ca6140主轴的加工工艺分析

1、继续教育学院毕业设计(论文)主题： CA6140主轴加工工艺分析院、系(站):西安机电信息技术学院机电工程系学科专业：数控加工与维护学生：刘党路学位：指导人民教师：杨双2012年10月继续教育学院毕业设计(论文)主题： CA6140主轴加工工艺分析院、系(站):西安机电信息技术学院机电工程系学科专业：数控加工与维护学生：刘党路学位：指导人民教师：杨双2012年10月主轴加工工艺分析摘要主轴是机床的重要零配件之一，性能的好坏直接影响机床的性能和加工精度。 轴支撑车床卡盘的旋转，旋转零配件具有一定的工作位置，用于传递运动和扭矩，轴材质要求有高刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。 车床主轴的作用是通过网

2、络链接将活塞的往复直线运动转换为旋转运动，实现将发动机从化学能转换为机械能的输出。本课题只是对CA6140型车床主轴加工工艺的分析。 工艺路线的制作是工艺路线制作的重要阶段，是工艺路线制作的整体设计。 编制的工艺路线是否合理，不仅影响加工质量和生产效率，也影响工人、设备、技术装备和生产场所等的合理利用，影响生产成本。关牛鼻子词：机械加工精度误差过程分析目录一绪论(一)1.1轴类零件的简单介绍(1)1.2主轴模式(1)双零配件加工工艺解析(三)2.1零件图的解析(3)2.1.1零件图的过程分析(3)2.1.2零配件的配置示例(4)2.1.3主轴各主要部分的作用和技术要求(4)2.1.4主轴加工的

3、要点和措施(5)2.2划分加工阶段的理由(6)2.3工程划分原则(7)2.3.1 CA6140车床主轴的主要表面加工工序安排(7)2.3.2 CA6140车床主轴加工工艺(9)2.4轴类零件的材料、毛刺及热处理的选择(11 )2.4.1轴类零件的材料(11 )2.4.2零配件的毛发不好(12 )2.4.3种零配件的热处理(12 )3工件的夹头(14 )3.1定位基准的选择(14 )3.1.1 CA6140车床主轴加工定位基准的选择(14 )3.2零配件的定位夹头(15 )3.2.1改进工件的夹紧方法(15 )3.2.2本题所采用的装束方法(16 )4零配件的加工顺序和切削量(17 )4.1加工

4、程序和手工工具选择(17 )4.2手工工具的选择(17 )4.3确定切削量(17 )4.4加工精度(20 )结论(二十一)谢词(二十二)参考文献(23 )1绪言毕业设计是在我们完成了所有的高等院校基础课、技术基础课之后进行的。 这是对毕业设计所学各课的综合复习，也是理论联系实际的训练，因此它在我们的大学生活中占有重要地位。 另外，在完成这次毕业设计后，接受了毕业前的综合训练，我认为可以在以下几点上得到锻炼(1)运用机械制造工艺学课程中的基本理论和生产实习中所学的实践知识，正确解决零配件加工中的定位、夹具和工艺路线的安排、技术尺寸的确定等问题，保证零配件的加工质量。(2)提高结构设计能力。 通过

5、设计夹具的训练，能够根据被加工零配件的加工要求，获得设计高效省力、经济合理、可保证加工质量的夹具的能力。(三)掌握手册和格拉夫资料。 掌握有关本设计的各种资料的名称、来源，能熟练运用。我个人想通过这次的毕业设计，对自各儿的未来工作进行适应训练，从中锻炼自各儿发现问题，分析问题，解决问题的能力。 因此，提高机械加工零配件的质量和精度很重要，机械车削加工的质量和精度的提高有利于加工行业整体水平、地位的发展和提高。1.1轴类零件的简单介绍实际上，虽然零配件的结构千差万别，但其基本几何结构不是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。 很少有零配件由单一典型的表面构成，典型的表面可以复合，其加工方法比单一

6、典型的表面加工复杂，是典型的表面加工方法的综合应用。轴是机械加工中常见的典型零配件之一。 机械上支持齿轮、皮带轮、抢先版、网络链接等传动装置，传递扭矩。 根据结构形式，轴在阶梯轴、锥心轴、光轴、空心轴、曲轴、抢先版轴、偏心轴、各种螺纹轴等中阶梯传动轴的应用广泛，其加工技术能够全面反映轴类零配件的加工规律和共性。 本课题以常见的CA6140主轴为中心，简要叙述轴系零件的加工技术和加工方法。1.2主轴模式图1.1 CA6140主轴模式双零配件加工工艺解析2.1零件图的解析解析零件图是制定数控车削技术的首要任务。 主要进行标注方法分析、轮廓几何分析、精度和技术要求分析。 还必须分析零配件结构和加工要

