CA6140

CA6140（精选10篇）

CA6140 篇1

1 CA6140机床的安装

1.1 机床设备安装的工艺过程

(1) 验收基础质量, 铲麻面, 放垫铁;

(2) 安装并调整设备, 使之具有正确位置 (找正找平找标高) , 紧固基础螺栓并复查位置的正确性;

(3) 二次灌浆;

(4) 试运转。

1.2 车床的地基

地基的质量直接关系到车床的加工精度、运动平稳性、车床的变形、磨损以及车床的使用寿命。因此, 车床在安装之前, 首要的工作是打好基础。

1.3 CA6140车床的安装

车床的安装有两种方法:在混凝土地坪上直接安装车床, 并用调整垫铁 (斜垫铁、开口垫铁、带通孔斜垫铁、钩头垫铁) 调整水平后, 在床脚周围灌混凝土固定车床;利用地脚螺栓将车床固定在块状式地基上, 这是一种常用的方法。安装车床时, 先将车床吊放在已凝固的地基上, 然后在地基的螺栓孔内安装地脚螺栓并用螺母将其连接在床脚上, 待车床调整水平后, 用混凝土浇灌进地基方孔。混凝土凝固后, 再次对车床调整水平并均匀地拧紧地脚螺栓。

1.4 机床设备的找正

1.4.1 找正设备中心

找正设备中心按以下步骤进行:

(1) 挂中心线。设备在基础上就位后, 就可以根据中心标板上的中心线点挂设中心线。

(2) 确定设备中心。必须找出中心, 才能确定设备的正确位置。

(3) 设备拨正。挂好中心线, 确定设备中心后, 就可以观察出设备是否位于正确的位置。

1.4.2 找正机床设备标高

(1) 按加工面找标高。

设备上的加工面可直接作为找标高的平面, 将水平仪、铸铁平尺放在加工面上, 即可量出设备的标高。

(2) 估计拧紧地脚螺栓后高度下降值。

一般是先使高度高出设计标高1 mm左右, 这样拧紧地脚螺栓后, 高度将会接近要求。在调整设备标高的同时, 应兼顾其水平度, 二者必须同时进行调整。

1.4.3 找正机床设备水平度

找正车床的水平度时, 可将水平仪按纵横方向放在溜板上, 在车床的两端测量纵横方向的水平度。测出哪一面低, 就敲打哪一面的斜垫铁。要反复测量, 反复调整, 直至合格为止

1.5 设备的初平

初平的目的是将设备的水平度大体上调整到接近要求的程度, 为下一步二次灌浆后的精确找平 (精平) 做准备。

1.6 二次灌浆的作用

设备检测调整合格后, 应尽快进行二次灌浆。二次灌浆层主要起防止垫板松动的作用, 二次灌浆的混凝土与基础一样, 只不过石子的大小应视二次灌浆层的厚度不同而适当选取。为了使二次灌浆层充满底座下面高度不大的空间, 通常选用的石子要比基础的小。浇灌过程中应注意不要碰动垫板和设备。

1.7 设备的精平

车床具有一个较长的导轨和较短的工作台 (溜板) , 精平时, 可将水平仪放置在床身导轨上, 在导轨两端或多个位置上进行纵横方向安装水平的调整测量, 同时还要检验工作台 (溜板) 的运动精度, 也可直接将水平仪放在工作台 (溜板) 上, 在床身导轨的不同位置测量其水平度。 在进行上述调整时, 应注意工作台 (溜板) 移动对主轴回转中心线平行度的要求, 也必须符合精度标准的规定。

2 CA6140机床安装的验收

2.1 定位检验

检查车床安装基准线和建筑轴线距离、车床平面位置、车床标高的允差。

2.2 地脚螺栓和垫铁的检验

(1) 地脚螺栓的安装时应垂直, 螺母应旋紧, 松紧程度要一致。

螺母与垫圈、垫圈与机床底座间的接触应紧密。

(2) 垫铁应安放平稳, 位置正确, 接触紧密, 每组应不超过3块。

承受主要负荷的成对斜垫铁应点焊牢固。

(3) 需要防震的车床, 应加防震层。

支撑用的调整螺钉, 其伸出的长度不应大于螺钉直径。

2.3 车床的调整

需对安装设备进行检验和调整。检验的目的在于检查部件的装配工艺是否正确, 检查安装的设备是否符合设计图样的规定。

2.4 CA6140机床的精度检验

2.4.1 车床精度的概念

机床精度是指在一定条件下测出的某些检验项目的实际值与理论值的差值。差值越小, 则精度越高。

2.4.2 主轴回转精度的检验

主轴的回转精度, 包括主轴的轴向跳动、径向圆跳动和轴肩端跳动。

(1) 轴向跳动的检查。在主轴锥孔中插入带有中心孔的短检验棒, 在中心孔中放一粒钢球。然后用固定车床上的平测头百分表测头接触钢球, 转动主轴, 即可测得轴向跳动误差, 其误差最大值允许为0.01 mm。

(2) 检查径向圆跳动的百分表固定在车床上, 使百分表测头接触主轴轴颈, 旋转主轴即可测得圆跳动误差最大值允许为0.01 mm。

(3) 轴肩端跳动的检查, 把杠杆百分表固定在机床上, 使杠杆百分表测头接触在轴肩靠近边缘的位置, 旋转主轴即可测得端跳动的误差, 其误差最大值允许为0.02 mm。

2.5 溜板移动在垂直平面内的直线度、溜板移动时的倾斜度检验

检验时, 在溜板上按床身导轨纵、横向各放一个水平仪后, 移动溜板, 在全行程上每隔500 mm测量一次 (溜板行程小于1 m, 至少测量3处) 。直线度以纵向水平仪读数进行计算。车床溜板移动时的倾斜度偏差以全行程内横向水平仪读数的最大代数差计。

2.6 溜板移动对主轴轴心线平行度的检验

检验时, 在主轴孔中插一根检验棒, 在溜板上固定两只百分表, 百分表的触头分别顶在检验棒的上母线a和侧母线b上, 移动溜板, 进行测量。a, b处分别计算, 取百分表读数的最大差值, 然后将主轴旋转180°, 进行同样的测量, 再计算一次, 平行度取两次计算结果的平均值, 并应符合表1的规定。

注:检验棒伸出的一端应向上偏和向前偏

2.7 主轴锥孔轴心线和尾座顶尖套锥孔轴心线对溜板移动的等高度检验

检验时, 在主轴锥孔和尾座顶尖锥孔中各插一根直径相等的检验棒, 在溜板上固定百分表。移动溜板, 在检验棒两端的上母线上测量。等高度以百分表读数差计, 其值应符合表2的规定。

2.8 丝杠轴线位置的检验

螺旋机构装配后, 按照导轨的水平面和垂直面来检验丝杠轴线的位置。检验时, 将千分表装在专用检验装置上 (例如, 车床的尾座滑板可代替专用检验 ) , 千分表的触头先后抵住丝杠。

3 结束语

以上简述了CA6140车床的正确安装与精度验收方式方法, 希望能对大家有所帮助。正确地安装及精确的检验, 会延长车床的使用寿命, 保证车床的加工精度, 提高生产效率和保证零件的质量符合要求, 使操作者工作更加轻松。

CA6140 篇2

机械制造技术基础 课程设计说明书

设计题目: 设计“CA6140车床拔叉”零件的机械加工工艺规程

及工艺装备(大批生产)

(很完整的哦，自己好不容易搞到的)

设 计 者 宋庆虎

指导教师 蒋克荣

学校 合肥工业大学

.7.1

前 言

通过所学的专业课知识(《公差与配合》、《工程材料》、《机

械原理》、《机械设计制造》、《机械制造技术基础》等)和金工实

习使我们对机械设计制造有了一定的感性和理性认识。这次机床

工艺及夹具设计让我们对所学的专业课得以复习、巩固和应用。

是理论和实践相结合的有效手段。不仅为大四的毕业设计做准

备，而且为以后的工作打下一定的基础。

在这次设计中，我们主要设计C6140拨叉的夹具。在设计中

阅读大量的参考资料并且得到老师的指导由于能力有限在设计

中难免有不足之处，恳请各位老师、同学批评指正。

一、零件的分析

(一)零件的作用

题目给定的零件是C6140拨叉(见附图1)它位于车床变

速机构中，主要其换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与

不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。宽度为30mm的面的

尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合

尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。滑移齿轮就达不到很

高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确

有效的啮合。从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为

30mm的面和槽之间要达到很高的配合精度。

(二)零件的工艺分析

CA6140拨叉共有两组加工表面：

1、这一组加工表面包括:A端面和轴线与A端面相垂直

的 花键底孔

2、这一组加工表面包括: 六个方齿花键孔，及Φ25mm

花键底孔两端的`2×75°倒角。

对于两组加工表面可先加工一组表面，再用专用夹具加工另一组

表面。

二、工艺规程设计

(一)确定毛坯的制造形式

此次所设计的拨叉材料为HT200，根据材料成型工艺可知用

金属型铸造。该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使

用要求。因为生产纲领为大批量生产。因为零件形状简单故毛坯

形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出。

毛坯零件图见附图2。

(二)基准面的选择

1、粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于拨动滑

移齿轮的右端面。所以以Φ40的外圆表面为粗基准。

2、精基准的选择：为了保证定位基准和加工工艺基准重合，

所以选择零件的左端面为精基准。

(三)制定工艺路线

工艺路线方案一：

工序一：铸造毛坯;

