畢業(yè)設計（論文）_CA6140車床主軸機械加工工藝的設計__150566525

1、題目：CA6140車床主軸機械加工工藝的設計 班 級：農機91班 姓 名： 專 業(yè)：農業(yè)機械化及其自動化 指導老師： 辯論日期：2012年4月19日目 錄摘 要I1 緒 論1.1 本課題的來源、目的及意義(1)1.2 課題背景及國內外研究現(xiàn)狀(1)1.3 本課題研究的主要內容(1)2 典型軸類零件加工工藝2.1 軸類零件的功用、分類和結構特點(1)2.2 軸類零件典型工藝路線(2)3 CA6410主軸加工工藝過程的制訂3.1概述(2)3.2 主軸加工工藝過程制訂的依據(jù)(3)3.3 CA6140主軸加工工藝過程(3)4 CA6140主軸技術條件的分析4.1 概述(4)4.2 支承軸頸的技術要求(

2、5)4.3 錐孔的技術要求(5)4.4 短錐的技術要求(5) 空套齒輪軸頸的技術要求.54.6 螺紋的技術要求.65 CA6140主軸加工工藝過程分析 概述(6) 主組后毛坯的制造方法(7)5.3 毛坯的材料和熱處理 (7)5.4 定位基準的選擇(8)5.5 加工階段的劃分. 95.6 加工順序的安排和工序確實定. 10加工余量確實定. 11. (13)6夾具設計. (14). (15)對刀方案 . (15)7 CA6140主軸加工中的關鍵工藝7.1 錐堵和錐堵心軸的使用(16)7.2 頂尖孔的研磨(17)7.3 組合磨削(18)7.4 深孔加工(19)8結論與展望機械8.1本文總結208.2

3、制造工業(yè)的現(xiàn)狀及展望.21致 謝22參考文獻22緒 論1.1 本課題的來源、目的及意義車床主軸是具有代表性零件之一，加工難度大，工藝路線較長，涉及軸類零件加工的許多根本工藝問題。以在校期間的理論課程學習為根底，在屢次深入車間實習為參觀依據(jù)，通過本次對CA6140車床主軸技術條件的分析和工藝過程的討論，來說明軸類零件加工的一般規(guī)律。 2 典型軸類零件加工工藝分析軸類零件的功用、分類和結構特點軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。軸類零件的功用為支承傳動零件齒輪、皮帶輪等、轉動扭矩、承受載荷，以及保證裝在主軸上的工件或刀具具有一定的回轉精度。 軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細長軸，大

4、多數(shù)軸介于兩者之間。軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和外表質量一般要求較高，其技術要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：尺寸精度 起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高IT5IT7。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低IT6IT9。幾何形狀精度 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內。對精度要求較高的內外圓外表，應在圖紙上標注其允許偏差。相互位置精度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸

5、度要求，否那么會影響傳動件齒輪等的傳動精度，并產生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.010.03mm，高精度軸如主軸通常為0.0010.005mm。m。軸類零件按其結構形狀的特點，可分為光滑軸、階梯軸、空心軸和異形軸包括曲軸、凸輪和偏心軸等四類。假設按軸的長度和直徑的比例來分，又可分為剛性軸L/d12和撓性軸L/d12兩類。本課題所設計的軸為CA6140車床主軸，該軸既是階梯軸又是空心軸，并且是長徑比小于12的剛性軸。根據(jù)其結構和精度要求，在加工過程中對這種軸的定位基準面選擇、深孔加工和熱處理變形等方面，為加工技術難點。 軸類零件典型工藝路線m的一般傳動軸，其典型工藝

6、路線是：正火車端面鉆中心孔粗車各外表精車各外表銑花鍵、鍵槽熱處理修研中心孔粗磨外圓精磨外圓檢驗。對于空心軸如本課題設計的主軸，為了能使用頂尖孔定位，一般均采用帶頂尖孔的錐套心軸或錐堵。假設外圓和錐孔需反復屢次、互為基準進行加工，那么在重裝錐堵或心軸時，必須按外圓找正或重新修磨中心孔。軸上的花鍵、鍵槽等次要外表的加工，一般安排在外圓精車之后，磨削之前進行。因為如果在精車之前就銑出鍵槽，在精車時由于斷續(xù)切削而易產生振動，影響加工質量，又容易損壞刀具，也難以控制鍵槽的尺寸。但也不應安排在外圓精磨之后進行，以免破壞外圓外表的加工精度和外表質量。3主軸加工工藝過程的制訂車床主軸是代表性零件之一，加工難度

