毕业设计说明书-自动焊接

PAGEword文档可自由复制编辑摘要自动焊接技术就是应用单片机编程控制技术自动实现焊接的目的。在现代焊接技术中积极使用和推广焊接技术对提高产品质量、减轻工人劳动强度、加速焊接技术机械化等方面具有重要的作用。因此大力提高焊接技术具有重大的意义，也是目前焊接工作者研究的主要课题。毕业设计的课题与机械设计及其自动化有比较全面的相关知识体系。实现焊接技术自动化是生产高科技产品的保障，离开了它就不能开发研制出先进的产品和保障产品质量，不能提高生产率、降低成本和缩短生产周期，加之通过毕业设计实习调研，完成该课题可对我们大学四年所学的知识进行一次比较全面的专业训练，可以培养我们掌握如何运用所学过的知识去解决实际生产中出现的问题，增强从事本专业的实际所需的研究开发能力，为我们以后走上工作岗位打下良好的基础。关键词：专用焊接机；单片机编程；焊接技术；效率；调研SpecialweldingmachinemovementthedesignofthesystemAutomaticweldingtechnologyisthesinglechipmicrocomputercontroltechnologyapplicationprogrammingrealisethepurposeofautomaticwelding.Inthemodernweldingtechnologyandpopularizationoftheaggressiveuseofweldingtechnologytoimproveproductquality,reducelaborintensity,accelerateweldingtechnology,machinehasanimportantrole.Sotoimprovetheweldingtechnologyisofgreatsignificance,itisalsotheweldingworkersoftheresearch.Graduatedesignissuesandmechanicaldesignanditsautomationhavecomprehensiveknowledgeofthesystem.Realizeweldingtechnologyautomationisproductiontechnologyproductguarantee,leftitcannotdevelopedadvancedproductsandensureproductquality,notimproveproductivity,reducecostandshortentheproductioncycle,andthroughthegraduationdesignpracticeresearch,completetheprojectcanbetoouruniversityfouryearsofknowledgeonamorecomprehensiveprofessionaltraining,cancultivateourknowledgeofhowtousethelearnedknowledgetosolvepracticalproductionproblems,enhancetheactualrequiredinthismajorofresearchanddevelopmentability,aswelateronjobsandlaythegoodfoundation.Keywords:specialweldingmachine;microcontrollerprogramming;weldingtechnology;efficiency;research.目录专用焊接机运动系统的设计 2摘要 2Specialweldingmachinemovementthedesignofthesystem 3第1章 前言 6第2章专用焊接机系统的机械设计原理与方案 82.1系统沿着纵向的运动 92.2系统的横向运动 10第3章传动装置的总体设计 103.1 传动方案拟定 103.2 电动机的选择 11第4章零件的设计计算 124.1.导轨的设计 124.1.1．导轨的导向精度 124.1.2．导轨的刚度 124.1.3.导轨的耐磨性 124.1.4.导轨的结构形式 134.1.5．导轨的基本形式 134.1.6导轨的磨损形式 134.1.7提高导轨耐磨性的措施 134.1.8．合理设计调节间隙的装置 144.1.9.