摘要
本文是在主轴箱箱体的图样分析后进行箱体的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。
主轴箱箱体的主要加工内容是表面和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。
在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。
关键词:主轴箱；加工工艺；工序；专用夹具
I
Abstract
This is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design, while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture.
The main spindle box casing surface and hole machining content. Processing route, processing time, higher processing costs, machining accuracy requirements are also higher. In accordance with the machining process requirements, and follow the principles of the first surface after hole, and the hole with a flat-screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Reference selection to the bottom as a crude benchmark, the bottom two technical hole as a fine basis, determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters.
In the parts fixture design, parts processing operations requirements, analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element, and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom. Positioning element also need to choose the clamping element, the final step is to determine the structure of the special fixture.
Key words: Headstock; processing; process; special fixtures
II
目录
摘要 (Ⅲ)
ABSTRACT (Ⅳ)
目录 (Ⅴ)
1 绪论 (1)
1.1本课题的研究内容和意义 (2)
1.2国内外的发展概况 (2)
1.3本课题应达到的要求 (3)
2 主轴箱箱体分析 (3)
2.1主轴箱箱体的作用 (3)
2.2主轴箱箱体的图样分析 (3)
2.3工艺分析 (5)
3 工艺规程设计 (7)
3.1确定毛坯的制造形式 (7)
3.2定位基准的选择 (8)
3.2.1粗基准的选择 (9)
3.2.2精基准的选择 (9)
3.3拟定工艺路线 (10)
3.3.1 划分加工阶段 (10)
3.3.2 安排加工顺序 (10)
3.3.3 拟定加工工艺路线 (11)
3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (13)
3.5切削用量及工时定额的确定 (15)
4 主轴箱的钻夹具设计 (27)
4.1指出存在的问题 (27)
4.1.1 机床夹具的作用 (27)
4.1.2 钻床夹具的主要类型及结构形式 (27)
4.2夹具设计 (28)
4.2.1夹具体设计 (28)
4.2.2 定位基准的选择 (28)
4.2.3 定位方案和元件设计 (29)
4.2.4 定位误差的计算 (29)
4.2.5 夹紧力计算 (29)
4.2.6 夹紧机构的设计 ......................................................................错误！未定义书签。
5 结论与展望 (31)
5.1结论 (31)
I II
5.2不足之处及未来展望 (31)
致谢 (32)
参考文献 (33)
IV
1绪论
1.1 本课题的研究内容和意义
工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。
机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。
机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。
机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。
在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。
随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。
随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位。
机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。
通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。
1.2 国内外的发展概况
工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：固定，定位，防止变形。
夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。
夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。
由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。
1.3 本课题应达到的要求
通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对箱体的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析箱体的加工工艺，确定箱体各加工表面的加工方法，进而形成箱体的机械加工工艺路线。并能根据箱体的加工工序要求，分析箱体的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个箱体的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。
针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的箱体加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。为提高钻床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有H/B≤1～1.25，以降
