【正文】 生活真理，所以，我要感謝我的學(xué)校，謝謝！我還要感謝我的父母，是他們給了我進(jìn)入大學(xué)的機會，讓我能夠?qū)W到受用一生的知識，讓我體會到了同學(xué)情誼，沒有父母親，就沒有我的今天，沒有父母親無微不至的照顧和關(guān)懷，就沒有我逐漸的成長，父母親不僅給了我生命，還給了我絢爛的生活，爸爸媽媽，你們辛苦了！最后，我十分感謝閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計的老師們！感謝您們抽出寶貴的時間和精力來閱讀這篇論文，謝謝！參考文獻(xiàn)[1] 李德葆，[M].清華大學(xué)出版社,2004.[2] 陳宏鈞，方向明，[M]..[3] [M].西安交通大學(xué)出版社，2008.[4] 方遠(yuǎn)翔，陳安寧，[M].國防工業(yè)出版社，1993.[5] 劉正士，高榮慧，[M].高等教育出版社，2003.[6] [M].國防工業(yè)出版社，1993.[7] [M].宇航出版社，1989.[8] 謝龍漢，劉新讓，[M].電子工業(yè)出版社，2012.[9] [M].機械工業(yè)出版社，2011.[10] 劉慶立，[M].清華大學(xué)出版社，2011.[11] 2012機械設(shè)計實例解析[M].機械工業(yè)出版社，2012.[12] 劉曉東，[J].機械設(shè)計與制造，2007, 2:2425.[13] 戴光昊，付金波，[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2010，8：167171.[14] [J].裝配制造技術(shù)，2009，5：1821.[15] 舒敏，洪榮晶，[J] .設(shè)計與研究，2005，1：2729.[16] [J].新技術(shù)新工藝，2011，10：3032.[17] [J].機械管理開發(fā)，2009，02：118.[18] [D].東南大學(xué)：機械電子工程學(xué)院，2006.[19] [D].蘭州理工大學(xué)：機電工程學(xué)院，2011.[20] [S].北京出版社，1994.學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。對加工工藝規(guī)程的設(shè)計，可以了解加工工藝對生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。2）擴孔至φ59mm刀具：套式擴孔鉆，查《機械加工工藝手冊》進(jìn)給量f=，切削速度v=，故具轉(zhuǎn)速,取530，故際的切削速度，,取。2）半精鏜時，進(jìn)給量f=，切削速度v=，主軸轉(zhuǎn)速n=1000r/min。所以總工時 銑端面用和工序5同樣的方法，選用X53K立式銑床，Φ200mm直齒三面刃銑刀，計算可得，1）粗加工時，切削速度v= m/s，主軸轉(zhuǎn)速n=190m/s，進(jìn)給量f=1mm，=5mm，機動時間=，輔助時間=。 VIII孔鉆至Φ23mm，鉸至Φ25mm）D面、E面、C面立式鉆床17鉆擴鉸F面孔鉆擴鉸F面IX、X、XI、XII各孔（IX孔鉆至Φ36mm，鉸至Φ38mm；X孔鉆至Φ23mm，鉸至Φ25mm；XI孔鉆至Φ23mm，鉸至Φ25mm；XII孔鉆至Φ38mm，鉸至Φ40mm）D面、E面、C面立式鉆床18浮動鏜用浮動鏜刀塊精鏜主軸孔IV（鏜至Φ140mm，共5）D面、E面、C面臥式鏜床19鉆螺紋孔鉆底面凸臺處兩螺紋孔（，再用絲錐攻絲）立式鉆床20去毛刺倒棱、去毛刺鉗工臺21檢驗按零件圖要求進(jìn)行最終檢查檢驗平板22涂油除銹斑、清洗上油23入庫 加工余量的確定平面采用單邊余量，孔采用雙邊余量。3）保證箱體內(nèi)壁與裝配時的裝入零件（主要是齒輪）有足夠的間隙。這種方法獲得的毛坯精度較低，尤其是孔的形狀精度和位置精度。9）Ⅵ。主軸箱體軸孔的公差、粗糙度、形狀精度都要求很高，尤其以主軸孔要求最高。其次的振幅出現(xiàn)在第12階模態(tài)里，也出現(xiàn)在第一個支撐板和箱體側(cè)面上。設(shè)置提取模態(tài)階數(shù)為15階。如單示類型一樣，每一組材料特性有一個參考號?？梢栽赑OSTl中觀察模態(tài)分析結(jié)果。這樣的問題稱之為廣義特征值問題，而這樣的ω178。（3）對主軸箱進(jìn)行模態(tài)分析，設(shè)置各參數(shù)最后求解，得到車床主軸箱的各階固有頻率、固有振型以及總邊形圖和變形動畫，通過對它們的分析，找到箱體的薄弱環(huán)節(jié)，并以此分析結(jié)果作為結(jié)構(gòu)改進(jìn)或優(yōu)化設(shè)計的依據(jù)。并且已經(jīng)由求解線性工程問題進(jìn)展到分析非線性問題。因此主軸箱的動態(tài)特性直接影響到車床的精度進(jìn)而影響零部件的加工精度。