7、較大，工藝路線較長，涉及軸類零件加工的許多根本工藝問題。下面對本課題CA6140主軸技術條件的分析和工藝過程的討論，來說明軸類零件加工的技術條件。零件的作用 設計所給的零件為CA6140主軸零件圖。他主要用于傳遞回轉運到和扭矩，主軸既是一單線的階梯軸、空心軸，又是長徑比小于12的剛性軸。主要加工外表是內外旋轉外表，次要外表有鍵槽、花鍵、螺紋和端面結合孔等。它的加工主要是車削和磨削，其次是銑削和轉削。3.2主軸加工工藝過程制訂的依據(jù)主軸加工工藝過程制訂的依據(jù)是主軸的結構技術要求、生產批量和設備條件等。從CA6140車床主軸的加工，可以知道：主軸的技術要求，如主軸兩個支承軸頸的本身精度、外表粗糙度

8、和同軸度，主軸前端內、外錐面與主軸頸的同軸度要求都較高。因此必須正確選擇定位基準；工序按粗精加工分開；并合理安排工序。主軸是一種多階梯的空心軸，而主軸毛坯又往往是實心鍛件，因此需要從外圓和中心切去大量的金屬，進行深孔加工。對于結構不同和技術條件不同的軸類零件，其加工工藝過程是不同的；即使是同一種軸，其批量不同，或所選的材料不同?；蛘呱a條件不同，其加工工藝過程也是不同的，尤其是批量的大小，對加工工藝過程的影響更為顯著。3.3 CA6140主軸加工工藝過程CA6140主軸零件圖見附件圖紙1。批量 中批； 材料：38CrMoAl； 毛坯：模鍛件。其工藝過程見附件工藝卡。這類屬于大批生產規(guī)模而又工序

9、分散的主軸加工工藝過程，概括為以下三個階段： 主軸加工過程中的加工工序和熱處理工序會產生不同的加工誤差、應力，主軸加工根本上劃分為以下四個階段。1、粗加工階段 1)、毛坯處理:毛胚，備料,鍛造,正火工序12。 2)、粗加工:鋸除多余局部，銑端面、鉆中心孔和粗車外圓等工序307。該階段的主要目的:用大的切削量切除大局部余量,把毛胚加工至接近工件的最終形狀和尺寸,只留少量余量。還可以及時發(fā)現(xiàn)鍛件裂紋等缺陷，采取相應措施。2、半精加工階段1)、半精加工前熱處理:對于38CrMoAl一般采用調質處理以到達220240HBS工序08。2)、半精加工:車定位錐孔，半精車外圓端面工序1911。3、車各沉割槽

10、及斜角，倒角，擴深孔12143、精加工階段1精加工前熱處理：局部高頻淬火工序14。2精加工前后處加工：粗磨定位錐面、粗磨處理、銑鍵槽和花鍵槽以及車螺紋等工序1532。3精加工：精磨外圓和內外錐面以保證主軸最重要的外表精度工序3033。4、去毛刺，檢查(工序3435)這階段主要目的是：把每個外表都加工到規(guī)定的要求。4主軸技術條件的分析4.1概述主軸的技術條件是根據(jù)主軸的功用和工作條件制定的。而技術條件中各項精度又是以支承在軸承孔中的前后兩個軸頸為基準來確定的。本次設計以CA6140主軸技術條件進行分析。4.2支承軸頸的技術要求主軸兩支承軸頸A、B的圓度公差，徑向圓跳動公差，兩支承軸頸的1：12錐