低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。
2 主轴箱箱体的图样分析
2.1 主轴箱箱体的作用
CA6150车床主轴箱箱体,如图2.1及图2.2所示，其主要作用是：箱体类零件是机器或部件的基础零件，CA6150车床主轴箱箱体是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。同时它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因而主轴箱是CA6150车床主传动系中的关键零件。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。
2.2 主轴箱箱体的图样分析
在编制主轴箱箱体机械加工工艺规程之前，首先应研究箱体的工作图样和产品装备图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该箱体在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。
箱体的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：
1）该零件为机床主轴箱，主要加工部位为平面和孔系，其结构复杂，精度要求又高，加工时应注意选择定位基准及夹紧力。 2）箱体上B 面平面度公差为0.02mm 。
3）箱体上A 面与D 面的垂直度公差为0.02/100mm 。 4）箱体上C 面与D 面的垂直度公差为0.05/300mm 。 5）箱体上D 面与W 面的垂直度公差为0.02mm 。
6）1轴轴孔的轴线对基准K 、C 的圆跳动公差分别为0.03/300mm 。
7）D 轴轴孔的轴线对基准 C 的平行度公差为0.03/300mm ；对基准H 的平行度公差为0.03/500mm 。
8）Ⅲ铀轴孔的轴线对基准C 的平行度公差为0.03/300mm ；对基准V 的平行度公差
为
0.03/200mm。
9）Ⅳ轴轴孔内表面对基准H的平行度公差为0.03/300mm；Ⅳ轴各轴孔表面对基准C 的同轴度公差为φ0.006nm。
10）Ⅳ轴各轴孔的圆度公差均为0.005mm;每孔内表面相对侧母线的平行度公差为
0.01mm。
11）Ⅳ轴轴孔的轴线对基准D的平行度公差为0.03/650mm。
12）Ⅳ轴轴孔的轴线对基准W的平行度公差为0.03/650mm。
13）V轴轴孔的轴线对基准Q、N的平行度公差均为0.02/200mm。
14）Ⅵ轴轴孔的轴线对基准N的平行度公差为0.02/200mm。
15）材料HT200。
16）铸件人工时效处理。
2.3工艺分析
工艺分析的目的主要有两个：
一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工与装配；
二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。
①铸件必须进行时效处理，以消除应力。有条件时应在露天存放一年以上再加工。
②为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要定位基准，集中在D面和W面上。
③镗孔时，在可能的条件下尽量采用“支承镗削”方法，以增加镗杆的刚性，提高加工精度。对直径较小的孔、应采用钻、扩、铰加工方法。
为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再加工其他孔的方法。
④为提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精镗分开进行。
⑤铸造时一般φ50mm以下孔不铸出。
⑥孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。
⑦同一轴线上各孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。
⑧各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过检验心轴进行测量。
CA6150车床主轴箱箱体作为主传动系的支承零件，各传动轴间要求一定的位置精度，因此，加工此箱体的主要任务是保证各孔系间的相互位置精度。在此箱体的加工中保证各孔正确位置是靠T68坐标镗床手动控制坐标来完成的，为更好地保证加工质量，单件小批量生产也可采用组合夹具、专用镗模进行加工，批量较大时，应采用专用镗模进行加工。
根据CA6150车床主轴箱箱体零件图可知，其主要加工面是进行导轨面的加工、表面加工、孔加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产属小批量生产，设计加工零
件所需要的专用夹具是为了提高劳动效率、降低成本。
3 工艺规程设计
3.1 确定毛坯的制造形式
毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用、零件生产率和经济性，而且也与零件的机械加工工艺和质量密切相关。故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。
毛坯选择时，应全面考虑以下因素：
1）零件的材料及机械性能要求；
2）零件的结构形状与外形尺寸；
3）生产类型，它在很大程度上决定采用毛坯制造方法的经济性；
4）现有生产条件；
5）充分考虑利用新工艺、新材料、新技术的可能性。
长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是HT200~400，当载荷较大时，采用HT300~540高强铸铁。
箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸—焊、铸—煅—焊、煅—焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。
毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。
毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。
该零件为箱体类，如图3.1所示，且外型尺寸较大，材料为HT200，零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，采用砂型铸造毛坯，如图3.1箱体毛坯图所示。采用小批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度查参考文献《机械制造工艺简明手册》确定各表面加工余量。
毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效或退火工序。
该主轴箱的材料是HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。为了提高箱体加工精度的稳定性，采用时效处理以消除内应力。
3.2 定位基准的选择
定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，使生产无法进行。
