CA6140-主轴加工工艺及工装设计【含全套CAD图纸和WORD说明书】

题目CA6140主轴加工工艺及工装设计学生姓名学号所在学院机械工程学院专业班级指导教师完成地点2015年5月3日陕西理工学院本科毕业设计任务书院(系)：机械工程学院专业班级：机自学生姓名：一、毕业设计题目：CA6140主轴加工工艺及工装设计二、毕业设计工作：自2014年12月9日起至2015年6月20日止三、毕业设计进行地点:校内四、毕业设计应完成内容及相关要求：针对给定的CA6140主轴零件能够在尊重客观事实的基础上，根据零件要求，以年生产量8万件，客观的编制切实可行的工艺流程，设计便于操作的工装设备。具体要求：1、完成开题报告；2、根据零件图对其技术要求进行全面分析，确定工艺方案，根据工艺方案编制具体的工艺路线，绘制出相应的工序卡；3、绘制零件以及毛坯的二维图，并对零件进行三维建模；4、根据具体条件设计加工键槽的夹具，绘制其装配图（二维），并对夹具进行三维建模；5、使用三维仿真软件对零件键槽的加工过程进行仿真；6、完成相关英文文献的翻译；7、编制设计计算书一份，设计计算说明书内容应齐全（含必要的插图），格式符合学校对毕业设计的规范格式。五、毕业设计应收集资料及参考文献：收集与CA6140主轴加工及工装夹具设计相关的资料，具体包括机械加工工艺类书籍，机床夹具设计类书籍、机床夹具图册、金属切削用量手册、所选二维及三维软件的操作类书籍、与CA6140主轴加工及工装夹具设计相关的中英文论文。六、毕业设计的进度安排：第一阶段：2015.1.1-12015.3.20开题报告撰写:查找相关的资料，提交开题报告，完成外文资料的翻译。第二阶段：2015.3.21-2015.5.20设计实施：完成设计任务书中提出的具体任务，4月份提交中期检查，5月份提交初稿，进行定稿修改。第三阶段：2015.5.21-2015.6.15评阅及答辩：提交相关资料，参加答辩资格审核，审核合格后，准备答辩。指导教师签名专业负责人签名学院领导签名批准日期CA6140主轴加工工艺及工装设计000（陕西理工学院机械工程学院机自专业1101班，陕西汉中723003）指导教师：000【摘要】：机械制造业是制造业的最主要的组成部分，是为用户创造和提供机械产品的行业，包括机械产品的开发、设计、制造、流通、和售后服务全过程。在整个制造业中，机械制造业占有特别重要的地位。本文主要讲述了CA6140主轴机械加工工艺编制及工装设计。首先根据CA6140主轴零件图，对主轴进行结构工艺分析；其次对其编制具体的工艺路线，绘制其相应的工序卡片；最后根据具体条件设计加工键槽的夹具。机床主轴是典型的轴类零件，其作用在传动装置中，是动力传动的关键零件之一。该主轴在工作中需要承受一定冲击载荷和较大的扭矩，因此该零件应具有足够的耐磨性和抗扭强度。所以设计中一定要注意表面热处理。因为它是动力传动的关键零件之一，它的加工质量对机床的安全性和稳定性都有很大的影响，因此需要设计合理的加工工艺和专用夹具方案，这样对于零件的加工质量、生产成本、生产效率、操作安全都具有重要意义。【关键词】车床；主轴；旋转运动；公差；夹具DesignofCA6140spindlemachiningprocessandtool000(Grade11,class1,MajorMachineDesign,ManufactureandAutomationEngineering.SchoolofMechanicalEngineering,shaanxiUniverstityofTechnology,Hanzhong723003,Shaanxi)tutor:LiuJurong【Abstract】：Machinerymanufacturingindustryisthemostimportantpartofthemanufacturingsector,isforuserstocreateandprovidemechanicalproductsindustry,includingmechanicalproductdevelopment,design,manufacturing,distributionandafter-salesservicethewholeprocess.Occupiesaparticularlyimportantplaceinthemanufacturing,machinerymanufacturing.ThisarticlefocusesonthegrindingmachinespindleMZ-304machiningprocessplanningandtoolingdesign.Firstofall,accordingtothegrinderspindleMZ-304partsdiagramonthegrindingmachinespindlestructureandtechnologyanalysis;followeditspreparationofaspecificprocessroute,drawthecorrespondingprocessescard;fixturedesignandprocessingofthespecificconditions16N9keyway.Machinetoolspindleisatypicalshaft,anditsroleinthetransmissiondeviceisoneofthekeypartsofthepowertrain.Thespindleintheworkneedtowithstandacertainimpactloadandtorque,sothepartsshouldhavesufficientabrasionresistanceandstrength.Designmustpayattentiontothesurfaceheattreatment.Becauseitisoneofthekeypartsofthepowertrain,thequalityofitsprocessingtohaveagreatimpactonthesecurityandstabilityofthemachine,sotheneedtodesignareasonableprocessandaspecialfixtureprogram,sothatthemachiningquality,productioncosts,productionefficiency,operationalsafetyareofgreatsignificance.