專用鏜削動力頭系統(tǒng)設(shè)計

1、河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書專業(yè)班級學(xué)生姓名一、題目二、起止日期年月日至年月日三、主要任務(wù)與要求指導(dǎo)教師職稱學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)簽字（蓋章）年 月 日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評語題目評閱人職稱工作單位河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評定書題目指導(dǎo)教師職稱年 月 日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯許可證答辯前向畢業(yè)設(shè)計答辯委員會（小組）提交了如下資料:1、設(shè)計（論文）說明共頁2、圖紙共張3、指導(dǎo)教師意見共頁4、評閱人意見共頁經(jīng)審查，專業(yè)班同學(xué)所提交的畢業(yè)設(shè)計（論文），符合學(xué)校本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的相關(guān)規(guī)定, 達(dá)到畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的要求，根據(jù)學(xué)校教學(xué)管理的有關(guān)規(guī)定, 同意參加畢業(yè)設(shè)計（論文

2、）答辯。指導(dǎo)教師簽字（蓋章）年 月 日根據(jù)審查，準(zhǔn)予參加答辯。答辯委員會主席（組長）簽字（蓋章）年 月 日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會（小組）決議院（系）專業(yè)班 同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計（論文）于年月日進(jìn)行了答辯。根據(jù)學(xué)生所提供的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料、指導(dǎo)教師和評閱人意 見以及在答辯過程中學(xué)生回答問題的情況，畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委 員會（小組）做出如下決議。一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的總評語二、畢業(yè)設(shè)計（論文）的總評成績：三、答辯組組長簽名：答辯組成員簽名：答辯委員會主席：簽字（蓋章）摘要一臺專用機(jī)床的加工精度主要取決于動力頭及其主軸組件的精度。現(xiàn)在， 很多動力頭基本上已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，這為機(jī)床的制造，改

3、裝帶來了很大的方便，但 為了提高精度，工作效率，就需要設(shè)計出更專用化的動力頭部件。備削動力頭 有很大的發(fā)展空間和廣闊的運(yùn)用前景。它將會降低機(jī)床成本，極大的減輕工人 的勞動強(qiáng)度，也更容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。銳削動力頭是按系列化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計 的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝耍求設(shè)計的專用部件組成的專用 機(jī)床.鎮(zhèn)削動力頭由50%60%的通用零、部件組成，大多數(shù)零、部件是同類 的通用部件，鎮(zhèn)削動力頭三化（標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化）水平高。鎮(zhèn)削動力頭是高效自動化設(shè)備，它在國民經(jīng)濟(jì)中占有較重要的地位.尤其 是汽車、拖拉機(jī)、軍工等大批量生產(chǎn)的行業(yè)，正而臨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代和企業(yè) 改造任務(wù)，這些行業(yè)又都是組合

4、機(jī)床及口動線的主要用戶，它們需要組合機(jī)床及 自動線的數(shù)量較大.鎮(zhèn)削動力頭設(shè)計是一次性設(shè)計，它根據(jù)用戶提供的被加工 零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等制定總 體方案，然后進(jìn)行技術(shù)設(shè)計和工作設(shè)計。本設(shè)計主要是對zk9350專用鉆床的動 力頭系統(tǒng)及進(jìn)給裝置進(jìn)行設(shè)計計算，并利用繪圖軟件autocad對其設(shè)計的零部 件進(jìn)行繪制。關(guān)鍵詞：鐲削動力頭，專用機(jī)床，進(jìn)給機(jī)構(gòu)，cad技術(shù)abstracta special machine tool processing precision mainly depends on the head and spindle component

5、of the dynamic accuracy. now, a lot of motivation head basically has standardization, this for machine tools manufacturing, modified bring great convenience, but in order to improve the precision, the work efficiency, need to design more specialty power head piece. boring cut power head has very big

6、 development space and broad prospect of use. it will reduce the cost of machine tools, greatly reduce the labor intensity, are also more likely to realize automation production. boring power pack is cut by series, of standardized design of general parts and the shape of the parts on the processing

7、and processing technology requirements of the design of the special machine tool special parts. boring head cut power by 50% 60% of general zero, components, most parts is the same kind of general parts, boring cut power head three (standardization, the generalization and seriation) level is high.bo

8、ring cut power pack is high automation equipment, it in the national economy has more important position. especially automobiles, tractors, war industry and mass production industry, is facing the upgrading of products and enterprise reform task, these industries and combination machine tools and ma

9、chine tool automatic line major user, they need combination machine tools and the number of automatic line is larger. boring head cut power design is one-time design, it provided by user is processing parts processing characteristics, precision and technical requirements, positioning and productivit

10、y of the clamp pressure requirements overall scheme formulated and technical design and design work. this design is mainly to the zk9350 special drill press power head system and into the device to design calculation, and use of the drawing software for the design of components autocad draw.key word

11、： boring cut power head, special machine tool, and into the mechanism, cad technology目錄第一章弓丨言11.1課題的背景和意義11.1.1組合機(jī)床和組合機(jī)床自動化生產(chǎn)線11.1.2高精度鋰銃動力頭21.2鋰削動力頭的研究現(xiàn)狀31.3本設(shè)計的主耍內(nèi)容6第二章動力頭系統(tǒng)設(shè)計方案82. 1zk9350專用機(jī)床工作原理82.2動力頭傳動方案92. 2. 1動力參數(shù)選擇102. 2.2電動機(jī)的選擇122. 2. 3傳動裝置的動力參數(shù)計算122. 3進(jìn)給裝置方案15第三章設(shè)計中的有關(guān)計算173. 1齒輪的設(shè)計與計算173.