主轴箱定位基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间、孔与平面之间、
孔
与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准时，首先要遵守“基准统一”和“基准重合”的原则，同时必须考虑生产批量的大小、生产设备、特别是夹具的选用等因素。
该箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证箱体的加工精度。
3.2.1粗基准的选择
选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则：
①重要表面原则
为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。
②不加工表面原则
为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。
③余量最小原则
如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。
④使用一次原则
因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。
⑤平整光洁原则
以便工件定位可靠、夹紧方便。
根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件安装方式也不一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高，可以直接用箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法进行第一道的工序加工，即以主轴孔及中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不应定均匀。
该主轴箱箱体为单件小批量生产，在单件小批量生产时，由于毛坯精度低，所以以划线找正法安装。划线时先找正主轴孔中心，然后以主轴孔为基准找出其他需加工平面的位置。加工该箱体时，按所划的线找正安装工件，则体现的是以主轴孔作为粗基准。
3.2.2精基准的选择
选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。一般应考虑以下原则：
1) 基准重合原则
即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
2) 基准统一原则
应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。
3) 自为基准原则
某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。
4) 互为基准原则
5) 便于装夹原则
所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。
为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。小批生产时一般采用基准重合原则，即以装配基准作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体上各表面间的相互位置精度。大批生产时常采用基准统一原则，即一面两孔定位，可避免由于基准变换而带来的累积误差。
该零件以三面定位，箱体上的装配基准为平面，而它们又是箱体上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。有零件图可知：D面、W面为精基准。
3.3 拟定工艺路线
3.3.1 划分加工阶段
零件的技术要求较高时，零件在进行加工时都应划分加工阶段，按工序性质不同，可划分如下几个阶段：
①粗加工阶段
此阶段的主要任务是提高生产率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形状和尺寸接近与成品，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。
②半精加工阶段
此阶段要减少主要表面粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（钻、攻丝、铣键槽等），为精加工做好准备。
③精加工阶段
切除少量加工余量，保证各主要表面达到图纸要求，所得精度与表面质量都比较高。所以此阶段主要目的是全面保证加工质量。
④光整加工阶段
此阶段主要针对要进一步提高尺寸精度、降低粗糙度（IT6级以上）的表面。一般不用于提高形状、位置精度。
根据加工阶段划分的要求及零件的批量，该CA6150车床主轴箱箱体的加工划分为3个阶段：粗加工阶段（粗铣各个平面、孔端面及各主轴孔粗镗）、半精加工阶段（半精镗各主轴孔，完成各次要孔等）和精加工阶段（磨各平面、精镗各主轴孔）。
3.3.2 安排加工顺序
复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序，如何将这些工序安排在一个合理的加工顺序中，生产中已总结出一些指导性的原则，先述如下。
切屑加工工序顺序的安排原则
1）先粗后精
各表面加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面质量。
2）先主后次
零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先加工，而次要表面（键槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最终精度加工之前进行加工。
3）先面后孔原则
对于箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，故应先加工平面，后加工孔。这样，不仅使后续的加工有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。
4）先基准后其他
作为精基准的表面要首先加工出来。
该箱体的加工和装配大多以平面为基准，按照加工顺序安排的原则，采用先面后孔的加工顺序。先加工平面，可以为加工精度较高的支承孔提供稳定可靠的精基准，有利于提高加工精度。另外，先加工平面可以将铸件不平表面切除，可减少钻孔时钻头引偏和刀具崩刃等现象的发生，对刀和调整也较为方便。加工孔系时应遵循先主后次的原则，即先加工主要平面或孔系，这也符合切削加工顺序的安排原则。
根据各面各孔的精度要求，加工顺序如下：
A、B、C平面的加工：查《零件制造工艺与装备》表3-9平面加工方法可知，通过粗铣—精铣的加工顺序可以满足要求；D、F、W平面通过粗刨—精刨—粗磨—精磨的加工顺序可以满足要求；E平面通过粗刨—精刨的加工顺序可以满足要求。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各主轴孔的加工：查《机械制造工艺与装备》表3-8可知，通过粗镗—半精镗—精镗的加工顺序可以满足要求；其余各孔：通过钻—扩—铰的加工顺序可以满足要求。
3.3.3 拟定加工工艺路线
拟定工艺路线的出发点：应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。还要考虑经济效果，以便降低生产成本。
