【正文】 So the dynamic characteristic of spindle box not only affect the accuracy of the lathe directly but also affect parts processing , Modal analysis is a quite important part of the dynamic analysis, we can use ANSYS finite element analysis software to found the finite element model and have modal analysis of C6150 lathe spindle box,finaly,we get the natural frequency and vibration mode of one hand,through the analysis of the natural frequency, we can adjust the frequency of other ponents to avoid to produce resonance the other hand, through the analysis of the natural vibration models， we can find out the weak links of the cabis and take measures to improve them. In the design process ， we can found that most of the mode shapes are swinging and twist through the analysis of the calculation results of the lathe spindle box， which will influence the stability and safety of the lathe， we can improve the vibratility of the lathe spindle box through the optimization design. The processing technology design of the lathe spindle box that have been optimized is another mission for us,we can get the satisfactory lathe spindle box if we arrange the processing operations reasonablely and determined the cutting dosages. Keywords: finite element analysis、 modal analysis、 main spindle box、 process design 4 1 引言 論文的目的 機(jī)床的結(jié)構(gòu)分析分為靜力分析和動(dòng)態(tài)分析，機(jī)床的有限元靜力 分析只能反映機(jī)床在切削力和機(jī)床部件的重力作用下機(jī)床的變形。 目 錄 中文摘要 ............................................................ 2 英文摘要 ............................................................ 3 1 引言 ............................................................. 4 論文的目的 ................................................. 4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................... 4 對(duì)研究問(wèn)題的認(rèn)識(shí)及現(xiàn)實(shí)意義 .................................. 5 對(duì)研究問(wèn)題的認(rèn)識(shí) ....................................... 5 現(xiàn)實(shí)意義 ............................................... 5 主要研究?jī)?nèi)容 ................................................ 6 2 C6150 主軸箱模態(tài)分析 ............................................. 7 模態(tài)分析理論基礎(chǔ) ............................................ 7 模態(tài)分析的基本步驟 .......................................... 8 C6150 主軸箱結(jié)構(gòu)有限元模態(tài)分析 ............................... 9 建立模型 ............................................... 9 定義單元屬性 .......................................... 11 劃分網(wǎng)格 .............................................. 12 設(shè)置分析類型和選項(xiàng) .................................... 13 施加邊界條件并求解 .................................... 13 查看結(jié)果 .............................................. 14 模態(tài)計(jì)算結(jié)果 .......................................... 15 模態(tài)分析結(jié)果 .......................................... 19 C6150 主軸箱模態(tài)分析小結(jié) .............................. 20 車床主軸箱體優(yōu)化 ............................................... 20 改進(jìn)方案 .............................................. 20 改進(jìn)后結(jié)果 ............................................ 21 3 C6150 主軸箱體的加工工藝設(shè)計(jì) .................................... 23 主軸箱箱體的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)條件分析 ......................... 23 毛坯分析 ................................................... 26 定位基面的選 擇和加工順序的安排 ............................. 26 加工方法的選擇 ............................................. 