11、面接觸率70%，外表光潔度Ra0.4，支承軸頸直徑按IT5級精度制造。機床主軸外圓的圓度要求，對于一般精度的機床，通常不超過尺寸公差的50%，對于提高精度的機床，那么不超過25%，對于高精度的機床，那么應在510%之間。主軸支承軸頸的徑向跳動將產生主軸的同軸度誤差，以此主軸加工工件就會影響工件的加工精度，所以有必要加以嚴格控制。主軸錐孔莫氏6號對支承軸頸A、B的跳動，近軸端允差，離軸端300mm處允差，錐面的接觸率70%，外表光潔度Ra0.4，硬度要求HRC48。主軸錐孔是用來安裝頂尖或工具錐柄的，其軸心線要與兩個支承軸頸的軸心線盡量重合，否那么將影響機床精度，會使工件產生同軸度等誤差。4.4

12、短錐的技術要求短錐C對主軸支承軸頸A、B的徑向圓跳動公差，端面D對軸頸A、B的端面跳動公差，錐面及端面的粗糙度均為Ra0.8。這些要求是為了保證安裝卡盤時能夠很好定位，只要這短圓錐錐面能與支承軸頸同軸，端面與回轉軸線垂直，就能提高卡盤的定心精度。空套齒輪的軸頸對支承軸頸A、B的徑向跳動公差為。這是由于這些軸頸與齒輪孔相配合的外表，對支承軸頸應有一定的同軸度要求，否那么會引起主軸傳動齒輪傳動嚙合不良，當主軸轉速很高時，還會影響齒輪傳動的平穩(wěn)性并產生噪音；加工工件時，也會在工件外圓外表產生重復出現(xiàn)的振紋，尤其在精加工時，這種缺陷更為明顯。4.6螺紋的技術要求普通螺紋精度中等級。這是用于限制與之配合

13、的壓緊螺母的端面圓跳動所必須的要求。因為，如果壓緊螺母端面圓跳動過大時，那么在壓緊滾動軸承的過程中，會造成軸承內環(huán)軸心線的傾斜。由于軸承內環(huán)是與主軸支承軸頸配合的，這就引起主軸的徑向跳動。實踐證明，當壓緊螺母端面圓跳動時，對主軸徑向跳動的影響就很顯著。引起壓緊螺母端面震擺的原因有兩個：一是螺母本身制造精度低，例如螺母端面與螺紋軸心線不垂直；另一原因是主軸上的螺紋外表軸心線與支承軸頸的軸心線不重合，因此在加工主軸螺紋時，必須控制螺紋外表軸心線與支承軸頸軸心線的同軸度，一般規(guī)定不超過。從上述分析可以看出，主軸的主要加工外表是兩個支承軸頸、錐孔、前端短錐面及其端面、以及裝齒輪的各個軸頸等。而保證支承

14、軸頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、兩個支承軸頸之間的同軸度、支承軸頸與其他外表的相互位置精度和外表光潔度，那么是主軸加工的關鍵。5主軸加工工藝過程分析5.1概述從上面介紹的主軸加工工藝過程中，可以看出，主軸加工常分粗車，半精車、粗精磨三個階段。而且每階段之間常插入熱處理工序：又在磨削之前常需修研頂尖孔/精度要求越高的主軸，磨的次數(shù)越多，修研頂尖孔的次數(shù)越多。這些特點，貫穿于軸類零件整個加工過程之中，其原因在于軸件本身的尺寸和幾何形狀精度以及這些外表之間的同軸度或徑向跳動和端面垂直度決定軸向竄動程度要求較高。這些精度要求指標，不但取決于軸件的加工精度，而且也取決于軸件加工后的尺寸精度穩(wěn)定性，前者

15、與加工的定位精度及所用的加工方法有關，后者與選用的材料及熱處理方法有關。從這個角度出發(fā)，現(xiàn)在重點分析制訂主軸工藝過程所要考慮的幾個問題。毛坯制造方法主要與使用要求和生產類型有關。毛坯形式有棒料與鍛件兩種。在單件小批生產中，軸類零件的毛坯往往使用熱扎棒料，這尤其適合于那些光滑軸和外圓直徑相差不大的階梯軸。單件小批生產的階梯軸一般采用自由鍛，在大批大量生產時那么采用模鍛。設定 ：CA6140主軸零件材料38CrMoAl號鋼。生產類型為成批生產，采用自由鍛，設備上使用胎膜鍛毛坯。主軸最大直徑為195mm，外錐底面直徑為106.373。其次是階梯端的最大分段尺寸115mm和90mm，總長870mm?？?/p>

