【導(dǎo)讀】高精度的方向發(fā)展。的加工質(zhì)量，并可降低生產(chǎn)成本，因而被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的先進(jìn)制造技術(shù)之一。在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家，此項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空、航天及模具行業(yè)。在近五年中，我國(guó)的該項(xiàng)。技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。高速機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速切削的前提條件，機(jī)床的高速化是目前機(jī)。高速機(jī)床與虛擬軸機(jī)床均為機(jī)床突破性的重大變革。無論是普通數(shù)控機(jī)床還。是虛擬軸機(jī)床，實(shí)現(xiàn)高速化的關(guān)鍵部件仍是主軸單元。本文首先介紹國(guó)內(nèi)外高速主軸的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，然后根據(jù)主軸設(shè)計(jì)的一般方法，對(duì)主軸主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行軸的強(qiáng)度、剛度、動(dòng)平衡校核。再次根據(jù)上述計(jì)算，設(shè)計(jì)出數(shù)控車床高速電主軸單元的核心部件—主軸，并作出高速主軸零件圖。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)期間最后一。工工藝規(guī)程的制訂。這次設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的總結(jié)，也是為我們將來走上工作崗位

　　

【正文】 在鍛造毛坯時(shí)使用同一尺寸。本設(shè)計(jì)擬將高速主軸毛坯鍛造為 4階梯軸。其中 劃分為 φ 44mmφ 62mm，φ 70mmφ 86mm，φ 140mm，外圓錐面 4段。 主軸長(zhǎng)度為 621mm，重量約為 23kg，形狀復(fù)雜系數(shù)等級(jí)為 3S ,材質(zhì)系數(shù)等級(jí)為 1M ，查《 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 — 。 確定高速主軸各段的加工余量為， ① φ 44mm外圓的總加工余量為 2Z=3312?? ， 半精車余量為 ，工序尺寸φ ? ，粗車余量 =，毛坯尺寸φ 6712?? 。 ② M48 2Z=2912?? ， 半精車余 量 1，工序尺寸φ ? ，粗車余量 291=28， 毛坯尺寸φ 6712?? 。 ③ φ 55mm外圓的總加工余量為 2Z=1212?? ， ，磨削余量為 ， 半精車余量為 ， 工序尺寸φ 55 ? ，粗車余量 =，毛坯尺寸φ 6712?? 。 ④ φ 62mm外圓的總加 工余量為 2Z=512?? ， 毛坯尺寸φ 6712?? 。 21 ⑤ φ 70mm外圓的總加工余量為 2Z=2021?? ，磨削余量為 ， 半精車余量為 ，工序尺寸φ 70 ? ，粗車余量 =，毛坯尺寸φ 9012?? 。 ⑥ φ 78mm外圓的總加工余量為 2Z=1212?? ， 半精車余量為 ，工序尺寸為φ ? ，粗車余量 =， 毛坯尺寸φ 90 12?? 。 ⑦ φ 86mm外圓的總加工余量為 2Z=412?? ； ，半精車余量為 ，工序尺寸 φ ? ，粗車余量 =，毛坯尺寸φ 6712?? 。 ⑧ φ 140mm外圓的總加工余量為 2Z=312?? ，半精車余量為 1，工序尺寸 φ ? ，粗車余量 31=2，毛坯尺寸φ 14312?? 。 ⑨ φ 86mm外錐圓的總加工余量為 2Z=412?? ，毛坯尺寸 φ 9012?? 。 ⑵ 端面 （高速主軸前后端面） 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，鍛件重量約為 23kg， 鍛件 形狀復(fù)雜系數(shù)等級(jí)為 3S ,鍛件 材質(zhì)系數(shù)等級(jí)為 1M ， 零件 長(zhǎng)度為 621mm， 位于 500mm﹤ l﹤ 800mm 范圍。 故長(zhǎng)度方向偏差為 ?? mm。 長(zhǎng)度方向余量 ， 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，其余量值規(guī)定為取 10mm。 由于高速主軸前后兩端面 均要加工，總加工余量 2Z=?? ，毛坯尺寸為 641 ?? 。 （ 3） 鉆 孔（φ 30mm、φ 36mm、 前端內(nèi)錐孔 及前端面各小孔 ） 毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求介于 IT7IT8之間，精度不高。查查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 。 鉆φ 30通孔 擴(kuò) φ 36孔 2Z=6mm 車錐孔 粗車余量 9，半精車余量 1，粗磨余量 ，精磨余量 ，工序尺寸 鉆φ 11 3通孔 攻 M6螺紋孔 高速主軸的毛坯如下所示， 22 圖 5 高速主軸毛坯圖 工序 5 的切削用量及基本 工時(shí) ⑴加工條件 工件材料： 45鋼正火， b? =、模鍛。 加工要求： 粗車 φ 44mm后端面及短錐端面，鉆中心孔。 機(jī)床： C6201臥式車床 。 刀具： 刀片材料 YT15，刀桿尺寸 16 25mm2， r? =90176。， o? =15176。， o? =12176。， r? =； A型中心鉆。 ⑵計(jì)算切削用量 ① 粗車 φ 44mm后端面 背吃刀量 已知毛坯在長(zhǎng)度方向加工余量為 ?? mm， 毛坯直徑為φ 67mm,加工時(shí)分 17 次加工，pa =4mm。 進(jìn)給量 f 根據(jù)《 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，據(jù)刀桿尺寸 16mm 25mm， pa ＞ 35mm， 以及 工件直徑為φ 67mm時(shí)， f= 。 本設(shè)計(jì)中根據(jù)所選機(jī)床，去 f=。 切削速度 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，切削速度的計(jì)算公式為 ? ?m invvvcvxym pCv k mT a f? 當(dāng) f≤ ，其中 vC =242， vx =， vy =， m=， T=60。修正參數(shù) vk 見《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，即 23 ? 、 ? 、 ? 、 ? 、 ? 所以切削速度 vvvcvxympCvkT a f? =（ m/min） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 1000cswvn d?? ≈ 514(r/min) 與這個(gè)轉(zhuǎn)速相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 480r/min 及 430r/min。 現(xiàn) 選取 n=600r/min，如果選取n=480r/min，則轉(zhuǎn)速損失太大。 所以實(shí)際 切削 速 度 v=126m/min。 此工序的切削用量為 pa =4mm， f=， n=600r/min， v=126m/min。 切削工時(shí) 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》， 基本工時(shí)的計(jì)算公式為 m Lt nf? 式中， L l y? ? ?? ， l=67/2=，查表 ，入切量及超切量 y?? =2mm， 故基本工時(shí) mt =。 短錐端面切削用量計(jì)算于此類似。 ⑵ 鉆中心孔 進(jìn)給量 由于中心孔將作為后面精加工外圓表面的基準(zhǔn)，故精度要求應(yīng)設(shè)置為 IT8IT9精度，鉆頭直徑 0d =4mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 表 可得進(jìn)給量范圍為 。本設(shè)計(jì)去 f=。 切削速度 查表 ,切削速度取 v=18m/min 機(jī)床轉(zhuǎn)速 1000cs wvn d??=1433r/min 聯(lián)系實(shí)際機(jī)床轉(zhuǎn)速，取 n=1500r/min，故實(shí)際切削速度為 1000wdnv ?? =。 24 結(jié)論 本文是作者在收集大量資料，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以高速主軸零件的設(shè)計(jì)與加工為研究課題，以高速切削技術(shù)為導(dǎo)引，以電主軸為研究重點(diǎn)，通過主軸零件設(shè)計(jì)，主軸加工工藝等內(nèi)容的講解，較為 全面的介紹了高速主軸零件的設(shè)計(jì)與加工。 高速主軸技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，是現(xiàn)代機(jī)械發(fā)展的方向。本文以此為題，既介紹了其余傳統(tǒng)主軸相同的方面，又有發(fā)展的地方，很好的運(yùn)用了大學(xué)期間學(xué)習(xí)的各科課程。同時(shí)，通過大量的查閱相關(guān)資料，極大的豐富了課外知識(shí)。 本文是我耗費(fèi)了大量時(shí)間和精力搜集查閱了相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上完成的。但是， 高速主軸技術(shù)作為二十世紀(jì) 90 年代才在我國(guó)興起的一項(xiàng)新技術(shù)，雖然近年來取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但仍處于探索的階段，本文自然只是介紹皮毛，而且由于資料有限，其中甚至難免有錯(cuò)誤的地方，還需在今后的學(xué)習(xí)工作中不斷學(xué) 習(xí)積累。 本文以一項(xiàng)新技術(shù)為課題作為研究對(duì)象，旨在豐富視野，積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維與能力，希望能在未來的國(guó)家建設(shè)中貢獻(xiàn)綿薄之力。 25 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在劉麗老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從最初的題目選擇、設(shè)計(jì)方案的確定、及論文完成的整個(gè)過程中，劉麗老師幫助收集資料，給予設(shè)計(jì)建議，給了我很大的幫助。在大學(xué)生涯的最后階段，劉老師的指導(dǎo)使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，甚至完美結(jié)束大學(xué)生活。在此，衷心的感謝劉麗老師！ 能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，還要感謝工業(yè)制造學(xué)院每一個(gè)對(duì)我 諄諄教誨的專業(yè)課老師，正是他們的教導(dǎo)，為我打好了基礎(chǔ)！ 在此，還要感謝工業(yè)制造學(xué)院的所有領(lǐng)導(dǎo)、授課老師給予我的幫助！感謝我的班主任馮靜老師，她不但在學(xué)習(xí)上給予我的幫助，在生活中無微不至的照顧！感謝 08機(jī)設(shè)所有同學(xué)在三年大學(xué)期間給予我學(xué)習(xí)上的、生活中的幫助！ 在即將大學(xué)畢業(yè)，走上工作崗位的時(shí)候，我還要感謝我的父母，感謝他們二十幾年來的養(yǎng)育之恩，他們?yōu)槲业某砷L(zhǎng)默默付出，任勞任怨，正是他們的支持支撐著我一步步走到現(xiàn)在！ 最后，感謝所有給予我關(guān)心和支持的老師、同學(xué)和朋友。謝謝大家！ 作者：龔吉峰 2021524成都大學(xué) 26 參考文獻(xiàn) 【 1】 張伯霖。高速切削技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 2021. 【 2】 肖曙紅，張伯霖，等。高速電主軸關(guān)鍵技術(shù)的研究 [J] 1999 【 3】 李益民 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) [J]。機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 【 4】 艾興，肖詩綱 。切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1997 【 5】 裘文言，張祖繼，翟元爽。機(jī)械制圖 高等教育出版社 2021 【 6】朱江峰 黎震 。先進(jìn)制造技術(shù) 北京理工大學(xué)出版社 2021 【 7】張 士昌。先進(jìn)制造技術(shù) 天津大學(xué)出版社 2021 【 8】濮良貴，紀(jì)名剛。機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 高等教育出版社 2021 【 9】 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，宋寶玉。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 高等教育出版社 2021 【 10】張士昌，李旦，高航。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 2021 【 11】范崇洛，謝黎明。機(jī)械加工工藝學(xué)（修訂版） 東南大學(xué)出版社 2021 【 12】哈爾濱工業(yè)大學(xué)，趙家齊。機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（第 2版） 2021 【 13】劉洪文。材料力學(xué)（第 4版） 高等教育出版社 2021 【 14】王凡。實(shí)用機(jī)械制 造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2021