毕业设计论文ca6140车床主轴加工工艺以及夹具设计

毕业设计论文ca6140车床主轴加工工艺以及夹具设计内容摘要：

540 2830 为了长期地保持主轴部件的原始制造精度，主轴的前端部和内锥孔与滑动轴承配合的轴颈，以及移动式主轴的工作表面等，都必须非常耐磨。 除必须保证其耐磨外，在结构上还应 该具有调整的可能，以便进行及时调整。 综上所述 ,对主轴部件的工作性能的基本要求，可以归结为：在保证一定的载荷和转速下，主轴能带动工件或刀具准确地、平稳的绕其轴心线旋转，并长期保持这一性能。 主轴部位 项目 轴承轴颈 卡盘定心直径 定位轴肩 锥孔 配合精度 gc 1/gd 1 Gd1 轴跳到 几何精度形状 25% 的直径公差 端部 300 处 表面光洁度 9,10 8 8 ，接 触面积 70% 7 更多精品资料尽在我的主页 注：。 8 为光洁度标准 主轴的加工工艺 1）主轴前端莫氏 6 号锥孔用来安装顶尖或工具锥柄。 其锥孔轴线必须与支承轴线同轴，否则会引起加工工件出现相对位置误差。 2）主轴前端圆锥面和端面时安装卡盘或车床夹具的定位表面。 为了保证卡盘的定心精度，该圆锥表面必须与支承轴颈同轴，端面必须与主轴的回转线垂直。 3）主轴上的螺纹时用来固定与调节主轴轴承间隙的，当螺纹中径对于支承轴颈歪斜时，会造成锁紧螺 母端面不垂直，轴承位置发生变动，引起主轴径向圆跳动。 23 更多精品资料尽在我的主页 更多精品资料尽在我的主页 更多精品资料尽在我的主页 更多精品资料尽在我的主页 1） .由于主轴多是阶梯带通孔德零件，切除大量金属后，会引起残余应力重新分布而变形，故安排工序时，一切要粗精分开，先粗后精。 主轴 加工就是以最主要表面的粗加工、半精加工和精加工为主线，适当穿插其它表面的加工工序而组成的工艺路线。 粗加工开始前先准备毛胚并正火；粗加工阶段为切端面钻中心孔、粗车外圆等；半精加工阶段是半精半外圆、个辅助表面的加工与綷火；精加工阶段是 主要的表面精加工。 2） .工序顺序的安排应注意以下几点 : 3） .主要工系加工方法 用先端面钻中心孔机床来加工中心孔，还需要多次研磨。 外圆粗精车削后，在进行磨削精加工。 主轴锥孔对主轴支承轴颈是一项重要指标，因此，采用专用夹具装夹加工。 它是主轴零件上的典型表面，具有定心精度高，导向性能好、传递转矩大、易于互换等优点。 加工方法有卧室通用酰床加工，在进行侧面 磨削加工。 更多精品资料尽在我的主页 第四章 CA6140 卧式车床主轴的加工精度及误差分析 加工精度及误差 加工精度与加工误差 加工精度是指零件加工后的实际几何参数 (尺寸、形状和位置 )与理想几何参数的符合程度。 实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。 原始误差 由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统 (简称工艺系统 )会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不 同的方式 (或扩大、或缩小 )反映为工件的加工误差。 工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。 研究机械加工精度的方法 研究机械加工精度的方法分析计算法和统计分析法。 工艺系统集合误差 机床的几何误差 加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机 床的精度。 机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。 机床的磨损将使机床工更多精品资料尽在我的主页 作精度下降。 主轴回转误差 机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。 主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。 它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。 产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴 绕度等。 但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。 产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。 不同的加工方法，主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。 在车床上加工外圆和内孔时，主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差，但对加工工件端面则无直接影响。 主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大，但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。 在车螺纹时，主轴向回转误差可使被加工螺纹的导程产生周期性误差。 适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精 度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。 导轨误差 导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。 车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度 (扭曲 )。 更多精品资料尽在我的主页 除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。 导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。 传动链误差 传动链误差是指传动链始末 两端传动元件间相对运动的误差。 一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。 刀具的几何误差 任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。 正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷却液等，均可有效地减少刀具地尺寸磨损。 必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。 定位误差 基准不重合误差 在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。 