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1、数控车床主轴箱体机械加工工艺规程及钻模夹具和分度装置设计摘 要 当今世界机械工业发展的技术水平及其生产力,是平衡一个国家的现代化程度的重要因素。机械行业是我国产值比例最大的几个传统行业之一,占全国工业的20-25%。而我国的设计技术、可靠性技术、制造工艺流程、基础制造装备等相对与其他发达国家有所落后。.工艺设计是机械制造企业的基础技术，工艺管理是企业的基础管理，加强工艺创新，提高工艺水平,增强工艺快速反应能力.促进装备工业振兴,才能更好的提高我国机械制造技术水平。通过对机床厂的参观实习在导师的指导,在设计中综合应用所学理论知识和技能，提高自己在分析和解决机械工程实际部问题的能力，并能熟悉生产技
2、术工作的一般程序和方法和查阅技术言文献、资料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件的能力。 工艺设计方面通过对机床厂的参观实习,并在导师的指导下,对CAK6150箱体进行了系统的分析,以获得一种合理的工艺编排方法。CAK6150相对CAK6140提高了加工精度和加工自动化的程度。其加工是大批量生产(年生产量为5000台)、多加工面、精度要求较高的特点而设计合理和科学的加工工艺方案。其中主要因素是加工精度要求。加工精度的高低直接影响机床的加工精度和使用寿命。因此,CAK6150箱体的加工工艺中多用专用夹具、专用机床和液压或气压系统进行定位和夹紧,以保证其加工精度。 夹具方面由工艺分析得知C
3、AK6150的第10序加工为孔隙加工,生产固定、工艺相对稳定、大批量生产。在本工序的加工中包括工艺、漏油孔、联接孔。其中工艺孔将是下面加工中的一些工序的定位基准孔。因此,本序的加工精度要求相对要高,其夹具采用专用夹具。回转工作台在本序中的回转工作台为4分专用回转工作台,其最大承载重量为300Kg。采用脚踏式以减少生产成本。因加工零件为同一部件,加工工艺有相同点,本工序的回转工作台可用于多项加工工艺中。关键词：工艺设计；夹具；回转工作台；转模；机床目 录摘 要I目 录II引 言1第1章 箱体零件的分析21.1 CAK6150主轴箱体分析21.1.1 主轴箱体的作用21.1.2 主轴箱体的加工要求
4、21.2 主轴箱加工工艺过程分析31.2.1对箱体进行初步分析31.2.2加工方法的分析与确定4第2章 编制工艺规程52.1 制定加工工艺路线：52.2 加工方案的比较与分析62.3 机械加工各工序的确定及工序尺寸、切削用量、工艺装配及基本时间的计算。72.3.1 工序顺序（生产中）的编制72.3.2工序尺寸、切削用量、工艺装备及基本时间的计算9第3章 夹具设计533.1 机床夹具的作用533.2夹具设计的方案分析533.3夹具的设计543.3.1第10序钻模夹具的设计：543.3.2脚踏式分度台夹具的设计：553.3.3夹具精度验算:59第4章 结 论61参 考 文 献62致 谢63II沈阳
5、工业大学本科生毕业设计引 言 本次毕业设计的题目是数控车床主轴箱体机械加工工艺规程及钻模夹具和分度装置设计。包括两方面1、 复杂零件的机加工工艺规程的设计理论与方法。2、 大型夹具的设计理论与方法。CAK6150机床是CAK6140的基础上的改进型,其机床本身的加工自动化程度和加工精度有很大的提高.因为CAK6150机床是在CAK6140的基础上设计的,机床本身的结构与CAK6140的结构有所改动,起生产线亦是在CAK6140机床的生产线的改动下形成的。其本身符合减少生产设备的投入、生产资料的再利用、提高生产利用率、降低生产成本、优化生产设计的目的,使生产线更加柔性化。考虑CAK6150机床的