工序二：粗、半精铣左端面C面，

工序三：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角;

工序四：拉花键Φ25H7

工序五：粗、半精铣底面D面;

工序六：钻配作孔、螺纹孔;

工序七：粗、半精铣槽;

工序八：去毛刺;

工序九：终检，入库。

工艺路线方案二：

工序一：铸造毛坯;

工序二：粗、半精铣左端面C面，

工序三：终检，入库。

工序四：拉花键Φ25H7

工序五：粗铣底面D面及18H11槽;

工序六：半精铣底面D面及18H11槽;

工序七：钻配作孔、螺纹孔;

工序八：去毛刺;

工序九：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角;

比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具的时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。

(四)、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：

C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。

根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。

根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。

选取公差等级CT由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-1可查得毛坯件的公差等级为8~10级，，取为10级。 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm

求机械加工余量由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-5查得机械加工余量等级范围为D~F，取为E级

求RAM(要求的机械加工余量)对所有的加工表面取同一数值，由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为E级，得RAM数值为0.7mm。 求毛坯尺寸 2-M8通孔和Φ5锥孔较小铸成实心;C、D面单侧加工，应由《机械制造技术基础课程设计指南》式5-2求出，即：

R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm

D面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即：

R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm

为了简化铸件的形状取R=75mm

铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：

1、C面的单边总加工余量为Z=2.3mm。查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-49精加工余量故粗加工余量为Z=

1.3m

2、D面精加工余量同C面Z=1mm故D面粗加工余量Z=2mm

3、花键孔

要求以花键外径定心，故采用拉削加工

内空尺寸为?22H12。由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-42却定孔的加工余量分配：

钻孔：?20mm

扩孔：?22mm

拉花键孔(6-?25H7*?22H12*6H9)

4、铣18H11槽

由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-41查得粗铣后半

精铣宽度余量Z=3mm粗铣后公差为+0.18～+0.27半精铣后公差为+0.11(IT11)

(五)确定切削用量及基本工时

工序一：铸造毛坯

工序二：粗、半精铣左端面75×40面即C面。

一、 粗铣面75×40面

1、 背吃刀量的确定

因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。

2、 进给量的确定。

选用硬质合金端铣刀刀具材料为YG6铣刀直径为8mm齿数为10，选用X5032，立式升降台铣床，功率为

7.5KW。由《实用机械加工工艺手册》表11-92可查得每齿进给量fz=0.14～0.24mm取fz=0.2mm/z

3、 铣削速度的确定。

由《实用机械加工工艺手册》表11-94可查得灰铸铁的硬度为150～225HBS，查得Vc=60~10m/min。则主轴转速为n=1000Vc/?D=238.8～437.9r/min 。Vf=fzZn=477.6～875.6r/mm。故取n=300r/min ，Vf=480mm/min。 切削工时：

由《切削用量简明手册》表3.26可查得入切量及超切量Y+?=12mm。故

t=L?Y??

Vf

480 =75?12

=0.18mim。

二、 精铣75×40面

1、 背吃刀量的确定

由《实用机械加工工艺手册》表6-30查得半精铣的铣削用量为1mm ，即ap=1mm。

2、 进给量的确定

选用与粗铣刀同样的刀具与机床，由《实用机械加工工艺手册》表11-92要求表面粗糙度为3.2查得每转进给量为0.5～1.0故取0.5mm/r

3、 铣削速度的确定

由《实用机械加工工艺手册》查得铣削速度为60～110m/min则机床主轴转速n=1000Vc/?D=238.8~437.9r/mim取n=300r/min，则Vf=150mm/min。

4、 计算切削工时

由《切削用量简明手册》表3.26查得入切量和超切量Y+?=12mm。则

t=

=

L?Y??Vf80?12150

=0.61mim

工序三 钻Φ22花键底孔，扩花键底孔Φ22倒2×75倒角

1、 钻Φ20的孔。

1) 决定进给量

由《切削用量简明手册》表2.7选择高速钢麻花钻头

其直径do=20mm。

铸铁的硬度大于200HBS查得进给量o

f=0.43~0.53mm/r由于Yd=80/20=4查得修正系数

Ktf=0.95则f=0.41～0.50mm/r。

由《切削用量简明手册》表2.8可查得钻头强度允许

的进给量为f=1.75mm/r。

由《切削用量简明手册》表2.9可知机床进给机构强

度所允许的钻削进给量。

选用Z525钻床由表2.35查得进给机构允许的最大抗

力Fmax=8830N，do?20.5，查f=0.93mm/s，故取f

=0.48由《切削用量简明手册》表2.19查得高速钢

钻头钻孔的轴向力F=5510N小于Fmax，故可用。

2) 确定钻头的磨钝标准及寿命。

由《切削用量简明手册》表2.12查的钻头后刀面最

大磨损量取0.6mm，寿命为T=15mim。

3) 确定切削速度

n?

100v0

?do

?

100*0183.14*20

=286.6r/min

由《切削用量简明手册》表2.35取n=272r/min则实际切削速度

Vc=?Dn=272

1000

*20*3.141000

=17.1 m/min。

4)检验机床扭矩及功率

由《切削用量简明手册》表2.20可查得f?0.5 mm/r时，Mc=76.81Nm。当nc=272r/min时由《切削用量简明手册》表2.35可查得Mm=144.2Nm。

由《切削用量简明手册》表2.23查得Pc=1.1 kw。Pe=2.6×0.81=7.76 kw。

因为Mc?Mm，Pc?Pe，故所选切削用量可用。 f=0.48mm/r ，n=nc=272r/min。Vc=17m/min。 计算基本工时： tm=

Lnf

由《切削用量简明手册》表2.29查得入切量与超切量分别为10mm和10mm。故： tm=二、扩?20孔。

1、确定背吃刀量

Lnf

=

80?10272*0.48

=0.69 mim。

由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为2mm。 2、确定进给量

由《切削用量简明手册》查的f=0.6～0.7mm/r。根据机床说明书取

第一文库网

f=0.62mm/r

3、计算切削速度

1?1??1?1

V??~?Vn??~?*17.1

3?3??2?2

=5.7～8.5 m/min 由此可知主轴的的转速为： n=82.5r/min

根据机床说明书取n=140r/min，则实际切削速度

v=

4、计算切削工时

由《切削用量简明手册》表2.5可查得Kv=30～60，取Kv=45。

由《机械加工工艺手册》表3.5.1查得tm=

L?L1?L2

fn

140?V1000

=9.67 m/min

，式

中各参数：L=80mm，L1=1.707～2.107，取L1=2mm。 故

tm=0.8min

工序四 拉花键孔

由《机械加工工艺手册》表4.1-42拉刀的齿开量查得矩形花键拉刀，工件材料铸铁的齿开量为0.04～0.1mm，取齿开量为

0.06mm。拉削速度由《机械加工工艺手册》表4.1-65查得表面粗糙度要切Ra=1.25～2.5，拉削速度为?级的花键拉削速度为

Vc=4.5～3.5 m/min 取Vc=3 m/min 拉削级别由《机械加工工艺手册》表4.1-66查得。 拉削加工工时 t=

ZbL?k1000vfzz

2

式中Zb为单面余量Zb =25?22=1.5 mm

L为拉削表明长度 L=80 mm

?

