车床主轴的功用和结构特点及设计要求
轴类、齿轮、箱体类典型零件的技术要求
轴类、齿轮、箱体类典型零件的技术要求第一篇：轴类、齿轮、箱体类典型零件的技术要求（一）轴类1、轴类零件的功用、结构特点及技术要求轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。
轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。
根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。
轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：(1)尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。
装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6～IT9）。
(2)几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。
对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。
(3)相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。
通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。
普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01～0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001～ 0.005mm。
(4)表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。
2、轴类零件的毛坯和材料(1)轴类零件的毛坯轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。
对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
ca6140型卧式车床主轴的加工工艺过程
车床主轴零件的加工工艺过程〔一〕CA6140型卧式车床主轴的加工主运动为回转运动的各种金属切削机床的主轴，是轴类零件中最有代表性的零件。
主轴上通常有内、外圆柱面和圆锥面，以及螺纹、键槽、花键、横向孔、沟槽、凸缘等不同形式的几何外表。
主轴的精度要求高，加工难度大，假设对主轴加工中一些重要问题〔如基准的选择、工艺道路的拟定等〕能做出正确的分析和解决，那么其他轴类零件的加工就能迎刃而解。
以CA6140型卧式车床主轴为例，分析轴类零件的加工。
如下列图为CA6140车床主轴简图，其材料为45钢。
图 CA6140型卧式车床主轴简图1.主轴的功用及技术要求分析〔1〕支承轴颈主轴的两支承轴颈A，B与相对应的内孔配合，是主轴组件的装配基准，其制造精度将直接影响到主轴组件的旋转精度。
当支承轴颈不同轴时，主轴产生径向圆跳动，影响以后车床使用时工件的加工质量，因此，对支承轴颈提出了很高要求。
尺寸精度按IT5级制造，两支承轴颈的圆度公差0.005㎜，径向圆跳动公差0.005㎜，外表粗糙度Ra值为0.4µm。
〔2〕装夹外表主轴前端锥孔是用于安装顶尖或心轴的莫氏锥孔，其中心线必须与支承轴颈中心线严格同轴，否那么会使工作件产生圆度、同轴度误差，主轴锥孔锥面的接触率要大于75%；锥孔对支撑轴颈A，B的圆跳动允差：近轴端为0.005㎜，距轴端300㎜处为0.01㎜，外表粗糙度Ra值为0.4µm。
主轴前端短圆锥面是安装卡盘的定心外表。
为了保证卡盘的定心精度，短圆锥面必须与支承轴颈同轴，端面必须与主轴回转中心垂直。
短圆锥面对支撑轴颈A，B圆跳动允差为0.008㎜，外表粗糙度Ra值为0.8µm。
〔3〕螺纹外表主轴的螺纹外表用于锁紧螺母的配合。
当螺纹外表中心线与支承轴颈中心线歪斜时，会引起主轴组件上锁紧螺母的端面跳动，导致滚动轴承内圈中心线倾斜，引起主轴径向跳动，因此，加工主轴上的螺纹外表时，必须控制其中心线与支承轴颈中心线的同轴度。
机械装备设计
（一）普通卧式车床主轴部件结构分析：1.主轴头大尾小，轴上零件依次从头向尾安装；2.主轴采用齿轮传动，传动齿轮位于前后支承之间，中间设置辅助支承，。