6、实际生产情况,在老师的指导下参考机床厂的工艺设计制造一份关于CAK6150机床主轴箱体加工的工艺设计卡片。在查阅数控机床及箱体零件图纸工艺规程,借阅夹具手册、图纸、工艺员手册及机床零部件手册、图纸。并在老师指导下确定工艺夹具设计的几种方安,确定工艺夹具设计的方安.分析工艺规程,制定工艺规程方安,完成方安中的相关计算。绘制机加工工艺规程的综合卡片,指定夹具与工装的设计方安,完成方安中的相关数据的计算,绘制夹具装备图。历经三个月的不断发现问题、分析问题、解决问题的循环，我领悟到所学知识是从事工业生产的基础和重要性。而且灵活运用所学知识和懂得搜集资料利用及前人经验和智慧于内的各种工具书解决问题的重要
7、性。为今后从事相关工作奠定了一定的基础。在此感谢老师在本次毕业设计中给我的细辛指导和再次参观实习的机会。在老师的指导下通过本次的设计工作我在设计中综合应用所学理论知识和技能，提高自己在分析和解决机械工程实际部问题的能力，并能熟悉生产技术工作的一般程序和方法和查阅技术言文献、资料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件的能力。加强自己对所学的机械制造基础和机械设计知识的掌握和熟练运用。64第1章 箱体零件的分析1.1 CAK6150主轴箱体分析1.1.1 主轴箱体的作用主轴箱体是机床传动件的载体，主轴箱承载轴，套，齿轮和拨杆等零部件。主轴箱体安装在床身上，内部各轴与各齿轮传动产生一定输出速度
8、带动刀具或工件运动。主轴箱体的精度直接影响到机床本身的机加工精度。是机床的基础部件之一。1.1.2 主轴箱体的加工要求1 轴孔的精度要求在主轴箱体上各轴孔系的加工要求是主轴箱体加工的主要要求，各轴孔的精度直接影响到各轴在传动时的传动精度，各轴孔的精度达不到要求将影响到机床的机加工精度因此，在主轴箱体的机械加工过程中保证各轴孔的精度要求是十分必要的。同一轴线上各孔的同轴度误差，轴孔端面对轴孔轴线的垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体上后产生歪斜，致使主轴产生径向跳动和轴向窜动，同时也使温升增高，加剧轴承的磨损，各轴孔线间的平行度误差会影响轴上齿轮的啮合质量，各轴孔的轴心距离差，有时会使齿轮作无间隙
9、啮合，甚至咬死。因此，主孔系的精度和同轴度的要求是：主轴支承板孔的尺寸公差等级为IT6级，其余轴孔为IT6IT7级。；主轴支承孔的同轴度公差等级为IT4IT5级，其他支承的同轴度公差为IT5IT7级，其他支承各支承孔的同轴度公差为IT5IT6级，轴心距公差等级为IT9IT10级。2 材料的选择原则箱体零件材料一般为HT100400的各种牌号灰铸铁通常选用HT200。这是因为铸铁容易成形，可加工性，吸振性和耐磨性较好，且价格低廉。铸铁毛坯的加工余量视生产批量而定，单件小批量生产时，一般采用模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。平面上的加工余量为6.5 11 mm ，孔（半径）上为7 12 mm ,
10、 大批大量生产时，通常采用金属模机器造型，余量较小，平面余量为59 mm , 孔（半径上）为510 mm , 本次设计正是集该种类型。1.2 主轴箱加工工艺过程分析1.2.1对箱体进行初步分析主轴箱体的机械加工工艺中以各孔系的加工为重要的加工工序，各加工的工序的加工中具要保证孔系的加工精度和最终精度。加工基准的选择和精度的保证 为保证箱体的加工精度和各轴孔和主要面的位置精度，加工工艺工程中采用“基准统一”原则，此外，采用统一的定位基准，还有利于减少夹具设计与制造的工作量，加快生产准备，降低成本，比较两种加工工艺方法选择合理的作为工艺设计的基准选择基础。a). 以装配基面为精基准，箱体的底面M和