为拉削系数，取?=1.2

K 考虑机床返回行程系数取 k=1.4 v为拉削速度 fz为拉刀单面齿开量

z为拉刀同时工作齿数z=L/P P为拉刀齿距 P=(1.25~1.5)

=1.35

=12 mm 所以拉刀同时工作齿数为 z=L/P=80/12?7 所以 t=

1.5*80*1.2*1.41000*3*0.06*7

=0.16 min 工序五 粗、精铣80×30面 一、粗铣80×30面

1、加工余量的确定

由前面可知粗加工加工余量为2 mm，加工余量较小故采用一次切削故ap=2 mm。 2、切削用量的确定

由《机械加工工艺手册》表2.1-20选择高速钢立铣刀，铣刀直径为16 mm齿数为3。

由《机械加工工艺手册》表2.1-96查得加工材料为灰铸铁，铣削宽度为aw=do/4，铣刀的铣削速度为v=18.29m/min，每齿进给量为0.063～0.102 mm/z 则主轴转速为 n=

1000v

?nD

=358.3~577.2 r/min

fzzn

取n=460r/min，由此可得Vf=

=0.09×3×460

=124.2 mm/min 3、铣削加工工时的计算

由《机械加工工艺手册》表2.1-94可查得 t= 式中

i为次给次数i=d

30

o

Lw?l1?l2

vf

i

?

8

4

l=0.5do+(0.5～1.0)=9 mm

1

则

l2=1～2 mm取l2=2 mm

t=80?9?2=5.86 min

124.2

精铣 80×30面

1、加工背吃刀量ap的确定

由前面可知道精铣的加工余量为1 mm，故ap=1 mm 2、进给量的确定

由《精铣加工工艺手册》表2.1-72查得高速钢立铣刀直径为16 mm，选用与粗铣时同一铣刀和机床。

铣削宽度为aw=3 mm是的每齿进给量为0.08～0.05 mm/z，因为表精度要求较高故fz=0.06 mm/z 3、切削用量的确定

由《机械加工工艺手册》表2.1-75查得铣刀磨钝标准查得后刀面最大磨损限度为0.2～0.25 mm。

由《机械加工工艺手册》表2.1-76限度寿命查得限度寿命T=60min。由《机械加工工艺手册》表2.1-92查得Vc=22 m/min，则铣床的主轴转速：

n=n?取n=460 r/min。 则Vf=fz*z*n=0.06*3*460 =82.8 mm/min 4、计算铣削加工工时

由上面可知

1000v

?do

=437.9 r/min

t=式中

Lw?l1?l2

vf

i

lw、l1、l2与上述所相同。

i=30/3=10 将各参数代入上式可得： t=80?9?2×10

82.8

=11 min 工序六 钻两M8底孔及攻螺纹 1、选择切削用量

选择高速钢直柄麻花钻直径为Φ7，钻头形状为双锥修磨横刃。由《切削用量简明手册》表2.7查得进给量f=0.36～0.44mm/r，由《切削用量简明手册》表2.83和钻头允许的进给量确定进给量f=0.86mm/r。由《切削用量简明手册》表2.9机床进给机构所允许的钻削进给量查得f=1.6mm/r。故由Z525型立式钻创说明书取f=0.36mm/r。 2、确定钻头磨钝标准及寿命

由《切削用量简明手册》表2.12查得磨钝标准为0.5～0.8寿命为T=35min。 3、确定切削速度

由《切削用量简明手册》表2.15查得切削速度为V=18m/min。则主轴转速为

n=1000v=818.9 r/min。

?D

由Z525钻床说明书由就近原则取n=680 r/min。故实际切削速度为v=14.9 m/min 4、校核机床扭矩及功率

由《切削用量简明手册》表2.20查得

Ff?CFdo

ZF

f

yF

kF

Mc Pc

F

F

F

?CMdo

?McVc30d

ZM

f

yM

KM

M

M

M

C=420, Z=1 y=0.8，C=0.206, Z2.0, y=0.8 F=420×72×0.360.8×1

f

=1298.3 N

Mc=0.206×7×0.36×1=4.5 Nm Pc=

415*14.930*7

2

0.8

=0.32 KW

根据Z525机床说明书可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数，故机床符合要求。 5、计算钻削加工工时

由《切削用量简明手册》表2.29查得入切量和超切量y+?的值为6 mm。故 t=L?

y??nf

=

10?60.36*680

=0.07 min

因为表面存在俩加工孔故加工工时为T=2t=0.14 min。

二、攻M8螺纹

由《机械加工工艺手册》表7.2-4选用M8细柄机用丝锥，在普通钻床上攻丝。

由《机械加工工艺手册》表7.2-13在普通钻床上攻丝切削速度表查得Vc=11～12 m/min。故钻床主轴的转速为： 我n=1000Vc=437.9 ～477.7 r/min

?D

由Z525的说明书的参数可取n=392 r/min。故实际切削速度为

Vc=9.8 mm/min 攻螺纹机动实际的计算 我tm=

l1?l???11?

??? ??p?nn1?

其中：l：工件螺纹的长度l=10 mm。 l：丝锥切削长度l=22 mm。

1

1

?：攻螺纹是的超切量?=(2～3)P取?=3。 n：攻螺纹是的转速n=392 r/min。 n：丝锥退出时的转速n=680 r/min。

1

1

P:螺距。 工序七 铣18H11的槽 一、粗铣18H11槽

1、选择与加工80×30平面同一规格的铣刀，同一铣床。 因为槽深为35 mm 故铣18H11槽时底边留有5 mm的加工余量，精铣以达到图纸所规定的表面粗糙度的要求故ap=30 mm

2、切削用量的确定

由《机械加工工艺手册》表2.1-96查得切削速度为 V=18～29 m/min

每齿进给量为fz=0.063～0.102 mm/z取fz=0.09 mm/z。则铣床主轴转速为

n=1000V=358.3～577.2 r/min

?D

根据机床说明书可取n=460 r/min。则实际转速为 Vf=fznz=0.09×3×460 =124.2 mm/min 3、切削加工工时

由《机械加工工艺手册》表2.1-99查得 t

?m

lw?l1?l2

Vf40?9?2124.2

i

=

=0.82 min 二、半精铣18H11槽

1、选取与粗铣18H11槽同一规格的铣刀，背吃刀量ap=5 mm。 2、确定进给量

由《机械加工工艺手册》表2.1-72查得每齿进给量为fz=0.05～0.08 mm/z取fz=0.06 mm/z。

由《机械加工工艺手册》表2.1-75查得后刀面最大磨损限度为0.22～0.25 mm。由表2.1-76查得铣刀寿命为T=60 min 3、切削用量的确定

由《机械加工工艺手册》表2.1-92查得V=22 m/min，则主轴转速

n=1000V=437.9 r/min

?D

根据机床的说明书确定主轴转速为n=460 r/min。 则Vf=fznz=82.8 mm/min 4、计算切削工时

由《机械加工工艺手册》表2.1-99查得 t

?m

lw?l1?l2

Vf40?9?282.8

i *2

?

=1.2 min

三、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经分析决定设计第七道工序铣18H11槽的铣床专用夹具。

一、 问题的提出

本夹具用来铣18H11槽，该槽相对于花键孔中心有一定的技术要求。因此在本道工序加工时，在考虑零件的技术要求的前提下降低劳动强度提高劳动生产率。 二、 夹具设计

1、定位基准的选择

由零件图知，18H11槽的两边相对于花键孔中心线有垂直度要求，其设计基准是花键孔中心线，为了使定位误差为零，故选择以花键孔中心线为主要定位基准，所以由定位其准不重合引起的误差为零。

2、.夹紧机构

根据零件的定位方案、加工方法、生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用螺旋夹紧机构，通过拧紧夹紧螺母7使工件夹紧，有效提高了工作效率。手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。

3.对刀装置

采用直角对刀块对刀，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀(与塞尺配合使用)

4.夹具与机床连接元件

夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。

5.使用说明

安装工件时，先将工件花键孔装入定位心轴，安装开口垫圈，用夹紧螺母拧紧，夹紧工件。

6. 结构特点

该夹具结构简单，操作方便，容易铸成，加工定位方便。

参考文献：

1、艾兴 肖诗纲 《切削用量简明手册》 机械工业出版社

2、王光斗 王春福 《机床夹具设计手册》 上海科学技术出版社

3、孟宪栋 刘彤安 《机床夹具图册》 机械工业出版社

4、冯道 《机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册》 机械工业出版社

CA6140 篇3

【关键词】 车床主轴；一体化教学；理论性；实践性

前言：车床主轴拆装课程是一门理论知识和实践紧密结合的课程，它的教学目的是培养学生动手能力、创造能力；是学生对《机械制图》、《机械基础》、《机械工艺》的完全认知需要通过机械拆装实践课程来检验和加强。因此，在教学课程中应用一体化教学模式是十分必要的。

随着职业教育步伐的加快，企业用人要求的提高，职业教育必须转变单一培养技能型员工的教学宗旨，重在培养具有基本专业理论知识和熟练操作技能，适应生产、管理等综合素质的应用性、技能性人才。由于师资力量和教学设施等软硬件因素的影响，传统的理论、实习课分开由老师授课，分时段听课的教学安排不仅让授课老师感到讲课难度越来越大，而且更是让从未接触过机械类设备的学生无所适从，使教学陷入困境。

