CA6140车床主轴加工工艺以及夹具设计

1题目：CA6140车床主轴加工工艺以及夹具设计学晓班级：12级机械设计制造及其自动化学号：6255781姓指导老师2目录摘要…………………………………………………………………………….…...1目录……………………………………………………………………………….…2前言………………………………………………………………………………....5第一章概论………………………………………………………………….………61.1车床的历史及发展……………………………………………………61.1.1车床的历史……………………………………………………61.1.2车床的诞生及发展……………………………………………61.2普通车床及CA6140卧式车床的简介………………………………71.2.1普通车床的基本知识………………………………………….71.2.2CA6140车床简介……………………………………………91.3CA6140卧式车床主轴的作用……………………………………..111.3.1主轴的结构特点………………………………………………111.3.2主轴的作用……………………………………………………11第二章CA6140卧式车床主轴的选材…………………………………………122.1车床主轴的工作条件与技术要求……………………………………122.1.1主轴的基本要求………………………………………………1232.2主轴的选材与原因…………………………………………………132.3材料的热处理……………………………………………………….13第三章CA6140卧式车床主轴的加工工艺3.1机床主轴的机械加工工艺分析……………………………………..3.1.1机床主轴的基本加工路线………………………………….3.2主轴加工工艺过程……………………………………………………..3.2.1主轴的基本要求………………………………………………….3.2.2主轴的加工工艺…………………………………………………第四章CA6140卧式车床主轴的加工精度及误差分析……………144.1加工精度及误差……………………………………………………….144.1.1加工精度与加工误差…………………………………………….144.1.2原始误差…………………………………………………………..144.1.3研究机械加工精度的方法……………………………………..144.2工艺系统集合误差………………………………………………………144.2.1机床的几何误差………………………………………………..144.2.2主轴回转误差…………………………………………………….154.2.3导轨误差……………………………………………………………154.2.4传动链误差…………………………………………………………164.2.5刀具的几何误差………………………………………………….164.3定位误差…………………………………………………………………1644.3.1基准不重合误差…………………………………………………..164.3.2定位副制造不准确误差………………………………………….164.4工艺系统受力变形引起的误差……………………………………….174.4.1工件刚度………………………………………………………….174.4.2刀具刚度………………………………………………………….174.4.3机床部件刚度……………………………………………………..174.4.5工艺系统受热变形引起的误差……………………………………174.5结论：提高加工精度的途径……………………………………………CA6140卧式车床主轴的加工工艺………………………………………第五章主轴的精度检验及调整………………………………………………5.1主轴精度检验及还原…………………………………………………..5.1.1主轴及主要精度的检验………………………………………….5.1.2检验后的精度还原…………………………………………….5.2主轴的主要精度检验……………………………………………..5.3主轴与其部件的装配精度………………………………………….5.3.1主轴上传动件合理布置……………………………………….5.3.2主轴与滚动轴承的装配……………………………………………5.3.3主轴与齿轮的装配……………………………………………第六章车床主轴的维修与保养及废旧主轴的再利用…………………………….6.1主轴的维护………………………………………………………………56.1.1维修护理方式…………………………………………………..6.1.2维修保养内容……………………………………………………6.2主轴的拆卸与清洗……………………………………………………….6.2.1与其部件的拆卸……………………………………………………..6.2.2主轴与其部件的清洗内容…………………………………………..6.3废旧主轴精度回升方案………………………………………………6.3.1废旧主轴的类型……………………………………………………….6.3.2主轴精度回升的方法………………………………………….6.4主轴的再制造工程………………………………………………………6.4.1再制造工程及其影响…………………………………………………6.4.2主轴的再制造工程……………………………………………….6前言伴随着世界的不断进步，科技的不断发展，数字化机械设备风靡全球，不断占领市场，尤其是金属切削中的数控机床已经成为时代的先驱，引领潮流。但有着悠久历史的普通成床，特别是它不甘落后，继续向着明天昂首阔步的精神，是值得我们去研究改造的。本论文包括车床历史的发展及卧式床的相关知识；车床主轴的选材；CA6140卧式车床主轴的加工精度及误差分析；车床主轴的加工工艺；主轴的精度检验及调整；车床主轴的维修与保养及废旧主轴的再利用。通过大学三年来对机械的了解，以及三年来对机床理论知识的学习和不间断的实训，了解掌握了一些机床的结构和原理，本论文着重于对CA6140卧式车床主轴。7第1章概论1.1车床的历史及发展1.1.1车床的历史公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性是工件有绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具的切削工作。