CA6140主轴加工工艺及夹具设计说明书

四 川 理 工 学 院毕 业 设 计（论 文）说 明 书题 目 CA6140 主轴加工工艺及夹具设计 学 生 系 别 机 电 工 程 系 专 业 班 级 机械设计制造及其自动化 学 号 指 导 教 师 摘 要摘 要机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械装备。而加快产品上市的时间，提高质量，降低成本，加强服务是制造业追求的永恒主题。此篇论文主要内容是对CA6140主轴加工工艺路线进行的研究、设计，其中包 各 工 的加工 ，机 、 具、夹具、 具、量具的 ， 的 ， 和夹 的 。轴 夹具 装 工艺AbstractMachinery manufacturing is one of the pillar industries which a national technological progress and social development need, both traditional industries and burgeoning industries can not be separated from sundry mechanical equipment. And speed up product listed time and improve quality, reduce costs, enhance services for the manufacturing industry is the eternal theme. This thesis is the main content of the Main axle of CA6140 engine lath case machining line for the research, design, Including the Road processes processing methods, machine tools, cutlery, fixtures, a Catholic, measuring instrument choice, datum selection, positioningKeywords: Axle Fixture Assembly dranwing Travel chart2摘 要目 录摘 要 . 2Abstract. 2. 51 的 . 10.1 的 . 10.2 的工艺 . 12 工艺程的设计 . 42.1 的制造式. 42.2 currency1 的 . 42.3 制 工艺路线 . 52.4 机械加工量、工 “及“的 . 82.5 个加工 的机械加工量、工 “及“ . 82.6 fi量及currency1本工时 . 13. 653 夹具设计 . 663.1 fl题的提 . 663.2 夹具设计 . 664 . 71文 . 72 . 733摘 要4 前 言机械制造工艺学程设计”学 学的 currency1 、技术currency1 及 专业之进行的.是”进行毕业设计之 对学各程的一的 的 ,是一理论系 的 , 此, ”四 的学生 中 要的 。”个 而 ，” 程设计对自 的工进行一 ， 中 自 fl题、 fl题的 ， 加 国的 设 一个的currency1 。 ，设计 不 之 ，恳请各 老师给予指导。5四川理工学院毕业设计（论文）第1章 零件的分析0.1 零件的作用本设计给 的 是CA6140主轴 。他主要 主轴箱，主要是传递回转和扭矩。电动机的回转运动和扭矩是 各级变速齿轮等传递到主轴，再 主轴传递给工 或 具的。主轴必须具 较高的回转精度，保证工 几何状的正机 附 和 工艺装备提供安装currency1 ，直接或间接 支持和导向；当棒料（）需 主轴中心孔 贯穿送料时，主轴内孔还具 支承。0.2零件的工艺分析0.2.1 主 的主要技 要求轴 术0.2.1.1“精度和 粗糙度 主轴的支承轴和安装传动齿轮的轴颈是 机 工精度的 ，其精度要求最高，一般不低IT5级； 粗糙度。主轴需要负荷条 回转运动，故要求 较高的抗疲劳的 ， 不允 裂纹等缺陷。0.2.1.2 几何状和相互 置精度 主轴支承轴颈的圆度直接影响加工工 的圆度，故要求较高，其误差不“的。主轴轴颈对支承轴颈的跳动公差，标 检验棒检查时，近主轴端 不 离主轴端 不。其他 对支承轴颈的同轴度、平行度或垂直度公差一般 。0.2.1.3主轴上螺纹的精度，一般不低二级。0.2.2 工 程分艺 组CA6140车 主轴构较 杂，精度要求较高，批量的生产条 ，主轴的机械加工工艺 程 三组加工 。1aR0.8 0.63 m30%0.01mm3000.03 一 的 一阶段 外圆 currency1 ，车和的端 及钻中心孔。