钻床主轴课程设计

1.零件的工艺分析

零件的功用，结构及特点

该零件是钻床上的主轴，结构是右端长的花键轴和中间M36*1.5—6h的齿轮轴以及左端直径70轴且两个键槽孔组成，通过主轴在花键上自由上下移动，和花键一起旋转，以及中间固定的动力输入齿轮，而且钻头的动力是通过花键传递给主轴，纵向进给要套筒带动，主轴一起上下就可以，这是立钻的结构，要是台钻还有简单一些，外面套筒和立钻基本相同，主轴是直接有花键结构连接在皮带轮上的。

钻床主轴的主要工作表面为花键和动力轮如齿轮，主要配合面为直接31.27+-0.015的孔，该零件复杂程度一般，由于钻床主轴在工作是承受较大的轴向立和径向力，因此要求有一定的强度，刚度和韧度。

主要加工表面及其要求

1.锥孔

直径为31.27+-0.015的锥孔表面粗糙度Ra为 1.6um；且经向圆跳动为

0.015mm.

2.齿轮轴

M36*1.5—6h的齿轮轴，其圆柱度为0.008mm。

3.花键

直径为32g6（-0.009——-0.025）的花键，其经向圆跳度为0.03mm，粗超度值为1.6um

4.中间细长轴

直径为4.（+0.013——+0.002）和直径（+0.006——-0.005），其粗超度Ra值为0.8um。

2．毛坯的选择

2.1 确定毛坯的类型，制造方法和尺寸及其公差

毛坯的类型为细长轴，可以采用自由锻造的制造方法，锻造的尺寸公差等级为CT14，加工余量等级为3级，采用F级机械加工精度锻造，由于轴的长度为1030mm，直径为70mm轴的单边余量为12+-5mm，直径40mm轴的单边余量为10+-4mm，直径32mm的花键轴的单边余量为10+-4mm，直径为31.27mm的孔的单边余量为10+-4mm,直径为50mm的轴肩的单边余量为10+-4mm,直径为60mm的轴肩的单边加工余量为12+-5mm,直径为30mm 的轴的单边加工余量为10+-4mm，M36*1.5—6h单边加工余量为10+-4mm。

2.2 确定毛坯的技术要求

1．锥孔涂色检查接触面》=75% 2调制处理28——32HRC

3. 未注明倒角C1.5 4材料45Cr

2.3绘制毛坯图

根据图钻床主轴零件图，在各加工表面上加工机械加工余量，绘制毛坯

图，并标注尺寸和技术要求，如图所示。

2.4 零件毛坯类型

铸件：铸件适用于形状复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造，精密铸造，金属型铸造，压力铸造等。较常用的是砂型铸造，当毛坯精度要求低，生产批量较小是，采用木模手工造型法;当毛坯精度要求高，生产批量很大时，采用金属型机器造型法。铸件材料有铸铁，铸钢及铜，铝等有色合金。

锻件又可分为两种形式

1）自用锻件：利用冲击力或压力，使金属在上，下砧板之间，产生塑性变形面获得所需形状，尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。

自由锻的特点：工具简单，通用性强，生产准备周期短。自由锻件

的质量范围可由不及一千克到二，三百吨，对于大型锻件，自由锻

是唯一的加工方法，这使得自由锻在重型机械制造中具有特别重要

作用，例如水轮机主轴，大型连杆，重要的齿轮等零件在工作是都

承受很大的载荷，要求具有较高的力学性能，常采用自用锻方法生

产毛坯。

2）模锻件：是由模具的锻造件，利用模具锻出精度要求比较高，比较复杂的锻件。模锻件的特点应该是针对自由锻来谈才会好一点，自

由锻基本上下不会有模具，只能锻轴，环等极其简单的东西，而模

锻就可以锻出很多结构的产品，而且可以控制产品的尺寸公差，减

少车加工量。

3）型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大，精度较低的毛坯；

冷拉适用于尺寸较小，精度较高的毛坯。

4）根据任务书可知零件属于单件小批量生产类型，查《数控机床加工工艺》第五十五页表3-4可知该生产类型的毛坯的制造方法，用铸

件用木模手工型，锻件用自由锻。铸件适用于形状复杂的零件，可

本零件外形不怎么复杂。铸造由于多种因素影响，常常会出现气孔，

针孔，夹渣，裂纹，凹坑等缺陷。自由锻的特点：工具简单，通用

性强，生产准备周期短。锻造的质量范围比较广不及一千克到二，

三百吨，这两点很适合本次零件的毛坯锻造。从合理选择毛坯，以

求得最好的经济效益。综合零件工艺特性，生产纲领大小及其经济

性，确定为自由锻件进过锻造后进行正火处理以消除锻件在铸造过

程中生产的内应力，提高材料性能。

2.5热处理

金属热处理工艺大体可分为整体热处理，表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质，加热温度和冷却方法的不同，没一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。

热处理是对固态金属或合金采用合适方式加热，保温和冷却，以获得所需要的组织结构与性能的加工方法。整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。工整体热处理大致有退火，正火，淬火和回火四种基本工艺。

退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，母的是使金属累不组织达到后接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。

正火：是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有事用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火：是将工件加热保温后，在水，油后其他无机盐，有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后刚性变硬，但同时变脆。

为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温低于650摄氏度的某一适宜温度进行长时间的保温，在进行冷却，这种工艺称为回火。

在本设计中，由于零件有热处理要求，45Cr的材料硬度不适合切削，所以在毛坯切削以前先把毛坯进行正火处理改善材料的切削性。

能并改善毛坯的内应力。将毛坯加热至某一适当温度（AC线以上30——50摄氏度），保温一定时间后，再在空气中缓慢冷却。得到西华金属组织晶粒，消除在锻，轧后的组织缺陷，改善毛坯的机械性能（强度，韧性和塑性）。

3.1 基准的选择

零件的定位基准选择

1.基准：指零件上用来确定其它点，线，面所依据的点，线，面。

在选择基准是应该要遵循以下几个原则：

2.基准分类：

分为两大类：设计基准和工艺基准

其中，工艺基准又分可分为：

1）工序基准：是工序图上用来确定本工序所加工表面加工后应达到的尺寸，形状，位置所用的基准。

2）定位基准：是在加工中确定工件位置所用的基准。

3) 测量基准：是装配是用来确定零件后部件在产品中的相对位置所采用的