畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-滾珠絲杠零件工藝規(guī)程及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)

PAGE\*ArabicPAGE\*Arabic2摘要本次接到的設(shè)計(jì)課題是滾珠絲杠零件機(jī)械加工工藝及夾具的設(shè)計(jì)，零件為機(jī)床設(shè)備必備的核心零件，滾珠絲杠通常與絲杠螺母組合使用，兩者的螺母尺寸一樣，絲杠在螺母中旋轉(zhuǎn)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，因此滾珠絲杠的加工精度直接決定了機(jī)床部件移動(dòng)的精度，所以對于絲杠零件的加工工藝和加工方法的研究顯得格外重要。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)了機(jī)械制圖、公差配合與測量技術(shù)、數(shù)控加工工藝及操作、機(jī)械加工技術(shù)以及機(jī)械加工工藝等專業(yè)課程之后安排的檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果的實(shí)用性設(shè)計(jì)課題，研究內(nèi)容包含絲杠零件加工工藝過程及工序卡片的設(shè)計(jì)、各工序切削參數(shù)的計(jì)算、重要工序機(jī)床加工夾具的設(shè)計(jì)、切削力和夾緊力的計(jì)算、絲杠零件圖和毛坯圖以及三維模型的設(shè)計(jì)、專用夾具裝配模型的設(shè)計(jì)、夾具裝配圖預(yù)計(jì)零件圖的繪制等，對本人在學(xué)校所學(xué)的課程進(jìn)行了全面的檢驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)會(huì)形成一篇專業(yè)的設(shè)計(jì)說明書，包含絲杠零件加工工藝路線的分析與選擇、加工過程中粗精基準(zhǔn)的選擇及定位方法的確定、各道工序的切削參數(shù)選擇與計(jì)算、定位方法的分析及自由度限制情況說明、夾具的定位精度計(jì)算等等，另外一點(diǎn)在完成本次設(shè)計(jì)的過程中需要查閱大量的關(guān)于機(jī)械加工工藝方面的書籍，絲杠加工方法等書籍，分析傳統(tǒng)加工方法和先進(jìn)的新型加工方法的優(yōu)缺點(diǎn)，對于國內(nèi)絲杠零件的加工工藝有著至關(guān)重要的作用，提升絲杠零件的加工精度和經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：滾珠絲杠工藝方案夾具設(shè)計(jì)

ABSTRACTThedesigntopicreceivedthistimeisthemechanicalprocessingtechnologyandfixturedesignofballscrewparts.Thepartsareessentialcorepartsofmachinetoolequipment.Ballscrewsareusuallyusedincombinationwithscrewnuts,withthesamenutsize.Thescrewrotatesinthenut,convertingtherotationalmotionintolinearmotion.Therefore,themachiningaccuracyofballscrewsdirectlydeterminestheaccuracyofmachinetoolcomponentmovement,Soitisparticularlyimportanttostudytheprocessingtechnologyandmethodsofscrewparts.Thisgraduationprojectisapracticaldesignprojectarrangedafterstudyingprofessionalcoursessuchasmechanicaldrawing,tolerancefitandmeasurementtechnology,CNCmachiningtechnologyandoperation,mechanicalmachiningtechnology,andmechanicalmachiningtechnology.Theresearchcontentincludesthedesignofthemachiningprocessandprocesscardsforleadscrewparts,thecalculationofcuttingparametersforeachprocess,andthedesignofimportantmachiningfixturesformachinetoolsThecalculationofcuttingforceandclampingforce,thedesignofscrewpartdrawings,blankdrawings,and3Dmodels,thedesignofspecializedfixtureassemblymodels,andthedrawingofexpectedfixtureassemblydrawingshavecomprehensivelyverifiedthecoursesIhavelearnedinschool.Thisdesignwillformaprofessionaldesignmanual,whichincludestheanalysisandselectionofthemachiningprocessrouteforthescrewparts,theselectionofcoarseandfinebenchmarksduringthemachiningprocess,thedeterminationofpositioningmethods,theselectionandcalculationofcuttingparametersforeachprocess,theanalysisofpositioningmethodsandtheexplanationofdegreeoffreedomlimitations,thecalculationoffixturepositioningaccuracy,andsoon,Anotherpointintheprocessofcompletingthisdesignistoconsultalargenumberofbooksonmechanicalprocessingtechnology,screwprocessingmethods,andotherbooks,analyzetheadvantagesanddisadvantagesoftraditionalprocessingmethodsandadvancednewprocessingmethods,whichplayacrucialroleintheprocessingtechnologyofdomesticscrewpartsandimprovetheprocessingaccuracyandeconomyofscrewparts.Keywords:DesignofFixture；forBallScrew；ProcessPlan目錄摘要 1ABSTRACT 21.緒論 31.1機(jī)械制造的重要性 31.2夾具的發(fā)展經(jīng)過 41.3課題的背景 41.4夾具的介紹 51.5課題的研究方法 52. 零件分析 62.1零件詳細(xì)分析圖 62.2零件的作用 72.3零件加工表格面的詳細(xì)技術(shù)分析 72.4確定毛坯的余量和形狀 72.5繪制毛坯圖 83.機(jī)械加工的工藝流程設(shè)計(jì) 83.1準(zhǔn)確選擇定位基準(zhǔn) 83.2擬訂的工藝過程 83.2.1選擇表格面的加工方式 83.2.2確認(rèn)工藝過程方案 84.加工設(shè)備跟工藝裝備的選取 94.1依照不同的工序來選擇不同的機(jī)床 94.2選取刀具、夾具以及量具 104.3切削用量的計(jì)算和確定 105.專用夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 145.1確定出設(shè)計(jì)的任務(wù)跟收集并分析原始的資料 145.2夾具的結(jié)構(gòu)以及類型 155.3工件定位基準(zhǔn)的選擇和自由度分析 165.4定位基準(zhǔn)的選擇 165.5夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 165.6對夾具的精度進(jìn)行分析 175.7夾緊力計(jì)算 195.8夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 196.結(jié)論 20參考文獻(xiàn) 22致謝 241.緒論1.1機(jī)械制造的重要性社會(huì)發(fā)展到今天，機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)成為國家甚至社會(huì)的支柱行業(yè)，機(jī)械行業(yè)的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已經(jīng)能夠說明這一點(diǎn)了，國名經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)是機(jī)械制造業(yè)。我們制造近代工業(yè)是從傳統(tǒng)的手工業(yè)發(fā)展而來，發(fā)展過程中機(jī)械行業(yè)涉及到的機(jī)械設(shè)備以及生產(chǎn)的工具都在經(jīng)歷著不斷的新舊更迭，機(jī)械工業(yè)的主要任務(wù)是生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品，包括加工機(jī)床和生產(chǎn)工具的制造等。因此機(jī)械行業(yè)的各個(gè)經(jīng)濟(jì)方面的指標(biāo)占據(jù)整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的比重超過四分之一，甚至一度達(dá)到了五分之二，所占比重隨著技術(shù)的發(fā)展越來越大，國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的發(fā)展同樣受到機(jī)械行業(yè)的發(fā)展的影響，鑒于這樣情況，各個(gè)國家都把機(jī)械行業(yè)的發(fā)展作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的頭等大事，都在不斷地提高機(jī)械行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中所占的比重。隨著機(jī)械產(chǎn)品在市場競爭中的地位不斷的爬升，各國都把先進(jìn)的技術(shù)添加到機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中去，以提升機(jī)械產(chǎn)品的競爭力，這個(gè)手段可以說是提高產(chǎn)品競爭力的制勝法寶。機(jī)械行業(yè)的主導(dǎo)地位在國民經(jīng)濟(jì)中顯而易見，好的工業(yè)基礎(chǔ)是在強(qiáng)大的機(jī)械制造行業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，沒有好的工業(yè)基礎(chǔ)就沒有好的國防業(yè)，一個(gè)國家的國防實(shí)力薄弱和談人民的安全、人民的利益、國家的經(jīng)濟(jì)富強(qiáng)。