因此，改变理论教学与实习教学分别进行、各自为政、互不干涉的教学模式，提高学生的学习兴趣，必须从感性认识出发，结合理论教学，开展双向式、互补型的一体化教学。

一、一体化教学的特点

所谓一体化教学，就是为了使理论与实践更好的衔接，将理论教学与生产实习交叉进行的一种教学模式。其内涵主要是打破传统的学科体系和教学模式，根据职业教育培养目标的要求重新整合教学资源，体现以能力教育为主的特点。

一体化教学与传统教学相比优点：1、减少学科重叠，为学生提供充裕的实践时间；2、变被动教学为主动求学，激发学生自主学习热情；3、理论与实践的关系从指导型变为交叉互补型，由灌输式教学转变为消化式吸收；4、提高授课教师的专业能力，拓宽知识结构。由此可见，一体化教学的特点是：1、教师一体化：专业理论教师与实习教师构成一体；2、教材一体化：理论课教材与实习课教材构成一体；3、教学场地一体化：理论教室和实习车间构成一体。

二、一体化教学的必备条件

1、师资培训：作为一体化授课主体的教师必须能完整把握理论与实践教学的全过程，必须具备把理论教学有效融入实践教学的综合授课能力。一方面教师要加强对自身业务能力的培养，钻研业务知识；另一方面学校要为教师提供提高素质的平台，加强理论教师与实习指导教师的业务交流，组织教师参加先进的教学培训，掌握前沿授课知识。使“双师型”师资力量成为教学的主流。

2、整和教材：将理论教材与实习教材整和。根据教学需要，将实习授课中用到的理论知识揉和在操作过程中进行讲解，

3、教学设施：要实施一体化教学，就必须有满足教学需要的教学设施，它包括教室空间的大小、教学模型、教学必备挂图等。积极创造条件配备电教设施，使用计算机制作的课件协助教学，让教学更直观、生动，用先进的教学模式推动教学工作向前发展。

三、对CA6140车床主轴拆装一体化的教学思路与五步教学

一体化教学的根本目的是实现理论教学与生产实践的紧密结合，因此理论联系实际、实践带动理论的交互式教学必须成为贯穿整个教学过程的教学思路：

第一、演示：演示的目的是完整的对主轴进行拆装试

验，在演示过程中，要求学生带着问题认真观察教师在拆装过程中使用的工具、拆装的顺序。教师在演示时简要讲解主轴结构、各部件作用及传动原理，常用拆装工具的使用方法，以及零部件拆装操作方法。

演示过程需讲解的问题：

1、解释CA6140机床主轴的结构。

2、要合理地选用并熟练规范地使用拆装工具。

3、拆卸零部件要顺序排列，细小件安放要求。

4、轴类配合件要按原顺序装回轴上，细长轴要悬挂放置。

5、熟练地对CA6140机床主轴进行拆装与检测。

6、认真分析、解决拆装中可能出现的技术问题。

第二、理论讲解：在进行理论教学时，要坚决改变过去那种“我讲你听”满堂灌的填鸭式教学方法，采用“互动式”、“启发式”教学方法，培养学生的思维能力。教师要调整自己的教学行为，把学习的主动权交给学生，让学生产生积极的心理状态和学习行为，真正成为学习的主人。当务之急，必须打破“问题—解答—结论”的封闭式教学，构建“问题—探究—解答—结论—问题—探究……”的开放式教学模式。

例如，在介绍轴的有关知识时，先组织学生观看主轴箱里的轴的功能、联接方式等，然后再讲解轴的相关知识，最后通过拆装了解、加深轴类零件的功能、联接方式及相配套的一些零件知识，如：轴承、键、滑动齿轮、箱体等，同时一边拆装，一边讲解这些零件的特点，安装要求，轴的结构设计等知识，最后由学生先归纳所学的知识，教师再进行总结。改变以往学生对这部分掌握不透的现象，以达到较好的教学效果。

1、分项导入，整体讲解：在对装配图进行讲解时，同学们对密密麻麻的线条和组合在一起的零件感到无所适从。笔者首先利用电教课件，详细讲解了螺纹及螺纹紧固件、键联接与销联接、滚动轴承、弹簧、齿轮这些具有代表性的零部件联接图的画法。电教课件生动活泼的演示，把立体图和三视图相结合进行对比绘制，强烈的刺激了学生的感观，把平时视为畏途的联接件画法当成了一种兴趣，激发了学生看图的信心和绘图的热情。在此基础上，要求学生根据拆装下来的部分零部件联接实物测绘后画出装配图，考察学生的观察能力和绘图能力，通过检验，85％的同学都能完全掌握。

2、实践操作，理论渗透。重点介绍车床主轴箱的结构及传动系统；在授课时结合拆卸、维修、重装整个过程给学生授课。使学生充分了解了其结构特点，拆开主轴变速箱的箱盖，变速箱的结构一目了然，扳动操纵手柄，滑移齿轮啮合变速也都看得一清二楚，至此，车床主运动传动链也就全部弄清楚了。然后又拆开进给箱，讲授进给传动链，通过实地操纵，弄清各种进给量的变换、传动路线。学生很轻松地就掌握了车床的传动系统。

最后总装时，结合装配工作给学生讲授车床主轴的总装配工艺，在整个总装过程中，主轴的精度、双向式摩擦片的间隙及开口螺母的调整是难点，这几个部件相互联系又相互制约，安装检验难度也大。在课堂上用挂图讲解学生不易理解，然而通过一边讲解一边拆装的实地操作，学生像参观似地接受知识，使难点迎刃而解。

3、提问质疑，步步紧逼：思考源于疑问，疑问能激起学生的认识冲突，引导学生打开思维的闸门，主动寻求答案。可见，提问设疑对提高学生的思维能力是一种极为重要的途径和方式。例如：主轴上有几个轴承？各叫什么？主轴与轴承是什么配合关系？主轴和轴承座是什么配合关系？应怎样从主轴箱取出主轴？主轴上前、后轴承名称各是什么？都承受怎样的力？拆卸后的零件应该如何清理、清洗和放置？轴承用什么润滑油？轴承与轴装配时用什么润滑油？为什么？轴承与轴装配时用什么工具？如何操作？轴承与轴承座装配时用什么工具等等，通过提出各种具有实践性的问题达到强化学生思维、调动学生思维、培养创新思维、培养愉快思维德目的，能运用专业术语描述CA6140车床主轴工作现象，以推动教学。

第三、实践：俗话说“眼过千遍不如手过一遍。”通过对机械拆装原理的系统讲解和完整演示，同学们在生动活泼的教学过程中掌握了基础知识，并通过观察在脑海里建立了有关机械拆装的结构体系。那么，实践的过程既是加深理解的过程，又是达到熟练掌握得教学目的的过程。

笔者把同学们分成几组进行主轴拆装，要求同学们能与本组人员沟通，确定拆卸、装配的工艺过程。能在沟通的基础上，做拆卸、装配前的准备。如下：

1、确定工具和量具。

2.画出轴承检测的示意图，并简述测量过程。

3.记录轴承游隙、径向跳动的误差值并判断是否合格。

4．画出主轴检测的示意图，并简述测量过程。

5．轴颈损坏如何修复？请写出工艺步骤。

第四：评析：实践结束后，笔者要求每组同学进行讨论，能简单写出本次工作总结的提纲、组成要素及格式要求，通过争论达到解决问题和巩固知识的目的。然后每组由组长进行总结性发言，总结本组拆装的过程中存在的问题并提出解决方法，认为本次学习任务中做得最好的一项或几项内容。最后由笔者对普遍性问题进行综合评价，找出解决问题的最佳方案。

第五：再实践：修正第一次实践中存在的错误认识和错误操作方法，学生各组自评检验过程参与程度，小组互评学员参与表现并打分。各组代表做课题总结汇报，从而巩固所学知识，达到熟练操作的目的。

第六：结论

理论与实践相结合的一体化教学模式符合现代教学要求，也符合学生的认识规律。一体化教学的实践证明：它有利于激发学生的学习积极性，培养学生的综合能力和创新能力。通过理论与实践的完美结合，突出了操作训练，又使学生学到了扎实的理论知识，能够充分发挥学生的主体作用，转变了传统的以教师、书本为中心的教育思想。

CA6140 篇4

一、照明电路故障

1.故障描述:

现有一台CA6140卧式车床, 在车削工件端面时, 照明灯突然熄灭, 扳动照明开关无效, 初步检查发现:车床的电源指示灯正常, 主轴电动机、冷却泵电动机、刀架快速移动电动机都能够正常工作。

2.检修程序:

根据故障描述, 结合该车床的电气原理图和电气接线图, 可参考图1所示的步骤检修。

二、刀架快速移动电动机电路故障

1.故障描述:

现有一台CA6140卧式车床, 在车削工件外圆时, 刀架不能快速移动, 初步检查发现:照明灯、电源指示灯正常;主轴电动机和冷却泵电动机正常。

2.检修程序:

根据故障描述, 结合该车床的电气原理图和电气接线图, 可参考图2所示的步骤检修。

三、主轴电动机电路故障

1.故障描述:

现有一台CA6140卧式车床, 在准备加工螺杆时, 主轴不能转动, 初步检查发现主轴电动机不能启动, 但电源指示灯和照明灯正常。

2.检修程序:

CA6140 篇5

一、实训目的

1.学会分析主轴箱的结构及传动原理，能绘制传动系统图； 2.熟悉主轴箱拆装方案和编写拆装工艺过程； 3.掌握完成零部件的测量、绘制各零件图； 4.掌握拆装设备和工具正确使用；

5.掌握拆装方法，对主轴箱机构进行正确的拆卸和装配； 6.正确选择和规范使用拆装用机械设备及工具； 7.熟悉执行拆装安全操作规程。二、设备和工具

设备：机床主轴箱

工具：游标卡尺、内卡钳、外卡钳、活扳手、百分表、钢尺等

三、实验内容及结果

1.指导教师结合C6140车床、介绍机床的用途、布局、各操纵手柄的作用及操作方法。然后开车、空载运转。以观察机床各部件运动。

C6140型卧式车床的工艺范围很广，可加工各种轴类、套同类盘类零件上的回转表面；车削断面及各种常用螺纹。C6140机床的加工独享主要是轴类零件和直径不大的盘类零件，故采用卧式布局，为了适应工人用右手操作的习惯和便于观察、测量，主轴箱布置在左端。

2．揭开主轴箱盖，根据机床传动系统图和主轴箱展开图、看清各档传动路线及传动件的构造。

首先，我们温习了课堂了解的卧式车床的传动原理图，如图1-1，此图是进行运动分析的基础，然后了解卧式车床的传动框图（图1-2），它进一步体现了车床的各种传动关系和运动。

图1-1 卧式车床的传动原理图

根据传动原理图可以看到，有两个运动，主轴的旋转B和车刀的纵向运移动A联系这两个运动的传动链4—5—uf—6—7 是符合运动内部的传动链，所以是内联系传动链，传动链1—2—uv—3—4 是外传动链与动力源相联系。

图1-2卧式车床传动框图

根据传动框图，我们在老师的引导下，观察了各部件的运动情况。然后绘制出了从电动机到主轴的一条传动路线图，如图1-3。

图1-3 经过观察分析，主运动传动链是把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。得出车床主传动链的传动路线表达式为：

39584136M1(左)53 13030电机（7.5kw,1450 r/min)ⅠⅡⅢ2304150M1(右)50Ⅶ3422

5834302020 808026ⅣⅤM2(合)505058 Ⅵ（主轴）51506350

车削米制螺纹的主轴到丝杠的传动路线表达式为：

33（右螺纹）58631002533主轴ⅥⅨⅩⅩⅢⅩⅣ 3325581007536（左螺纹）3325

u基ⅩⅤ3625ⅩⅥu倍ⅩⅧM（啮合）ⅩⅨ（丝杠）刀架52536

四、机床拆装习题：

1)说出车床主要部分名称及用途（6部分）？

2)指出三杠，说明其各自作用？ 3)拆装机床时应注意哪些事项？

4）拆装时所使用的工具有哪些？（不少于六种）

5）CA6140型机床主轴转速分为几级？正转、反转各多少级？正转中高速和低速各多少级？

6)三爪自动定心卡盘由哪些部件组成？

1）答：①主轴箱。它固定在机床身的左端，装在主轴箱中的主轴，通过夹盘等家具装夹工件。主轴箱的功用是支撑并传动主轴，使主轴带动工件按照规定的转速旋转。

②床鞍和刀架部件。它位于床身的中部，并可沿床身上的刀架轨道做纵向移动。刀架部件位于床鞍上，其功能是装夹车刀，并使车刀做纵向、横向或斜向运动。

③尾座。它位于床身的尾座轨道上，并可沿导轨纵向调整位置。尾座的功能是用后顶尖支撑工件。在尾座上还可以安装钻头等加工刀具，以进行孔加工。

④进给箱。它固定在床身的左前侧、主轴箱的底部。其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。

⑤溜板箱。它固定在刀架部件的底部，可带动刀架一起做纵向、横向进给、快速移动或螺纹加工。在溜板箱上装有各种操作手柄及按钮，工作时工人可以方便地操作机床。

⑥床身。床身固定在左床腿和右床腿上。床身是机床的基本支撑件。在床身上安装着机床的各个主要部件，工作时床身使它们保持准确的相对位置。[

2）答：光杠、丝杠和控制杠。其中光杠和丝杠是将运动由进给箱传到溜板箱的中间传动元件。光杠用于一般车削，丝杠用于车螺纹。

3）答：①拆装时的顺序：拆卸时应按照由外向内，由上向下；装配时应按照由内向外，由下向上。

②扳手使用时的注意事项。③轴的正确拆卸及安装。④齿轮、带轮拆卸及安装。⑤轴承安装及拆卸。

4）答：内六角扳手、活扳手、死扳手、螺丝刀、铜棒、钳子、拉马。5）答：36级，正转24级，反转12级。正转中高速为6级，低速为18级。

6）答：定位螺钉、紧固螺钉、小锥齿轮、大锥齿轮、卡盘。

五、实训心得体会：

此次实训中，指导教师结合机床实体向我们讲解某些机床（CA6140卧式车床、立式及卧式铣床、摇臂钻床、剃齿机、插齿机、滚齿机、牛头刨床等）的功能用途及简单操作方法。通过教师讲解加深了对课堂教学内容的更深层次的理解，掌握了一些典型机床的系统结构和工作原理。

CA6140 篇6

关键词：普通车床,数控,改造,质量

1 总体方案设计

对CA6140普通车床采用CSK928-TC系统, 主轴电机采用功率为5.5KW的变频电机, 变频器采用运用台湾技术的台达VFD0A43B型变频器, 无极变速在主轴传动中可以直接实现;为了实现自动换刀控制技术, 配置4工位电动刀架, 混合式步进电机驱动布置在纵向和横向上, 外形美观大方, 操作简便。

半闭环伺服系统技术运用在进给传动中。检测信号被系统的检测元件从传动链的中间部位取得。检测元件通常被布置在滚珠丝杠驱动端或伺服电动机后端。由于位置反馈信号不包括工作台及滚珠丝杠—螺母副等执行部件误差因素影响, 能获得比闭环伺服系统稳定性好的控制特性。当采用高分辨率的检测元件, 且半闭环外的传动部件又有足够高的工作精度时, 即使在半闭环数控机床上也可以获得较满意的精度和运动速度。进给箱变为纵向步进电机支撑箱, 重新设计制造;两台步进电机支撑件、连接件, 电动刀架连接件、电气柜、防护罩等主要件需设计制造;各主要部件需装配、安装与调整。

2 纵向进给系统的组成与设计

由《机械工程手册》可知:

切削功率:Pm

式中, Fc——切削力 (N)

Vc——切削速度 (m/s)

主传动电机功率PE:

车削时总切削力可以分解为:切削力Fc、进给力Ff、背向力Fp。

切削力Fc:

进给力Ff:

背向力Fp:

式中:ap——背吃刀量 (mm)

F——进给量 (mm/r)

Vc——切削速度 (m/min)

根据厂家提供的CA6140的相关技术参数, 进行设计计算, 然后以45钢为材料, 进行加工。加工零件的最大直径为390mm, 主轴最大转速为1500r/min。

3 步进电机的选择与计算

步进电动机是一种能将电脉冲信号转化机械的角位移的控制电动机。在数控机床上, 步进电动机驱动滚珠丝杠转动, 从而带动工作台移动。根据设计参数, 初选Z向步进电动机为:永磁感应式步进电动机, 型号为110BYG350C, 其主要参数如下:

步距角:α=0.6°/step

静转矩:Tf=16N·m

线电阻:1.5W

线电感:20Mh

重量:G=10.7kg

最大空载转速:1200r/min

以下进行设计计算或验算

1) 脉冲当量δp

由传动比计算公式, 有

式中, δp——脉冲当量, α——步进电机的步距角, Ph——滚珠丝杠的导程。

由于滚珠丝杠和本系统的X向步进电机采用的是直接连接方式, 因此i=1。

2) 转动惯量计算

由工作台折算到改造后的电机轴上的转动惯量J1:

式中m是工作台的质量

丝杠的转动惯量Js:

式中, d——丝杠的直径, d=20mm

L1——丝杠两固定端的间距, L1=600mm

m——丝杠的质量, m=ρlπd2/4, ρ=7.8×10-6Kg/mm3

所以:

负载转动惯量Jl:

电机转动惯量JM, 查厂家提供的参数可以得到, JM=840Kg·mm2。因此Jl

即Z向总的负载转动惯量Jl与电机本身的转动惯量JM基本相匹配, 但在快速进给时加速能力比较富余。

总的转动惯量:

3) 电动机的最高转速nzmax计算

根据设计, X轴的最大进给速度为1500mm/min, 可求出X向丝杠的最大转速nxmax, 最大角速度ωmax

查表知, X轴的最大进给速度为1500mm/min, 步进电机110BYG350B, 最高转速nzmax=375r/min, 转矩在M=12N·m~11.6N·m之间, 用插值法计算出此时的转矩T

与对应的步进电机额定转矩12N·m, 偏差为1.67%<5%, 能满足X向丝杠传动最高转速nzmax要求。

4) 最小机械时间常数Tmin

式中:J——总的转动惯量

ωmax——步进电机的最大角速度

Tdmax——电机输出的电磁转矩

电机输出的最大电磁转矩, 在加速和减速过程中, 可以用两倍的额定转矩计算, 即

即X向最小机械时间常数满足要求在1ms~1000ms之间。

5) 步进电机负载转矩T1核算

式中, T1——加到电动机轴上的总负载转矩;

Q——轴向移动工作台时所需的力;

P——丝杠导程;

根据前面的计算可知, Q=2434.99N

即该步进电机负载转矩足够。

经上述计算验证, X向步进电机选为:型号110BY350B, 永磁感应式步进电动机 (三相) , 各项性能指标均符合设计要求。

4 CA6140车床数控化改造的数控装置系统

根据所改造的性能和精度指标来选配数控装置系统。进口数控装置系统常用的有FANUC公司系统、SIEMENS公司系统、MIT-SUBISHI公司系统、A-B公司系统, 这些系统有多个系列, 每个系列有多种可选择的功能, 适用于多种机床使用, 但价格较贵, 而国产数控系统中有中科院的1060型系统, 广州数控设备有限公司的GSK980、GSK928系统等。价格较低, 配置容易安装方便, 性能与精度可以满足一般机械加工的要求, 性价比高。通过对国内生产的经济性数控系统市场的调研, 从价格和性价比综合比较评判, CA6140数控化改造的数控装置系统选择广州数控CSK928TC-1车床数控系统。

5 结语

将CA6140普通车床数控化改造成数控车床, 首先要对改造前的普通车床进行经济性分析, 论证改造的必要性, 然后进行相关的技术可行性研究。将CA6140普通车床作为数控化改造对象, 并进行了技术和理论分析, 改造后的数控车床, 除了可实现斜线、圆弧、螺纹加工、实现自动换刀等功能, 同时大幅度减少了辅助加工时间、降低了对工人技术和操作熟练度的要求, 还留有通信接口, 这样不仅可以离线编程加工, 还可以实现多台车床网络化, 实现高精度、高速自动化加工。

参考文献

[1]金捷, 万胜前.普通机床数控化改造设计[J].机械研究与应用, 2005.

[2]罗永顺, 曽伟民.普通机床数控化改造设计中关键问题的研究[J].机床与液压, 2005.

[3]罗隆满.普通机床数控化改造的刚度要求[J].制造技术与机床, 2003.

CA6140 篇7

机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务[1]。

工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,对中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。

专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计:1)定位装置的设计;2)夹紧装置的设计;3)对刀—引导装置的设计;4)夹具体的设计;5)其他元件及装置的设计[2]。

1 零件分析

CA 6140杠杆的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。

1.1 加工面及基准面的确定

a)加工面

主要加工面确定如下:1)小头钻D 25+00.023以及与此孔相通的D 14阶梯孔、M 8螺纹孔;2)钻D 12.7+00.1锥孔及铣D 12.7+00.1锥孔平台;3)钻2—M 6螺纹孔;4)铣杠杆底面及2—M 6螺纹孔端面。

b)基准面

主要基准面确定如下:1)以d45外圆面为基准的加工表面,这一组加工表面包括:的孔、杠杆下表面;2)以的孔为中心的加工表面,这一组加工表面包括:D 14阶梯孔、M 8螺纹孔、锥孔及锥孔平台、2—M 6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M 8螺纹孔和锥孔平台。

1.2 零件加工工艺

从提高效率和保证精度这两个前提下,并考虑到加工难度及其工作量,特制定如下加工工艺。具体的工艺过程如表1所示。

2 加工工艺孔D 25及其夹具设计

工件材料为HT200铁,硬度200HBS。孔的直径为25mm,公差为H 7,表面粗糙度Ra1.6μm。加工机床为Z535立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔D 22mm,用标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔至D 24.7mm,用标准高速钢扩孔钻;铰孔至D 25mm,用标准高速铰刀。选择各工序切削用量。

a)确定钻削用量

1)确定进给量f根据参考文献[4]机械加工工艺师手册表28-10可查出f表=0.47～0.57mm/r[4],由于孔深度比l/d0=30/22=1.36,klf=0.9,故f表=(0.47～0.57)×0.9=0.42～0.51mm/r。查Z535立式钻床说明书,取f=0.43mm/r。

根据参考文献[4]表28-8,钻头强度所允许是进给量f′>1.75mm/r[4]。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15 690N(由机床说明书查出),根据表28-9,允许的进给量f″>1.8mm/r。

2)确定切削速度v,轴向力F,转矩T及切削功率Pm

由参考文献[4]表28-3,kMv=0.88,klv=0.75[4],故

查Z535机床说明书,取n=195r/min。实际切削速度为:

由表28-5,kMF=kMT=1.06[4],故

同理,可获得扩孔切削用量和铰孔切削用量。根据以上计算,确定各工序切削用量如下:

钻孔:

扩孔:

铰孔:

3 钻M 8螺纹孔夹具设计

3.1 定位基准的选择

在加工M 8螺纹孔工序时,D 25孔和宽度为30mm的下平台已经加工到要求尺寸。因此选用和D 25孔及D 25孔下表面加上宽度为30mm的作为定位基准。选择D 25孔限制了工件的3个自由度,选择D 45外圆面定位时,限制了3个自由度。即一面两销定位[5]。工件以一面两销定位时,夹具上的定位元件是:一面两销。其中一面为D 25孔下表面,两销为短圆柱销和固定挡销。

3.2 定位元件的设计

本工序选用的定位基准为一面两销定位,所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销进行设计。

根据参考文献[5]表2-1-2固定定位销的结构及主要尺寸如图1所示[5]。

主要结构尺寸参数如表2所示。

mm

3.3 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计

工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套(其结构如图2所示)以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求:工艺孔D 25mm分钻、扩、铰三个工步完成加工。钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔D 22mm,用标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔至D 24.7mm,用标准高速钢扩孔钻;铰孔至D 25+00.023mm,用标准高速铰刀[6]。

确定钻套孔径结构尺寸如图2及表3所示。

衬套选用固定衬套其结构如图3所示。

衬套选用固定衬套其结构参数如表4所示。

钻模板选用固定式钻模板,工件以底面及d45外圆面分别靠在夹具支架的定位快及V型块上定位,用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图[7]。

4 结语

专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题,具有一定的应用价值和指导意义[8]。

摘要：设计了CA6140杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具。CA6140杠杆零件的主要加工表面是平面及孔,一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易,因此设计遵循先面后孔的原则,并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆d45外圆面作为粗基准,以D25孔及其下表面作为精基准,先将底面加工出来,然后作为定位基准,再以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床,在夹具方面选用专用夹具,考虑到零件的结构尺寸简单,夹紧方式多采用手动夹紧,夹紧简单,机构设计简单,且能满足实际应用要求。

关键词：杠杆零件,加工工艺,夹具,定位,夹紧

参考文献

[1]李余庆.用CA6140改造数控椎管螺纹车床[J].机械制造,2004,481(42):70-72.

[2]孟少龙.机械加工工艺手册[M].1卷.北京:机械工业出版社,1991.

[3]王亚鹏.CA6140型普通车床的数控化改造[J].科技创新导报,2009,30(49):60-61.

