数控机床主轴加工工艺及铣键槽夹具设计说明书

1、数控机床主轴加工工艺及铣键槽夹具设计摘要：主轴是机床上关键零件之一，它一方面要支承各种传动零件传递动力和承受各种负荷，以进行切削加工，另一方面又要保证安装在主轴上的工件或刀具有较高的回转精度。主轴加工精度及其装配精度将直接影响到机床精度和使用寿命，数控机床主轴由于精度要求高于一般主轴，加工更加困难，一直是国内外各数控机床制造加工的关键。 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动法强度，需做一种专用夹具，省去加工中繁琐的工序。我们已经学习了机械制造工艺和夹具，对夹具设计有了初步的了解。对于一种批量较大的产品可设计制造一种专业夹具，操作迅速方便，减少了工人的劳动量，可获得较高的加工精度和生产率，对工人的技术水平要求也相对较低。但专用夹具设计制造周期长、夹具制造费用较高。专用夹具的针对性极强、没有通用性，很明显只能适用于产品相对稳定的大批量生产中。 机械制造工艺装备设计是一个非常重要的学习环节，它一方面要求我们通过设计能获得综合应用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，这也是以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。 关键词：数控机床；主轴；夹具；加工精度 Fixture

2、design of NC machine tool spindle keyway milling process andAbstract: the spindle is one of important parts of machine tools, which on the one hand to support various kinds of transmission parts of transferring power and under various load, to perform cutting, on the other hand, to ensure that the rotary precision of the workpiece or tool mounted on the spindle with high. Spindle machining precision and assembly precision will directly affect the accuracy of the machine tool and the service life

3、 of the NC machine tool spindle, because the accuracy is higher than the general spindle, processing more difficult, has been critical of the domestic and foreign various CNC machine tool manufacturing process. In order to improve labor productivity, guaranteed the processing quality, reduce the labor intensity, need to do a special fixture, to simplify the complicated machining process. We have studied the mechanical manufacturing process and fixture, a preliminary understanding of fixture desi

4、gn. For a large batch of products can design and manufacture a special fixture, rapid and convenient operation, reduces the amount of labor workers, can obtain high processing precision and productivity, the technical level of workers is relatively low. But the special fixture design and manufacturing cycle is long, the high cost of fixture manufacturing. Special fixture with extremely strong specific aim, no generality, obviously is only applicable to mass production of relative stability in th

5、e. Mechanical manufacturing process and equipment design is a very important part of the study, on one hand it requires us to use the design can obtain all the course of comprehensive application of the past have learned the basic skills, technology and structure design in addition, it is also well after graduation design is a comprehensive training and preparation.Keywords: CNC machine tools; spindle; fixture; machining accuracy目录第一章 绪论 在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术，同时

6、培养工作岗位的前瞻性；在讲授数控知识的同时，必须要求学生掌握基本的机械加工工艺，增强系统意识，理解手动操作与自动操作之间的联系，真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位的多面手。数控车工基础工艺理论及技能有机融合，包括夹具的使用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等，分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级内容。以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。对涉及与数控专业相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才主轴是机床上关键零件之一，它一方面要支承各种传动零件传递动力和承受各种负荷，以进行切削加工，另一方面又要保证安装在主轴上的工件或刀具有较高的回转精度。主轴加工精度及其装配精度将直接影响到机床精度和使用寿命，数控机床主轴由于精度要求高于一般主轴，加工更加困难，一直是国内外各数控机床制造加工的关键。夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制

7、造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作，是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。第二章 数控机床主轴加工工艺一 零件图及精度要求1.1 数控机床主轴零件（见主轴零件图1）1.2 零件结构的工艺性 （一）车削加工零件结构工艺性 1、便于装夹。在设计零件时，首先要考虑加工过程中，零件的装夹问题，应力 求在结构上使装夹方便可靠，装夹次数最少。 2、简化加工面形状。在不影响零件使用要求的前提下，尽可能简化加工面形状。 3、尽量减少加工时的安装和换刀次数。这不但减少了所用刀具的种类，还可以省掉大量的安装和换刀等辅助时间。 4、工件应有足够的刚度。保证加工不致变形，有利于保证加工精度。 5、要有退刀槽。在设计零件结构时，要具体考虑所用的加工方法和刀具形状，使之有退刀的余地。 （二）钻削加工

8、零件结构工艺性 1、应采用标准钻头，并考虑钻头的顶角。加工的孔，应选用标准直径，否则，需要特制刀具。加工盲孔，由一直径过渡到另一直径时，最好做成与钻头顶角相同的圆锥面。 2、工件上钻头钻入或钻出处表面应与孔的轴线垂直，否则，将使钻头产生偏斜而折断。 3、铸件上钻孔的地方要和铸件壁隔开一定距离，否则，容易使钻头折断。 4、设计时，要尽量避免弯曲的孔。 （三）铣削加工零件结构工艺性 1、尽量使各加工面在同一平面内。 2、零件应有足够的刚性，减少由于切削力所引起的边缘部分变现形。 3、尽量选用标准刀具加工。 4、尽量减少铣削时间。1.3 主轴零件的分析从零件图上可以看出共有6组加工面。1 轴所以的外圆表面包括车88.882,65K6,55,42,40和切槽倒角。2 轴上两对称键槽。3 内锥孔保证锥度 7：244 钻中心孔17，225 钻孔、攻丝M12，M66 铣槽15.9由于零件的几个加工表面都有位置度要求，精度要求，因此，需使用转应夹具。钻端面螺纹孔M12，M6采用的钻模，加工两对称键槽所需的铣床夹具。况且为了提高生产率保证加工质量，降低劳动强度也需采用专用夹具。1.4 主轴加工定位基准的

9、选择主轴加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。 由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。 为了保证支承轴颈与主轴内锥面的同轴度要求，宜按互为基准的原则选择基准面。如车小端120锥孔和大端莫氏6号内锥孔时， 以与前支承轴颈相邻而它们又是用同一基准加工出来的外圆柱面为定位基准面（因支承轴颈系外锥面不便装夹）；在精车各外圆（包括两个支承轴颈）时，以前、后锥孔内所配锥堵的顶尖孔为定位基面；在粗磨莫氏6号内锥孔时，又以两圆柱面为定位基准面；粗、精磨两个支承轴颈的112锥面时，再次用锥堵顶尖孔定位；最后精磨莫氏6号锥孔时，直接以精磨后的前支承轴颈和另一圆柱面定位。定位基准每转换一次，都使主轴的加工精度提高一步。 二 主轴加工工艺过程的制订和分析2.1 主轴加工工艺过称的分析 主轴加工工艺过程制订的依据是主轴的结构，技术要求，生产批量和工厂现有的技术工人，技术人员水平与设备条件等，从数控车床主轴的技术条件可知：主轴的主要加工表面是两个支承轴颈、锥孔、前端锥面、径跳及前端面端跳，而保证两个支承轴颈的尺寸精度，几何形状精度和同轴度则是主轴的关键工序，这类属于小批量生产规模而又工序分散的主轴加工工艺过程（见表1）一般可概括为下列三个阶段。1. 粗加工阶段（1）毛坯处理：毛坯备料，锻造和正火(工序1序)（2）粗加工：钻顶尖孔、粗车外圆、钻大通孔(工艺2-5序)，这个阶段主要是采用大的切削用量切除大部分余量。通过这个阶段还可及时发现锻造裂纹等缺陷。2. 半精加工阶段（1）半

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