某臥式車床主軸零件的加工工藝分析(說明書刪減版)

I湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第一章緒論1.1概述1.2車床的發(fā)展趨勢了更高的要求；超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)、伺數(shù)控機(jī)床正在不斷采用最新的、高精度科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、新材料以及新零件的出現(xiàn)，對(duì)精密加工技補(bǔ)償技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。(2)高速化提高生產(chǎn)率是數(shù)控機(jī)床追求的基本目標(biāo)之一。數(shù)控機(jī)床高速化可充分高主軸轉(zhuǎn)速)和只想電動(dòng)機(jī)(實(shí)現(xiàn)高直線移動(dòng)速度)的應(yīng)用為特征，是進(jìn)給的加速度1.3本課題研究的內(nèi)容和設(shè)計(jì)思想湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)精度偏高。保證主軸前端軸頸的位置精度，還有支承軸頸之間的位置精度，普遍使用也只能采用外院作為定位基準(zhǔn)(即一夾一托的定位方式)。主軸是帶孔的零件，在加工過程錐堵頭適用在主軸孔錐度較小時(shí)(如莫氏錐孔)振動(dòng)。3、保證使用方便和安全，在設(shè)計(jì)夾應(yīng)該注意便于檢驗(yàn)。還要注意結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和裝配工藝的合理性。6、注意夾具與湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)二章零件的分析2.1零件圖樣分析頸、配合軸頸、莫氏錐孔、前端圓錐車床主軸部件是機(jī)床的驅(qū)動(dòng)力等載荷的作用。各類機(jī)床的主軸部件都要保證主軸在一定的載荷和轉(zhuǎn)速下，能帶動(dòng)以對(duì)主軸部件有旋轉(zhuǎn)精度、主軸剛度、抗震性、熱變2.1.1軸類零件的技術(shù)要求1)尺寸精度方式與滾動(dòng)軸承頸處的尺軸承的精度等級(jí)選取。凡是與齒輪相配的軸的集合形狀與精度主要是柱度，一般應(yīng)限制在尺寸公差之內(nèi)。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3)位置精度軸類零件是旋轉(zhuǎn)零件，軸上裝有傳動(dòng)件，希望其轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定，無震動(dòng)和4)表面粗糙度支承軸頸處表面粗糙度取Ra0.16~0.63μm，配合表面的粗糙度取2.1.2主軸零件的工藝分析支承軸頸與滾動(dòng)軸承相配，向圓跳動(dòng)和斜向圓跳動(dòng)。其圓度誤差同樣會(huì)影響主軸要求。主軸前端的莫氏錐孔是用來安同軸也是機(jī)床出廠的主要檢驗(yàn)要求，反映了整臺(tái)機(jī)表2.1.3莫氏錐孔的精度要求(mm)主軸前端的圓錐面和端面是安裝夾具的定位基面，該圓錐面軸向必須與支承軸頸項(xiàng)目莫氏錐孔對(duì)主軸支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)莫氏錐孔接觸面積近主軸端普通機(jī)床精密機(jī)床軸線垂直，否則會(huì)產(chǎn)生定位誤差，影響夾具的定位度要求。而加工主軸前端的莫氏錐孔又應(yīng)采用基準(zhǔn)重合的原則，即以支承軸頸為定位基準(zhǔn)加工2.2零件的工藝過程分析2.2.1加工階段的劃分湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2.2.2工序順序安排工序順序的安排主要根據(jù)先粗后精、基面先行、先主后次的原則，在軸類零件的熱處理工序一般有三種形工具的前錐面與錐孔，在精加工之前安排表面淬火，以提高1)如果深孔經(jīng)過一次鉆削而成時(shí)，應(yīng)安排在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行，因?yàn)檎{(diào)質(zhì)處理會(huì)引起主軸2)深孔加工應(yīng)安排在安排在較后的工序，可避免一開始就采用雙中心孔作為定位基3)次要表面的加工，如銑鍵槽或粗磨之后、精加工之前進(jìn)行。因?yàn)槿绻才旁诰?.2.3主軸的錐孔磨削半精加工應(yīng)安排在深孔加工之后進(jìn)行，以便能采用錐堵頭后繼續(xù)2.3本章小結(jié)藝分析。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第三章工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)抗扭和抗彎的性能，對(duì)不重要的光軸或直徑相差不大的階梯軸，可采用熱軋棒料或者冷拉棒料，并且適合用于小批量生產(chǎn)。自由鍛一般用在小批量生產(chǎn)，模鍛件一般用在大批量生產(chǎn)，同時(shí)在大批量生產(chǎn)時(shí)如果使用被貫穿孔的無縫鋼管毛坯還會(huì)節(jié)省材料和減少人力損耗。生產(chǎn)時(shí)余量小。它適于在大批量條件下鍛造特殊并且對(duì)精度要求較高3.1.2主軸的材料和熱處理(1)減少鍛造應(yīng)力、防止變形和開裂常用預(yù)備熱處理工藝方法有三大類：退火、正火及調(diào)質(zhì)。剛才通過預(yù)備熱處理可以細(xì)化晶粒、均勻成分及組織、消除內(nèi)應(yīng)力，為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備。