[4]李洪.机械加工工艺师手册[M].北京:机械工业出版社,1990.

[5]贵州工学院机械制造工艺教研室.机床夹具结构图册[M].贵阳:贵州人民出版社,1983.42-50.

[6]马贤智.机械加工余量与公差手册[M].北京:中国标准出版社,1994.

[7]Li Wei,Ren Jia-long,Hang Hua.The design of turn-milling e-quipment based on the CA6140 lathe[J].Machinery Design andManufacture,2008.4(4):3-5.

CA6140 篇8

CA6140普通车床是机械加工业、制造业和煤碳开采与加工以及其它行业等使用和配备的常用机床, 此机床能车削各种常用公制、英制、模数、径节螺纹, 还能进行钻孔、铰孔和拉油槽等;精度高、寿命长;噪声低;主轴通孔直径52mm, 可通过较大直径的棒料。[1]但由于它操作较繁杂, 可靠性差, 难以实现自动化控制。[2]而可编程控制器由于采用现代大规模集成电路技术, 采用严格的生产工艺制造, 内部电路采取了先进的抗干扰技术, 具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。从PLC的机外电路来说, 使用PLC构成控制系统, 和同等规模的继电接触器系统相比, 电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一, 故障也就大大降低。此外, PLC带有硬件故障自我检测功能, 出现故障时可及时发出警报信息, 是面向工矿企业、机械加工企业和制造业的工控设备。它接口容易, 编程语言易于为工程技术人员所接受, 具有广阔的应用、开发、技术改进空间。本文从可编程的理论与实践出发, 结合CA6140普通车床进行PLC技术改进, 以提高其车床的应用技术含量, 实现工业生产自动化。

2、CA6140普通车床的控制技术要求

CA6140普通车床有三台电动机分别是主轴电机、冷却电机和刀架移动电机。其结构电路如图1所示。

主轴电机M1:完成主轴主运动和刀具的纵横进给运动的驱动, 电动机为笼型异步电动机, 采用全压启动方式, 主轴采用机械变速, 正反转采用机械换向机构。

冷却泵电机M2:加工时提供冷却液, 防止刀具和工件的温升过高, 采用启动和连续工作方式。

刀架快速移动电机M3:用于刀架的快速移动, 可随时手动控制启动和停止。

3、PLC控制技术

CA6140车床的的主线路, 电路控制采用继电器实现, 控制要求主轴电机在启动时冷却电机必须先工作。主轴电机在停止时冷却电机必须后停止工作。此控制方案为减少控制对象和控制点接线, 选用三菱FX2N-16MR型号PLC, 它其具有8路开关量输入点和8路继电器型开关量输出点。I/O端分配简单, 主电路仍采用表一的结构不变, 控制逻辑通过PLC程序实现。

3.1 电路控制

PLC I/O端分配, 如下表一所示。

3.2 PLC接线。如图如图2所示。

3.3 PLC梯形图

如图3所示。

4、结语

PLC控制CA6140普通车床, 一方面实现了控制的自动化, 对于优化车床控制, 实现自动化奠定了技术基础, 是一项新的技术改革, 有利于全面推进机械加工业、制造业和煤碳开采与加工机床的技术改进;另一方面, 通过PLC技术改进, 优化线路结构, 减少车床故障, 降低成本, 节省工作操作时间, 大大提高生产效率。

同时, 由于FX2N系列具有 (1) 控制规模:16~256点; (2) 内置8K容量的RAM存储器, 最大可以扩展到16K; (3) CPU运算处理速度0.08μS/基本指令; (4) 在FX2N系列右侧可连接输入输出扩展模块和特殊功能模块; (5) 基本单元内置2轴独立最高20k Hz定位功能 (晶体管输出型) 等特点, 应用前景更加广泛。

参考文献

CA6140 篇9

随着计算机和数字化信息技术的发展,计算机辅助设计技术的快速发展和广泛应用为制造业带来巨大的社会效益和经济效益。该技术是利用计算机来帮助人们设计和计算,是指从最原始的技术要求直到提供加工文件的一种完整的信息加工处理过程。

Solid Works软件是一个基于特征的参数化实体建模设计工具,可十分方便地实现复杂三维零件实体的造型、大型装配体的造型、装配及工程图的生成。该软件改变了CAD/CAM领域传统的集成方式,使不同的应用软件能集成到同一个窗口,共同享用同一数据。它的内容博大精深,涉及平面工程制图、三维造型、反求工程、模拟加工过程等应用领域。本文即基于此软件创建主轴箱零件实体,实现各零部件的虚拟装配以及主传动链的传动。

在Solid Works软件中,通常需要在选定平面上绘制二维几何图形(草图),再对这个草图进行某个特征操作,使之生成三维特征。一般过程为:(1)选定草图平面:即选定绘制二维几何图形的平面。(2)绘制几何体基本形状:用草图工具绘制或编辑几何体,包括各种类型的二维几何元素,如直线、圆弧和矩形等。(3)设定草图几何尺寸和几何关系:即确定草图的定形尺寸和定位尺寸,其中几何尺寸调整几何体的大小;设定几何关系,如水平或垂直等,可以确定几何体的位置及其相互关系,确定草图状态。(4)特征造型:对所建立的草图进行拉伸、旋转、扫描、放样等特征操作,生成基本特征,然后再添加倒角和圆角等辅助特征。

综上所述,三维实体建模设计过程形象而且直观,虚拟装配可以实现设计过程的随时校验,从而避免可能造成的直接经济损失[1]。

2 CA6140主轴箱零件的建模

以CA6140普通车床主轴箱主要零件设计为例,来说明用Solid Works三维建模的一般步骤[2]。

2.1 轴箱内花键轴的设计

2.1.1 零件分析

这个轴上有花键和键槽,花键可以用拉伸凸台的方法得到,键槽可以用拉伸切除得到。其基体是台阶轴,可以用层叠法、旋转法和加工法三种方法中的任意一种方法来生成。

2.1.2 零件建模过程

(1)建立新零件;(2)建立基础特征;(3)绘制花键;(4)绘制键槽;(5)倒角。

2.2 齿轮的设计

齿轮可以通过在某个平面绘制草图,直接拉伸生成,也可以先生成齿轮毛坯,然后在绘制出齿轮齿形,通过“拉伸”和“圆周阵列”来实现。此外,Solid Works还提供了标准零件库Toolbox,包括各类紧固件、齿轮、轴承和凸轮等零件,使得设计更加方便。下面以与上轴配合的齿轮(如图2)为列,来说明用标准零件库生成零件的方法。

2.2.1 激活Solid Works Toolbox

单击菜单“工具”→“插件”,在图3所示的“插件”对话框中的软件产品清单内选择SolidWorks Toolbox和SolidWorks Toolbox Browser。

2.2.2 插入齿轮

2.2.3 编辑齿轮

如图5所示,生成的齿轮并不是花键,我们要对它做一些编辑。选择齿轮的一端面为草图绘制平面,单击“标准视图”下拉菜单中的“正视于”选项,使草图绘制平面与屏幕平行。捕捉已生成的键槽的边线作为草图,并对草图进行圆周阵列,如图6所示。单击“特征”、“拉伸切除”,生成花键结构,完成零件绘制。

2.3 箱体的设计

箱体主要用以支撑和固定轴系零件,以保证传动件的啮合精度。由于箱体零件结构较复杂其造型方法也可能与设计者的读图习惯有关,但在造型过程中应注意一般的造型原则:先面后孔,基准先行;先主后次,先加后减,先粗后细。

首先,绘制箱体的草图,通过拉伸生成初步的箱体,如图7所示。

其次,计算主轴箱中有配合关系的轴系零件的中心距,在相应的箱体面上绘制用于定位轴的孔的草图,通过“拉伸切除”命令生成孔。再对箱体中需要加厚的地方进行加厚,最终完成箱体,如图8所示。

3 CA6140主轴箱装配过程

在装配较复杂的装配体时,应首先对一部分相关的零部件进行装配,形成子装配体,然后再将各子装配体装配到一起,完成总装配。

3.1 分析装配体

主轴箱结构较复杂,应该将各轴、拨叉等分别装配,形成子装配体,然后再将各轴装到箱体中,完成总装配。

3.2 装配过程

Solid Works中自底向上的装配体是通过加入已有的零件来建立的。零件在装配体中以零部件的形式加入,在零部件之间建立配合可以调整它们在装配体中的方向和位置。在Solid Works中装配的一般过程如下[3]:(1)建立一个新装配体:建立装配体的方法和建立零件的方法相同;(2)向装配体中添加第一个零部件:可采用多种方法向装配体中插入零部件,如从打开的零件窗口或从windows资源管理器中拖放到装配体文件中。在装配体中加入第一个零件时,该零件会自动设为固定状态;(3)放置第二个零件:向装配体中加入其他零部件,方法与插入第一个零部件相同,但此时零件默认为浮动状态;(4)零件之间相互配合:用配合使零部件相对其他零部件定位,配合关系限制了零部件的自由度;(5)放置其他零部件并设置配合关系:重复步骤(3)、(4)即可。

