p><p>　　保溫時間：0.3～0.35min；</p><p>　　回火后硬度：≥60（HRC）；</p><p>　　檢測工具：洛氏硬度計。</p>&l

52、t;p><b>　　4.13粗磨外圓</b></p><p>　　粗磨外圓采用中心式外圓磨削，工件用兩頂尖裝夾，磨削時按其兩中心孔所構(gòu)成的中心軸線旋轉(zhuǎn)，使外圓達到較高的加工精度。中心式外圓磨削使用的磨床有M1432A、M1332、MMB1420型等。磨削時，工件由夾頭帶動旋轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　外圓磨削的方法</b></p

53、><p>　　縱向磨削法 縱向磨削法式最常用的磨削方法，磨削時，工作臺作縱向往復(fù)進給，砂輪做周期性橫向進給，工件的磨削余量要在多次往復(fù)行程中磨去。砂輪超越工件兩端的長度一般為砂輪厚度的1/3～1/2。如果太多，工件兩端直徑會背麼小。磨削軸肩旁外圓時，要細心調(diào)整工作臺行程，當(dāng)砂輪磨削至臺肩一邊時，要是工作臺停留片刻，以防止產(chǎn)生錐度。為減小工件表面粗糙度值，可是當(dāng)“光磨”，即在不作橫向進給的情況下，工作臺作縱向往復(fù)運動

54、。</p><p><b>　　工藝參數(shù)</b></p><p>　　加工余量Z3=0.5mm；</p><p>　　切深不大于0.02mm，表面粗糙度Ra0.2μm，各外圓對中心的徑向跳動為0.005mm，錐度、橢圓度0.005mm，工件加工完畢后送恒溫室吊掛放置；</p><p>　　測量工具：游標卡尺。</p

55、><p><b>　　4.14粗磨螺紋</b></p><p>　　專用磨具，砂輪粒度100～180，硬度R3～ZR1,磨切時切深小于0.03mm；</p><p>　　精密磨削（Ra0.05～0.1μm）；</p><p>　　切深不大于0.02mm，表面粗糙度Ra0.2μm。</p><p>&l

56、t;b>　　4.15低溫時效</b></p><p>　　為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150～250℃）精加工前，把工件重新加熱到100～-150℃，保持5～20小時，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構(gòu)件進行時效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。</p><p&g

57、t;<b>　　工藝參數(shù)</b></p><p>　　加熱溫度：100～150℃；</p><p>　　保溫時間：5～20h。</p><p>　　4.16研磨兩頂尖孔</p><p>　　加工過程中，工件就會被切削力推向一方，如距離a不變，中心孔的圓度就會直接反映到工件上去。由此可見，在主軸加工工藝過程中，適當(dāng)?shù)匕才判?/p>

58、研中心孔是非常重要的。在此我們采用以下方法對中心孔進行修研：</p><p>　　用中心孔磨床研修中心孔，使用立式磨床，立式磨床的特點是：工件由機床的頂尖、撥盤帶動作回轉(zhuǎn)運動。磨具作主切削運動、行星運動、往復(fù)運動三種方式的運動，這樣就克服了由于砂輪各點線速度不同而產(chǎn)生的誤差。加工出來的中心孔表面粗糙度達Ra0.1μm，圓度達0.8μm，接觸面積75%。</p><p><b>　

59、　4.17精磨外圓</b></p><p>　　高精度、小粗糙度磨削</p><p>　　高精度、小粗糙度磨削包括精密磨削（Ra0.05～0.1μm）、超精磨削（Ra0.012～0.025μm），和鏡面磨削（Ra0.01μm以下），它可以代替研磨加工，提高生產(chǎn)效率和減輕勞動強度。磨削加工時，對磨床的精度和運動平穩(wěn)性、環(huán)境條件、砂輪的選用和修整、切削液的選擇和澆注方式等都有較高的

60、要求。</p><p>　　切深不大于0.02mm，表面粗糙度Ra0.2μm，各外圓對中心的徑向跳動為0.005mm，錐度、橢圓度0.005mm，工件加工完畢后送恒溫室吊掛放置。</p><p><b>　　工藝參數(shù)</b></p><p>　　加工余量：Z3=0.3mm；</p><p>　　表面粗糙度：Ra0.2μm