11、导向面N既是主轴孔的设计基准，也是床头箱装到机床上去的装配基准，它与箱体的各主要孔端面、侧面均有直接的位置联系。以M、N面作为统一的定位基准加工上述表面时，不仅可以消除基准不重合误差，有利于保证各表面的位置精度，而且在加工各孔时，床头箱箱口朝上，安装刀具，调整刀具，更换导向套、测量孔径尺寸，观察加工情况和注切削液等均十分方便。但采用这一定位方式也有一些不易克服的缺点，当箱体中间隔壁上有精度较高的孔时，在箱体内部相应部位往往需要设置镗杆导向支承，以提高镗杆刚度，保证孔的加工精度，而以工件底面作定位基准加工床头箱时，由于加工时床头箱箱口朝上，中间导向支承板只好采用悬挂的方式。这种悬挂的吊架刚性极差
12、，安装误差也大，难以保证箱体孔系的加工精度。并且，工件与吊架的装卸也很不方便，影响生产效率的提高，因此这种定位方式只适用于中小批量而不适用于大批量生产。b). 以一面两孔作精基准，由于吊架式镗模存在上述问题，大批大量生产时，床头箱通常以顶面和两定位基准孔为精基准，此时，工件底面M朝上，箱口朝下，即翻过来安装，中间架和支架可固定在夹具体上，这种夹具的优点是没有悬挂所带来的问题，简化了夹具结构，提高了夹具的刚度，同时，工件的安装也比较方便，故广泛用作大批量生产中的组合机床夹具。应该指出这一定位方式由于定位基准和设计基准不重合，有基准不重合误差产生，为了保证箱体的加工精度，必须提高作为定位基准的箱体
13、顶面和两定位销孔的加工精度，因此在大批量生产的床头箱体工艺过程中，安排了磨顶面R的工序，严格控制顶面R的平面度和顶面至底面的尺寸精度和平行度，并将两定位销孔通过钻、扩、铰等工序使精度提高到H7，但这样额外地增加了箱体加工的工作量。此外，这种定位方式由于箱体口朝下，无法观察加工情况和测量尺寸，调整刀具，然后在大批量生产中采用定径刀具和自动循环的组合机床，质量比较稳定，无需经常干预加工过程，此问题并不突出。各轴孔和主要加工表面采用粗加工、半精加工、精加工应分阶段进行。主轴孔采用精细镗加工床头箱主要表面的加工，通常分为粗、精加工两个阶段进行，因为箱体零件的结构形状复杂，刚度低，加工精度要求高。粗加工
14、时的切削力、切削热均较大，工件受力、受热极易产生应力和变形，粗、精加工分阶段进行，精度也就能得以保证，并且中间可停留一段时间，有利于应力的消除，从而稳定加工精度，同时还可以依据粗、精加工的不同要求合理的选用设备，及时发现毛坯缺陷，剔除废品，避免工时浪费，如主轴孔的加工就明显地分为粗镗、半精镗、精镗三道工序。提高孔加工系统各组成环节的精度和刚度1.2.2加工方法的分析与确定1 为提供箱体加工基准，CAK6150箱体的机械加工才用先面后孔的加工顺序。顶面加工后可产生一平整面，在顶面上有孔系加工，在孔系加工中加工两工艺孔可为以下加工提供“一面两销的加工基准”。主轴箱体的加工粗基准原则是：保证主轴余量
15、均匀原则。在加工中也采用基准同意原则和基准重合原则。2 CAK6150主轴箱体是大批量生产，加工工艺相对稳定。箱体大面积加工中可采用铣削加工，铣削加工比较简单并且铣削加工的生产效率比较高。例如：箱体的顶面加工，M、N、O、P各面的加工，采用专用龙门五轴铣床。3 各轴孔的精度和相对位置精度要求较高，加工中保证加工精度的前提下，也要保证各轴加工时各刀杆轴的位置不相互干扰。第2章 编制工艺规程2.1 制定加工工艺路线：方案：1) 铸造2) 时效3) 油漆4) 划线（考虑主轴孔余量足够并尽量均匀；孔与平面及不加工平面的尺寸要求；）5) 粗、半精加工顶面R6) 粗、半精加工装配基面M、N及侧面Q、S7) 粗、半精加工两端面P、Q8) 精加工顶面R9) 精加工装配基面M、N及侧面Q、S10) 精加工两端面P、Q11) 粗 、半精加工各纵向孔12) 精加工各纵向孔13) 粗、半精加工各横向孔14) 精加工主轴孔15) 加工螺孔、紧固孔、油孔等次要孔16) 钳工修洗毛刺17) 清洗18) 检验方案：1) 铸造2) 时效3) 油漆4) 粗铣顶面R5) 钻、扩、铰2
