ca6140臥式車床(編輯修改稿)
2025-01-09 00:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 軸頸、錐孔、前端短錐面及其端面、以及裝齒輪的各個(gè)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(gè)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(guān)鍵。 主軸的選材與原因 選材選用 45 鋼即可 因?yàn)橹鬏S承受變彎曲應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，但由于承受的載荷并不是很大，轉(zhuǎn)速也不高，沖擊作用也不大，所以具有一般的綜合力學(xué)性能即可。但因?yàn)橹鬏S大端的內(nèi)錐孔和外錐孔處，因經(jīng)常與卡盤(pán)、頂尖有相對(duì)摩擦； 15 花鍵部位與齒輪有相對(duì)滑動(dòng)，所以這些部位要求較高的硬度與耐磨性。 45 鋼的鋼性 雖淬透性較差，但主軸工作時(shí)最大應(yīng)力分布在表面，在粗車后，軸的形狀較簡(jiǎn)單，在調(diào)質(zhì)淬火時(shí)一般不會(huì)開(kāi)裂。因此選用合金調(diào)質(zhì)鋼，采用廉價(jià)、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(shí)。 16 第 3 章 CA6140 臥式車床主軸的加工 工藝 軸的機(jī)械加工工藝分析 機(jī)床主軸的基本加工路線 擬定零件的機(jī)械加工工藝路線是制定工藝的一項(xiàng)重要工作，擬定工藝路線時(shí)需要解決的主要問(wèn)題是：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(jī)床主軸的機(jī)械加工主要以外圓加工為主，基本加工路線可以分為三條。 （ 1）粗車 — 半精車 — 精車。對(duì)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(duì)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(shí)，其后續(xù)工序只能采用磨削。 （ 3）粗車 — 半精車 — 精車 — 金剛石車。對(duì)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?yàn)橛猩饘僖话惚容^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。 主 軸加工工藝過(guò)程 主軸的基本要求 主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指主軸前端夾持工件和刀具部分的徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)的大小。旋轉(zhuǎn)精度通常是在車床不受任何荷載的情況下，用手動(dòng)和轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)主軸來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。 CA6140 的主軸旋轉(zhuǎn)精度已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GC260）作了規(guī)定， 17 那么就應(yīng)該根據(jù)零件的加工精度而定。 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(duì)主軸部件的剛度尚且沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定，但是實(shí)踐和理論分析表明，在加工過(guò)程中，如果主軸前端產(chǎn)生的變形比較小，一般能保證 較高的加工精度和良好的動(dòng)態(tài)特性；因此，通常以主軸的靜剛度來(lái)評(píng)定主軸的剛度，也就是說(shuō)以主軸前端產(chǎn)生單位位移方向上所施加的作用力大小來(lái)表示主軸的剛度。當(dāng)作用力 P（公斤），位移為 y（微米），則主軸的剛度 K 為： K=P/y 公斤 /微米 主軸部件的抗振性是指機(jī)床進(jìn)行切削時(shí)主軸保持平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動(dòng)的能力。主軸部件抗振性差，工作是容易發(fā)生振動(dòng)，從而影響工件表面質(zhì)量和刀具的壽命下降，并加速機(jī)床零件的損壞，振動(dòng)發(fā)出的噪音還惡化工作環(huán)境。 振源的頻率越接近主軸部件的固有頻率，振動(dòng)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(dòng)。 主軸部件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦和攪油等損耗而產(chǎn)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(jié)果主軸前端向前伸長(zhǎng)，或者主軸旋轉(zhuǎn)中心線與機(jī)床其他部件的相對(duì)位置發(fā)生變化，直接影響加工精度；其次如果溫升過(guò)高，還會(huì)改變改變已調(diào)好的軸承間隙，破壞正常的潤(rùn)滑條件，影響軸承的正常工作，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生抱軸現(xiàn)象。