61、，5級精度；</p><p>　　檢測工具：粗糙度對比塊。</p><p>　　砂輪粒度：150～180，硬度ZR1～ZR2。</p><p><b>　　4.18精磨螺紋</b></p><p>　　精磨螺紋時為保證滿足精度要求，采用高精度、小粗糙度磨削。</p><p>　　在恒溫室內(nèi)進行，

62、室溫20±1℃，磨前機床空運轉(zhuǎn)2小時，砂輪粒度100～200，硬度R3～ZR1,磨切時切深小于0.03mm，工件轉(zhuǎn)速3～4r/min，要求表面粗糙度Ra0.2μm，無燒傷、裂紋等缺陷，螺紋精度要求5級，加工完畢后清洗調(diào)防。</p><p>　　4.19絲桿的檢驗、儲存</p><p><b>　　絲桿加工的檢驗項目</b></p><p&

63、gt;　　絲杠在加工過程中和加工完成后都要進行檢驗，一邊發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施，保證絲桿的加工質(zhì)量。</p><p>　　測量不同精度的零件，應(yīng)用不同精度的測量工具，關(guān)于測量工具的選擇標準，一般以其測量的最大極限誤差不得超過被測尺寸的尺寸公差1/5～1/10為標準；對精密度零件的幾何參數(shù)，也可以適當(dāng)放寬到1/3。</p><p>　　絲桿加工的總檢項目有：</p><p&

64、gt;<b>　　螺距誤差；</b></p><p><b>　　螺距累計誤差；</b></p><p><b>　　螺紋中徑誤差；</b></p><p><b>　　螺紋中徑圓度誤差；</b></p><p><b>　　牙型半角誤差；<

65、;/b></p><p><b>　　螺紋表面粗糙度；</b></p><p>　　裝配基準的尺寸精度。</p><p><b>　　絲桿螺距的測量</b></p><p>　　對高精度5～6級的絲桿的螺距，多大還采用靜態(tài)測量的方法。目前較先進的測量方法是絲桿螺距誤差的動態(tài)測量法。</p

66、><p>　　常用的測量方法有兩種。一種是將被測絲桿螺距與標準螺距逐個進行比較，指示儀器的讀書就是被測絲桿螺距相對標準螺距之差；另一種是將被測絲桿的螺距逐個累積與標準刻度（標準絲桿、基礎(chǔ)刻線尺、磁尺、長光柵尺等）進行比較，指示儀的讀數(shù)就是被測絲桿螺距的逐個累積值相對標準長度之差。兩種測量方法的本質(zhì)是完全相同的，后一種測量方法的單個螺距誤差等于相鄰兩牙的累積誤差之差。</p><p>　　檢具標

67、定對零的方法如下：先讓檢具體上的V形槽在標準絲桿的外圓柱面上，讓固定測頭和活動測頭分別靠在兩相鄰?fù)瑐?cè)螺旋面上，然后轉(zhuǎn)動千分尺表盤使指針對零。</p><p>　　以上敘述的測量方法都是靜態(tài)測量方法，靜態(tài)測量比較穩(wěn)定，只要真確操作，仔細讀數(shù)，并控制溫差，就可以用來測量6級精度的絲桿。但這種測量方法有它自身的缺點：測量時間長，測量一根絲桿需要幾個小時；靜態(tài)測量方法是對靜止絲桿所進行的單面斷續(xù)測量，測量值反映不了絲桿螺

68、旋線的全面情況。</p><p>　　要正確反映在運轉(zhuǎn)條件下絲桿的螺旋線精度需對絲桿螺距誤差作動態(tài)測量。</p><p><b>　　螺紋牙型半角的檢驗</b></p><p>　　普通絲桿的牙型半角一般可用樣板檢查。當(dāng)用萬能測角規(guī)進行檢查時，測角規(guī)的刀口面要通過絲桿的中心線，精密絲桿的牙型半角可在工具顯微鏡上檢驗。</p>&l