因此，預(yù)過共析鋼多采用球化退化；亞共析鋼則應(yīng)采用完全退火(一般用等溫退火代替)；對(duì)毛坯中成分偏析嚴(yán)重的零件應(yīng)采用高溫?cái)U(kuò)散退火均勻其成分及組織；需較徹底消除內(nèi)(3)最終熱處理最終熱處理工藝方法很多，主要包括淬火、回火、表面淬火及化學(xué)熱處理等。通湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)①淬火方法選擇：一般根據(jù)工件的材料類別、形狀尺寸、淬透性大小及硬度要求；為了減小淬火內(nèi)應(yīng)力淬火、雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火、等溫淬火等方法；對(duì)于某些只需局部硬化的工件可進(jìn)行局部淬火；對(duì)于精密零件和②回火方法選擇：淬火后的工件必須及時(shí)進(jìn)行回火，而且回火應(yīng)充分。對(duì)于要求高硬度、高耐磨性的工件應(yīng)采用低溫回火；對(duì)于要求較高韌性、較高強(qiáng)度的工件應(yīng)進(jìn)行中溫回火；而對(duì)于要求具有良好綜合另外，還可根據(jù)需要對(duì)工件進(jìn)行其他滲金屬或非金屬處理；為了提高工件的抗高溫氧確定熱處理方法及安排工藝則，而應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活調(diào)整。3.2主軸加工工藝過程3.2.1主軸加工的主要問題和在加工過程中需要采取的一些措施主軸加工中主要需要解決的問題是如何保證主軸支承軸頸四個(gè)要點(diǎn)，其要點(diǎn)分別度也可以達(dá)到要求。組合磨削法通常采用支承軸頸A、B作為定位基準(zhǔn)來得出相對(duì)于支承軸湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)頸的位置精度，而讓被加工主軸以防精度上的影響；因?yàn)楸患庸ぶ鬏S零件和磨床頭架在主軸外圓磨削時(shí)，工件的中心孔是磨削加工的定位基準(zhǔn)，它比車削工件中心孔一定要用帶頂尖孔的工件錐度在不斷的提高，作為可以起到附加定位的工藝錐堵也應(yīng)軸上的通孔的加工忽視的問題，所以排屑方式也需要解決。另外加工主軸屬于粗加工。常見的缺陷的產(chǎn)生原因和消除方法是：在加工完內(nèi)孔時(shí)最好進(jìn)行內(nèi)孔的精度檢測，內(nèi)孔的精度檢測有三大類：尺寸精度3.2.2主軸加工定位基準(zhǔn)的選擇主軸加工中，在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)遵循兩個(gè)主要準(zhǔn)則，一個(gè)是“互為基準(zhǔn)準(zhǔn)則”一個(gè)則是“基準(zhǔn)重合”這樣才能夠保證各個(gè)主要表面間的相互位置精度，所以只要有的位置精度。所以有必要在實(shí)心軸在粗加工之前先打頂尖孔。對(duì)于空心軸便是以外圓定位，加工通湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)不能放在最初加工，在最后加工時(shí)，不能間接以精加工后前支承軸頸和另一圓柱面定3.2.3主軸主要加工表面加工工序的安排圓，鉆大頭端面各孔等)；精加工階段(包括粗、精磨外圓、錐孔、錐面，精銑鍵槽等)。1.圓表面粗加工(用頂尖孔定位)外圓表面半精加工(還是用頂尖孔定位)鉆通孔(用半精加工之后外圓定位，錐孔精加工(用精加工之后外圓表面定位)。2.通孔(用毛坯外圓定位，加工之后配錐堵)外圓外表粗加工(用錐堵頂尖工 堵頂尖孔定位)錐孔粗加工用精加工之后的外圓定位)。外圓表面精加(用錐堵頂尖孔來定位)錐孔精加工(用精加工外圓表面來定位)。通孔(用半精加工之后外圓表面來定位)錐孔粗加工(用精加工之后外圓表面來定加(用錐堵頂尖孔來定位)相應(yīng)較大，所合適，然而在關(guān)于實(shí)心軸在成批生產(chǎn)情況下外圓表面定位時(shí)，會(huì)導(dǎo)致外圓表面一些)；另外在精加工外圓時(shí)用錐堵頂尖孔來定位，有一定幾率破壞錐孔精度，另一方面錐堵的加工誤差還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)錐和表面外圓表面產(chǎn)生比較大的同軸誤差，所以不采用此方案。孔精加工過程在外不會(huì)影響或破壞外圓表面的精度。另外，用外圓表面定位，定位也相對(duì)穩(wěn)定而可靠，相對(duì)而言此方案為最佳。非主要表面也就沒必要加工了，這樣可以避免時(shí)間上的浪費(fèi)。工非主要表面過程中損害了已精湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成，否則一旦表面淬硬后就以保證。而主軸螺紋，因它和主軸支承軸頸間有一定的同軸度上的要求，所以螺紋加工應(yīng)放在最終的熱處理之后的精加工工序時(shí)進(jìn)行，那么半精加工之后的殘余應(yīng)力重新分布所導(dǎo)致的變形和熱處理之后的變形，就不會(huì)干擾螺紋的。