《機械工藝及夾具設(shè)計》項目2CA6140車床主軸工藝過程卡編制-文檔在線預(yù)覽

【任務(wù)引入】下圖所示為CA6140車床主軸，年產(chǎn)量為350，編制機械加工工藝過程卡[相關(guān)知識]一、定位基準及其選擇

1、基準定義用來確定零件上某些點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面2、基準分類：①設(shè)計基準:零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準。②工藝基準:零件加工、測量、裝配過程中采用的基準③定位基準:加工時用以確定零件在機床夾具中正確位置所采用的基準④工序基準:用以標定被加工表面位置（或者說確定某加工精度）的基準⑤測量基準:用以測量已加工表面尺寸和位置的基準⑥裝配基準:裝配時用以確定零件在機器中位置的基準說明：基準是依據(jù)，因此必然客觀存在，但不一定具體存在：有的是輪廓要素，可直接接觸；有的是中心要素，不可觸摸，常用某些具體存在的基面來體現(xiàn)3、定位基準的選擇

定位基準影響工件的加工精度且相同工件的同一加面所選定位基準不同其工藝路線不同。

①粗基準：工件加工最初用毛坯上未經(jīng)加工的面做位基準。粗基準在同一方向只能用一次。②精基準：用已加工的面做定位基準

編制機械加工工藝時，通常先選擇好精基準把工件工出來，然后選擇粗基準把精基準表面加工出來。制訂工藝規(guī)程時要解決的主要問題4、粗基準選擇考慮兩個問題：保證加工余量，保證非加工面符合要求需遵從4個原則：①加工表面與非加工表面間有位置要求時，選非加工表作粗基準②對有多個加工面的工件，選毛坯余量最小的面作粗基當有重要面時，選重要表面做粗基準③選有技術(shù)要求、加工余量小的重要非加工表面作粗基④粗基準在同一尺寸方向只能用一次，避免產(chǎn)生較大誤⑤選平整、無澆冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠，夾方便。制訂工藝規(guī)程時要解決的主要問題制訂工藝規(guī)程時要解決的主要問題圖紙要求內(nèi)外圓同軸時：外圓不加工，若選擇三爪卡盤夾持A面加工內(nèi)孔（即A面做粗基準），則內(nèi)孔與A面同軸，可以保證臂厚均勻。但加工面的加工余量不均勻；若以內(nèi)孔做粗基準，則加工余量均勻，但內(nèi)外圓不同軸。床身導(dǎo)軌面為重要表面，床身粗加工時選導(dǎo)軌面做粗基準加工床腳。以加工好的床腳面做精加工基準（精基準）。5、精基準的選擇·

通常先選擇精基準，后選擇粗基準。（1）精基準選擇原則（減少誤差，提高定位精度）：①基準重合原則：盡可能選設(shè)計基準作定位基準，用調(diào)整法加零件時，如果基準不重合，將出現(xiàn)基準不重合誤差。②基準統(tǒng)一原則：用同一定位基準加工工件各加工工序（表面③自為基準原則：即精加工某些余量小而均勻的重要表面時，其自身作為基準④互為基準原則：即加工位置精度要求高的兩表面時，以二表互相作為基準，反復(fù)進行加工⑤準確可靠原則：即保證定位準確，夾緊可靠，設(shè)計簡單，操方便。制訂工藝規(guī)程時要解決的主要問題在實際生產(chǎn)中，統(tǒng)一基準的應(yīng)用有：1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準；盤套類零件使用一長孔和一止推面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準；套類零件用止口面作統(tǒng)一基準。箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準；采用統(tǒng)一基準原則好處：有利于保證各加工表面之間的位置精度；可以簡化夾具設(shè)計，減少工件搬動和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。★注意：采用統(tǒng)一基準原則常常會帶來基準不重合問題。此時，需針對具體問題進行具體分析，根據(jù)實際情況選擇精基準。自為基準應(yīng)用：機床床身零件在最后精磨床身導(dǎo)軌面時，經(jīng)常在頭上裝上百分表，床身置于可調(diào)支承上，以導(dǎo)軌面本身為基準進找正定位，來保證導(dǎo)軌面與磨床工作臺平行，然后進行磨削加工這樣可使磨削余量小而均勻，以利于提高導(dǎo)軌面的加工質(zhì)量與磨生產(chǎn)率。自為基準原則在生產(chǎn)中有著較多的運用，如拉孔、浮動孔、珩磨孔以及攻螺紋等二、空心主軸加工工藝特點①

