数控机床滚珠丝杠支承座的数控加工工艺分析
摘 要数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母本身的刚度外，滚珠丝杠支承座的正确选择及其支承座的结构刚度也是不可忽视的重要因素之一。丝杠端部的轴承安装及其支承座加工精度的误差和它们在受力后的变形，都会对进给系统的传动刚度和精度带来影响。因此要注意丝杠轴承座的加工和装配，尤其是对于轴向刚度要求较高的进给系统。为了提高丝杠支承的刚度，选择适当的轴承座及其支承方式是十分重要的。因此，本毕业设计主要以一种滚珠丝支承座作为分析的对象首先，通过对零件图纸的分析，确定零件的形状及各尺寸精度要求；其次，通过分析零件的结构特征，选择所需要使用到的加工设备，确定所要使用的刀具和装夹方案，并选择合理的切削用量，制定合理的加工工艺，编写符合加工要求的数控加工程序；最后，对在加工滚珠丝杠传动座的过程中所遇到的一些问题进行深入分析，制定合理的解决方案。
目 录
引 言 1
一、零件图纸分析 2
（一）零件二维工程图纸 2
（二）零件主要功能简介 3
（三）零件加工尺寸与精度分析 4
二、加工工艺分析 4
（一）坯件选材 4
（二）加工步骤的划分 4
（三）刀具的选用 5
（四）加工设备的选用 6
（五）零件加工工艺卡的制定 8
（六）夹具的选用 8
三、数控程序编写及加工步骤 10
（一）第一序 10
（二）第二序 14
（三）加工程序 14
四、加工中所遇到的问题及其优化措施 18
总 结 19
参考文献 20
谢辞 21
引 言
常见机床的进给传动系统主要由滚珠丝杠副、轴承和相关支承件组成。其中滚珠丝杠的支承座是十分关键的部件。滚珠丝杠的支承座主要起到支撑作用，将滚珠丝杠支撑起来，并通过联轴器将滚珠丝杠和电机连接起来。在机床进给系统中，滚珠丝杆支撑座常见安装方式有以下四种类型：
a. 固定—自由型：适用于低转速、中精度、短轴向丝杠；
b. 支承—支承型：适用于中等转速、中精度；
c. 固定—支承型：适 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
用于中等转速、高精度；
d. 固定—固定型：适用于高转速、高精度；
滚珠丝杠轴承座的自身精度和安装精度直接决定了进给系统传动的稳定性和准确性。关于滚珠丝杠支承座的精度等级，一般企业将其分为C3、C5、C7三种级数。C3级滚珠丝杠选用C3级支承座，C5级滚珠丝杠选用C5级或C3级支承座，而C7 级滚珠丝杠螺杆则一般只需选用C7 级轴承座即可。以使支承座的精度可以和螺杆的精度匹配。
在轴承的选用上，考虑到与滚珠丝杠在刚性上的均衡，一般使用高刚性低扭矩的角接触球轴承（接触角30°、自由组合）。另外，小型支承单元则需要选用超小型的滚珠丝杠，配备超小型角接触球轴承。这种轴承接触角一般是45°，这种轴承具有球径小、球数多、高刚性、高精度的特点，能获得比较好的稳定回转性能。
本次毕业设计论文来源于顶岗实习期间的工作内容，主要以滚珠丝支承座作为分析的对象：通过分析零件的结构特征，选择所需要使用到的加工设备，编写符合加工要求的数控加工程序，对在加工滚珠丝杠传动座的过程中所遇到的一些问题进行深入分析，制定合理的解决方案。
一、零件图纸分析
（一）零件二维工程图纸
零件的加工实物图与安装实照图如下图11所示，二维CAD图如图12所示：
图11 零件的实物图与安装实照图
/
图12零件工程图纸
（二）零件主要功能简介
滚珠丝杠支承座是数控机床进给驱动环节中重要的零部件之一，使用数量大， 属于小箱体类零件，主要作用是联接伺服电机和滚珠丝杆，因此对该零件的制造精度，加工效率的要求都很高。安装轴承处孔的大小为62mm，该孔对电机安装面垂直要求不大于0.01mm，压盖的装轴承孔中心的跳动不大于0.01mm：电机止口大小为110mm, 其中心线对轴承座处中心线同轴度要求不大于0.02mm，电机的安装面对电机上口中心线的跳动要求不大于0.01mm。故此只有绝对保证改零件的加工尺寸精度，才能保证装配工作的质量。
（三）零件加工尺寸与精度分析
支承座零件图，结构形状比较简单，根据零件明细栏了解到其材料为HT200，属于中批量生产。从图中可以看出，该零件属于常规三轴类零件，其结构主要由面、孔组成，属于中等加工难度零件，图中部分尺寸公差要求较高，如直径8mm的销孔，精度等级达到+0.015mm的尺寸精度。直径6mm的销孔，精度等级也达到+0.012mm的尺寸精度，需要更加精细的加工方法，保证其尺寸精度在加工前后均不变形。
直径80mm和直径58mm的镗孔，精度都达到+0.03mm的精度。图中形位公差要求较高，其中直径80mm的镗孔圆柱度要求达到0.02mm，需要非常精准的镗刀才能加工到该要求。
58H7的镗孔需要平行于A面，误差不超过0.02mm，且同时垂直于B面，偏差不超过0.02mm。零件表面71mm的宽度方向尺寸需要平行于B面，误差不超过0.02mm，且同时垂直于C面，偏差不超过0.02mm。零件的B面需要垂直于A面，误差在0.02mm以内。
较多的形位公差对零件的加工要求极高，需要设计较为简单的装夹方式，尽可能的减少零件由于多次装夹造成的误差累计。
二、加工工艺分析
（一）坯件选材
