CNC滾珠絲桿軸承座加工工序畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 級(jí) 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫(xiě) 學(xué)號(hào)： xx填寫(xiě) 專(zhuān)業(yè)： xx填寫(xiě) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫(xiě)作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱意見(jiàn)表 學(xué)生姓名： xx填寫(xiě) 學(xué)號(hào)： xx填寫(xiě) 專(zhuān)業(yè)： xx填寫(xiě) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究 評(píng)閱意見(jiàn)：

2、（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫(xiě)作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。）修改意見(jiàn)：（針對(duì)上面提出的問(wèn)題和不足之處提出具體修改意見(jiàn)。評(píng)閱成績(jī)合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見(jiàn)。）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱成績(jī) （百分制）： 評(píng)閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評(píng)閱人姓名所在單位評(píng)閱時(shí)間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻(xiàn)、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨(dú)立完成，不包含他人成果及使用過(guò)的材料。對(duì)論文的完成提供過(guò)幫助的有關(guān)人員已在文中說(shuō)明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒(méi)有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒(méi)有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫(xiě)日期：xx填寫(xiě)年月日題目：CNC滾珠絲桿軸承座加工工序摘? 要：數(shù)控加工中心作為現(xiàn)代加工利器，其是各機(jī)械公司必不可少的設(shè)備之一。本文主要介紹加工中心中滾珠絲桿軸承座的加工工序，調(diào)查發(fā)現(xiàn)該軸承座局部精度要求高且不易于裝夾，因此具有一定加工難度，本文通過(guò)實(shí)際加工研究及工藝分析，設(shè)計(jì)一種新型夾具裝夾并經(jīng)實(shí)踐證明其可解決目前存在的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：滾珠絲桿;軸承座;數(shù)控車(chē);工

4、裝夾具;精密內(nèi)孔滾扎頭 滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想產(chǎn)品。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。其功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲桿被廣泛應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床和精密儀器，而滾珠絲桿的功能體現(xiàn)離不開(kāi)具有支撐作用的軸承座，對(duì)于精密加工設(shè)備的加工中心，絲桿在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦加工精度降低，則加工中心的使用價(jià)值也將大打折扣，因此滾珠絲桿軸承座的加工有著較高的加工難度，本文將對(duì)軸承座的加工過(guò)程與解決難題進(jìn)行說(shuō)明1。1零件分析圖1為軸承座與滾珠絲桿的裝配三維圖，圖2

5、為軸承座零件圖。（1）該軸承座的材料為FC40，即高性能吸振灰口鑄鐵，高性能灰口鑄鐵有較好的強(qiáng)度，同時(shí)有良好的減震性，作為絲桿的軸承座能有效地吸收機(jī)器震動(dòng)的能量，此外還有良好的潤(rùn)滑性能及導(dǎo)熱性能。（2）軸承座加工生產(chǎn)屬于中小批生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質(zhì)量要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合中小批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率，本文著重解決的就是內(nèi)孔部分精度問(wèn)題。（3）另從圖3中可以看出，軸承座中兩邊有固定耳，需要先在銑床上進(jìn)行銑平，并在固定耳的一面保證與軸承座的軸心重合，允許誤差為0.03 mm，公差要求精度通過(guò)數(shù)控銑床加工得以實(shí)現(xiàn)，該軸承座內(nèi)

6、孔為階梯孔，內(nèi)孔部分是軸承零件起支撐作用或定位作用最主要的表面，它與加工中心絲桿軸承相配合。與塵封配合的部分孔的精度要求為0.06 mm，精度要求不高，這一部分通過(guò)精車(chē)后可以達(dá)到該尺寸，另在裝配軸承壓緊調(diào)間圈的孔內(nèi)圈尺寸要求也不高，軸承座的其余小孔部分可以通過(guò)在加工中心或者數(shù)控銑床上用外圓形夾塊裝夾加工得到。零件的加工難度主要在與0329軸承配合的內(nèi)壁部分，該精度要求為0.005 mm，表面粗糙度要求高，并且零件在裝夾方面由于兩個(gè)固定耳的存在，需要設(shè)計(jì)夾具進(jìn)行裝夾，并通過(guò)數(shù)車(chē)進(jìn)行加工2。1.1解決的難題針對(duì)這一難題，我們對(duì)該零件的精車(chē)加工部分進(jìn)行了認(rèn)真分析與研究，其主要有以下幾方面問(wèn)題。（1）

