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梯形螺纹轴的数控加工工艺设计

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目录

摘 要………………………………………………………………………………3

1．绪 论……………………………………………………………………5

1.1课题的发展背景及意义……………………………………………………３

1.2数控加工的特点………………………………………………………… ４

2．蜗杆轴的加工工艺分析…………………………………………… 8

2.1分析零件图……………………………………………………… 8

2.2蜗杆轴的技术要求分析…………………………………………… 9

2.3毛坏的确定……………………………………………………… 10

2.4工艺分析及主要加工表面………………………………………… 11

2.5选择定位基准……………………………………………………… 15

2.6确定零件加工步骤……………………………………………… 15

3．切削用量的选择………………………………………………………18

3.1 主轴转速的确定………………………………………………………18

3.2 背吃刀量的确定………………………………………18

3.3 进给速度的确定……………………………………………………18

4．机床的选择及参数………………………………………………………20

4.1 数控机床型号选择及主要参数………………………………………21

4.2车床加工前的调整及常见检查………………………………………23

5．填写加工工艺文件……………………………………………………24

参考文献…………………………………………………………………………28

后记………………………………………………………………………………29

摘 要

数控技术在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了它在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。随着我国工业化程度的不断提高，企业之间的竞争不断激烈．这就要求各企业必须提出合理的生产方案和科学的工艺分析，在有限的资源中和有效的时间内能够合理利用设备，降低成本来提高生产效率，从而获取更多的利润。

本设计通过分析蜗杆轴的使用性能和技术要求确定毛坯材料、毛坏大小、热处理要求。然后，分析轴的工艺特点，主要加工表面，（其中有车削、铣削、磨削）及其有哪些技术要求并提出解决方法。最后根据分析选择需要的机床、刀具、夹具、量具、冷却液等及其相关参数，确定加工工艺路线，最后编写机械加工工艺文件。

关键词：生产效率 蜗杆轴 工艺分析 工艺设计 参数

Abstract

CNC technology in today's machinery manufacturing industry

in an important position and great benefits, demonstrating its

national infrastructure in the strategic role of industrial

modernization, and has become the traditional mechanical

manufacturing industry to enhance the transformation and

realization of automation, flexible, integrated production of

the important the means and logo. With the continuous

improvement of China's industrialization level, continued

intense competition among enterprises. It demands that all

companies must provide a reasonable production programs and the

scientific process analysis, the limited resources and the

effective period of time can be a reasonable use of equipment,

lower costs to increase production efficiency in order to gain

more profits.

This design by analyzing the worm shaft to determine the use

of performance and technical requirements of rough material,

bad hair size, heat treatment requirements. Then, the analysis

of shaft technology features, the main processing surface,

(including turning, milling, grinding) and What are the

technical requirements and propose solutions. Finally select the analysis of machine tools, cutting tools, fixtures, gauge,

coolant, etc. and their associated parameters to determine the

processing technology line, and finally the preparation of

machining process file.

Key words: production efficiency worm shaft Process Analysis

Process Design Parameters

1 绪 论

1.1课题的发展背景及意义

零件加工工艺毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。

随着制造水平的提高, 数控机床在现代制造业中起着越来越重要的作用,为保证零件加工量,除了数控机床自身的精度外, 还与数控加工中的工艺措施密切相关。在编制数控工艺规程时, 和编制传统工艺规程一样, 要考虑到机械的用途和性能, 零件材料, 生产条件和批量大小等。同时, 要根据自身的特点和要求，在编制中作一些调整, 从而有效的保证产品质量, 充分发挥数控机床的优势，提高生产效率。

机械制造厂生产的各种机械产品，可以是一台机器，可以是机器中的某个部件，或是某个零件。机械产品的生产过程是将原材料转变成为成品的全过程。 工艺过程是在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的全过程。

长度与直径比值大于5的轴通常称为细长轴，它在生产生活中有着广泛的应用，有些场合起着非常关键的作用。如机床的丝杠、光杠、发动机的凸轮轴、拉床用拉刀、卫星展开天线的螺杆等都是典型的细长轴类零件。另外，在纺织、印染、造纸等机械中也有大量的用无缝钢管制造的细长导辊。车床车螺纹时，进给运动靠丝杠传递，车其它表面则靠光杠传递，因此车削后工件的精度与丝杠或光杠有直接的关系。凸轮轴是发动机的第二大运动件，刚性差，但驱动着整个配气系统及其它附件，对发动机的性能影响很大。