合理设计导轨上的比压 144.1.10.合理设计导轨的防护装置和采用合理的润滑方式 144.1.11．导轨的零件图 144.2丝杠的设计计算 154.2.1．零件的分析 154.2.2．工艺规程设计 164.2.3.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 184.2.4.确定切削用量 194.2.5 丝杠的零件图 214.3 连接块的设计 224.3.1.连接块的作用及材料选择 224.3.2.连接块零件图 224.4 转盘的设计 234.4.1转盘的作用及材料选择 234.4.2转盘零件图 234.5 滑块设计 244.5.1.滑块的结构设计及材料选择 244.5.2滑块的零件图 244.6轴的结构设计 244.6.1．选择轴的材料 244．6．2初算轴径 244.6．3轴的零件图 25设计小结 26参考文献 1前言

焊接机的发展趋势：随着市场竞争的日益加剧，适者生存，优胜劣汰将成为电焊机行业结构调整的必然趋势。有些电焊机企业在竞争中发展壮大，甚至发展成大集团；有些企业将面临破产，或被兼并、收购，从而退出电焊机行业。但无论是从目前电焊机产量构成比的发展趋势，还是从电焊机的技术发展方向上看，我国电焊机今后将向高效、节能、机电一体化和成套方面发展。随着技术进步和社会发展，对专用、成套设备的技术性能要求越来越高，需量也不断增大。这方面，我国有实力的焊接研究院所、知名企业进行了长期的技术研究、市场开发、人才储备和科学化现代化管理。成都电焊机研究所、成都焊研科技有限责任公司、四川成焊宝玛焊接装备工程有限公司、成都焊研威达自动焊接设备有限公司的产品和技术，不仅在很大程度上满足了国内不同用户的需求，而且有部分专用、成套焊接设备出口创汇。如，成都焊研科技有限责任公司作为我国电焊机行业最早从事自动焊接设备开发的高新技术企业之一，不仅为国内汽车、摩托车、家电、航空航天、军工、工程机械、压力容器、造船、矿山及机械制造业等各行业提供了千余套高效、节能的专用自动焊接设备，产品还出口美国、欧洲、东南亚及非洲各国。该公司生产的自动焊接设备已广泛应用于一汽集团、东风集团、上海大众、重汽集团、柳州五菱、春兰集团、美的集团、广东美芝、格兰仕公司、实德集团、神钢集团、苏州施耐德等大中型企业。为用户单位解决了大量焊接技术难题，取得了一批具有国际国内先进水平的研究成果，赢得了国内外用户的广泛赞誉。四川成焊宝玛焊接装备工程有限公司在引进、吸收法国先进的设计制造标准、技术以及成功的工程管理经验的基础上，通过不断努力，承担了许多重大的焊接成套设备设备项目的开发设计制造的“交钥匙”工程。按照ISO9001建立的公司质量管理体系使其为汽车工业及其他工业部门提供的焊接生产线、焊接机器人系统、专用焊接设备具有国际先进水平。在此，我们可以高兴地说，在专用成套焊接设备生产领域，我国焊接研究和生产企业已经突破了国外的封锁。

那么，为什么专用成套设备在我国进口焊接设备中仍占有较大的比例？这不仅仅是用户企业对国外产品的迷信，更重要的是反映出我国专用成套焊接设备技术方面存在不足，尤其是随着技术的发展，用户给专用成套设备提出了更高的要求。

在未来的5至15年，我国的成套焊接设备制造企业不但要在提高技术、设计水平上做出努力，还要在企业质量管理、各种基础件、配套件的选用方面下功夫，实现专用成套焊接设备生产自动化，争取在专用、成套焊接设备方面取得新的突破。同时，由于专用成套焊接设备每台（套）的技术要求各异，用途各不相同，研制和生产周期比通用焊机长，但往往用户的需求是很及时的，这就要求专用成套焊接设备生产企业要有更多的技术和人才储备，特别要在专用成套焊接设备通用化方面下功夫，提前做好基础研究，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。对于这一点，我国一些著名的专用成套焊接设备生产企业已成竹在胸。