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。十五世纪由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工车床，以及水力驱动的炮筒鏜床。1500年左右，意大利让人奥纳多.达芬奇曾绘制过车床，鏜床，纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄，飞轮，顶尖和轴承等新机构。中国明朝出版的《天工开物》中也载有磨床的结构，用脚踏的方法是铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。1979年，英国人莫兹利创造成的车床由丝杆转动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。随着电动机的发明，机床开始先采用电动机集中驱动，后有广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初，为了加工精度更高的工件，夹具和螺纹加工工具，相继创造出坐标鏜床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，有研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。从此，随着电子技术和计算机的发展和应用，使机床在驱动方式，控制系统功能等方面都发生显著变革。81.1.2车床的诞生及发展（1）车床的诞生记在发明车床的故事中，最引人注目的是一名叫莫兹利得英国人，因为他于1797年发明了划时代的刀架车床，这种车床带有精密的导螺杆和可互换的齿轮。莫兹利生于1771年，18岁的时候，他是发明家布拉默的得力助手。直到26岁才离开布拉默，因为布拉默粗暴地拒绝了莫兹利提出的把工资增加到每周30先以上的请求。就在莫兹利离开布拉默的那一年，他制造成了第一台螺纹车床，3年以后，莫兹利在他自己的车间制造出了一台更加完善的车床，19世纪，由于高速工具钢的发明和电动机的应用，车床不断完善，终于达到高速度和高精度的现在水平。（2）车床的发展史车床的发展大致可以分为四个阶段：雏形期，基本架构期，独立动力期与数值控制期，下面针对其发展的过程加于介绍。车床的诞生不是发明出来的，而是逐渐演进而成，早在四千年前就有人利用简单的拉弓原理完成钻孔的工作，这是由记录最早的工具机，这段期间可称为雏形期。18世纪开始的工业革命，象征着以工匠主导的农业社会结束，取而代之的强调大量生产的工业社会，由于各种金属制品被大量使用，为了满足金属零件的加工，车床成了关键性的设备，到了19世纪才有完全以铁制零件组合完成的车床，再加上诸如螺杆等传动机构的导入，一部具有基本功能的车床总算开发出来，为其基本结构架。9瓦特发明了蒸汽机，是的机床可籍由蒸汽机产生的动力来启动车床运转，20世纪初拥有了独立动力源的动力车床（EngineLathe）终于被开发，也将车床带到新的领域。20世纪中，计算机被发明，不久计算机即被用在工具机上，为数值控制期。1.2普通机床及CA6140卧式车床的简介1.2.1普通机床的基本知识车床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱面，圆锥表面，回转曲面和端面等，有些车床还能加工螺纹面。由于多数机器零件具有回转表面，车床的通用性又较广，因此，在机械制造厂中，车床应用极为广泛，在金属切削机床中占的比例比较大，约占总台数的20%-35%。车床的种类很多，按其结构和用途主要可以分为：a卧式车床和落地车床。b立式车床c转塔车床。d单轴和多轴自动，半自动车床。e仿行车床和多刀车床。f数控车床和车削中心。g各种专门化车床。图1—1卧式车床外形1—主轴箱2，5—刀架7尾座8—床身9，13—床腿10—光杠1110—丝杠12—溜板箱14—进给箱15—挂轮变速机构车床型号的组成：通用车床的型号由基本部分和辅助部分组成，中间用“/”隔开，，读作“之”。前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。型号（从左到右）构成如下：分类代码类代号通用特性、结构特性代号组代号系代号主参数或设计顺序号主轴数或第二主参数重大改进系号/其他特性代号企业代号车床的类代号：C车床的通用特性代号，表1-1通用特性高精度精密自动半自动数控仿形轻型代号GMZBKFQ读音高密自半控仿轻1.2.2CA6140车床简介CA6140型普通车床是我国设计制造的新型好产品。它具有良好的性能，结构先进、操作方便、外观整洁等特点。CA6140所代表的意义：（类别代号，车床类），A（结构特性代号），6（组别代号，卧式），1（系别代号），40（主参数，最大回转直径400mm）。1.主运动传动11主运动是车床速度最高、消耗功率最大的运动。主运动传动链的两个末端件是主动机与主轴，它的功用是把动力源的运动及动力传给主轴，是主轴带动工件旋转，实现主运动，并把满足卧式车床主轴变速的换向的要求。主轴转速技术和转速由传动系统图和传动路线表达式看出，主轴正传时，可得2X3=6种高转速和2X3X2X2=24种低转速。轴3-4-5之间的4条传动路线的传动比为U1=50/50X51/50=1U2＝20/80X51/50=1/4U3=50/50X20/80=1/4U4=20/80X20/80=1/16式中，U1和U3基本相同，所以实际上只有3种不同的传动比。因此，运动经由低速传动路线时，主轴实际上只能得到2x3x(1+(2x2-1))=18级转速。加上由高速路线传动获得的6级转速，主轴总共可获得2x3[1+（2x2-1）]=24级转速。同理，主轴反转时，有3x[1+（2x2-1）]=12级转速。2.进给运动进给运动是维持切削持续下去的运动。进给运动传动链是实现刀具纵向或横向移动的传动链。在切削圆柱面和端面时，进给传动链是外联系传动链。进给量以工件每转刀架的移动量计算。卧式车床在车削螺纹时，进给传动链是内联系传动链。主轴每转刀架当作传动链的两个末端。12图2—3纵，横向机动进给操纵机构1-手柄2-销轴3-手柄座4-球头销5-轴6-手柄7-轴8-弹簧销9—球头销10-拨叉