276 6h 0.013106.373+四川理工学院毕业设计（论文）二阶段 中心孔 currency1 ，粗车外圆，半精车、磨fi各阶段外圆、轴颈，铣 槽车、螺纹、钻端 上各孔、铣花 。三阶段 两端 支承轴颈 currency1 ，钻孔、车、磨小端 锥孔（ 锥堵），车、磨端锥孔（ 莫氏号锥堵）。374 1.5M100 1.5 2M 1951: 206 一 的 第2章 工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式材料 钢。主轴机 运行中要起到传递功率的，则其工 程中，经常受到扭矩， 生产量 ，已达到批量生产的水平，而且 的轮廓“不太。故可采模成 ，且 。 的精度较高，加工量较小对提高生产率，保证加工质量是 的。 2.2基准的选择2.2.1 粗基准的 两中心孔 精加工的 currency1 ，机械加工的 一 工 是铣两端 中心孔。 此可 、支承轴颈（或其近 的外圆 ） 粗currency1 。样，当 再中心孔 ，加工支承轴颈时，可 的加工量， 保证两个高精度轴颈的加工精度。2.2.2 精基准的 currency1 不 误差， 工艺currency1 设计currency1 和各工 currency1 的统一，及 可 一装夹中加工较 的工 ，主轴精加工的 工 中（二端锥孔 本 加工时 外） 采二中心孔 currency1 。主轴中心孔孔钻 中心孔 ，需要采锥堵， 新 精度（二端中心孔）。中心孔 程中的磨 会影响 精度，故必须经常 保 及时 。 别是 的精加工工 之 ， 保证和提高 精度， 需 新 中心孔。锥堵时 当锥堵装中心孔， 程中，不 和 ，都会起currency1 的 置变动， 而造成误差。2.2.3基准的转主轴的主要轴颈和端锥孔的 置精度要求高，加工 程中要采互currency1 的 则，currency1 相互转的 程中，精度步 到提高。轴颈 粗currency1 加工中心孔；4456140CA10001（）四川理工学院毕业设计（论文）中心孔 currency1 ，粗车支承轴颈等外圆各；支承轴颈 currency1 ，加工端锥孔；中心孔（锥堵） currency1 ，加工支承轴颈等外圆各；支承轴颈 currency1 ，粗磨端锥孔；中心孔 （ 锥堵） currency1 ，加工支承轴颈等外圆各；端支承轴颈和外圆 currency1 ，精磨端锥孔。别是最精磨主轴锥孔时， currency1 当，到 互currency1 和currency1 currency1， 而保证 高的主轴跳动精度。2.3制定工艺路线生产“ 批生产，故 的几何状、“精度几 置精度等技术要求 到理的保证的 提，采专的夹具， 量工 中起 提高生产率， 此之外，还 经currency1，生产成本 量提高。2.3.1加工工艺式车 主轴的工艺 程fi 工 模工 正fl 理工 车两端 、钻中心孔，外圆 粗currency1 ， 式车 加专夹具。工 粗车外圆，孔 currency1 ， 式车 。工 质 理52（）（3）（4）（5）（6）（7）75h66140CA123620 3C 4620 3C 5 二 工艺程的设计工 车端外圆、锥、端 和 阶。孔 currency1 ， 式车 。工 车小端各外圆，孔 currency1 ， 半自动车 。工 钻孔，两端支承轴颈 currency1 ， 孔钻 专夹具。工 车小端内锥孔，孔 currency1 （ 锥堵）， 式车 专夹具。工 车端锥堵（ 莫氏号锥堵）两端支承轴颈 currency1 ， 式车 专夹具。工 11 钻”端 各孔（、），端内锥孔 currency1 ， 钻 专夹具工 12 钻孔, 端轴颈和E currency1 , 钻 专夹具。工 13 理，对，锥及莫氏锥孔进行高 fl，采高 fl设备。工 14 磨fi外圆（、），锥堵 精currency1 ， 外圆磨 加工。工 15 精车外圆，外圆 槽、到，锥堵孔 精currency1 ， 车 加工。工 16 粗磨端内锥孔（ 莫氏号锥堵）， 支承轴颈及外圆 currency1 ， 内圆磨 专夹具。 66620 3C 7120CET8482120T91: 20620 3C 106620 3C 4 23 8M2 10M35Z A4D35Z A90 6g680 5h90 5g89 6y/ 332MB B100 1.5 2M 100 6h6140CK A675 5h2120M89 6f53X T四川理工学院毕业设计（论文）工 18 铣 槽，及外圆 精currency1 ， 铣 专夹具。工 19 车端内 ，车三 螺纹（ 螺）。锥堵孔 精currency1 ， 式车 。