69、t;p><b>　　螺紋中徑的檢驗</b></p><p>　　螺紋中徑常用圖5-27所示檢具作相對測量。檢驗時，檢具的V形塊2置于被測絲桿3的大徑上，千分表1的錐形測頭壓在被測絲桿的螺旋面上（測量前千分表指針可在標準絲桿上標定對零）。</p><p>　　千分表的讀數(shù)就是螺紋中徑的相對誤差。螺紋中徑還可用三針測量法作絕對測量：</p><p

70、><b>　　d中= M-d0</b></p><p>　　式中 d中——螺紋中徑（mm）</p><p>　　d0——量針直徑（mm）</p><p><b>　　d0=</b></p><p>　　α——螺紋牙型角（°）；</p><p>　　P——螺距（

71、mm）；</p><p>　　M——用指示測量器具測出的針距尺寸（mm）。</p><p><b>　　表面裂紋檢驗</b></p><p>　　對絲桿進行裂紋檢驗時采用磁粉檢驗的方法。</p><p>　　5、精密絲桿的加工精度分析</p><p>　　精密絲桿中的主要加工表面是螺紋，其精度可以

72、分為螺距、牙型、中徑三方面。主要加工方法有車削和磨削。現(xiàn)就車削和磨削螺紋時的精度進行分析。</p><p>　　5、1車削螺紋精度分析</p><p><b>　　5.1.1螺距誤差</b></p><p>　　影響車削螺距誤差的因素可以從機床幾何精度和傳動鏈精度、機床螺紋傳動鏈調(diào)整誤差和切削過程中的變形等幾個方面進行分析。</p>

73、<p><b>　　（A）機床精度</b></p><p><b>　　a.傳動鏈精度</b></p><p>　　車削螺紋的傳動鏈包括從主軸經(jīng)齒輪到母絲桿這一整個傳動系統(tǒng)。</p><p>　?。╝）機床工件主軸的精度</p><p>　　由于機床工件主軸的徑向跳動和軸向竄動所引起的

74、被加工絲桿的螺距誤差，對于精密絲桿機床約為1.2μm左右。</p><p><b>　　=，</b></p><p><b>　　=,</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中——機床主軸徑向跳動所引起的螺距誤差，兩者之間的關(guān)系如圖4-1所示。&

75、lt;/p><p>　　——機床主軸軸向竄動所引起的螺距誤差，兩者是直接關(guān)系，因此影響較大。</p><p><b>　　——螺紋牙形角。</b></p><p>　?。╞）傳動齒輪的精度</p><p>　　傳動鏈中傳動齒輪的制造誤差和安裝誤差將影響螺距精度。傳動齒輪中有固定齒輪組和交換齒輪組，制造誤差和安裝誤差主要有齒輪

76、周節(jié)累積誤差、安裝偏心和軸向竄動等。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中——齒輪周節(jié)累積誤差所引起的螺距誤差，</p><p>　　——齒輪安裝偏心所引起的螺距誤差，</p><p>　　——齒輪軸向竄動所引起的螺距誤差。</p><p>　　這三個誤差可分別求出：&

77、lt;/p><p><b>　?、?</b></p><p>　　上式是由于第i個傳動齒輪油周節(jié)累積誤差時所引起的螺距誤差。</p><p>　　圖4-1 機床共建主軸精度對螺距的影響</p><p>　　圖4-2 傳動齒輪誤差對螺距誤差的影響</p><p>　　公式中：p——工件的邏輯&l

78、t;/p><p>　　m——傳動齒輪中最終齒輪的模數(shù)，</p><p>　　z——傳動齒輪中最終齒輪的齒數(shù)，</p><p>　　i——傳動齒輪中第i個齒輪至最終齒輪的傳動比，即第i個吃了至機床母絲桿的傳動比。</p><p>　　當(dāng)?shù)趇個傳動齒輪有周節(jié)累積誤差時就會母絲桿的轉(zhuǎn)角誤差，</p><p><b>　