16、慮到胎膜鍛加工的特性，故由上分析可對胚模進行二次拔長，且第一次以115mm的毛胚尺寸拔長為120mm尺寸，再次以90mm拔長，拔長后的尺寸為95mm。5.3毛坯的材料和熱處理CA6140車床主軸是傳遞動力的零件，它應有良好的機械強度和剛度，而其工作外表又應有良好的耐磨性，因此要選用適當?shù)匿摬?；為了使加工后有良好的尺寸精度穩(wěn)定性，因而又要求有適宜的熱處理過程。38CrMoAl，這是常用的主軸材料，在調質處理T235之后，在經(jīng)局部高頻淬火，可以使局部硬度到達HRC6265，在經(jīng)過適當?shù)幕鼗鹛幚恚梢越档叫枰挠捕壤绫菊n題CA6140主軸規(guī)定為HRC52。一般機床的主軸均可用38CrMoAl，因為

17、它的機械性能強度、韌性和局部外表硬度等能滿足設計的要求。然而38CrMoAl的淬透性比擬差與合金鋼比擬而言，需要比擬強的淬火劑，淬火后的變形比擬大。加上加工后的尺寸精度性較差，在長期使用后會出現(xiàn)微量的尺寸變化，對于高精度的機床主軸就有可能超差。由此可見，主軸質量除與所選鋼材種類有關外，還與毛坯熱處理有關，一般各種毛坯在機械加工之前，均需進行正火或退火處理，以使鋼材的晶粒細化或球化，消除鍛造或軋制后的內應力，并可降低毛坯的硬度，以利切削的進行。本課題CA6140主軸用的38CrMoAl便規(guī)定在精鍛后進行正火處理。凡要求局部高頻淬火的主軸，要在前道工序中安排調質處理有的鋼材那么用正火。當毛坯余量較

18、大時如鍛件，調質放在粗車之后，半精車之前，以便因粗車產生的內應力得以在調質時消除：毛坯余量較小時如棒料，調質可放在粗車相當于鍛件的半精車之前進行。高頻淬火處理一般放在半精車之后，由于主軸只需要局部淬硬，故精度有一定要求而不需淬硬局部的加工，如車螺紋，銑鍵槽等有一定位置要求的工序，均安排在局部淬火和粗磨之后，這是因為局部淬火的變形雖然不大，但總有一些變形，故車螺紋、銑鍵槽等有一定位置要求的工序，要安排在粗磨之后進行，以消除淬火變形，對于精度較高的主軸如M1432A砂輪軸，在局部淬火及粗磨之后還需低溫時效處理160油中浸較長時間，低溫時效不降低已獲得的精度和機械性能，但能消除磨削加工中所引起的內應

19、力以及淬火過程中所產生的應力和剩余奧氏體，從而使主軸的金相組織和應力狀態(tài)保持穩(wěn)定由于奧氏體在使用過程中會逐步轉變?yōu)轳R氏體，是主軸產生微量膨脹變形，影響主軸的尺寸精度。在此之后再進行主軸的精加工。主軸精度要求越高，那么對材料及熱處理要求越高，熱處理次數(shù)也越多。本課題CA6140主軸采用38CrMoAl經(jīng)過正火、調質和局部高頻淬火后變能滿足要求，而無需在采用更高的鋼材，并且免去了低溫時效的工序。5.4定位基準的選擇 為獲得兩中心孔作為后續(xù)精加工的定位基準，所以機械加工的第一道工序銑兩端面中心孔 ，可選擇AB兩支承軸頸作為粗基準。因此，當以中心孔定位，加工支撐軸頸時，可以獲得均勻的加工余量，有利于保

20、證這兩個高精度軸頸的加工精度。2、精基準的選擇 為了防止基準不重合造成的誤差，同時也考慮到基準統(tǒng)一原那么，以及盡可能在一次裝夾中加工較多的工作外表，所以在主軸加工中除錐孔面以外的所有精加工均以兩中心孔為定位基準。由于工序07使中心孔消失，所以需要配以錐堵，以重新建立定位精度。3、基準的轉換由于支承軸頸和大端錐孔的位置精度要求很高，所以在加工過程中要采用互換基準的原那么，在基準相互轉換的過程中，精度逐步得到提高。1、以75h5和90g5 為粗基準加工中心孔；2、以中心孔為基準，粗車支承軸頸等外圓各部；3、以支75h5和90g5為基準，加工大端錐孔；4、以中心孔配1:20的錐堵為基準，加工支承軸頸