在一定的生产条件下，确保加工质量和最少的生产成本是制定工艺规程的基本原则。机械加工工艺规程首先应能够保证加工后工件达到图样上规定的技术要求；其次，该工艺规程应该是在现场生产条件下、在规定的生产批量下最经济的，应能取得最好的经济效益；同时，要求是工人具有良好而安全的劳动条件。零件机械加工工艺分析的制定过程大致可分为下述七个阶段进行：

（1）零件图纸工艺分析

（2）确定装夹方案 （3）确定工艺方案

（4）确定工步顺序

（5）确定进给路线

（6）确定切削参数

（7）填写工艺文件

本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。通过对减速器传动轴图的分析及结构图形式的了解，从而对轴进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。

工艺分析是数控加工编程的前期工艺准备工作, 无论是手工编程还是自动编程, 在编程之前均需对所加工的零件进行工艺分析。如果工艺分析考虑不周,

往往会造成工艺设计不合理, 从而引起编程工作反复, 工作量成倍增加, 有时还会发生推倒重来的现象, 造成一些不必要的损失, 严重者甚至还会造成数控加工差错。因此, 全面合理的工艺分析是进行数控编程的重要依据和保证。

1.2数控加工的特点

同常规加工相比，数控加工有如下特点。

（1） 自动化程度高 在数控机床加工零件时，除了手工装卸工作外，全部加工过程都由机床自动完成。这样减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件。

（2） 加工精度高，加工质量稳定 数控加工的尺寸精度通常在0.005~0.1mm之间，目前最高的尺寸精度可达±0.0015mm，而且不受零件复杂程度的影响，加工中消除了操作者人为的误差，提高的同批零件尺寸的一致性，使产品质量保持稳定。

（3） 适应性强 数控机床上实现自动加工的控制信息是加工程序。当加工对象改变时，除了相应更换刀具和解决工件装夹方式外，只要重新编写并输入该零件的加工程序，便可自动加工出新的零件，不必对机床作任何复杂的调整，这样缩短了生产准备周期，给新产品的研制开发以及产品的改进、改型提供了捷径。

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数控车床上加工梯形螺纹

数控车床上加工梯形螺纹

数控车床上加工梯形螺纹

内容摘要:在数控车床上加工梯形螺纹是一个全新的课题，本文通过对梯形螺纹加工的工艺分析和加工方法的研讨，探索出 一套可以在数控车床上加工出合格梯形螺纹的方法

在普通车床的生产实习过程中,加工梯形螺纹课题是最基本的实习课题,但在数控车床实习过程中，常常由于加工工艺方面的原因，却很少进行梯形螺纹的加工练习，甚至有人提出在数控车床上不能加工梯形螺纹，显然这种提法是错误的.其实，只要工艺分析合理，使用的加工指令得当，完全可以在数控车床上加工出合格的梯形螺纹.

一、梯形螺纹加工的工艺分析

1.梯形螺纹的尺寸计算

梯形螺纹的代号 梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示，单位均为mm。左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”，右旋则不用标注。例如Tr36×6，Tr44×8LH等.

国标规定，公制梯形螺纹的牙型角为30°.梯形螺纹的牙型如图（1)，各基本尺寸计算公式如表1—1。

图1 梯形螺纹的牙型

2。梯形螺纹在数控车床上的加工方法

直进法 螺纹车刀X向间歇进给至牙深处（如图2a）。采用此种方法加工梯形螺纹时,螺纹车刀的三面都参加切削,导致加工排屑困难，切削力和切削热增加，刀尖磨损严重.当进刀量过大时，还可能产生“扎刀”和“爆刀”现象。这种方法数控车床可采用指令G92来实现，但是很显然，这种方法是不可取的。 斜进法 螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处（如图2b）。采用此种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削，从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，在车削中不易引起“扎刀”现象。该方法在数控车床上可采用G76指令来实现。

交错切削法 螺纹车刀沿牙型角方向交错间隙进给至牙深（如图2c)。该方法类同于斜进法，也可在数控车床上采用G76指令来实现。

切槽刀粗切槽法 该方法先用切槽刀粗切出螺纹槽（(如图2d），再用梯形螺纹车刀加工螺纹两侧面。这种方法的编程与加工在数控车床上较难实现.