12、 1. 1選擇齒輪材料173.1. 2齒面接觸疲勞強(qiáng)度簡化設(shè)計公式設(shè)計主要參數(shù)173. 1. 3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度213. 1.4齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計243. 2鋰削動力頭主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核263. 2. 1確定最小直徑尺寸283.2.2主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計293. 2. 3接觸疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)校核313. 3軸承的選擇和校核353. 3. 1角接觸軸承的校核383. 3. 2圓柱滾子軸承的校核413. 3. 3潤滑與密封423.4鍵的選用與校核433.4. 1 鍵的選擇433.4.2校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度433. 5進(jìn)給裝置滾珠絲桿傳動設(shè)計及校核計算443.5. 1螺旋副的主要兒何參數(shù)的計算443.5.2靜

13、載荷計算453.5.3螺桿強(qiáng)度463.5.4壽命計算46第四章鎮(zhèn)削動力頭系統(tǒng)箱體的設(shè)計484. 1概述484.2箱體材料的選擇與主要的加工步驟484. 3箱體附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計494.4箱體中的潤滑與密封504.4. 1箱體的密封504. 4. 2箱體中齒輪的潤滑51結(jié)論52參考文獻(xiàn)53致謝54hi第一章引言1.1課題的背景和意義隨著全球汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，組合機(jī)床行業(yè)也得到了飛速的發(fā)展，越來 越多的汽車零部件需要采用組合機(jī)床或組合機(jī)床自動化生產(chǎn)線的方式來進(jìn)行零 部件的生產(chǎn)制造，i佃作為組合機(jī)床和組合機(jī)床自動化生產(chǎn)線設(shè)計制造屮的核心 通用部件偉銃動力頭，其高精度、高強(qiáng)度和高剛度的基木性能是組合機(jī)床

14、 和組合機(jī)床自動化生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)出高品質(zhì)、高精度產(chǎn)品的基本保證，也是我 們提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成木、保證零部件品質(zhì)的必要條件。而高精度鎮(zhèn)銃 動力頭是能夠保證組合機(jī)床等設(shè)備或生產(chǎn)線專業(yè)化生產(chǎn)、自動化生產(chǎn)和大批量 生產(chǎn)的必要保證。對高精度鐸銃動力頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計、動靜態(tài)特性分析，在很大程度上決定了 組合機(jī)床和組合機(jī)床自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)能力及使用壽命，也是設(shè) 備生產(chǎn)高品質(zhì)、高精度產(chǎn)品的重要原因。其主軸結(jié)構(gòu)的研究和動靜態(tài)特性的優(yōu) 化，對于進(jìn)一步提高組合機(jī)床和組合機(jī)床自動化生產(chǎn)線的工作性能具有十分重 要的意義。1.1.1組合機(jī)床和組合機(jī)床自動化生產(chǎn)線組合機(jī)床(modular machine to

15、ol)是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ), 配以少量的專用部件組成的專用機(jī)床(special machine tool)。它適應(yīng)于在犬批、 大量生產(chǎn)屮對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。這種機(jī)床既具 有專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動化程度較高的特點(diǎn)，乂具有一定的重新 調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的需要。組合機(jī)床可以對工件進(jìn)行多而、多主軸加 工，一般是半口動或全口動的。組合機(jī)床口動化生產(chǎn)線是以組合機(jī)床為基礎(chǔ)的 進(jìn)行某個零件或某個產(chǎn)品的多工序加工的生產(chǎn)線。無論是組合機(jī)床，還是組合 機(jī)床自動化生產(chǎn)線，都是一種專用高效自動化技術(shù)的裝備，是大批量機(jī)械產(chǎn)品 實現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，

16、主要被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、 內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等眾多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中，特別是汽車工業(yè)，是組合機(jī)床和 組合機(jī)床自動化生產(chǎn)線最大的用戶。例如，徳國大眾汽車公司在salzgitter的發(fā) 動機(jī)生產(chǎn)工廠，90年代初所采用的金屬切削機(jī)床主要是組合機(jī)床口動化生產(chǎn)線 （60%）、組合機(jī)床（20%）和加工中心（20%）。顯然，在大批量生產(chǎn)的機(jī)械 制造行業(yè)，大量采用的加工設(shè)備是組合機(jī)床和組合機(jī)床自動化生產(chǎn)線。因此， 組合機(jī)床及其自動化生產(chǎn)線的技術(shù)性能和綜合自動化水平，在很大程度上決定 了這些制造行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，也在很大 程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。1.1.2高精度辛堂銃動力

17、頭鎮(zhèn)銃動力頭是這些專用設(shè)備和自動化生產(chǎn)線的重要組成部分，是扒負(fù)著這 些專用設(shè)備和自動化生產(chǎn)線加工品質(zhì)、加工能力和使用壽命的責(zé)任；同時，也 是這些專用設(shè)備和自動化生產(chǎn)線的重要組成部分。在設(shè)計這些專用設(shè)備和自動 化生產(chǎn)線的加工品質(zhì)、加工能力、加工精度時，必須首要的考慮銳銃動力頭是 否能夠勝任這些加工狀態(tài)。而且，偉銃動力頭在實現(xiàn)機(jī)械加工的時候是單個獨(dú) 立存在進(jìn)行機(jī)械加工的，相互之間不會冇任何加工工序和工藝要求的影響。專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機(jī)床屮某些部件因 經(jīng)常性的重復(fù)使用，逐步發(fā)展為通用部件，因而在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了組合機(jī)床。 最早的組合機(jī)床是1911年在美國制成的，用于加工汽

18、車零件。初期，各機(jī)床制 造廠都有各口的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠通用部件的互換性，便于 用戶使用和維修，1953年美國福特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。通用部件按功能可分為動力部件、支撐部件、輸送部件、 控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機(jī)床捉供主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動的部 件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。我們這里所說的高精度鐸銃動力頭就 屬于通用部件的動力部件，包含了動力箱和切削頭部分，同時配合了動力滑臺 后就組成了完整的動力部件，是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動的部件。1.2鏗削動

