滚珠丝杠的加工工艺及加工滚珠丝杠的刀具材料
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要作用是将旋
转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、
可逆性和高效率的特点。由于具有小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种
机械精密机床和工业设备。
一、滚珠丝杠的特点及材料的选择
1、滚珠丝杠的特点：（1）摩擦损失小，传动效率高；（2）精度高；（3）轴向刚度高；（4）不能自锁、具有传动的可逆性。
2、滚珠丝杠材料的选择是保证滚珠丝杠质量的关键，一般要求是：
（1）好的加工性能，磨削时不容易产生裂纹，能得到良好的表面光洁度和
较小的残余内应力，对刀具磨损作用较小；
（2）抗拉极限强度一般不低于588mpa；
（3）有良好的热处理工艺性，淬透性好，不易淬裂，组织均匀，热处理变
形小，能获得较高的硬度，从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。常用的中
国牌号有40CrM0或GCr15等，热处理后的硬度一般在HRC60以上；
（4）材料硬度均匀，金相组织符合标准。
二、滚珠丝杠的机械加工工艺
滚珠丝杠一般属于批量生产，在要求质量，精度的同时需保证效率，但滚
珠丝杠的机械加工工艺为：锻造—退火—切削加工（粗车，半精车外圆、螺纹）—热处理—磨削加工（粗磨，半精磨，精磨外圆、螺纹）—检验。中间有几次
失效处理。
滚珠丝杠经过热处理后的硬度一般在HRC60以上，常采用磨削方式加工外圆、螺纹来保证其尺寸要求和精度要求。但磨削效率太低；再一个加工难题就
是断续车削去除滚珠丝杠两头螺纹，在硬车轴承座时余量大硬度高，需先退火
之后再进行加工，以上两种难题对机械制造商来说造成了效率低下。
随着切削技术的不断发展，人们研制出可“以车代磨”的刀具材料—立方
氮化硼刀具，传统的立方氮化硼刀具在粗车加工滚珠丝杠滚道时和滚珠丝杠之
间具有一定的压应力，并且立方氮化硼刀具的主副偏角均切削，造成刀具容易
崩口，碎裂。直到华菱超硬研制出非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S20牌号（如下图），使粗车滚珠丝杠刀具容易崩口，碎裂的问题得到解决。
华菱超硬研制的非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S20牌号加工滚珠丝杠的优势：（1）硬度高，耐磨性和耐热性好；（2）抗冲击性强，避免了刀具崩口，
碎裂的问题；（3）高速切削效率高；（4）干式切削减少环境污染；（5）刀具寿命长，一般是传统立方氮化硼刀具的1.5-2倍。
下面就简单介绍一下华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号加工滚珠丝杠案例。
三、华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号加工滚珠丝杠的案例
（1）BN-S20牌号加工滚珠丝杠案例（如下图）：
加工零件：滚珠丝杠
加工材料：中国牌号42CrMo或GCr15；
硬度：HRC60-62;
加工工序：淬火后精车；
加工刀具：BN-S20 SNGN090404
BN-S20 CNGN120708（轧制丝杠专用）
切削参数：ap=4.5mm，Fr=0.1mm/r，Vc=90m/min。
加工方式：干式切削
加工效果：与陶瓷刀具相比（如下图）：在切削速度高于陶瓷刀具38%，
吃刀深度高于陶瓷刀具8倍的基础上，华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号正常磨损，而陶瓷刀具最终碎裂。
（2）华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号车削轧制滚珠丝杠轴承座两端案例：
加工零件：滚珠丝杠轴承座
硬度：HRC60以上
加工工序：粗车轴承座两端
刀具牌号：BN-S20 CNGN120708（如下图）
切削参数：ap=8mm，Fr=0.1mm/r，Vc=70-120m/min（根据机床刚性调整）。
加工方式：干式切削。
加工效果：刀具成本降低(每根滚珠丝杠的加工成本在0.5元左右)，并且
节约了退火工艺和加工时间。
延伸阅读：华菱提供如下难加工材料和高效率加工方面的刀具产品及解决
方案：
1，高硬度铸铁/铸钢的加工,如:高铬铸铁、白口铸铁、镍硬铸铁等高硬度
合金铸铁，高锰钢等耐热耐磨钢的粗加工和精加工【可拉荒粗车有夹砂、气孔
的铸件毛坯】
2，热处理后的高硬度工件加工,如:淬硬轴承钢、渗碳钢、氮化钢、工具钢、模具钢热后硬切削，可断续切削【刀片的韧性和耐磨性能优异；单边背吃刀量
ap可达7.5mm，可加工HRC45-HRC79之间的高硬度钢件】
3，其他难切削材料类：高温合金、粉末冶金，难熔合金及碳化钨，镍基，钴基合金的加工以及热喷涂喷焊件的硬面加工【可订做非标，来图来样加工】4，普通灰口铸铁、珠光体球墨铸铁的高速切削【刀具寿命是合金刀具寿命的10-20倍】
滚珠丝杠副现状及发展 学院机械学院 专业班级机设1094 姓名罗成李源刘飞华王庆维钟鸿翔 指导教师邓奕 2013/3/13
摘要 近年来，随着加工制造、工艺、材料冶炼及热处理等技术的进步和发展，作为精密线性传动的首选部件之一的滚珠丝杠副越来越受国内、国际制造业的重视，其综合性能也有了很大的提高，因此本文在此基础上对滚珠丝杠副进行简单的探讨和研究。 本文对其可以概括为以下的三个方面： 一方面，滚珠丝杠副是目前世界上应用最广泛的一种新型的传动形式，其结构是有哪些部件组成，结构特点是什么，工作原理以及具有什么发展优势；第二方面，回顾滚珠丝杠副的发展简史，概述了其国内、外的发展现状及动态总结了一些滚珠丝杠副的国内外研究成果；最后一方面，概述对滚珠丝杠副的优化前景和应用发展。 [关键词]滚珠丝杠副结构特点现状发展应用前景