3.前、后主支承均为圆柱滚子轴承，属于刚度型配置；前,后滚子轴承均采用锁紧螺母预紧；4.前端设置双向推力角接触球轴承，承受双向轴向载荷；5.因圆柱滚子轴承允许轴向窜动，故主轴受热后向后端延伸；结构分析：1.主轴直径头大尾小轴上零件依次从头向尾安装2. 主轴尾部安装卸货皮带轮，传动的径向力直接传递到轴承座；3. 主轴前后支承均为两个同向角接触球轴承，前后支承为背靠背安装，为速度型配置；轴承通过螺母1锁紧；通过调整轴套2与轴承座之间的轴向公差实现预紧。
机械：机构与机器总称。
机构为变换和传递力和运动的可动装置机械制造装备：用于制造机械产品的工具或产品，典型的装备是机床。
机械制造过程：从原材料开始，经过热、冷加工，装配成产品，对产品进行调试和检测、包装和发运的全过程。
机械制造装备的发展趋势:(1)高效、高速、高精度方向发展(2)多功能复合化、柔性自动化（3）绿色制造和可持续发(4）智能化装备（5）北京机床博览会（一）机械制造生产模式的演变:（1）单件小批量，作坊式生产（2）中小批量生产，（3）大批量，流水线生产(4)大批量定制生产，大批量定制是以大批量生产的成本和速度,提供定制的个性化产品和服务的生产模式机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储运输装备和辅助装备四大类。
（1）加工装备：主要指采用机械制造方法制作机械零件的机床。
机床是制造机器的机器，也称工作母机。
包括：金属切削机床、特种加工机床、锻压机床等。
（2）工艺装备：各种刀具、模具、夹具、量具等总称为工艺装备。
它是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段。
（3）仓储运送装备：仓储运输装备包括各级仓储、物料运输、机床上下料、机器人等。
（4）辅助装备：排屑装置、过滤装置、清洗设备等。
金属切削机床：俗称工作母机，是机械制造业的基础装备，性能要求高于其它机械产品。
CA6140车床主轴加工工艺
车床主轴加工工艺1．CA6140车床主轴技术要求及功用图1 CA6140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。
For personal use only in study and research; not for commercial use⑵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0.01 mm；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0.015 mm。
由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。
For personal use only in study and research; not for commercial use⑸螺纹主轴上螺旋面的误差是造成压紧螺母端面跳动的原因之一，所以应控制螺纹的加工精度。
轴类零件加工工艺行业相关
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（2）车床主轴的结构特点
既是阶梯轴，又是空心轴；是长径比小于12的刚性轴。不但传递旋 转运动和扭矩，而且是工件或刀具回转精度的基础。主要加工表面有内外 圆柱面、圆锥面，次要表面有螺纹、花键、沟槽、端面结合孔等。机械加 工工艺主要是车削、磨削，其次是铣削和钻削。 特别值得注意的工艺问题有： 1) 定位基准的选择； 2) 加工顺序的安排； 3) 深孔加工； 4) 热处理变形。
空套齿轮轴颈的技术要求
影响传动的平稳性；可能导致噪声；
有同轴度要求，对支承轴颈的径向圆跳动为0.01~0.015；
尺寸精度要求为IT5~IT6；
螺纹的技术要求
用来固定零件或调整轴承间隙；
螺母的端面圆跳动（应≤0.05）会影响轴承的内环轴线倾斜；
螺母与轴颈的同轴度误差≤0.025；
螺纹精度为6h。
主轴各表面的表面层要求
备料—锻造—正火（退火）—钻中心孔—粗车—调质——半精车、精车—低温时 效—粗磨—氮化处理—次要表面加工—精磨—光磨。 整体淬火轴类零件：
备料—锻造—正火（退火）—钻中心孔—粗车—调质——半精车、精车—次要 表面加工—整体淬火—粗磨—低温时效—精磨。
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2、短轴类零件
（1）定位基准的选择 短轴刚性大，一般以外圆柱面定位，用三爪卡盘夹紧后呈悬伸状切削。 径向力大时，用一端是工件外圆，一端中心孔定位。
