CA6140车床床身加工工艺及夹具毕业设计.docx

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CA6140车床床身加工工艺及夹具毕业设计

前言

CA6140车床是普通精度级万能车床，它运用加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的回转表面，以及车削端面等，是应用最广泛的车床。

CA6140车床床身是机床的基础构件，机床的各个主要部件和零件都装在床身或床身的导轨上作相对运动。

在切削中，刀具与工件的相互作用力传递到床身上而使床身变形

床身的变形和振动直影响到被加工零件的精度和表面粗糙度，因此，床身是车床上极为重要的一个部件。

而导轨，则是床身上极为重要的一个部分，床身上共有四条导轨，其中，有两条导轨是拖板用的导轨，另外两条导轨为尾座导轨，其作用为导向和承载，所以，以导轨要求有较高的的导向精度，结构简单，工艺好等特点。

本次的设计主要就是针对加工床身导轨而进行设计的，为了保证导轨的精度，降低工人的劳动强度，床身导轨的加工基准选用导轨本身即“自为基准”原则。

本次设计的主要内容是设计一个调节装置，其作用就是在加工床身时对床身在空间的各个位置进行调节，限于目前的水平有限，希望各位老师给予指正。

中文摘要Ⅰ

英文摘要Ⅱ

前言1

第1章零件的分析1

1.1零件的作用1

1.2零件的工艺分析1

第2章工艺规程的设计2

2.1确定毛坯的制造形式2

2.2基准的选择2

2.2.1粗基准的选择2

2.2.2精基准的选择2

2.3制定工艺路线2

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定3

2.4.1确定零件毛坯的尺寸公差等级3

2.4.2确定切削用量及基本工时3

第3章确定切削用量及基本工时5

3.1确定切削用量5

3.2计算切削工时5

3.3计算切削力5

3.4校核机床功率5

第4章夹具设计22

4.1问题的指出22

4.2调节原理22

4.3非标准件的设计22

4.3.1滚子心轴的设计22

4.3.2支承轴的设计23

4.3.3螺旋传动轴的设计及校核23

4.3.4调节力的计算25

4.3.5导轨的设计25

4.4安装、调试及维护26

4.1.1安装26

4.1.1.1螺旋传动机构的安装26

4.1.1.2滚子斜楔机构的安装26

4.1.2调试27

4.1.2维护27

第5章结论28

参考文献29

致谢30

第1章零件的分析

1.1零件的作用

题目所给的零件是CA6140机床床身，它是机床的基础构件。

机床的各个主要部件和零件都装在床身上或在床身导轨上作相对运动。

床身是机床的支承件，装左床腿和右床腿并支承在地基上。

床身上安装着机床的各部件，并保证它们之间具有要求的相互准确位置。

在床身上安装有刀架、尾座、床头箱等零件。

在切削中，刀具与工件相互作用力传递到床身上而床身变形，床身的变形和振动直接影响到被加工零件的精度和表面粗糙度。

因此，床身是机床上极为重要的构件。

1.2零件的工艺分析

该零件主要有四组加工表面，该三组加工表面都要求有较小的表面粗糙度值。

现述如下：

1.2.1床鞍与床身的结合面。

该平面是床鞍与床身的结合面，负责纵向进给运动。

所以，要求该平面的表面粗糙度值不得超过1.6，以保证纵向进给的精度。

1.2.2导轨面。

床身上有四条导轨，其中有两条上安装拖板，另两条安装尾架，导轨面是床身的的一个重要表面，刀架负责安装车刀，直接影响到工件的切削精度，尾座可以安装钻头进行钻削等工作，因此，要求导轨面有较小的表面粗糙度值和好的直线度，以保证零件的加工精度。