工 20 磨fi两 外锥 、 及锥 ，锥堵孔 精currency1 ， 外圆磨 工 21 精磨端莫氏号内锥孔（ 堵）， 支承轴及外圆 精currency1 ， 内圆磨 专夹具。工 22 工（个钻孔 ）工 23 检验2.3.2加工 段的 分阶 批量生产条 ，主轴的机械加工工艺可 三阶段 粗加工阶段阶段是主轴造和正fl进行的，包 车端 、 中心孔和粗车外圆等工。其主要务是 上 量，同时，可发 的裂纹或其他缺陷。半精加工阶段主轴粗加工需要进行质阶段， 再进行半精加工。半精加工阶段包 各半精车工 ，中心孔及螺孔等要 加工等工 。其主要务是 精加工 备；对一要求不高的 ，之达到 样要求。此加工阶段是 理（高 fl）之进行的，包 各支承轴颈及端锥孔（莫氏号）的最加工等工 。其主要务是最 保证工 达到 样的要求。此外， 主轴螺纹和花 等工 理 程中变或 ，故其最加工712 9f80 5h115M53X T620 3C 1 12D/ 332MB B675 5h2120M423(1)(2)(3)6 二 工艺程的设计安 此阶段中进行。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.4.1毛坯的制造分析主轴 材料 钢， 度 。生产“ 批生产，采自设备上 ， 量 。 机械加工工艺 查 直 的量及 差 。直 的量及 差 。直 的量及 差 。对主轴的 进行 相差相差相差要 到 加工的 ，故上 可 对模进行二 ，且 一 是的“ 对 二 是的“， 模 ，0.03 。2.5确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸小端端 的加工量量 附工 “86140CA45HBS127 162 30kg2.3 2281 100 3410+mm101 125 3411+mm161 200 3513+mm195 106.373 88.627mm195 120 75mm120 90 20mm12034131+mm90mm23100 m+ 5208+1.2310+1.1 12-0.46-0.7236.3四川理工学院毕业设计（论文）半精车量 附粗车量 “车端外圆的加工量量 附半精车量 附工 “粗车量 “外圆量 半精车量，工 “粗车量，“外圆量 半精车量，工 “粗车量，“外圆量，粗车量，“91.31.2 410 1.3 8.7z = =2345+2.3513+1.1 121.51.2 4-0.46-0.7217.5z=13-1.5=11.53529+3.70 6h2330+1.80.1507030 1.8 28.2 = 23100+4.74 1.5 2M 2326+10.15074+26 1 25 = 23100+5.75 6d2325+2523100+ 二 工艺程的设计外圆锥 量，磨fi量，工 “半精车量，工 “粗车量，“外圆量，半精车量，工 “粗车量，“外圆量，磨fi量，工 “半精车量，工 “粗车量，“外圆量，磨fi量，工 “半精车量，工 “粗车量，“外圆锥 量，磨fi量，工 “半精车量，工 “粗车量，“106.75.252324.75+0.3500.4675.253.7 0.15075.6+24.75 0.35 3.7 20.7 =23100+7.7.52322.5+1.80.15077.522.5 1.8 20.7 = 23100+8.80 5h2320+0.400.46801.8 0.15080.4+24.75 0.35 3.7 20.7 =23100+9.8 6f2321+0.300.46892.7 0.15089.3+11 0.3 2.7 8 =23100+10.90 5g2310+0.390 5g1.7 0.15090.3+10 0.3 1.7 8 =23100+四川理工学院毕业设计（论文）外圆量，半精车量，工 “粗车量，“外圆量，精车量，工 “半精车量，工 “粗车量，“外圆量，精车量，工 “半精车量，工 “粗车量，“外圆锥 量，磨fi量，工 “半精车量，工 “粗车量，“外圆锥 量，磨fi量，工 “半精车量，工 “粗车量，“1111.97.53432.5+4.30.15097.5+32.5 4.3 28.2 =34131+12.100 1.5 2M 3431+100.21001.8 0.150101+31 1 1.8 28.2 =34131+13.100 6h3431+1100 6h1.8 0.150101+31 1 1.8 28.2 =34131+14.105.253425.75+0.3105.755.05 0.150105.55+25.75 0.3 5.05 20.4 =34131+15.108.53422.5+0.3108.51.8 