19、力頭的研究現(xiàn)狀鏗床主要是用鏗刀對工件已有的孔進(jìn)行鏗削的機(jī)床，使用不同的刀具和附 件還可鉆削、銃削、切螺紋及加工外圓和端而等。1769年瓦特取得實用蒸汽機(jī)專利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽機(jī)的關(guān)鍵 問題。1774年英國人威爾金森發(fā)明炮筒鎮(zhèn)床，次年用于加工蒸汽機(jī)汽缸體。1776 年他又制造了較為精確的汽缸鎮(zhèn)床。1880年前后，德國開始生產(chǎn)帶前后立柱和工作臺的臥式鏗床。為了能對特 大、特重的工件進(jìn)行加工，20世紀(jì)30年代發(fā)展了落地銳床。隨著銃削工作量的 增加，50年代出現(xiàn)了落地鐸銃床。二十世紀(jì)初，出于鐘表儀器制造業(yè)的發(fā)展，需要加工孔距誤差較小的設(shè)備, 在瑞士出現(xiàn)了坐標(biāo)鎮(zhèn)床?，F(xiàn)在的鎮(zhèn)床大多已采用數(shù)字控制

20、系統(tǒng)實現(xiàn)坐標(biāo)定位和 加工過程自動化。該機(jī)床是專門加工圓柱型深孔工件的設(shè)備，如加工機(jī)床的主軸孔、盲孔及 階梯孔。機(jī)床不但可以承擔(dān)齊種鉆削、鐸削，而且還可以進(jìn)行滾壓加工，鉆削 時采用內(nèi)排屑法或外排屑法。機(jī)床床身剛性強(qiáng)，精度保持性好，主軸轉(zhuǎn)速范圍 廣，進(jìn)給系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動，能適應(yīng)各種深孔加工工藝的需要，授油器 緊固和工件頂緊采用液壓裝置，儀表顯示，安全可靠。據(jù)冇關(guān)資料報道，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家里，設(shè)備的平均役齡控制在1020 年z間，設(shè)備的“技術(shù)老化”期已短于10年，10年役齡以內(nèi)的設(shè)備數(shù)量能夠達(dá) 到設(shè)備總數(shù)的50%左右。出此口j見，設(shè)備更新速度相當(dāng)快，一是用技術(shù)更為先 進(jìn)的新設(shè)備來代替技術(shù)性能

21、老化的設(shè)備；另一是進(jìn)行有效的技術(shù)改造，使心 設(shè)備適應(yīng)新的生產(chǎn)需要。例如，美國和西歐一些工業(yè)先進(jìn)的國家，在鋼鐵企業(yè) 屮雖然早已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)代化，可是舊設(shè)備并沒冇全部毀棄，而是通過技術(shù)改造 的方法，使一些iii設(shè)備能夠達(dá)到使用新技術(shù)、新工藝的要求，繼續(xù)生產(chǎn)出具有 競爭能力的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。口前，我國的工廠企業(yè)，除了新建的單位外，大多數(shù)都存在設(shè)備“技 術(shù)老化”問題，設(shè)備役齡在15年以上的，所占的比例相當(dāng)大，面對這么多 陳舊的設(shè)備應(yīng)該怎么辦，這是一個急待解決的大問題。目前鐸床已受到其他加工形式的挑戰(zhàn)，可以從第七屆中國國際機(jī)床展覽會 看出一些跡象。在本屆展會上，圍繞信息產(chǎn)業(yè)需求，各類高精度、超精數(shù)控機(jī) 床頗引人

22、注口，甚至已出現(xiàn)了納米級、亞納米級的數(shù)控機(jī)床。國外近年興起的 碩切削(hard turning)新工藝，也對鏗床產(chǎn)生一定的沖擊力。硬切削是指使用 cbn實體刀具、cbn刀頭或陶瓷刀具來加工淬碩的工件，此方法具冇切削成本低、 加工精度和光潔度高、不需用專用夾具且能一次裝夾、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，并 且冇利于環(huán)保。除硬切削外，面對上述兩個方面的挑戰(zhàn)，鎮(zhèn)削專家認(rèn)為，硬切削雖好， 但不可能取代鏗削。因為對陶瓷、高溫超級合金之類的新一代材料，鏗削是惟 一的加工方法。銳削冇自己的優(yōu)勢，如可實現(xiàn)在線測量、加工時釆用閉合循環(huán) 等。而對于研鐸機(jī)和拋光機(jī)，在精度和光潔度要求不是十分高的情況下，它們 的生產(chǎn)效率比不過平

23、面鎮(zhèn)床。為實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，我們同樣要創(chuàng)造或引進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，進(jìn) 行必要的設(shè)備更新。另一方面，動員機(jī)械制造業(yè)的人員，堅持自力更生和勤儉 辦企業(yè)的方針，大搞技術(shù)革新，挖掘設(shè)備潛力，更具冇現(xiàn)實意義。機(jī)床改裝的效益是多方面的，從提高生產(chǎn)效率來看，假設(shè)改裝機(jī)床100萬 臺，每臺生產(chǎn)效率平均提高20%,這就等于多生產(chǎn)20萬臺新機(jī)床；反之，如果 不對就機(jī)床實行技術(shù)改造，當(dāng)前生產(chǎn)的新機(jī)床在技術(shù)水平上或數(shù)量上又不能及 時地滿足生產(chǎn)需要時，那就勢必會影響工業(yè)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。因此，機(jī)床改裝 或改造不但是解決設(shè)備“技術(shù)老化”的重要途徑，能夠滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要， 而且可以獲得十分客觀的經(jīng)濟(jì)效益實踐經(jīng)驗表明，出

