【正文】 ........................... 23 主軸軸承的潤滑 ............................................................................................... 21 主軸組件的密封 ............................................................................................... 21 軸肩擋圈 ........................................................................................................... 23 擋圈 ................................................................................................................... 23 圓螺母 ............................................................................................................... 23 套筒 ................................................................................................................... 24 前、后支承的軸承蓋 ....................................................................................... 25 主軸用套筒及其鎖緊部分 ............................................................................... 26 主軸尾部的內(nèi)花鍵 ........................................................................................... 27 主軸組件軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) ................................................................................. 28 箱體設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 30 第 4章 結(jié)論 ............................................................................................................. 31 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 32 致謝 ............................................................................................................................. 33 1 緒 論 機(jī)械制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，是國民經(jīng)濟(jì)各部門賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，是生產(chǎn)力的重要組成部分。首先針對所要加工的零件入手，對機(jī)床進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，進(jìn)而確定機(jī)床的總體布局，隨后，對主軸組件進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)主軸組件時(shí)，以主軸為線索，在滿足剛度、精度等要求下，完成其它（如軸承、軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)等）所有零件的設(shè)計(jì)。機(jī)械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機(jī)械制造業(yè)本身提供機(jī)械制造裝備。目前，我國已加入世界貿(mào)易組織，經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代已經(jīng)到來，我國機(jī)械制造業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也面臨著新的形勢：知識 —— 技術(shù) —— 產(chǎn)品的 更新周期越來越短，產(chǎn)品的批量越來越小，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的要求越來越高，環(huán)境保護(hù)意識和綠色制造的呼聲越來越強(qiáng)，因而以敏捷制造為代表的先進(jìn)制造技術(shù)將是制造業(yè)快速響應(yīng)市場需要、不斷推出新產(chǎn)品、贏得競爭、求得生存和發(fā)展的主要手段。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜 孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修， 1953 年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 組合機(jī)床的發(fā)展 為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相 似的零件集中在一臺組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主 運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。 2 機(jī)床總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)機(jī)床的第一步，是確定總體方案。 對于 VF6/7 型空壓機(jī)減荷閥體，用車床進(jìn)行車削加工時(shí)，由于減荷閥體外形復(fù)雜，且為殼類零件，不宜裝夾在車床主軸上進(jìn)行加工，裝夾穩(wěn)定性也不高；用刨床進(jìn)行刨削加工時(shí)，機(jī)床需要兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，機(jī)床和刀具結(jié)構(gòu)簡單，裝夾在工件臺上快速，穩(wěn)固，但生產(chǎn)率低，加工精度也達(dá)不到工 件要求；用端銑刀進(jìn)行銑削加工時(shí)，生產(chǎn)率不僅提高了，也能滿足工件所要求的加工精度，且裝夾快速，方便。 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)，基本參數(shù)又包括尺寸參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)，動(dòng)力參數(shù)。 （ 1）主軸最高，最低轉(zhuǎn)速 按照典型工序的切削速度和刀具 (或工件 )直徑、計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速 nmax 、最低轉(zhuǎn)速 nmin 。各類通用機(jī)床主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度已在機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)中作了規(guī)定，專用機(jī)床主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度則根據(jù)工件精度要求確定。隨著機(jī)床向高精度、高效率方向發(fā)展，對抗振性要求越來越高。 為了提高主軸組件的耐磨性，應(yīng)該正確地選用主軸和滑動(dòng)軸承的材料及熱處理方法、潤滑方式，合理調(diào)整軸承間隙，良好的潤滑和可靠的密封。