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改进的短锥法兰式结构,卡盘用短锥面x(7730)和法兰端面y定位,拨销传递扭矩 优点：卡盘定位精度和连接刚度高，主轴悬伸量小，主轴制动时卡盘不会松脱。 应用：普通车床，六角车床，多刀车床、内圆磨床。 缺点：制造精度要求高。
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（2）铣床主轴轴端
轴类零件加工工艺
1.2 轴类零件加工的主要工艺问题
1.定位基准的选择:(1)用两中心孔定位。轴 类零件最常用两中心孔为定位基准。不 仅符合基准重合的原则，并能够在一次 装夹中加工出全部外圆及有关端面，这 也符合基准统一的原则。粗加工时为了 提高零件的刚度，一般用外圆表面或外 圆表面与中心孔共同作为定位基准。内 孔加工时，也以外圆作为定位基准。 (2)空心轴定位基准的选择。对于空心的轴 类零件，在加工出内孔后，为了使以后 各工序有统一的定位基准，可采用带中 心孔的锥堵或锥堵心轴，如图12-2所示。 (3)中心孔的修整。中心孔在使用过程中会 因磨损和热处理变形而影响轴类零件的 加工精度。1）用硬质合金顶尖修研, 2） 用油石、橡胶砂轮或铸铁顶尖修研, 3） 用中心孔磨床磨削。
轴类零件加工工艺
1．1 概述
1．轴类零件的功用与结构特点:轴类 零件是机械零件中的关键零件之一， 在机器中，它的主要功用是支承传 动零件、传递扭矩、承受载荷，以 及保证装在轴上的零件等有一定的 回转精度。 2．轴类零件的技术要类零件的材料与热处理: 4.轴类零件的毛坯:轴类零件的毛坯常 采用棒料、锻件和铸件等毛坯形式。 一般光轴或外圆直径相差不大的阶 梯轴采用棒料，对外圆直径相差较 大或较重要的轴常采用锻件；对某 些大型的或结构复杂的轴（如曲轴） 可采用铸件。
1.2 轴类零件加工的主要工艺问题(续)
3.其它表面的加工方法:(1)花键的加工,花键按截面形状不同可分为矩形、渐开线形、梯形和 三角形四种，其中矩形花键盘应用最广。 定心方式常见的是以小径定心和大径定心 ，轴 类零件的花键加工常用铣削、滚削和磨削三种方法。(2)螺纹的加工。螺纹是轴类零件的 常见加工表面，其加工方法很多，这里仅介绍车削、铣削、滚压和磨削螺纹的特点。
1.4 轴类零件的检验
ca6140普通车床参数及结构特点【全面解析】
一、CA6140普通车床传动系统分析与结构组成分析1.性能简介CA6140 型普通车床是普通精度级的万能机床,它适用于加工各种轴类,套筒类和盘类零件上的内外回转表面,以及车削端面。
它还能加工各种常用的公制、英制、模数制和径节制螺纹,以及作钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。
其加工范围较广,由于它的结构复杂,而且自动化程度低,所以适用于单件小批生产及修配车间。
2.主要部件图1 CA6140普通车床的结构1.主轴箱(床头箱) 它固定在床身的左端。
在主轴箱中装有主轴,以及使主轴变速和变向的传动齿轮,通过卡盘等夹具装夹工件,使主轴带动工件按需要的转速旋转,实现主运动。
2.刀架它装在刀架导轨上,并可沿刀架导轨作纵向移动,刀架部件由床鞍(大拖板)、横拖板、小拖板和四方刀架等组成。
刀架部件是用于装夹车刀,并使车刀作纵向、横向和斜向的运动。
3.尾架它装在床身右端,可沿尾架导轨作纵向位置的调整,尾架的功能1.是用后顶尖支承工件, 还可安装钻头,铰刀等孔加工工具,以进行孔加工,尾架作适当调整,以实现加工长锥形的工件。
4.进给箱它位于床身的左前侧,进给箱中装有进给运动的变速装置及操纵机构,其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给时的进给量。
它用来传递进给运动，改变进给箱的手柄位置，可得到不同的进给速度，进给箱的运动通过光杠或丝杠传出。
5.溜板箱它位于床身前侧和刀袈部件相连接,它的功能是把进给箱的运动(光杠或丝杠的旋转运动)传递给绐刀架,使刀架实现纵向进给、横纵向进给、快速移动或车螺纹。
6.床身它固定在左右床腿上,它是车床的基本支承元件,是机床各部件的安装基准,是使机床各部件在工作过程中保持准确的相对位置。
7.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.传动系统简介图2 CA6140普通车床的传动系统方框图由图2及图2-1-1可知，电动机经主换向机构、主变速机构带动主轴完成主运动。
CA6140型卧式车床主要部件的结构
