職業(yè)學院CA6140車床主軸的加工工藝大學本科方案設計書(參考樣本)

1、題目： CA6140 車床主軸加工工藝以及夾具 設計學院：班級：學號：姓名：指導老師：答辯時間：目錄摘要 .1目錄 2前言. .5第一章概論 . 61.1 車床的歷史及發(fā)展 61.1.1 車床的歷史61.1.2 車床的誕生及發(fā)展61.2 普通車床及 CA6140臥式車床的簡介 71.2.1 普通車床的基本知識. 71.2.2 CA6140車床簡介91.3 CA6140臥式車床主軸的作用.111.3.1 主軸的結構特點111.3.2 主軸的作用11第二章 CA6140 臥式車床主軸的選材122.1 車床主軸的工作條件與技術要求122.1.1 主軸的基本要求122.2 主軸的選材與原因132.3

2、材料的熱處理.13第三章CA6140臥式車床主軸的加工工藝3.1 機床主軸的機械加工工藝分析3.1.1 機床主軸的基本加工路線3.2 主軸加工工藝過程3.2.1 主軸的基本要求3.2.2 主軸的加工工藝第四章 CA6140 臥式車床主軸的加工精度及誤差分析 144.1 加工精度及誤差.144.1.1 加工精度與加工誤差. 144.1.2 原始誤差. 144.1.3 研究機械加工精度的方法 . .144.2 工藝系統(tǒng)集合誤差 144.2.1 機床的幾何誤差. 14422主軸回轉誤差 .15423導軌誤差 154.2.4 傳動鏈誤差 16刀具的幾何誤差 .164.3定位誤差 164.3.1 基準不

3、重合誤差 .16定位副制造不準確誤差 164.4工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差 .174.4.1 工件剛度 .174.4.2 刀具剛度 .17機床部件剛度 .174.4.5 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差 174.5結論：提高加工精度的途徑 CA6140臥式車床主軸的加工工藝第五章主軸的精度檢驗及調整5.1 主軸精度檢驗及還原 .主軸及主要精度的檢驗 .5.1.2 檢驗后的精度還原 .5.2 主軸的主要精度檢驗 .5.3 主軸與其部件的裝配精度 .5.3.1 主軸上傳動件合理布置 .5.3.2 主軸與滾動軸承的裝配5.3.3 主軸與齒輪的裝配第六章車床主軸的維修與保養(yǎng)及廢舊主軸的再利用 .6.1 主軸

4、的維護6.1.1 維修護理方式 .6.1.2 維修保養(yǎng)內容6.2主軸的拆卸與清洗 .與其部件的拆卸 .主軸與其部件的清洗內容 .6.3 廢舊主軸精度回升方案廢舊主軸的類型 .6.3.2 主軸精度回升的方法 .6.4 主軸的再制造工程6.4.1 再制造工程及其影響6.4.2 主軸的再制造工程 .、八 、，前言伴隨著世界的不斷進步，科技的不斷發(fā)展，數字化機械設備風靡 全球，不斷占領市場，尤其是金屬切削中的數控機床已經成為時代的 先驅，引領潮流。但有著悠久歷史的普通成床，特別是它不甘落后， 繼續(xù)向著明天昂首闊步的精神，是值得我們去研究改造的。 矚慫潤厲釤瘞睞櫪 廡賴。本篇共六章：包括車床歷史的發(fā)展及

5、臥式床的相關知識；車床主 軸的選材； CA6140 臥式車床主軸的加工精度及誤差分析；車床主軸 的加工工藝；主軸的精度檢驗及調整；車床主軸的維修與保養(yǎng)及廢舊 主軸的再利用。 聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。通過大學三年來對機械的了解， 以及三年來對機床理論知識的學 習和不間斷的實訓，了解掌握了一些機床的結構和原理，本論文著重 于對 CA6140 臥式車床主軸 。 殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。第 1 章 概論1.1 車床的歷史及發(fā)展1.1.1 車床的歷史 公元前二千多年出現的樹木車床是機床最早的雛形。工作時，腳 踏繩索下端的套圈，利用樹枝的彈性是工件有繩索帶動旋轉，手拿貝 殼或石片等作為刀具，沿板條移動工具的切

6、削工作。中世紀的彈性桿 棒車床運用的仍是這一原理。 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。十五世紀由于制造鐘表和武器的需要， 出現了鐘表匠用的螺紋車 床和齒輪加工車床， 以及水力驅動的炮筒鏜床。 1500 年左右， 意大利 讓人奧納多 .達芬奇曾繪制過車床， 鏜床，紋加工機床和內圓磨床的構 想草圖，其中已有曲柄，飛輪，頂尖和軸承等新機構。中國明朝出版 的天工開物中也載有磨床的結構，用腳踏的方法是鐵盤旋轉，加 上沙子和水剖切玉石。 彈貿攝爾霽斃攬磚鹵廡。1979 年，英國人莫茲利創(chuàng)造成的車床由絲桿轉動刀架， 能實現機動進給和車削螺紋，這是機床結構的一次重大變革。莫茲利也因此被隨著電動機的發(fā)明，機床開始先采用電動