1.2.3床头箱的安装定位面。

该平面主要安装床头箱，所以，要求该平面要较小的表面粗糙度和好的平面度。

1.2.4钻孔。

该项加工主要包括钻床身的安装孔、齿条安装孔、床头箱安装孔。

要求加工这些孔的时候，保证良好的位置精度，以保证安装时的顺利。

第2章工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

正确的选择毛坯，具有重大的经济技术意义，毛坯的材料、制造方法和制造精度对工件的加工过程、加工劳动量、材料利用率和工件成本都有很大的影响。

由于床身的结构较复杂，生产量又为大批量的生产，所在毛坯应选用铸件，为了保证床身的铸造精度和提高其生产率，应选用精度和生产率都经较高的毛坯制造方法，所以，这里选用机器造型的砂型铸造，一是为了提高生产率，二是为了降低工人的劳动强度。

2.2基准的选择

2.2.1粗基准的选择

零件在加工时，考虑到粗基准的几个选择原则,以及更好的制订合理的加工工艺路线，这里，零件的粗基准按预先划好的加工线来找正，这样，更有利于保证准确的加工位置，对于划线的基准，由于床身上导轨面是一个重要面，所以这里先用导轨面作为基准。

2.2.2精基准的选择

一般的零件在加工前，都应对基准进行的合理的选择，这样，才有利于保证零件加工时的精度。

但是对于床身来说，这就不一样了，因为床身是属于较大型的工件，同时又比较重，在加工过程在只要调节好了床身和刀具的相对位置，就相当于保证了床身加工时的精度，因为床身较重，在加工过程中可以以自身的重量来限制某些自由度。