24、于各工廠的生產(chǎn)性質(zhì)和設(shè)備條件的不同，機(jī)床的內(nèi)容和 要求也各有差異，概括起來有如下幾方面。 使舊型號機(jī)床達(dá)到新型號機(jī)床的性能指標(biāo)。 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。 改變機(jī)床的工藝范圍。 捉高機(jī)床的自動化程度。 改善機(jī)床的操作性能和勞動條件。 使機(jī)床能夠適應(yīng)新技術(shù)、新工藝的要求。 適合于組成生產(chǎn)流水線。鏗床應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步完善，拓展它的應(yīng)用空間，從容應(yīng)對挑戰(zhàn)。為使鏗床保持 穩(wěn)定發(fā)展的局而，當(dāng)前專家捉出應(yīng)該從下列幾個方而拓展：1、向高精度、超精加工發(fā)展。隨著it產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，對加工的精度提出 了更高的要求。因此，研制超精鎮(zhèn)床已提上議事fi程。在開發(fā)超精鎮(zhèn)床方面， 工業(yè)發(fā)達(dá)國家都予以極大重視，尤其是日木已走在前列。爭

25、取早日為it產(chǎn)業(yè)等 工業(yè)部門提供這類設(shè)備。2、跳出銳床只銳削內(nèi)孔的框框。銳床向成形銳削發(fā)展，這是擴(kuò)展銳削功能 的重要手段。國內(nèi)平鐸床中，成形鐸床的比重很小，而工業(yè)發(fā)達(dá)國家一些鐸削 制造廠如德國bloh m公司、elb公司，其產(chǎn)品中絕大多數(shù)都是能進(jìn)行成形鋰削 削。因此，我們應(yīng)積極推廣緩進(jìn)給成形鎮(zhèn)削工藝，開發(fā)一些適應(yīng)多種用途的成 形鎮(zhèn)床，真正使鏗床能加工各種型面、曲面，可直接用壞件成型。逐步提高緩 進(jìn)給成形銳床在銳削屮的比重。3、研究用戶加工工藝，拓展應(yīng)用領(lǐng)域。在一些工業(yè)部門可能存在肓區(qū)，如 過去磁鋼行業(yè)從不使用雙端面鎮(zhèn)床。經(jīng)過深入細(xì)致地工作，在這個行業(yè)推廣雙 端面鎮(zhèn)床，現(xiàn)在許多磁鋼廠都使用了雙端

26、面鎮(zhèn)床。4、開發(fā)復(fù)合機(jī)床。適應(yīng)發(fā)展潮流，開發(fā)電火花復(fù)合鏗床等復(fù)合機(jī)床，以及 能銳平而、外圓、內(nèi)圓等的復(fù)合型銳床，拓展使用范圍。5、開發(fā)高效偉床。為提高偉削效率，應(yīng)發(fā)展高速偉床、高效深切偉床、快 速短行程鎮(zhèn)床以及鎮(zhèn)削加工中心等先進(jìn)的鎮(zhèn)削加工設(shè)備，以應(yīng)對硬切削的挑戰(zhàn)。6、鎮(zhèn)削加工由原來的恒轉(zhuǎn)速已經(jīng)向恒線速度進(jìn)行發(fā)展并進(jìn)行拓展，以 提高切削的精度。1.3本設(shè)計的主要內(nèi)容口前軸承行業(yè)使用的軸承保持架鉆孔設(shè)備是傳統(tǒng)的沒有采用數(shù)控技術(shù)的加 工機(jī)床，主軸駛動采用普通三相杲步電機(jī)通過減速箱有級調(diào)速的方式，傳動不 穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)速不可實現(xiàn)無級調(diào)速。工作臺分度釆用機(jī)械分度機(jī)構(gòu)，結(jié) 構(gòu)復(fù)朵，分度精度低，夾緊工件

27、時采用手動夾緊，效率低下。鉆孔時刀具進(jìn)給 方式為采用液壓驅(qū)動的滑臺結(jié)構(gòu)進(jìn)給方式，定位精度低，加工精度低，刀具裝 夾吋手動拉緊，自動化程度低，效率較低。另外，傳統(tǒng)加工設(shè)備沒有采用自動 排屑機(jī)構(gòu)，以及防護(hù)較差，均不利于生產(chǎn)加工，環(huán)境保護(hù)。zk9350數(shù)控軸承保持架鉆床是為軸承行業(yè)開發(fā)的一種高效率、高精度、高 動化、數(shù)字化機(jī)床加工設(shè)備，是采用了先進(jìn)數(shù)控技術(shù)的機(jī)電液一體化產(chǎn)品， 液壓夾緊工件，數(shù)控通孔立式回轉(zhuǎn)工作臺伺服驅(qū)動進(jìn)行精確分度，可手動或程 序控制加工，可軸向和徑向鉆、較、鎮(zhèn)孔，且采用全封閉防護(hù)結(jié)構(gòu)，自動排屑, 清潔環(huán)保。本設(shè)計主要是對zk9350專用鉆床的動力頭系統(tǒng)及進(jìn)給裝置進(jìn)行設(shè)計 計算，并

28、利用繪圖軟件autocad對其設(shè)計的零部件進(jìn)行繪制。zk9350數(shù)控軸承保持架鉆床技術(shù)參數(shù): 1機(jī)床的主要規(guī)格：最大工件直徑最大鉆孔直徑2注軸：主軸速度范圍（無級）主軸最人移動行程主軸錐孔3.工作臺工作臺型號工作臺面直徑400mm50mm50-2500r/min500mmbt50tk13400el400mm300 mm工作臺最人移動距離工作臺最高轉(zhuǎn)速最小分度為分度定位精度重復(fù)精度最人允許載荷量為轉(zhuǎn)臺剎緊壓力工作臺底座旋轉(zhuǎn)4. 冷卻系統(tǒng)冷卻泵型號冷卻泵流量冷卻箱容量5. 潤滑系統(tǒng)自動集屮潤滑裝置型號容量6. 動力系統(tǒng)伺服主軸電機(jī)z向電機(jī)扭矩z向進(jìn)給扭矩工作臺分度電機(jī)型號冷卻泵電機(jī)7. 機(jī)床外形尺