7、求的合理性，选择工艺标准。典型的轴类零件如图1-1所示，零配件材料为40Cr，通过锻造和退火，用车削工艺对该零配件进行分析。2.1.1零件图的过程分析a标注方法分析零件图上的标注方法与机床的加工特点相适应，可以用相同的标准标注，也可以直接给出坐标尺寸。 此标记方法有利于设计标准、工艺标准和测量标准。 如果零件图上每个方向的尺寸没有统一的设计标准，则可以选择统一的工艺标准而不影响零配件精度。 计算每个变换的尺寸，以便于安排加工过程。b轮廓几何分析该零配件轮廓无大变动，有利于一次卡盘定位加工，且测量简单，加工过程中需要多次热处理，制定相应的卡盘有利于在不影响精度的条件下进行有序加工。c精度和技术要

8、求的分析分析工件加工零配件的精度和技术是零配件工艺分析的重要内容，在分析零配件尺寸精度和表面粗度的基础上，能够正确合理选择加工方法、卡盘方式、手工工具和切削量等。 其主要内容是分析精度和各技术要求是否一致，是否合理，即分析本工序的车削加工精度是否达到图纸要求，如果未达到，则行政许可用其他加工方式进行补偿时，后续工序中应留有馀量的图纸上的位置精度要求的表面， 必须保证用一次夹头完成的表面粗度要求的表面，应采用定线速度切削(注意：车削端面时，限制主轴的最高转速)。2.1.2零配件的构成图1.1CA6140零件图。 从零件图可以看出，该主轴呈阶梯状，其上安装有轴承、支撑促动器的圆柱、圆锥面、安装有滑

9、动齿轮的花键、卡盘和中心的内外圆锥面、连接螺母柱的螺旋面，通过棒材深孔等的零配件材料是40Cr钢，要求热处理和硬度通过上述分析，可以采用以下几个过程由于a图案的几个精度要求高的尺寸，公差值大，所以加工时，可以取全部基本尺寸。在b轮廓曲线上，3处为圆弧，其中2处为象限和改变进给方向的轮廓曲线，因此加工时必须进行机械间隙修正，保证轮廓曲线的精准性。为了便于安装c回形针，空白对照的左端用车引出回形针部分(两点点画线部分)，右端面也用粗车引出中心孔。 选择120的棒材作为空白对照。2.1.3主轴各主要部分的作用和技术要求支承轴颈主轴的两个轴颈a、b的真圆度公差为0.005mm，径向线跳动公差为0.00

10、5mm；支承轴颈的112锥面的接触率70%； 表面粗度Ra为0.4毫米； 支撑轴颈的尺寸精度为IT5。 主轴支承轴颈用于安装支承轴承，是主轴零配件的安装基准面，因此其制造精度直接影响主轴零配件的旋转精度。端部锥孔主轴端部内锥孔(莫氏6号)相对于支承轴颈a、b的振动在轴端面为0.005mm，在距离轴端面300mm时为0.01 mm锥接触率70%； 表面粗度Ra为0.4毫米； 硬度需要4550HRC。 该锥形孔用于安装顶尖或手工工具的锥形柄，其轴心线必须与支承两轴颈的轴心线严格同轴。 否则，工件(或手工工具)会产生同轴度误差。端部短锥、端面头部短锥c和端面d的主轴相对于两个支承轴颈a、b的径向线跳

11、动公差为0.008mm，表面粗度Ra为0.8mm。 安装拉链的定位面。 为了保证夹头的定心精度，该圆锥面必须与支承轴颈同轴，端面必须与主轴的旋转中心垂直。空转轴轴颈空转轴轴颈对支承轴颈a、b的径向线跳动公差为0.015 mm。 由于该轴颈是与齿轮孔配合的表面，因此需要要求支撑轴颈的同轴度，否则会引起主轴传动的啮合不良，在主轴的转速高的情况下，也会影响齿轮传动的平滑性，产生噪音。由于螺丝主轴上的螺旋线误差是按压螺母柱端面振动的原因之一，因此要控制螺丝的加工精度。 主轴上的按压螺母柱的端面振动过大时，被按压的滚动轴承内圈的轴心线产生倾斜，引起主轴的径向线振动。2.1.4主轴加工的要点和措施主轴加工