【keywords】：Lather;Mainshaft;RotatingMovement;Tolerance;Fixture第1章绪论1.1概述精密机床的关键部件是进给系统和主轴系统，不同类型的机床主轴，对所选用轴承的精度要求既有相同点，也有不同之处。数控机床和轴承磨床可以归于精密机床一类。现代精密机床和传统机床的结构，从原理上来说，没有太大的变化，主要还是区别于导轨加工技术的改进和主轴系统精度的提高。1.2车床的发展史车床的发展大致可区分成四个阶段，雏型期，基本架构期、独立动力期与数值控制期，底下将针对其发展的过程加以介绍。车床的诞生不是发明出来的，而是逐渐演进而成，早在四千年前就记载有人利用简单的拉弓原理完成钻孔的工作，这是有记录最早的工具机，即使到目前仍可发现以人力做为驱动力的手工钻床，之后车床衍生而出，并被用于木材的车削与钻孔，英文中车床的名称Lathe(Lath是木板的意思)就是由此而来，经过数百年的演进，车床的进展很慢，木质的床身，速度慢且扭力低，除了用在木工外，并不适合做金属切削，直到工业革命前。这段期间可称为车床的雏型期。18世纪开始的工业革命，象征着以工匠主导的农业社会结束，取而代之的是强调大量生产的工业社会，由于各种金属制品被大量使用，为了满足金属另件的加工，车床成了关键性设备，18世纪初车床的床身已是金属制，结构强度变大更适合做金属切削，但因结构简单，只能做车削与螺旋方面的加工，到了19世纪才有完全以铁制零件组合完成的车床，再加上诸如螺杆等传动机构的导入，一部具有基本功能的车床总算开发出来。但因动力只能靠人力、兽力或水力带动，仍无法满足需求，只能算是刚完成基本架构的建构。瓦特发明了蒸气机，使得车床可藉由蒸气产生动力用来驱动车床运转，此时车床的动力是集中一处，再藉由皮带与齿轮的传递分散到工厂各处的车床，20世纪初拥有独立动力源的动力车床(EngineLathe)终于被开发，也将车床带到新的领域。此期间拜福特公司大量生产汽车所赐，许多汽车零件必须以车床加工，为了确保零件供应充足，供货商必须大量采购车床才能应付所需，即使到今天车床的发展仍受到汽车产业的荣枯所左右。1.3本课题研究的内容和设计思想保证主轴支承轴颈的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度，主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度以及它们对支承轴颈的位置精度。主轴支承轴颈的尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度要求，可以采用精密磨削方法保证。磨削前应提高精基准的精度。保证主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度同样应采用精密磨削的方法。为了保证外锥面相对支承轴颈的位置精度，以及支承轴颈之间的位置精度，通常采用组合磨削法，在一次装夹中加工这些表面。主轴加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。为了保证支承轴颈与主轴内锥面的同轴度要求，宜按互为基准的原则选择基准面。如车小端1∶20锥孔和大端莫氏6号内锥孔时，以与前支承轴颈相邻而它们又是用同一基准加工出来的外圆柱面为定位基准面（因支承轴颈系外锥面不便装夹）；在精车各外圆（包括两个支承轴颈）时，以前、后锥孔内所配锥堵的顶尖孔为定位基面；在粗磨莫氏6号内锥孔时，又以两圆柱面为定位基准面；粗、精磨两个支承轴颈的1∶12锥面时，再次用锥堵顶尖孔定位；最后精磨莫氏6号锥孔时，直接以精磨后的前支承轴颈和另一圆柱面定位。定位基准每转换一次，都使主轴的加工精度提高一步。对车床主轴的精确要求，就显示出其加工过程中夹具的重要性。夹具的主要功能是装夹工件，使工件在夹具中定位和夹紧。在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以下六个方面：1.保证加工精度；2.提高劳动生产率；3.改善工人劳动条件；4.降低生产成本；5.确保工艺纪律；6.夸大机床工艺范围。设计夹具时，应满足下列四项要求：1.保证工件的加工精度要求；2.保证工人的操作方面安全；3.达到加工的生产率要求；4.满足夹具一定的使用寿命和经济性要求。第2章零件的分析2.1零件的作用CA6140车床主轴是把旋转运动及扭矩通过主轴端部的夹具传递给工件和刀具，要求有很高的强度及回转精度，其结构为空心阶梯轴，外圆表面有花键、电键等功能槽及螺纹。2.1.1支承轴颈主轴两主支承轴颈A、B和1：12锥度与双列向心短圆锥磙子轴承配合，并支承在主轴箱孔上是主轴部件的装配基准。其圆度和同轴度将引起主轴回转误差，影响被加工工件的精度，必须严格控制。主支承轴颈圆跳动公差为0.005mm,1:12锥面接触率70%，表面粗糙度Ra为0.4µm。主轴中间辅助支承为单列滚子轴承，用以提高主轴刚性和回转精度。其径向圆跳动公差为0.01mm；表面粗糙度Ra为0.4µm。尺寸公差等级为IT6。2.1.2头部锥孔主轴头部莫氏6号锥孔是用来安装夹具的定位面的。可安装顶尖，也可安装刀具。其对支承轴颈A、B的圆跳动，近轴端公差为0.005mm，离轴端300公差为0.01mm。锥面的接触率≥70%表面粗糙度为0.4µm，硬度要求HRC52。主轴锥孔的轴线与支承轴颈线不重合，将使被加工工件产生相对位置误差。2.1.3头部短锥主轴