7、機集中驅動，后有廣泛 使用單獨電動機驅動。二十世紀初，為了加工精度更高的工件，夾具 和螺紋加工工具，相繼創(chuàng)造出坐標鏜床和螺紋磨床。同時為了適應汽 車和軸承等工業(yè)大量生產的需要，有研制成能自動更換刀具，以進行 多工序加工的加工中心。 從此，隨著電子技術和計算機的發(fā)展和應用， 使機床在驅動方式，控制系統(tǒng)功能等方面都發(fā)生顯著變革。 廈礴懇蹣駢時盡繼 價騷。1.1.2 車床的誕生及發(fā)展（1）車床的誕生記 在發(fā)明車床的故事中，最引人注目的是一名叫莫茲利得英國人， 因為他于 1797 年發(fā)明了劃時代的刀架車床，這種車床帶有精密的導 螺桿和可互換的齒輪。莫茲利生于 1771 年， 18 歲的時候，他是發(fā)明

8、家布拉默的得力助手。直到 26 歲才離開布拉默，因為布拉默粗暴地 拒絕了莫茲利提出的把工資增加到每周 30 先以上的請求。 煢楨廣鰳鯡選塊網羈 淚。就在莫茲利離開布拉默的那一年，他制造成了第一臺螺紋車床，3 年以后，莫茲利在他自己的車間制造出了一臺更加完善的車床， 19 世紀，由于高速工具鋼的發(fā)明和電動機的應用，車床不斷完善，終于 達到高速度和高精度的現在水平。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。（2）車床的發(fā)展史 車床的發(fā)展大致可以分為四個階段：雛形期，基本架構期，獨立籟叢媽羥為贍僨蟶練淨動力期與數值控制期， 下面針對其發(fā)展的過程加于介紹車床的誕生不是發(fā)明出來的，而是逐漸演進而成，早在四千年前 就有人利

9、用簡單的拉弓原理完成鉆孔的工作， 這是由記錄最早的工具 機，這段期間可稱為雛形期。 預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。18 世紀開始的工業(yè)革命， 象征著以工匠主導的農業(yè)社會結束， 取 而代之的強調大量生產的工業(yè)社會，由于各種金屬制品被大量使用， 為了滿足金屬零件的加工，車床成了關鍵性的設備，到了 19 世紀才 有完全以鐵制零件組合完成的車床， 再加上諸如螺桿等傳動機構的導 入，一部具有基本功能的車床總算開發(fā)出來，為其基本結構架。 滲釤嗆儼 勻諤鱉調硯錦。瓦特發(fā)明了蒸汽機， 是的機床可籍由蒸汽機產生的動力來啟動車床運轉，20世紀初擁有了獨立動力源的動力車床(Engine Lathe)終于被開發(fā)，也將車床帶到

10、新的領域。 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。20 世紀中， 計算機被發(fā)明， 不久計算機即被用在工具機上， 為數 值控制期。1.2 普通機床及 CA6140 臥式車床的簡介1.2.1 普通機床的基本知識 車床主要用于加工各種回轉表面，如內外圓柱面，圓錐表面，回 轉曲面和端面等，有些車床還能加工螺紋面。由于多數機器零件具有 回轉表面，車床的通用性又較廣，因此，在機械制造廠中，車床應用 極為廣泛，在金屬切削機床中占的比例比較大，約占總臺數的2 0%-35% 。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。車床的種類很多，按其結構和用途主要可以分為：a 臥式車床和落地車床。b立式車床c轉塔車床。d單軸和多軸自動，半自動車床 e仿行車

11、床和多刀車床。f數控車床和車削中心。g各種專門化車床。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。臥式車床外形1 主軸箱 2，5 刀架 7尾座 8 床身 9，13床腿 10光杠11絲杠12溜板箱14進給箱15掛輪變速機構車床型號的組成：通用車床的型號由基本部分和輔助部分組成，中間用“ /”隔開，讀作“之”。前者需統(tǒng)一管理，后者納入型號與否由企業(yè)自定。型號（從左到右）構成如下：壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。分類代碼 類代號 通用特性、結構特性代號組代號 系代號 主參數或設計順序號主軸數或第二主參數 重大改進系號/其他特性代 號 企業(yè)代號 蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。車床的類代號：C通用特性高精度精密自動半自動數控仿形輕型代號GMZ

12、BKFQ讀音高密自半控仿輕1.2.2 CA6140車床簡介CA6140型普通車床是我國設計制造的新型好產品。它具有良好的性能，結構先進、操作方便、外觀整潔等特點。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。CA6140所代表的意義：（類別代號，車床類），A （結構特性代 號），6 （組別代號，臥式），1 （系別代號），40 （主參數，最大回轉 直徑400mm） 。 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。1主運動傳動主運動是車床速度最高、消耗功率最大的運動。主運動傳動 鏈的兩個末端件是主動機與主軸，它的功用是把動力源的運動及動力傳給主軸，是主軸帶動工件旋轉，實現主運動，并把滿足臥式車床主 軸變速的換向的要求。驅躓髏彥浹綏譎飴憂錦。主

13、軸轉速技術和轉速由傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達式看出，主軸正傳時，可得2X3=6種高轉速和2X3X2X2=24種低轉速。軸3-4-5之 間的4條傳動路線的傳動比為 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。U1=50/50X51/50=1U2 = 20/80X51/50=1/4U3=50/50X20/80=1/4U4=20/80X20/80=1/16式中， U1 和 U3 基本相同，所以實際上只有 3 種不同的傳動比。 因此，運動經由低速傳動路線時，主軸實際上只能得到 2x3x(1+(2x2-1)=18 級轉速。加上由高速路線傳動獲得的 6 級轉速， 主軸總共可獲得 2x31+ (2x2-1 )=24 級轉速。同理，