因此，機(jī)械制造技術(shù)需要提升，國家工業(yè)化進(jìn)程需要加快步伐，農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)行業(yè)才能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，這一點(diǎn)是世界上各個(gè)國家為了發(fā)展本國的經(jīng)濟(jì)，更改落后挨打的現(xiàn)狀所普遍采用的途徑。社會(huì)的近代工業(yè)是從傳統(tǒng)的手工業(yè)發(fā)展而來，第一次工業(yè)革命的興起是在十八世紀(jì)，本次工業(yè)革命最大的改變是讓機(jī)器和機(jī)器體系取代了人工勞動(dòng)，讓機(jī)械行業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)支柱成為可能。也正是在這個(gè)時(shí)候，機(jī)械制造行業(yè)成為了一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)，并且在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起到的作用越來越大。作為發(fā)展機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)工具的物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，作為人類社會(huì)改變和改變自然科學(xué)形態(tài)的工具，作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展新的創(chuàng)造性和持續(xù)性人類社會(huì)的工具，機(jī)械行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中所占據(jù)的比重越來越大。和自然科學(xué)等相關(guān)的知識(shí)形態(tài)的生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的載體就是機(jī)械行業(yè)，同時(shí)，機(jī)械制造行業(yè)又是人類社會(huì)認(rèn)識(shí)自己和改造自然的重要手段，可以說，近代社會(huì)最新的生產(chǎn)力的代表就是機(jī)械行業(yè)。那么，作為一個(gè)國家生產(chǎn)機(jī)器、設(shè)備、生產(chǎn)工具的工業(yè)部門是哪個(gè)行業(yè)？答案就是機(jī)械行業(yè)。通過上述分析可以看出，機(jī)械制造行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中所占的比重已經(jīng)顯而易見了，機(jī)械行業(yè)涉及到我們?nèi)祟惿畹母鱾€(gè)方面，吃、穿、住、行、用等等。大到一個(gè)國家的國防實(shí)力，國防實(shí)力靠的就是各種武器裝備的制造水平，西方以美國為代表的國家，其國防武器的發(fā)展位于全球前列，正是由于武器裝備的先進(jìn)優(yōu)良，西方國家才會(huì)走在世界前列。1.2夾具的發(fā)展經(jīng)過提到機(jī)械加工就不得不想到機(jī)床專用的夾具，夾具的種類是根據(jù)機(jī)床的種類來劃分的，目前常見的機(jī)床主要有鉆孔機(jī)床、銑削加工機(jī)床、鏜孔機(jī)床以及磨削平面和內(nèi)孔的機(jī)床，從而機(jī)床夾具就可以分成以上幾種。早期的機(jī)床夾具僅僅是幾個(gè)簡單的零件進(jìn)行簡單的拼湊，那個(gè)時(shí)候的夾具的功能也是比較單一的，只能進(jìn)行一些簡單的加工操作，比如說鉆孔夾具的功能只能進(jìn)行鉆孔的定位，并且對于工件的定位和夾緊也是比較簡單的，由于一個(gè)公司的產(chǎn)品種類有很多，同一個(gè)產(chǎn)品又同時(shí)擁有多個(gè)不同的型號，這個(gè)時(shí)候簡單的夾具之弊端就顯現(xiàn)出來了，一個(gè)產(chǎn)品的不同型號之間的夾具不可以進(jìn)行互換，這就要求在更換產(chǎn)品型號的時(shí)候需要重新設(shè)計(jì)針對該型號的夾具，無形中造成了夾具設(shè)計(jì)和制造的成本，對于整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)來說，其加工經(jīng)濟(jì)型也被拉低了。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代的機(jī)床夾具針對上述的弊端進(jìn)行了很大的優(yōu)化改進(jìn)，一套夾具不再僅僅只能加工一個(gè)型號的零件，現(xiàn)代的夾具零件是可以調(diào)整的，針對不同型號的零件加工可以調(diào)整夾具中的部分零部件以實(shí)現(xiàn)不同零件的定位夾緊?？梢哉f這種現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)理念的更新優(yōu)化對于機(jī)床夾具的發(fā)展有著非常大的推動(dòng)作用。另外現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展還朝著之智能化和精密化的方向發(fā)展。1.3課題的背景目前機(jī)械制造行業(yè)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)很高的階段，近幾年出現(xiàn)了一些先進(jìn)的加工方法，這些加工方法都離不開高精度、智能化、快速化等詞語，反觀國內(nèi)機(jī)械加工行業(yè)現(xiàn)狀，目前國內(nèi)機(jī)械行業(yè)小、中型企業(yè)比較多，這種企業(yè)的最大的特點(diǎn)就是加工的產(chǎn)品，技術(shù)含量不高。