0.150108.8+25.75 0.3 5.05 20.4 =34131+ 二 工艺程的设计外圆量，磨fi量，工 “半精车量，工 “粗车量，“外圆量，槽量，工 “半精车量，工 “粗车量，“外圆量，半精车量，工 “粗车量，“外圆量，半精车量，工 “粗车量，“外锥量，精磨量，工 “粗磨量，工 “半精车量，工 “粗车量，“1216.115 1.5 2M 3416+0.300.121151.8 0.150115.3+16 0.3 1.8 13.9 =34131+17.1123419+121121.8 0.150124+19 12 1.8 5.2 =34131+18.1203411+5.80.150122.8+11 5.8 5.2 = 34131+18.1953413+4.80.150122.8+11 5.8 5.2 = 35208+19. 0.013106.373+0.013101.627+0.1106.3730.27300.046106.13.1 1.003.101101.672 0.1 0.327 3.1 98.2 =35208+四川理工学院毕业设计（论文）钻孔钻孔小端锥孔粗车小端锥孔量，工 “端锥孔粗车量，工 “ 半精车量，工 “粗磨量，工 “ 精磨量，工 “螺纹孔车螺纹铣 槽粗铣 槽铣花 粗铣，精铣2.6确定切削用量及基本工时工 模工 正fl 理工 车两端 、钻中心孔粗车两端 1320.480.254821.400.25222.140.50.56210.30.45630.300.1363.30.04863.34822.2 10, 8,4 23M M 23.74 1.5 2, 100 1.5 2, 115 1.5 2M M M 24.30 6 5.230 6 5.225.89 6y160 12 3.68 41231. 二 工艺程的设计加工条 工 材料 钢正fl，模。加工要求 车主轴两端 ， 钻中心孔， 粗糙度。机 式车 具 材料 ， ， 机械加工工艺设计 计 fi量已小端 度 向上的加工量 ，粗车时 两加工， ；端 度向的加工量 ，粗车时 三加工。2 进给量， 机械加工工艺设计 当 的“ 时 时，及工 的直 时，计 fi速度机械加工工艺 当时，其中14450.6b aGP =6.3aR m=620 3C 15YT16 25mm mm015 , , 0.5r sk r= = =o o12 722310+mm0.46pa mm=3513 mm+3.05f15 1016 25mm mmpa3 5mm 100mm0.5 0.8 /f mm r= 0.5 /f mm r=8 48v vvx ympcvT a f=/ minm 0.7f242, 0.15, 0.35, 0.20, 60v v vc x y m T= = = = =1 0.2 0.15 0.35242 108.2( / min)60 4.6 0.5cv m= =四川理工学院毕业设计（论文）1 对小端端 机 转速 机械加工工艺 ， 相近的机 转速 及， ，fi ，则速度 太。 fi速度 对端端 主轴转速 机械加工工艺 查的 相近的机 转速 ， 。故 fi速度 fi工时半精车两端 计 fi速度 1511000 1000 108.6 344.6( / min)100cvwvn rdpi pi= = =3.1 182 0.2 0.15 0.35222242 135.2 /60 0.8 0.61000 320( / min)131430( / min)ccvwv mvn rn rpi= = =（344.6 / minr（）315 / minr4301 430 / minwn r= 3151430 100 135.2 / min1000v mpi= =2 0.2 0.15 0.35242 107.94( / min)60 3.05 0.5cv m= =21000 1000 107.94 262.4( / min)131cvwvn rdpi pi= = =3.1 18262.4 / minr250 / minr3152 315 / minwn r=2430 131 130 / min1000v mpi= =1 21 2 350 65.5 2 4 0l mm l mm l l l= = = = =，11 2 311 1562 0.52min430 0.5m wl l l ltn f+ + += =1 1 2 322 271.53 1.14315l l l lf+ + +=1 0.2 0.15 0.35242 140.6 / min)60 0.8 0.5cv m= = （2 0.2 0.15 0.35242 135.2 / min)60 0.8 0.6cv