根据零件明细栏了解到其材料为FC250，选择铸造毛坯，除非加工表面外，其余部分需加工面均留3mm余量。由于是中批量生产，所以小的余量可以大大提高生产效率，但总体不能少于1mm。若是余量小于1mm，则会使得表面粗糙度无法达到要求，以及工件变形后，一些部位加工不到位。铸造毛坯由于在运输过程中容易产生挤压变形现象，因此在加工前需要对毛坯进行校正，以确保后不会将有问题的材料送到生产线上。
目 录
引 言 1
一、零件图纸分析 2
（一）零件二维工程图纸 2
（二）零件主要功能简介 3
（三）零件加工尺寸与精度分析 4
二、加工工艺分析 4
（一）坯件选材 4
（二）加工步骤的划分 4
（三）刀具的选用 5
（四）加工设备的选用 6
（五）零件加工工艺卡的制定 8
（六）夹具的选用 8
三、数控程序编写及加工步骤 10
（一）第一序 10
（二）第二序 14
（三）加工程序 14
四、加工中所遇到的问题及其优化措施 18
总 结 19
参考文献 20
谢辞 21
引 言
常见机床的进给传动系统主要由滚珠丝杠副、轴承和相关支承件组成。其中滚珠丝杠的支承座是十分关键的部件。滚珠丝杠的支承座主要起到支撑作用，将滚珠丝杠支撑起来，并通过联轴器将滚珠丝杠和电机连接起来。在机床进给系统中，滚珠丝杆支撑座常见安装方式有以下四种类型：
a. 固定—自由型：适用于低转速、中精度、短轴向丝杠；
b. 支承—支承型：适用于中等转速、中精度；
c. 固定—支承型：适 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
用于中等转速、高精度；
d. 固定—固定型：适用于高转速、高精度；
滚珠丝杠轴承座的自身精度和安装精度直接决定了进给系统传动的稳定性和准确性。关于滚珠丝杠支承座的精度等级，一般企业将其分为C3、C5、C7三种级数。C3级滚珠丝杠选用C3级支承座，C5级滚珠丝杠选用C5级或C3级支承座，而C7 级滚珠丝杠螺杆则一般只需选用C7 级轴承座即可。以使支承座的精度可以和螺杆的精度匹配。
在轴承的选用上，考虑到与滚珠丝杠在刚性上的均衡，一般使用高刚性低扭矩的角接触球轴承（接触角30°、自由组合）。另外，小型支承单元则需要选用超小型的滚珠丝杠，配备超小型角接触球轴承。这种轴承接触角一般是45°，这种轴承具有球径小、球数多、高刚性、高精度的特点，能获得比较好的稳定回转性能。
本次毕业设计论文来源于顶岗实习期间的工作内容，主要以滚珠丝支承座作为分析的对象：通过分析零件的结构特征，选择所需要使用到的加工设备，编写符合加工要求的数控加工程序，对在加工滚珠丝杠传动座的过程中所遇到的一些问题进行深入分析，制定合理的解决方案。
一、零件图纸分析
（一）零件二维工程图纸
零件的加工实物图与安装实照图如下图11所示，二维CAD图如图12所示：
图11 零件的实物图与安装实照图
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图12零件工程图纸
（二）零件主要功能简介
滚珠丝杠支承座是数控机床进给驱动环节中重要的零部件之一，使用数量大， 属于小箱体类零件，主要作用是联接伺服电机和滚珠丝杆，因此对该零件的制造精度，加工效率的要求都很高。安装轴承处孔的大小为62mm，该孔对电机安装面垂直要求不大于0.01mm，压盖的装轴承孔中心的跳动不大于0.01mm：电机止口大小为110mm, 其中心线对轴承座处中心线同轴度要求不大于0.02mm，电机的安装面对电机上口中心线的跳动要求不大于0.01mm。故此只有绝对保证改零件的加工尺寸精度，才能保证装配工作的质量。
（三）零件加工尺寸与精度分析
支承座零件图，结构形状比较简单，根据零件明细栏了解到其材料为HT200，属于中批量生产。从图中可以看出，该零件属于常规三轴类零件，其结构主要由面、孔组成，属于中等加工难度零件，图中部分尺寸公差要求较高，如直径8mm的销孔，精度等级达到+0.015mm的尺寸精度。直径6mm的销孔，精度等级也达到+0.012mm的尺寸精度，需要更加精细的加工方法，保证其尺寸精度在加工前后均不变形。
直径80mm和直径58mm的镗孔，精度都达到+0.03mm的精度。图中形位公差要求较高，其中直径80mm的镗孔圆柱度要求达到0.02mm，需要非常精准的镗刀才能加工到该要求。
58H7的镗孔需要平行于A面，误差不超过0.02mm，且同时垂直于B面，偏差不超过0.02mm。零件表面71mm的宽度方向尺寸需要平行于B面，误差不超过0.02mm，且同时垂直于C面，偏差不超过0.02mm。零件的B面需要垂直于A面，误差在0.02mm以内。
较多的形位公差对零件的加工要求极高，需要设计较为简单的装夹方式，尽可能的减少零件由于多次装夹造成的误差累计。
二、加工工艺分析
（一）坯件选材
根据零件明细栏了解到其材料为FC250，选择铸造毛坯，除非加工表面外，其余部分需加工面均留3mm余量。由于是中批量生产，所以小的余量可以大大提高生产效率，但总体不能少于1mm。若是余量小于1mm，则会使得表面粗糙度无法达到要求，以及工件变形后，一些部位加工不到位。铸造毛坯由于在运输过程中容易产生挤压变形现象，因此在加工前需要对毛坯进行校正，以确保后不会将有问题的材料送到生产线上。
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