主要是加工一些小型零部件，對于高科技含量的產(chǎn)品沒有涉及到。鑒于目前國內(nèi)的這種機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀，有必要提升國內(nèi)機(jī)械加工工藝以及加工的方法。目前國內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)行業(yè)處于井噴狀態(tài)，國內(nèi)企業(yè)所生產(chǎn)的機(jī)床不僅用于國內(nèi)機(jī)加工行業(yè)的使用，還出口到國外，對于機(jī)床配件的夾具需求量也是成指數(shù)增加，所以對于夾具的設(shè)計(jì)和制造就顯得至關(guān)重要，在這樣的背景下本次課題關(guān)于絲杠零件的機(jī)械加工工藝和夾具的設(shè)計(jì)之重要性就顯而易見。對于機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)生來說，在校期間學(xué)習(xí)了機(jī)械制圖、公差配合與測量技術(shù)、機(jī)械加工工藝學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)，同時(shí)也經(jīng)歷了金工實(shí)訓(xùn)，但是學(xué)生的知識(shí)僅僅局限于課堂理論知識(shí)，對于實(shí)踐應(yīng)用可以說是存在很大的問題，鑒于這種情況，設(shè)計(jì)了本次絲杠零件的機(jī)械加工工藝及夾具的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中需要運(yùn)用到很多專業(yè)的機(jī)械方面的知識(shí)，對于理論知識(shí)也是一個(gè)理論聯(lián)系實(shí)際的機(jī)會(huì)，對于學(xué)生來說也是參加工作之前的一次能力檢驗(yàn)，對今后的工作起到承上啟下的作用。1.4夾具的介紹機(jī)床夾具是機(jī)床附件中不可缺少的一個(gè)非常重要的部分。對于一些比較復(fù)雜的零件，常規(guī)夾具比如說卡盤、虎鉗，沒有辦法裝夾，這個(gè)時(shí)候就需要設(shè)計(jì)專門的機(jī)床夾具。機(jī)床夾具主要可以分為鉆床夾具、車床夾具、銑床夾具以及其他機(jī)床，比如鏜床、磨床夾具等等。機(jī)床夾具在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意幾個(gè)方面，第一，工件在夾具中的拿取不能發(fā)生干涉，工件的定位要正確，盡量不要有不完全定位的情況出現(xiàn)，同時(shí)不允許出現(xiàn)過定位的情況。工件在夾具中的夾緊要穩(wěn)定、可靠，不能出現(xiàn)工件夾不緊，或者工件側(cè)翻的情況，另外一點(diǎn)就是工件在加工的過程中，刀具與夾具零部件之間不能發(fā)生干涉。目前機(jī)械行業(yè)中用的最多的夾具還是機(jī)床專用夾具，但是這種夾具有一個(gè)缺點(diǎn)就是使用的范圍太窄，不同零部件或者同意零部件的不同型號之間的夾具無法通用，這就造成了夾具設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用的浪費(fèi)，所以夾具的功能方向目前是朝著通用性、快速性和準(zhǔn)確性的方向發(fā)展。1.5課題的研究方法由絲杠的加工過程的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，加工工藝路線的設(shè)計(jì)等，夾具在設(shè)計(jì)過程中盡量采用通用零件。課題在研究之前需要做好調(diào)研工作，完成開題報(bào)告，關(guān)于絲杠零件，首先可以去絲杠生產(chǎn)廠家實(shí)地觀察和調(diào)研，學(xué)習(xí)絲杠零件的機(jī)械加工工藝以及夾具的使用方法。采用調(diào)查法研究論文，去生產(chǎn)企業(yè)調(diào)查目前國內(nèi)關(guān)于絲杠零件的加工方法和夾具的使用情況，過程中要有目的和系統(tǒng)的收集關(guān)于絲杠零件加工的相關(guān)信息。觀察法是用自己的眼睛觀察研究對象從而得到有用信息的過程，在生產(chǎn)企業(yè)參觀期間需要我們仔細(xì)觀察絲杠的加工過程，仔細(xì)學(xué)習(xí)車間的相關(guān)技術(shù)文件，特別是對絲杠零件的加工工藝過程要仔細(xì)研究，為什么要這樣去設(shè)計(jì)工藝路線等。模擬法就是創(chuàng)設(shè)一個(gè)和實(shí)際相類似的情景和產(chǎn)品，模擬實(shí)際的生產(chǎn)過程，對模擬的零件進(jìn)行工藝分析和夾具的設(shè)計(jì)，以期達(dá)到實(shí)用的效果。零件分析2.1零件詳細(xì)分析圖圖2-1絲杠零件詳圖分析所繪制的絲杠零件圖，該零件屬于典型的軸類回轉(zhuǎn)體零件，同時(shí)需要切削的表面主要有外圓柱面、端面、絲杠螺紋以及鍵槽和內(nèi)孔等，其中最重要的、尺寸要求最高的待加工表面就是絲杠螺紋的加工，其尺寸公差要求也比較高，因?yàn)榻z杠螺紋的加工精度直接決定了其與絲杠螺母之間的配合精度。另外絲杠與螺母之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為零件的主要運(yùn)動(dòng)，所以要求絲杠表面要有比較強(qiáng)的耐磨性能，所以要求絲杠表面進(jìn)行淬火要求或者滲碳熱加工等。2.2零件的作用滾珠絲杠作為機(jī)床最常見最重要的零件，對于機(jī)床的加工精度有著至關(guān)重要的作用，可以說絲杠加工的精度直接決定該機(jī)床的加工精度。絲杠必須和絲杠螺母配合使用才能達(dá)到使用要求，其作用是吧旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)機(jī)床刀架和機(jī)床工作臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)。