2.3制定工艺路线

由于生产类型为大批生产，应尽量使工序集中来提高生产率，保证零件的各部份精度，除此以外，还应降低生主成本。

工序1：

铸造毛坯

工序2：

清理、喷砂后上底漆

工序3：

划线，划底面及导轨面的刨加工线及校正线

工序4：

粗刨床身底面按划线找正，以导轨面为安装基准

工序5：

粗铣各导轨面及结合面

按划线找正，以底面为安装基准

工序6：

人工时效处理

工序7：

半精刨底面

以导轨面为基准

工序8：

半精铣导轨面、床身内侧面、结合面、外侧面

找正导轨侧面，以底面为安装基准

工序9：

热处理、导轨表面高频淬火

工序10：

精刨底面、压板面和齿条安装面

以导轨面为安装基准

工序11：

钻齿条安装孔、进给箱安装孔及攻螺纹

以底面为基准

工序12：

钻床身的安装孔

以底面为基准

工序13：

精磨床头箱定位安装面及压板面

找正导轨面，以底面为安装基准

工序14：

粗、精磨导轨面

找正导轨面，以底面为安装基准

工序15：

终检

2.4机械加工余量及毛坯尺寸的确定

2.4.1确定零件毛坯的尺寸公差等级

查《机械制造工艺简明手册》表2.2—3可知

铸件的尺寸公差为8—10级

2.4.2根据上述原始资料及加工工艺，分别确定零件各加工表面的机械加工余量、毛坯尺寸如下：

查《机械制造工艺简明手册》表2.2—1和《机械加工工艺实用手册》表

6—84可知

1、高度方向尺寸：

毛坯的底面加工余量为2.8、顶面加工余量为2.8，所以该方向的毛坯尺寸为

2、结合面尺寸：

压板面宽度尺寸：

该方向的加工余量为4，所以，毛坯尺寸为和

床头箱面宽度尺寸：

该方向的加工余量为4，所以，毛坯尺寸为和

压板面高度尺寸：

该方向的加工余量为2.6，所以，毛坯尺寸为

床关箱面高度尺寸：

该方向的加工余量为2.6，所以，毛坯尺寸为

3、顶面槽尺寸：

该方向的加工余量为1.5，所以，其槽深方向尺寸为1.5

4、导轨的加工余量为1.5导轨尺寸为

5、底面厚度尺寸：

6、底面宽度尺寸：

该方向的加工余量是4，所以，毛坯尺寸的

第3章确定切削用量及基本工时

3.1工序1、粗刨床身底面：

工零件材料：

HT150铸件

机床选用：

因床身是较大零件，故选用龙门刨床，型号为B2010A

刀具选用：

选用YG8刨刀，刀杆尺寸b×h为20×30

3.1.1切削用量的选择：

查《机械制造工艺设计手册》表3—32可知，取相应的切削用量如下：

切削深度1.5mm

进给量f=1.8mm/r

切削速度v=45m/s

3.1.2计算切削时间

查《机械制造工艺、金属切削机床设计指导》表1.4—11可知：

查表1.4—10，取K=0.4---0.75

所以有:

刨削床身右底面切削时间

所以，总切削时间

3.2工序2、粗铣导轨面及结合面

工零件材料：

HT150铸件

机床的选择：

选择龙门铣床X2010CP=13kw

刀具：

选用高速钢圆柱铣刀d=60z=16

3.2.1粗铣导轨面：

3.2.1.1、切削用量的确定：

（1）、铣削宽度的选择

查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—27可知：

粗铣：

3—8这里取3

（2）、铣削每齿进给量的选择

查《机械制造工艺设计手册》表3—283—29可知：

0.1—0.3这里取0.21

（3）、铣削速度的选择

查《机械制造工艺设计手册》表3—30可知：

V=0.4—0.6m/s这时取0.5m/s=30m/min

查《机械制造工艺设计实用手册》表11—51

取

3.2.2、计算切削时间

由于是粗铣，故整个铣刀盘不必铣过整个工件

查《机械制造工艺、金属切削机床设计指导》表1.4—15可知：

所以，

由于床身上共有二条导轨，所以，该项工序要加工四次，所以，总的切削时间

为

3.2.3、计算铣削力

查《机械制造工艺设计手册》表3—25有：

式中：

所以，

3.2.4、校核机床功率

查《切削用量简明手册》表3.28有

所以，机床的功率足够

3.3工序3、粗铣结合面B

工件材料：

HT150铸件

机床的选择：

选择龙门铣床X2010CP=13kw

刀具：

选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀查《机械制造工艺设计简明手册》

3.1—39，刀具数据如下：

3.3.1切削用量的选择

3.3.1.1、铣削宽度的选择

查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—27可知

3—8这里取3

3.3.1.2、铣削每齿进给量的选择

查《机械制造工艺设计手册》表3—283—29可知

0.1—0.3这里取0.21.5

3.3.1.3、铣削速度的选择

查《机械制造工艺设计手册》表3—30可知

所以：

3.3.2、计算切削时间

由于是粗铣，故整个铣刀盘不必铣过整个工件

查《机械制造工艺、金属切削机床设计指导》表1.4—15可知：

所以，

3.3.3、计算铣削力

查《机械制造工艺设计手册》表3—25有：

式中：

所以，

3.3.4、校核机床功率

查《切削用量简明手册》表3.28有

所以，机床的功率足够

3.4工序4、半精刨底面

工件材料：

HT150铸件

机床的选择：

选择龙门刨床B2010A

刀具：

选用YG3宽刃刨刀，刀杆尺寸b×h为20×30

3.4.1、切削用量的选择

查《机械制造工艺设计手册》表3—33有

半精加工精度

切削深度

切削速度——这里取

进给量

3.4.1.1切削时间的计算

查《机械制造工艺、金属切削机床设计指导》表1.4—111.4—10可知：

式中：

刨削宽度

0.4—0.75

所以有:

刨削床身右底面切削时间

所以，总切削时间

3.5工序5、半精铣床身导轨面、内外侧面及各结合面

3.5.1、半精铣导轨面

工件材料：

HT150铸件

机床的选择：

选择龙门铣床X2010C

刀具：

选用高速钢圆柱铣刀，z=16d=60

3.5.1.1、切削用量的选择

（1）、铣削宽度的选择

查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—27有

半精铣—这里取