CA6140主轴箱箱体加工工艺及夹具设计

郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计I*大学毕业设计说明书（雨）主轴箱箱体加工工艺及夹具设计（全套图纸）专业： 学号： 1334095854 姓名： 指导教师： 雨辰 完成日期： 郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计II摘要本设计通过对 CA6140 车床、车床主轴箱及其工作状况的研究，分析了主轴箱箱体需要加工部位的尺寸以及主轴箱在工作时需要承受的载荷，从而确定了毛坯的制造形式、加工基面、机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸以及切削用量并且校验了工序总工时，最终拟定了主轴箱箱体加工的工艺分析和工艺说明，并且对加工过程制定了技术要求和精度要求。再通过分析主轴箱箱体底孔、轴承孔的加工过程，然后进行精度和误差的分析计算，最终确定了夹具的结构类型、工件的定位基准、夹紧装置、夹紧动力装置、镗模、衬套以及镗模板，并且对夹具精度进行分析计算，从而制定出夹具的设计方案。该工艺与夹具设计结果能应用于生产要求。关键词：主轴箱 加工工艺 定位 夹具郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计IIIAbstractThis design through to study the CA6140 lathe, lathe spindle box and working conditions , on the premise of guarantee the quality of parts processing, improve the productivity, reduce the production cost, is one of the main development direction of modern mechanical processing technology at home and abroad.Through the study of spindle box housing agencies and detail drawings as well as to the environmental awareness of the spindle box box, thus for the spindle box process analysis, process specification, and to develop technical requirement and accuracy requirement of nc machining process.Then the bottom hole, the processing of bearing hole of spindle box body is analyzed so as to make the precision and error analysis calculation, the fixture design plan finally.The process and fixture design results can be applied to production requirements.Keywords: principal axis processing technology Fixed position Tongs 郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计IV目录摘要 .IAbstract .II1 绪论 .11.1 车床的发展 .11.2 夹具的概述 .11.2.1 夹具的功能 .11.2.2 夹具的分类 .11.2.3 夹具的基本结构 .21.2.4 夹具的发展 .21.3 本课题的研究内容 .31.4 研究意义 .32 主轴箱箱体加工工艺规程设计 .42.1 引言 .42.2 主轴箱箱体的结构特点 .42.3 确定毛坯的制造形式 .52.4 基面的选择 .52.5 确定工艺路线 .62.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .72.7 确定切削用量及工序总工时 .82.7.1 粗、精铣传动箱体下平面 .82.7.2 粗、精铣左右端的侧面 .102.7.3 粗、精镗 62H12 的孔 .122.7.4 粗、精镗 80H12 的孔 .142.7.5 在下平面钻 2-18 .152.7.6 加工 610 底孔 .162.7.7 钻 40 孔 .162.7.8 钻 20 孔 .182.8 小结 .183 CA6140 主轴箱箱体专用夹具设计 .193.1 加工左端平面镗孔及夹具设计 .193.1.1 夹具的重要性 .193.1.2 镗床夹具的结构类型 .193.2 工件的定位与夹紧 .20郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计V3.2.1 工件的定位基准 .203.2.2 工件的夹紧及夹紧动力装置 .213.3 夹具的设计 .213.3.1 夹紧力的确定原则及计算 .213.3.2 镗套、衬套及镗模板的选择 .223.3.3 夹具精度分析 .233.4 夹具操作的简要说明 .233.5 小结 .234 结论与展望 .244.1 结论 .244.2 展望 .24致谢 .25参考文献 .26郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计11 绪论1.1 车床的发展从古至今车床的发展经历了从弓车床时代，脚踏车床时代，刀架车床时代，转塔车床时代这样一种由低等车床向高等车床发展的道路，直到 20 世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床才使得车床的功能不断完善。得益于高速工具钢的发明，液气压技术的不断完善和电动机的应用，时至今日车床终于达到了高速度和高精度的现代化水平。随着电子技术、计算机技术、自动化技术，精密机械与测量等技术的发展与综合应用，生产了机电液一体化的新型机床数控车床。数控车床一经使用就显示出了它独特的优越性，使原来不能解决的许多问题，找到了科学的解决途径，因此经过半个世纪的快速发展，数控机床已是现代制造产业的重要标志之一，也成为未来机床发展的主要趋势之一。CA6140 卧式车床能车削内外圆柱面、圆锥面、回转体成型面和环形槽、端面及各种螺纹，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、套丝和滚花等因此在我国机械制造类工厂使用极为广泛。1.2 夹具的概述1.2.1 夹具的功能1）保证加工精度。工件通过机床夹具进行安装，包括了两层含义：一是工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置，称为定位；二是通过夹紧机构使工件的既定位置在加工过程中保持不变，称为夹紧。2）提高生产率。使用夹具来安装工件，可以减少划线、找正、对刀等辅助时间，采用多件、多工位夹具，以及气动、液压动力夹紧装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率。3）扩大机床的使用范围。有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围。如在机床床鞍上安放镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔系加工。4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全。