14、主軸反轉時， 有 3x1+(2x2-1 )=12 級轉速。 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。2.進給運動 進給運動是維持切削持續(xù)下去的運動。 進給運動傳動鏈是實現刀 具縱向或橫向移動的傳動鏈。在切削圓柱面和端面時，進給傳動鏈是 外聯(lián)系傳動鏈。進給量以工件每轉刀架的移動量計算。臥式車床在車 削螺紋時，進給傳動鏈是內聯(lián)系傳動鏈。主軸每轉刀架當作傳動鏈的 兩個末端。 構氽頑黌碩飩薺齦話騖。圖23縱，橫向機動進給操縱機構1-手柄2-銷軸3-手柄座4-球頭銷5-軸6-手柄7-軸8-彈簧銷9球頭銷10-撥叉軸 11-杠桿12-連桿13-凸輪14-圓銷15-撥叉軸16,17-撥叉18,佃-圓銷20-杠桿21-銷軸 2

15、2-凸輪 23-軸1.3CA6140臥式車床主軸的作用主軸的結構特點主軸是機器中醉常見的一種零件。它是旋轉類零件，主要由內外圓柱面、內外圓錐面、螺紋、花鍵和橫向孔等組成。輒嶧陽檉籪癤網儂號澩。主軸的作用主軸是機床的執(zhí)行件， 它主要起支撐傳動件和傳動轉矩的作用；在工作時，由它帶動工件直接參加表面成形運動；同時，主軸還保證 工件對機床其他部件有正確的相對位置。因此，主軸部件的工作性能 對加工質量和機床的生產率有重要影響。此外，主軸的傳動方式是皮 帶傳動和齒輪傳動結合的。 堯側閆繭絳闕絢勵蜆贅。識饒鎂錕各種車床主軸部件的結果雖有差別，單他們的基本用途是一致 的，在結構和要求方面也是相同的。在工作性能

16、上都要求與本機床使 用性能相適應的旋轉精度、剛度、抗振性、溫性和耐磨性等。車床的 類型不同，主軸工作條件不同，只是解決問題的重點不同而已。 縊灩筧嚌儼淒。第 2 章 CA6140 臥式車床主軸的選材2.1 車床主軸的工作條件與技術要求2.1.1 主軸的基本要求1.承受摩擦與磨損機床主軸的某些部位承受著不同程度的摩擦，特別是軸頸部位，因為軸頸與某些軸承配合時，摩擦較大所以 此部位應具有較高的硬度儀增強耐磨性。但是某些部位的軸頸與滾 動軸承相配合摩擦不大，所以就不需要大的硬度。 凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。2.工作中時承受載荷 機床主軸在高速運轉時要承受多種載荷 的作用，如彎曲、扭轉、沖擊等。所以要求主

17、軸具有抵抗各種載荷 的能力。當主軸載荷較大、轉速又高時，主軸還承受著很高的變交 應力。因此要求主軸具有較高的疲勞強度和綜合力學性能即可。 恥諤銪 滅縈歡煬鞏鶩錦。（1）、支承軸頸的技術要求主軸兩支承軸頸 A、B 的圓度允差 0.005 毫米，徑向跳動允差0.005毫米，兩支承軸頸的1: 12錐面接觸率70%，表面粗糙度 Ra0.4um。支承軸頸直徑按IT5-7級精度制造 。 鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。主軸外圓的圓度要求，對于一般精度的機床，其允差通常不超過尺寸公差的 50，對于提高精度的機床，則不超過25% ，對于高精度的機床，則應在 510%之間。 碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。（2）、錐孔的技術要求主

18、軸錐孔（莫氏 6 號）對支承軸頸 A 、B 的跳動，近軸端允差 0.005mm，離軸端300mm處允差 0.01毫米，錐面的接觸率 70%, 表面粗糙度Ra0.4um，硬度要求 HRC48 。 閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。（3）、短錐的技術要求短錐對主軸支承軸頸 A、B的徑向跳動允差0.008mm，端面D 對軸頸A、B的端面跳動允差0.008mm，錐面及端面的粗糙度均為 Ra0.8um。 氬嚕躑竄貿懇彈瀘頷澩。（4）、空套齒輪軸頸的技術要求空套齒輪的軸頸對支承軸頸 A、 B 的徑向跳動允差為 0.015 毫 米。（5）、螺紋的技術要求這是用于限制與之配合的壓緊螺母的端面跳動量所必須的要 求。因此在加

19、工主軸螺紋時，必須控制螺紋表面軸心線與支承軸頸 軸心線的同軸度，一般規(guī)定不超過 0.025mm。 釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。從上述分析可以看出，主軸的主要加工表面是兩個支承軸頸、 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、支承軸頸與其它表面的相互位置精度和表面粗糙度，則是主軸 加工的關鍵。 慫闡譜鯪逕導嘯畫長涼。2.2 主軸的選材與原因選材選用 45 鋼即可 因為主軸承受變彎曲應力與扭轉應力， 但由于承受的載荷并不是很大，轉速也不高，沖擊作用也不大，所 以具有一般的綜合力學性能即可。但因為主軸大端的內錐孔和外錐 孔處，