前言：机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势，有广阔的技术前景。滚珠丝杆副是为了适应机电一体化机械传动系统的要求而发展起来的一种新型传动机构，由滚珠丝杠、滚珠螺母（组件）和滚珠组成，可以将旋转运动变为直线运动，或者将直线运动转变成旋转运动。它具有传动效率高、启动力矩小、传动灵敏平稳、工作寿命长等优点。但是由于制造和装配的误差，滚珠丝杠副总是存在间隙，同时，滚珠丝杠在轴向载荷的作用下，滚珠和螺纹滚道接触部位会产生弹性变形，影响滚珠丝杠的传动精度。 滚珠丝杠副不仅是各类数控装备的核心功能部件，还是机械工业领域中资本密集型和技术密集型的重要通用零部件。在线性传动家族中滚珠丝杠副是应用面很广，产业化程度较高的产品。 一、滚珠丝杠副的结构及特点 (一)、滚珠丝杠副的结构 随着机床加工精度越来越高，滚珠丝杠副以其许多独特的优点，越来越多出现在有较高精度的机床上。滚珠丝杠螺母机构如图2-1所示，丝杠1和螺母2都具有圆弧形螺旋槽，合起来形成螺旋线滚道，连续装入若干（一般小于150个）等直径的滚珠3.当丝杠与螺母传动时，滚珠便沿螺旋槽滚动，数圈后经由回程引导装置，重新回到丝杠与螺母之间，形成一个闭合的循环回路[6]。一般滚珠丝杠副根据螺母的数量可以分为单螺母滚珠丝杠结构和双螺母滚珠丝杠结构如图2-2。
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
机械工艺卡片
普通车床加工工序卡 南昌大学 工程训练中 心 普通车床加工工艺卡 产品型号 零件号 零件名称 件数 第1页 实训产品 0006 螺纹体 1件 共1页 零件加工路 线 零 件 规 格 车 间 D-3 工序 材 料 Q235钢 Φ25圆棒 库 房 下料 重 量 0.154kg 车 工 去毛刺 毛坯料尺寸： Φ25×40mm 车 工 粗车 零件技术要 求 车 工 精车 1. 表面无毛 刺 车 工 去毛刺 检验室 检验 序号 工步 名称 设备名称 设备 型号 工具编号 工具 名称 工序内容 单位工时 备注 1 找正 夹紧 普 通 车 床 CA6136 三爪卡盘、卡盘、刀架扳手等 夹持毛坯外圆伸出50找正 夹紧 2min 2 车端面 45°弯头刀 车端面 2min 3 车外圆 90°外圆偏 刀 车M22×1.5螺纹外圆至长 度 2min 4 切槽 切槽刀 切4×Φ20槽 5min 5 车螺纹 60°三角螺纹刀 车M22×1.5 螺纹 15mi n
普通车床加工工艺卡 南昌大学 工程训练中 心 普通车床加工工艺卡 产品型号 零件号 零件名称 件数 第1页 实训产品 CG002 球体 1件 共1页 零件加工路 线 零 件 规 格 车 间 D-3 工序 材料 Q235钢 Φ25圆 棒 库 房 下料 重量 0.14 kg 车工 去毛刺 毛坯料尺寸： Φ25×34mm 车 工 粗车 零件技术要求 车 工 精车 1. 表面无毛刺 车工 去毛刺 检 验室 检验 序号 工步 名称 设备名称 设备 型号 工具编号 工具 名称 工序内容 单位工时 备注 1 找正 夹紧 普 通 车 床 CA6136 三爪卡盘、卡盘、刀架扳手 夹持毛坯外圆伸出40找正夹紧 2min 2 划线 普通R 圆弧刀、锉刀等 划线长分别为10、20、 24处 2min 3 切槽 圆弧刀在20至24长位置上移动切槽至Φ8 5min
滚珠丝杠的安装及空隙 调节方法 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
【文章摘自：机械设备论坛】滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体的螺旋传动元件，它是一种精密、高效率、高刚度、高寿命且节能省电的先进传动元件，可将电动机的旋转运动转化为工作台的直线运动,因此广泛应用在机械制造，特别是数控机床及加工中心上，为主机的高效高速化提供了良好的条件。 随着数控机床和加工中心工作精度要求的日益提高，滚珠丝杠副的高精度化成为发展的必然趋势，在主机上的安装精度也逐渐成为装配中的突出问题，为了达到机床坐标位置精度的要求，减少丝杠绕度，防止径向和偏置载荷，减少丝杠轴系各环节的升温与热变形，最大限度的减轻伺服电机的传动扭矩并提高机床连续工作的可靠性，就必须提高滚珠丝杠副在机床上的安装精度。 滚珠丝杠副常用的安装方式通常有以下几种：双推-自由方式；双推-支承方式；双推-双推方式。 大型卧式加工中心，是具有高性能、高刚性和高精度的机电一体化的高效加工设备，是加工各类高精度传动箱体零件及其他大型模具的理想加工设备。它的三个坐标方向均采用伺服电机带动滚动丝杠传动，三个坐标方向，即X、Y、Z的工作行程较大。 由于滚珠丝杠副的结构特点，使主机上三个方向的滚珠丝杠副的安装变得特别关键。 按照传统的工艺方法，安装滚珠丝杠一直沿用芯棒和定位套将两端支承轴承座及中间丝母座连接在一起校正、用百分表将芯棒轴线与机床导轨找正平行并令芯棒传动自如轻快的方法。
这种安装方法在三个坐标方向行程较小的小型数控机床和加工中心上应用较方便。 由于芯棒与定位套、定位套与两端支承的轴承孔以及中间的丝母座孔存在着配合间隙，往往使安装后的支承轴承孔和丝母座孔的同轴度误差较大，造成丝杠绕度增大、径向偏置载荷增加、引起丝杠轴系各环节的温度升高、热变形变大和传动扭矩增大等一系列严重后果，导致伺服电机超载、过热，伺服系统报警，影响机床的正常运行。 另外，两端轴承孔与中间丝母座孔的实际差值无法准确测量，从而影响进一步的精确调整。对于三个坐标方向行程较大的数控机床和加工中心，由于所需芯棒多在1500mm以上，加工困难，不易保证精度，因此无法采用芯棒与定位套配合的找正方法进行滚珠丝杠副的安装。 在生产某型卧式加工中心时，由于机床的三个坐标行程较大，采用传统工艺方法安装的过程中，由于两端轴承孔与中间丝母座孔同轴度超差，造成滚珠丝杠径向和偏置载荷增加，经常出现伺服电机超载、过热，伺服系统报警等现象，使机床无法连续运行，同时严重影响滚珠丝杆的使用寿命和传动精度，缩短了主机的维修周期。 利用其他装配方法，如采用移动滑鞍，缩短丝母座与轴承座的距离，将丝母座与两端轴承座分别找正的方法，由于需要两段分别找正，加上检棒和检套的配合间隙，实际应用效果也不理想，同样存在上述问题。 通过对该产品的现场技术攻关，经过多次反复的摸索与生产验证，总结出一条比较可靠的装配工艺方法。