形狀結(jié)構(gòu)為多階梯空心軸。②

表面類型有外圓柱面、圓錐面（錐度為1∶12的支承軸頸A、B

2處和頭部用于安裝卡盤的短錐C）、花鍵、鍵槽和螺紋，內(nèi)孔有兩頭內(nèi)錐面（大頭為莫式6號，小頭為1∶20的工藝錐孔）和中央直徑為

48mm的通孔。③

主要表面精度要求較高，如支承軸頸圓度誤差僅允許5

m，表面粗糙度為Ra0.5

m，它們對公共軸線的圓跳動為5

m；其他軸頸，如前端裝卡盤的錐面對公共軸線的圓跳動為8

m，莫氏錐孔對公共軸線的圓跳動在軸端處為5

m，在距軸端300mm為10

m。三、空心主軸加工時應(yīng)注意的問題1、加工階段的劃分：加工過程大致劃分為4個階段鉆頂尖孔之前的預(yù)加工階段；從鉆頂尖孔至調(diào)質(zhì)前的工序為粗加工階段；從調(diào)質(zhì)處理工序至表面淬火工序為半精加工階段；表面淬火后的工序為精加工階段。要求較高的支承軸頸和莫氏6號錐孔的精加工，放在最后進行。整個主軸加工工藝過程以主要表面（支承軸頸）的加工為主線，而其他表面的加工穿插于其中的一個加工過程。這樣安排工藝過程的優(yōu)點是，粗加工切除大量金屬產(chǎn)生的變形，可以在半精加工和精加工中消除；而主要表面放在最后進行加工，可不受其他表面加工時的影響，并方便安排熱處理工序，有利于機床的選擇。三、空心主軸加工時應(yīng)注意的問題（續(xù)）2、定位基準選用：盡量采用頂尖孔作為定位基準。深孔加工后采用帶頂尖孔的錐堵作為定位基準。需要應(yīng)用互為基準原則加工外回轉(zhuǎn)面時，以兩端中心孔作定位基準，因主軸為空心零件，在已加工出中央通孔以后的工序中采用帶有中心孔的錐堵或拉桿心軸裝夾，其上的中孔為加工時的定位基準。錐堵或帶錐堵的拉桿心軸具有較高的精度。拉桿心軸上2個錐堵的錐面要求同軸，否則擰緊螺母后會使工件變形。3、工序順序安排：遵從基面先行、先粗后精、先主后次的原則。還需主要以下4點：①花鍵和鍵槽加工應(yīng)安排在精車之后，粗磨之前②主軸的螺紋放在淬火之后的精加工階段③外圓表面加工順序。先加工大直徑外圓，再加工小徑外圓，以避免一開始就降低工件剛度。④深孔加工?？招闹鬏S的中央通孔屬于深孔。深孔加比一般加工困難和復(fù)雜。鉆頭較長，系統(tǒng)剛性變差容易引起振動和鉆偏；鉆頭切削刃在鉆到一定深度時冷卻液不易注入，散熱條件差，鉆頭磨損快；且鉆頭排屑困難，容易堵塞。主軸鉆深孔雖屬粗加工，考慮到內(nèi)外圓同軸度和壁厚均勻及熱變形問題。鉆深孔工序應(yīng)安排在粗車或半精車和調(diào)質(zhì)之后進行。深孔鉆加工主軸孔③次要表面的加工安排。·

主軸花鍵、鍵槽等次要面的加工，放在外圓精車或粗磨后、精磨外圓前進行。主軸上的花鍵若需淬火，在淬火前銑出，淬火后的變形在花鍵磨床上用磨削來消除，一般只磨外圓即可，如果淬火變形過大，則應(yīng)磨花鍵齒側(cè)；銑花鍵的方法與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。成批大量生產(chǎn)時用花鍵銑床加工，單件小批量生產(chǎn)時在臥式銑床上利用分度頭進行加工。1、定位基準選擇設(shè)計基準為兩軸頸公共軸線A-B，從基準重合原則出發(fā)，定位基準也選A-B；從互為基準原則出發(fā)，粗加工主軸主要外圓時以主軸中心孔為基準，粗加工內(nèi)孔則以主要外圓為基準；精加工主軸以軸兩端頂尖孔為精基準。具體選擇時注意三點：由于各表面位置精度高，最好在一次裝夾中完成各表面的加工（工序集中且基準統(tǒng)一）粗加工各表面在沒有鉆錐孔前，軸為實心軸，工藝系統(tǒng)剛度較好，采用左端用三爪夾持外圓，右端頂尖定位支承（可傳遞較大扭矩）粗加工各表面。在主軸鉆錐孔后，頂尖孔已消失，主軸已空心，工藝系統(tǒng)剛度較差。這時為了仍用原來的頂尖孔定位（銑床主軸錐孔大，用帶有頂尖孔的錐度心軸），CA6140主軸錐孔小，用錐堵。以保證各表面的形位精度。2、劃分加工階段該軸主要表面加工劃分為三個加工階段，即

1）粗加工階段：粗車各外圓、鉆中心孔。半精加工階段：半精車各外圓及兩端錐孔、精車中心通孔等。精加工階段：粗、精磨各外圓或錐孔。其他次要表面適當穿插在各階段進行各加工階段大致以熱處理為界，將整個加工過程按粗、精階段劃分，是工藝制定的原則，以兼顧生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量。綜合以上，主要表面加工順序如下外圓表面粗車(頂尖定位）→外圓表面半精車(頂尖定位→鉆通孔（用半精加工的外圓面定位）→錐孔粗加工（用半精加工的外圓面定位，加工后配錐堵）→外圓表面精車(錐堵頂尖孔定位）→錐孔精加工（用精加工外圓面定位）5、主軸錐孔磨削一般以支承軸頸A-B面做定位基準。有三種安裝方式前支承裝于中心架，后支承用卡盤裝夾前、后支承裝于兩個中心架，用萬向節(jié)與主軸相聯(lián)；采用專用夾具(大批量生產(chǎn)用）；該夾具由底座、支承架及浮動卡頭三部分組成；前、后兩支架與底座連