3.2.4各工序工步的排序113.3本章小結(jié)本章主要為了介紹主軸材料的前期加工和在加工過程中使用的措施和相應(yīng)的加工湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第四章機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定4.1各工序工步的加工余量的計(jì)算根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸(1)小端端面加工余量33(4(15)外圓M115×1.5-204(16)外圓Φ112404(17)外圓Φ12044(18)外圓尺寸Φ198405(19)外短錐Φ106.373+0.0130000湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)精4.2各工序工步的切削余量的計(jì)算fcXv15，yv=0.35，m=0.2T=60vv=108.2(m/min)確定機(jī)床轉(zhuǎn)速：c1cminv1πdw按《機(jī)械加工工藝手冊》表得：v=135.2(m/min)c2c(4.2)n=320(r/min)因n=344.6(r/min)與之相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為315r/min和430r/min,選取n=430v1w(r/min)，如果選315r/min，則速度損失太大切削深度：單邊余量a=3mm,共進(jìn)3刀；p計(jì)算切削速度：v=cv=242=115.4m/mincTmaxvfyv600.2×3.0.15×0.60.35pw湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)切削深度：單邊余量a=2mm,共進(jìn)2刀；pvcv=122.5m/mincTmaxvfyv600.2×20.15×0.60.35psdπ100πw切削深度：單邊余量a=2.82mm,共進(jìn)5刀；pvvv計(jì)算切削速度：v=cv=235=98.3m/mincTmaxvfyv600.2×2.820.15×0.80.45pwcTmaxvfyv600.23.70.150.70.45p：n=1000vc=1000×95=153r/minw切削深度：單邊余量a=2.4mm,共進(jìn)2刀；pvvv計(jì)算切削速度：v=cv=235=100m/mincTmaxvfyv600.2×2.50.15×0.80.45psdπ208πw湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)0pf=0.8mm/r；計(jì)算切削速度：v=cv=235=97.5m/minpw6.仿形車小端各部確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000×131.6=559r/mins75×π切削深度：單邊余量a=0.925mm,共進(jìn)刀2次；p計(jì)算切削速度：v=cv=242=122.4m/minp確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000×122.4=494r/mins78.95×π切削深度：單邊余量a=0.9mm,共進(jìn)刀1次；p湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)計(jì)算切削速度：v=cv=242=138.1m/minp確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000×138.1=535r/mins82.2×π切削深度：單邊余量a=1mm,共進(jìn)刀1次；p進(jìn)給量：選用f=0.5mm/r；計(jì)算切削速度：v=cv=242=136m/minfyvpsdπ91πw切削深度：單邊余量a=0.85mm,共進(jìn)刀1次；p計(jì)算切削速度：v=cv=242=134.2m/minp(配1:20錐堵)選用f=0.5mm/r；v=cv=242=136m/minpsdπ48πw9.車大端面錐孔(配莫氏6號(hào)錐堵)外短錐及端面湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)⑴車大端錐孔(配莫氏6號(hào)錐堵)amm3刀；p選用f=0.5mm/r；v=cv=242=118.3m/minyvp切削深度：單邊余量a=0.5mm,共進(jìn)刀1次；pfmmr計(jì)算切削速度：v=cv=242=151m/minpsdπ101πw切削深度：單邊余量a=0.5mm,共進(jìn)刀1次；p進(jìn)給量：選用f=0.1mm/r；c=21,y=0.66,m=0.25,T=60vv計(jì)算切削速度：v=cv=21=34.5m/minpsdπ70πw切削深度：單邊余量a=1mm,共進(jìn)刀1次；p進(jìn)給量：選用f=0.2mm/r；c=21,y=0.66,m=0.25,T=60vv計(jì)算切削速度：v=cv=21=21.8m/mincTmaxvfyv600.25×0.20.66p切削深度：單邊余量a=1.75mm,共進(jìn)刀1次；p進(jìn)給量：選用f=0.2mm/r；c=21,y=0.66,m=0.25,T=60vv湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)計(jì)算切削速度：v=cv=21=21.8m/mincTmaxvfyv600.25×0.20.66psdπ80πw切削深度：單邊余量a=0.5mm,共進(jìn)刀1次；pwaBr工件切削余量z=0.3mm，每次切削深度f=0.15mm，切削次數(shù)為1次bBbnwwaBB湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)nnfbfb湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)4.3本章小結(jié)湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第五章專用夾具的設(shè)計(jì)5.1鉆床夾具的設(shè)計(jì)5.1.1鉆床夾具的分析。pFdfKfpK修正系數(shù)ppbbpb湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)f5.2磨床夾具的設(shè)計(jì)5.2.1夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)此夾具采用的壓緊元件為可分拆式半圓蓋和壓緊螺母，取下可開式半圓蓋和松開F=C(vfB/v)+FzFwrsywsF