数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点 由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生成效率高、周期短、设备使用费用高等特点。在数控加工工艺上也与普通加工工艺具有一定的差异。 1. 数控加工工艺内容要求更加具体、详细 普通加工工艺：许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。 数控加工工艺：所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中还需要确定详细的各种工艺参数。 2. 数控加工工艺要求更严密、精确 普通加工工艺：加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整。 数控加工工艺：自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑，否则将导致严重的后果。 如：（1）攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满切屑，是否需要退刀清理切屑再继续加工。 （2）普通机床加工可以多次“试切”来满足零件的精度要求，数控加工过程严格按规定尺寸进给，要求准确无误。 3. 制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算 编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再现，在对零件图进行数学处理和计算时，编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。 4. 考虑进给率对零件形状精度的影响 制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑进给率对加工零件形状精度的影响。在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运算完成的。根据差补原理分析，在数控系统已定的条件下，进给率越快，则插补精度越低，导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度加工时这种影响非常明显。 5. 强调刀具选择的重要性 复杂形面的加工编程通常采用自动编程方式，自动编程中必须先选定刀具再生成刀具中心运动轨迹，因此对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序不再通用，只能重新生成程序。
直线导轨和滚珠丝杠的发展趋势 我国滚动功能部件行业生产不集中、产品品种单一、含金量偏低、尚无一个在国际上有影响力的知名品牌，已成为国产数控机床发展的瓶颈。因此，加快实现我国滚动功能部 件产业化很有必要。 滚动功能部件产品包括：滚珠丝杠副、滚动直线导轨副、滚珠花键、滚珠导套、直线运 动部件、坐标工作台、自锁器等。它们以"滚动"为特征，具有高效省能、精密定位、精密 导向、对CNC指令反应快速以及传动的高速性、同步性、可逆性等功能，是数控机床和机电一体化产品不可替代的关键配套件，也是符合21世纪生态、环保理念的重要基础零部件。它们产品虽小，却集成了精密零部件制造的许多关键技术。由于它们的标准化、系列化、通用化程度很高，又有广阔的市场，十分有利于组织专业化大批量生产。 行业现状 目前我国滚动功能部件生产企业有50家（不含台湾省），研究院所、高校共3家，企 业附属研究机构3个。生产滚珠丝杠的企业有48家，年产值可达6.5亿元，生产滚动直线导轨的企业有6家（其中4家同时生产滚珠丝杠），年产值可达1.5亿元。在50家企业中，生产规模大、工艺装备较齐全、产量大、品种多的企业有6家，其余绝大部分企业规模小、产量不高、产品品种单一。 国产滚动功能部件在装备制造业中已应用于多个领域：上至"风云二号"卫星、导弹制导系统、太空舱空间传动装置、雷达装置、空港设备，下至各类数控机床、IT产业、冶金设备、铁道车辆、核电站、塑料机械、医疗器械等。
从全球范围看，我国滚动功能部件产业虽然是制造厂商最多的国家，但生产不集中、分 布不合理、总产量和产值不高，除少数重点骨干企业的部分产品达到或接近国外水平外， 多数企业只能生产中低档产品，且品种单一、含金量偏低，至今尚无一个在国际上有影响 力的知名品牌，尚无一家上市公司。 我国滚动功能部件产业与国外的主要差距是：专业生产水平不高；信息化管理滞后；产 业化进程缓慢；个性化服务跟不上。从产品总体水平看，我们处于发达国家名牌产品之下，发展中国家之上的中偏上水平，中低档产品与国外同类产品差距较小或基本持平，但生产 效率却远远低于国外。而高性能、高档次的产品（高速、高精度、特高精度、低噪音等） 与NSK、THK、Rexroth等知名企业有明显差距，成为制约国产高档数控机床发展的瓶颈。 国外发展趋势 国外滚动功能部件产业的总体水平和产品发展走势有以下特点： 生产规模大，信息化管理水平高，以大规模集约化制造的成本和速度，提供全方位满足用户个性化需要的众多系列产品。 滚珠丝杠、直线导轨的现状及技术动向 中国作为世界上最大的机床消费国，制造业已经发展成为一个支柱产业。由于汽车工业的发展，对机床的速度和效率都提出了新的更高的要求。据了解，目前中国机床的数控化率 发展很快。日本机床的数控化率从开始的40%提高到目前90%的水平，大约花了15年的 时间，从中国现在发展的速度来看，如要达到目前日本的水平，估计不需要花费这么多的 时间，提高数控机床功能零部件的性能和质量已经成为中国机床工业发展的当务之急。