一般在機(jī)床上存在不止一根絲杠，機(jī)床有幾個(gè)主軸就會(huì)有幾根滾珠絲杠，只是絲杠的螺母尺寸不同，由于絲杠需要承受驅(qū)動(dòng)力，需要不間斷的與滾珠進(jìn)行摩擦，絲杠一般要求其表面硬度高，要求表面有較強(qiáng)的耐磨性，所以絲杠的熱處理必不可少。2.3零件加工表格面的詳細(xì)技術(shù)分析分析所給絲杠零件的零件圖，對其尺寸公差、幾何公差以及技術(shù)要求作以下總結(jié)：1.型材不許有裂紋、氣孔、疏松等缺陷。2.去除毛刺飛邊，未注倒角C1.5，未注圓角R2-R3。3.未注表格面粗糙度為6.3μm。4.毛坯需經(jīng)人工時(shí)效，以消除內(nèi)應(yīng)力。5.絲杠外徑的徑向跳動(dòng)為0.01mm，基準(zhǔn)為A-B。6.兩端軸徑的徑向跳動(dòng)為0.01mm，基準(zhǔn)為A-B。7.直徑44.5mm軸徑端面跳動(dòng)0.01mm，基準(zhǔn)為A-B；8.鍵槽對稱度0.01mm，基準(zhǔn)為A-B；2.4確定毛坯的余量和形狀毛坯的制造方法有鑄造毛坯、鍛造毛坯、型材毛坯以及新型3D打印毛坯，本次課題涉及到的零件為絲杠零件，該零件屬于軸類回轉(zhuǎn)體零件，因此不適于采用鑄造毛坯，而鍛件毛坯需要設(shè)計(jì)鍛造模具以及專用的鍛造機(jī)，一般由專門生產(chǎn)鍛件的廠家來完成，這無形中增加了生產(chǎn)的成本，而型材毛坯就沒有以上的問題，只需要從專門上產(chǎn)型材的廠家購買現(xiàn)成的棒料型材即刻。綜合以上對絲杠圖紙零件圖的分析，確定絲杠毛坯采用型材為毛坯。2.5繪制毛坯圖毛坯圖見圖2-2。圖2-2絲杠零件毛坯圖3.機(jī)械加工的工藝流程設(shè)計(jì)3.1準(zhǔn)確選擇定位基準(zhǔn)1）選擇精基準(zhǔn)并盡量遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。由于絲杠為軸類零件，所以精基準(zhǔn)為兩段的中心孔。2）選擇粗基準(zhǔn)根據(jù)分析，在中心孔之前加工的基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)，所以粗基準(zhǔn)為毛坯的外圓柱面，通過車床上的三爪子定心卡盤裝夾絲杠毛坯，優(yōu)先加工出兩端的中心孔。3.2擬訂的工藝過程3.2.1選擇表格面的加工方式Φ30外圓：粗車（IT11）—精車（IT10）—磨削（IT8）。Φ44.5外圓：粗車（IT11）—精車（IT10）—磨削（IT8）。Φ28外圓：粗車（IT11）—精車（IT10）—磨削（IT8）。絲杠螺紋：粗車（IT11）—精車（IT10）—磨削（IT8）。鍵槽：銑削加工兩端溝槽：車削加工3.2.2確認(rèn)工藝過程方案確定加工工藝流程需要注意后續(xù)加工時(shí)的定位夾緊不能破壞前面工序加工完成的表面，由于絲桿的外圓柱面，特別是絲桿螺紋的表面要求比較高，所以針對以上表面需要留一定的最終加工余量來消除后續(xù)加工對已加工表面的影響，所以各段軸頸預(yù)留最終的磨削余量，以消除銑鍵槽工序?qū)Ω鞅砻娴挠绊?，這樣可以消除銑鍵槽工序?qū)ぜ膴A緊而產(chǎn)生的表面各種痕跡。擬好方案因?yàn)楦鱾€(gè)表面的加工方式和粗精加工的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)確定，現(xiàn)在就根據(jù)“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”“基準(zhǔn)先行”的標(biāo)準(zhǔn)。表3-1工藝的流程方案工序號工名序稱工序內(nèi)容010毛坯型鋼毛坯熱處理球化退火800℃020車三爪卡盤夾持工件，車端面見平，鉆中心孔用尾架頂尖頂住粗車右端、絲杠螺紋、等外圓柱面，直徑和長度均留余量2mm030車調(diào)頭，三爪卡盤夾持工件另一端，車端面保證總長695mm，鉆中心孔用尾架頂尖頂住，粗車左端、外圓柱面，直徑和長度均留余量2mm040調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)處理28～32HRC050鉗修研兩端中心孔060精車雙頂尖，車、絲杠螺紋、、外圓柱面，單邊留0.1mm磨削余量，倒角，車兩端槽070車雙頂尖裝夾，車絲杠螺紋080銑銑鍵槽090時(shí)效使用300℃低溫烘箱，在140～160℃環(huán)境中保持10h，出爐空冷100磨雙頂尖，磨外圓、、及絲杠螺紋外圓柱面110磨粗精磨滾珠絲杠螺紋120檢驗(yàn)檢驗(yàn)關(guān)鍵尺寸130入庫清洗入庫4.加工設(shè)備跟工藝裝備的選取4.1依照不同的工序來選擇不同的機(jī)床從零件的加工精度標(biāo)準(zhǔn)跟生產(chǎn)率來考慮，機(jī)械加工機(jī)床的選取需要滿足以下幾個(gè)方面。（1）工序30、40、70、80是對絲杠零件進(jìn)行粗、精車加工，表格面的精度很高，所以這個(gè)工序要選擇高精度以及高效率的車床做車削加工操作。（2）工序110是對工件進(jìn)行磨削加工，所以這個(gè)工序選用常規(guī)的外圓磨床進(jìn)行磨削加工。（3）工序90是對絲桿零件的鍵槽進(jìn)行加工，一般采用立式銑床加工，故該道工序選擇X52K立式銑床進(jìn)行加工。（4）工序120是對絲桿螺紋的磨削加工，選擇絲桿螺紋磨削專用機(jī)床FX27-55CNC螺紋磨床進(jìn)行加工。