1.2.2 夹具的分类按夹具的使用范围来分，有下面五种类型：1）通用夹具 例如车床上的卡盘，铣床上的平口钳，分度头，这些夹具通用性强，一般不需要调整就可适应多种工件的安装加工，在单小批量生产中广泛应用。2）专用夹具 用于某一特定工件特定工序的夹具成为专用夹具。专用夹具广泛应用于成批和大批量生产中。3）可调整夹具和组成夹具 这一类夹具的特点是具有一定的可调性，或称郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计2“柔性” 。夹具中部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同工件的加工。可调夹具一般适用于同类产品不同品种的生产，略做更换或调整就可用来安装不同品种的工件。成组夹具适用于一组尺寸相似、架构相似、工艺相似工件的安装和加工，在多品种、中小批量生产中有广泛的应用前景。4）组合夹具 它是由一系列的标准化元件组装而成，标准化元件有不同的形状、尺寸和功能，其配合部分有良好的互换性和耐磨性。使用时，可根据被加工工件的结构和工序要求，选用适当元件进行组合连接，形成专一夹具。它特别适合单件小批量生产中位置精度要求较高的工件加工。5）随行夹具 这是一类在自动线和柔性制造系统中使用的夹具。它既要完成工件的定位和夹紧，又要作为运载工具将工件在机床间进行传送。传送到下一道工序的机床之后，随行机床应能在机床上准确地定位和可靠地夹紧。一条生产线上有许多随行夹具，每个随行夹具随着工件经历生产线的全过程，然后卸下已加工的工件，装上新的待加工工件，循环使用。1.2.3 夹具的基本结构按在夹具中的作用,组成夹具的元件，地位结构特点夹具的基本结构可以划分为以下几类:1） 定位元件和定位装置；2）夹具体；3）对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；4）动力装置；5）夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； 6）分度,对定装置；7）其它的元件以及装置(包括夹具与各部分相互连接用的销钉，紧固螺钉,各种键和手柄等)。每个夹具都不一定具备以上所说的所有装置,如手动夹具就没有动力装置,性能一般的车床夹具不一定具有刀具导向元件和分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要安装其它装置,例如一些对生产条件要求较高的自动化夹具中必须有上下料装置。1.2.4 夹具的发展夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这时夹具主要是作为单纯辅助工具，使加工过程变得更加方便；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它的功用由以前单纯的夹紧功用发展成为工件的定位和夹紧双重功用。人们越来越意识到，夹具与操作人员改进工作方式以及提高工作效率有着密切的联系，所以对夹具越来越郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计3重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床不可或缺的一部分，成为机械加工中重要的工艺装备。由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高的要求，如快速、高效、安全等。夹具在国内外也正在形成一个独立的行业，因此针对夹具的标准化、模块化、组合化等先进的设计理念，既符合节约资源的原则，又符合绿色制造的环境保护原理，所以这是夹具今后发展的重要方向。1.3 本课题的研究内容此次设计的主要内容是收集整理 CA6140 主轴箱箱体的加工工艺及夹具设计的资料，完成 CA6140 主轴箱箱体的加工工艺的工艺过程设计、定位装置的设计、夹紧装置的设计、对刀-引导装置的设计、夹具体的设计。并上交 CA6140 主轴箱箱体的零件图，CA6140 主轴箱箱体的机械加工工艺规程和 CA6140 主轴箱箱体工装夹具设计的总装配图及其主要零件图，并编写 CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计说明论文。1.4 研究意义零件在工艺规程制定以后，就要按照工艺规程顺序进行加工。加工中除了需要机床、道具、量具之外，成批生产时还需要用到机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置关系。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一，机床夹具以成为机械加工中的重要装备。随着我国机械工业生产的不断发展，机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计42 主轴箱箱体加工工艺规程设计2.1 引言工艺分析的目的主要有两个：一是审查零件的结构形状和尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工与装配。二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便于制定出合理的工艺规程。进行工艺分析时应该注意的事项：1） 铸件时为消除应力必须要进行时效处理的话有条件时应在露天存放一年以上再加工。2）为了保证加工精度应使定位基准统一。3）镗孔时，为了增加镗杆的刚性，在可能的条件下应尽量采用“支承镗削”的方法以提高加工精度。对直径较小的孔，应采用钻、扩、铰等加工方法。为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套的方法再加工其它孔。4）为提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗，精镗分开进行。5）孔的尺寸精度检验，应使用内径千分尺或百分尺进行测量。轴内孔之间距离的测量可以通过测量孔与孔之间壁厚的方法进行。6）同一轴线上各孔的同轴度，可采用检验心轴的方法进行检验。7）各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过检验心轴进行测量。CA6140 车床主轴箱箱体作为主传动系的支承零件，各传动轴间要求一定的位置精度，因此加工此箱体的主要任务是保证各孔系之间的相互位置精度。在此箱体的加工中保证各孔之间的正确位置是靠 T68 坐标镗床手动控制来完成的。为更好的保证加工质量，单小批量生产也可采用组合夹具，加工批量较大时应用专用镗模加工。 2.2 主轴箱箱体的结构特点箱体是机器和部件的基础零件,由它将机器和部件中许多零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，彼此能协调地运动。常见的箱体零件有：各种形式的机床主轴箱.减速箱和变速箱等。各种箱体类零件由于功用不同,形状结构差别较大,但结构上也存在着相同的特点：1）尺寸较大箱体通常是机器中最大的零件之一,它是机器和部件的基础零件由它将机器和部件中许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能协调地运动。因为在生产当中遇到的大部分机床无论是功率还是尺寸都比较大，所以主轴箱的尺寸郑州雨辰学院毕业设计（论文） CA6140 主轴箱箱体加工工艺及夹具设计5也相对来说比较大如大型减速箱体长达 67m,宽 34m,重 5060 吨,所以它是整个机器中最大的零件之一。2）形状复杂箱体的复杂程度取决于安装在箱体上的零件的数量及零件在空间中的相互位置，为了保证零件所承受的载荷与作用力能够达到生产要求，并且又要确保在减小空间体积和减轻自身重量的前提下，箱体要达到足够的强度和刚度，常在铸造时减小箱体壁的厚度并且必要的地方加肋板、凸台、凸边等结构来满足工艺与力的要求。3）精度要求在箱体的加工中总有若干个平面和孔的尺寸精度和相互位