07机制3班机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号KCSJ-01 产品名称零件名称手柄共 1 页第 1 页材料牌号45 毛坯种类锻件毛坯外形尺寸每毛坯件数 1 每台件数 1 备注年产1万 工序号工序 名称工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 10 模锻毛坯锻加工 20 粗铣端面B 粗铣端面B保证厚度尺寸28 机加工 铣工X52 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 30 粗铣端面A 粗铣端面B保证厚度尺寸27 机加工 铣工X52 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 40 精铣端面B 精铣端面B保证厚度尺寸26.5 机加工 铣工X52 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 50 精铣端面A 精铣端面B保证厚度尺寸26 机加工 铣工X52 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 60 粗镗小头孔粗镗小头孔到尺寸φ21.2H11机加工镗工T68 专用夹具，镗刀，游标卡尺 70 粗镗大头孔粗镗大头孔到尺寸φ37H11，保证中心 距128±0.2 机加工镗工 T68 专用夹具，镗刀，游标卡尺 80 粗铣小头槽粗铣小头槽槽宽9H11 机加工铣工X62W 专用夹具，锯片铣刀，游标卡尺 90 精铣小头槽精铣小头槽槽宽9H11 机加工铣工X62W 专用夹具，锯片铣刀，游标卡尺 100 钻大头径向孔钻大头径向孔φ4机加工钻工 Z525 专用夹具，麻花钻，游标卡尺 110 精镗小头孔精镗小头孔至尺寸φ22H9机加工 镗工 T68 专用夹具，镗刀，游标卡尺 120 精镗大头孔精镗大头孔至尺寸φ38H9机加工 镗工 T68 专用夹具，镗刀，游标卡尺 130 倒角倒大小头孔角，去毛刺机加工 钻工 Z525 专用夹具，倒角钻头，游标卡尺 140 终检入库检验零件尺寸 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
摘要 本次课题设计的主要内容是Y7520W丝杠的工艺设计，丝杠是数控机床不可缺少的部件，它在车床中起着非常重要的作用，在丝杠的工艺设计过程，首先对丝杆进行工艺分析，如丝杠的结构和特点，围绕着丝杆加工工艺，参阅有关资料，设计加工过程，如工艺基准的选择，工艺路线的选择及拟定工艺过程的编制，如加工应注意的问题，其次根据工艺分析出丝杆的机械加工过程，其次根据工艺分析进行机械加工，工艺过程编制对应加工所需的的工艺图，本设计的重点是工艺过程和工艺的编制安排，根据设计图纸上的安排进行合理安排工艺，其中包括加工方法的选择，刀具的选择，加工余量和精度尺寸的确定，本论文讨论了丝杠从毛坯到成品的加工工艺，分析了丝杠的加工过程和工序合成工程，最后列举了丝杆的加工工艺。 关键词；丝杠设计，加工工艺，加工余量
目录 摘要 (1) 前言 (5) 第1章零件的分析 (6) 1.1 零件的作用 (6) 1.2 零件的结构简介 (6) 1.2.1 丝杠的分类 (6) 1.2.2 丝杠的结构特点及技术要求 (6) 1.2.3零件的加工工艺分析 (7) 第2章工艺规程的设计 (8) 2.1 确定毛坯材料 (8) 2.2 基面选择 (8) 2.3 拟定丝杆的工艺路线 (9) 2.4 填写工艺卡片 (9) 2.5 确定工序尺寸 (12) 2.6 细长轴工件安装 (12) 2.6.1 在双顶尖间或一夹一顶安装工件 (12) 2.6.2 用中心架加工工件时装夹和找正 (12) 2.7 机床、刀具、夹具、量具的选择 (13) 2.7.1 机床的选择： (13) 2.7.2刀具的选择： (13) 2.7.3 夹具的选择： (13) 2.7.4 量具的选择： (14) 设计小结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17)
第一章数控加工工艺及设备基础 一、简答题 1、数控机床有哪些规格、性能和可靠性指标 2、什么数控机床的的机械原点和参考点？两者之间的关系各如何？ 3、数控加工机床按工艺用途分成几类？ 4、什么是数控？什么是数控系统？什么是数控机床？ 二、选择题 1、下列特点中，不属于数控机床特点的是( )。 A．加工精度高B．生产效率高C．劳动强度低D．经济效益差2、闭环进给伺服系统与半环进给伺服系统主要区别是( )。 A．位置控制器B．检测单元C．伺服单元D．控制对象 3、通常所说的数控系统是指( )。 A．主轴转动和进给驱动系统 B. 数控装置和驱动装置C. 数控装置和主轴转动装置 4、( )是数控机床的核心部分。 A．机床本体B．数控装置C．伺服系统 5、数控机床的组成部分是( )。 A. 硬件、软件、程序 B.控制介质、数控装置、伺服系统、机床和外部设备 C. 数控装置、主轴驱动、主机及辅助设备 6、计算机数控用以下( )代号表示。 A. CAD B．CAM C．ATC D．CNC 7、系统内部没有位置检测反馈装置，不能进行误差补偿的系统是( )。 A. 开环系统B．闭环系统 C. 半闭环系统D．以上均可能 8、下列装置中，不属于数控系统的装置是( )。 A. 自动换刀装置B．输入/输出装置C．数控装置D．伺服驱动 9、数控机床精度检验中，( )是综合机床关键零件部件经组装后的综合几何形状误差。 A．定位精度B．几何精度C．切削精度D．以上都对