CA6140型卧式车床主要部件的结构 1.1 CA6140型卧式车床的主轴箱
主轴箱的功用是支承主轴并传动主轴，并使其实现起动、 停止、变速和换向等。因此，主轴箱中通常包含有传动机构， 主轴部件，起动、停止以及换向装置，制动装置，操纵机构 和润滑装置等。
1.传动机构
图6.6是CA6140车床的主轴箱展开图。 在轴Ⅰ上采用卸荷式带轮，以消除皮带传动的径向力 对轴Ⅰ的影响，减少弯曲变形，提高传动的平稳性，减小 对主传动系统的影响。 传动齿轮和传动轴的连接有三种形式：固定、空套、 滑移。 主轴箱中的传动机构有定比传动机构和变比传动机构。 定比传动机构一般用来传递运动和动力，且采用齿轮传动。
6.6 CA6140
图 型 卧 式 车 床 主 轴 箱 展 开 图
2.主ห้องสมุดไป่ตู้及其轴承 主轴及其轴承是主轴箱最重要的部分。主轴前端可装卡 盘，用于夹持工件，并由其带动旋转。 卧式车床主轴多采用滚动轴承支承，一般为前后二点。
图6.7 CA6140型卧式车床主轴及其轴承
卧式车床的主轴是空心阶梯轴。其内孔用于通过长棒料 以及气动、液压等驱动装置（装在主轴后端）的传动杆，也 用于穿入钢棒卸下顶尖。主轴前端有精密的莫氏锥孔，供安 装顶尖或心轴之用。
图6.13 互锁机构的工作原理图。
3.过载保险装 置
过载保险装置的 作用是防止过载和发 生偶然事故时损坏机 床。卧式机床常用安 全离合器，其结构较 简单，且过载现象消 除后能自动恢复正常 工作。图6.14为 CA6140型卧式车床 溜板箱中采用的安全 离合器。
图6.14 安全离合器工作原理图
1.左半部 2.右半部 3.弹簧
图6.11 CA6140卧式车床进给箱结构图
1.(1)轴类零件概述
1.1轴类零件加工
1.1轴类零件加工
2. CA6140车床主轴技术要求
• 支撑轴颈 • 端部锥孔 • 空套齿轮轴颈 • 螺纹 • 主轴各表面的表面层要求
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1.1轴类零件加工
主轴支承轴颈的技术要求：
– 支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为 0.005mm；
– 支承轴颈采用锥面 (1：12) 结构，接触率≥70%， 可用来调整轴承间隙；
阶梯轴
花键轴 花花键键轴轴
曲轴 曲轴
阶梯轴
花键轴
曲曲轴轴
1.1轴类零件加工
3. 轴类零件的技术要求
• 尺寸精度 ➢一类是支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴， 尺寸精度要求较高，通常为IT5-IT7； ➢另一类为配合轴颈，其精度稍低，常为IT6-IT9。
• 几何形状精度 主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆 度、圆柱度。
序后安排热处理工序。
• 磨削工序：当外圆表面精度较高，粗糙度较小， 及淬火后工件，可用磨削加工。
1.1轴类零件加工
主轴工作表面（锥孔）的技术要求：
– 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0.1 mm；
– 锥面接触率≥70%； – 表面粗糙度Ra为0.4m； – 硬度要求48~52HRC； – 该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴
– 表面粗糙度Ra为0.4m ； – 其他外圆的圆度要求，误差小于50%尺寸公差，
高精度者为5~ห้องสมุดไป่ตู้0%；
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1.1轴类零件加工
– 轴颈与有关表面的同轴度误差应很小； – 支承轴颈是主轴的装配基准，其精度直接影响
车床主轴加工工艺过程说明书
车床主轴加工工艺过程说明书题目：车床主轴加工工艺过程班级学号：指导教师：摘要在机械领域中，车床是应用最广泛为、最为频繁的一种机床，它的应用非常的普遍。
所以它的加工精度就极其的重要，工件能否达到加工要求就取决于车车床本身的精度，而决定车床加工质量的就是它的主轴。
CA6140车床主轴是把旋转运动及扭矩通过主轴端部的夹具传递给工件和刀具，要求有很高的强度及回转精度，其结构为空心阶梯轴，外圆表面有花键、电键等功能槽及螺纹。