21、等外圓各部；5、以75h5和90g5為基準，粗磨大端錐孔；6、以中心孔為重配錐堵為基準，加工支承軸頸等外圓各部；7、以75h5和90g5外圓外表為基準，粗磨打斷錐孔。5.5加工階段的劃分由于主軸的精度要求高，并且在加工過程中要切除大量金屬，因此，將主軸的加工過程根據(jù)粗、精加工分開原那么來劃分階段，極為必要。這是由于加工過程中熱處理、切削力、切削熱、加緊力等對工件產生較大的加工誤差和應力，為了消除前一道工序的加工誤差和應力，需要進行另一次新加工，不過這一次加工所帶來的誤差和應力總是要比前一次為小。因此，加工次數(shù)增多以后，精度便逐漸提高。精度表5-1 CA6140車床主軸加工基準轉換過程要求越高加

22、工次數(shù)越多。由于粗加工之前，毛坯余量較大，而且余量往往不均如鍛件的外形與加工后的形狀相差較大且不均勻，因而在粗加工中需用大的切削力，并常常因此產生大量切削熱，使主軸在加工中產生受力變形和熱變形，而出現(xiàn)形狀誤差如圓柱度誤差及大的加工應力。故粗加工之后要進行半精加工如半精車、精車等，這也是鍛件毛坯要比棒料毛坯多車一次的原因。此后即使不插入熱處理工序，也還需要進行一些精加工，以提高精度，何況為了改善主軸的機械性能如增加外表硬度，往往在半精加工半精車或精車之后進行淬火處理，因而又需進一步進行一系列的精加工如磨削等。后一次加工所帶來的切削力和熱量，均比前一次為小因其余量逐漸減小，因而出現(xiàn)的誤差和應力亦隨

23、之減小，這就是進行屢次加工能提高精度的原因。因此，粗、精加工不能同一次安裝中完成，而應當把粗、精加工分別為兩個工序或者在不同的機床上進行，最好粗、精加工間隔一些時間一天或幾天，讓上道工序加工的內應力逐漸消失自然時效。5.6加工順序的安排和工序確實定具有空心和內錐特點的軸類零件，在考慮支承軸頸、一般軸頸和內錐等主要外表的加工順序時，可有以下幾種方案：外外表粗加工鉆深孔外外表精加工錐孔粗加工錐孔精加工；外外表粗加工鉆深孔錐孔粗加工錐孔精加工外外表精加工；外外表粗加工鉆深孔錐孔粗加工外外表精加工錐孔精加工；針對CA6140車床主軸的加工順序來說，可作這樣的分析比擬：第一方案：在錐孔粗加工時，由于要用

24、已精工過外圓外表作精基準面，會破壞外圓精度和外表粗糙度，所以此方案不宜采用。第二方案：在精加工外圓外表時，還要再插上錐堵，這樣會破壞錐孔精度。另外，在加工錐孔時不可防止地會有加工誤差錐孔的磨削條件比外圓磨削條件差，加上錐堵本身的誤差等就會造成外圓外表和內錐面的不同軸，故此方案也不宜采用。第三方案：在錐孔精加工時，雖然也要用已精加工過的外圓外表作為精基準面，但由于錐面精加工的加工余量已很小，磨削力不大；同時錐孔的精加工已處于軸加工的最終階段，對外圓外表的精度影響不大；加上這一方案的加工順序，可以采用外圓外表和錐面互為基準，交替使用，能逐漸提高同軸度。經(jīng)過這一比擬可知，CA6140主軸的軸件加工順