20、因經常與卡盤、頂尖有相對摩擦；花鍵部位與齒輪有相對滑 動，所以這些部位要求較高的硬度與耐磨性。 諺辭調擔鈧諂動禪瀉類。45 鋼的鋼性雖淬透性較差， 但主軸工作時最大應力分布在表面， 在粗車后，軸的形狀較簡單，在調質淬火時一般不會開裂。因此選 用合金調質鋼，采用廉價、可鍛性和切割加工性皆好的45 鋼即可車床主軸直徑較大，階梯較多，宜選鍛件毛坯。并且節(jié)約原材料和 減少加工工時。 嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。第 3 章 CA6140 臥式車床主軸的加工工藝3.1 軸的機械加工工藝分析3.1.1 機床主軸的基本加工路線擬定零件的機械加工工藝路線是制定工藝的一項重要工作， 擬定工藝路線時需要解決的主要問題是：

21、選定各表面的加工方法； 劃分加工階段；安排工序的先后順序；確定工序的集中與分散程度。 機床主軸的機械加工主要以外圓加工為主，基本加工路線可以分為 三條。 熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。（1）粗車半精車精車。對于一般常用的材料，這是外圓 表面加工采用的主要工藝路線。（2）粗車半精車粗磨精磨。對于黑色金屬材料，精度 要求高和表面粗糙度值要求小， 零件需要 zhu 硬時，其后續(xù)工序只能（3）粗車半精車精車金剛石車。對于有色金屬，用磨 削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因為有色金屬一般比較 軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此最終工序多用精車和金剛石車。 紂 憂蔣氳頑薟驅藥憫騖。3.2 主軸加工工藝過程3.2.

22、1 主軸的基本要求1. 旋轉精度 主軸的旋轉精度是指主軸前端夾持工件和刀具部分的徑向跳動、 端面跳動和軸向竄動的大小。 旋轉精度通常是在車床不受任何荷載的 情況下，用手動和轉空轉主軸來進行測量的。 CA6140 的主軸旋轉精 度已有國家標準 （GC2-60 ）作了規(guī)定， 那么就應該根據零件的加工精 度而定。 穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。2. 剛度 剛度是主軸部件的剛度，是指在外力作用下主軸抵抗變形的能 力。目前，對主軸部件的剛度尚且沒有統(tǒng)一的規(guī)定，但是實踐和理論 分析表明，在加工過程中，如果主軸前端產生的變形比較小，一般能 保證較高的加工精度和良好的動態(tài)特性；因此，通常以主軸的靜剛度 來評定主軸的剛

23、度， 也就是說以主軸前端產生單位位移方向上所施加 的作用力大小來表示主軸的剛度。當作用力P （公斤），位移為y （微米），則主軸的剛度 K 為： 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。K=P/y 公斤 /微米3. 抗振性主軸部件的抗振性是指機床進行切削時主軸保持平穩(wěn)地運轉而不發(fā)生振動的能力。主軸部件抗振性差，工作是容易發(fā)生振動，從而 影響工件表面質量和刀具的壽命下降，并加速機床零件的損壞，振動 發(fā)出的噪音還惡化工作環(huán)境。 銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。振源的頻率越接近主軸部件的固有頻率，振動就越激烈。因此，一般希望主軸部件有盡量高的固有頻率，以減小主軸部件的振動。擠貼綬電麥結鈺贖嘵類。4溫升和熱變形主軸部件在運轉時，

24、由于摩擦和攪油等損耗而產生的熱量，這些熱量使主軸部件本身和箱體因熱膨脹而變形。結果主軸前端向前伸 長，或者主軸旋轉中心線與機床其他部件的相對位置發(fā)生變化，直接 影響加工精度；其次如果溫升過高，還會改變改變已調好的軸承間隙， 破壞正常的潤滑條件，影響軸承的正常工作，嚴重時甚至會發(fā)生抱軸 現象。一般規(guī)定，用潤滑軸承時，主軸軸承溫度不得超過60C，對特別精密的機床不得超過10攝氏度；用滾動軸承時允許溫度可參考下表： 賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。表 2 1機床精度等級普通機床精密機床高精密機床特高精密機床軸承允許溫度V50-55V40-45V35-40V28-305.耐磨性為了長期地保持主軸部件的原始制造精

25、度，主軸的前端部和內錐孔與滑動軸承配合的軸頸，以及移動式主軸的工作表面等，都必須非 常耐磨。除必須保證其耐磨外，在結構上還應該具有調整的可能，以 便進行及時調整。 塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。綜上所述，對主軸部件的工作性能的基本要求，可以歸結為：在保證一定的載荷和轉速下，主軸能帶動工件或刀具準確地、平穩(wěn)的繞其 軸心線旋轉，并長期保持這一性能。裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。主軸部位項目軸承軸頸卡盤定心直徑定位軸肩錐孔配合精度gc 1/gd 1Gd1軸跳到0.0020.0030.0050.005幾何精度形狀25%的直徑公差0.005端部 0.300 處 0.005表面光潔度9,1088 ,接觸面積 70%7注：