浅谈梯形螺纹在数控车床上的加工与编程

浅谈梯形螺纹在数控车床上的加工与编程

江苏工贸技师学院08数控技师论文

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浅谈梯形螺纹在数控车床上的加工与编程

江苏工贸技师学院

摘要：在数控车床上加工梯形螺纹有一定的技术难度,特别是在高速切削时难度更大，安全可靠性差，加工的时候不容易观察和控制，这样就会更加的严格要求我们对梯形螺纹的加工方法进行不断和更多的探索。

关键词：梯形螺纹 数控车削 高速车削 加工方法

梯形螺纹与三角螺纹相比，螺距和牙型都大，而且要求精度高，牙型两端侧面表面粗糙度较形螺纹在数控车床高速切削中加工的难度较大，在多年的数控车小，这样导致了梯形螺纹高速车削时吃刀深、走刀快、切削余量大、切削抗力大。这样就导致了梯床实习中，通过不断的摸索与总结，对梯形螺纹的加工业有了一定的认识，下面就来研究下梯形螺纹的车削方法。

一、 梯形螺纹在数控车床上加工的基本方法与工艺分析

1. 梯形螺纹的尺寸计算

梯形螺纹的代号 梯形螺纹的代号用字母“Tr”表示，及公称直径×螺距表示，单位为mm。左旋螺纹则需要在尺寸规格后加注“LH”，右旋则不需要。例：Tr40×4,Tr36×6LH,梯形螺纹的标记由螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号组成，如：Tr50×7LH—7e—L（Tr50×7LH为梯形螺纹代号、7e为公差代号、L为旋合长度代号）。

国标规定，公制梯形螺纹的牙型角为30° 。各基本计算公式如表1-1

图1-1梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式 江苏工贸技师学院08数控技师论文

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2. 梯形螺纹加工的基本方法

（1） 直进法。螺纹车刀X向间歇进给到牙深处。采用这种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三面都参加了切削，这样会导致加工是排削困难，切削力和切削热增加，刀尖磨损严重。如果进刀量大时，有可能会出现“扎刀”现象。这种方法在数控车床里用指令G92和G32来实现。

例：G32/G92单段螺纹切削指令

G32/G92X(U) Z(W) F

X(U) Z(W)为螺纹种点的坐标，F为导程。

基于宏程序编程的梯形螺纹加工

基于宏程序编程的梯形螺纹加工

基于宏程序编程的梯形螺纹加工　

合肥工业大学工业培训中心　（安徽２３０６０１）　周建峰朱华炳　

传统的低速切削螺纹的方法有直进法、斜进法、左　右车削法和车阶梯槽法等，这些加工方法由于其自身存　在缺陷，生产率较低，精度稳定性差，很难实现产品批　量生产或产品的改型，这也极大地影响了产品的加工效　率和加工质量。在数控车床上加工梯形螺纹最重要的是　程序指令的合理使用及工艺的安排，以ＦＡＮＵＣ系统数　控车床为例，能够用来加工螺纹的基本指令有Ｇ３２（单　行程螺纹切削）、Ｇ９２（螺纹切削循环指令）、Ｇ７６（螺　纹切削复合循环指令）等，他们各有自身的优缺点。如　果使用其中某一指令来加工梯形螺纹的话，可加工小螺　距螺纹或精度较低的螺纹，但切削效率较低，难以满足　更高的要求。　１．基于宏程序编程的分层法车削梯形螺纹　分层法是直进法和左右切削法的综合应用，其原理　如图ｌ、图２所示，它可以克服传统加工方法的缺陷。　它先将螺纹　向分成若干层，每一层的切削都采用先直　

图１　进后左右的车削方法。由于左右切削时槽深不变，刀具　只须做向左或向右的纵向进给即可，从而降低了车削难　度，完成粗车后再对槽两侧进行精车。这种方法，一方　面是刀具一边受力，工作平稳，不易扎刀或产生振动；　另一方面，它将梯形螺纹的切削进刀过程规律化，方便　