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本篇論文即通過ANSYS有限元分析軟件對C6150主軸箱進(jìn)行模態(tài)分析，以得到主軸箱的各階固有頻率和固有振型，根據(jù)對固有頻率和固有振型的分析合理選擇箱體中其它部件的頻率并對主軸箱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以減小箱體的振動對箱體加工工藝及零件加工精度的影響。盡量使各主要部件第一階模態(tài)頻率遠(yuǎn)離工作頻帶，以避免集成的整機模態(tài)頻率與工作激勵頻率相近時，導(dǎo)致整機結(jié)構(gòu)共振。分別為加速度向量、速度向量、位移向量，f為外激勵向量。 模態(tài)分析的基本步驟（1）模型的建立建模過程和其它類型的分析類似，但在模態(tài)分析中只有線性行為是有效的。需要定義的屬性有：(1)定義單元類型 ANSYS提供了200多種不同的單元類型，以適用于各種工程的分析。具體步驟是：(1)定義單元類型，GUI Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddSolid20node 186；(2)定義材料屬性，GUI Main Menu PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropic,，再選擇StructuralDensity,，點擊OK。 查看結(jié)果模態(tài)分析結(jié)果一般在通用后處理器(POSTl)中查看：(1)列出各階固有頻率GUI． Main MenuGeneral PostprocResults Summary。對于第6階出現(xiàn)的箱體內(nèi)支撐板的擺動在設(shè)計時應(yīng)考慮增加支撐板的厚度。此車床主軸箱箱體通過地面D和導(dǎo)軌面F和床身連接，是主軸箱體零件的裝配基準(zhǔn)，它們決定了主軸軸心線對床身導(dǎo)軌的位置關(guān)系。由于箱體的尺寸不大、剛性較好，所以平面加工一般沒有困難。但是由于箱體的內(nèi)部隔板上也有精度要求高的軸孔，在加工這些孔時，會因刀桿伸出過長，易于彎曲變形，不能保證軸孔的加工精度，這時就必須在箱體內(nèi)加中間支撐，因此中間支撐只能從箱體頂面的開口處伸入箱體內(nèi)。若用通常的單刃鏜刀鏜孔，其加工精度不易達(dá)到主軸孔的技術(shù)要求。 銑側(cè)面用和工序5同樣的方法，選用X53K立式銑床，Φ200mm直齒三面刃銑刀，計算可得，1）粗加工時，切削速度v= m/s，主軸轉(zhuǎn)速n=190m/s，進(jìn)給量f=1mm，=5mm，機動時間=，輔助時間=。3）精鏜時，切削深度，毛坯孔徑，我們?nèi)〉稐U伸出長度為200mm，切削速度v=，由此可得主軸轉(zhuǎn)速，取為500，所以實際的切削速度，工作臺每分鐘進(jìn)給量，被切削層長度，刀具切入長度，刀具切出長度，所以機動時間，輔助時間。1）粗鏜時，進(jìn)給量f=，切削深度為2mm，切削速度v=，主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min。3)鉸孔至φ32mm刀具：套式機用鉸刀，查《機械加工工藝手冊》得進(jìn)給量f=，切削速度v=，所以刀具轉(zhuǎn)速,取88，所以實際切削速度， , ,取，助時間。（4）對優(yōu)化后的主軸箱進(jìn)行加工工藝設(shè)計，主要包括零件圖的分析、選擇定位基準(zhǔn)、擬定工藝路線、計算切削用量和填寫加工工藝卡等。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。4 結(jié)論通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多關(guān)于C6150主軸箱的知識，特別是關(guān)于主軸箱的有限元分析，主要包括一下幾個方面的研究：（1）研究分析了主軸箱結(jié)構(gòu)的特點，包括幾何形狀，邊界條件等，在保證實際產(chǎn)品結(jié)構(gòu)自身的物理、幾何性能的前提下做適當(dāng)?shù)暮喕?，抽象出力學(xué)模型，以便更加了解模態(tài)分析理論和進(jìn)行模態(tài)分析，并在solidworkes中建立三維實體模型。所以VI孔加工總工時 (3)鉆擴鉸VII孔1)鉆φ30mm孔刀具：錐柄麻花鉆，查《機械加工工藝手冊》可得進(jìn)給量f=，切削速度v=，所以刀具轉(zhuǎn)速,取為750，所以實際的切削速度， ,取。1）粗鏜時，進(jìn)給量f=，切削深度為2mm，切削速度v=，主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min。