蜗杆加工工艺

继续教育学院毕毕 业业 论论 文文 目 录 前言3 一 零件的分析.4 1.1 零件的作用.4 1.2 零件的结构简介.4 1.2.1 蜗杆的分类 .4 1.2.2 蜗轮及蜗杆机构的特点 .5 1.2.3 蜗轮蜗杆正确啮合的条件 .5 二 工艺规程的设计.6 2.1确定毛坯的材料 .6 2.1.1 蜗杆材料的选择求 .6 2.2 加工定位基面的选择.7 2.2.1 粗基准的选择 .7 2.2.2 精基准的选择 .8 2.3 拟定工艺路线.8 2.4 填写工艺卡片.9 三 工件安装及余量选择12 3.1 工序尺寸及毛坯尺寸的确定12 3.2 工件的安装12 四 机床、刀具、夹具、量具的选择13 4.1 机床的选择13 4.3 量具的选择13 4.4 工时定额与劳动生产率14 4.4.1 工时定额 14 4.4.2 提高劳动生产率的途径 14 4.5 切削用量的选择15 4.5.1 主轴转速的确定 15 4.5.2 进给速度的确定 15 1 继续教育学院毕毕 业业 论论 文文 设计小结.16 致谢.17 参考文献.18 2 继续教育学院毕毕 业业 论论 文文 前言 制造业是国民经济的主体，社会财富的60％—80％来自于制造业。在经济 全球化的格局下 ，国际市场竞争异常激烈，中国制造业已向世界制造业基地转 变。 随着我国制造业的发展，齿轮对原动机与工作机之间动力的传递转换越加 清晰。齿轮中的蜗轮蜗杆对其传递与转换的作用也是别的齿轮无法代替的。其 对空间中相互成90°的传动及大的传动比，平稳的机械性能都让其在机械领域 噪声大作。 所以，对于其工艺的设计将至关重要。本设计将根据设计要求，认真详细 的确定加工顺序，切削用量，进给量，切削速度，制定工艺线路。 在实际生产中，要完成某零件的加工，通常需要铸锻车铣刨磨钳热处理等多工种 的配合，而其中 最基本的，最广泛的工种就是车工。然而车工在加工中，很多 零件是需要配合的，这时就要车蜗杆。 在各种机械产品中，带有蜗杆的零件运用广泛，车削是常用的方法。这样 就要求我们掌握蜗杆加工的基本原理，组成机构，并能在实际中熟练的运用。 通过本次设计，是要我们将所学的理论知识运用于实际加工中。 毕业设计是集理论知识与实际技能训练于一体的一次全面性的运用。 通过此次设计，应达到如下要求： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 掌握各种蜗杆车削的方法； 掌握蜗杆的组成机构; 工作原理； 能熟练的掌握蜗杆加工过程中的有关计算方法; 并能正确查阅有关的技术手册的资料；能合理 的选择零件的定位基准; 掌握工件的定位; 夹紧的基本原理和方法； 能分析零件的加工工艺; 10.尽可能采用先进的工艺； 3 继续教育学院毕毕 业业 论论 文文 一 零件的分析 1.1零件的作用 蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间 平面内相当于齿 轮与齿条，蜗杆又与蜗杆形状相似。蜗轮与蜗杆机构常被用于 两轴交错，传动比大，传动功率不大或间隙工作的场合。 1.2零件的结构简介 1.2.1蜗杆的分类 普通圆柱蜗杆的齿面（除ZK型蜗杆外）一般是在车床上用直线刀刃的车刀车 制的。根据车刀安装位置的不同，所加工出的蜗杆齿面在不同截面中的齿廓曲 线 也不同。根据不同的齿廓曲线，普通圆柱蜗杆可分为阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）， 渐开线蜗杆(ZI蜗杆)，法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)和锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆)等 四种。GB10085—88推荐采用ZI蜗杆和ZK蜗杆两种。现将上述四种普通圆柱蜗 杆传动所用的蜗杆及配对的蜗轮齿型分别介绍： 阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）。这 种蜗杆在垂直于蜗杆轴线的平面（即端面）上， 齿廓为阿基米德螺旋线，在包含轴线的平面上的齿廓（即轴向齿廓）为直线， 其 齿形角αθ=20°，它可以在车床上用直线刀刃的单刀（当导程角γ≤3°时） 或 双刀（当γ≥3°时）车削加工。安装刀具时，切削刃的顶面必须通过蜗杆的 轴 线，这种蜗杆磨削困难，当导程角较大时加工不方便。 