二、判断题 1. 以交流伺服电机为驱动单元的数据系统称为开环数控系统。 ( ) 2. 半闭环系统是指无位置反馈的系统。 ( ) 3. 数控机床不能获得比机床本身精度还高的加工精度。 ( ) 4. 所谓的三轴联动指的是机床有三个数控的进给轴。 ( ) 5. 机床的几何精度会影响工件的尺寸精度，定位精度会直接影响工件的形状误差。 ( ) 6. 数控机床适合于多品种、中小批量的生产，特别适合于新产品试制零件的加工。 ( ) 7．开环伺服系统的精度要优于闭环伺服系统。 ( ) 8. 数控铣床和数控车床都属于轮廓控制机床。 ( ) 9、数控系统中，坐标轴的正方向是使工件尺寸减小的方向。 ( ） 数控加工工艺及设备习题库 第三章数控刀具 一、问答题 1、数控机床刀具按结构分类可分成哪几类？数控刀具按切削工艺分类可分成哪几类？ 2、数控刀具应具备哪些特点？机床向高速、高刚度和大功率发展，要求数控刀具具备哪些性能？ 3、数控刀具材料主要有那几种？数控机床用的最多刀具材料是哪一种？分别按硬度和韧性分析 其性能。 4、什么是硬质合金？P、K、M类硬质合金主要成分是什么？分别适合加工哪类材料? 5、什么是涂层硬质合金刀具？涂层加工方法分成几大类？常见的涂层材料有哪些？对涂层材料性能优什么 要求？ 6、陶瓷材料具有哪些优点和缺点？金属陶瓷刀具最大的优点是什么？ 7、超硬刀具材料中立方氮化硼具有哪些特点？聚晶金刚石为什么不能用于加工黑色金属？ 8、刀具失效的主要形式有哪些？分析前刀面磨损产生的原因和对策。 9、说明可转位刀片断屑槽的作用和形式？ 10、常见可转位刀片夹紧方式有几种？ 11、可转位刀片的选择包括几方面要求？刀片的刀尖半径的大小对价格性能有影响？
滚珠丝杠（滚珠丝杆）加工-硬车刀具 滚珠丝杆一般材质采用45号钢，圆钢，GCr15等通过热处理后获得了很高硬度（HRC50-HRC62）之间，由于滚珠丝杆细长轴，表面硬度也高因此给加工带来了难题，硬质合金刀片在硬车加工滚珠丝杆滚道时磨损量很快影响加工效率，然而更换成陶瓷刀具（性能硬而脆）加工滚珠丝杆滚道出现崩刃，蹦块问题。而且是两个切削刃均车削加工以致于生产成本增加。华菱品牌刀片材质：BN-S20在硬车加工滚珠丝杆滚道体现出刀片的耐磨性，红硬性，耐高温性。BN-S20牌号数控刀片：采用非金属粘合剂制成的中晶粒立方氮化硼整体烧结刀片，特点是可大余量粗加工淬硬钢，由于采用非金属结合剂烧结，避免了刀片切削温度过高造成的刀片寿命降低问崩刀火烧刀得问题。滚珠丝杠（滚珠丝杆）硬车加工滚道超硬刀片（质量稳定，耐磨）-华菱品牌 滚珠丝杆属于细长轴，其刚性差，因此线速度有所限制，在硬车滚珠丝杆滚道时尽量把转速降低，切刀深度降低从而能够保证运转的平稳性，刀具寿命延长，表面粗糙度很好，尺寸稳定好。 磨制滚珠丝杠以车代磨硬车工艺： 滚珠丝杠以车代磨硬车滚道工艺难点，滚珠丝杠Gcr15，45号钢淬火后硬度一般在HRC62左右；滚珠丝杠以车代磨工艺是指对淬火后的丝杆直接车削滚道：以φ60直径滚珠丝杠为例，其淬火后硬车滚道加工工艺为： 60圆钢淬火----粗车滚道（0.5mm吃刀制滚道，主副偏角都吃刀）---精车（0.2mm吃刀深，根据直径和变形酌情增减）。 滚珠丝杠以车代磨切削参数：普车转速80—120（线速度约25m/min）；数控车转速560转(线速度约100m/min)； 车床6130---15刀方或20刀方；中置45度车刀；总共切掉10mm左右的90度槽---然后精磨滚珠丝杠滚道圆弧/采用刀具精车或硬旋铣滚珠丝杠---用可修磨的BN-H10材质尖刀车滚道根部油槽底。 BN-S20材质刀片精加工滚珠丝杆滚道后，粗糙度高出采用旋风铣加工滚珠丝杠的光洁度。 硬车加工滚珠丝杆滚道常用刀杆型号：CSDNN2020(中置45度车刀杆) 硬车加工滚珠丝杆滚道常用刀片型号：SNMN0904 采用BN-H10材质尖刀车滚道根部油槽底，此材质刀片精车高，耐磨性好，耐高温，抗冲击性强，韧性好。精车图片如下：
课时授课教案 / 学年第期 课程名称：数控加工工艺 授课班级： 授课时间：第周星期第节 课题：刀具种类及选择 教学目的：铣刀的种类及选择 孔加工刀具的种类及选择 重点、难 点： 立铣刀、麻花钻的选择 使用教具：课件 课后作业： 1 课后记录： 年月日 授课主要内容 数控刀具的选用：选用数控刀具通常应考虑的因素、数控车削刀具的选用、数控旋转类刀
具的选用、数控机床刀柄的选用、工具系统。加工中心使用的刀具由刃具和刀柄两部分组成。刃具有面加工用的各种铣刀和孔加工用的钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀及丝锥等。刀柄要满足机床主轴的自动松开和拉紧定位，并能准确地安装各种切削刀具和适应换刀机械手的夹持等。 一、铣刀的种类及选择 常用铣刀的种类铣刀种类很多，常用铣刀如下： 1．面铣刀面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃，常用于端铣较大的平面。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高速钢或硬质合金，刀体为 40Cr。 高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d＝ 80~250mm，螺旋角β＝10°，刀齿数 Z＝10~26。 硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体式、机夹一焊接式和可转位式三种。 2．立铣刀立铣刀是数控铣削中最常用的一种铣刀，其结构如图所示。立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刀为副切削刃。主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。由于普通立铣刀端面中心处无切削刃，所以立铣刀不能作轴向进给，端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。 为了改善切屑卷曲情况，增大容屑空间，防止切屑堵塞，刀齿数比较少，容屑槽圆弧半径则较大。一般粗齿立铣刀齿数Z＝ 3～4，细齿立铣刀齿数 Z＝ 5～8，套 式结构 Z＝10～ 20，容屑槽圆弧半径 r＝ 2～ 5mm。当立铣刀直径较大时，还可制成不等齿距结构，以增强抗振作用，使切削过程平稳。 标准立铣刀的螺旋角β为40°～45°（粗齿）和30°～35°（细齿），套式结构立铣刀的β为15°～25°。 直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。φ2～φ71mm 的立铣刀为直柄；φ6～φ63mm 的立铣刀为莫氏推柄；φ25～80mm 的立铣刀为带有螺孔的 7：24锥柄，螺孔用来拉紧刀具。直径大干φ40～φ160mm 的立铣刀可做成套式结构。 3．