ca6150车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计说明书

ca6150车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计说明书内容摘要：

低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。 2 主轴箱箱体的图样分析 主轴箱箱体的作用 CA6150 车床主轴箱箱体 ,如图 及图 所示，其主要作用是：箱体类零件是机器或部件的基础零 件， CA6150 车床主轴箱箱体是 将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时 主轴 箱分出部分动力将运动传给进给箱。 同时它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。 因而主轴 箱 是 CA6150车床主传动系 中 的 关键零件。 因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。 主轴箱箱体的图样分析 图 主轴箱箱体图 毕业设计说明书论文 1961660126 课 件之家的资料精心整理好资料 在编制主轴箱箱体机械加工工艺规程之前，首先应研究箱体的工作图样和产品装备图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该箱体在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。 箱体的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。 传动箱体 需要加工表面以及加工表面的位置要求。 现分析如下： 1） 该零件为机床主轴箱，主要加工部位为平面和孔系，其结构复杂，精度要求又高，加工时应注意选择定位基准及夹紧力。 2） 箱体上 B 面平面度公差为。 3） 箱体上 A 面与 D 面的垂直度公差为。 4） 箱体上 C 面与 D 面的垂直度公差为。 5） 箱体上 D 面与 W 面的垂直度公差为。 6） 1 轴轴孔的轴线对基准 K、 C 的圆跳动公差分别为。 7） D 轴轴孔的轴线对基准 C 的平行度公差为 ；对基准 H 的平行度公差为。 8） Ⅲ铀轴孔的轴线对基准 C 的平行度公差为 ；对基准 V 的平行度公差为图 箱体展开图 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料。 9） Ⅳ轴轴孔内表面对基准 H 的平行度公差为 ；Ⅳ轴各轴孔表面对基准 C的同轴度公差为φ。 10） Ⅳ 轴各轴孔的圆度公差均为。 每孔内表面相对侧母线的平行度公差为。 11） Ⅳ轴轴孔的轴线对基准 D 的平行度公差为。 12） Ⅳ轴轴孔的轴线对基准 W 的平行度公差为。 13） V 轴轴孔的轴线对基准 Q、 N 的平行度公差均为。 14） Ⅵ轴轴孔的轴线对基准 N 的平行度公差为。 15） 材料 HT200。 16） 铸件人工时效处理。 工艺分析 工艺分析的目的主要有两个： 一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理 ，是否便于加工与装配； 二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。 ①铸件必须进行时效处理，以消除应力。 有条件时应在露天存放一年以上再加工。 ②为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要定位基准，集中在 D 面和 W 面上。 ③镗孔时，在可能的条件下尽量采用“支承镗削”方法，以增加镗杆的刚性，提高加工精度。 对直径较小的孔、应采用钻、扩、铰加工方法。 为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再加工其他孔的方法。 ④为提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精 镗分开进行。 ⑤铸造时一般φ 50mm以下孔不铸出。 ⑥孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。 轴内孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。 ⑦同一轴线上各孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。 ⑧各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过检验心轴进行测量。 CA6150 车床主轴箱箱体作为主传动系的支承零件，各传动轴间要求一定的位置精度，因此，加工此箱体的主要任务是保证各孔系间的相互位置精度。 在此箱体的加工中保证各孔正确位置是靠 T68 坐标镗床手动控制坐标来完成的 ，为更好地保证加工质量，单件小批量生产也可采用组合夹具、专用镗模进行加工，批量较大时，应采用专用镗模进行加工。 根据 CA6150 车床主轴箱箱体零件图可知，其主要加工面是进行导轨面的加工、表面加工、孔加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。 该零件年生产属小批量生产，设计加工零毕业设计说明书论文 1961660126 课 件之家的资料精心整理好资料 件所需要的专用夹具是为了提高劳动效率、降低成本。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 3 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用、零件生产率和经济性，而且也与零件的机械加工工艺和质量密切相 关。 故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。 毛坯选择时，应全面考虑以下因素： 1）零件的材料及机械性能要求； 2）零件的结构形状与外形尺寸； 3）生产类型，它在很大程度上决定采用毛坯制造方法的经济性； 4）现有生产条件； 5）充分考虑利用新工艺、新材料、新技术的可能性。 长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。 最常用的是HT200~400，当载荷较大时，采用 HT300~540 高强铸铁。 箱体的毛坯大部分采用 整体铸铁件或铸钢件。 当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。 焊接结构有铸 — 焊、铸 — 煅 — 焊、煅 — 焊等。 采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。 焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。 毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。 毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺 陷出现。 特别是主要加工面要求更高。 重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。 毕业设计说明书论文 1961660126 课 件之家的资料精心整理好资料 该零件为箱体类， 如图 所示 ， 且外型尺寸较大，材料为 HT200，零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，采用砂型铸造毛坯，如图 箱体毛坯图所示。 