以主轴箱中一部件(如图10)的装配为例。

3.2.1 创建子装配体

(1)建立新装配体;(2)插入其他零部件;(3)配合。

完成“同心”配合以后,直接选择花键的侧面和齿轮键槽侧面,自动添加“重合”配合,如图13所示,单击“确定”按钮,完成配合。

另外两个零件的配合方法与上述齿轮的配合相似,不同之处在于制动盘端面要与轴端面重合,如图14所示。

其它子装配体也可以类似地装配起来。

3.2.2 创建总装配体

子装配体创建完成以后,就可以创建总装配体了。跟子装配体的装配过程一样,将所有装配好的子装配体通过一定的约束关系装到箱体中,如图15所示。

4 CA6140主轴箱动画演示

为了能够提供全面的观察功能或者模拟产品动画的运动,就需要有动画功能。Animator是SolidWorks自带的插件之一,能够方便地制作出丰富的产品动画演示效果。下面以CA6140普通车床主轴箱爆炸/解爆动画为例,来说明动画向导的使用过程。

4.1 启用Animator插件

单击菜单“工具”→“插件”,在弹出的插件窗口中选择“Solid Works Animator”,单击“确定”按钮,启动Animator插件,自动添加“Animator”菜单。

4.2 打开已生成爆炸视图的装配体

4.3 生成爆炸动画

单击窗口左下角的“动画”标签,再单击Solid Works Animator工具栏上的动画向导按钮。弹出选择动画类型对话框,在对话框中选择“爆炸”,单击“下一步”按钮。弹出“动画控制选项”对话框,在对话框中设置动画播放“时间长度”为55s,运动的“开始时间”为0s,单击“完成”按钮。

4.4 生成解除爆炸动画

单击Solid Works Animator工具栏上的动画向导按钮。在选择动画类型对话框中选择“解除爆炸”。单击“下一步”按钮,弹出“动画控制选项”对话框,在对话框中设置动画播放“时间长度”为25s,运动的“开始时间”为55s,如图17所示,单击“完成”按钮。这样,在爆炸动画之后就添加了解除爆炸的动画。

4.5 录制和播放动画

动画录制完成以后,通过动画可以直观地反映出装配体内部的结构。

摘要：基于三维设计软件SolidWorks创建了主轴箱零件实体,实现了各零部件的虚拟装配以及主传动链的传动运动,在虚拟装配时,齿轮配合、凸轮配合等不同于标准配合,除了添加必要的配合关系外还要添加辅助草图。

关键词：SolidWorks,CA6140主轴箱,虚拟装配,三维建模

参考文献

[1]JEON J W.Efficient acceleration and deceleration technique forshort distance movement in CNC machine tool[J].ELECTRONICS LETTERS,2000,36(8):58-62.

[2]彭亮,曾德惠,曾晓芳.SolidWorks三维机械设计[M].北京:机械工业出版社,2008.

CA6140 篇10

关键词：CA6140车床,工艺规程,夹具,拨叉

CA6140车床拨叉, 位于车床变速机构中, 起换挡作用, 使主轴回转运动按要求进行工作, 获得所需的速度和扭矩。零件上方的Ø25孔与操纵机构相连, 下方的Ø60孔则用于与所操纵齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速, 铸造出完整的圆加工后切开。

1 零件的工艺分析、规程的设计

材料为HT200, 最低抗拉强度为200 Mpa的灰铸铁。零件在机床运行过程中所受冲击不大, 选择金属模机械砂型铸造毛坯[1,2]。

选取Ø25孔的不加工外轮廓表面作为粗基准。以精加工后的 (钻-扩-铰) Ø25孔的侧面为精基准。

2 确定毛坯余量、尺寸

Ø25 mm孔外端面、Ø60 mm孔外端面、控制槽端面以及32 mm×32 mm螺纹孔端面毛坯余量均采用金属模机械砂型铸造, 公差等级8级。加工余量等级为F, 单边余量Z=2.0 mm。

M22×1.5螺纹孔毛坯为实心, 未铸出孔。

3 机械加工余量、工序、尺寸

第一, 零件外圆为非加工表面, 铸造而成[3]。

第二, Ø25、Ø60端面长度余量均为2.7 mm (均为双边加工) ;粗铣2 mm, 半精铣0.7 mm。

内孔Ø60:已铸成Ø50的孔, 孔长余度为3 mm, 即铸成孔直径为54 mm。钻孔4 mm, 扩孔1.5 mm, 铰孔0.4 mm, 精铰0.1 mm。

Ø25孔:钻孔至Ø23 mm, 余量9 mm, 扩孔1.8 mm, 粗铰孔0.14 mm, 精铰孔0.06 mm。

第三, 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量。

粗铣端面2.1 mm, 半精0.7 mm, 精铣0.2 mm。

4 切削用量

工序1:粗铣Ø25两端面、Ø60孔两端面:工件材料:HT200, σb=200MPa、Hb=200~241 HBS。

机床:XA6131型万能升降台铣床。

切削用量:

第一, 铣削深度。

因为切削量较小, 可以选择ap=1.5 mm, 一次走刀完成加工。

第二, 每齿进给量。

机床功率为10 kw, 选Fz=0.08 mm/z, d0=200mm。

第三, 切削速度Vc。

主轴转速n1=150 r/min, 实际切削速度V=πn1d/1 000=94.2 r/min。工作台每分钟进给量速度为:

Vf=fz×Z×n1=0.18×16×150=432 mm/min, 取Vf=475 mm/min。

工序2:钻-扩-铰Ø25孔:

选用Z550立式钻床。硬质合金锥柄麻花钻。根据《工艺手册》表4.2-14得:

n=1 000Vc/π×d0=276.9 r/min, 取n1=250 r/min, V1=πn1d/1 000=18.1。

工序3:粗、精镗Ø60孔:

选择高速钢镗刀, T68卧式镗床。

粗镗时V=20~35 m/min, f=0.3~1.0 mm/r。

精镗时V=15~30 m/min, f=0.15~0.5 mm/r。

工序4:精铣Ø25孔两端面:

选择X6140卧式铣床, Ap=1.0 mm, f=0.14 mm/z, T=180 min, Vf=6.44 mm/s, tm=5.9 min。

工序5:精铣槽16H11:

机床:X61W型万能铣床。

刀具:错齿三面刃铣刀。

走刀量f=0.67 mm/r, T=150 min。

实际切削速度V=πd/1 000=196.2 m/min, Tm=L/vf=32.77 s。

5 夹具设计

粗铣拨叉脚两端面时, 选取拨叉左端面作为基准。底面再加一块挡板, 这样就把零件定位在夹具上了[4]。设计工序———精铣Ø60H12孔两端面:

第一, 确定每齿进给量fz:

硬质合金铣刀在功率为4.5 kw的x51铣床加工时, 每齿进给量fz=0.14~0.24 mm/z半精铣取较小值, 取fz=0.14 mm/z。

第二, 确定切削速度Vc:

由ap≤4 mm, fz=0.14 mm/z, 得:

Vc=110 mm/z, n=352 mm/z, Vf=394 mm/z。

第三, 切削力及夹紧力计算:水平分力:Fh=1.1 F实≈182.7 N

垂直分力:Fv=0.3 F实≈49.8 N

第四, 心轴取材料Q235, 弯曲应力=M/Wz=2.67158 MPa许用值。

第五, 定位误差分析。左端面是靠着夹具上的, 会产生相应的误差, 应尽量提高垂直面的垂直度, 以减小误差。

6 结论

该夹具在实际应用中, 实现了被加工件的自由度控制以及准确的定位与夹紧;同时解决了精铣叉口端面由于刚度不足而引起的弹性变形问题, 在精铣中也避免了产生的震动, 叉口端面的加工精度满足了加工要求。该夹具装夹工件方便快捷, 能够满足高效率的生产作业, 操作简单, 可以广泛使用。

参考文献

[1]段明扬.现代机械制造工艺设计实训教程[M].桂林:广西师范大学出版社, 2007.

[2]李益明.机械制造工艺设计简明手册[K].北京:机械工业出版社, 1993.

[3]艾兴.切削用量简明手册[K].北京:机械工业出版社, 1994.