一般來說，前支承的剛度，應(yīng)比后支承的大。在承受軸向載荷的軸承當(dāng)中，向心推力軸承的極限轉(zhuǎn)速最高；推力球軸承的次之；圓錐滾子軸承的最低，但承載能力與上述次序相反。 綜合考慮以上因素，本設(shè)計(jì)的主軸采用前、后支承的兩支承主軸，前支承采用雙列向心短圓柱滾子軸承和推力球軸承的組合， D 級精度；后支承采用圓柱滾子軸承， E 級精度。 查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》第 135 頁中通用機(jī)床主軸端部的形狀圖，選短圓錐法蘭盤式主軸端部結(jié)構(gòu)形式。 s） 車、鉆、銑、磨床的主軸 45 50 淬火回火高頻淬火 HRC42～ 50 HRC52～ 58 此次設(shè)計(jì)的機(jī)床主軸，考慮到主軸材料的選擇原則，選用價(jià)格便宜的中碳鋼（ 45 鋼）。采用滾動(dòng)軸承時(shí)，軸頸的精度必須與軸承的精度相適應(yīng)。 但主軸前端軸頸直徑 D1 越大，與之相配的軸承等零件的尺寸越大，要達(dá)到相同的公差則制造越困難，重量也增加。具體結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖 所示： 圖 25 推力球軸承（ GB30184）結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝尺 寸 主軸后支承軸承的選擇 查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊》第 368 頁，選取主軸 后支承的圓柱滾子軸承型號為 2213。 主軸前端懸伸量 a 取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，一般應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取，有時(shí)為了提高主軸剛度或定心精度，也可不按標(biāo)準(zhǔn)取。 有關(guān)資料對合理跨距選擇的推薦值可作參考： （ 1） L合理 =（ 4～ 5） D1 ； （ 2） L合理 =（ 3～ 5） a，用于懸伸長度較小時(shí)； （ 3） L合理 =（ 1～ 2） a，用于懸伸長度較大時(shí)。主軸組件的彈性變形計(jì)算包括：主軸端部撓度和主軸傾 角的計(jì)算。此次設(shè)計(jì)的主軸主要考慮主軸前支承處的傾角。 此處的 x最大 ， 最大? 即為最大撓度和最大傾角， L為主軸支承跨距。同時(shí)，主軸是裝在主軸套筒內(nèi)的，為防止使用潤滑油時(shí)泄漏，也應(yīng)采用潤滑脂潤滑。圓螺母具體的參數(shù)可查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》第 60 頁表 56，結(jié)構(gòu)如下圖 213所示： 圖 213 圓螺母（ GB81288） 其中，鎖緊靠主 軸后支承一邊的推力球軸承用的圓螺母， D p=M80 2， dK =115， d1 =103， m=15， hmax =， hmin =10， tmax =，tmin =4， C=， C1 =1 鎖緊兩推力球軸承內(nèi)的套筒用的圓 螺母， D p=M72 2， dK =105， d1 =93， m=15， hmax =， hmin =10， tmax =，h td kD d1mC450 30176。絲杠主要承受軸向力，故采用兩推力球軸承作為絲杠的支承，螺母支承的軸和主軸套筒上的孔相配合，實(shí)現(xiàn)主軸的軸向調(diào)節(jié)。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第 207 頁表 中，可知其精度等級范圍取8～ 10 級即可。 a? 2 =arc tg ha 2 /R≈ 176。但是，為了滿足體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高及質(zhì)量好的要求，需對箱體做進(jìn)一步的分析和設(shè)計(jì)： 第一，箱體的頂部，為了安裝、調(diào)試和維修軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)方便，需設(shè)置一箱體蓋，用四顆螺釘聯(lián)接在箱體上。 三個(gè)月左右的時(shí)間，我綜合運(yùn)用專業(yè)課程和技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本知識，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來進(jìn)行分析，解決實(shí)際工程中的問題，完成了銑削組合機(jī)床及主軸組件的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，我們互相幫助，相互學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。 同時(shí)在此感謝那些在課題的完成過程中給予了大量的支持和幫助的老師和同學(xué)，是他們的鼎力相助才使我的設(shè)計(jì)得以圓滿完成。它具有自動(dòng)化程度較高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，工序高度集中等特點(diǎn)，因此，組合機(jī)床在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 ? f 2 =? 2 f? 2 =176。 f? 2 =arc tg ha 2 /R≈ 176。（正交）的直齒圓錐齒輪。結(jié)構(gòu)如圖 222 所示，參數(shù)可查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊》第 468 頁表 87，有： d=42， N=8， D=46， B=8 圖 221 鎖緊螺栓的結(jié)構(gòu)及參數(shù) 圖 222 主軸尾部的 內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)及參數(shù) 主軸組件軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 主軸組件的軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用一對圓錐齒輪并經(jīng)絲杠螺母手動(dòng)調(diào)節(jié)。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》第 87 頁表 717，可得此次選用的迷宮式密封裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下圖 211 所示： 圖 211 迷宮式密封裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù) 其中， d=80， D=130， e=1 軸肩擋圈 前支承雙列向心短圓柱滾子軸承和推力球軸承之間所用的擋圈，可查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》第 56頁表 51，可得此次選用的擋圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下圖 212所示： 圖 212 軸肩擋圈的結(jié)構(gòu)參數(shù) 其中， D=95， d=80， H=6 擋圈 兩推力球之間用的擋圈為非標(biāo)準(zhǔn)件，徑向尺寸依主軸套筒尺寸而定，軸向尺寸可初取為 6mm。試驗(yàn)證明，在速度較低時(shí)，用潤滑脂比用潤滑油溫升低。當(dāng)主軸平均直徑為 D，內(nèi)孔直徑為 d時(shí)， I= 64 )( 44 dD ?? 。當(dāng)主軸平均直徑為 D，內(nèi)孔直徑為 d時(shí)， I= 64 )( 44 dD ?? 。當(dāng)載荷一定時(shí)，剛度與彈性變形成反比?？梢宰C明，支承跨距越小，主軸自身的剛度越大，彎曲變形越小，但支承的變形引起的主軸前端的位移量將增大；支承跨距大，支承的變形引起的主軸前端的位移量較小，但主軸本身的彎曲變形將增大。 主軸前端懸伸量 主軸前端懸伸量 a 指的是主軸前支承支反力的作用點(diǎn)到主軸前端受力作用點(diǎn)之間的距離，它對主軸組件剛度的影響較大。其中， d=80， D=125，B=34， D1 =91， D2 =117， D3 =117， r=1。 錐孔與軸承軸頸的同軸度，一般