29、寸長x寬x高8. 機(jī)床凈重9. 機(jī)床總?cè)萘?0r/min0.001°206 250kg油壓1.5mpa100°mc418025 l7min300lyesc2lfanauc a 22/6000ip22n.m66n.m （1： 3 減速器）fanauc a 12/3000imc4180機(jī)床占地 3020x1555x1835 約 4000kg45 kva第二章動力頭系統(tǒng)設(shè)計方案鎮(zhèn)削動力頭是在通用機(jī)床，在生產(chǎn)屮廣泛應(yīng)用，它可完成的加工工序種類 及工藝方法比較成熟，分期工藝范圍的側(cè)重點(diǎn)是在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上盡可能的擴(kuò) 大其工藝范圍，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)萬能性，比如：銳削動力頭的主軸斷而釆用

30、的莫氏5號錐孔，并且可以加卡盤等其它的夾具，實現(xiàn)多種加工的能力。通用 程度較高。主軸懸伸量較小，故還能夠進(jìn)行較強(qiáng)力銃削加工，主軸箱前端面積 較大，可提供安裝較大的鎮(zhèn)銃附件進(jìn)行加工，但不便于接近工件。2. 1 zk9350專用機(jī)床工作原理zk9350專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1所示。結(jié)合圖2.1介紹一下機(jī)床 工作原理：在床身1上固定著床鞍、滑板7,滑板在床鞍之上，可沿燕尾導(dǎo)軌橫 向滑動，通過搖動手柄，利用絲杠螺母副傳動可調(diào)整滑板在床鞍上的位置。滑 板上固定著冋轉(zhuǎn)工作臺，松開冋轉(zhuǎn)盤鎖緊螺母后，可使冋轉(zhuǎn)工作臺在半周內(nèi)調(diào) 整至任一位置進(jìn)行固定，調(diào)整時有微調(diào)機(jī)構(gòu)。這樣可以在工作臺面上鉆削斜孔。 回轉(zhuǎn)工

31、作臺為一伺服電機(jī)驅(qū)動、液壓剎緊的精確分度立式工作臺，專業(yè)生產(chǎn)廠 家生產(chǎn)，分度精度20 ，重復(fù)定位精度6，剎緊力矩2000nmo冋轉(zhuǎn)工作臺上 安裝有液壓汕缸，可利用液壓夾緊工件。鐐削動力頭3通過支承件固定在可沿床身縱向移動的滾了式滾動直線導(dǎo)軌 副上，導(dǎo)軌由進(jìn)給裝置5的伺服電機(jī)通過絲杠螺母副傳動驅(qū)動，帶動動力頭實 現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。鐸削動力頭由專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，主軸裝刀結(jié)構(gòu)為自動拉緊液壓 松開的7： 24標(biāo)準(zhǔn)錐度配合刀柄結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機(jī)為主軸伺服電機(jī)，叮無級調(diào)速。液壓站6提供必耍的液壓驅(qū)動動力源，排屑機(jī)8由專業(yè)廠家生產(chǎn)，其將切 屑口動輸送至切屑箱中，冷卻箱部分包括冷卻液泵及冷卻箱等，分兒個噴嘴噴 出冷卻液

32、，沖涮切屑并冷卻潤滑刀具。電氣箱10中為電氣元件及驅(qū)動模塊等， 機(jī)床由數(shù)控系統(tǒng)控制，通過操縱箱進(jìn)行編程或手動操縱進(jìn)行加工。機(jī)床工作時，安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上的圓形軸承保持架在回轉(zhuǎn)油缸的液壓壓 緊情況下牢固地固定在工作臺上，工作臺按程序進(jìn)行精確冋轉(zhuǎn)分度，鏗削動力 頭安裝好刀具后，高速旋傳并向前按設(shè)定速度進(jìn)給，鉆削后再退出，然后等工 件分度后再進(jìn)行另一次進(jìn)給加工，如此循環(huán)，直至加工完一個工件上所有孔。 回轉(zhuǎn)工作臺可在半周內(nèi)調(diào)整其在滑板上固定位置，因此既可加工工件上的軸向 孔，也可加工件上的徑向孔，甚至斜向孔。當(dāng)工件需要擴(kuò)孔吋，利用工裝上的 定位銷可以對軸向孔進(jìn)行重復(fù)裝夾定位，利用徑向定位銷可對徑向孔進(jìn)

33、行重復(fù) 裝夾定位，方便可靠。機(jī)床釆用全封閉防護(hù)，水槍噴射清掃切屑并自動排屑， 操縱箱固定在機(jī)床床身支架上，上部操縱面板可口由轉(zhuǎn)動角度，方便操縱，射 燈照明，美觀大方。2.2動力頭傳動方案鎮(zhèn)削動力頭的工藝范圍比萬能型的要窄一些，適用于成批生產(chǎn)的場合。 鎮(zhèn)削動力頭主要用于粗加工的工序要求。因此主軸設(shè)計中只需較大的切削 力，精度不高。粗加工鋸去多余部分、銃端而打中心孔和荒車外圓等。這 個階段的主耍目的是：用大的切削用量切除大部分余量，把毛坯加工至接 近工件的最終形狀和尺寸，只留下少量的加工余量。通過這個階段還可以 及吋發(fā)現(xiàn)鍛件裂縫等缺陷，做出相應(yīng)措施。鎮(zhèn)削動力頭屬于臥式鏗床的切削動力源。機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單

