滚珠丝杠可将机床的回转运动转化为直线运动，是机床回转过程中的关键零部件，在使用时要求具备高精度、高速进给、摩擦损失小，轴向刚度高等特点。本文分析的滚珠丝杠零件总长较长，且尺寸公差及形位公差均有较高要求，属于较难加工零件。本文首先对滚珠丝杠零件的结构外形及加工要求做简要介绍，其次对滚珠丝杠的加工工艺进行分析，其中包括了滚珠丝杠的工件材料、选用的加工设备、加工刀具、相对应的夹具以及加工顺序等，编写高效合理的加工工艺文件，接着采用UG软件对滚珠丝杠零件进行三维建模及数控编程，通过仿真加工验证程序的准确性，最后进行零件加工与检测。
目 录
引 言 1
滚珠丝杠的加工要求2
（一）滚珠丝杠的简要介绍.2
（二）滚珠丝杆的结构分析 .2
二、滚珠丝杠的加工工艺分析 4
（一）零件材料及毛坯的选用.4
（二）加工设备的选用 4
（三）夹具的选用 5
（四）刀具的选用 6
（五）加工工艺过程的确定 7
（六）加工工序的确定.9
三、滚珠丝杠零件的UG建模过程 11
（一）滚珠丝杠零件建模的总体步骤.11
（二）滚珠丝杠零件建模的具体过程 12
四、滚珠丝杠零件的数控仿真加工 14
（一）选择加工环境14
（二）创建几何体 14
（三）创建刀具 14
（四）仿真加工 15
五、滚珠丝杠的加工与检测 18
（一）滚珠丝杠成品 18
（二）滚珠丝杠尺寸检测 18
总 结 19
参考文献 20
谢 辞 21附 录 22引 言
滚珠丝杠主要应用于机床等工业设备的动力传输，它可将机床的回转运动转化为直线运动，是机床回转过程中的关键零部件。因为滚珠丝杠的循环方式有很多，根据不同应用场合进行选取。本课题选择的滚珠丝杠属于精度等级要求较高的零件，在使用时要求具备高精度、高速进给、摩擦损失小，轴向刚度高等特点，而且该零件总长较长，属于较难加工零件，因此研究其数控加工工艺与数控编程是很有必要的。
本文将以滚珠 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
丝杠作为分析对象，对滚珠丝杠的数控加工进行分析，其内容包括：对滚珠丝杠零件图进行识读，分析该零件的加工要求，选用合适的加工设备、刀具、夹具及切削用量等，编写滚珠丝杠的数控加工工艺文件，并编写其数控加工程序，完成零件的数控加工与质量检测。
本课题来源于南京工艺装备制造有限公司，公司主要生产以滚珠丝杠等一系列产品，本人从事的是滚珠丝杠零件的数控加工，从毛坯件到成品的每一个加工过程都严格按照公司所制定的工艺规程进行加工，论文主要以滚珠丝杠零件的数控加工过程为主体，详细介绍了滚珠丝杠零件的数控加工工艺和数控程序的编写。
一、滚珠丝杠的加工要求
滚珠丝杠的简要介绍
本文分析的零件为滚珠丝杠，该零件主要应用于机床等工业设备的动力传输，它可将机床的回转运动转化为直线运动，是机床回转过程中的关键零部件，在使用时要求具备高精度、高速进给、摩擦损失小，轴向刚度高等特点。本文分析的滚珠丝杠零件总长较长，且尺寸公差及形位公差均有较高要求，属于较难加工零件。滚珠丝杠零件的三维立体图如图11所示。
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图11 滚珠丝杠三维建模
（二）滚珠丝杠的结构分析
根据滚珠丝杠零件图12可知，该零件为轴类零件。零件总长为1910mm，其直径为φ51mm，中间滑道部分长度为1636mm。该零件精度最高处在两边尺寸为Φ45h5mm的台阶处，其尺寸公差为0.11mm，公差等级为IT5级，精度要求较高的是在左端第一个台阶Φ35h6mm处，其尺寸公差为0.16mm，公差等级为IT6级，左端台阶Φ35h6mm外表面对于φ40h5外圆表面轴线的径向圆跳动公差为0.008/125mm；左右两边尺寸为Φ45h5mm的台阶外表面对于滚道表面轴线的径向圆跳动公差为0.016/125mm；Φ50h7mm的右端面对于滚道表面轴线的径向圆跳动为0.04mm。Φ40h5mm外表面的表面粗糙度为Ra0.4μm，为表面粗糙度精度最高处。该零件的技术要求为：滚道部分表面硬度HRC5863；△处打印记及序号1#；滚珠螺纹节圆直径变动量允差。
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图12 滚珠丝杠零件图
滚珠丝杠的加工工艺分析
（一）零件材料及毛坯的选用
滚珠丝杠通常安装在精密机械和工具机械上，为了保证滚珠丝杠的跳动公差，延长滚珠丝杠的使用寿命，其耐磨性、接触疲劳性能要求都较高。而GCr15属于高碳铬轴承钢，含碳量为0.95%~1.05%，含锰量为0.25%~0.45%，含硅量为0.15%~0.35%，且GCr15轴承钢在经过热处理后，具有良好的切削加工性能，具有较高的硬度和良好的耐磨性能以及优秀的接触疲劳强度，同时，GCr15轴承钢的性价比相较于其他材料较高，适用于大批量生产，因此，本文采用GCr15轴承钢作为滚珠丝杠零件的加工材料。
滚珠丝杠零件年产量约为2000件，属于小批量生产，且外轮廓为圆柱形，较规则，因此毛坯选用圆柱形棒料。根据滚珠丝杠零件的尺寸要求，毛坯最大长度选择为1915mm，直径选择为φ55mm，GCr15轴承钢毛坯如图21所示。
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图21 GCr15轴承钢毛坯
加工设备的选用
本文分析的滚珠丝杠零件为细长轴，零件总体长度较长，由于Φ45h5的台阶外圆以及左端Φ35h6台阶外圆处精度等级要求较高，故选用卧式数控车床进行加工较为合适。由于CAK63285B数控车床具有较高的精度，机床上配有多工位刀塔，生产效率高，并且具有较长的加工行程，可加工许多长度较长的工件，操作易上手，十分便捷，故本文选择用CAK63285B数控机床进行加工，如图22所示。该机床床身最大回转直径为φ630mm，最大切削直径为φ550mm，主轴转速范围为11000rpm，最大加工长度为2850mm，外形尺寸为4500×1500×2200mm。
同时，由于该滚珠丝杠零件的表面粗糙度要求较高，最高处要求Ra0.4μm，因此需要使用磨床进行磨削加工。本文选用 MDDD 全自动磨刀机进行滚珠丝杆零件的磨削处理，使用电磁吸盘对滚珠丝杆零件进行装夹。MDDD 全自动磨刀机如图23所示。
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