機床主軸零件加工工藝規程設計及夾具設計TOC\o"1-2"\h\z\u27343引言 引言隨著我國的機械加工行業的快速發展，現有的一些生產效率比較低的加工機床設備已經不能夠滿足現代機械加工企業的發展。就機床加工設備而言，機械產品發展的主要任務就是立足于現實，提高現有生產設備的質量、可靠性，獲得市場的認可。在這一基本要求之上，我們需要掌握機械加工領域中的具體發展方向，為機械制造企業提供優質的技術設備，為他們的生產保駕護航。智能化、自動化設備在現在的各行各業中可以起到非常顯著的作用，他的技術值比較高，自身的應用范圍也是相當的廣。機床作為新時期的重要代表性產品對社會的發展和一系列生產都是有著不可磨滅的作用，它的主要特點就是能夠滿足長時間的工作、提高生產效率，同時也可以根據環境做出自我判斷和快速的響應，因此機床是在整個加工制造行業中難以獨缺的自動化、智能化輔助設備。伴著世界行業中汽車行業的快速發展，機床的設備發展也迎來了嶄新的明天。課題中在研究時首先需要根據機床主軸零件的工藝要求來對其工藝流程和工藝方案進行制定，并完成工藝流程及工序卡片的繪制工作；其次通過對機床目前的發展現狀以及重要性進行了解，確定本文的加工工藝以及加工左端面槽夾具的整體設計，最終通過三維建模軟件完成其三維建模，使其能夠滿足設計的要求。所以本文主要的設計的內容分為以下幾個方面：第一：緒論，了解機床的重要作用以及發展方向，確定本文研究的主要內容；第二：確定零件圖、加工工藝以及對工藝進行分析，使其能夠滿足要求生產要求；第三：主軸零件的工藝規程的設計，確定毛坯如何制造，粗精加工基準確定，并指定加工工藝路線，之后對領阿金的余量為、切削用量進行計算評估；第四：加工左端面槽夾具的夾具設計，最終通過三維建模軟件完成其三維建模。零件的分析零件的作用本次設計機床主軸零件圖紙如下圖所示，本軸的位置位于機床的主軸位置，主要的目的是通過將電機的傳動通過主軸施加在刀具上，所以對主軸零件的加工要求比較高。另外還有支撐目的。所以零件的加工要求比較高。圖1X6132主軸零件的工藝分析通過圖紙進行分析，本文的零件對于生產的要求十分的高，對圓度，圓跳度、同軸度都有著較高的要求。不同的零件在加工時候式有一定的允許偏差，這個允許偏差的數值一般都是由國家標準對其進行規定，我們通常也將其稱作為尺寸公差。當我們在進行公差等級選擇確認的時候，首先就是要保證能夠滿足最基本的使用要求，在此基礎之上盡可能的去選用低公差等級，這樣可以極大的降低加工成本和加工難度。生產類型本文假設，那么我們可以計算得出生產綱領為：可以看出本文設計的產品的生產綱領為中批量生產。工藝規程的設計確定毛坯的制造形式本文設計的毛坯其主要的原材料為45號鋼，產量為中批生產水平，考慮加工一致性的要求，且本文需要傳遞較大的扭矩，本文設計的毛坯件為熔模鑄造，這樣的產品生產效率高，并且相對于加工來說，穩定性也高?；鶞实倪x擇定位基準主要就是用來幫助在實際加工生產對待加工的零部件進行定位而使用的基準，加工基準的選擇好壞對零件的加工質量和加工效率有著至關重要的影響。通常我們在對據零件的工藝性進行選擇設計的時候，首先需要招的就是設計基準，進一步的我們就可以根據企業內部的實際加工制造條件來對各相關工定位基準進行選擇和確定。任何零件在加工的時候都會將其分成粗加工和精加工這兩個不同的階段，所以相相應地會存在粗基準和精基準這兩個不同的選擇。在選擇零件粗基準的時候，重點需要考慮的就是能夠保證待需要加工零件的加工余量，這樣以確保他能夠有足夠的余量用于下道工序的精加工。所以針對本零件選用的粗加工基準為選擇前后支承面，同時為了保證基準統一，本文設計的精加工基準也是以此。這樣保證基準重合。制定工藝路線由于生產類型為中批生產，應盡量使工序集中來提高生產率，除此之外，還應降低生產成本。