ＭＳ２：Ｒ４＝０．７５　ＳＱＲＴ（１６００一Ｒ１￥Ｒ１）；（标记符ＭＳ２）　Ｇ１　Ｘ＝２｝Ｒ４　Ｚ：Ｒ３—４０；（椭圆插补）　Ｒ３＝Ｒ３—０．０５；（Ｚ轴每次减小０．０５ｍｍ）　ＩＦ　Ｒ３＞＝Ｏ．５　ＧＯＴＯＢ　ＭＳ２；（条件判断，若椭圆未加工完　毕，跳转返回ＭＳ２）　Ｇ９１　ＧＯＸ３；（退刀）　Ｇ９０　１３；（退刀）　ＲＥＴ；（子程序结束并　返回）　其走刀轨迹图如４　所示。　刀具从起点Ｘ７５Ｚ３开始切削，Ｇ１５８　Ｘ＝Ｒ３０，Ｒ３０＝　Ｒ３０—３相当于将中心线偏移，每次程中心线偏移３ｍｍ，　直到偏移１Ｏ次后中心线到达中心线位置４处，留出精加　工余量（本图画了５次中心线等距偏移）。当Ｇ１５８取消　中心线偏移，Ｒ３０：０时进行精加工。从轨迹图中可以看　

大螺距梯形内螺纹的加工

大螺距梯形内螺纹的加工

ＳＩＬＩＣｏＮ　ＬＬＥＹ一爱　ｊ【科技创新沦坛】　大螺距梯形内螺纹的加工　朱银华　（扬州高等职业技术学校机电工程系江苏扬州２２５００３）　摘要：　在数控车床上加工螺纹并不是非常困难的事情，对于每一个专业技工来说都可以把此项加工做的很好，但是大螺距梯形内螺纹的加工就很困难。原　因主要是工艺上的难以把握。在原来的方法基础上做部分的改进，使得大螺距梯形内螺纹的加工从理论上降低难度。　关键词：　大螺距；梯形：螺纹；加工；数控机床　中图分类号：ＴＧ７文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—７５９７（２０１０）ｌ１２０１９４—０１　科技的进步体现在工程制造业上就是将电子信息技术与制造技术充分　的融合，比如数控车床的出现，从一定程度上使机械的加工工艺向前迈进　了一大步，但是还是有一些技术需要用新方法新科技去弥补，而大螺距梯　形内螺纹的加工就是其中一种需要去深化改进的。　１大簟距梯形内曩纹的车削方法　梯形螺纹，牙型为等腰梯形，牙型角为３Ｏ。且对称，牙根强度高，对　于３０。梯形螺纹比普通６Ｏ。或５５。螺纹的中径要厚且有强度，还有它要比　其他的螺纹更耐磨。但直径不能太小，因此广泛应用在需要较大传动力的　场合。　１．１梯形内螺纹孔径和刀头宽度的计算　对于梯形螺纹孔径的计算，通常采用Ｄａ—ｄ—Ｐ，其孔径公差可通过梯　形螺纹有关公差表进行查找；对于梯形内螺纹车刀刀头宽的计算，刀头宽　比外梯形螺纹牙顶宽稍大一些。　１．２数控机床车刀和刀杆的选择及装夹　在数控机床车削时，刀杆尺寸应根据工件内ｆＬ尺寸选择，孔径较小采　用整体式内螺纹车刀，一般采用刀杆是能承受切削力的刀杆，其几何角　度、刀具材料与梯形外螺纹车刀相同。梯形内螺纹车一般磨有前角（车铸　铁梯形内螺纹车刀除外），通过计算来修正刀尖角；同时，车制对配的螺　母时，应保证车出的螺母与螺杆牙形角一致，采用专用样板，以基准面靠　紧工件的外圆表面来找对车刀的正确位置；在车削过程中，背吃刀量不宜　掌握，可先车准螺孔尺寸，然后在平面上车出一个轴向深ｌ～２衄、孔径等　于螺纹基本尺寸（大径）的台阶。　作为对刀基准，粗车时，应保证车刀刀尖和对刀基准有０．１０～　０．１５ｍｍ的间隙；精车时使刀尖逐渐与对刀基准接触。调整中滑板刻度值至　零位，再以刻度值零位为基准，不进刀车削２—３次，以消除刀杆的弹性变　形，保证螺母的精度要求。　２数控机床加工大一雁梯形内曩纹过程分析　加工一个深孔螺纹，意味着刀具与工件之间需长时间的接触。同时，　在加工过程中会产生更多的切削热和更大的切削力。因此在特殊材料（如　钛金属类零件）的小深孔中进行攻丝容易产生刀具破损和螺纹的不一致　性。为解决这个问题。可以采用三种方案：①增大攻丝前孔的直径；②　分层切削法；③改变其宏程序。　