在产品上，要继续开发国民经济各行业急需的成套焊接设备，如汽车总装焊接生产线(包括焊接机器人系统、高精度传输装置、中心控制系统等)；电站锅炉、压力容器行业的重型容器焊接中心、集装箱焊接生产线、大型三通的马鞍形接头的全自动焊接装置。开发、研制高科技含量的特种专用设备，如大功率电子束焊机、大功率激光焊机以及数控切割等，为国家重大项目研制高起点、高水平的成套焊接设备，提供交钥匙工程，保证焊接质量和可靠性是专用成套焊接设备今后的发展趋势。本课题进行设计的是可适用工业企业批量生产线中的一处装置，用来对两块固体材料进行联结，这种对于特定形状的产品加工工艺使用一些专用机械，可以大大提高工作效率及产品质量，可以改善产品美观度及连接缝的一致性，提高材料使用率，降低成本。同时还可以实现自动完成，减轻了劳动强度。该装置具有一定难度，通过对具体工作进行分析和研究，得到合理可行的结构方案，可以使学生对所学的基础知识进一步巩固，通过自己动手为工业企业设计专用装置，可以更进一步使学生了解工业批量生产中的一些具体技术问题及解决方法，加深对所学相关专业的认识，为更好地走上社会、适应工业生产要求打下基础。也提高了我们同学自身的专业技术水平。自动焊接技术就是应用单片机编程控制技术自动实现焊接的目的。在现代焊接技术中积极使用和推广焊接技术对提高产品质量、减轻工人劳动强度、加速焊接技术机械化等方面具有重要的作用。因此大力提高焊接技术具有重大的意义，也是目前焊接工作者研究的主要课题。毕业设计的课题与机械设计及其自动化有比较全面的相关知识体系。实现焊接技术自动化是生产高科技产品的保障，离开了它就不能开发研制出先进的产品和保障产品质量，不能提高生产率、降低成本和缩短生产周期，加之通过毕业设计实习调研，完成该课题可对我们大学四年所学的知识进行一次比较全面的专业训练，可以培养我们掌握如何运用所学过的知识去解决实际生产中出现的问题，增强从事本专业的实际所需的研究开发能力，为我们以后走上工作岗位打下良好的基础。第2章专用焊接机系统的机械设计原理与方案专用焊接机主要有两部分组成：第一部分是机械运动系统的控制部分。控制部分组要由单片机控制伺服电机来实现运动的准确性。由于伺服电机可实现闭环的反馈控制，电机通过联轴器带动减速器，通过减速器使得电机的转速降低，同时获得较大的转矩，减速器带动丝杠实现承载焊头装置的横向和纵向运动，焊头的旋转通过气动的方式控制。在伺服电机上安装光电码盘，以检测电机的转速，若是电机的转速不能满足所需的要求，则可以通过光电码盘检测到，再返回到单片机的控制单元中。同时把单片机与液晶显示器接通，用此来反映电机的具体位置，这种位置是通过在工作平面上建立的坐标平面来确立的。由于专用焊接机运动系统在工作的时候要求焊头的运转要具有平稳性，这样才不至于因为焊头的运动不平稳性导致焊接的不精确。现代的焊接技术要求具有很高的焊接技术要求，所以这些很重要。2.1系统沿着纵向的运动图2.1该运动由于在水平方向上运动，因此在设计上较为简单，在纵向运动的方向安置一个电机，该电机控制着驱动轴即丝杠的纵向传动，该部分的运动具体情况是：电机通过联轴器与丝杠连接，电机转动带动丝杠转动，纵向丝杠再通过连接块与承载横向导轨的底板连接，该横向底板在与纵向丝杠平行的导轨上运动。2.2系统的横向运动图2.2专用焊接机在纵向和横向上运动控制起来是比较复杂的，也是本次毕业设计所要重点设计的，但是本次设计主要是设计该运动系统的机械传动方面，而对具体的电气控制方面的设计涉及的不多。横向机械传动方面的设计主要如下：一、首先在电机的带动下，通过联轴器与丝杠连接，如同上述纵向丝杠带动一样，这里也需要一个连接块来实现丝杠带动承载旋转器的底板运动，从而实现专用焊接机在横向的运动。本次毕业设计的原理大致就是这样，下面将要着重介绍一些常用零件的设计与计算。由于本次设计要用到一级减速器。因此要大致介绍一下。第3章传动装置的总体设计传动方案拟定由题目专用焊接机系统的机械设计所知，在传动过程中要用到导轨、电机、联轴器、轴承和丝杠。本传动机构的特点是：传动力矩小，要求传动精度高。所以对电机就要求具有闭环控制的能力，同时导轨表面的平整度也有很高的要求，为了使得该运动系统具有一定的寿命，要求导轨和丝杠表面具有一定的耐磨度，从而使得即使在长时间工作后仍具有较高的运动精度和传动精度。按设计要求及工作条件选用Y系列三相异步电动机，卧式封闭结构，电压380V.电动机的选择按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，Y型。电动机所需工作功率按进行计算由电动机至传送带的总效率为式中分别为下底板联轴器、下底板丝杠、上底板联轴器、上底板丝杠的传动效率。取=0.96，=0.98，=0.97，=0.99则==0.79则==0.253KW丝杠工作转速为综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、价格和带传动、减速器的传动比，查表可知第二种方案比较合适。