车床主轴加工工艺过程说明书(1)

题 目:车床主轴加工工艺过程姓 名：班级学号：指导教师: / 摘要在机械领域中,车床是应用最广泛为、最为频繁的一种机床，它的应用非常的普遍.所以它的加工精度就极其的重要,工件能否达到加工要求就取决于车车床本身的精度，而决定车床加工质量的就是它的主轴。CA6140车床主轴是把旋转运动及扭矩通过主轴端部的夹具传递给工件和刀具,要求有很高的强度及回转精度，其结构为空心阶梯轴，外圆表面有花键、电键等功能槽及螺纹。故，生产A61主轴的工艺以及加工方法,对整个机械加工来说都有着非常重要的作用,本文详细阐述了CA10主轴的工艺过程、加工余量、切削用量以及生产中所涉及的重要夹具关键词 车床;主轴;旋转运动；公差AbstratInhe machine relm, th later i an pplication mst exteively is,h ms multarous oachine， espcilly the A614 lars, its pplicato s vey idesread.o tcesseaccurcy for t ver imprtce， the wor pieehe accuthat canattaino rocess to requestandthen e ecidd by he car lathr, bu cide e 14 lates rocsigqualityis s incipl axis。The 6140 lather princa xisi reove rt andwistto arr depamet hrgha prnipala thetongs delvr to havefr ork iece nd theknf, requting verig rngth n urninround ccuacy， its stcureishlwstairs tk， outidecileth srface cai the functi sots， suh a HU IAN4 a h elecricitykey。ec. nd thr。Pas， produthe craft of the CA140 principal xises an process a method,poes to te hole acine o ay that a he a unt fo muh functo，this tet elabotestheat proceseof the CA14 principal xiss，press aunt of rmining ad cs to pare dosage ndpoducesinetail medium th importanttns invole。Keywrd Lth；axis;Princiaxi;aloance目 录摘 要IractI第 1章零件的分析21。1零件的作用21.1.1支承轴颈2.1.2头部锥孔2.1.头部短锥1。1。4装配轴颈1。15轴向锁紧3.2零件的工艺分析31.1加工阶段的划分31。2.2工序顺序安排312.主轴锥孔的磨削4第2 章工艺规程的设计5.1主轴的材料、毛坯与热处理5.1主轴的毛坯52。1.2主轴的材料和热处理522主轴加工工艺过程62。2.1主轴加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施6。2主轴加工定位基准的选择7。2.3主轴主要加工表面加工工序的安排7.2。4主轴加工工艺过程92。5各工序工步的排序11第 3 章机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定23。1各工序工步的切削余量的计算123。2各工序工步的切削用量的计算5结论3参考文献4致 谢5第 1 章 零件的分析1.1 零件的作用车床主轴是把旋转运动及扭矩通过主轴端部的夹具传递给工件和刀具,要求有很高的强度及回转精度，其结构为空心阶梯轴，外圆表面有花键、电键等功能槽及螺纹。1.1.1 支承轴颈主轴两主支承轴颈A、B和1：12锥度与双列向心短圆锥磙子轴承配合，并支承在主轴箱孔上是主轴部件的装配基准。其圆度和同轴度将引起主轴回转误差,影响被加工工件的精度,必须严格控制。主支承轴颈圆跳动公差为0。005,1：2锥面接触率70%，表面粗糙度a为0。4µm。 主轴中间辅助支承为单列滚子轴承,用以提高主轴刚性和回转精度。其径向圆跳动公差为0.1;表面粗糙度a为0.4µm。尺寸公差等级为IT6。1.1.2 头部锥孔主轴头部莫氏6号锥孔是用来安装夹具的定位面的.可安装顶尖,也可安装刀具。其对支承轴颈A、B的圆跳动，近轴端公差为.05，离轴端30处公差为0.。锥面的接触率7表面粗糙度为0。4µm,硬度要求HR52。主轴锥孔的轴线与支承轴颈线不重合，将使被加工工件产生相对位置误差。1.1.3 头部短锥主轴头部短锥C和大台阶面D是安装卡盘的定位面。其圆跳动为.008µ，表面粗糙度Ra为0。8µm。 头部短锥对支承轴颈的圆跳动将卡盘产生同轴度误差。大台阶端面D对支承轴颈轴线跳动将卡盘产生垂直度误差.1.1.4 装配轴颈主轴上共安装三个齿轮，其中一个空套,一个单键连接，另一个是花键连接。装配轴颈对支承轴颈径向圆跳动公差为0.015.9。