综合以上加工阶段和加工顺序的分析，可以初步得出CA6150车床主轴箱箱体的加工艺路线。
初拟CA6150车床主轴箱箱体加工工艺路线方案一如表3-1所示。
表3-1 工艺路线方案一
工序号工序内容定位基准
10 铸造
20 清砂
30 人工时效处理
40 涂红色防锈底漆
50 1）按图样外形尺寸及主轴孔位置划出Ⅳ轴轴孔中心线
2）划出B、D、W、F各面加工线及找正
3）根据轴承档位置划出A、C面加工线及找正线
60 以F面定位安装，找正中心线，粗、精铣顶面B F面
70 以B面定位安装，找正中心线，粗刨，半精刨D、W、F、E面，各面留
B面
余量0.5~0.8mm
80 以B面定位安装，W面找正，粗精磨D、W面，至图样尺寸B面
90 以D面、W面定位安装，粗精铣A、C面至图样尺寸D、W面
100 以D面、W面为基准，划线样板划出A面各孔加工线，及其他面上孔的
D、W面
加工线
110 以D面和W面定位装夹，按轴孔加工线找正，粗镗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各轴
D、W面
孔，留加工余量5~8mm
120 以D面、W面、C面定位装夹，半精镗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各轴孔，留加工
D、W、C面
余量1.5~2mm，钻、扩、铰其余各孔
130 以D面、W面、C面定位装夹，精镗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各孔至图样尺寸D、W、C面140 以D面、W面和A面定位装夹，钻、扩、铰C面各孔，并钻攻全部光
D、W、A面
孔和螺纹孔
150 粗、精磨F面
160 去毛刺
170 检验
180 入库
方案一在镗孔时，把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，满足了粗精分开的原则，可以有效避免因粗精不分给工件带来的加工应力无法释放的危害，有效地保证了零件的加工精度。而且四个是孔同时进行加工的，不仅可以保证各主轴孔间的相互位置精度，而且还有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的劳动强度。
考虑到机械加工顺序安排原则及零件的生产成本等因素，其优越性在于把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，符合切削加工工序顺序的先粗后精安排原则，而且各轴孔加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工进行，可以逐步提高零件加工表面的精度和表面质量，可以逐渐提高各个轴孔的质量要求，可以提高各轴孔间的相互位置精度和各自的尺寸精度，保证箱体零件的技术要求，确定其为此零件的加工工艺路线。
3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
主轴箱体的材料是HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸如下：
①顶面B
根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4铸件机械加工余量，可得顶面B长度方向的单边加工余量如下：精加工余量：Z2 =2.5mm
粗加工余量：Z1 =5.5mm
毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm
②两侧面A、C
根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4铸件机械加工余量，可得两侧面A、C长度方向的单边加工余量如下：精加工余量：Z2 =2.5mm
粗加工余量：Z1=5.5mm
毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm
③平面D、平面W
根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4铸件机械加工余量，可得平面D、W长度方向的单边加工余量如下：精磨余量：Z4=1.0mm
粗磨余量：Z3=1.5mm
半精刨余量：Z2 =3.5mm
粗刨余量：Z1=5.0mm
毛坯余量：Z=5.0+3.5+1.5+1.0=11mm
④内孔Φ120H7（A面Ⅰ轴孔）
根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-10，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸与毛坯尺寸，如下表3-3所示。
表3-3 工序尺寸及公差表(mm)
工序名称工序双面余量Z b工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差精镗0.2 120 IT7 120H7 半精镗 1.8 120-0.2=119.8 IT9 109.8H9
粗镗 3 119.8-1.8=118 IT11 118H11
铸造（毛坯） 5 118-3=115 ±2 115±2
⑤内孔Φ42J6（A面Ⅱ轴孔）
根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-10，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸与毛坯尺寸，如下表3-4所示。
表3-4 工序尺寸及公差表(mm)
工序名称工序双面余量Z b工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差浮动镗0.08 42 IT6 42J6
精镗0.22 42-0.08=41.92 IT7 41.92J7 半精镗 1.7 41.92-0.22=41.7 IT9 41.7J9
粗镗 2 41.7-1.7=40 IT11 40J11
铸造（毛坯） 4 40-2=38 ±2 38±2
⑥内孔Φ140J6（A面Ⅳ轴孔）
根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-10，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸与毛坯尺寸，如下表3-5所示。
表3-5 工序尺寸及公差表(mm)
工序名称工序双面余量Z b工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差浮动镗0.1 140 IT6 140J6
精镗0.2 140-0.1=139.9 IT7 139.9J7 半精镗 1.7 139.9-0.2=139.7 IT9 139.7J9 粗镗 3 139.7-1.7=138 IT11 138J11
铸造（毛坯） 5 138-3=135 ±2 135±2
⑦内孔Φ25H7（A面Ⅸ轴孔）
由于内孔直径较小，查《机械制造工艺设计简明手册》可知毛坯上不预留孔，为实心件。内孔直径尺寸精度要求为IT7，根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-8，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸，如下表3-6所示。