79、　==，</b></p><p><b>　　== =</b></p><p><b>　?、?</b></p><p>　　上式是由于第i個傳動齒輪安裝偏心所引起的螺距誤差。</p><p><b>　　==</b></p><p><

80、;b>　　==</b></p><p>　　式中 ——由于第i個齒輪安裝偏心所引起的母絲桿轉(zhuǎn)角誤差；</p><p>　　——第i個齒輪安裝偏心，它所造成的在節(jié)圓上的周節(jié)累積誤差為2；</p><p>　　d——第i個齒輪的節(jié)圓直徑。</p><p><b>　?、?</b></p>

81、<p>　　上公式是由于第i個傳動齒輪油軸向竄動時引起的螺距誤差。</p><p>　　公式中β——第i個齒輪的螺旋角。</p><p>　　從傳動鏈的精度來看，最后一對傳動齒輪中的從動輪精度影響最大，因為它將誤差全部傳給母絲桿，最后一對傳動齒輪的傳動比應(yīng)盡可能小，不宜采用升速。因為傳動鏈中的周期誤差會在被加工絲桿的一轉(zhuǎn)中出現(xiàn)多次，是誤差放大。如圖4-2所示螺紋車床傳動鏈中，有四

82、個傳動齒輪a、b、c、d，最后一對傳動齒輪的從動輪d，其精度影響最大，因為它將直接傳給母絲桿。</p><p>　　為了提高傳動鏈精度，在精密絲桿加工機床中的傳動齒輪多用6級以上的高精度齒輪，最后一對齒輪的從動輪甚至用5級齒輪。齒輪的孔和軸的配合用或，是配合間隙盡量小，以減少安裝偏心。另一方面，盡量縮短傳動鏈，使主軸到母絲桿之間的傳動件減少。所以，精密絲桿車床和磨床都是采用直接配換掛輪的結(jié)構(gòu)來調(diào)整螺距，沒有進給箱

83、，甚至有的專用機床，是將母絲桿與主軸直接相連（圖4-3）。</p><p>　　圖4-3 主軸與母絲桿直接相連的專用絲桿機床</p><p>　　b.機床前后頂尖不同心</p><p><b>　　c.機床導(dǎo)軌精度</b></p><p>　　機床床身導(dǎo)軌的磨損和制造誤差會使得刀架（車床）或工作臺（磨床）傾斜，從而影響

84、螺距精度。</p><p>　?。˙）機床螺紋傳動鏈調(diào)整誤差</p><p>　　當(dāng)需要加工某一螺距時，用機床上的交換齒輪只得得到該螺距的近似值，這時將產(chǎn)生漸進性的螺距累計誤差，是由于傳動鏈的調(diào)整而引起的，是加工理論誤差，不過這種誤差一般都比較小。</p><p>　?。–）切削過程中的變形</p><p>　　a.切削過程中的受力變形<

85、;/p><p>　　b.切削過程中的受熱變形</p><p><b>　　5.1.2牙型誤差</b></p><p>　?。ˋ）切削刀具的輪廓本身不準確</p><p>　　刀具輪廓不準確將直接影響牙型精度。用棱柱型車刀和圓盤形車刀，刀具重磨次數(shù)多，容易保持刀具的輪廓準確，刀刃也簡單。</p><p>

86、;　　（B）刀具的安裝誤差</p><p><b>　?。–）機床不準確</b></p><p>　　機床導(dǎo)軌在水平面使刀架傾斜產(chǎn)生，或在垂直面使刀架下降產(chǎn)生，都會影響牙型誤差，造成機床導(dǎo)軌不準確的原因是由于制造精度或磨損。</p><p>　　（D）切削過程中的變形</p><p>　　5.2磨削螺紋精度分析</

87、p><p>　　磨削螺紋精度分析與車削螺紋精度分析有許多相同之處，但有關(guān)刀具的一些誤差在磨削時就是砂輪的一些誤差，對于磨削螺紋精度，其主要的影響因素有：</p><p>　　A.機床的幾何精度和傳動精度</p><p>　　機床的幾何精度中有砂輪主軸和工件主軸的回轉(zhuǎn)精度、砂輪頭架的移動精度、工作臺的移動精度等。機床的傳動精度中有母絲桿的精度、傳動齒輪等傳動鏈精度。它們會