因此选定电动机型号为Y132S-6,则电动机满载转速为=960r/min.其主要性能如下表：表3.1电动机主要性能型号额定功率KW满载时额定电流额定转矩最大转矩转速r/min电流（380v时）效率％功率因数Y132S-639607.2840.776.52.02电动机安装尺寸如下表：表3.2电动机安装尺寸中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴外伸尺寸DE装键部位尺寸FGD1324753503152161401236801041第4章零件的设计计算4.1.导轨的设计4.1.1．导轨的导向精度导轨的导向精度是指执行元件沿着导轨运动的直线性或真圆性，以及执行件沿导轨的运动同其他有关运动之间有关基面之间的相互位置的准确性。4.1.2．导轨的刚度导轨的刚度是导轨工作质量的重要指标，它表示导轨受载荷后抵抗变形的能力。导轨如果变形过大，则刚性很差，不仅严重的破坏导向精度，而且使工作条件恶化，使导轨上的比压分布不均，加剧导轨磨损。导轨的变形有两部分组成，一部分是导轨本身的变形，即导轨表面受压后的接触变形，和导轨受力后的扭转与弯曲变形，另一种是因床身的变形而引起的导轨变形。4.1.3.导轨的耐磨性导轨的耐磨性在一般情况下是导轨工作质量的关键。当执行件沿着导轨运动时，要求导轨具有足够的导向精度，但执行件的运动又引起导轨的磨损，从而破坏导轨的导向精度。一方面要求具有足够的导向精度，另一方面要求具有足够的导向精度，这就构成了长期保证导轨运动精确性的矛盾。磨损的不断加剧，可使导轨最后达到必须修复甚至报废。据统计，修复导轨导向精度的工作量约占机床维修工作量的30—50%。导轨磨损的快慢取决于导轨材料的耐磨性能、加工热处理方法以及影响导轨接触面的其他因素。例如，摩擦性质、比压大小，相对滑动速度的大小、润滑方式、防护状况以及导轨表面的初始状态等。4.1.4.导轨的结构形式直线导轨为了使运动方向只沿着一个方向运动，导轨必须限制运动部件只能有一个方向的自由度。4.1.5．导轨的基本形式常用的导轨形式为矩形、三角形、燕尾形、圆形四大类，每一种类型又分为凹凸两种类型。当导轨水平布置时，凸导轨的特点是不易积存铁屑及赃物，也不易存油，故润滑性能差，只适宜用于低速移动；凹形导轨的特点恰与之相反，它可用于高速移动，但必须有较好的防护，以免落入铁屑及赃物。矩形导轨：从制造、检修及修理方面看，以矩形及圆形导轨最为方便。矩形导轨两个方向各有自己的导轨面，两个方向的误差不会相互影响，同时，两个方向的导轨面可各按载荷的性质及大小设计，承载能力大，刚度高。但矩形导轨磨损后不能自动补偿，调整间隙麻烦，一般用于载荷大，刚度高的地方。三角形导轨：三角形导轨靠三角形两个侧面导向，当侧面有了磨损，工作台会自动磨损，工作台会自动下沉，不会出现侧隙，可保持原有的导向精度。但其水平和重量两个方向上的误差相互影响，会使得制造、检验及修理带来较大的困难。燕尾槽导轨：燕尾槽导轨调整间隙方便，其高度较小，结构紧凑，特别用于多层运动件的地方或要求高度小而速度低的地方，但其制造、检验及修理比较负载，刚度比较差，摩擦力较大。4.1.6导轨的磨损形式机床滑动导轨磨损的基本形式是磨粒磨损和接触破损。这两种损坏一般都是同时进行，两者相互联系又相互影响。但由于影响磨损程度的因素变化，有时其中一种可能是主要形式，而另一种则是伴随的。对于专用焊接机，其磨损形式主要是磨粒磨损，应以导轨的防护为主。4.1.7提高导轨耐磨性的措施选择导轨材料主要应从保证它的耐磨性来考虑。铸铁导轨硬度通常为HB180—240，铸铁导轨硬度高，耐磨性也高，满足专用焊接机使用要求。如果偶合导轨的硬度相同，则磨损最激烈，因此，通常宜使底座导轨的硬度稍高，因为它直接影响工作部件的精度，同时它的维修也比较复杂困难。对铸铁导轨热处理方法：接触自冷淬火。优点：设备简单，投资少，成本低，变形小，操作容易，淬火后耐磨性可提高1—3倍。采用此法淬火，导轨表面有微量变形，对导轨精度影响不大；淬火深度同电流大小、滚轮移动的速度、滚轮数目有关，电流越大，速度越慢，滚轮数目越少，淬硬深度就越大。4.1.8．合理设计调节间隙的装置为了保证在导轨上移动部件的运动精度，消除存在于导轨结合面之间的间隙，防止在运动时发生颤动和偏倾，必须在机床上采用间隙调整装置。这样不仅可以放宽导轨的制造公差，使部件装配容易，同时，更可补偿在长期使用过程中偶合导轨之间的产生的间隙，保持导轨上移动部件的运动精度。4.1.9.