生產類型：中批生產；材料牌號：45號鋼；毛坯種類：模鍛件，根據圖紙，本文選用的加工路線如下工藝路線方案工序號工序名稱工序內容設備工序10備料工序20鍛造模鍛工序30熱處理正火工序40車工序的內容是車端面采用的設備工序50鉆工序的內容是鉆中心孔采用的設備工序60車工序的內容是粗車各外圓面采用的設備工序70熱處理調質至220～240HBS工序80車工序的內容是半精車大、小端面采用的設備工序90車工序的內容是各外圓面、退刀槽和越程槽，倒角采用的設備工序100鉆工序的內容是鉆通孔深孔鉆床工序110車工序的內容是車大端7:24錐孔和內孔采用的設備工序120擴擴小端內孔采用的設備工序130銑工序的內容是銑大端面上25.415槽至尺寸X6132140鉆工序的內容是鉆、擴、鉸、攻絲、螺紋孔Z3025工序150鉗工去毛刺鉗工臺工序160中檢工序170熱處理工序的內容是高頻淬火大端錐孔面高頻淬火設備工序180磨粗磨、和外圓M1432B工序190粗磨工序的內容是粗磨1:15外圓錐面M1432B工序工序200銑工序的內容是粗、精銑鍵槽至尺寸X6132工序210車工序的內容是車M64×2、M76×2螺紋（配螺母）采用的設備工序220車工序的內容是車7:24內錐孔內側面采用的設備工序230磨工序的內容是精磨、和外圓M1432B工序240磨工序的內容是精磨1:15外圓錐面M1432B工序250磨工序的內容是粗磨大端7:24內錐孔M2110A工序260磨工序的內容是精磨大端7:24內錐孔M2110A工序270鉗工工序的內容是去毛刺鉗工臺工序280清洗清洗機工序290終檢機械余量為、工序尺寸及毛坯尺寸的確定1、毛坯的制造分析X6132主軸零件材料為鋼，硬度為190-260。生產類型為大批生產，采用在自由鍛設備上使用胎膜鍛毛坯，毛坯重量約為。由參考文獻2表查得：直徑為的余量及偏差為。直徑為的余量及偏差為。直徑為的余量及偏差為。對主軸的零件進行分析：相差相差相差2、確定加工表面的機械余量為、工序尺寸及毛坯尺寸查《機械加工工藝設計員手冊》表5-9、表5-10、表5-12、表5-13。名義直徑（mm）加工方法余量為（mm）粗車2Z=6半精車2Z=1.2粗磨2Z=0.5精磨2Z=0.1粗車2Z=6半精車2Z=1.4粗車2Z=6半精車2Z=1.1粗磨2Z=0.4精磨2Z=0.11、工件直徑，公差為0.018，機械加工總余量為：6+1.1+0.4+0.1=7.6∴毛坯尺寸為mm2、工件直徑，公差為0.015，機械加工總余量為：6+1.2+0.5+0.1=7.8∴毛坯尺寸為mm3、工件直徑，機械加工總余量為：6+1.4=7.4∴毛坯尺寸為mm查《簡明金屬切削計算手冊》表4-6則則則則毛坯的直徑分別為140mm、100mm和85mm，毛坯的長度為725mm。簡化模鍛毛坯的外形，將毛坯分為三段，即兩件圖上為一段；到為一段；到為一段。毛坯的尺寸就可以根據、和來確定。確定切削用量及基本工時工序模鍛工序正火熱處理工序40車端面粗車兩端面：加工條件工件材料：鋼正火，，模鍛。此處所用的加工工藝為車主軸兩端面，并鉆中心孔，表面粗糙度值。那么結合產品以及設備進行選取的為CA6140臥式車床那么刀具考慮性價比采用的是，刀桿，根據：根據參考文獻1查得以下表表.計算切削用量⑴已知毛坯小端長度方向上的余量為為，粗加工是需要通過兩次進行加工保證，；毛坯大端長度方向的余量為為，粗車時分三次加工。(2)進給量則是按照以下計算為，根據根據參考文獻1查得以下表表刀桿采用的型號為時為時，以及工件的直徑為時，取⑶速度計算是根據參考文獻2查得以下表表當時，其中對小端端面得：轉速按照以下公式計算得到：根據參考文獻2查得以下表表，，與相近的算得轉速取值為及，選取，如果選，則速度損失太大。實際轉速取值為：②對大端端面得：轉速按照以下公式計算得到：根據參考文獻2查得以下表表查的與相近的算得轉速取值為與，選取。