模具铣刀 模具铣刀由立铣刀发展而成，适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件 上有较大转接凹圆弧的过渡加工。模具铣刀可分为圆锥形立铣刀（圆锥半角＝3°、 2 5°、7°、10°）、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。它的结构特点是球头或端面上布满了切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。国家标准规定直径 d＝ 4～ 63mm 。 4．键槽铣刀键槽铣刀有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既象立铣刀，又像钻头。加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。 国家标准规定，直柄键槽铣刀直径d＝2～ 22mm，锥柄键精铣刀直径 d＝14～ 50mm。键槽铣刀直径的偏差有 e8和 d8两种。键槽铣刀的圆周切削刃仅在靠近端面的一小段
机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片产品型号低速轴零件图号 产品名称零件名称共 1 页第 1 页 材料牌号毛坯种类轧制件毛坯外形尺寸每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工艺号工名 序称 工序内容 车 间 工 段 设备工艺装备 工时/s 准终单件 1 车，钻装夹，钻中心孔，粗车外圆，平端面CA6136 三爪卡盘，90°车刀，中心钻 2 切槽切退刀槽，倒角CA6136 三爪卡盘，45°车刀，切断刀 4 切槽切退刀槽，倒角CA6136 三爪卡盘，45°车刀，切断刀 热处理热处理 5 车精车外圆CA613 6 三爪卡盘，游标卡尺，90°车刀 6 调头调头装夹，精车外圆 7 铣铣键槽12×5×20型平键万能铣床平口钳，铣刀铣铣键槽14×5.5×25型平键万能铣床平口钳，铣刀淬火淬火 8 磨削粗，精磨外圆 描图 去毛刺由钳工修整，去毛刺钳工台锉刀 描校中检检查尺寸，表面粗糙度塞规百分尺卡尺清洗清洗清洗机 底图号终检检查尺寸，表面粗糙度塞规百分尺卡尺 装订号 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
评分表 序号考核评价项目 考核内容 学生 自检 小组 互检 教师 终检 配分成绩 1 过 程 性 考 核专业能力 相关知识点的学习 40 零件定位基准的选择原则 能够正确选择零件加工时的定位基准 2 方法能力 信息收集、自主学习、分析解决问题、归纳总结及 创新能力 10 3 社会能力 团队协作、沟通协调、语言表达能力及安全文明、 质量保障意识 10 4 常 规 考 核个人能力理论知识综合考核情况30 5 其他出勤、课堂纪律、回答问题、作业完成情况10
滚珠丝杠（滚珠丝杆）加工 滚珠丝杠（滚珠丝杆）硬车加工滚道超硬刀片（质量稳定，耐磨）-华菱品牌 滚珠丝杆一般材质采用45号钢，圆钢，GCr15等通过热处理后获得了很高硬度（HRC50-HRC62）之间，由于滚珠丝杆细长轴，表面硬度也高因此给加工带来了难题，硬质合金刀片在硬车加工滚珠丝杆滚道时磨损量很快影响加工效率，然而更换成陶瓷刀具（性能硬而脆）加工滚珠丝杆滚道出现崩刃，蹦块问题。而且是两个切削刃均车削加工以致于生产成本增加。华菱品牌刀片材质：BN-S20在硬车加工滚珠丝杆滚道体现出刀片的耐磨性，红硬性，耐高温性。BN-S20牌号数控刀片：采用非金属粘合剂制成的中晶粒立方氮化硼整体烧结刀片，特点是可大余量粗加工淬硬钢，由于采用非金属结合剂烧结，避免了刀片切削温度过高造成的刀片寿命降低问崩刀火烧刀得问题。 滚珠丝杆属于细长轴，其刚性差，因此线速度有所限制，在硬车滚珠丝杆滚道时尽量把转速降低，切刀深度降低从而能够保证运转的平稳性，刀具寿命延长，表面粗糙度很好，尺寸稳定好。 磨制滚珠丝杠以车代磨硬车工艺： 滚珠丝杠以车代磨硬车滚道工艺难点，滚珠丝杠Gcr15，45号钢淬火后硬度一般在HRC62左右；滚珠丝杠以车代磨工艺是指对淬火后的丝杆直接车削滚道：以φ60直径滚珠丝杠为例，其淬火后硬车滚道加工工艺为： 60圆钢淬火----粗车滚道（0.5mm吃刀制滚道，主副偏角都吃刀）---精车（0.2mm吃刀深，根据直径和变形酌情增减）。 滚珠丝杠以车代磨切削参数：普车转速80—120（线速度约25m/min）；数控车转速560转(线速度约100m/min)； 车床6130---15刀方或20刀方；中置45度车刀；总共切掉10mm左右的90度槽---然后精磨滚珠丝杠滚道圆弧/采用刀具精车或硬旋铣滚珠丝杠---用可修磨的BN-H10材质尖刀车滚道根部油槽底。 BN-S20材质刀片精加工滚珠丝杆滚道后，粗糙度高出采用旋风铣加工滚珠丝杠的光洁度。 硬车加工滚珠丝杆滚道常用刀杆型号：CSDNN2020(中置45度车刀杆) 硬车加工滚珠丝杆滚道常用刀片型号：SNMN0904 采用BN-H10材质尖刀车滚道根部油槽底，此材质刀片精车高，耐磨性好，耐高温，抗冲击性强，韧性好。精车图片如下：
轴类零件的数控加工工艺分析与编制 班级 姓名 学号 综合成绩 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 任务一、零件图纸的工艺分析 该零件由圆柱、槽、螺纹等表面形成 设计基准径向以轴线为基准，轴向以工件右端面为基准。 未注倒角C1 表面粗糙度为Ra3.2，Ra1.6 工件材料为45钢 任务二、工艺路线的拟定 1、表面加工的方法 粗车---精车 粗车1.5 精车0.5 精度等级 IT7，IT8 表面粗糙度 3.2，1.6 2、毛坯尺寸 ?15mm*145mm 3、工序划分 任务三、机床的选择 零件毛坯尺寸：?35mm*145mm 零件最高精度:IT7，IT8 刀具类型：外圆车刀、螺纹刀 机床：CK6141 机床参数 主电机功率：4000（kw）