4.2選取刀具、夾具以及量具表4-1刀具、夾具以及量具的流程方案工序號工名序稱工序內(nèi)容機(jī)床設(shè)備工藝裝備夾具刀具量具010毛坯型鋼毛坯鋸片020熱處理球化退火800℃030車三爪卡盤夾持工件，車端面見平，鉆中心孔用尾架頂尖頂住粗車右端、絲杠螺紋、等外圓柱面，直徑和長度均留余量2mmCA6140普車三爪卡盤外圓車刀中心鉆游標(biāo)卡尺040車調(diào)頭，三爪卡盤夾持工件另一端，車端面保證總長685mm，鉆中心孔用尾架頂尖頂住，粗車左端、外圓柱面，直徑和長度均留余量2mmCA6140普車三爪卡盤外圓車刀中心鉆游標(biāo)卡尺050調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)處理28～32HRC060鉗修研兩端中心孔中心鉆070精車雙頂尖，車、絲杠螺紋、、外圓柱面，單邊留0.1mm磨削余量，倒角，車兩端槽CA6140普車雙頂尖外圓車刀割槽刀千分尺080車雙頂尖裝夾，車絲杠螺紋CA6140普車雙頂尖螺紋車刀090銑銑鍵槽X52K立式銑床專用夾具立銑刀游標(biāo)卡尺100時(shí)效使用300℃低溫烘箱，在140～160℃環(huán)境中保持10h，出爐空冷110磨雙頂尖，磨外圓、、及絲杠螺紋外圓柱面M1332外圓磨雙頂尖砂輪千分尺120磨粗精磨滾珠絲杠螺紋FX27-55CNC螺紋磨床專用夾具砂輪千分尺4.3切削用量的計(jì)算和確定工序030：三爪卡盤夾持工件，車端面見平，鉆中心孔用尾架頂尖頂住粗車右端、絲杠螺紋、等外圓柱面，直徑和長度均留余量2mm工步1：粗車端面見平即可使用機(jī)床：CA6140臥式車床選擇刀具：硬質(zhì)合金外圓車刀：：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-39，?。簠⒄铡稒C(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，?。?，?。海海海?：工步2：粗車右端外圓柱面切削參數(shù)參照工步1，即、：：：：1：工序040：調(diào)頭，三爪卡盤夾持工件另一端，車端面保證總長685mm，鉆中心孔用尾架頂尖頂住，粗車左端、外圓柱面，直徑和長度均留余量2mm本道工序切削參數(shù)參照工序30進(jìn)行計(jì)算，此處不在贅述，具體數(shù)據(jù)詳見工藝卡片。工序070：雙頂尖，精車、絲杠螺紋、、外圓柱面，單邊留0.1mm磨削余量，倒角，車兩端槽工步1：精車外圓：：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-39，?。簠⒄铡稒C(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，?。海。海海海?：精車絲杠螺紋、、外圓柱面的切削參數(shù)參照工步一選取。工序080：雙頂尖，車絲桿螺紋：：由于絲桿螺紋的螺距為10mm，?。簠⒄铡稒C(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，?。海海海?：工序090：銑鍵槽所采用機(jī)床：X52K銑床所采用刀具：高速鋼立銑刀加工過程走刀次數(shù)：1次：,刀具：8mm立銑刀：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》[2]表2.4-39，取：參照《機(jī)械加工工藝手冊》[2]表2.4-41，?。海樵僗52K銑床心說明書，?。海海海?機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序110：雙頂尖，磨外圓、、及絲杠螺紋外圓柱面工步1：磨削絲杠螺紋外圓柱面機(jī)床：M1050外圓磨床刀具：白色鋼玉磨料砂輪、直徑200mm、寬度30mm走刀次數(shù)1：,刀具：白色鋼玉磨料砂輪、直徑200mm：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-39，：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，取：，查詢M1050外圓磨床說明書，?。海海海?機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序120：粗精磨滾珠絲杠螺紋機(jī)床：FX27-55CNC外螺紋磨床刀具：螺紋用單線氧化鋁砂輪、直徑350mm、寬度10mm走刀次數(shù)1：,刀具：白色鋼玉磨料砂輪、直徑200mm工件轉(zhuǎn)速：絲桿線速度圓整為：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-39，：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，取：，查詢M1050外圓磨床說明書，?。海海海?機(jī)動(dòng)時(shí)間：5.專用夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1確定出設(shè)計(jì)的任務(wù)跟收集并分析原始的資料詳細(xì)的設(shè)計(jì)信息參照表格5-1表5-1生產(chǎn)的綱領(lǐng)工件的名稱絲杠零件夾具的類型專用的夾具材料GCr15生產(chǎn)的類型大批量的生產(chǎn)機(jī)床的型號X52K立式銑床同時(shí)安裝的夾工件數(shù)1個(gè)1）設(shè)計(jì)定位方案的最根本的要求就是要對絲杠零件的6個(gè)自由度進(jìn)行限制，使得工件處于完全定位狀態(tài)，零件定位過程中的過定位情況是絕對不允許存在的，這一點(diǎn)在夾具設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意。2）選取定位的元件，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的定位裝置完成夾具的設(shè)計(jì)方案之后需要對零件定位的定位原件進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，定位元件是夾具中比較重要的部分，定位元件的選擇和設(shè)計(jì)精度直接決定了工件定位的精度，定位元件有通用的定位標(biāo)準(zhǔn)元件和非標(biāo)的定位元件，定位標(biāo)準(zhǔn)件主要有定位銷、菱形銷、支承板、支撐釘、對刀塊、定位鍵以及各種輔助定位元件，非標(biāo)定位元件根據(jù)設(shè)計(jì)的情況具體設(shè)計(jì)。