车床主轴加工基本工艺设计

机械制造工艺学课程设计——CA6140机床主轴加工工艺设计一、零件图样分析.............................................................错误!未定义书签。二、毛坯拟定.....................................................................错误!未定义书签。1、毛坯形式...............................................................错误!未定义书签。2、毛坯尺寸拟定.......................................................错误!未定义书签。3、主轴材料选取.......................................................错误!未定义书签。4、热解决工艺制定和安排...................三、定位基准拟定..............................1、粗基准选取.............................2、精基准选取.............................3、基准转换...............................四、划分加工阶段..............................1、粗加工阶段.............................2、半精加工阶段...........................3、精加工阶段.............................五、拟定重要表面加工办法......................六、加工工序安排和工序拟定....................1、加工顺序方案拟定.......................2、工序拟定...............................3、工艺路线...............................七、拟定加工余量和工序尺寸....................I、拟定工序尺寸...........................II．拟定加工余量..........................八．计算切削速度..............................错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。⒈对小端端面有.........................................................错误!未定义书签。⒉则对大端面同理有.................................................错误!未定义书签。⒊．钻中心孔.............................................................错误!未定义书签。⒋：粗车外圆.............................................................错误!未定义书签。⒌：车大端各部（大端外圆、短锥、端面、台阶）错误!未定义书签。⒍：仿形车小端各部.................................................错误!未定义书签。7、钻φ48深孔........................................................错误!未定义书签。⒏车小端锥孔（配1:20锥堵）..............................错误!未定义书签。⒐.车大端面锥孔（配莫氏6号锥堵）外短锥及端面错误!未定义书签。⒑：钻大端各孔.........................................................错误!未定义书签。11.钻φ4-H7孔..........................................................错误!未定义书签。⒓对φ90g6、短锥及莫氏6号锥孔进行高频淬火错误!未定义书签。⒔精车100×1.5-2，,φ100h6外圆并切槽........错误!未定义书签。⒕磨削外圆.........................................................错误!未定义书签。⒖磨削莫氏6锥孔...................................................错误!未定义书签。⒗铣键槽30×12×5.2...........................................错误!未定义书签。⒘粗铣、精铣花键.................................................错误!未定义书签。⒙车大端内侧面，车三处螺纹（配螺母）；..错误!未定义书签。19.磨削两处1：12外锥面,D面,以及短锥面.错误!未定义书签。⒛磨削莫氏6锥孔.................................................错误!未定义书签。一、零件图样分析由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮花键，安装卡盘及顶尖内外圆锥面，联接紧固螺母螺旋面，通过棒料深孔等。下面分别简介主轴各重要某些作用及技术规定：⑴、支承轴颈主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为0.005mm，径向跳动公差为0.005mm；而支承轴颈1∶12锥面接触率≥70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；支承轴颈尺寸精度为IT5。由于主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件装配基准面，因此它制造精度直接影响到主轴部件回转精度。