34、維護(hù)容易，操縱機(jī) 構(gòu)能較多的集屮在主軸箱屮。主電動機(jī)與主軸釆用上下平行，無相對移動環(huán)節(jié), 但主軸箱與減速箱采取相對鑄造的方式，安裝簡易。<3<3圖圖(a)圖2-2鎮(zhèn)削動力頭傳動方案合理的傳動方案要滿足機(jī)械的功能的需要，此外，還要適應(yīng)工作條件（工作 場地、工作制度等），滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高，使用 維護(hù)便利、工藝性、經(jīng)濟(jì)性合理等要求。在圖22中的（a）、（b）為鋰削動力頭的兩種傳動方案，圖（a）方案中成本低， 但在長期使用過程屮壽命低，且傳動精度低等，故選擇圖（b）方案。表21鎮(zhèn)削動力頭傳動方案比較項目圖（r方案圖（b）方案結(jié)構(gòu)尺寸大較大傳動效率較高高工作壽命短

35、常成本低屮等連續(xù)工作性較好好環(huán)境適應(yīng)性差較差2.2.1動力參數(shù)選擇銳削動力頭的主要設(shè)計技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)：加工材料ht200,硬度hb160-200；刀貝材料，硬質(zhì)合金yg8；鐸孔直徑50-160mm；主軸轉(zhuǎn)速 50-320rpm；進(jìn)給量 0.25-0.8m/s；切削速度 35-50 m/so 粗加工吋的切削功率p”為最大，此吋的切削速度較小，由資料1查得鎮(zhèn)床 的切削力fc.w5.5kw。如圖2.3切削力的合力與分力。圖2.3切削力的合力與分力消耗在切削過程中的功率稱為p,”，且切削功率為切削力片和進(jìn)給力f/所消耗功率之和，因背向力f”沒有位移，所以不消耗功率，于是切削功率(w)為:化= 10“(

36、f +ffvf 1000式屮：巴一切削力(n)v(. 一切削速度(m/s)ff 進(jìn)給力(n)vf一進(jìn)給速度(m/s)一般情況下，耳所消耗功率(約占p加的1 %2%)遠(yuǎn)小于f(的消耗功率，因此式屮可簡化為：p.=10'3 f兒出上述可知，鎮(zhèn)削動力頭的最大切削功率為(片代入鋰床最大切削力5.5kw,v/弋入最小的切削速度35m/min,即583.33mm/s)=w3 x5.5x 103 x583.33 =3.208kw要保證鏗床的穩(wěn)定、安全加工，故加入20%的安全系數(shù)pe=匕(1+20%)=3.208x(1+20%)=3.8496kw2.2.2電動機(jī)的選擇由于鐸床動力頭無特殊機(jī)械要求，如空

37、氣中不含易燃、易爆或腐蝕性氣體 的場所，工作環(huán)境不超過+40°c,相對濕度不超過95%,故選用y系列三相異步 電動機(jī)（全封閉自扇冷式籠形三相片步電動機(jī)），額定電壓380v,頻率50hz。根據(jù)2.1所得結(jié)果，查資料2得，功率為4kw的y系列三和異步電動機(jī)有 3種:、y112m-2形三相異步電動機(jī),額定功率為4kw,滿載轉(zhuǎn)速為2890r/min； 、y112m-4形三相異步電動機(jī)，額定功率為4kw,滿載傳速為1440r/min；、 y1160m-8形三相異步電動機(jī)，額定功率為4kw,滿載轉(zhuǎn)速為720r/min；y112m-2形三相異步電動機(jī)，額定轉(zhuǎn)速過高，不適用單級或兩級齒輪傳動； 此外

38、根據(jù)市場調(diào)查，y160m-8形三相異步電動機(jī)，為8極轉(zhuǎn)子的電動機(jī)，價格比 同類的4極轉(zhuǎn)子電動機(jī)的價格高出800元左右，與鏗床動力頭的自身價格相比, 選用y160m-8形三相異步電動機(jī)會增加銳床動力頭的價格，不適于市場競爭。故選用y112m-4形三相異步電動機(jī)，額定功率為4kw,滿載轉(zhuǎn)速1440r/mino2.2.3傳動裝置的動力參數(shù)計算出電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速n加和鎮(zhèn)削動力頭主軸的轉(zhuǎn)速n”可確定傳動裝置應(yīng)冇 的齒輪首末傳動比：皿=竺=7211 nw 200要設(shè)計計算傳動件，與要知道各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或功率，i齒為7.2,顯然, 傳動比過大，不適應(yīng)在2.1節(jié)中預(yù)先設(shè)計的如圖2-1 (b)的傳動方案：采用

39、一級 齒輪傳動，加一介輪的傳動方案。需要對其進(jìn)行改進(jìn)，采用兩級齒輪傳動。結(jié) 構(gòu)如圖2-2所示的傳動裝置，從電動機(jī)到主軸共有3根軸，依次為i軸、ii軸、 iii軸，則可按電動機(jī)軸到鎮(zhèn)削動力頭主軸，推算各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)。對于此種的兩級齒輪傳動減速，為使齒輪不發(fā)生如圖2-4所示的，齒輪與齒 輪軸發(fā)生干涉的現(xiàn)彖。故在設(shè)計的過程中，選擇高速級的傳動比聾和低速級的 傳動比i2,可按下述的方法進(jìn)行分配。zj = (l. 1 1.5) i2已知傳動比的計算公式為，齒二axj，且在選擇齒輪的傳動比的過程中，傳 動比不能為整數(shù)，因為傳動比為整數(shù)，會造成兩齒輪周期性的相同的兩齒的接 觸，易發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。首先試選

40、擇人二2.3,二3.1的傳動比。xx圖2.4齒輪與齒輪軸發(fā)生干涉的現(xiàn)象 各軸轉(zhuǎn)速門戸加二144 or pmnn% _ 144077-3-=626.09rpm式中：n,的各軸轉(zhuǎn)速；、門口、口小從電動機(jī)到主軸的i軸、ii軸、iii軸（主軸）% 電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速；ii 2高低兩級齒輪的傳動比。3.12”產(chǎn)d，2609=201.96rpm轉(zhuǎn)速的相對跆為：容2%98%v5%,因此，此傳動比合理。 各軸功率片二 pd =4kwpn= p z/2 = 4x 0.97 x 0.98 =3. 8024kwp1h= ph 7374=3. 8024x0.97x0.99 =3. 6514kw式中：匕一電動機(jī)輸出功率；