27 熱處理工序的安排 ........................................... 28 加工工藝過(guò)程的擬定 ......................................... 28 加工余量的確定 ............................................. 31 確定切削用量和時(shí)間定額 ..................................... 32 銑頂面 ................................................ 32 銑側(cè)面 ................................................ 33 銑定位面 .............................................. 33 磨定位面 .............................................. 33 銑端面 ................................................ 34 鏜 C 面孔 .............................................. 34 鏜 A 面孔 .............................................. 38 鉆擴(kuò)鉸 A 面孔 .......................................... 39 鉆擴(kuò)鉸 C 面孔 .......................................... 43 鉆擴(kuò)鉸 F 面孔 ......................................... 44 浮動(dòng)鏜 ............................................... 45 鉆螺紋孔 ............................................. 45 主軸箱箱體加工工藝設(shè)計(jì)小結(jié) ................................. 46 4 結(jié)論 ............................................................ 47 致謝 ............................................................... 48 參考文獻(xiàn) ........................................................... 49 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 對(duì)改進(jìn)后的主軸箱 體進(jìn) 行加工工藝設(shè)計(jì) ，合理安排加工工序并確定切削用量，以獲得符合要求的主軸箱體。 對(duì)研究問(wèn)題的認(rèn)識(shí) 及現(xiàn)實(shí)意義 對(duì)研究問(wèn)題的認(rèn)識(shí) 模態(tài)分析是機(jī)床動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)，主要用于確定機(jī)床結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，即固有頻率和相應(yīng)振型。主軸箱主要的加工表面為平面和孔，其中孔的加工是最重要的，因?yàn)閭€(gè)主軸孔的尺寸精度、位置精度以及各孔之間的位置精度將對(duì)機(jī)床加工過(guò)程中的振動(dòng)產(chǎn)生顯著影響，最后反映在零件的加工精度上。 記λ =ω178。 2） 把 ANSYS工作目錄設(shè)置成剛才保存 *.x_t文件的文件夾。 泊松比： U=0． 3?？梢允┘映灰萍s束之外的其他載荷，但它們將被忽略。通過(guò)對(duì)振型的分析，找到了箱體的薄弱環(huán)節(jié)和應(yīng)該改進(jìn)的地方，以此來(lái)改進(jìn)箱體結(jié)構(gòu)減小加工過(guò)程中箱體的振動(dòng)，提高機(jī)床的加工精度和零件的加工質(zhì)量。如：軸線 IVIV上的主軸孔 Φ140J Φ160JΦ180J6的圓度和素線平行度誤差均在 。因此規(guī)定底面 D和導(dǎo)向面 E必須平直， 25 并采用涂色法檢驗(yàn)它們和標(biāo)準(zhǔn)平面的接觸面積，另外還規(guī)定了 D 面和 F面的垂直度公差。并且，還必須注意合理安排消除毛坯內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序。結(jié)合粗、精基準(zhǔn)面的選擇，箱體類零件的加工順序總是先加工平面后加工孔系，先加工主要表面后加工次要表面，并提高作為精基準(zhǔn)的 D面和 E面的加工精度。粗加工時(shí)銑削速度v=，精加工時(shí)切削速度 v=，所以根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速公式 dvn ?1000? ，可得粗加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 n=214m/s，精加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 n=225m/s。其中 l =650mm， MD =450mm，粗加工時(shí) bZ =，精加工時(shí) bZ =， K=， V=，粗加工時(shí) rsf =，精加工時(shí) rsf =， Z=1。 VII 孔鉆至Φ30mm,擴(kuò)至Φ ，鉸至Φ 32mm。 選擇主軸箱箱體加工的粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題主要是： 1）主軸孔是該箱體中要求最高的孔，粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證主軸孔的加工余量均勻，孔壁厚薄均勻。 C6150 主軸箱體零件圖如下圖所示： 圖 12 C6150主軸箱體零件圖 26 圖 13 C6150車床主軸箱箱體展開(kāi)圖 毛坯分析 零件材料為 HT200鑄件。 7）Ⅳ軸軸孔的軸線對(duì)基準(zhǔn) W 的平行度公差為 。 24 下圖為 C6150箱體的簡(jiǎn)圖，主要技術(shù)條件有： （ 1）軸孔精度 軸孔的尺寸精度和形狀精度對(duì)軸承的配合質(zhì)量有很大的關(guān)系，因而也對(duì)軸的回轉(zhuǎn)精度、傳動(dòng)平穩(wěn)性、噪聲、軸承壽命有重大影響。最大振幅出現(xiàn)在第 4階 和 第 6階 模態(tài)里 ，同樣是出現(xiàn)在兩個(gè)中間支撐板處，優(yōu)化時(shí)考慮增加支撐板厚度，以降低振幅。但是該機(jī)床的設(shè)計(jì)最高 工作轉(zhuǎn)速為 1400 r／ min， 根據(jù) 主軸轉(zhuǎn)速 fn 60? ，可得主軸最高頻率約為 ,又由于主軸上齒輪齒數(shù)為 28，所以主軸的最高激勵(lì)頻率為 ,因此 當(dāng)箱體的固有頻率大于 ，一般不可能發(fā)生共振，對(duì)于加工質(zhì)量的影響不大，所以只需研究 固有頻率較小的模態(tài)