磨工(高级)第五章课件

1、第五章 精密丝杠的磨削 掌握螺纹磨床传动系统及主要部件结构的知识。了解丝杠的精度等级及其磨削方法，了解各种螺纹的三针测量方法。技能训练，磨削精密丝杠（6级）达到图样要求：全长螺距公差为0.009mm，表面粗糙度为Ra0.2m。第五章 精密丝杠的磨削一、SA7520型万能螺纹磨床图51所示为SA7520型万能螺纹磨床的传动系统，主要包括工件的传动、砂轮的传动、螺距成形运动等。(1)工件的传动由直流电动机1经带轮2、6和3、4，蜗杆5、7把运动传给蜗轮8、10。图5-1SA7520型万能螺纹磨床传动系统第一节精密丝杠磨削必备专业知识1.SA7520型万能螺纹磨床传动系统(2)砂轮的传动由交流电动机

2、24，经带轮25、26使砂轮获得旋转运动，砂轮的圆周速度为35m/s。(3)螺距传动链拨盘经螺距扩大机构的齿轮20、22或21、23，交换齿轮a、b、c、d使丝杠转动并传动工作台作螺距传动。例1磨削米制螺纹Ph2mm，试求交换齿轮齿数。解按式(5-2)得例2磨削米制螺纹Ph=8mm，试求交换齿轮齿数。解由于螺距较大，且是上例的四倍，则可在交换齿轮不变的情况下，取螺距扩大传动比9624，即可磨削。例3磨削英制lin14牙螺纹，试求交换齿轮齿数。解按式(5-2)得第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-1米制螺纹交换齿轮表第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-1米制螺纹交换齿轮表第一节精密丝杠磨削必备专

3、业知识表5-2英制螺纹、模数螺纹交换齿轮表第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-2英制螺纹、模数螺纹交换齿轮表第一节精密丝杠磨削必备专业知识如图52所示，1为电气按钮台，2为砂轮架横向进给手轮，3为砂轮对线及主传动消隙捏手，4为工作台操纵手柄，5为扩大螺距的捏手，6为手动轴向分度手柄，7为轴向分度定位插销捏手，8为修整速度调节捏手，9为修整样板锁紧捏手，10为左右样板角度调整捏手，11为修整行程调整捏手，12为尾座。图5-2SA7520型万能螺纹磨床结构(上海机床厂有限公司制造)第一节精密丝杠磨削必备专业知识2. SA7520型万能螺纹磨床结构(1)头架如图5-3所示，主轴的轴承为圆锥滑动轴承1

4、、5，轴承的间隙由垫片6的修磨加以调整。第一节精密丝杠磨削必备专业知识图5-3SA7520型万能螺纹磨床头架(上海机床厂有限公司制造)1后轴承2、3、7、8齿轮4拨盘5前轴承6垫片9、10、11、13捏手12轴14插销15分度板3.SA7520型万能螺纹磨床主要部件及其调整第一节精密丝杠磨削必备专业知识(2)砂轮架如图5-4所示，砂轮架可按工件的螺旋升角回转适当角度。图5-5SA7520型万能螺纹磨床对线机构与螺距校正机构(上海机床厂有限公司制造)1、2、5捏手3、6齿轮4电位器7丝杠8校正杠杆9螺母10、11斜齿轮12弹簧13校正尺第一节精密丝杠磨削必备专业知识(3)对线机构与螺距校正机构(

5、见图5-5)对线时，松开捏手2，转动捏手5使斜齿轮11移位，而后再转动捏手1，使斜齿轮10移位并轴向压紧。螺母9右边的校正杠杆8，在弹簧12的作用下，使其触头始终靠在工作台的校正尺13上。(4)砂轮修整器如图5-6所示，修整器固定在砂轮架的转筒上。自动修整时，活塞11在压力油的作用下，经棘爪10、棘轮9、轴14、齿轮3、17、丝杠30、螺母33实现。第一节精密丝杠磨削必备专业知识第一节精密丝杠磨削必备专业知识第一节精密丝杠磨削必备专业知识第一节精密丝杠磨削必备专业知识二、丝杠的精度及其磨削工艺(1)螺旋线轴向公差螺旋线轴向公差是指丝杠螺旋线轴向实际测量值相对理论值的允许变动量。(2)螺距公差螺