表面粗糙度R为040µm,尺寸公差等级为IT5.装配轴颈对支承轴颈的同轴度误差,会引起主轴传动齿轮啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮的传动平稳性,产生噪生.加工工件时，会在工件表面产生重复出现的震纹,精加工是尤为明显。1.1.5 轴向锁紧主轴外圆上有三段螺纹,用于轴承等铃部件的轴向锁紧。当主轴螺纹的轴线与支承轴颈歪斜时，会引起主轴上琐紧螺母端面倾斜，造成主轴内圈轴线的同向倾斜,引起主轴的径向跳动。因此,控制螺纹轴线与支承轴颈轴线的同轴度0。从零件图和上面分析看出：A140车床主轴加工面较多，包括内外圆、内外锥、单键和花键、螺纹等，而且尺寸精度、性为精度以及表面粗糙度要求均较高，部分表面还需要表面淬火，但主要加工表面是以上五种，其中两主支承轴颈本身的尺寸精度、形状精度，两支承之间的同轴度和主支承轴颈与其它表面相互位置精度以及表面粗糙度，则是主轴加工的关键。1.2 零件的工艺分析 在拟定C61车床主轴工艺工艺过程时，应考虑一些问题。1.2.1 加工阶段的划分加工过程大致划分为四个阶段： 顶尖孔之前是预加工阶段;打顶尖孔之后至调质前的工序为粗加工阶段调质处理后至表面淬火前的工序为半精加工阶段；表面淬火后工序为精加工阶段。要求较高的支承轴颈和莫氏6号锥孔的精加工,则应在最后进行.整个主轴加工的工艺过程，是以主要表面（特别是支承轴颈）的加工为主线，穿插其它表面的加工工序组成的。这样安排的优点是:粗加工时切除大量金属是产生的变形，可以在半精加工和精加工中去掉。而主要表面放在最后,可不受其它表面加工的影响,并方便安排热处理工序，有利于机床的选择.1.2.2 工序顺序安排工序顺序的安排主要根据基面先行、先粗后精、先主后次的原则。并注意下列几点.（一） 热处理的安排主轴毛坯锻造后，一般安排正火处理。其目的是，消除锻造残余应力，改善金属组织，降低硬度，改善切削加工性能.棒料毛坯可不进行该道热处理工序.粗加工后，安排调质处理。其目的是获得均匀细致的索氏体组织，提高零件的综合力学性能，以便在表面淬火时得到均匀致密的硬度层,并使硬化层的硬度由表面向中心逐渐降低。同时索氏体的金属结构经加工后，表面粗糙度较细。最后,还须对有相对运动的轴颈表面和经常与夹具接触的锥面进行淬火或氮处理，以提高其耐磨性。一般高频淬火安排在粗磨之前;氮化安排在粗磨之后,精磨之前。(二）外圆表面的加工顺序先加工大直径外圆,以免一开始就降低工件刚度。（三)深孔加工第一， 应安排在调质以后进行，因为调质处理变形大，深孔产生弯曲变形后第二， 没法纠正，不仅影响棒料通过，还会造成主轴高速转动的不平衡。深孔加工应安排在外圆粗车或半精车之后，以便有一个较精确的轴颈作定位基面，保证孔与外圆同轴度,时主轴壁厚均匀。如果仅从定位基准考虑,希望始终用顶尖孔定位，避免使用锥堵，深孔加工安排在最后为好。但是深孔加工是粗加工，发热量大，会破坏外圆加工的精度，而且钻偏时，要有余量纠正。所以，深孔加工只能在半精加工阶段进行。(四）次要表面的加工安排主轴上的花键、键槽等次要表面，一般都放在外圆精车时,由于断续切削而产生振动，既影响加工质量，又容易损坏刀具；同时也难以控制键槽的尺寸要求。但是，它们的加工也不宜放在主要表面精磨之后进行，以免铣花键产生的变形影响主要表面精度。主轴上的螺纹均有较高的要求，如安排在淬火前加工,淬火后产生的变形，会影响螺纹和支承轴颈的同轴度.因此，车螺纹宜放在主轴局部淬火之后进行。1.2.3 主轴锥孔的磨削主轴锥孔对主轴支承轴颈的圆跳动和锥孔与锥柄接触率是机床的主要精度指标,因此锥孔磨削是主轴加工的关键之一.影响锥孔磨削精度的主要因素是定位基准、定位元件选择的合理性和带动工件旋转的平稳性。所以，加工A61主轴的关键是锥孔的加工,亦即加工锥孔是的夹具的设计 第 2 章 工艺规程的设计2.1 主轴的材料、毛坯与热处理2.1.1 主轴的毛坯主轴属于外圆直径相差较大的阶梯轴,为了节省材料和减少加工的劳动量，毛坯常采用锻件。在热锻过程中金属纤维按轴向排列，组织细蜜,具有较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。锻件在铸造方法上又分自由锻和模锻两种.自由锻使用的设备比较简单，但毛坯的精度较低、余量大、生产率低,只适用于单件、小批生产.模锻一般在模锻压力机上进行，设备比较昂贵，并须专用锻模,但毛坯精度高、加工余量小、生产率高.目前国内精锻毛坯公差外径可达±0.3，内径达±0.1，表面粗糙度R可达3。1.6um.它适于在大批条件下锻造形状复杂、精度要求高的主轴.图11所示为模锻主轴毛坯示意图.2.1.2 主轴的材料和热处理根据主轴的功用,主轴应具有良好的机械强度和刚度；主轴工作表面应具有高的耐磨性与加工后尺寸精度的稳定性。这些都与主轴的材料与所选用的热处理方法有关.（一)主轴材料45钢是主轴常用的材料，价格较便宜。它经过调质(或正火）、局部加热淬火后回火,表面硬度HRC55，一般能满足普通机床要求。但与65Mn、40等合金钢比较,4钢淬透性差、淬火后变形大、加工后尺寸稳定性差，故高精度主轴常用合金钢。40C是含碳量为0。7。4%的合金结构钢，经调质淬火后具有较高的综合机械性能。3CrMnAlA是中碳合金氮化