机床主轴机械加工工艺设计

机械论文题目机床主轴机械加工工艺设计

姓名：孙文涛

所在学院：机械学院

所学专业：机械设计制造及其自动化

班级： 08机制本1

学号： 2008001003

指导教师：王建强

完成时间： 2012.5

绪论

制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是国家经济与国防实力的体现，是国家工业化的支柱产业和关键。工艺技术是制造技术的重要组成部分，提高工艺技术水平是机电产品提高质量、增强国际市场竞争力的有力措施，工艺技术水平是制约我国制造业企业迅速发展的因素之一。我国目前普遍存在着“重技术、轻工艺”的现象，有关部门已经将发展工艺技术和装备制造列为我国打造制造业强国的重要举措之一，提出了“工艺出精品、精品出效益”的论断。工艺技术是重要的，必须重视。

⑴工艺是制造技术的灵魂、核心和关键

现代制造工艺技术是先进制造技术的重要组成部分，也是其最活力的部分。产品从设计变为现实是必须通过加工才能完成的，工艺是设计和制造的桥梁。设计的可行性往往会受到工艺的制约，工艺往往会成为“瓶颈”。不是所有设计的产品都能加工出来，也不是所有的设计产品通过加工都能达到预定技术性能要求的。

设计和工艺都是重要的，把设计和工艺对立和割裂起来是不对的，应该用广义制造的概念统一起来。人们往往看重产品设计师的作用，而未能正确评价工艺师的作用，这是当前影响制造技术发展的关键之一。

⑵工艺是生产中最活跃的因素

同样的设计可以通过不同的工艺方法来实现，工艺不同，所需的加工设备、工艺装备也就不同，其质量和生产率也会有差别。工艺是生产中最活跃的因素，通常，有了某种工艺方法才有相应的工具和设备出现，反过来，这些工具和设备的发展又提高了该工艺方法的性能和水平，扩大了其应用范围。

加工技术的发展往往是从工艺突破的，电加工方法的发明，出现了电火花线切割加工、电火花成形加工等方法，发展了一系列的相应设备，形成了一个新兴行业，对磨具的发展产生了重大影响。由于工艺技术上的突破和丰富多彩，使得设计也扩大了眼界，以前有些不敢设计之处，现在敢于设计了。

本次工艺设计为动梁式龙门铣床的附件铣头主轴工艺设计，主轴是机床在工作时直接带动刀具或工件进行切削和表面成形运动的转动轴，承受弯曲，扭转复合应力和摩擦力的作用。为了防止主轴变形和磨损，要求主轴材料应具有良好的综合力学性能，即较高的强度、塑性和韧性。

主轴是一空心轴，前端有7:24的精密锥孔；端面切有径向槽，端面键用螺钉固定在径向槽中。锥孔刀具、刀具心轴的定心，由于7:24的锥度不能自锁，需用拉杆从主轴尾部通过中心通孔把刀具、刀具心轴拉紧在锥孔内。端面键同大铣刀盘的径向槽相配合，以传递转矩。

主轴工艺设计关系到热处理、材料的选择、车削加工、磨削加工、铣削加工、插削加工和装配等知识，工件自身的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求都比较比较高，通过本次的工艺设计，对以后我们将要从事的机械行业有较大帮助。

目录

绪论

第一章零件的作用 (4)

一、零件的作用 (4)

二、零件的工艺性分析 (4)

第二章零件工艺规程的设计 (5)

一、确定主轴的生产类型 (5)

二、确定毛坯 (5)

三、确定机械加工工艺路线 (5)

（一）基准的选择 (5)

（二）表面加工方法的选择 (6)

（三）加工顺序的安排 (7)

（四）机床及设备的选择 (8)

（五）制定工艺路线 (9)

四、机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 (10)

五、确定切削用量 (14)

总结 (31)

参照文献 (32)

第一章零件的分析

一零件的作用

主轴及其支承轴承、传动件、密封件及定位元件等组成主轴部件，它是机床的执行件，它的功用是支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，完成表面成形运动。

二零件的工艺性分析

1. 从图1-1所示的主轴简图可以看出，支承轴颈A、B是主轴部件的装配基准。A段为B71940.T.P4S.UL/FAG角接触球轴承轴颈

B段为NN3026ASK.MSP/FAG双列圆柱滚子轴承轴颈其为1：12锥面

A、B段制造精度直接影响到主轴部件的回转精度，所以对A、B两端轴颈提出较高的加工技术要求。

)mm表面粗糙度值为Ra=0.8μm,圆柱度公差值为0.003mm。

Φ200k5(+0.024

1：12外锥面表面粗糙度值为Ra=0.8μm，相对基准A的圆跳动公差值为0.003mm。

)mm为精磨时用双列圆柱滚子轴承NN3026ASK.MSP/FAG配磨尺寸。

25(+0.1

2. 7:24内锥面表面粗糙度值为Ra=0.4μm，相对公共轴线圆跳动的值0.003mm。7:24内锥面是用来安装刀具锥柄的，其轴线必须与支承轴颈的基准轴线严格同轴，否则会使加工产生位置等误差。

3. Φ151js5mm外圆为齿轮径向定位圆，为了保证齿轮的定位精度，Φ151js5mm 外圆柱面的全跳动公差值为0.008mm。

4. 支承轴颈A段的左端面和支承轴颈B段的左右端面必须与公共轴线垂直，才能保证装配后的主轴精度。

Φ200k5(+0.024

)mm×109mm的左端面相对基准A的圆跳动公差值为0.005mm。

1:12外锥面左端面相对基准B的圆跳动公差值为0.003mm。

右端面相对基准B的圆跳动公差值为0.01mm。

5. 渐开线花键大径轴线与支承轴颈同轴从而保证齿轮在传动中能够保持传动精度。

)mm外圆柱面表面粗糙度值为Ra=0.8μm，相对基准C的全跳动公Φ170js5(+0.024

-0.009

差值为0.003mm，花键有效长度为66mm，加工时铣刀不可碰左端面。

6. 主轴上的螺纹是用来固定零件或调整轴承间隙的，当螺纹轴线与支承轴颈的轴线歪斜时会造成主轴部件上锁紧螺母的端面与轴线不垂直，导致拧紧螺母时齿轮倾斜，因此这种次要表面也有加工精度要求。

M150×2-6g大径相对于公共轴线A-B的圆跳动公差值为0.01mm

7. 内孔Φ93H7mm与传动件相配合，其轴线相对于公共轴线A-B的同轴度公差值为Φ0.01mm。

8. 25.4M6键槽位置有对称度要求，防止与机床主轴上的键相配合时出现错位等现象。再者键连接，扭矩是通过键两侧面与键槽的两侧面相互接触来传递的，因此槽宽度的公差要求也比较严格

25.4M6mm键槽两侧相对基准D对称度公差值为0.01mm，表面粗糙度Ra=1.6μm。

9. 为了实现保证主轴功能要求，4-M20-6H孔有位置公差要求，即相对于基准