m= = （ 二 工艺程的设计 主轴转速 机械加工工艺 ，其 fi速度 fi工时 ，4 钻中心孔具 A 中心钻 机械加工工艺 4 进给量 ， 机械加工工艺设计 1 fi速度 16111000 447.8( / min)100cvvn rpi= =221000 320( / min)131cvvn rpi= =3.1 181 500( / min)wn r=2 430(12500 100 157( / min)1000430 131 176.9( / min)1000v mv mpipi= = =156 0.224(min)500 0.5mt = =271.5 0.27( in)430 0.5mt = =1 0.224 0.52 0.744(min)T = + =2 1.14 0.27 1.41(min)T = + =0.075 / 2f mm r=18 / minv m=1000 1000 18 2230 / min2.5s wvn rdpi pi= = =四川理工学院毕业设计（论文）机 ， 机械加工工艺 1 1。 fi速度 ；fi工时 ； 机械加工工艺 工 粗车外圆机 C60 式车 具 具材料 1， “，机 加工工艺设计 1 。1 粗车外圆 同时 验机 功率及进给机构强度 。fi度 量，进行 ；进给量 机械加工工艺 1 10可 ；计 fi速度 机械加工工艺 8 4 8 主轴转速 172000 / minwn r=2.5 2000 15.7 / min1000 1000w wd nv mpi pi = = =25 , 0l mm l= =10 (1 2) 12 rl ctgk= + =1 2 3 6 2 0.08min0.075 2000m wl l lTfn+ += = =216 25mm090 , 15rk r= 0 5 , 0.5sa r mm= 70 6h 35l mm=4.65pa mm=0.6 /f mm r=v vvc x ympcvT a f=0.2 0.15 0.3524260 4.65 0.6= 101.26 / minm=1000 100 101.26 323.5 / min100s wn rdpi pi= = = 430 / minn r= 二 工艺程的设计机 ， fi速度 检验机 功率 主fi 机械加工工艺 8 4 10示公式计 其中 fi时 耗的功率 机 加工工艺设计 主电动机的功率 ,机 的主轴功率 够,可正常加工。检验机 进给系统强度 已主fi , 向fi 机械加工工艺 8 4 10示公式计 式中 18100 430 135 / min1000 1000wd nv mpi pi = = =cFc c cc cxF yF nFc F p c FF c a f v k=2650, 1.0, 0.75, 0.15c c cF F F cC x y nF= = = = 0.756000.94650 650nfbmpk骣 骣= = =琪琪 桫桫0.89krk =1 0.75 0.152650 4.65 0.6 135 0.94 0.89 2902.24CF N= 4 6.536 10ccFvp KW= =620 3C 7.5KW2902.24cF N= PFFp Fp Fpx y np fp p c FpF c a f v k=1950, 0.9, 0.6, 0.3Fp Fp Fp Fpc x y n= = = = 1.356000.879650 650nfbmpk骣 骣= = =琪琪 桫桫四川理工学院毕业设计（论文） 而轴向fi ,主fi 机械加工工艺 8 4 10示公式计 式中 轴向fi 机 导轨 鞍之间的摩擦系 ,则fi 纵向进给 向对进给机构的 而机 纵向进给机构可承受的最纵向 ,见 机械加工工艺 机 的进给系统可正常工 fi工时 机械加工工艺 其中粗车外圆 同时 验机 功率及进给机构强度190.9 0.6 0.31950 4.65 0.6 135 0.879 0.5 528.2pF N= cFFf Ff Ffx y nF Ff p c FfF c a f v k=2880, 1.0, 0.5, 0.4Ff Ff Ff Ffc x y n= = = = 1.06000.923, 1.17650 650nfbm kk k骣 骣= = = =琪琪 桫桫1 0.5 0.42880 4.65 0.6 135 0.923 1.17 1437.3fF N= 0.1 =( ) ( )1437.3 0.1 2902.24 528.2 1780f c pF F F F N= + + = + + =3500N.1 181 2l l ltnf+ += 2.5 31 230, 2, 0l l l= = =32 3 0.372min430 0.6t = 74 1.5M 二 工艺程的设计fi度 量，进行 ；进给量 机械加工工艺 1 10可 ；计 fi速度 主轴转速 机 ， fi速度 检验机 功率 主fi 机械加工工艺 8 4 10示公式计 其中 fi时 耗的功率 机 加工工艺设计 主电动机的功率 ,机 的主轴功率 够,可正常加工。