在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。 一般情况下，工序基准应与设计基准重合。 在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准 (或测量基准 )，如果所选用的定位基准 (或测量基准 )与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。 基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。 定位副制造不准确误差 工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。 夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们得实际尺寸 (或 位置 )都允许在分别规更多精品资料尽在我的主页 定得公差范围内变动。 同时，工件上的定位基准面也会有制造误差。 工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。 工艺系统受力变形引起的误差 工件刚度 工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关公式估算。 刀具刚度 外圆车刀在加工 表面法线 (y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。 镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。 刀杆变形也可以按材料力学有关公式估算。 机床部件刚度 机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。 变形与载荷不成线性关系，加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。 两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功；第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载 的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零； 机床部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。 工艺系统受热变形引起的误差 工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由更多精品资料尽在我的主页 热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的 40%～ 70%。 机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。 当单位时间传入的热量与其散出的热量相等时，工艺系统就达到了热平衡状态。 结论：提高加工精度的途径 ； ； ； ； 偿 更多精品资料尽在我的主页 第五章 主轴的精度检验及调整 主轴精度检验及还原 主轴及主要精度的检验 （ 1）主轴的性能要求，如力学性能、表面特性等。 （ 2）可能产生的缺陷，如龟裂，裂纹等。 （ 3）易损零件的极限磨损及允许磨损标准。 （ 4）配合件的配合间隙标准。 （ 5）主轴的其他报废条件，如轴承合金与其体的结合强度、平衡性和弹性力消失。 （ 6）主轴表面的异常，工作表面的划伤、腐蚀、表面储油性能破坏。 （ 1）检视法 凭借个人的感觉（耳听、目测）或借助简单工具、标准块等进行检验、比较和判断主轴的实效形式。 （ 2）磁粉检验 利用铁磁材料在电磁场作用下能够产生磁化，主轴在磁场的作用下，由于表面存在缺陷，从而显示出缺陷的位置、形状和取向。 （ 3）超声波检验法 利用主轴内的压电效应产生的超声波在介质中传播时遇到裂纹，夹渣或缩孔的界 面会反射在检测仪的光频上，从而确定其缺陷的位置、大小和性质。 （ 4）尺寸仅形位精度测量 用相应的测量工具盒仪器对郑州的尺寸、形状和位置精度进行检验。 （ 5）力学性能测定 使用专用仪器、设备对主轴的力学性能参数的测定（如更多精品资料尽在我的主页 应力、强度恶化刚度等）。 检验后的精度还原 ，塑胶变形，断裂，腐蚀。 产生的原因：①主轴的磨损时由于使用过程中与其它部件的摩擦而产生必不可少的。 ②主轴的塑胶变形和断裂时主要由于 操作不当造成。 ③主要的腐蚀是由于在化学作用下引起的。 解决方法：①对磨损，要提高其表面粗糙度；润滑粘度越高越有利。 ②对塑性变形和断裂，主要是操作人注意其正确的操作。 ③对腐蚀，增加金属氧化膜，添加缓蚀剂。 覆盖保护层。 主轴的主要精度检验 主轴的旋转精度直接影响工件的加工精度，例如在车床上，安装卡盘的定心轴颈与安装顶针的锥孔中心线的径向跳动，会影响加工表面的不圆度，而轴向窜动则影响加 工螺距的精度。 主轴部件刚度不足，在切削力与传动力的作用下，主轴将产生过大的变形，主要不仅会降低加工精度和表面光洁度，同时还会是齿轮等传动件和轴承等原因不能均匀受力而恶化了工作条件，磨损加快。 更多精品资料尽在我的主页 、 轴的轴颈是主轴的主要表面，它的质量的还坏直接影响主轴工作时的回转精度。 轴颈的直径精度根据使用要求常为 IT6，有时还可以为 IT5，轴颈的几何形状精度应限制在直径公差内。 精度要求高的轴则应在图上专门标注形状公差。 配合轴颈相对支承轴颈的同轴度以及轴颈与支承端面的垂直度通常要求较高。 配合轴颈相对于支承轴颈的径向圆跳动精度 ，端面圆跳动精度。 一般来说，支承轴颈的表面粗糙度要求最小，为 ——。 配合轴颈的表面粗糙度次之，为 ——。 把轴 1 放在检验平板 6 上的两个 V 形架 5 上，主轴后端装入堵头 2，堵头 2中心孔顶一钢球 3，紧靠支承板 4，在主轴各轴颈处用百分表触头与轴颈表面接触，转动主轴，百分表指针的摆动差距即为同轴度误差，轴肩端面圆跳动误差也可以从端面处的百分表读出。 一般应将同轴 度误差控制在 之内，端面圆误差应小于。 至于主轴锥孔中心线对支承轴颈的径向圆跳动误差，可在放置好的主轴锥孔内放入锥柄检验棒，然后将百分表触头分别触及锥柄检验棒靠近主轴端及相距 300mm 处的两点，回转主轴，观察百分表指针，即可测的主轴锥孔中心线对支承轴颈的径向跳动误差。 主轴的圆度误差可用千分尺和圆度仪测量；其他损坏、碰伤的情况可目测看到。 更多精品资料尽在我的主页 7. 精度检验后的调整 选择和机床精度、主轴的等级精度相应的精度等级的轴承、齿轮等部件。 根据主轴的工作条件 选择适当的配合。 对滚动轴承经行预紧。 注意安全操作，不要装夹零件是超载。