26、1.單位為毫米2光潔度欄8為光潔度標準322主軸的加工工藝1. 主軸的主要技術條件倉嫗1）主軸前端莫氏 6 號錐孔用來安裝頂尖或工具錐柄。其錐孔軸 線必須與支承軸線同軸，否則會引起加工工件出現相對位置誤差。 盤紲囑瓏詁鍬齊驁。2）主軸前端圓錐面和端面時安裝卡盤或車床夾具的定位表面。 為了保證卡盤的定心精度，該圓錐表面必須與支承軸頸同軸，端面必 須與主軸的回轉線垂直。 綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。3）主軸上的螺紋時用來固定與調節(jié)主軸軸承間隙的，當螺紋中 徑對于支承軸頸歪斜時，會造成鎖緊螺母端面不垂直，軸承位置發(fā)生 變動，引起主軸徑向圓跳動。 驍顧燁鶚巰瀆蕪領鱺賻。2. 主軸的加工工藝過程表 2-3工庁

27、名稱工序簡圖加工設備12車大端錐孔（配莫氏6號錐堵）；車外短錐及端面13鉆大端錐面各孔14熱處理精車各外圓井車槽16粗瞎外圓二段200258540；J5.97D7f30,f空ol4-llEtf_薛頻感應加熱淬火旳0瀬、短礁及莫氏6號錐孔W|11臥式車床CA6140Z55鉆床324X0 546279.9 8,3106.4+SjI 103g9DO-GO q數控車床CSK61632128寺呈力能外圜磨M143213序號工序名稱丄序簡圖加廠設備17粗磨莫氏錐孔18 粗精銃花鍵20車大端內側面及三段螺紋（配繃啡）2,0+|55電M2L20J,9 銳鍵槽技余&A A74.8hl I花鍵銃床YB6016X5

28、2臣卜成車床CA61403. 主軸加工工藝過程分析1) .由于主軸多是階梯帶通孔德零件， 切除大量金屬后， 會引起殘 余應力重新分布而變形， 故安排工序時， 一切要粗精分開， 先粗后精。 主軸 加工就是以最主要表面的粗加工、半精加工和精加工為主線， 適當穿插其它表面的加工工序而組成的工藝路線。 瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。粗加工開始前先準備毛胚并正火；粗加工階段為切端面鉆中心 孔、粗車外圓等；半精加工階段是半精半外圓、個輔助表面的加工與 綷火；精加工階段是主要的表面精加工。 鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。2) .工序順序的安排應注意以下幾點 :A. 基準先行B .深孔加工的安排C.先外后內與先大后小D .次

29、要表面加工的安排3) .主要工系加工方法A. 中心孔的加工 用先端面鉆中心孔機床來加工中心孔， 還需要 多次研磨。B. 外圓的加工 外圓粗精車削后，在進行磨削精加工。C. 精磨錐孔 主軸錐孔對主軸支承軸頸是一項重要指標，因此， 采用專用夾具裝夾加工。D .花鍵加工 它是主軸零件上的典型表面， 具有定心精度高， 導向性能好、傳遞轉矩大、易于互換等優(yōu)點。加工方法有臥室通用酰 床加工，在進行側面磨削加工。 櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。第四章 CA6140 臥式車床主軸的加工精度及誤差分析4.1 加工精度及誤差4.1.1 加工精度與加工誤差 加工精度是指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置 ）與理想幾

30、何參數的符合程度。實際加工不可能做得與理想零件完 全一致，總會有大小不同的偏差，零件加工后的實際幾何參數對 理想幾何參數的偏離程度，稱為加工誤差。4.1.2 原始誤差 由機床、夾具、刀具和工件組成的機械加工工藝系統(tǒng)（簡稱工藝系統(tǒng) ）會有各種各樣的誤差產生，這些誤差在各種不同的具體工 作條件下都會以各種不同的方式 （ 或擴大、或縮小 ）反映為工件的加 工誤差。工藝系統(tǒng)的原始誤差主要有工藝系統(tǒng)的幾何誤差、 定位誤差、 工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差、工藝系統(tǒng)的受熱變形引起 的加工誤差、工件內應力重新分布引起的變形以及原理誤差、調 整誤差、測量誤差等。4.1.3 研究機械加工精度的方法 研究機械加

31、工精度的方法分析計算法和統(tǒng)計分析法。4.2 工藝系統(tǒng)集合誤差4.2.1 機床的幾何誤差加工中刀具相對于工件的成形運動一般都是通過機床完成 的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機床的精度。機 床制造誤差對工件加工精度影響較大的有：主軸回轉誤差、導軌 誤差和傳動鏈誤差。機床的磨損將使機床工作精度下降。4.2.2 主軸回轉誤差機床主軸是裝夾工件或刀具的基準，并將運動和動力傳給工 件或刀具，主軸回轉誤差將直接影響被加工工件的精度。主軸回轉誤差是指主軸各瞬間的實際回轉軸線相對其平均回 轉軸線的變動量。它可分解為徑向圓跳動、軸向竄動和角度擺動 三種基本形式。產生主軸徑向回轉誤差的主要原因有：主軸幾段

32、軸頸的同軸 度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞 度等。但它們對主軸徑向回轉精度的影響大小隨加工方式的不同 而不同。產生軸向竄動的主要原因是主軸軸肩端面和軸承承載端面對 主軸回轉軸線有垂直度誤差。不同的加工方法，主軸回轉誤差所 引起的的加工誤差也不同。在車床上加工外圓和內孔時，主軸徑 向回轉誤差可以引起工件的圓度和圓柱度誤差，但對加工工件端 面則無直接影響。主軸軸向回轉誤差對加工外圓和內孔的影響不 大，但對所加工端面的垂直度及平面度則有較大的影響。在車螺 紋時，主軸向回轉誤差可使被加工螺紋的導程產生周期性誤差。適當提高主軸及箱體的制造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝

33、配精度，對高速主軸部件進行平衡，對滾動軸承進 行預緊等，均可提高機床主軸的回轉精度。4.2.3 導軌誤差 導軌是機床上確定各機床部件相對位置關系的基準，也是機 床運動的基準。車床導軌的精度要求主要有以下三個方面：在水 平面內的直線度；在垂直面內的直線度；前后導軌的平行度（ 扭曲）。除了導軌本身的制造誤差外， 導軌的不均勻磨損和安裝質量， 也使造成導軌誤差的重要因素。導軌磨損是機床精度下降的主要 原因之一。4.2.4 傳動鏈誤差 傳動鏈誤差是指傳動鏈始末兩端傳動元件間相對運動的誤 差。一般用傳動鏈末端元件的轉角誤差來衡量。4.2.5 刀具的幾何誤差 任何刀具在切削過程中，都不可避免地要產生磨損，

34、并由此 引起工件尺寸和形狀地改變。正確地選用刀具材料和選用新型耐 磨地刀具材料，合理地選用刀具幾何參數和切削用量，正確地刃 磨刀具，正確地采用冷卻液等，均可有效地減少刀具地尺寸磨損。 必要時還可采用補償裝置對刀具尺寸磨損進行自動補償。 轡燁棟剛殮 攬瑤麗鬮應。4.3 定位誤差4.3.1 基準不重合誤差 在零件圖上用來確定某一表面尺寸、 位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所 依據的基準稱為工序基準。 一般情況下， 工序基準應與設計基準重合。 在機床上對工件進行加工時， 須選擇工件上若干幾何要素作為加工時 的定位基準 （ 或測量基準 ），如果所選用的

35、定位基準 （或測量基準 ） 與設 計基準不重合，就會產生基準不重合誤差?；鶞什恢睾险`差等于定位 基準相對于設計基準在工序尺寸方向上的最大變動量。 峴揚斕滾澗輻灄興渙藺。4.3.2 定位副制造不準確誤差 工件在夾具中的正確位置是由夾具上的定位元件來確定的。夾 具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對準確，它們得實際尺 寸（或位置 ）都允許在分別規(guī)定得公差范圍內變動。同時，工件上的定 位基準面也會有制造誤差。工件定位面與夾具定位元件共同構成定 位副，由于定位副制造得不準確和定位副間的配合間隙引起的工件 最大位置變動量，稱為定位副制造不準確誤差。4.4 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差 詩叁撻訥燼憂毀厲鋨

36、驁。4.4.1 工件剛度工藝系統(tǒng)中如果工件剛度相對于機床、 刀具、 夾具來說比較低， 在切 削力的作用下， 工件由于剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就比較 大，其最大變形量可按材料力學有關公式估算。4.4.2 刀具剛度外圓車刀在加工表面法線 （y） 方向上的剛度很大，其變形可以忽略不 計。鏜直徑較小的內孔， 刀桿剛度很差， 刀桿受力變形對孔加工精度就有 很大影響。刀桿變形也可以按材料力學有關公式估算。4.4.3 機床部件剛度機床部件由許多零件組成， 機床部件剛度迄今尚無合適的簡易計算方 法，目前主要還是用實驗方法來測定機床部件剛度。 變形與載荷不成線性 關系， 加載曲線和卸載曲線不重合，

37、卸載曲線滯后于加載曲線。 兩曲線線 間所包容的面積就是載加載和卸載循環(huán)中所損耗的能量， 它消耗于摩擦力 所作的功和接觸變形功； 第一次卸載后， 變形恢復不到第一次加載的起點， 這說明有殘余變形存在， 經多次加載卸載后， 加載曲線起點才和卸載曲線 終點重合，殘余變形才逐漸減小到零； 機床部件的實際剛度遠比我們按 實體估算的要小。4.4.5 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差 工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響比較大， 特別是在精密加工和大件 加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時可占工件總誤差的40%70% 機床、刀具和工件受到各種熱源的作用， 溫度會逐漸升高， 同時它們也通 過各種傳熱方式向周圍的物質和空間

38、散發(fā)熱量。 當單位時間傳入的熱量與 其散出的熱量相等時，工藝系統(tǒng)就達到了熱平衡狀態(tài)。4.5 結論：提高加工精度的途徑a.減小原始誤差；b.轉移原始誤差；c.均分原始誤差；d.均化原始誤 差；e.誤差補償 則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。第五章 主軸的精度檢驗及調整5.1 主軸精度檢驗及還原5.1.1 主軸及主要精度的檢驗1. 主軸的技術條件（1）主軸的性能要求，如力學性能、表面特性等。（2）可能產生的缺陷，如龜裂，裂紋等。（3）易損零件的極限磨損及允許磨損標準。（4）配合件的配合間隙標準。（5）主軸的其他報廢條件， 如軸承合金與其體的結合強度、 平衡性和彈性力消失。6）主軸表面的異常，工作表面的劃傷、腐