7、機(jī)床方面。加工此零件的機(jī)床為半閉環(huán)數(shù)控車(chē)，半閉環(huán)伺服系統(tǒng)與閉環(huán)伺服系統(tǒng)相比，位置檢測(cè)器不是安裝在工作臺(tái)上，而是安裝在伺服電動(dòng)機(jī)的軸上。這種伺服系統(tǒng)所能達(dá)以的精度、速度和動(dòng)態(tài)特性?xún)?yōu)于開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)，其復(fù)雜性和緊密度低于閉環(huán)伺系統(tǒng)，加上絲桿存在間隙，要保證零件所要求的0.005 mm的精度及0.8的粗糙度很困難3。（2）裝夾方面。機(jī)床用三卡爪自定心卡盤(pán)，對(duì)于零件的機(jī)構(gòu)無(wú)法順利裝夾。1.2結(jié)論分析（1）零件由于有兩個(gè)固定耳，在數(shù)控車(chē)床上加工需要設(shè)計(jì)夾具，夾具設(shè)計(jì)要考慮定位面和在裝夾過(guò)程中要能保證裝夾的同軸度。（2）為達(dá)到零件內(nèi)壁所要求的精度需要采用鏜孔式加工。（3）在對(duì)零件的加工過(guò)程中需要先進(jìn)行銑削加

8、工，并在數(shù)控銑床或者加工中心上用圓形夾塊進(jìn)行軟卡爪裝夾孔加工，之后把車(chē)部分作為后續(xù)加工完成。（4）加工過(guò)程中必須控制溫度上升引起的變形情況，且粗加工與精加工分開(kāi)，精加工余量盡量少防止溫度上升過(guò)快。為保證零件所需的精度，需要恒溫加工。2工序安排（1）數(shù)控銑床部分：完成兩固定耳和固定耳面上孔，保證固定耳的表面粗糙度和平面度，完成端面及孔臺(tái)階面上的孔及螺紋孔。（2）數(shù)控車(chē)床部分：作為后續(xù)工序利用夾具對(duì)內(nèi)孔部分進(jìn)行粗車(chē)及精車(chē)，保證內(nèi)孔部分精度。3夾具設(shè)計(jì)與裝夾3.1 夾具設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機(jī)床之間的相對(duì)位置關(guān)系，保證其加

9、工精度，有合理的裝卸空間，能快速地進(jìn)行工件定位和夾緊，減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。3.2 定位元件的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 在車(chē)床上加工回轉(zhuǎn)面時(shí)，要求工件被加工面的軸線與車(chē)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線重合，夾具上定位元件的結(jié)構(gòu)和布置，必須保證這一點(diǎn)。因此，對(duì)于同軸的軸套類(lèi)和盤(pán)類(lèi)工件，要求夾具定位元件工作表面的中心軸線與夾具的回轉(zhuǎn)軸線重合。對(duì)于殼體、接頭或支座等工件，被加工的回轉(zhuǎn)面軸線與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以?shī)A具軸線為基準(zhǔn)確定定位元件工作表面的位置。3.3夾緊裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 在車(chē)削過(guò)程中，由于工件和夾具隨主軸旋轉(zhuǎn)，除工件受切削扭矩的作用外，整個(gè)夾具還受到離心力的作用。此外，工件定位基準(zhǔn)的位置相

10、對(duì)于切削力和重力的方向是變化的。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須產(chǎn)生足夠的夾緊力，自鎖性能要良好，基于以上要求優(yōu)先采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。3.4 夾具設(shè)計(jì)根據(jù)軸承座的2個(gè)6絞孔和4個(gè)10.5的過(guò)孔特征設(shè)計(jì)夾具，夾具與零件的裝夾如圖3所示。該夾具合理地設(shè)置了退刀工藝盲孔、定位銷(xiāo)、卸料彈簧及壓緊裝置。裝夾過(guò)程中，用螺絲夾緊夾具的上部分與下部分，下部分中裝有卸料彈簧方便卸料，固定耳的一面與夾具下部分兩平面接觸，固定耳中間孔用定位銷(xiāo)加以定位，保證軸承座與夾具的同軸度，夾具孔臺(tái)階面用于軸線部份的定位，方便快速裝夾。數(shù)控機(jī)床用軟卡夾緊，軟爪夾持直徑應(yīng)比工件外圓直徑略?。ㄒ话闳?.010.03 mm），以增加軟爪與工件的接觸面

11、積，根據(jù)需要對(duì)軟卡抓進(jìn)行修正，之后用百分表打表校正。夾具制造按照?qǐng)D4工程圖進(jìn)行加工。4實(shí)際加工生產(chǎn)4.1 第一次試制生產(chǎn)第一嘗試使用K類(lèi)合金刀具對(duì)工件進(jìn)行常規(guī)加工，硬質(zhì)合金的牌號(hào)選擇為YG8，它的使用強(qiáng)度高，抗沖擊和抗振性能好，具有切削速度低特點(diǎn)，有利于精車(chē)內(nèi)孔。取刃傾角（S）為正值，刀刃鋒利;主偏角（Kr）為9396，減小徑向力;前角（ro）和后角 （a0）均取6，提高鋒利程度; 副偏角（Kr）為6，減小表面粗糙度。室溫控制在19，精車(chē)余量留0.08 mm，車(chē)削時(shí)加注冷卻液。經(jīng)試制內(nèi)孔粗糙度和精度難以保證到位，尤其在0329軸承配合部分的內(nèi)壁精度基本無(wú)法完成，其合格率極低，需被迫進(jìn)行工藝改進(jìn)