故，生产CA6140主轴的工艺以及加工方法，对整个机械加工来说都有着非常重要的作用，本文详细阐述了CA6140主轴的工艺过程、加工余量、切削用量以及生产中所涉及的重要夹具关键词车床；主轴；旋转运动；公差AbstractIn the machine realm, the lather is an application most extensively is,the most multifarious tool machine, especially the CA6140 lathers, its application is very widespread.So it processes accuracy for the very importance, the work piece the accuracy that can attain to process to request and then be decided by the car lather, but decide the CA6140 lathers processing quality is its principal axis.The CA6140 lather principal axis is revolve sport and twist to carry a department through a principal axis of the tongs deliver to have for the work piece and the knife, requesting very high strength and turning round accuracy, its structure is a hollow stairs stalk, outside circle the surface contain the function slots, such as HUA JIAN4 and the electricity key...etc. and thread.Past, produce the craft of the CA6140 principal axises and process a method, process to the whole machine to say that all have a count for much function, this text elaborates the craft processes of the CA6140 principal axises,process amount of remaining andslices to pare dosage and produces in detail medium the important tongs involve。
车床主轴的功用和结构特点及设计要求
动为0.008；
• 粗糙度Ra≤12.5μm ，硬度为HRC45~50。
➢空套齿轮轴颈的技术要求 • 影响传动的平稳性；可能导致噪声； • 有同轴度要求，对支承轴颈的径向圆
跳动为0.01~0.015； • 尺寸精度要求为IT5~IT6；
• 粗、精加工二阶段应分粗、精加工机床进行， 合理利用设备，保护机床。
➢定位基准的选择 • 应使定位基准与装配基准重合； • 一次安装应多加工几个面； • 注意零件的主要精度指标：同轴度、圆
度、径向跳动；
• 主轴的定位过程较复杂：有顶尖、锥堵 、支承表面等作为定位基准。
➢加工顺序的安排和工序的确定
特别值得注意的工艺问题有： 1) 定位基准的选择； 2) 加工顺序的安排； 3) 深孔加工； 4) 热处理变形。
➢ 车床主轴的功用 • 承受扭转力矩； • 承受弯曲力矩； • 保证回转运动精度。
➢ 车床主轴的设计要求 • 扭转和弯曲刚度高； • 回转精度高（径向圆跳动、端面圆跳动、回转轴
线稳定）；
；
• 支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为 0.005mm；
• 其他外圆的圆度要求，误差小于50%尺寸公差， 高精度者为5~10%；
• 轴颈与有关表面的同轴度误差应很小。
➢ 主轴工作表面（锥孔）的技术要求
• 用来安装顶尖或刀具锥柄的；是定心表面；
• 对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接 触精度都要求高；
• 制造精度高： 1) 结构尺寸及动态特性要好； 2) 主轴本身及其轴承精度高； 3) 轴承的结构和润滑； 4) 齿轮的布置； 5) 固定件的平衡等。
➢主轴结构的设计要求： • 1) 合理的结构设计； • 2) 足够的刚度； • 3) 有具有一定的尺寸、形状、位置精度