故實際轉速按照以下公式計算得到：③所用的工時按此進行計算可得半精車兩端面速度計算是轉速按照以下公式計算得到根據參考文獻2查得以下表表選，其實際轉速按照以下公式計算得到：所用的工時按此進行計算可得：，工序50.鉆中心孔采用的刀具參數如下A型中心鉆參考文獻2表5.3-2進給量則是按照以下計算為：，根據參考文獻1查得以下表表15-39轉速按照以下公式計算得到：按機床選取，參考文獻2表3.1-31。實際轉速取值為：；所用的工時按此進行計算可得：；參考文獻2表2.5-7工序60：粗車各外圓面那么結合產品以及設備進行選取的為CA6140臥式車床采用的刀具參數如下刀具材料Y715，刀桿尺寸，，參考文獻1表12-7。1.粗車外圓：同時應校驗機床功率及進給機構強度：。那么算得切削深度為單邊余量，進行3次走刀；進給量則是按照以下計算為：根據參考文獻215-10可得：選用；速度計算是：參考文獻2表8.4-8：轉速按照以下公式計算得到：按機床選取，實際轉速取值為：檢驗機床功率：主切削力根據參考文獻2查得以下表表8.4-10所示公式計算：其中：所以:切削時消耗的功率由參考文獻1主電動機的功率為,所以機床的主軸功率足夠,可以正常加工。檢驗機床進給系統強度:已知主切削力,徑向切削力根據參考文獻2查得以下表表8.4-10所示公式計算:式中:所以:而軸向切削力,主切削力根據參考文獻2查得以下表表8.4-10所示公式計算：式中:軸向切削力:取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數,則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為:而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為,見參考文獻2表機床的進給系統可正常工作.⑷.所用的工時按此進行計算可得:參考文獻2表其中故②粗車外圓：同時應校驗機床功率及進給機構強度那么算得切削深度為單邊余量，進行次走刀；進給量則是按照以下計算為：根參考文獻2據15-10可得：選用；速度計算是：轉速按照以下公式計算得到：按機床選取，實際轉速取值為：檢驗機床功率：主切削力根據參考文獻2查得以下表表8.4-10所示公式計算：其中：所以:切削時消耗的功率由參考文獻1主電動機的功率為,所以機床的主軸功率足夠,可以正常加工。檢驗機床進給系統強度:已知主切削力,徑向切削力根據參考文獻2查得以下表表8.4-10所示公式計算:式中:，所以:而軸向切削力,主切削力根據參考文獻2查得以下表表8.4-10所示公式計算：式中:軸向切削力:取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數,則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為:而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為,見參考文獻2表機床的進給系統可正常工作.所用的工時按此進行計算可得:參考文獻2表其中故③粗車外圓：同時應校驗機床功率及進給機構強度那么算得切削深度為單邊余量，進行次走刀；進給量則是按照以下計算為：根據參考文獻215-10可得：選用；速度計算是：轉速按照以下公式計算得到：按機床選取，實際轉速取值為：所用的工時按此進行計算可得:其中故④粗車外圓：同時應校驗機床功率及進給機構強度那么算得切削深度為單邊余量，進行次走刀；進給量則是按照以下計算為：根據參考文獻215-10可得：選用；速度計算是：轉速按照以下公式計算得到：按機床選取，實際轉速取值為：所用的工時按此進行計算可得:其中故⑤粗車外圓：同時應校驗機床功率及進給機