6、距公差分两种。评定螺距误差不如评定螺旋线轴向误差全面，但其方法比较简单。(3)牙形半角的极限偏差牙形半角的极限偏差用于控制牙形误差。表53丝杠螺距公差第一节精密丝杠磨削必备专业知识1.丝杠的精度要求表5-3丝杠螺距公差第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-4丝杠牙形半角极限偏差(4)丝杠直径的极限偏差标准中对丝杠的大径、中径、小径分别规定了极限偏差。(5)中径的一致性公差丝杠的工作部分全长范围内，实际中径尺寸的变动范围用中径的一致性公差控制，以满足使螺纹旋合间隙均匀。(6)中径表面对螺纹轴线的径向圆跳动公差此公差主要控制丝杠的弯曲变形量，以保证丝杠的传动精度以及螺纹副接触均匀。第一节精密丝杠磨削

7、必备专业知识2.丝杠的磨削工艺技术要求1.轴肩75mm，(120.1)mm处，端面圆跳动公差为0.001mm。2.螺距公差0.004mm，累积公差0.004mm25mm、0.006mm100mm、0.01mm300mm，全长0.008mm。3.螺纹中径径向圆跳动公差为0.005mm。4.螺纹中径、4mm、6mm圆度公差0.003mm，圆柱度公差0.005mm。图5-8精密淬硬丝杠第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-5精密丝杠的加工工艺第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-5精密丝杠的加工工艺第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-5精密丝杠的加工工艺第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-5精密丝杠的加

8、工工艺第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-5精密丝杠的加工工艺第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-5精密丝杠的加工工艺第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-5精密丝杠的加工工艺第一节精密丝杠磨削必备专业知识1)粗磨外圆，各外圆的圆柱度和径向圆跳动小于0.05mm。2)热处理。3)研磨中心孔。4)粗磨外圆。5)内圆磨削28H7工艺孔。6)研磨中心孔。7)磨出螺纹。第一节精密丝杠磨削必备专业知识图5-9磨螺纹牙形的步骤a)磨出半牙b)磨根半牙c)磨小径d)磨螺旋左侧e)磨螺旋右侧8)热处理。9)研磨中心孔。10)半精磨各外圆及轴肩。11)半精磨螺纹。12)磨去螺纹两端不完整牙。13)热处理。14)研

9、磨中心孔。15)精磨外圆。16)精磨螺纹。17)精研磨中心孔。18)精磨螺纹大径至60-01mm，径向圆跳动小于0.003mm。第一节精密丝杠磨削必备专业知识19)精密磨削螺纹至尺寸。20)终磨60-0003mm、45-0003mm，45f7mm至尺寸，光出台阶面至尺寸要求。21)检验。22)完工。上述淬硬精密丝杠的磨削工艺是考虑到丝杠是挠性轴易变形的特点，在磨削加工中逐步克服工件的变形，使螺纹大径的径向圆跳动小于0003mm。精密丝杠磨削工艺分析如下：1)精密淬硬丝杠常用材料为9Mn2V，热处理淬硬至56HRC。2)为了消除由于金相组织不稳定而引起的尺寸变化，保证螺纹的稳定精度，安排了冰冷处

10、理。第一节精密丝杠磨削必备专业知识3)为了消除内应力和减小丝杠的弯曲变形，在加工过程中，需要合理安排时效处理。4)合理定位和夹紧工件。5)在螺纹磨床上正确的螺距交换齿轮是保证螺距精度的基础。6)淬硬丝杠可采用先车后磨或全磨两种不同的工艺方法。粗磨螺纹的主要工艺要求： 磨削前机床空运转1h。 背吃刀量小于0.15mm。 工件转速nw=46r/min。 工件用等温淋浴式冷却。 表面粗糙度低于Ra0.8m。第一节精密丝杠磨削必备专业知识半精磨螺纹主要工艺要求： 磨削前机床空运转1.5h。 背吃刀量小于0.06mm。 工件转速nw=34r/min。 表面无烧伤、裂纹，表面粗糙度低于Ra0.4m。 丝杠

11、精度接近6级。 室温为(201)。精磨螺纹主要工艺要求：磨削前机床空运转2h。 背吃刀量小于0.03mm。 工件转速nw=34r/min。第一节精密丝杠磨削必备专业知识 表面无烧伤、裂纹，表面粗糙度低于Ra0.2m。 采用等温磨削。 室温为(201)。精密磨螺纹主要工艺要求与精磨基本相同，其中磨削用量应取小值。7)螺纹的表面质量及牙形精度也是精密丝杠的主要技术要求。工件螺纹表面产生波纹的原因分析如下： 机床附近有产生振动较大的设备，如刨床、冲压或锻造设备等。 机床本身安装基础不良或防振沟的尺寸不合规格。 砂轮电动机平衡不好或轴承磨损。 砂轮主轴旋转时不平衡。 砂轮主轴和轴承的间隙太大。第一节精