本次絲杠零件銑鍵槽夾具采用的定位原件主要是固定V形塊，銑刀的對刀元件是直角對刀塊。夾具的設(shè)計(jì)需要運(yùn)用到的工序有：工序130：銑鍵槽銑鍵槽詳細(xì)的工序圖見圖5.1圖5.1銑鍵槽詳細(xì)的工序圖5.2夾具的結(jié)構(gòu)以及類型鉆床選擇鉆夾具、銑床選擇銑夾具、鏜床選擇鏜夾具。同一種機(jī)床所采用的家具又可以分為不同的類型，比如說鉆床。鉆床夾具主要是設(shè)計(jì)鉆、磨、鉆、磨在不同的加工場合中有不同的類型，主要有固定式鉆模，鉸鏈?zhǔn)姐@模，可翻轉(zhuǎn)鉆模以及活動(dòng)式鉆模等，對于鉆床的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是設(shè)計(jì)麻花鉆的引導(dǎo)元件，目前麻花鉆的引導(dǎo)元件已經(jīng)行程標(biāo)準(zhǔn)，即鉆套，鉆套可以分為固定鉆套、可換鉆套以及快換鉆套，配合鉆套襯套的使用，完成對麻花鉆的引導(dǎo)。銑床專用夾具為銑削夾具，設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是銑刀的一個(gè)對定元件，我們通常選擇對刀塊來作為銑刀的對定元件，對刀塊的種類有圓形對刀塊、方形對刀塊以及直角對刀塊，根據(jù)使用的場合不同選擇不同的對刀塊，另外銑床夾具需要選擇定位鍵來連接夾具體和機(jī)床工作臺(tái)。鏜床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是設(shè)計(jì)鏜桿的支撐機(jī)構(gòu)，即鏜模的設(shè)計(jì)，目前鏜套有標(biāo)準(zhǔn)元件也有非標(biāo)設(shè)計(jì)零件，鏜套同樣分為固定鏜套和可換鏜套，另外非標(biāo)設(shè)計(jì)的鏜模主要是回轉(zhuǎn)式和滑動(dòng)式鏜模，在功能上有了一個(gè)比較大的提升。5.3工件定位基準(zhǔn)的選擇和自由度分析對上圖5-1的工藝流程圖進(jìn)行分析，本夾具為加工絲杠端部鍵槽專用銑床夾具，定位元件為2個(gè)V形塊，限制工件5個(gè)自由度，其中軸線的旋轉(zhuǎn)自由度沒有限制，雖然工件為不完全限制，但是對加工沒有影響，鍵槽的深度的和位置由直角對刀塊來保證，夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，可以提供穩(wěn)定的、足夠大的夾緊力，操作簡單方便，大大提升加工效率。5.4定位基準(zhǔn)的選擇分析前面制定的絲杠零件機(jī)械加工工藝流程，銑鍵槽工序可以選擇絲杠零件的外圓柱面和其中的一個(gè)端面為定位基準(zhǔn)，在銑鍵槽工序之前，外圓柱面和端面已經(jīng)加工完成，屬于精基準(zhǔn)，其中外圓柱面與固定V塊配合限制4個(gè)自由度，端面與支撐釘接觸限制1個(gè)自由度，工件的定位狀態(tài)為欠定位，剩余1個(gè)繞軸線的旋轉(zhuǎn)自由度沒有限制，由于鍵槽的圓周位置沒有要求，所以該定位方案滿足要求。5.5夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過指導(dǎo)老師的認(rèn)證指導(dǎo)跟翻閱相關(guān)的夾具設(shè)計(jì)的其他案例，設(shè)計(jì)出了圖5-2看到的機(jī)床銑削的專用夾具：圖5-2夾具的總裝圖5.6對夾具的精度進(jìn)行分析夾具方案設(shè)計(jì)完成之后就是制造夾具，由于夾具中定位元件存在制造誤差，絲杠零件的毛坯本身存在制造誤差，當(dāng)零件的毛坯面與定位元件相接觸進(jìn)行定位的時(shí)候，由于兩者的制造誤差會(huì)產(chǎn)生定位誤差。另外由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)不重復(fù)也會(huì)產(chǎn)生定位誤差，這種誤差是不可避免的，需要經(jīng)過計(jì)算得到定位誤差的極限值，與待加工表面關(guān)聯(lián)的尺寸公差進(jìn)進(jìn)行比較，要求定位誤差小于這個(gè)值，所設(shè)計(jì)的夾具才是合格的夾具。分析絲杠的零件圖可以得知零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為外圓軸線以及端面（詳細(xì)見絲杠零件圖），分析專用夾具裝配圖可以得知零件的定位基準(zhǔn)為工件軸線以及工件端面，即定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，不存在基準(zhǔn)不重合誤差，故該夾具的基準(zhǔn)不重合誤差，故本夾具的定位誤差為基準(zhǔn)位置誤差。圖5-3誤差分析簡圖分析該道工序簡圖，工件以底部平面、側(cè)面以及外圓弧面為基準(zhǔn)定位，主要定位基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，引起定位誤差較大的因素是外圓弧定位基準(zhǔn)面，其定位元件為V形塊，計(jì)算分析過程如上圖所示，基準(zhǔn)位移誤差為基準(zhǔn)在制造過程中產(chǎn)生的誤差，分析如圖5-3所示。得到定位誤差5.7夾緊力計(jì)算零件在機(jī)床上加工時(shí)，零件的加工精度是第一需要保證的因素，所以必須對工件進(jìn)行正確的定位，但是僅僅是定位還不夠，由于工件在加工的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生切削力，切削力會(huì)破壞工件的定位，因此需要對工件進(jìn)行夾緊。