12、的主要问题是如何保证主轴支承轴颈的尺寸、形状、位置精度和表面粗度、主轴前端内、外锥面的形状精度、相对于表面粗度和支承轴颈的位置精度。主轴支承轴颈的尺寸精度、形状精度和表面粗度要求可以用精密磨削方法保证。 磨削前请提高精度标准的精度。保证主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗度也精密磨削的方法。 为了保证外锥面相对于支承轴颈的位置精度和支承轴颈间的位置精度，通常如图2-1所示，采用用一次卡盘加工这些个表面的组合磨削法。 工作母机有两个独立的磨刀石台，精研由两个工位进行，工位I对前、后轴颈锥面进行精研，工位ii用角度成形磨刀石对主轴前端支承面和短锥面进行磨削。图2.1组合磨削主轴锥孔相对于支承轴颈的

13、位置精度，以支承轴颈a、b为定位基准，通过将被加工主轴夹装在磨床工作台上进行加工来保证。 以支撑轴颈为定位基准加工内锥面，满足基准重合的原则。 在研磨前端锥孔之前，请使作为定位基准的支承轴颈a、b达到一定的精度。 主轴锥孔的磨削一般如图3所示采用专用工具。夹具由基座1、支架2、浮动夹头3三部分构成，两个支架固定在基座上，作为工件定位基准面的两个轴颈放置在支架的两个v形块上，在v形块上嵌入硬质合金，提高耐磨性，减少对工件轴颈的损伤。 如果工件的中心高度不与磨刀石轴的中心高度正好相同，则锥形母线为双曲线，影响内锥形孔的接触精度。 后端的浮动刀柄在磨床主轴的锥孔中安装锥柄，将工件的后端插入弹性套筒，

14、用弹簧将浮动刀柄的壳体连同工件一起向左拉，用钢球按压嵌入硬质合金的锥柄端面，使工件轴向的晃动通过采用这样的连接方式，能够保证工件支承轴颈的定位精度不受内圆磨床主轴的旋转误差的影响，也能够减少工作母机自身的振动对加工质量的影响。2.2划分加工阶段的理由(1)由于粗加工时切削馀量大、切削力大、切削热和功耗大，工艺系统存在严重的受力变形、热变形和共同内部应力变形，需要后续阶段逐步修正(2)可分加工阶段合理使用工作母机设备。 粗加工可采用功率较高精度的一般工作母机设备，精加工相应的精度工作母机发挥了工作母机各自的性能特点，能够延长精密机床寿命(3)插入零配件工艺所需的热处理工序。 这种工艺以热处理工艺

15、为界分为上述各个阶段，各有不同的特点和目的。 在精密主轴加工中，粗加工后进行时效处理以消除应力，半精加工后进行淬火，精加工后进行冰冷处理和低温回火，最后进行光整加工。此外，划分加工阶段有以下两个优点(1)粗加工后，尽早发现空白对照缺陷，立即废弃或修补，继续加工以免浪费(2)表面加工应最后配置，可防止或减少碰撞损伤，只需用自动工作母机加工的零配件，多数情况下，无论哪个阶段，都要一次性安装棒材，完成所有粗糙度、精加工2.3工程划分原则在车床上加工零配件，常用工序的划分原则有两种。保持a精度的原则工序要求尽量集中精力，粗加工通常只需一次夹头即可完成。 为了减少热变形和切削力变形对工件形状、位置精度、

16、尺寸精度及表面粗度的影响，分别进行粗精加工.b提高生产效率的原则是减少换批次数，节约换批时间，提高生产效率用同一把刀加工的加工部位全部完成后，必须换另一把刀加工其他部位在云同步上，请尽可能地减少空行程。创建加工顺序一般遵循以下准则(1)先粗加工的各表面的加工工序以从上述粗加工到细加工的加工交叉的方式进行(2)先主次要重视主表面的加工顺序，副表面的加工可以在主表面的加工工序之间适当插入(3)基面的先行零配件加工通常从精加工基准的加工开始，然后加工其他表面和副表面(4)由于前面后孔的一般机械零件，平面所占的轮廓尺寸大，在平面上的定位比较稳定可靠，所以工艺总是加工平面，加工孔2.3.1 CA6140车床主轴主要表面加工工艺安排CA6140车床主轴的主要加工表面为75h5、80h5、90g5、105h5轴颈，分别为两支承轴颈和头部锥形孔。 这些个加工的尺寸精度在IT5IT6之间，表面粗度Ra为0.40.8mm。主轴加工工艺可分为粗加工阶段(包括铣削端面、中心孔、粗车外周等) 3个加工阶段(半精加工车的外圆、钻孔、车的锥形、锥形孔、钻头端面的各孔、精车