25、序，以第三方案為佳。通過方案的分析比擬也可看出，軸類零件各外表先后加工順序，在很大程度上與定位基準的轉換有關。本課題CA6140主軸工藝過程，一開始就銑端面打中心孔，這是為粗車和半精車外圓準備定位基準；半精車外圓又為深孔、加工準備了定位基準；半精車外圓也為前后的錐孔加工貯備了定位基準。反過來，前后錐孔裝上錐堵后的頂尖孔，又為此后的半精加工和精加工外圓準備了定位基準；而最后磨錐孔的定位基準那么又是上工序磨好的軸頸外表。為了保證主軸支承軸頸與大頭端面及短錐間的相互位置精度，在最后加工時應在一次安裝中磨出這些外表。檢驗工序是保證質量，防止廢品的重要措施。檢驗工序一般安排在各加工階段的前后、重要工序的

26、前后和花費工時較多的工序前后，總檢驗那么放在最后。加工余量確實定1、70h6外圓面工序名稱加工余量經(jīng)濟精度根本尺寸標準尺寸半精車h670.70 h6粗車h117272h11毛胚2、75h5外圓面工序名稱加工余量經(jīng)濟精度根本尺寸標準尺寸金剛石車h575.半精車h875.375.3h8粗車h1177.377.3h11毛胚3、80h5工序名稱加工余量經(jīng)濟精度根本尺寸標準尺寸精磨h58080h5粗磨h6半精車h8粗車h11毛胚4、工序名稱加工余量經(jīng)濟精度根本尺寸標準尺寸精磨h5粗磨h6精車h8粗車h11毛胚5、89f6工序名稱加工余量經(jīng)濟精度根本尺寸標準尺寸精磨f68989f6粗磨f77精車f88粗車

27、f1111毛胚+3-16、90g5工序名稱加工余量經(jīng)濟精度根本尺寸標準尺寸精磨g59090g5粗磨g66半精車g88粗車g1111毛胚+3-17、工序名稱加工余量經(jīng)濟精度根本尺寸標準尺寸精磨粗磨精車粗車毛胚+38、工序名稱加工余量經(jīng)濟精度根本尺寸標準尺寸精磨粗磨精車粗車毛胚計算切削速度銑鍵槽3012每齒進給量：根據(jù)?機械加工工藝手冊?表2.4-87的切削速度v=/s那么實際切削速度那么此時工作臺每分鐘的進給量為：6夾具設計為提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過查找資料，決定設計第20道工序銑12f9鍵槽的銑床夾具。本夾具將用于X53T立式銑床。刀具為硬質合金直柄鍵

28、槽銑刀，對工件進行銑削加工。. 定位方案1.應當限制的自由度：為加工軸向鍵槽，應當限制 X、y、z、y、z方向自由度。 2.實際限制的自由度：采用的是兩V型塊附加一擋塊定位，共限制了x、y、z、 y y、z六個方向自由度。3.定位副：左右兩V型塊分別與75h5和90g5軸段外圓配合，共限制了y、z、y、z方向自由度，附加擋塊與75h5和90g5處的V型塊做成一體限制了X方向自由度。為不完全定位，符合定位要求。當兩壓板夾緊時，夾緊力垂直于底座。：夾緊方案作用點：擋塊與軸接觸點作用方向：垂直擋塊向下裝置：如下圖 ：對刀方案 加工鍵槽使用直角對刀塊GB2240-80銑削鍵槽根據(jù)X53T銑床工作臺T型

29、槽尺寸選擇定位鍵尺寸，保證鍵槽位置和對稱度。主軸加工中的關鍵工藝7.1頂尖孔的研磨對于實心軸或錐堵上的頂尖孔，因為要承受工件的重量和切削力的作用，而常會磨損；并且工件在熱處理時，頂尖孔也會隨之變形。因此，在熱處理工序之后和磨削加工之前，對頂尖孔要進行研磨，以消除誤差。研磨頂尖孔的方法，常用的有以下幾種：用鑄鐵頂尖研磨。用油石或橡膠砂輪研磨。研磨時先將圓柱形油石或橡膠砂輪夾在車床的卡盤上，用裝在刀架上的金剛石將油石或橡膠砂輪前端修整成頂圖6-2用油石研磨頂尖孔尖形狀60圓錐體，接著將工件頂在油石或橡膠砂輪頂尖和車床后頂尖間圖6-2，在加上少量潤滑油柴油或輕機油，然后開動車床使油石或橡膠砂輪轉動，