對于夾緊力的大小也需要進(jìn)行驗(yàn)證，主要考慮夾緊力太小的話無法將工件壓緊，工件在受到切削力和其他力的影響會(huì)破壞定位的位置，如果夾緊力太大的話，工件在強(qiáng)大的夾緊力的影響下會(huì)在表面產(chǎn)生擠壓痕跡，破壞零件的表面光滑程度，對零件的精度產(chǎn)生一些不可修復(fù)的破壞，所以設(shè)計(jì)的過程是根據(jù)計(jì)算出來的切削力，按照夾緊機(jī)構(gòu)計(jì)算出需要抵抗切削力的加緊力，然后查表確定工件與夾具表面之間的摩擦系數(shù)，從而計(jì)算出施加的夾緊力大小。查手冊的銑削切削力計(jì)算公式為：==170.4查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》取工件與夾具接觸面之間的表面粗糙度為0.3，則能夠抵消切削力的壓緊力計(jì)算公式如下：這樣才能保證這個(gè)夾具能夠安全的工作。夾緊力的計(jì)算這是按照理論公式的計(jì)算結(jié)果，并不代表是真正加工過程中的實(shí)際夾緊力大小，具體的夾緊力還需要在實(shí)際加工過程中根據(jù)實(shí)際情況具體計(jì)算并進(jìn)行必要的調(diào)整，以確保一個(gè)最合適的夾緊力保證工件的正確裝夾。5.8夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明本夾具為滾珠絲桿零件專用銑鍵槽夾具，夾具主要由夾具體、3個(gè)V形塊、直角對都塊以及鉸鏈壓板等組成，其中定位元件為2個(gè)V形塊（剩下一個(gè)V形塊位于待加工鍵槽下方，起到輔助支撐的作用），作為定位元件的2個(gè)V形塊限制了工件5個(gè)自由度（剩余繞軸線的旋轉(zhuǎn)自由度），由于是銑鍵槽夾具，故滿足加工要求。另外絲杠的夾緊選擇鉸鏈壓板，打開壓板后方便工件的取放，可以提供穩(wěn)定的、較大的夾緊力，減輕勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度，提高加工效率。圖5-4鉆夾具三維示意圖6.結(jié)論在經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的忙碌以及工作，我所做的設(shè)計(jì)也接近了尾聲，我終于松了一口氣，因?yàn)樵诖似陂g我遇到的困難非常的多，有時(shí)候都會(huì)把我壓的喘不過氣來，但是有著指導(dǎo)老師耐心的指導(dǎo)，我遇到的問題也就都能夠引刃而解了。這次設(shè)計(jì)是大學(xué)最為重要的一次設(shè)計(jì)，是每個(gè)大學(xué)生是否能夠合格畢業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，也是一個(gè)比較重要的實(shí)踐教學(xué)過程。在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，老師將我們混亂的思路慢慢理清，然后一步一個(gè)腳印的帶領(lǐng)著我們做這個(gè)設(shè)計(jì)，在此我還是要給我們的指導(dǎo)老師說一聲謝謝。在鞏固基礎(chǔ)的同時(shí)，也得到了許許多多的收獲。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，從一開始的手足無措到最后完成方案，我感受到了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。很感激導(dǎo)師以及我的組員，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中悉心指導(dǎo)以及耐心的交流。在設(shè)計(jì)當(dāng)中各個(gè)部分的設(shè)計(jì)都需要嚴(yán)格按照國家規(guī)定來進(jìn)行，在整個(gè)過程中我深刻感受到以前從沒有過的心力交瘁。這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)對于我來說是我的一次成長，讓我在即將結(jié)束的大學(xué)生活中感受到了大學(xué)所學(xué)的運(yùn)用?，F(xiàn)在才真正了解到老師所說的“你心中的設(shè)計(jì)并不是設(shè)計(jì)，做出來的設(shè)計(jì)才是王道”！在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中真的是遇到很多的麻煩，比如說今年的我們答辯的時(shí)間提前了，這也就意味著我們的所有一切都需要提前，讓人不得不緊張，但是希望自己能在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)到更多的專業(yè)方面的知識(shí)，能夠得到老師更多的指點(diǎn)，能夠使自己在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到成長。畢業(yè)設(shè)計(jì)無疑就是把自己在大學(xué)四年里所學(xué)的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)里，希望自己能夠把自己心里的想法很好的表格達(dá)出來，順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)順利畢業(yè)。因?yàn)樽陨淼脑?，能夠?qū)W習(xí)到的知識(shí)非常的有限，實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)更加不用多說，依舊存在很大的不足之處，還是很希望各位老師能夠多加點(diǎn)評，并且指正我的不足之處，以此，我對各位老師不甚感激！參考文獻(xiàn)[1]林鍇.數(shù)控加工機(jī)械零件中的專用夾具設(shè)計(jì)[J].中國高新科技,2022,(24):109-111.[2]侯賀天,曹亞亭.連桿