12、。4.2 第二次試制生產(chǎn)第二次嘗試使用鏜刀進(jìn)行低速鏜削加工，同樣把溫度控制在19，由于夾具設(shè)有退刀工藝盲孔，鏜孔時(shí)轉(zhuǎn)速考慮800 r/min，留余量0.04 mm，進(jìn)給量0.03 mm/r能保證鏜刀鏜削過(guò)后離開(kāi)接觸表面順利退刀，其方法如圖5所示意。把鏜刀固定在刀架的裝刀位上直接向Z向工件低速進(jìn)給鏜削，根據(jù)這種方法采用很小的進(jìn)給量與低轉(zhuǎn)速基本能夠保證其精度。但是合格率仍較低，由于是鏜刀低速鏜削，加工時(shí)間較長(zhǎng)加工效率不高，于是邊生產(chǎn)邊進(jìn)行工藝改進(jìn)，能夠保證加工合格率與高效率的工藝。通過(guò)向他人求教查詢(xún)資料及收集各類(lèi)媒體資訊最終拿出了第三套方案。4.3 第三次試制生產(chǎn)由于常規(guī)加工方法已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)合格率

13、與生產(chǎn)率，通過(guò)向他人請(qǐng)教和查閱媒體資料。在第三次試制中利用一種超精內(nèi)徑滾軋頭實(shí)現(xiàn)其加工效果。超精內(nèi)徑滾軋頭介紹：精密加工內(nèi)孔工具超精內(nèi)徑滾軋頭，利用無(wú)切削原理加工，工件經(jīng)過(guò)一次滾壓使金屬表面凸鋒部分產(chǎn)生塑性變型添補(bǔ)到凹部分，從而使零件表面光滑達(dá)到鏡面般光潔度，尺寸精度得到可靠保證，耐磨性，耐腐蝕性，耐疲勞性明顯提高，并能穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率，其適用于硬度40HRC以下工件孔的精加工。內(nèi)孔粗加工后，用超精內(nèi)徑滾軋頭一次精軋，就可以使內(nèi)孔的表面粗糙度值從Ra6.3左右降低到RaO.2RaO.05。加工后的表面硬度可提高40HV，增加了耐磨性。該工具有機(jī)械微調(diào)裝置（每格刻度值為0.002 5

14、mm），每支調(diào)整孔徑范圍為O.5 mm，偏差控制準(zhǔn)確（O.005 mm以?xún)?nèi)），批量生產(chǎn)內(nèi)徑尺寸一致。通、盲孔都可以加工，加工范圍廣（5 mm-350 mm）工作效率高（例如：200 mm300 mm孔，1.5 min內(nèi)就可以加工完。加工30 mmx40 mm的孔，10 s內(nèi)就可以完成）操作簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，維修費(fèi)用低，可以在車(chē)、鏜、鉆、銑、組合機(jī)床、加工中心等機(jī)床上使用。在一定范圍內(nèi)，用超精內(nèi)徑滾軋頭可以取代并優(yōu)于磨、珩磨、研磨、精鉸、精車(chē)、和精鏜等工藝。實(shí)際加工如圖6所示，在刀架上裝上滾軋頭，用帶有莫氏錐度的孔與其配合。先用內(nèi)車(chē)刀進(jìn)行半精加工，溫度控制在恒溫19，使40正0.005 mm的軸承孔留有0.04 mm的余量（一般余量值取0.020.04 mm）為了獲得合理的滾壓含量，根據(jù)軸承座的尺寸精度（材料硬度）在批量加工前試加工，這里通過(guò)試制取最大余量0.04 mm，滾軋時(shí)為了保證滾軋頭的壽命將切削液換成軋制液（軋制液是有精制礦物油與表面活性劑、抗磨劑、油性劑、抗氧化劑和防銹防腐劑等添加劑混合成。使用時(shí)將軋制液添加入工業(yè)脫鹽水中配置成乳化液，在軋制過(guò)程中起到冷卻、潤(rùn)滑和清洗作用?？梢詼p少軋制力、提高表面光潔度）。采用該試制，取得了很好的效果，表面粗超度達(dá)到了鏡面效果且產(chǎn)品的一致性高效