CA6140普通卧式车床的组成及功能
CA6140普通卧式车床的组成及功能CA6140普通卧式车床的组成及功能（1）主轴箱。
它固定在机床身的左端，装在主轴箱中的主轴（主轴为中空，不仅可以用于更长的棒料的加工及机床线路的铺设还可以增加主轴的刚性），通过夹盘等夹具装夹工件。
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改造条件11 机床基础件有足够的刚性数控机床属于高精度机床,工件移动或刀具移动的位置精度要求很高,必须在0001~001mm之间,高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。
本次用于改造的CA6140车床自购进后一直保养良好,机床基础件刚性满足要求。
12 机床数控改装的总费用合适,经济性好机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。
更换或修理磨损零件,调试大型基础零件,增加新的功能装置,提高机床的精度和性能,另一方面是舍弃原有的一部分进给系统,用新的数控系统和相应的装置来替代。
改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。
若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50% ~60%时,该机床数控改造在经济上适宜。
经过考查,若购买同样配置的车床约需10万元,而我校机床数控改造的总费用为51万元,仅占51%,因此该机床数控改造在经济上是合适的。
车床主轴的工作原理
车床主轴的工作原理
车床主轴是车床的主要工作部件之一，负责带动工件在车床上进行旋转加工。
工作原理如下：
1. 主轴传动原理：车床主轴采用电机驱动，通过传动装置（如皮带、齿轮等）将电机的动力传递给主轴，使之旋转。
传动装置的选择根据主轴的工作要求和车床的设计而定。
2. 主轴支承原理：为了确保主轴能够平稳旋转并承受加工时的轴向和径向力，主轴通常由轴承支承。
轴承通常分为前后两组，分别承受轴向和径向力，以保证主轴旋转平稳、精度稳定。
3. 主轴速度控制原理：主轴的转速可以通过控制电机的转速来实现。
车床上通常配备有变频器或步进电机控制系统，通过调整电机的频率或步进电机的脉冲信号来实现主轴转速的调节。
通过电子控制系统，可以实现主轴转速的精确控制。
4. 刀具夹持原理：主轴上通常配备有刀架或刀塔，用于夹持刀具进行加工。
刀具可以是刀片、钻头、铣刀等。
夹持方式有多种，如机械卡盘、弹簧夹紧装置等，用于保证刀具与主轴的牢固连接，以实现高速、高负荷的加工。
5. 主轴冷却原理：主轴在高速运转时，会产生较多的热量，需要进行散热和冷却。
车床主轴通常配备有冷却系统，通过内部循环冷却润滑液或外部喷水冷却等方式，降低主轴的温度，保持加工的稳定性和精度。
总之，车床主轴通过电机驱动，通过传动装置带动主轴旋转。
轴承支承保证主轴平稳旋转并承受加工力。
转速可通过电机控制实现。
刀具由主轴夹持，进行加工。
同时，主轴还需要进行冷却，以保证加工的稳定性。
车床主轴的工作原理
车床主轴的工作原理
车床主轴是车床的核心组件，它承载着工件的加工。
主轴通常由一根长轴承支撑着，以提供稳定的转动。
主轴的工作原理是通过电机或引擎将能量传递给主轴，使其以高速旋转。
主轴上装有一种夹持装置，用于夹持工件，确保其与主轴保持一致的旋转轴线。
当主轴开始旋转时，车刀也随之开始移动，并以所需的速度和方向进行切削。
主轴通常具有多个速度档位，以满足不同工件的不同加工需求。
可通过换挡装置将主轴从一个档位切换为另一个档位，以改变主轴的转速。
在车床工作过程中，主轴的转速和切削速度是非常重要的参数。
过高的转速或切削速度可能导致工件过热和变形，而过低的转速或切削速度则会影响加工效率和质量。
此外，主轴通常还配备有冷却系统，以在切削过程中冷却工件和刀具，减少摩擦产生的热量，并提高加工效果。
总之，车床主轴的工作原理是通过电机或引擎传递能量，使其旋转并驱动切削工具进行加工。
转速和切削速度对加工效果至关重要，并且通常配备冷却系统以提高加工效率。
车床组成部件及其作用
1．车床组成部件及其作用由床身、床头箱、变速箱、进给箱、光杆、丝杆、溜板箱、刀架、床腿和尾架等部分组成。
1、床身：是车床的基础零件，用来支承和安装车床的各部件，保证其相对位置，如床头箱、进给箱、溜板箱等。
床身具有足够的刚度和强度，床身表面精度很高，以保证各部件之间有正确的相对位置。