采用小批量造型生产。 根据零件主要的加工表面的粗糙度查参考文献《机械制造工艺简明手册》确定各表面加工余量。 毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。 为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效或退火工序。 该主轴箱的材料是 HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。 为了提高箱体加工精度的稳定性，采用时效处理以消除内应力。 定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。 定位基准选择正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产率。 否则，就会使加工工艺过程问题百出，使生产无法进行。 主轴箱定位基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间、孔与平面之间、孔图 箱体毛坯图 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。 在选择基准时，首先要遵守“基准统一”和“基准重合”的原则，同时必须考虑生产批量的大小、生产设备、特别是 夹具的选用等因素。 该箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证箱体的加工精度。 粗基准的选择 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。 具体选择时应考虑下列原则： ① 重要表面 原则 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。 ② 不加工表面 原则 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。 ③ 余量最小 原则 如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。 ④ 使用一次 原则 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。 ⑤ 平整光洁 原则 以便工件定位可靠、夹 紧方便。 根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件安装方式也不一样。 大批大量生产时，由于毛坯精度高，可以直接用箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。 在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法进行第一道的工序加工，即以主轴孔及中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不应定均匀。 该主轴箱箱体为单件小批量生产，在单件小批量生产时，由于毛坯精度低，所以以划线找正 法安装。 划线时先找正主轴孔中心，然后以主轴孔为基准找出其他需加工平面的位置。 加工该箱体时，按所划的线找正安装工件，则体现的是以主轴孔作为粗基准。 精基准的选择 选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。 一般应考虑以下原则： 1) 基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 2) 基准统一原则 应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。 毕业设计说明书论文 1961660126 课 件之家的资料精心整理好资料 3) 自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工 序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。 4) 互为基准原则 5) 便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。 为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。 小批生产时一般采用基准重合原则，即以装配基准作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体上各表面间的相互位置精度。 大批生产时常采用基准统一原则，即一面两孔定位，可避免由于基准变换而带来的累积误差。 该零件以三面定位， 箱体上的装配基准为平面，而它们又是箱体上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。 有零件图可知： D 面、 W 面为精基准。 拟定工艺路线 划分加工阶段 零件的技术要求较高时，零件在进行加工时都应划分加工阶段，按工序性质不同，可划分如下几个阶段： ① 粗加工阶段 此阶段的主要任务是提高生产率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形状和尺寸接近与成品，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。 ② 半精加工阶段 此阶段要减少主要表面粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（钻、攻丝、铣键槽等），为精加工做好准备。 ③ 精加工阶段 切除少量加工余量，保证各主要表面达到图纸要求，所得精度与表面质量都比较高。 所以此阶段主要目的是全面保证加工质量。 ④ 光整加工阶段 此阶段主要针对要进一步提高尺寸精度、降低粗糙度（ IT6 级以上）的表面。 一般不用于提高形状、位置精度。 根据加工阶 段划分的要求及零件的批量，该 CA6150 车床主轴箱箱体的加工划分为 3个阶段：粗加工阶段（粗铣各个平面、孔端面及各主轴孔粗镗）、半精加工阶段（半精镗各主轴孔，完成各次要孔等）和精加工阶段（磨各平面、精镗各主轴孔）。 安排加工顺序 复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序，如何将这些工序安排在一个合理的加工顺序中，生产中已总结出一些指导性的原则，先述如下。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 切屑加工工序顺序的安排原则 1） 先粗后精 各表面加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的是逐步提高 零件加工表面的精度和表面质量。 2）先主后次 零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先加工，而次要表面（键槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最终精度加工之前进行加工。 3） 先面后孔原则 对于箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，故应先加工平面，后加工孔。 这样，不仅使后续的加工有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。