法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）。这 种蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线，法面齿廓为 直线。ZN蜗杆也是用直线刀刃的单刀刃单刀或双刀在车床上车削加工。渐开线 蜗杆（ZI蜗杆）。这 种蜗杆的齿廓为渐开线，所以它相当于一个少齿数（齿数等 于蜗杆头数），大 螺旋角的渐开线圆柱斜齿轮。其中蜗杆可用两把直线刀刃的车 刀在车床上车削 加工。刀刃顶面应与基圆柱相切，中一把刀具高于蜗杆轴线， 另一把刀具则低 于蜗杆曲线，刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱相切，其中一 把刀具高于蜗杆 轴线，另一把刀具则低于蜗杆轴线，刀具的齿形角应等于蜗杆 的基圆柱螺旋角 。这种蜗杆可以在专用机床上磨削。锥面包络圆柱蜗杆（ ZK蜗 杆）这是一种非线性螺旋曲面蜗杆。它不能在车床上加工只能在铣床上铣制并 4 继续教育学院毕毕 业业 论论 文文 在磨床上磨削。加工时，除工件做螺旋运动外，刀具同 2时绕其自身的轴线做回 转运动。这时， 铣刀（或砂轮）回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面。这种 蜗杆便于磨削， 蜗杆的精度较高，应用日渐广泛。至于与上述各类蜗杆配对的 蜗轮齿廓，则完 全随蜗杆的齿廓而异。蜗轮一般是在液齿机上用滚刀或飞刀加 工的。为了保证 蜗杆和蜗轮能够正确啮合，切削蜗轮的滚刀齿廓，应与蜗杆的 齿廓一致；深切时的中心距，也应与蜗杆传动的中心距相同。 1.2.2蜗轮及蜗杆机构的特点 ①可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑 ②两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿机构。 ③蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳，噪音小。 ④具有自锁性，当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁 性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动涡轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。如在 其 重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可以起安全保护作用。传动效率低， 磨损较严重，蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大， 故摩擦损耗 大，效率低；另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重，发热严 重，为了散热 和减小磨损，常用价格较为昂贵的减磨性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置， 因而成本较高。 蜗杆轴向力较大。 1.2.3蜗轮蜗杆正确啮合的条件 中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角相等，即蜗轮的端面模数等于蜗杆的 轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等于蜗杆的轴面压力角且为标准值， 即==m,==当蜗轮蜗杆的交错角为0时，还需保证而且蜗轮与蜗杆螺旋线相同几何 尺寸计算与圆柱齿轮基本相同，需要注意的个问题： Ⅰ.蜗杆导程角是蜗杆分度圆柱上螺旋线的切线与蜗杆端面之间的夹角，与蜗杆 螺旋角的关系为 ：蜗轮的螺旋角，大则传动效率高，当小于啮合齿间当量摩擦 角时，机构自损。 Ⅱ.引入蜗杆直径系数9是为了限制蜗轮滚刀的数目，使蜗杆分度圆直径进行了标 准化m，一定时，9大则大，蜗杆轴的刚度及强度相应增大;一定时，9小则导程 角增大，传动效率相应提高。 Ⅲ.蜗杆头数推荐值为1，2，4，6，当取小值时，其传动比大，且具有自锁性； 5 继续教育学院毕毕 业业 论论 文文 当取大值时，传动效率高。与圆柱齿轮传动不同，蜗杆蜗轮机构传动比不等于， 而是，蜗杆蜗轮机构的中心距不等于。