30、進行研磨。研磨過程中，用手把持工件并使它連續(xù)而緩慢地轉動。用中心孔磨床磨削。中心孔磨床的磨頭結構原理如圖6-3所示。磨頭機構要求砂輪主軸具有三種運動：主切削運動；行星運動；往復運動： 圖6-3中心孔磨頭簡圖砂輪磨料采用白剛玉或鉻鋼玉；硬度中軟ZR2；粒度那么要依頂尖孔的外表粗糙度和生產率來選擇，中心孔外表粗糙度能到達Ra0.2，以這種中心孔定位磨削軸件外圓，其外圓圓度誤差可以減少到0.0008 mm，并且有較高的生產率，適與批量生產。據(jù)以上各方法分析比擬針對本課題CA6140車床主軸整體結構及工裝要求中心孔的研磨那么采用這種磨削方法。7.2組合磨削組合磨削或稱多片砂輪磨削，是利用增大磨削面積以

31、提高磨削效率的一種有效措施。一臺磨床上安裝幾片砂輪有多達10片以上的，可以同時加工零件的幾個外表，在汽車、拖拉機制造業(yè)中用來加工曲軸、凸輪軸等甚為普遍，機床制造業(yè)亦常應用。它的優(yōu)點除了提高生產率外，相對地還能減少磨床數(shù)量，減少機床占地面積，節(jié)省勞動力，并能保證工件有較好的同軸度。本課題CA6140主軸的前后軸頸錐面、短錐面和前端的精加工，均采用組合磨削的方法，如圖6-4所示。圖6-4 CA6140主軸的組合磨削磨削的方法：先粗磨前后軸頸錐面，磨完后進行砂輪精細修整；分兩種工位進行精磨，第I工位精磨前后軸頸錐面，完成后，工作臺帶著主軸移到第II共位，用設計圖紙規(guī)定的角度成型砂輪，先后磨削主軸前端

32、支承面和短錐面。采用組合磨削時，由于是磨削錐軸頸，并且前后兩錐軸頸是同時進行的，因此有較大磨削力和軸向推力，所以改裝或設計組合磨床時，要注意增強機床的剛度。此外，砂輪修整質量直接影響主軸外表的加工質量，因此也要很好解決修整砂輪的問題。7.3深孔加工一般孔的深度與孔徑之比L/d5就算深孔。各種槍孔,炮孔是典型的深孔。CA6140主軸內孔L/d18，屬深孔加工。深孔加工要比一般的孔加工困難和復雜些,因為孔的深度增大以后,刀桿較長,刀具鋼度變差,容易引起振動和鉆偏孔；其次是刀刃在工件深處進行切削。冷卻液不易注入切削區(qū),散熱條件差,使刀具很快磨損;加上切削難于排出,容易堵塞而無法連續(xù)加工。因此為了保證

33、精度和提高生產率,必須根據(jù)這些工藝特點合理地選擇深孔加工的方式,并解決刀具的引導、切屑排出和鉆頭冷卻潤滑等問題。加工方式加工深孔時,工件和刀具的相對運動有三種:工件不動,刀具轉動并軸向進給。這時如果刀具的回轉軸線對工件的軸線有偏移或傾斜,那么加工出的孔的軸線必然是偏移或傾斜的。工件轉動，同時刀具轉動并送進。由于工件與刀具的回轉方向相反,所以相對切削速度大,生產率高,加工出來的孔的精度也較高。但對機床和刀桿的剛度要求較高,機床的結構也較復雜,因此應用不很廣泛。工件轉動,刀具作軸向送進運動。這種方式鉆出的孔軸線與工件的回轉軸線能到達一致。如果鉆頭偏斜,那么鉆出的孔有錐度；如果鉆頭軸線與工件回轉軸線