41、匕、ph、島一為i軸、ii軸、iii軸上的各軸的輸入功率;小、%分別為高速級和低速級上齒輪傳動的效率；仏一 ii軸上的一對球軸承的傳動效率；774iii軸（主軸）上的軸承的傳動效率。 各軸的轉(zhuǎn)矩t產(chǎn) 7； =9550 £ =9550 xn»6.53“t2 = t zi；7iz72=26. 53x 2.3x0.97 x0.98 =58n-777t3 = t2斗二58 x 3.1 x 0.97 x 0.99 = 172. 66n m式中：7、1、入一為i軸、ii軸、ill軸上的各軸的輸入轉(zhuǎn)矩;為了便于下一階段設(shè)計、計算傳動零件，將最后結(jié)果列表如下。表2-2傳動主要數(shù)據(jù)參數(shù)i軸軸

42、名ii軸iii軸轉(zhuǎn)速n (rpm)1440rpm626.09rpm201.96rpm功率p/(kw)4kw3.8024kw3.6514kw轉(zhuǎn)矩 t /(n-m)26. 53n-m58n-m172. 66n加2.3進(jìn)給裝置方案與動力頭系統(tǒng)相連接的進(jìn)給裝置是指機(jī)床的縱向進(jìn)給。進(jìn)給裝置設(shè)計方案 較為簡單，其主耍主體rti伺服電機(jī)驅(qū)動，伺服電機(jī)通過行星減速器作1： 3減速, 通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠直聯(lián)，滾珠絲杠副帶動主軸箱作縱向運(yùn)動。如圖24所示。圖24進(jìn)給裝置結(jié)構(gòu)圖第三章設(shè)計中的有關(guān)計算3.1齒輪的設(shè)計與計算此鎮(zhèn)削動力頭采用兩級圓柱直齒輪傳動，已知在高速級屮的小齒輪傳遞的 額定功率p二4kw,小齒輪的

43、轉(zhuǎn)速nd =1440rpm,-級齒輪的傳動比=2.3；二級齒 輪減速中的小齒輪傳遞的額定功率p二3. 8024kw,小齒輪的轉(zhuǎn)nd =626. 09rpm,第 二級齒輪減速的傳動比人二3.1；己知單向傳遞扭矩，滿載工作時間35000h.傳遞 比誤差不超過±5%。3.1.1選擇齒輪材料初步選擇兩個小齒輪用40c,鋼調(diào)質(zhì)，硬度241286hbs:兩個大齒輪選用 45號鋼正火,硬度為162217hbs.由資料1，按mq等級查得：b】in 廣720mp。b 恤 2 二550mp。6 m 二290mp aanim2 =210mp a3.1.2齒面接觸疲勞強(qiáng)度簡化設(shè)計公式設(shè)計主要參數(shù)由設(shè)計公式a

44、 2476 (u+1) 、兩小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩t,二t,二9550 £ 二9550 x 上一=26. 53 n mn1440t2 = t ”7刃2 =26. 53 x 2.3 x 0.97 x 0.98 = 63.05n m 、兩齒輪的初步傳動比a 二2. 3,=3. 1 、齒寬系數(shù)取0廣0.3 、載荷系數(shù)取 k=l. 75 、接觸疲勞強(qiáng)度，許用應(yīng)力“”' 11 lim二11代入式中得mwi =7201.1=655mpami 二科二500mp&因為故應(yīng)以為計算依據(jù) 將上述齊值代入公式，計算所需的小心距：心76(23) j。需鶯=仙©$476(3. 1+1) i

45、: 二 14&05mmv0.3x5002 x3.1分別取兩級齒輪間的屮心距為q =102mm、a 2=150mm 按經(jīng)驗公式選取模數(shù)mni = (0. 0070. 02) a, = (0. 0070. 02) x 105=0. 7142. 04mm叫2二(° 0070. 02) a2 = (0. 0070. 02) x 150=1. 053mm因此，根據(jù)資料2選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，高速級的一對齒輪的模數(shù)選為m/d=2mm； 低速級的一對齒輪扭矩大，為了增加齒輪的接觸強(qiáng)度選取模數(shù)叫2=2. 5mmo 計算主耍參數(shù)計算齒數(shù)=312d_ 2x 102叫4+1)_ 2x(2.3 + 1)z2

46、= 12.3x31=72=292a2x 150mm厶mn2 (z2 +1) 2.5 x(3.1 +1)z4= i 2 z3=3. 1x29=90傳動比誤差:廠2. 3尋2. 26% <2. 5%790ai.= i .-=2. 9- =0. 323% < 2. 5% - s 31傳動誤差都小于5%,故齒數(shù)合適。計算分度圓宜徑d二 mh1 z1=2x31=62mmcl2 = mn z2=2x72=144mm d3= mnl z3=2. 5x29=72. 5mmd4 - mn2 z4 =2. 5 x 90=225mm計算中心據(jù)q_/+2_62 + 144=103mm72.5 + 2252

47、=148. 75mm計算齒寬b二門 £>)=0. 2 x 103=21 mmb 二 b+ (4 10)二 25 mmb 2 =b=21 mmb =<da z)2=0. 2x 148. 75=30mmb3= b +(410) =34mmb4= b 二30nw?故電動機(jī)主軸與鎮(zhèn)削頭主軸的中心距為£) = £)+ £)2=103+148> 75=251. 75mm由資料1查得y112-2型電動機(jī)的安裝尺寸，并且根據(jù)3. 1節(jié)軸的設(shè)計推測箱體尺寸，屮心距d二251. 75不合適，需要擴(kuò)大齒數(shù)增加屮心距，使得屮心距295mmwdw300mm.（注