202.5pa mm= 50.6 /f mm r=0.2 0.15 0.3524260 2.5 0.6119 / minm=1000 100 119 380 / min100cswvn rdpi pi= = =430 / minn r=100 430 135 / min1000 1000wd nv mpi pi = = =cFc c cc cxF yF nFc F p c FF c a f v k=2650, 1.0, 0.75, 0.15c c cF F F cC x y nF= = = = 0.756000.94650 650nfbmpk骣 骣= = =琪琪 桫桫0.89krk =1 0.75 0.152650 2.5 0.6 135 0.94 0.89 1560.3CF N= 4 3.66 10c ccF vp KW= =620 3C 7.5KW四川理工学院毕业设计（论文）检验机 进给系统强度 已主fi , 向fi 机械加工工艺 8 4 10示公式计 式中 ， 而轴向fi ,主fi 机械加工工艺 8 4 10示公式计 式中 轴向fi 机 导轨 鞍之间的摩擦系 ,则fi 纵向进给 向对进给机构的 而机 纵向进给机构可承受的最纵向 ,见 机械加工工艺 211560.3cF N= PFFp Fp Fpx y np fp p c FpF c a f v k=1950, 0.9, 0.6, 0.3Fp Fp Fp Fpc x y n= = = = 1.356000.879650 650nfbmpk骣 骣= = =琪琪 桫桫0.5krk =0.9 0.6 0.31950 4.65 0.6 135 0.879 0.5 528.2pF N= cFFf Ff Ffx y nF Ff p c FfF c a f v k=2880, 1.0, 0.5, 0.4Ff Ff Ff Ffc x y n= = = = 1.06000.923, 1.17650 650nfbm kk k骣 骣= = = =琪琪 桫桫1 0.5 0.42880 2.5 0.6 135 0.923 1.17 772.7fF N= 0.1 =( ) ( )772.7 0.1 1560.3 331 961.83f c pF F F F N= + + = + + =3500N.1 18 二 工艺程的设计机 的进给系统可正常工 fi工时 机械加工工艺 其中故粗车外圆 同时 验机 功率及进给机构强度fi度 量，进行 ；进给量 机械加工工艺 1 10可 ；计 fi速度 主轴转速 机 ， fi速度 fi工时 其中粗车外圆 同时 验机 功率及进给机构强度221 2l l ltnf+ += 2.5 31 274, 2, 0l l l= = =76 5 1.44min430 0.6t = 75.25 77.5 3.45pa mm= 30.6 /f mm r=0.2 0.15 0.3524260 3.45 0.6113 / minm=1000 100 113 360 / min100cswvn rdpi pi= = =430 / minn r=100 430 135 / min1000 1000wd nv mpi pi = = =1 2l l ltnf+ += 1170, 2, 4l l= = =176 3 2.05min430 0.6t = 75.25 77.5 四川理工学院毕业设计（论文）粗车外圆 同时 验机 功率及进给机构强度fi度 量，进行 ；进给量 机械加工工艺 1 10可 ；计 fi速度 主轴转速 机 ， fi速度 fi工时 其中故粗车外圆 同时 验机 功率及进给机构强度fi度 量，进行 ；进给量 机械加工工艺 1 10可 ；计 fi速度 2375.25 77.5 3.45pa mm= 30.6 /f mm r=0.2 0.15 0.3524260 3.45 0.6113 / minm=1000 100 113 360 / min100cswvn rdpi pi= = =430 / minn r=100 430 135 / min1000 1000wd nv mpi pi = = =1 2l l ltnf+ += 1170, 2, 4l l= = =176 3 2.05min430 0.6t = 80 5h3pa mm= 30.6 /f mm r=0.