床身上有四条平行的导轨，供大拖板（刀架）和尾架相对于床头箱进行正确的移动，为了保持床身表面精度，在操作车床中应注意维护保养。
2、床头箱（主轴箱）：用以支承主轴并使之旋转。
主轴为空心结构。
其前端外锥面安装三爪卡盘等附件来夹持工件，前端内锥面用来安装顶尖，细长孔可穿入长棒料。
C6132 车床主轴箱内只有一级变速，其主轴变速机构安放在远离主轴的单独变速箱中，以减小变速箱中的传动件产生的振动和热量对主轴的影响。
3、变速箱：由电动机带动变速箱内的齿轮轴转动，通过改变变速箱内的齿轮搭配（啮合）位置，得到不同的转速，然后通过皮带轮传动把运动传给主轴。
4、进给箱：又称走刀箱，内装进给运动的变速齿轮，可调整进给量和螺距，并将运动传至光杆或丝杆。
5、光杆、丝杆：将进给箱的运动传给溜板箱。
光杆用于一般车削的自动进给，不能用于车削螺纹。
丝杆用于车削螺纹。
6、溜板箱：又称拖板箱，与刀架相联，是车床进给运动的操纵箱。
它可将光杆传来的旋转运动变为车刀的纵向或横向的直线进给运动；可将丝杆传来的旋转运动，通过"对开螺母"直接变为车刀的纵向移动，用以车削螺纹。
7、刀架：用来夹持车刀并使其作纵向、横向或斜向进给运动。
8尾架：安装在床身导轨上。
在尾架的套筒内安装顶尖，支承工件；也可安装钻头、铰刀等刀具，在工件上进行孔加工；将尾架偏移，还可用来车削圆锥体。
2.主运动传动链的作用是什么进给传动链的作用是什么动传动链的作用是什么进给传动链的作用是什么主运动传动链属于外联系传动链，两末端是电动机和主轴，作用是把动力源的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动。
车床主轴原理
车床主轴原理
车床主轴是车床的核心部件，它通过电机带动工件的旋转运动，使得切削工具能对工件进行加工。
车床主轴原理可以分为以下几个要点：
1. 动力传递：车床主轴通过电机（通常为交流电机或直流电机）传递动力，并将电机的旋转运动转化为主轴的旋转运动。
传递方式可以是直接连接，也可以通过齿轮传动、皮带传动等方式。
2. 支撑结构：主轴需要有稳固的支撑结构，以保证运转平稳和精度要求。
支撑结构通常由轴承组成，根据用途和负荷不同，可以采用滚动轴承、滑动轴承或气体轴承等。
3. 传递力矩：主轴需要传递由电机提供的力矩给工件。
为了提高传递效果，主轴通常采用较大的直径和合适的长度，以增加刚性和承载能力。
4. 控制转速：主轴转速的控制通常由车床的控制系统完成，可通过调节电机转速或采用变速机构实现。
控制转速可以根据加工需要进行调整，以适应不同工件材料和切削工具的加工要求。
5. 冷却润滑：为了保证主轴的稳定性和寿命，通常需要在主轴上设计冷却润滑系统，以降低摩擦、冷却主轴和轴承，并带走产生的热量。
总之，车床主轴是车床不可或缺的部件，它具备动力传递、稳
固支撑、传递力矩、转速控制和冷却润滑等功能，为车床加工提供了必要的动力和运动方式。
零件的结构特点及其材料
车床主轴是车床的主要零件，它的头端装有夹具、工件或刀具，工作时要承受扭曲和弯矩，所以要求有足够的刚性、耐磨性和抗振性，并要求很高的回转精度。
所以主轴的加工质量对机床的工作精度和使用寿命有很大的影响。
一、零件材料： 45钢技术要求：1、莫氏锥度及1：12锥面用涂色法检查，接触率为大于等于70% 。
2、莫氏6号锥孔对主轴端面的位移为+2 。
3、用环规紧贴C面，环规端面与D端面的间隙为0.05～0.1 。
4、花键不等分积累误差和键对定心直径中心的偏移为0.02 。
零件数据：（见零件图）根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面：⑴尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。
⑵几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。
其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。
⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。
⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。
支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。
⑸其他热处理及外观修饰等要求。
二、零件的结构特点图1所示零件是车床的主轴，它属于台阶型轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、退刀槽和键槽等组成。
轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置；键槽是便于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。
从图1所示的车床主轴零件的支撑轴颈A、B是装配基准，故对A、B两段轴颈的加工提出了很高的要求。
主轴的支撑轴颈、配合轴颈、锥孔、前端圆锥面及端面、锁紧螺纹等表面是轴的主要加工表面。
其中支撑轴颈本身的尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度和表面粗糙度尤为重要。
实验 CA6140车床的功能与结构
实验了解CA6140车床的工艺范围和机床结构一、试验内容：1. 了解机床的工艺范围和主要技术规格；2. 认识机床的主要组成部分，熟悉机床的操纵系统；二、实验目的：1.通过本次实验，加深了解CA6140普通车床的工艺范围和主要用途；2.了解CA6140普通车床主轴箱的主要构造；3.了解CA6140普通车床溜板箱的主要构造。
三、实验设备、仪器及工具：1．CA6140普通车床2．CA6140普通车床模型3. 必要的电源、工具四、实验注意事项：1、注意安全，遵守试验室安全操作规程，车床工作时不准戴手套和拿棉纱，女同学应戴工作帽。
2、做打开主轴箱盖，观察和调试主轴箱有关内容时，防止主轴盖落下，特别注意不要开动车床，为安全起见，应把车床开关总是断开。
3、未经直到老师同意，不得拆卸机床上别的任何机构和零件，试验完成后。
必须擦拭机床，加上润滑油，打扫现场，归还工具。
五、试验步骤1．了解CA6140普通车床的工艺范围和主要用途卧式车床的工艺范围很广，能进行多种表面的加工：各种轴类、套类和盘类零件上的回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转面；车削端面；车削螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工作，如下图1所示。
图 1 车床所能加工的典型表面2．观察了解车床的各主要部件：1－主轴变速箱、2－刀架、3－尾座、4－床身、5－右床腿、6－溜板箱、7－左床腿、8－进给箱等，如下图2所示。
图 2 卧式车床外形图3.打开主轴箱盖观察：1）主轴（VI）轴的结构：CA6140 型卧式车床的主轴是一个空心阶梯轴。
主轴前端的莫氏 6 号锥孔用于安装前顶尖或心轴，利用锥面配合的摩擦力带动顶尖或心轴转动。
主轴前端采用短锥法兰式C型结构，用于安装卡盘或拨盘。
拨盘或卡盘座 4 由主轴3端部的短圆锥面和法兰端面定位，由卡口垫2和插销螺栓5紧固，螺钉1锁紧。
这种结构装卸方便，工作可靠，定心精度高，主轴前端的悬伸长度较短，有利于提高主轴组件的刚度，应用很广。
车床主轴材料
车床主轴材料车床主轴是车床的核心部件之一，它直接影响着车床的加工精度、稳定性和使用寿命。
因此，选择合适的主轴材料对车床的性能至关重要。
在选择车床主轴材料时，需要考虑材料的强度、硬度、耐磨性、耐热性和加工性能等因素。
常见的车床主轴材料有铸铁、合金钢、不锈钢、铝合金和陶瓷等，下面将对这些材料逐一进行介绍。
首先，铸铁是一种常用的车床主轴材料，它具有良好的减震性能和廉价的优点。
但是，铸铁的硬度较低，耐磨性和耐热性较差，容易产生疲劳裂纹，因此在高速、高负荷的加工条件下不适用。
其次，合金钢是一种优良的车床主轴材料，它具有较高的强度、硬度和耐磨性，适用于高速、高负荷的加工条件。
然而，合金钢的加工性能较差，加工难度大，且价格较高，因此在一些中小型车床上使用较少。
不锈钢是一种耐腐蚀、耐磨的优质主轴材料，它具有良好的加工性能和稳定性，适用于精密加工和长时间运转。
但不锈钢的价格较高，一些小型车床难以承受成本压力。
铝合金是一种轻质、耐热的车床主轴材料，它具有良好的导热性和加工性能，适用于高速、高精度的加工条件。
然而，铝合金的强度较低，容易变形和磨损，因此在一些重负荷的加工条件下不适用。
最后，陶瓷是一种新型的车床主轴材料，它具有超高的硬度、耐磨性和耐热性，适用于超精密加工和高速、高温的工况。
然而，陶瓷的价格昂贵，加工难度大，容易产生裂纹，因此在一些普通车床上使用较少。
综上所述，不同的车床主轴材料各有优缺点，选择合适的主轴材料需根据具体的加工条件和要求来进行综合考虑。
在实际应用中，可以根据加工对象的材料、形状、尺寸和精度要求等因素来选择最合适的车床主轴材料，以确保车床的加工质量和效率。