39、蝕、表面儲油性能破壞。2. 主軸零件的檢驗方法（1）檢視法 憑借個人的感覺 （耳聽、 目測）或借助簡單工具、 標準塊等進行檢驗、比較和判斷主軸的實效形式。 脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。（2）磁粉檢驗 利用鐵磁材料在電磁場作用下能夠產生磁化， 主軸在磁場的作用下，由于表面存在缺陷，從而顯示出缺陷的位置、 形狀和取向。 鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。（ 3）超聲波檢驗法 利用主軸內的壓電效應產生的超聲波在介 質中傳播時遇到裂紋，夾渣或縮孔的界面會反射在檢測儀的光頻上， 從而確定其缺陷的位置、大小和性質。 稟虛嬪賑維嚌妝擴踴糶。（ 4）尺寸僅形位精度測量用相應的測量工具盒儀器對鄭州的尺寸、形狀和位置精度進行檢驗。

40、（5）力學性能測定 使用專用儀器、設備對主軸的力學性能參 數的測定（如應力、強度惡化剛度等） 。5.1.2 檢驗后的精度還原1. 主軸常常出現的實效形式有磨損，塑膠變形，斷裂，腐蝕。2. 出現的原因及還原方法產生的原因： 主軸的磨損時由于使用過程中與其它部件的摩 擦而產生必不可少的。 主軸的塑膠變形和斷裂時主要由于操作不當造成。 主要的腐蝕是由于在化學作用下引起的。解決方法：對磨損，要提高其表面粗糙度；潤滑粘度越高越有利 對塑性變形和斷裂， 主要是操作人注意其正確的操作。 對腐蝕，增加金屬氧化膜，添加緩蝕劑。覆蓋保護層。5.2 主軸的主要精度檢驗1. 旋轉精度 主軸的旋轉精度直接影響工件的加工

41、精度，例如在車床上，安裝 卡盤的定心軸頸與安裝頂針的錐孔中心線的徑向跳動， 會影響加工表 面的不圓度，而軸向竄動則影響加工螺距的精度。 陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。2. 剛度 主軸部件剛度不足，在切削力與傳動力的作用下，主軸將產生過 大的變形，主要不僅會降低加工精度和表面光潔度，同時還會是齒輪 等傳動件和軸承等原因不能均勻受力而惡化了工作條件，磨損加快。 溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應。3. 尺寸精度和幾何形狀精度、 軸的軸頸是主軸的主要表面， 它的質量的還壞直接影響主軸工作 時的回轉精度。軸頸的直徑精度根據使用要求常為 IT6 ，有時還可以 為 IT5 ，軸頸的幾何形狀精度應限制在直徑公差內。精度要求高的軸

42、 則應在圖上專門標注形狀公差。 鋇嵐縣緱虜榮產濤團藺。4. 位置精度配合軸頸相對支承軸頸的同軸度以及軸頸與支承端面的垂直度 通常要求較高。配合軸頸相對于支承軸頸的徑向圓跳動精度 0.01-0.03mm ，端面圓跳動精度 0.005-0.001mm 。懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。5. 表面粗糙度一般來說，支承軸頸的表面粗糙度要求最小，為Ra0.630.16um。配合軸頸的表面粗糙度次之，為Ra2.5 0.63um 。 謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘。6. 同軸度的檢驗把軸1放在檢驗平板6上的兩個V形架5上，主軸后端裝入堵頭2，堵頭 2 中心孔頂一鋼球 3，緊靠支承板 4，在主軸各軸頸處用百分 表觸頭與軸頸表面接

43、觸，轉動主軸，百分表指針的擺動差距即為同軸 度誤差，軸肩端面圓跳動誤差也可以從端面處的百分表讀出。一般應 將同軸度誤差控制在 0.015mm之內，端面圓誤差應小于 0.01mm。至 于主軸錐孔中心線對支承軸頸的徑向圓跳動誤差， 可在放置好的主軸 錐孔內放入錐柄檢驗棒， 然后將百分表觸頭分別觸及錐柄檢驗棒靠近 主軸端及相距 300mm 處的兩點，回轉主軸，觀察百分表指針，即可 測的主軸錐孔中心線對支承軸頸的徑向跳動誤差。 咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。主軸的圓度誤差可用千分尺和圓度儀測量；其他損壞、碰傷的情 況可目測看到。7. 精度檢驗后的調整1.提高回轉精度的措施選擇和機床精度、主軸的等級精度相應的精

44、度等級的軸承、齒輪等部件。根據主軸的工作條件選擇適當的2.提高剛度措施注意安全操作，不要裝夾零件是超載。3. 提高幾何精度和形狀精度的措施就是在加工的時候注意其精度的保證。4. 提高位置精度的措施在裝配時，注意提高主軸與軸承、齒輪的配合精度。5. 提高表面粗糙度的措施精車和精磨的時候可以保證其表面的粗糙度。6提高同軸度的措施a.加工的時候要裝夾要保證在同一條直線上；b.在其他機床上也一樣，保證在同一軸線，還需要加工到其裝配 的精度。 麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。第六章 車床主軸的維修保養(yǎng)及廢舊主軸的再利用6.1 主軸的維護6.1.1 維修護理方式1. 事后維修整事后維修是指機電設備發(fā)生故障后所進行的