88、對螺紋的螺距、牙形和中徑精度產(chǎn)生相應(yīng)的影響，因此螺紋磨床的經(jīng)典一般都比較高。</p><p><b>　　B.熱變形</b></p><p>　　螺紋磨削中的熱變形的影響十分突出，其熱源主要是來自磨削熱、相對運動元件的摩擦熱（如軸與軸承、導(dǎo)軌、母絲桿與螺母等）、液壓系統(tǒng)的油液和冷卻潤滑液等。</p><p>　　（A）為了減少砂輪主軸熱變形對工

89、件螺距精度的影響，通常是將機床在恒溫室內(nèi)空運轉(zhuǎn)一段時間，使主軸軸承發(fā)熱達熱平衡后，再進行磨削。</p><p>　　(B)為了減少母絲桿與螺母摩擦熱的影響，將母絲桿做成中空的，內(nèi)通冷卻液以保持恒溫，也可以用靜壓絲桿或滾珠絲桿，或用溫度校正尺。</p><p>　　(C)為了消除液壓系統(tǒng)油溫和冷卻潤滑液溫度的影響，用一套專門的冷卻系統(tǒng)使液壓系統(tǒng)的油溫和冷潤液的溫度保持一定，并將油箱放在機床外

90、，不要用床身作油箱。</p><p>　　(D)為了使磨削時，工件各部分的溫度一直，防止不均勻熱變形的影響，將冷潤液以淋浴的方式對整個工件全長進行冷卻。</p><p><b>　　設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過此次綜合性課程設(shè)計，使我對整個課程系統(tǒng)有了更進一步的了解，以往零散的東西經(jīng)過此次的拾取和整理已經(jīng)形成了一個極具連貫性的知識

91、體系深深地記憶在我的腦海中，以往極具理論性的知識體系因此次的設(shè)計得到了實踐性的應(yīng)用，此設(shè)計貼近實際，貼近生產(chǎn)使我對實際生產(chǎn)的情況有了更加深刻的了解，為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　做設(shè)計是艱難而漫長的過程，過程中充滿了疑惑和不解，真正做起來的時候方知“書到用時方恨少“的深刻意義，從中我深深的感受到個人的力量總是有限的，唯有社會才是無盡的資源。一個人如果自認為自己懂得很多，那最終只會窮途自哭，因

92、為完整的完成一個完美的設(shè)計涉及到了方方面面，光有專業(yè)是不夠的，還要求全才的參與，這就需要我們提高我們自己的綜合素質(zhì)。</p><p>　　做設(shè)計既是一個獨立的過程，又是一個合作的過程。設(shè)計者要獨立但不能閉門造車、窮兵黷武，提倡合作但不依賴，這就像我們在做很多的事情一樣，什么都做什么也做不了，什么都不做什么都沒有，所以做事之前我們有必要作出適當(dāng)?shù)倪x擇，因為方向比努力更重要，合適的方向才會使我們事半功倍。</p

93、><p>　　一個完美的設(shè)計是我們IQ和EQ調(diào)和的產(chǎn)物，較高的IQ保證了我們設(shè)計的框架屹立不倒，完美的EQ保證了我們的設(shè)計能錦上添花，體系更加嚴密。總之，唯有IQ和EQ的合理搭配方才彰顯21世紀人才之風(fēng)采。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】《信號與控制綜合實驗--實驗指導(dǎo)書》第一分冊，信號與系統(tǒng)基本實驗，華中

94、科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院實驗教學(xué)中心 </p><p>　　【2】陳大欽 . 《電子技術(shù)實驗基礎(chǔ)》（第二版）  高等教育出版社出版</p><p>　　【3】鄒云屏 ，林樺.《信號與系統(tǒng)分析》.科學(xué)出版社出版 </p><p>　　【4】Morris Driels.《線性控制系統(tǒng)工程》.清華大學(xué)出版社出版</p><p>

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