CA6140机床主轴数控加工工艺及夹具设计.docx

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CA6140机床主轴数控加工工艺及夹具设计

CA6140机床主轴数控加工工艺及夹具设计

摘要

随着我过国民经济的快速发展,数控机床在国内的应用越来越普遍,数控机床作为高效率自动化装备越来越广大应用,数控技术是集计算机技术,自动控制技术,测试控制技术,机械知道技术为一体的综合性高新技术,它将机械装备的功能,可靠性,效率,质量及自动化程度等提高到一个新的水平。

数控机床的组成不见大致可以分为机械和电气两部分,机械部分通常称为机床本体,它由对主轴组件的主运动系统,进给系统,支撑系统和自动换刀系统组成。

主轴组件由主轴,主轴轴承和安装在主轴的传动件,密封件等组成。

主轴组件是机床实现旋转运动的执行件,它直接带动工件或刀具参加表成形运动是机床上的一个关键组件。

主轴组件是机床主要部件之一,它的性能,对整机性能有很大的影响,主轴直接承受切削力,速度范围很大,所以对主轴组件的主要性能提出很高的要求。

在数控机床中，不论是数控车床、钻床还是铣床，其主轴是最关键的部件，对机床精度起着至关重要的作用。

因此如何正确地设计机床主轴及其组件对机床加工精度的影响是至关重要的。

关键词：

数控机床；主轴组件；加工精度

CA6140spindleofncmachiningprocessandfixturedesign

ABSTRACT

Withthenationaleconomy,IhavetherapiddevelopmentofCNCmachinetoolsinChinaincreasingapplication,CNCmachinetoolsasanefficientapplicationofthebroadmassesofmoreandmoreautomatedequipment,numericalcontroltechnologyisasetofcomputertechnology,automaticcontroltechnology,controloftestTechnology,machineryandtechnicalknowthatacomprehensiveandhigh-tech,machineryandequipmentwillfunction,reliability,efficiency,qualityanddegreeofautomationandsoontoanewlevel.

ThecompositionofCNCmachinetoolsnotgenerallybedividedintotwoparts,machineryandelectricalandmechanicalpartsofthebodyareusuallyreferredtoasmachinetools,whichisthemainaxisofthemaincomponentsoftheMovementsystem,feedingsystem,supportsystemandautomatictoolchangingsystem.

Spindleassemblybythespindle,thespindlebearingandspindleinstalledinthetransmissionofdocuments,seals,andothercomponents.

Isthemaincomponentofthecampaignspinmachinetoachievetheimplementationofpieces,whichleddirectlytoworkorparticipateinthetooltableareMovementformingmachinetools,akeycomponent.

Axismachinetoolcomponentsisoneofthemajorcomponents,anditsperformance,onthewholeagreatperformance,cuttingforceunderthedirectaxis,thespeedofalargearea,sothemainaxisofthemaincomponentsoftheproposedhighperformance.

IntheCNCmachinetools,bothCNClathes,millingordrilling,thespindleisthemostcriticalcomponentsofprecisionmachinetoolsplayacrucialrole.

Therefore,howtoproperlydesignandcomponentsformachinetoolspindlemachiningaccuracyisessential.

Keywords:

NCmachinetool;spindlecomponents;processingaccuracy

第一章绪论........................................................................................................1

第二章车床主轴的加工工艺.............................................................................2

2.1CA6140车床主轴技术要求及功用................................................................2

2.2主轴加工的要点与措施...............................................................................3

2.3CA6140车床主轴加工定位基准的选择.........................................................4

2.4CA6140车床主轴主要加工表面加工工序安排..............................................5

谢辞...................................................................................................................7

参考文献..................................................................................................................8

插图清单

图1CA6140车床的主轴简图.....................................................................................2

图2组合磨削...............................................................................................................5

图3锥堵与锥套心轴...................................................................................................6

图4磨主轴锥孔夹具...................................................................................................7

第一章绪论

机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。

通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。

除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。

主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。

衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。

①旋转精度：

主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动（见形位公差），主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。

②动、静刚度：

主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。

③速度适应性：

允许的最高转速和转速范围，主要决定于轴承的结构和润滑，以及散热条件。

　20世纪40年代以前，大多数机床的主轴采用单油楔的滑动轴承。

随着滚动轴承制造技术的提高，后来出现了多种主轴用的高精度、高刚度滚动轴承。

这种轴承供应方便，价格较低，摩擦系数小，润滑方便，并能适应转速和载荷变动幅度较大的工作条件，因而得到广泛的应用。

但是滑动轴承具有工作平稳和抗振性好的优点,特别是各种多油楔的动压轴承，在一些精加工机床如磨床上用得很多。

50年代以后出现的液体静压轴承，精度高，刚度高，摩擦系数小，又有良好的抗振性和平稳性，但需要一套复杂的供油设备，所以只用在高精度机床和重型机床上。

气体轴承高速性能好,但由于承载能力小,而且供气设备也复杂，主要用于高速内圆磨床和少数超精密加工机床上。

70年代初出现的电磁轴承，兼有高速性能好和承载能力较大的优点，并能在切削过程中通过调整磁场使主轴作微量位移，以提高加工的尺寸精度，但成本较高，可用于超精密加工机床

第二章车床主轴的加工工艺

车床主轴的加工工艺

1．CA6140车床主轴技术要求及功用

图1CA6140车床的主轴简图

图1为CA6140车床主轴零件简图。

由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等。

下面分别介绍主轴各主要部分的作用及技术要求：

⑴支承轴颈 主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为0.005mm，径向跳动公差为0.005mm；而支承轴颈1∶12锥面的接触率≥70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；支承轴颈尺寸精度为IT5。

因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。

⑵端部锥孔 主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、B的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴端面300mm处公差为0.01mm；锥面接触率≥70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；硬度要求45~50HRC。

该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴心线必须与两个支承轴颈的轴心线严格同轴，否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。

⑶端部短锥和端面 头部短锥C和端面D对主轴二个支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.008mm；表面粗糙度Ra为0.8mm。

它是安装卡盘的定位面。

为保证卡盘的定心精度，该圆锥面必须与支承轴颈同轴，而端面必须与主轴的回转中心垂直。

⑷空套齿轮轴颈 空套齿轮轴颈对支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.015mm。

由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面