一般規(guī)定，用潤(rùn)滑軸承時(shí)，主軸軸承溫度不得超過(guò)60C，對(duì)特別精密的機(jī)床不得超過(guò) 10 攝氏度；用滾動(dòng)軸承時(shí)允許溫度可參考下表： 18 表 2—— 1 機(jī)床精 度等級(jí) 普通機(jī)床 精密機(jī)床 高精密機(jī)床 特高精密機(jī)床 軸承允許溫度 5055 4045 3540 2830 為了長(zhǎng)期地保持主軸部件的原始制造精度，主軸的前端部和內(nèi)錐孔與滑動(dòng)軸承配合的軸頸，以及移動(dòng)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(jié)構(gòu)上還應(yīng)該具有調(diào)整的可能，以便進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。 綜上所述 ,對(duì)主軸部件的工作性能的基本要求，可以歸結(jié)為：在保證一定的載荷和轉(zhuǎn)速下，主軸能帶動(dòng)工件或刀具準(zhǔn)確地、平穩(wěn)的繞其軸心線旋轉(zhuǎn)，并長(zhǎng)期保持這一性能。 主軸部位 項(xiàng)目 軸承軸頸 卡盤(pán)定心直徑 定位軸肩 錐孔 配合精度 gc 1/gd 1 Gd1 軸跳到 幾何精度形狀 25%的直徑公差 端部 300 處 表面光潔度 9,10 8 8 ，接觸面積 70% 7 19 注： 。 8 為光潔度標(biāo)準(zhǔn) 主軸的加工工藝 1）主軸前端莫氏 6 號(hào)錐孔用來(lái)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(huì)引起加工工件出現(xiàn)相對(duì)位置誤差。 2）主軸前端圓錐面和端面時(shí)安裝卡盤(pán)或車床夾具的定位表面。為了保證卡盤(pán)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(zhuǎn)線垂直。 3）主軸上的螺紋時(shí)用來(lái)固定與調(diào)節(jié)主軸軸承間隙的，當(dāng)螺紋中徑對(duì)于支承軸頸歪斜時(shí)，會(huì)造成鎖緊螺母端面不垂直，軸承位置發(fā)生變動(dòng)，引起主軸徑向圓跳動(dòng)。 23 20 21 22 23 過(guò)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(huì)引起殘余應(yīng)力重新分布而變形，故安排工序時(shí)，一切要粗精分開(kāi)，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(dāng)穿插其它表面的加工工序而組成的工藝路線。 粗加工開(kāi)始前先準(zhǔn)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(gè)輔助表面的加工與綷火；精加工階段是主要的表面精加工。 2） .工序順序的安排應(yīng)注意以下幾點(diǎn) : 3） .主要工系加工方法 用先端面鉆中心孔機(jī)床來(lái)加工中心孔，還需要多次研磨。 外圓粗精車削后，在進(jìn)行磨削精加工。 主軸錐孔對(duì)主軸支承軸頸是一項(xiàng)重要指標(biāo)，因此，采用專用夾具裝夾加工。 它是主軸零件上的典型表面，具有定心精度高，導(dǎo)向性能好、傳遞轉(zhuǎn)矩大、易于互換等優(yōu)點(diǎn)。加工方法有臥室通用酰床加工，在進(jìn)行側(cè)面磨削加工。 24 第四 章 CA6140 臥式車床主軸的加工精度及誤差分析 加工精度及誤差 加工精度與加工誤差 加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù) (尺寸、形狀和位置 )與理想幾何參數(shù)的符合程度。實(shí)際加工不可能做得與理想零件完全一致，總會(huì)有大小不同的偏差，零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。 原始誤差 由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的機(jī)械加工工藝系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱工藝系統(tǒng) )會(huì)有各種各樣的誤差產(chǎn)生，這些誤差在各種不同的具體工作條件下都會(huì)以各種不同的方式 (或擴(kuò)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(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形以及原理誤差、調(diào)整誤差、測(cè)量誤差等。 研究機(jī)械加工精度的方法 研究機(jī)械加工精度的方法分析計(jì)算法和統(tǒng)計(jì)分析法。 工藝系統(tǒng)集合誤差 機(jī)床的幾何誤差 加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過(guò)機(jī)床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差對(duì)工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工 25 作精度下降。 主軸回轉(zhuǎn)誤差 機(jī)床主軸是裝夾工件或刀具的基準(zhǔn)，并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具，主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度。 主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸各瞬間的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。它可分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和角度擺動(dòng)三種基本形式。 產(chǎn)生主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸
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