34、在空間斜交,那么鉆出的孔的軸向截面是雙曲線,但不管如何,孔的軸線與工件的回轉軸線仍是一致的,故軸的深孔加工多采用這種方式。據(jù)上分析CA6140主軸深孔加工采用最后一種方法并在深孔鉆床上實現(xiàn)。深孔加工的冷卻與排屑在批量生產中,深孔加工常用專門的深孔鉆床和專用刀具,以保證質量和生產率。直徑在50 mm以下的孔大都采用深孔鉆。深孔鉆有單刃和雙刃的。這些刀具的冷卻與切屑的方法有兩種:內冷卻外排屑法外冷卻內排屑法如圖6-5所示,冷卻液從鉆頭外部輸入,從鉆頭內部排出。有一定壓力的冷卻液沿箭頭指示方向經(jīng)刀桿與孔壁之間的通道進入切削區(qū),起到冷卻潤滑作用,然后經(jīng)鉆頭和刀桿的內孔帶著大量切削排出。以上兩種冷卻與排

35、屑的方法,均要求冷卻液具有足夠的壓力和流量,一保證切屑能順利地排除并保持鉆頭良好的冷卻和潤滑。在加工直徑為4060mm的孔時,一般保持冷卻液壓力24MPa,；流量200400L/min較為適宜。圖6-5外冷卻內排屑深孔噴射鉆加工噴射鉆適用于加工2065mm的深孔，長徑比能達100，比一般外冷卻內排屑鉆頭有更高的效率，同時可獲得較好的加工外表質量，是一種新型的孔加工刀具。噴射鉆的主要組成局部是鉆頭、外鉆管和內鉆管圖6-6。鉆頭通過方牙螺紋擰在外鉆管的一端。據(jù)以上各方法分析比擬，根據(jù)CA6140主軸整體尺寸較大，裝夾定位難以保障精度的要求，且為批量生產等因素，因此采用深孔鉆床工件轉動,刀具作軸向送

36、進運動來完成48深孔的鉆削。圖6-6噴射鉆工作示意圖7.4主軸錐孔加工主軸前端錐孔和主軸支承軸頸及主軸前端短錐的同軸度要求高，因此磨削主軸的前端錐孔，成為機床主軸加工的關鍵工序。本課題CA6140主軸前端錐孔，以支承軸頸作為定位基準，有以下三種安裝方式：將前支承軸頸安裝在中心架上，后軸頸夾在磨床床頭的卡盤內，磨削前嚴格校正兩支承軸頸，前端可調整中心架，后端在卡爪和軸頸之間墊薄紙片來調整。將前后支承軸頸分別裝在兩個中心架上，用千分表校正好中心架位置。工件通過彈性連軸節(jié)或萬向接頭與磨床床頭主軸連接。這種方式可以保證主軸軸頸的定位精度，而又不受磨床床頭誤差的影響，但調整中心架仍費時，質量也不穩(wěn)定，一

37、般只在生產規(guī)模不大時采用。成批生產時大都采用專用夾具進行加工，圖6-7為磨主軸錐孔的一種夾具，夾具是由底座、支承架及浮動卡頭三局部組成。圖6-7磨主軸錐孔夾具，外表粗糙度為Ra0.32，接觸面在80%以上，不僅加工質量好，而且提高了生產率。本課題CA6140主軸為成批生產，且對錐孔精度要求較高，因此采用第三種安裝方法。8 結論與展望8.1 本文總結在本文中介紹了典型軸類零件加工工藝分析、CA6140主軸加工工藝過程的制訂及技術分析、軸的精度檢驗、軸加工中常出現(xiàn)的質量問題及其解決方法、CA6140主軸加工中的幾個工藝問題等特點。在加工技術分析過程中列舉了多種加工方案，既選擇出最為適合本課題的解決方案，在關鍵技術工藝及設備選擇上透視了先進制造工業(yè)的重要性，我們知道如果沒有強大而完整的現(xiàn)代化機械制造工業(yè)，就無法用現(xiàn)代的設備來武裝國民經(jīng)濟各部門。就不可能獨立迅速地開展我國社會主義現(xiàn)代化建設事業(yè)?？梢姍C械制造工業(yè)的規(guī)模和開展水平是反映國民經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。8.2機械制造工業(yè)的現(xiàn)狀及展望解放以來，特別是改革開放以來，機械制造工業(yè)貫徹了“經(jīng)濟建設靠科學技術，科學技術工作面向經(jīng)濟建設的根本方針，執(zhí)行了上質量、上品種、上水平、提高