45、修理， 對主要設備要 避免這項維修；影響較小設備采取事后維修比較經濟核算。 納疇鰻吶鄖禎銣膩 鰲錟。2. 預防維修在機電設備發(fā)生故障之前就進行的修理稱為預防維修。主要優(yōu)點： 可減少設備的意外事故，確保生產的連續(xù)性，使設備維護與修理工作 納入計劃，消除了生產組織的盲目性；提高設備的利用率；降低修理 成本；延長設備的自然生命。 風攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。3. 改善維修它是指為了防止故障復發(fā)而對機電設備的技術性能加以改進的一 種維修。它結合修理進行及時改造， 修理后， 可提高設備的部分精度、 性能和效率。 滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。6.1.2 維修保養(yǎng)內容1. 維修的內容 進行部分內容精度檢測，確定拆卸和要

46、更換的零件。 修理基準件，尤其是對導軌與軸心線的保證，加以刮研或磨削。 對需要修理的零件進行清洗、修復和更換。 清洗和疏通各潤滑部位，換油、更換油氈。2. 平時使用后的危險保養(yǎng) 檢查主軸油箱是否有潤滑油；清洗濾油器（包括粗濾油器和精 濾油器），疏通油管。 檢查修理或更換油泵。 檢查漏壓點，扭緊管接頭。 每天下班后腰進行機床的清掃，鐵屑一定要用小毛刷掃干凈； 用油槍噴油，把配合件之間的油污通過壓力的作用，使其溢出再擦干 凈。 鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。沒有按規(guī)定對各摩擦面和潤滑系統(tǒng)加油。機床零件的所有摩擦 面，應全面按期進行潤滑，以保證車床工作的可靠性，并減少零件的 磨損及功率的損失。 攙閿頻嶸陣澇

47、諗譴隴瀘。加油規(guī)定：車床采用 L-AN46 號全損耗系統(tǒng)潤滑油，主軸箱及進給箱外 循環(huán)強制潤滑。油箱和溜板箱的潤滑油在兩班制的車間約5060 天更換一次， 但第一次和第二次應為 10 天火 20 天更換以便安排出試車 時未能洗凈的污物。廢油放凈后，儲油箱和油線要用干凈煤油徹底洗 凈，注入的油應用網過濾。油面不得低于游標中心線。 趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。溜板箱下面的儲油槽，應把油注到游標的中心線上。床鞍和床 身導軌的潤滑是床鞍內油盒供給潤滑油的。每班加一次油，加油時旋 轉床鞍手柄將滑板移至床鞍后方和前方，在床鞍中部的油盒中加油， 滑板箱上油儲油槽，由羊毛線引油潤滑各軸承。蝸桿和部分齒輪浸在 油中，

48、當轉動時，油舞潤滑各齒輪，當油位低于油標時應打開油孔向6.2 主軸的拆卸與清洗6.2.1 與其部件的拆卸圖示主軸的階梯狀向左直徑減小，拆卸主軸的方向應向右。拆 卸步驟：（1）先將端蓋 7、后罩蓋 1 與主軸箱之間的連接螺釘松脫， 拆 卸端蓋 7 及后罩蓋 1.（2）松開鎖緊螺釘 6后，接著松開主軸上的圓螺母 8 及 2.（3）用相應尺寸的裝拆鉗，將軸向定位用的卡簧4 撐開向左移出溝槽，并置于軸的外表面上。（ 4 ）當主軸向右移動而完全沒有零件障礙時，在主軸的尾部 墊銅和鋁較軟的金屬棒后，才用大木錘敲擊主軸。邊向右移動主軸， 邊向左移動相關零件，當全部主軸上件松脫時，從主軸箱后端插入鐵 棒，從主

49、軸箱前端抽出主軸。 視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。（5）軸承座 3 在松開其固定螺釘后，可墊銅棒向左敲擊。（6）主軸上的前軸承墊了銅套后，可向左敲擊取下內圈，向 右敲擊取出外圈。主軸簡圖|Wi2MIO 7H*1b00G51/.00； I A R11(ta.oos0 oosl A- B200圖 3-6 622主軸與其部件的清洗內容主軸與其部件的清洗包括清除油污、水垢、積炭、繡層、舊涂炭1. 脫脂清洗零件上的油污常采用清洗液，如有機溶劑，堿性溶劑、化學 溶劑等。清洗方法一般是人工清洗。即將零件放入裝在煤油或輕柴油 的容器中，用棉紗擦洗或毛刷刷洗，以除去表面油污。偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。2. 出銹 一般利用機

50、械摩擦、切削等作用清除零件表面的銹層。常用方法有刷、磨、拋光、噴砂等，在主軸與其部件中很少有銹層出現，所以3. 清除涂裝層清除零件表面的保護涂裝層，一般采用手工工具，如刮刀，砂紙、鋼絲刷等6.3 廢舊主軸精度回升方案631 廢舊主軸的類型1車床主軸替換下來的精度不能保證價格精度的主軸。2. 主軸應出現斷裂面積不大，不能使用的主軸。3. 由于危險操作而造成主軸塑性變形，為不能使用的之后再。4. 倉庫多年積攢下來的廢置主軸。6.3.2主軸精度回升的方法序號主軸部分修理方法到達設計尺寸達到修配精度等級1軸上鍵槽堆焊修理，轉位新銃鍵槽加寬，重新配置新鍵2花鍵堆焊重銃或鍍鐵后磨3軸上螺紋堆焊，重新車螺紋車成小 級螺紋4圓錐孔磨刀較大尺寸5軸上銷孔較大一些6一端磨損切削那段，焊接段加工到修配等級7變形，彎曲校正并進行低溫處理8裂紋，斷裂金屬扣合法