2）半精鏜時，切削深度，毛坯孔徑，我們?nèi)〉稐U伸出長度為200mm，切削速度v=3m/s=180m/min，由此可得主軸轉(zhuǎn)速，取為1000，所以實際的切削速度，工作臺每分鐘進(jìn)給量，被切削層長度，刀具切入長度，刀具切出長度，所以機動時間，輔助時間。由切削速度公式：，其中查手冊可得：=250mm，T=，粗加工時=5，精加工時=3，z=10，=，=150，=，所以，粗加工時的切削速度v= m/s,精加工時的切削速度v= m/s。 加工方法的選擇箱體上各種表面的加工方法和加工方案，在成批生產(chǎn)條件下通常有：平面加工可用粗刨精刨方案或粗銑精銑方案或粗銑磨（也可分為粗磨和精磨）方案等；主軸孔和其余軸孔的加工可用粗鏜精鏜（還可分為幾個工步完成）方案或粗鏜半精鏜精鏜的方案等。對于毛坯的尺寸，根據(jù)各加工工序所留余量來確定。對于主軸箱的頂面 B也有平面度的要求。如：軸線IVIV上的主軸孔Φ140JΦ160J通過對振型的分析，找到了箱體的薄弱環(huán)節(jié)和應(yīng)該改進(jìn)的地方，以此來改進(jìn)箱體結(jié)構(gòu)減小加工過程中箱體的振動，提高機床的加工精度和零件的加工質(zhì)量?？梢允┘映灰萍s束之外的其他載荷，但它們將被忽略。泊松比： U=0．3。2）把ANSYS工作目錄設(shè)置成剛才保存*.x_t文件的文件夾。記λ=ω178。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，因為個主軸孔的尺寸精度、位置精度以及各孔之間的位置精度將對機床加工過程中的振動產(chǎn)生顯著影響，最后反映在零件的加工精度上。 對研究問題的認(rèn)識及現(xiàn)實意義 對研究問題的認(rèn)識模態(tài)分析是機床動力學(xué)分析的基礎(chǔ)，主要用于確定機床結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，即固有頻率和相應(yīng)振型。對改進(jìn)后的主軸箱體進(jìn)行加工工藝設(shè)計，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。目 錄中文摘要 1英文摘要 21 引言 3 論文的目的 3 3 對研究問題的認(rèn)識及現(xiàn)實意義 4 對研究問題的認(rèn)識 4 現(xiàn)實意義 4 主要研究內(nèi)容 52 C6150主軸箱模態(tài)分析 6 模態(tài)分析理論基礎(chǔ) 6 模態(tài)分析的基本步驟 7 C6150主軸箱結(jié)構(gòu)有限元模態(tài)分析 8 建立模型 8 定義單元屬性 10 劃分網(wǎng)格 11 設(shè)置分析類型和選項 12 施加邊界條件并求解 12 查看結(jié)果 13 模態(tài)計算結(jié)果 14 模態(tài)分析結(jié)果 18 C6150主軸箱模態(tài)分析小結(jié) 19 車床主軸箱體優(yōu)化 19 改進(jìn)方案 19 改進(jìn)后結(jié)果 203 C6150主軸箱體的加工工藝設(shè)計 22 主軸箱箱體的機構(gòu)特點及技術(shù)條件分析 22 毛坯分析 25 定位基面的選擇和加工順序的安排 25 加工方法的選擇 26 熱處理工序的安排 27 加工工藝過程的擬定 27 加工余量的確定 30 確定切削用量和時間定額 31 銑頂面 31 銑側(cè)面 32 銑定位面 32 磨定位面 32 銑端面 33 鏜C面孔 33 鏜A面孔 37 鉆擴鉸A面孔 38 鉆擴鉸C面孔 42 鉆擴鉸F面孔 43 浮動鏜 44 鉆螺紋孔 44 主軸箱箱體加工工藝設(shè)計小結(jié) 454 結(jié)論 46致謝 47參考文獻(xiàn) 48畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。關(guān)鍵詞：有限元分析、模態(tài)分析、主軸箱、工藝設(shè)計Abstract：Lathe spindle box is the based ponents of the lathe, It holds up the various axis in the lathe spindle and determine the relative position among them. When spindle box vibration, it will transfer the vibration to the shafts, then transfer to machinings through the shafts. As a consequence,it will influence machining quality of workpieces. 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