⑵、端部锥孔主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、B跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴端面300mm处公差为0.01mm；锥面接触率≥70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；硬度规定45~50HRC。该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄，其轴心线必要与两个支承轴颈轴心线严格同轴，否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。⑶、端部短锥和端面头部短锥C和端面D对主轴二个支承轴颈A、B径向圆跳动公差为0.008mm；表面粗糙度Ra为0.8mm。它是安装卡盘定位面。为保证卡盘定心精度，该圆锥面必要与支承轴颈同轴，而端面必要与主轴回转中心垂直。⑷、空套齿轮轴颈空套齿轮轴颈对支承轴颈A、B径向圆跳动公差为0.015mm。由于该轴颈是与齿轮孔相配合表面，对支承轴颈应有一定同轴度规定，否则引起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。⑸、螺纹主轴上螺旋面误差是导致压紧螺母端面跳动因素之一，因此应控制螺纹加工精度。当主轴上压紧螺母端面跳动过大时，会使被压紧滚动轴承内环轴心线产生倾斜，从而引起主轴径向圆跳动。从上述分析可以看出，主轴重要加工表面是两个支承轴颈、锥孔、前端短锥面及其端面、以及装齿轮各个轴颈等。而保证支承轴颈自身尺寸精度、几何形状精度、两个支承轴颈之间同轴度、支承轴颈与其他表面互相位置精度和表面粗糙度，则是主轴加工核心。二、毛坯拟定2、热解决工艺制定和安排选取适当材料并在整个加工过程中安排足够和合理热解决工序，对于保证主轴力学性能、精度规定和改进其切削加工性能非常重要。车床主轴热解决重要涉及：1）毛坯热解决车床主轴毛坯热解决普通采用正火，其目是消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀，以利于切削加工。2）预备热解决在粗加工之后半精加工之前，安排调质解决，目是获得均匀细密回火索氏体组织，提高其综合力学性能，同步，细密索氏体金相组织有助于零件精加工后获得光洁表面。3）最后热解决主轴某些重要表面（如Φ90g5轴颈、锥孔及外锥等）需经高频淬火。最后热解决普通安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产生变形在最后精加工时得以纠正。1、毛坯尺寸拟定CA6140主轴零件材料45钢，硬度HBS为127:162。生产类型为大批量生产，采用自由锻，设备上使用胎膜锻毛坯，经计算毛坯重量约30Kg.由《机械加工工艺手册》表2.3-22得：直径为80:100余量及偏差为11+3-4直径为101:125余量及偏差为11+3-4直径为101:125余量及偏差为13+3-5对主轴零件进行分析：φ195-φ106.373相差88.627mmφ195-φ120相差75mmφ120-φ90相差30mm由于考虑到胎膜锻加工特性，故由上面分析可得将对坯模进行二次拔长，且第一次拔长时以φ120毛坯尺寸φ131+3mm为拔长对象，第2次拔长是以φ90mm毛坯尺寸φ-4100+2mm，毛坯原坯模为φ208+3，体积约为0.03立方米。-3-5三、定位基准拟定1、粗基准选取为获得两中心孔作为精加工定位基准，因此机械加工第一道工序是铣两端面中心孔。为此可选取前、后支撑轴颈（或其近处外圆表面）作为粗基准。这样，当反过来再用中心孔定位，加工支撑轴颈时，可以获得均匀加工余量，有助于保证这两个高精度轴颈加工精度。2、精基准选取为了避免基准重叠误差，考虑工艺基准与设计基准和各工序基准统一，以及尽量在一次装夹中加工较多工作表面，因此在主轴精加工所有工序中（二端锥孔面自身加工时除外）均采用二中心孔位定位基准。主轴中心通孔钻出后来，远中心孔消失，需要采用锥堵，借以重新建立定位精度（二端中心孔）。中心孔在使用过程中磨损会影响定位精度，故必要经常注意保护并及时保修。特别是在核心精加工工序之前，为了保证和提高定位精度，均需要重新修整中心孔。使用锥堵时应注意：当锥堵装入中心孔后来，在使用过程中，不能随意拆卸和更换，都会引起基准位置变动，从而导致误差。3、基准转换由于主轴重要轴颈和大端锥孔位置精度规定很高，因此在加工过程中药采用互换基准原则，在基准互相转换过程中，精度逐渐得到提高。1）、以轴颈位粗基准加工中心孔；2）、以中心孔为基准，粗车支承轴颈等外圆各部；3）、以支承轴颈为基准，加工大端锥孔；4）、以中心孔（锥堵）为基准，加工支承轴颈等外圆各部；5）、以支撑轴颈位基准，粗磨大端锥孔；6）、以中心孔为（重配锥堵）为基准，加工支承轴颈等外圆各部；7）、以打断支撑轴颈和φ75h6外圆表面为基准，粗磨打断锥孔。主轴外圆表面加工，应当以顶尖孔作为统一定位基准。但在主轴加工过程中，岁着通孔加工，作为定位基面中心孔消失，工艺上常采用带有中心孔锥堵到主轴两端孔中，如图5-4所示，让锥堵顶尖其附加定位基准作用。四、划分加工阶段(如下表1为基准)依照图中零件各某些不同精度规定及主轴加工过程中加工工序和热解决工序会产生不同限度加工误差、应力，主轴加工基本上划分为如下三个阶段。1、粗加工阶段1)毛坯解决:备料,锻造,热解决(正火)2)粗加工:工序4～6。锯除多余某些，铣端面、钻中心孔和荒车外圆等目:切除大某些余量,接近最后尺寸,只留少量余量,及时发现缺陷。2、半精加工阶段1)半精加工前热解决:工序7。2)半精加工:工序8～13。车工艺锥面(定位锥孔)半精车外圆端面和钻深孔等3)精加工:精磨外圆和内外锥面以保证主轴最重要表面精度。3、精加工阶段1）精加工前热解决：工序142）工序15～24均为精加工阶段。五、拟定重要表面加工办法该主轴重要加工表面是Ø75h5、Ø80h5、Ø90g5、Ø105h5轴颈，两支承轴颈及大头锥孔。它们加工尺寸精度在IT5~IT6之间，表面粗糙度Ra为0.4~0.8mm。在机械加工工序中间尚需插入必要热解决工序，