刀具数量：4 最大加工长度：1000（mm） 最大加工直径：58（mm） 最大回转直径：224（mm） 精度级：IT6~IT8 卡盘：三爪卡盘 任务四、装夹方案及夹具的选择 通过对刀的方式找基准 径向基准为轴线 轴向基准为工件两端面 夹具为三爪卡盘 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务七、切削用量的选择 1.8切削用量选择
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机械加工工序卡片产品型号 零件 图号 01-01-01 共17页产品名称填料箱盖 零件 名称 填料箱盖第 1 页 (工序图) 车间工序号工序名称材料牌号 机加工 车间 车削HT200 毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数 铸造159x142 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 CA6140 1 夹具编号夹具名称切削液 ZY-01 车床专用夹具 工序工时 准终单件 39.46s 工步号工步容工艺装备 主轴转 速 (r/min) 切削速 度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀 量 (mm) 进给次 数 工时定额 机动辅助 1 粗车小端端面专用夹具、YG6硬质合金车刀、 表面粗糙度仪 90 45 0.5 1.25 1 22s 17.46 s
机械加工工序卡片产品型号 零件 图号 01-01-01 共17页产品名称填料箱盖 零件 名称 填料箱盖第 2 页 (工序图) 车间工序号工序名称材料牌号 机加工 车间 车削HT200 毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数 铸造159x142 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 CA6140 1 夹具编号夹具名称切削液 ZY-01 车床专用夹具 工序工时 准终单件 20.96s 工步号工步容工艺装备 主轴转 速 (r/min) 切削速 度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀 量 (mm) 进给次 数 工时定额 机动辅助 2 粗车φ65外圆专用夹具、YG6硬质合金车刀、 游标卡尺、表面粗糙度仪 90 45 0.65 1 1 20.5s 0.46s
滚珠丝杠副基础知识 1. 什么是滚珠丝杠副？ 滚珠丝杠副是由丝杠，螺母，滚珠组成的机械元件。其作用是将旋转运动转变为直线运动，或逆向由直线运动变为旋转运动。丝杠、螺母之间用滚珠做滚动体。 2. （1）（2）（3）（4）（5）（6） 3. 滚珠丝杠副有哪些特点？传动效率高。(达85%—98%)。灵敏度高。（无颤动、无爬行，同步性好）。定位精度高。(可以实现无间隙传动，刚度强，温升小)。使用寿命长。（是普通滑动丝杠的 4 倍以上，磨损小，精度保持期长）。使用、润滑和维修方便、可靠。可逆向传动，不自锁。（在垂直使用或需急停时，应附加自锁或制动装置）螺纹滚道的单圆弧、双圆弧各有何特点？ 单圆弧的优点是无偏心，工艺上易获得，缺点是用于“T 类”丝杠时轴向间隙大，运动滞后，若减小间隙，滚珠接触点低，受力差，加工时磨出“油槽”，测不准节圆（滚珠或测棒与滚道圆弧不相切）。双圆弧避免了上述缺点，但工艺上难获得。4. 双圆弧滚道有什么特点？ 主要是为了便于测准节圆。 5. 滚道底部的小圆弧起什么作用？ 此小圆弧熟称“油槽”，使用中可存油及容异物，加工中起工艺作用。减少磨削径向力。 6. 什么是内循环、外循环滚珠丝杠副？它们是如何分类的？ 一般定义为：滚珠在循环中始终不脱离丝杠表面的为内循环，反之为外循环。内循环有浮动（F）与固定（G）之分，外循环有螺旋槽（L）、插管（C）和端盖（DG）之分，其中插管式又有埋入式（CM）
和凸出式（CT）之别。相对来说，内循环滚珠丝杠副的螺母安装直径可以更紧凑，因此应用也最广泛。7. 浮动内循环返向器有何特点？优点是：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）流球通道为立体相切对称变曲率腔，技术含量高；圆形孔工艺性好，螺母轴向距离小，外径尺寸紧凑；凸筋既定位，又铲球，起双重作用；型腔为半开空间隧道，流球顺畅，与丝杠外径不摩擦；塑料制成，成本低，吸收振动，噪音小；可在上下及圆周方向上微量浮动，经跑合后自动趋向最佳位置；有效保护丝杠主体（滚珠脱落故障时，仅返向器损坏）；直径适用范围广，还可用于双线（双头）螺纹； 缺点是：（1）不耐高温（适用范围±60℃）；（2）丝杠滚道必须一端开通才可以装配。 8.插管循环方式的特点是什么？滚珠在插管内返向平滑，传动平稳：缺点是螺母安装尺寸大，管舌处薄弱，耐磨性、抗冲击性差。不适用于螺母转速高的场合。9.端盖式循环方式的特点是什么？径向尺寸大，轴向尺寸特小，尤其适合大导程多线螺纹；缺点是滚珠易产生撞击、跳动，摩擦损失。端盖式无法进行双螺母预紧 10.螺旋槽循环方式是否应逐渐淘汰？螺旋槽式虽然安装尺寸大，工艺复杂，传动不平稳，安装槽有方向性要求（朝上）；但挡珠器可阻挡硬性异物进入螺母内，挡球可靠，适用高低温范围非常广，所以还不能淘汰，尤其多用于军工产品。 11. 双螺母预紧型滚珠丝杠副有何特点？ 浮动内循环法兰—直筒组合的垫片预紧型应用最为普遍，内循环安装外径小，组合安装方便，调整预紧力简便，使用磨损出现间隙，还可自
机械加工工艺过程卡片 九江学院 机械与材料工程学院机械加工工艺过程卡片 零件图号KCSJ-12 共 2 页 零件名称蜗杆第页 材料牌号45钢毛坯种类锻件毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数 1 每台件数 工序号工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 01 锻造锻工自由锻锻床游标卡尺 02 去飞边金工磨工磨床砂轮、游标卡尺 03 粗车蜗杆轴左端面，打中心孔，及左边Φ20mm、Φ25mm、 Φ30mm、Φ36mm 定位轴肩，以及Φ30mm 轴段退刀槽的外圆 面，以中心孔轴线为精基准。 金工 车、钳 工 普通车 床 车刀、麻花钻、三爪卡盘 04 粗车蜗杆轴右端面，打中心孔，及右边、Φ30mm 、Φ36mm 定位轴肩，以及Φ30mm 轴段退刀槽的外圆面，以中心孔轴线 为精基准。 金工 车、钳 工 普通车 床 车刀、麻花钻、三爪卡盘 05 调质处理热加工热处理淬火机淬火机 06 半精车左端各外圆面，控制轴线方向的各个轴段的长度。 以中心孔轴线为精基准。金工车工 普通车 床 车刀、三爪卡盘 07 半精车右端各外圆面，控制轴线方向的各个轴段的长度。 以中心孔轴线为精基准。倒角。金工车工 普通车 床 揣测到、三爪卡盘