２．１增大攻丝前孔的直径　合适的螺纹底孔对于螺纹加工是十分重要的。一个尺寸稍大的螺纹底　孔能有效降低攻丝过程中产生的切削热和切削力。但它也会减小螺纹的接　触率。　国家标准和技术委员会规定：在深孔中，允许在孔壁上只攻出螺纹全　高的５０％。这一点在对特殊材料和难加工材料的小孔攻丝时尤其重要。因为　尽管由于孔壁上螺纹高度的减少导致螺纹接触率下降，但由于螺纹长度的　增加，因此仍可保持螺纹可靠的连接。　螺纹底孔的直径增量主要取决于所要求的螺纹接触率和每英寸的螺纹　头数。根据上述两值，利用经验公式可计算出正确的螺纹底孔直径。　２．２分层切削法　所谓分层切削法，就是将梯形（或蜗杆）的螺纹牙槽按一定的深度分　成若干层。一层层的往里加工　使得每层的每～刀的吃刀深度都是一样切　削力也基本一样。降低了切削难度。能快速、准确、顺利将螺纹槽余量粗　车完成。由于钛合金具有大的弹性和变形率，因此需要采有相对较小的切　削速度。在加工钛合金零件的小孔时，推荐采用的圆周切削速度为ｌ０～　ｌ４英寸／分。我们不推荐采用更小的速度，因为那样会导致工件的冷作硬　化。另外，也需注意刀具破损而导致切削热。　在加工内梯形螺纹时，由于车刀在孔内工作观察、加工都比外螺纹困　难。因此在分层时应分得小一些。如以内梯形Ｔｒ６０×８为例。　（设刀头宽为　ｌｍｍ，留精车余量为０．２ｍｍ）则有关参数计算为：　内梯形螺纹槽高：ｈ＝０．５×Ｐ＝０．５×８＝４ｍｍ　内梯形螺纹槽顶宽：Ｗ＝Ｐ一０．３６６×Ｐ＝８～０．３６６ｘ８＝５．７０２４　然后按照各种参数来进行加工程序，其编程方法与外螺纹相类似。　由于钛合金具有大的弹性和变形率，因此需要采有相对较小的切削速　度。在加工钛合金零件的小孔时，推荐采用的圆周切削速度为ｌ０～１４英寸　／分。我们不推荐采用更小的速度，因为那样会导致工件的冷作硬化。另　外，也需注意刀具破损而导致切削热。　在深孔攻丝时，需减少丝锥槽数，使每个槽的容屑空间增大。这样，　当丝锥退刀时，可以带走更多的铁屑，减小由于铁屑堵塞而造成刀具破损　的机会。但另一方面，丝锥容屑槽的加大使得芯部直径减小，因此，丝锥　强度受到影响。所以这也会影响切削速度　另外，螺旋槽丝锥比直槽丝锥　更易排屑。小前角可提高切削刃强度，从而增加刀具寿命；而大前角有利　于切削长切屑的金属。因此在对钛合金加工时，需综合考虑这两个方面的　因素，选用合适的前角；大后角可以减小刀具和切屑之间的摩擦。因此有　时要求丝锥后角为４０。。在加工钛金属时，在丝锥上磨出大的后角，有利　于排屑。另外，全磨制丝锥和刃背铲磨的丝锥也有利于攻丝。当加工特殊　材料时，必须保证切削液到达切削刃　为改进冷却液的流量，推荐在丝锥　的刃背上开冷却槽。如果直径足够大的话，可考虑采用内冷却丝锥。　２　３改变其宏程序　宏程序的特点主要就是可以使用变量，并可通过变量进行运算，大大　拓宽了传统数控编程的局限性，而且常用的循环指令都是通过宏程序来实　现的，如能把握一些宏程序的编制方法就可以帮助我们实现对数控系统的　二次开发。在数控机床上采用的宏指令可分为Ａ、Ｂ两类，一般来说，数　控机床对于螺纹的加工采用的是Ｂ类宏指令编程，Ｂ类宏指令相对Ａ类更　直观，类似于一般的计算机语言编程。在此不作具体解释。现通过实验加　工一大径为中３０，底径为　２４，牙型角为３０。，螺距最小处为４ｍｍ，最大处　为１０ｍｍ，用在恒转速下传递增减速运动。　内梯形螺纹（Ｔｒ４Ｏｘ７）的宏程序　系统：ＦＡＮＵＣ—ｏｉｍａｉｔ　编程思想：每一层分中、右、左三分，每一刀的ｚ轴方向的起刀点都　不同　Ｇ５４Ｇ９９　Ｍ３Ｓ１００　Ｔ０１０１　／　，　ＧＯＺ３　Ｘ３３　（下转第４５页）