合理设计导轨上的比压为了提高导轨耐磨性，必须限制导轨面上的平均压力。如果导轨支撑面设计过小，而负载很大，其结合会使得导轨表面因油膜破坏而加速磨损。为避免此种情况，在设计时就需要保证导轨面上的平均压力保持在一定数值内。由于专用焊接机的运动速度低，许用平均比压一般为8—12公斤每平方厘米。4.1.10.合理设计导轨的防护装置和采用合理的润滑方式导轨的防护装置可保持其工作精度，它主要用于防止切屑、磨粒粉末、尘土、水分等进入导轨的工作表面，以减少其对导轨的磨损和腐蚀。保护导轨工作表面可靠的润滑对保持导轨的工作精度也很重要。导轨工作表面之间形成的油膜厚度最好能保证导轨的液体摩擦润滑。4.1.11．导轨的零件图图4.14.2丝杠的设计计算4.2.1．零件的分析零件的作用：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。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．表面粗糙度根据零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.16～0.63um，配合轴颈的表面粗糙度为Ra0.63～2.5um，随着机器运转速度的增大和精密程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量大小的不同而有差异。而轴的工艺规程编制是生产中最常遇到的工艺工作。轴类零件加工的主要问题：轴类零件加工的主要问题是如何保证各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之间的相互位置精度。具体指标有：（1）单个螺距允差（2）中径圆度允差；（3）外径相等性允差；（4）外径跳动允差；（5）牙形半角允差；（6）中径为尺寸公差；（7）外径为尺寸公差；（8）内径为尺寸公差。4.2.2．工艺规程设计确定毛坯的制造形式：题目给定的零件是丝杠，轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。轴类零件的材料和毛坯,合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义，同时，对轴的加工过程有极大的影响。1、轴类零件的材料一般轴类零件常用45钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理规范（如正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。对中等精度而转速较高的轴类零件，可选用40Cr等合金钢。这类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学件能。精度较高的轴，有时还用轴承钢GCrls和弹簧钢65Mn等材料，它们通过调质和表面淬火处理后，具有更高耐磨性和耐疲劳性能。对于高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用20CrMnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金钢或38CrMoAIA氮化钢。低碳合金钢经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度、抗冲击韧性和心部强度，热处理变形却很小。2、轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件，只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件。因而结合题目给定车床丝杠零件的作用及工作要求，材料可选用GCr15，毛坯应采用锻件，以保证机械性能。基面的选择：基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得以保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至会造成零件的大批报废，使生产无法正常运行。（1）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，以外圆为粗基准是完全合理的。（2）精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，以工件端面中心孔为精基准。