08 铣键槽，选择两个Φ30mm 外圆面作为基准。金工钳工普通立 式铣床 铣刀、专用夹具 09 车蜗杆螺纹，选择两个Φ30mm 外圆面作为基准。金工车工普通车 床 车刀、专用夹具 10 淬火热加工热处理淬火机淬火机 11 粗、精磨左端面及Φ20mm 轴头外圆面，Φ30mm 轴段外圆面， 以及磨制过渡圆角。 金工磨工 普通磨 床 砂轮、游标卡尺 12 粗、精磨右端面及Φ30mm 轴头外圆面，Φ60mm 轴段外圆面及 螺纹面，以及磨制过渡圆角，以两中心孔轴心线为基准。 金工车工 普通磨 床 砂轮、游标卡尺 13 去毛刺金工钳工钳工台深度游标卡尺 14 检验检验 15 入库仓库
滚珠丝杠的加工工艺及加工滚珠丝杠的刀具材料 滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要作用是将旋 转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、 可逆性和高效率的特点。由于具有小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种 机械精密机床和工业设备。 一、滚珠丝杠的特点及材料的选择 1、滚珠丝杠的特点：（1）摩擦损失小，传动效率高；（2）精度高；（3）轴向刚度高；（4）不能自锁、具有传动的可逆性。 2、滚珠丝杠材料的选择是保证滚珠丝杠质量的关键，一般要求是： （1）好的加工性能，磨削时不容易产生裂纹，能得到良好的表面光洁度和 较小的残余内应力，对刀具磨损作用较小； （2）抗拉极限强度一般不低于588mpa； （3）有良好的热处理工艺性，淬透性好，不易淬裂，组织均匀，热处理变 形小，能获得较高的硬度，从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。常用的中 国牌号有40CrM0或GCr15等，热处理后的硬度一般在HRC60以上； （4）材料硬度均匀，金相组织符合标准。 二、滚珠丝杠的机械加工工艺 滚珠丝杠一般属于批量生产，在要求质量，精度的同时需保证效率，但滚 珠丝杠的机械加工工艺为：锻造—退火—切削加工（粗车，半精车外圆、螺纹）—热处理—磨削加工（粗磨，半精磨，精磨外圆、螺纹）—检验。中间有几次 失效处理。 滚珠丝杠经过热处理后的硬度一般在HRC60以上，常采用磨削方式加工外圆、螺纹来保证其尺寸要求和精度要求。但磨削效率太低；再一个加工难题就 是断续车削去除滚珠丝杠两头螺纹，在硬车轴承座时余量大硬度高，需先退火 之后再进行加工，以上两种难题对机械制造商来说造成了效率低下。 随着切削技术的不断发展，人们研制出可“以车代磨”的刀具材料—立方 氮化硼刀具，传统的立方氮化硼刀具在粗车加工滚珠丝杠滚道时和滚珠丝杠之 间具有一定的压应力，并且立方氮化硼刀具的主副偏角均切削，造成刀具容易 崩口，碎裂。直到华菱超硬研制出非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S20牌号（如下图），使粗车滚珠丝杠刀具容易崩口，碎裂的问题得到解决。 华菱超硬研制的非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S20牌号加工滚珠丝杠的优势：（1）硬度高，耐磨性和耐热性好；（2）抗冲击性强，避免了刀具崩口，
附录 姓名：机械加工工艺卡片产品型号零件图号指导老师： 产品名称零件名称拖垃机连杆共21页第1页车间工序号工序名称材料牌号 金工铣两端面45# 毛坯种类毛坯尺寸每毛坯可制件数每件台数 模锻件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 立式铣床X52k 1 夹具编号夹具名称切削液 I 专用夹具 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r/min m/min mm/r mm 1 铣连杆大小头两平面，每面留磨量0.5mm 硬质合金端铣刀500 2.67 0. 2 3 1
机械加工工艺卡片产品型号零件图号 产品名称零件名称拖垃机连杆共21页第2页车间工序号工序名称材料牌号 金工粗磨45# 毛坯种类毛坯尺寸每毛坯可制件数每件台数 模锻件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床M7350 1 夹具编号夹具名称切削液 I 专用夹具 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r/min m/min mm/r mm 1 以一大平面定位，磨另一大平面，保证中心线对 称，无标记面称为基面 砂轮；磁力吸盘100 0.33 0.33 0.3 1
机械加工工艺卡片产品型号零件图号 产品名称零件名称拖垃机连杆共21页第3页车间工序号工序名称材料牌号 金工钻45# 毛坯种类毛坯尺寸每毛坯可制件数每件台数 模锻件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 摇臂钻床Z3080 1 夹具编号夹具名称切削液 I 专用夹具 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r/min m/min mm/r mm 1 以基面定位，钻、扩、铰小头孔麻花钻；扩孔钻；铰刀1000 1.04 0.1 2 10 1 2 250 0.39 0.8 1.5 1 3 200 0.32 0.8 1.0 1