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高性能滚珠丝杠副加工工艺分析研究与CAPP系统的开发

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摘要

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 综述

1.2.1 滚珠丝杠丝杠副的加工工艺概述及发展趋势

1.2.2 CAPP国内外研究现状

1.2.3 CAPP系统的分类

1.2.4 CAPP存在的一些问题及发展趋势

1.3 课题研究的目的和意义

1.4 课题主要的研究内容

1.5 论文的主要内容

第2章 滚珠丝杠的热加工工艺分析

2.1 滚珠丝杠的分类

2.2 滚珠丝杠的工作条件

2.3 滚珠丝杠的选材

2.3.1 选材的技术要求

2.3.2 滚珠丝杠的选材

2.3.3 毛坯材料的检测

2.4 滚珠丝杠的加工流程

2.5 热处理工艺的安排

2.6 热处理的技术要求

2.7 热处理工艺的流程

2.7.1 预备热处理

2.7.2 高温时效

2.7.3 表面热处理

2.7.4 深冷处理

2.7.5 定性热处理

2.8 本章小结

第3章 滚珠螺母的热加工工艺分析

3.1 螺母磨损和疲劳的机理

3.2 螺母的选材

3.3 螺母的加工工艺流程

3.3 螺母的热处理

3.3.1 球化退火

3.3.2 真空淬火

3.3.3 低温回火

3.4 本章小结

第4章 热处理产生的问题及解决方法

4.1 热处理缺陷

4.2 热处理应力

4.3 热处理裂纹

4.4 工件变形

4.4 热处理应力和工件失效的判断

4.5 预防和消除热处理缺陷的技术措施

4.6 本章小结

第5章 滚珠丝杠机加工工艺的设计原则

5.1 滚珠丝杠的零件信息

5.1.1 滚珠丝杠几何特征信息的分析方法

5.1.2 滚珠丝杠几何特征的组成

5.1.3 滚珠丝杠其它特征信息的提取与统计

5.2 加工方法和加工路线的选择

5.2.1 光滑圆柱面的加工

5.2.2 滚珠螺纹的加工

5.2.3 滚珠丝杠的加工路线

5.3 滚珠丝杠的工艺设计原则

5.3.1 毛坯尺寸确定原则

5.3.2 粗车工序确定原则

5.3.3 定性热处理原则

5.3.4 半精加工工序确定原则

5.3.5 外圆车削的加工余量确定原则

5.4 本章小结

第6章 新型斜插管反向器的设计、选材及加工工艺设计

6.1 新型斜插管反向器的设计

6.2 新型斜插管反向器的结构特点

6.3 新型斜插管的选材

6.4 新型斜插管的加工工艺

6.5 本章小结

第7章 滚珠丝杠BGS-CAPP系统的总体方案设计

7.1 系统简介

7.2 系统的总体构成

7.3 系统的设计原则

7.4 系统的开发工具、技术和方法

7.4.1 系统开发的基本工具和技术

7.4.2 面向对象的程序设计方法

7.5 系统的功能组成

7.6 系统的工作原理

7.7 系统的功能要求

7.7.1 系统的基础功能要求

7.7.2 系统的拓展功能

7.8 系统的主要研究任务

7.9 本章小结

第8章 系统的设计过程与关键技术

8.1 系统的设计过程

8.2 用户登录界面的设计

8.3 零件信息的描述与输入

8.4 工艺过程的设计

8.5 系统数据库的设计

8.5.1 数据库的设计原则

8.5.2 数据库的设计步骤

8.5.3 系统的数据库

8.5.4 数据库的连接

8.6 主界面的设计

8.7 系统的决策技术

8.8 系统的实现

8.9 系统的主要特点

8.10 本章小结

第9章 结论与展望

9.1 结论

9.2 展望

致谢

参考文献

个人简历及在校期间发表的学术论文与研究成果

附件1.论文图序及名称

附件2.论文表序及名称

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摘要

高性能滚珠丝杠副加工工艺分析研究及CAPP系统的开发依托于与北京精密天工滚珠丝杠有限公司合作的北京市科技计划项目。
  本文通过分析研究滚珠丝杠和螺母的加工工艺,创新地制定出了滚珠丝杠的加工工艺设计原则和螺母的选材原则。在此基础上对滚珠丝杠和螺母热处理工艺做了重点研究,并对滚珠丝杠的热处理工艺进行了创新设计,其中包括:滚珠丝杠表面热处理后增加深冷处理;滚珠丝杠调质处理冷却的过程中,采用分级油冷的冷却方法,相较于传统热处理工艺可获得较好的热处理质量。
  通过对热处理工艺的研究发现,滚珠丝杠和螺母的热处理缺陷主要有热应力、热处理裂纹、工件变形三种类型。通过对其机理的分析,本文独创性地提出了一些预防和消除热处理缺陷的技术方法。
  通过对传统斜插管反向器的研究,在精密天工产品的基础上设计出了一种新型斜插管反向器。该斜插管反向器导珠管与螺母螺纹管道连接处相切并且在结构上去掉了管舌,这样可以使滚珠沿螺旋切线方向进入导珠管,避免与其发生冲击碰撞,另外去掉管舌后大大简化斜插管的加工工艺。通过ADAMS仿真验证,发现新型斜插管反向器比较适用于高性能滚珠丝杠副。
  通过对滚珠丝杠加工工艺的研究,利用计算机技术在Visual Basic6.0平台上开发了滚珠丝杠BGS-CAPP系统。该系统只需工艺设计人员按照设计图纸,通过操作界面输入一些滚珠丝杠的主要特征信息,系统就会生成该零件所属零件族的典型工艺,然后对典型工艺编辑修改,即可获得该零件的工艺规程。BGS-CAPP系统的可视化强度高,图形界面丰富,便于理解和掌握;工艺设计人员对其上手并不困难,在不熟悉此系统的情况下同样可以编制出高质量的工艺文件。

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