制定工艺路线：工艺路线方案一毛坯（热处理）—校直—车端面打中心孔—外圆粗加工—校直热处理—重打中心孔（修正）—外圆半精加工—加工螺纹—校直、低温时效—修正中心孔—外圆、螺纹精加工。工序Ⅰ毛坯（热处理）工序Ⅱ校直工序Ⅲ车端面打中心孔工序Ⅳ外圆粗加工工序Ⅴ校直热处理工序Ⅵ重打中心孔（修正）工序Ⅶ外圆半精加工工序Ⅷ加工螺纹工序Ⅸ校直、低温时效工序Ⅹ修正中心孔工序ⅩⅠ外圆、螺纹精加工工艺路线方案二工序Ⅰ锻造（弯曲度不超过5mm）工序Ⅱ球面退火工序Ⅲ车端面打中心孔工序Ⅳ车外圆工序V粗车梯形螺纹槽工序VI半精车外圆工序VII粗磨外圆工序VIII车梯形螺纹工序IX半精磨外圆工序X精车螺纹工序XI研磨外圆工序XII终磨外圆工艺方案的比较与分析1、丝杠的校直及热处理：丝杠工艺除毛坯工序外，在粗加工及半精加工阶段，都安排了校直及热处理工序。校直的目的是为了减少工件的弯曲度，使机械加工余量均匀。时效热处理以消除工件的残余应力，保证工件加工精度的稳定性。一般情况下，需安排三次。一次是校直及高温时效，它安排在粗车外圆以后，还有两次是校直及低温时效，它们分别安排在螺纹的粗加工及半精加工以后。2、定位基准面的加工：丝杠两端的中心孔是定位基准面，在安排工艺路线时，应一首先将它加工出来，中心孔的精度对加工质量有很大影响，丝杠多选用带有120。保护锥的中心孔。此外，在热处理后，最后精车螺纹以前，还应适当修整中心孔以保持其精度。丝杠加工的定位基准面除中心孔外，还要用丝杠外圆表面作为辅助基准面，以便在加工中采用跟刀架，增加刚度。3、螺纹的粗、精加工粗车螺纹工序一般安排在精车外圆以后，半精车及精车螺纹工序则分别安排在粗磨及精磨外圆以后。不淬硬丝杠一般采用车削工艺，经多次加工，逐渐减少切削力和内应力；对于淬硬丝杠，则采用“先车后磨”或“全磨”两种不同的工艺。后者是从淬硬后的光杠上直接用单线或多线砂轮粗磨出螺纹，然后用单线砂轮精磨螺纹。4、重钻中心孔：工件热处理后，会产生变形。其外圆面需要增加的加工余量，为减少其加工余量，而采用重钻中心孔的方法。在重钻中心孔之前，先找出工件上径向圆跳动为最大值的一半的两点，以这两点后作为定位基准面，用车端面的方法切去原来的中心孔，重新钻中心孔。当使用新的中心孔定位时，工件所必须切会的额外的加工余量将减少到原有值。由于该丝杠为批量生产，故加工工艺过程按照工序划分阶段的原则，将整个工艺过程分为五个阶段：准备和预先热处理阶段，粗加工阶段，半精加工阶段，精加工阶段，终加工阶段。为了消除残余应力，整个工艺过程安排了四次消除残余应力的热处理，并严格规定机械加工和热处理后不准冷校直，以防止产生残余应力。为了消除加工过程中的变形，每次加工后工件应垂直吊放，并采用留加工余量分层加工的方法，经过多道工序逐步消除加工过程中引起的变形。所以选择方案二为最佳方案。4.2.3.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定工序号工种工序内容设备1备料热轧圆钢Φ20mm×835mm2热处理球化退火3车车削试样，车削后应保证零件总长为828mm车床CA6204磨在平面磨床上磨试样两平面（磨出即可）,表面粗糙度为Ra6.3um平面磨床M8205检验检验试样，待试样合格后方可转入下道工序6热处理调质，校直7粗车粗车外圆，均保留加工余量2mm车床CA6208热处理时效处理，除应力，要求全长弯曲小于1.5mm9车车端面取总长825mm修正两端面中心孔车外圆，车Φ16外圆，留余量0.5-0.6，车Φ12外圆及Φ9.6x1.1的槽完成倒角。车螺纹Tr16×4-7H中径，留余量0.3-0.4；车倒角，螺纹处圆跳动为0.05mm；车床CA62010粗磨粗磨螺纹大径，磨其它各外圆，均留磨量1.1~1.2um；万能磨床M1432A11热处理中温回火，冰冷处理，全长弯度小于0.05mm；12检验检验硬度，磁性探伤，去磁；13研研磨两端中心孔，表面粗糙度Ra为6.3um；14粗磨磨外圆，磨螺纹大经，均留磨量为0.65~0.75um万能磨床M1432A15半精磨半精磨螺纹，留精磨余量（使用三针测量仪），齿形用样板透光检查，丝杆磨床S743216热处理低温回火，消除磨削应力，要求全长弯曲小于0.10mm，不得冷校直；17研修研两端中心孔，表面粗糙度Ra为0.32um；车床CA614018半精磨磨Φ12以及Φ10外圆至图样要求，要求圆跳动小于0.05mm，磨其余外圆以及端面；万能磨床M1432A19精磨精磨梯形螺纹Tr16×4-7H至图样要求，齿间锥度为15º±20´，齿形按样板透光检查；丝杆磨床S743220终磨终磨各外圆至图样要求，并涂防锈油；万能外圆磨床M1432A4.2.4.