48、：d = hj圖3-1箱體的主要聯(lián)系尺寸故調(diào)整齒數(shù)為：z, =42 z2 =97 z3 =31 z4 =96計算分度圓直徑仏二 mnl z =2 x 42=84mmd2- mnx z2 =2x97= 194mmd.- mn2 z3二2. 5x31=77. 5mm二 mn2 z4=2. 5x96=240mm計算齒頂圓直徑cl小二 d, +2h：mnl = 84 + 2xlx2 = ssmmd“2二 d2 +2h:mn二 194+ 2x1x2 = 198m/?d “3 = d3 +2h :叫=77.5 + 2 x 1 x 2.5 = s2.5mmd“4二 d4 +2h：mn-240 + 2x 1

49、x2.5 = 245mm齒寬的厚度不變，因為，在沒有增加齒數(shù)z前的強(qiáng)度已經(jīng)滿足，加齒數(shù)后 的，強(qiáng)度已經(jīng)夠了，無須加厚度。計算屮心據(jù)=84±194=139mm2 2=158.75m故電動機(jī)主軸與鏗削頭主軸的中心距為£> = /)+ £)2=139+158. 75=297. 75mm齒輪幾何參數(shù)及基本參數(shù)列表齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)z42973196齒頂d。8819882.5245齒根圓df8019029.10420& 396齒寬b25213430中心距a139139158.75158. 75模數(shù)m”222.52.5分度圓d8419477.52403

50、.1.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度齒面接觸疲勞許用應(yīng)力此處只校核高速級的一對齒輪，因為此處的齒輪速度高，單位時間內(nèi)相 互接觸次數(shù)比低速級的一對齒輪的次數(shù)要多。故只需校核高速級的1、2齒 輪。©hlvrxslim應(yīng)力循壞次數(shù)n l1 =60an j 二60 x 1 x 1440x35000 = 1.512xl09n l2 =60an 2 t=60xx 1x35000 = 6.048 x1o«對于調(diào)制鋼，由圖查得zjvi= 1z2 =1.04由1選齒輪精度為8-7-7 gb10095-8&選擇潤滑油的運(yùn)動粘度（）二83c",由1查得s=0.91由1查得，調(diào)制齒輪鋼的

51、齒輪系數(shù)a =1i大i小齒輪齒面未碩化，齒曲未華堂血，故由1查得,對失效齒輪概率低于1%,故取z h lim= 1代入公式得“嚴(yán)如晉1土i® 咖口2=空4!土! = 500.5詠齒而接觸疲勞應(yīng)力kgk占bdu由1查得：=1.5齒輪按懸臂布置，并減少5%k “ =1.05由1查得:ka = 1.25由1查得：zh = 2.5由1查得：z£ =189.8將上述數(shù)值代入公式可得：476.93i“ u /1.5x1.05x1.25x1768.33x(3.6-1)<r = 189.8 x 2.5 xjv42x60x36因為巾< ahl% < m2故滿足齒而接觸疲勞強(qiáng)

52、度=y&elt2 ° 95選擇齒面粗糙度ra = 6.3/jm ,故rrelt = rreltl =由1查得： yxi - yx2 - 1由1可知，對于失效概率低于1%。，則= *flim2 = 125將上述數(shù)值代入公式290x1x1x0.9x1l25=208.8mp6z210xlx0.95x0.9xll25= 43.9 mpa齒跟彎曲疲勞應(yīng)力由式_ _ kffyfaysa _ kakpkayfaysaft cy f bmbm根據(jù)zv1,z,2,由1查得n幾廣4.1味厶2=3.8代入公式屮l5xl.05xl.25x4.lxl768.3347x2= 5l.s5mpa竺型斗41.

53、82咖4.1因為 <7門 < “門，af2 < af2故滿足齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度條件3.1.4齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計o. in ait s/矣余h9f |.22|afwmb級卵虬2302、來注解做5;3、統(tǒng)附c2;4、斛毛虬-15g8bs;i號齒輪的尺寸圖_if |w|,|ii號齒輪的尺寸圖iii號齒輪的尺寸圖iv號齒輪的尺寸圖3.2鏗削動力頭主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核主軸支撐著轉(zhuǎn)動件冋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時它乂通過軸承與機(jī)架聯(lián)接。軸上 零件與軸、軸承組成了一個以軸基準(zhǔn)的組合休一軸系部件。所以，軸的設(shè)計屮 不能只考慮周本身，必須考慮軸系部件的整體結(jié)構(gòu)。軸的設(shè)計和其它零件的設(shè)計相識，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能

54、力的設(shè)計兩方面 的內(nèi)容。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要 求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的設(shè)計不合理，會影響軸的工作能力 和軸上零件的工作可靠性，述會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。 i大i此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計中的重要內(nèi)容。軸的工作能力計算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多 數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時只需要對軸進(jìn)行強(qiáng)度的計 算，以防止斷裂和塑性變形。而對剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)進(jìn) 行剛度的計算，以防止工作吋產(chǎn)生過大的彈性變形。對高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還要進(jìn) 行振動和穩(wěn)定性的計算，以防止發(fā)生共振而破壞。軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛壞多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，冇的 直接用i員i鋼。出于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理 或化學(xué)處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛， 最常用的是45鋼。合金鋼比碳鋼具冇更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此在傳遞大動力, 并耍求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下的軸， 常采用合金鋼。經(jīng)分析采用45鋼較合理。主軸加工工藝過程制定的依據(jù)是主軸的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和設(shè)備 條件等。從ca6140車床主軸的加工可以知道：（1）主軸的技術(shù)要求，如主軸兩個支承軸徑的本身精度、光潔度和不同軸 度