12、密丝杠磨削必备专业知识 传动机构松动或不灵活。 V带传动产生振动。 传动齿轮产生振动。 修整器金刚石振动。 砂轮特性选择不当。11 头架主轴与轴承间隙太大。12 顶尖与中心孔接触不良。产生牙形误差的原因分析如下： 砂轮修整器样板角度不准。 砂轮修整器上的金刚石在修整砂轮时不稳固，有松动现象。 金刚石磨圆变钝。第一节精密丝杠磨削必备专业知识 金刚石修整进给速度太快，造成锯齿形。 砂轮主轴与轴承间的间隙过大或砂轮主轴轴向窜动过大。 砂轮修整器振动太大。丝杠的表面质量还包括表面烧伤及磨削裂纹。三、螺纹中径的三针测量第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-7普通螺纹的基本尺寸(单位：mm)第一节精密丝杠磨

13、削必备专业知识表5-8普通螺纹的中径公差(单位：m)第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-8普通螺纹的中径公差(单位：m)第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-9梯形螺纹的基本尺寸第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-9梯形螺纹的基本尺寸第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-10梯形螺纹中径公差(单位：m)第一节精密丝杠磨削必备专业知识表5-10梯形螺纹中径公差(单位：m)第一节精密丝杠磨削必备专业知识例4用三针测量千分螺杆M142-4h的中径尺寸，已知牙形角=60，螺距P=2mm，试求三针测量距M和钢针直径。解按式(5-5)得钢针直径第一节精密丝杠磨削必备专业知识一、工艺准备图510所示为精度为6级

14、的精密梯形丝杠，材料为45钢，热处理调质250HBW。第二节精密丝杠磨削技能训练实例1.阅读分析图样丝杠的磨削工艺包括粗磨各外圆，人工时效处理后精磨外圆和螺纹磨削三个部分的内容。工件采用两顶尖装夹。螺纹磨削砂轮特性：WAF80（F150）J。M1432B型万能外圆磨床，SA7520型万能螺纹磨床。第二节精密丝杠磨削技能训练实例3.工件的定位夹紧5.设备的选择2.磨削工艺4.砂轮的选择二、工件磨削步骤及注意事项1)研磨中心孔。2)在外圆磨床上，粗磨550mm外圆，留余量0.250.20mm。3)热处理，人工时效。4)研磨中心孔。5)在外圆磨床上粗、精磨30h7、40j6、550mm至尺寸。6)磨

15、螺纹。7)调整螺纹磨床砂轮架。8)修整砂轮。9)调整螺距校正机构。第二节精密丝杠磨削技能训练实例1.工件的磨削步骤图5-11螺距误差曲线和校正尺的调整第二节精密丝杠磨削技能训练实例10)螺纹的对线。11)粗磨螺纹，(牙侧面)留余量0.090.10mm。12)半精磨螺纹，(牙侧面)留余量0.020.03mm。13)精磨螺纹至尺寸。1)装夹工件时，需检查中心孔的精度，以保证螺距公差的要求。2)交换齿轮的齿数要核对正确。3)交换齿轮时需将齿轮心轴牢固地装在交换齿轮板上，并注意心轴的润滑。4)检查螺距扩大机构捏手的位置，使其符合加工要求。5)正确调整砂轮修整器样板的角度，以保证砂轮正确形状。第二节精密

16、丝杠磨削技能训练实例2.注意事项6)砂轮架倾角调整后应将砂轮架转筒紧固，以防止磨削时砂轮发生振动，影响工件表面粗糙度。7)对线时要注意工件的弯曲变形，以防止圆周余量不均匀造成砂轮单面磨削，烧伤工件。8)一次对线以后，需作两次以上回程，并核对对线位置。9)调整校正尺时，应先校正累积误差，然后再调整局部误差。10)必须在机床运转正常的情况下调整校正尺。11)防止表面烧伤及磨削裂纹的产生。12)精密丝杠外圆是中心架支承的基准。第二节精密丝杠磨削技能训练实例13)磨削时注意降低磨削热，以减小对丝杠螺距的影响。14)精磨时，砂轮不允许磨削到螺纹小径，以防止丝杠发热过多，影响螺距精度。15)精磨时，合理修整砂轮，使砂轮锋利，防止发生烧伤工件。16)螺纹磨床恒温室温度为(201)。17)磨削完工后，将工件垂直吊挂。三、精度检验及误差分析第二节精密丝杠磨削技能训练实例图5-12螺距静态测量1床身2被测丝杠3指示表 4测头5工作台6标尺7显微镜第二节精密丝杠磨削技能训练实例图5-13螺距动态测量1滑板2打印机3支承 4被测工件5测头6联轴器7螺母8标准丝杠9滚柱(1)局部性误差局部性误差往往是因为材料的局部缺陷和其他一些偶然因素所