構強度那么算得切削深度為單邊余量，進行次走刀；進給量則是按照以下計算為：根據參考文獻215-10可得：選用；速度計算是：轉速按照以下公式計算得到：按機床選取，實際轉速取值為：所用的工時按此進行計算可得:其中故⑥粗車外圓那么算得切削深度為單邊余量，進行次走刀；進給量則是按照以下計算為：；速度計算是：轉速按照以下公式計算得到：按機床選取，實際轉速取值為：所用的工時按此進行計算可得:其中故⑦粗車外圓那么算得切削深度為單邊余量，進行次走刀；進給量則是按照以下計算為：根據參考文獻215-10可得：選用；速度計算是：參考文獻2表8.4-8：當時，轉速按照以下公式計算得到：按機床選取，實際轉速取值為：所用的工時按此進行計算可得:其中故⑧粗車外圓那么算得切削深度為單邊余量，進行次走刀；進給量則是按照以下計算為：根據參考文獻215-10可得：選用；速度計算是：轉速按照以下公式計算得到：按機床選取，實際轉速取值為：所用的工時按此進行計算可得:其中故其余加工工時確定也按此方式進行確定。本文不做一一介紹。加工左端面槽夾具設計概述機械制造是“中國制造”的基礎和核心，為現代工業發展提供源動力，是我國國民經濟的支柱產業，其發展在很大程度上代表著制造業的整體水平，同時也影響著國民經濟大樹的成長脈搏。自建國以來，我國的機械制造業經過大半個世紀的發展，已逐漸積累了大量經驗，在工業生產的許多領域和行業取得了很多成績和榮譽。但相關調查研究顯示，我國的機械制造業傳統落后的局面沒有打開，基本上還處于以量取勝的局勢，產業類型還是以勞動密集型為主，在一些高端技術產品的生產制造技術上還處于落后地位。近年來，隨著改革開放程度的不斷擴大，一些先進機械制造技術的引進，我國機械制造業取得了一定程度的進步與發展，夾具的應用大大的提升了工件加工的速度與效率。夾具的主要目的是：1、加工精度得以保證：工件、刀具和機床通過機床夾具可以準確確定相對位置，保證工件加工表面的位置精度。

2、生產效率得到提升：工件通過機床夾具可以快速定位和夾緊，免除了找正和對刀等的輔助時間，提高生產效率；同時，加工工時減少，降低了生產成本。3、勞動強度予以降低：機床夾具可通過采用機械、氣動、液動、電動等夾緊機構，降低操作人員的勞動強度，提升作業人員工作積極性和滿意度。

4、機床的工藝范圍得以增大：通過不同的機床夾具配合，可擴大機床的加工范圍。加工左端槽定位與基準本文加工左端槽的主要哦目的是寶恒徑向跳動誤差，1所以在設計夾具的時候保證，z旋轉，x，y軸的移動被限制住。本文的基準采用V型塊進行對心夾準，這樣能夠保證跳動誤差。切削力及夾緊力的計算軸向進給力、轉矩、及功率的計算公式按照以下公式進行計算：軸向力=；轉矩：=；功率：=。其中：=600，=1.0，=0.7，=0.305，=2.0，=0.8，===2066.7N==7.08N/m；==0.449kw在計算切削力時，必須考慮安全系數，安全系數k=；式中：=1.5，基本安全系數；=1.1，加工性質系數；=1.1，刀具鈍化系數；=1.1，斷續切削系數。安全系數K可按下式計算有：：式中：為各種因素的安全系數：那么可以算的：軸向力按照以下公式進行計算：F夾＝KF（N）扭距算的是：Nm安全系數K可按下式計算，可以代入計算可得：所以定位誤差的分析半孔的定位的是確定的。D在本文之中表示的含義是工件的定位基準直徑；H在本文之中表示的含義是肋板的高度；h在本文之中表示的含義是定位套的厚度。T在本文之中表示的含義是軸中心線到肋板底面的距離。需要確保的尺寸為徑向跳動為0.05mm，近軸端的徑向跳動為0.1mm。那么定位誤差按照以下公式進行計算。即：底板的定位表面全長為582mm,故：那么可以算的最終的尺寸鏈如下圖示：以。通過結果可以看出是滿足要求的。