确定切削用量工序一：粗车外圆(1)确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为2mm，一次走刀。Asp=2/2=1mm.(2)确定进给量刀杆尺寸20*30，as6,工件直径为Φ20mm，则f=0.3~0.4。由《简明手册》表4.2—3查取f=0.35mm/r。根据《切削用量简明手册》表1.11查取：VC=1.44(由182~199HBS、asp=1、f=0.35mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则VC=VC*60V=VC*K*K*K*K*KSV*K=1.44*60*1.0*1.0*0.73*1.0*0.85*1.0=53.6n=853.5r/min按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与853.5r/min相近似 的机床转速n=853.5r/min,则实际切削速度V=n/1000=3.14*100*853.5/1000=268m/min。综上，此工步的切削用量为：a=1mm，f=0.35,n=853.5r/min,V=268m/min。工序二：精车外圆左端确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为1.1mm，一次走刀。Asp=1.1/2=0.55mm.(2)确定进给量刀杆尺寸20*30，as1.1,工件直径为Φ20mm，则f=0.2~0.4。由《简明手册》表4.2—3查取f=0.26mm。根据《切削用量简明手册》表1.11查取：VC=1.33(由182~199HBS、asp=2.5、f=0.26mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则VC=VC*60V=VC*K*K*K*K*KSV*K=1.33*60*1.0*1.0*0.73*1.0*0.851.0=49.5n=157.6r/min按CA620车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与157.5r/min相近似 的机床转速n=183r/min,则实际切削速度V=n/1000=3.14100183/1000=57.5m/min。综上，此工步的切削用量为：a=2.5mm，f=0.26,n=183r/min,V=57.5m/min。工序三：精车外圆右端确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为1.1mm，一次走刀。Asp=1.1/2=0.55mm.(2)确定进给量刀杆尺寸20*30，as1.1,工件直径为55mm，则f=0.2~0.4。由《简明手册》表4.2—3查取f=0.26mm。根据《切削用量简明手册》表1.11查取：VC=1.33(由182~199HBS、asp=2.5、f=0.26mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则VC=VC*60V=VC*K*K*K*K*KSV*K=1.33*60*1.0*1.0*0.73*1.0*0.851.0=49.5n=157.6r/min按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与157.5r/min相近似 的机床转速n=183r/min,则实际切削速度V=n/1000=3.14*100*183/1000=57.5m/min。综上，此工步的切削用量为：a=1.1mm，f=0.26,n=183r/min,V=57.5m/min。丝杠的零件图图4.2连接块的设计4.3.1.连接块的作用及材料选择连接块是用于连接丝杠与运动底板的零件，它把由电机传递到丝杠的运动转换为底板的运动，在此次设计的专用焊接机运动系统的机械装置部分共有两处用到连接块，它们的结构形式相同，作用都是用于把电机产生的转动转换成底板的直线运动。由于丝杠采取的是T型螺纹，直径为16mm，为了与丝杠配合连接，连接块的内螺纹直径也采取T16。材料选取为4