主軸和夾具的設計三維建模簡介為了能夠更好地將設計尺寸，將相關的設計尺寸通過虛擬樣機技術進行建模，使得人們能夠更加方便簡單的觀察實物形狀，并可以實現三維仿真，及時的發展其中存在的問題，本文采用的三維建模軟件為UGNX10.0，該軟件的三維建模十分的簡便，通過命令的查找，使用，在草圖中能夠十分方便的實現尺寸的確定。是工程機械之中不可或缺的三維建模軟件。且該軟件之中包含眾多的模塊，運動仿真，力學分析流體力學，基本上涵蓋產品開發周期的方方面面。目前新推出的模塊還包含加工仿真，大大的提高了產品設計速度，且能夠實現縮短開發周期。關鍵零部件建模UG軟件之中進行建模十分的方便簡潔，通過該軟件的草圖建模命令，繪制該零件的草圖，實現完全固定，然后通過拉伸或者旋轉。掃描等各種命令完成建模的目的。如下圖所示的結構，就是通過這種方式進行建模，較為簡單，且產品的實際設計尺寸進行設計，這樣的好處就是能夠根據實際的尺寸進行建模，可以十分方便的了解到問題的所在部分，為產品的改進優化提出改進意見，另外針對常見的標準件，為了縮短建模所用的時間，在設計的時候，一般都是通過查找標準件庫的命令完成的。通過直接拖放，并且選擇相關的標準件就會自動生成三維建模的標準件。另外一些常見的零部件設計也可以通過這種方式實現的。裝配體繪制三維軟件UG在進行裝配的過程之中，通過按照實際的裝配順序進行裝配即可，通過該軟件之中的同軸、距離、位置、平行等相關零部件進行組合的目的。另外特別注意的是零件的自由度應該和實際的產品所用的自由度保持高度一致，這樣做的好處是十分方便后期的運動仿真，且可以通過運動仿真，針對不合理的地方進行優化設計，也方便模擬實際的裝配狀態。。圖5-1三維模型二維圖紙的繪制一般二維裝配圖采用的是cad查看，本文設計的尺寸具有一定的難度，所以在設計之初，采用三維建模的軟件通過投影、輔助視圖、剖視圖完成三維導出二維圖紙，可以自動生成明細表以及零部件的標號，然后導出dwg格式，之后針對一些細節部分可以通過cad軟件進行優化，標準總體的結構尺寸，并且針對配合處的尺寸進行標準。圖紙簡介明了。圖5-2夾具的二維裝配圖主軸粗車程序示范1.建立新的加工環境2.創建程序3.創建刀具，并重新命名新刀具為1號刀；4.創建幾何體，在建立之前要將系統自帶的MCS刪除，再建立新的工件坐標系，5.選擇所加工零件，6.選擇毛坯，并輸入毛坯數值；7.創建避讓；8.創建工序，步進改為恒定2mm；點擊生成刀軌并點擊確認生成；進行后處理，并保存切削程序；總結與展望完成本文的內容是在老師和同學的幫助之下完成的，本文設計的內容很多部分在設計的過程之中只考慮到機械結構的設計，并未對其控制系統進行設計，課題中在研究時首先需要根據機床主軸零件的工藝要求來對其工藝流程和工藝方案進行制定，并完成工藝流程及工序卡片的繪制工作；其次通過對機床目前的發展現狀以及重要性進行了解，確定本文的加工工藝以及夾具的整體設計，最終通過三維建模軟件完成其三維建模，使其能夠滿足設計的要求所以本文研究的主要內容是包含以下幾個方面的：確定零件圖、加工工藝以及對工藝進行分析，使其能夠滿足要求生產要求，；第三：主軸零件的工藝規程的設計，確定毛坯如何制造，粗精加工基準確定，并指定加工工藝路線，之后對領阿金的余量為、切削用量進行計算評估；第四：加工左端面槽夾具的夾具設計，最終通過三維建模軟件完成其三維建模。另外本文設計的機械結構之中，、所以希望在以后的工作之中，通過提升自身的能力，實現對一款產品從頭到尾的全部設計的能力，為以后的發展和設計之路打下堅定地基礎。參考文獻[1]李洪.機械加工工藝手冊[M].北京，北京出版社，1991[2]孟少農.機床加工工藝設計實用手冊[M].北京，機械工業出版社，1991[3]孟少農.機械加工工藝手冊第二卷[M].北京，機械工業出版社，1991[4]賀光誼，唐之清.畫法幾何及機械制圖[M].重慶，重慶大學出版社，1994[5]