表3-6 工序尺寸及公差表(mm)
工序名称工序双面余量Z b工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差精铰0.06 25 IT7 25H7
粗铰0.14 25-0.06=24.94 IT8 24.94H8
扩 1.8 24.94-0.14=24.8 IT10 24.8H10
钻23 24.8-1.8=23 IT12 23H12
⑧内孔Φ35H7 (C面Ⅷ轴孔）
由于内孔直径较小，查《机械制造工艺设计简明手册》可知毛坯上不预留孔，为实心件。内孔直径尺寸精度要求为IT7，根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-8，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸，如下表3-7所示。
表3-7 工序尺寸及公差表(mm)
工序名称 工序双面余量Z b
工序基本尺寸
工序经济精度
工序尺寸及偏差
精铰 0.07 35 IT7 35H7 粗铰 0.18 35-0.07=34.93 IT8 34.934H8 扩 1.75 34.93-0.18=34.75 IT10 34.75H10 钻
33
24.8-1.75=33
IT12
33H12
3.5 切削用量及工时定额的确定
受论文篇幅所限，只选取部分工序及加工内容进行工艺计算，还请谅解。 工序70粗精铣左右端的侧面（D 、W 、F 、E ）：
（1）粗铣左右端的侧面 加工条件：
工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K 立式铣床。
查《机械加工工艺师手册》表30-34选择工艺装备及确定切削用量。
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT ，mm D 110= ，齿数8=Z ，此为粗齿铣刀。
因其单边余量：Z=2mm 。 所以铣削深度 p a ：mm a p 2=。 每齿进给量
f
a ：根据《机械加工工艺师手册》表2.4-75，取 Z mm a f /10.0=。
取铣削速度V ：参照《机械加工工艺师手册》表30-34，取s m v /22.1=。 由式3-1得机床主轴转速n ：
212110
14.36022.110001000≈×××==d V n π
按照《机械加工工艺师手册》表3.1-74可以查得机床与之接近的转速为300/min n r =。 实际铣削速度v ：s m dn v /73.160
100030011014.31000≈×××==
π 进给量f v ：s mm Zn a v f f /4.460/300811.0≈××== 。 工作台每分进给量m f ：min /288/8.4mm s mm v f f m ===。 铣削宽度εa ：根据《机械加工工艺师手册》表2.4-81，取mm a 60=ε。 被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知60l mm = 。 刀具切入长度1l ：
10.5((1~3)l D =+
(3.2)
0.5(100(1~3)11~13mm =+=
刀具切出长度2l ：取mm l 22=。 走刀次数为1
（2）精铣左右端侧平面 加工条件：
工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。
查《机械加工工艺师手册》表30-34选择工艺装备及确定切削用量。
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT ，mm D 100=，齿数12，此为细齿铣刀。
精铣该平面的单边余量：Z=1mm 。 铣削深度p
a
：mm a p 0.1=。
每齿进给量f a ：根据《机械加工工艺师手册》表30—31，取Z mm a f /08.0=。 铣削速度v ：参照《机械加工工艺师手册》表30—31，取s m v /32.0=。 机床主轴转速n ，由式（3.1）有：
100010000.3260
61/min 3.14100V n r d π××=
=≈×
按照《机械加工工艺师手册》表3.1-74可以查得机床与之接近的转速为75/min n r =。
实际铣削速度v ：s m dn v /4.060
100075
10014.31000=×××==π
进给量f V
，由式（2.3）有：s mm Zn a v f f /25.260/751215.0=××==。
工作台每分进给量m f ：min /135/25.2mm s mm v f f m ===。 被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知mm l 210=。 刀具切入长度1l ：精铣时mm D l 1001==。 刀具切出长度2l ：取mm l 22=。 走刀次数为1
根据《机械加工工艺师手册》：1t =249/(37.5×3)=2.21min 。
根据《机械加工工艺师手册》表2.5-45可查得铣削的辅助时间41.01=f t 。 精铣宽度为20mm 的下平台
绪论 随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。 现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。 本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。
一、设计题目及参数 1.1 题目 本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。我主要设计的是主轴部分。 主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。 1.2参数 床身回转空间400mm 尾架顶尖与主轴端面距离1000mm 主轴卡盘外径Φ200mm 最大加工直径Φ600mm 棒料作业能力50～63mm 主轴前轴承内和110～130mm 最大扭矩480N·m 二、主轴的要求及结构 2.1主轴的要求 2.1.1旋转精度 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。 主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。 通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 2.1.2 静刚度 主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和预紧，前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。 各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性 主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。 振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。
第一章绪论 1.1 组合机床特点 组合机床是由大量通用部件和少量专用部件构成工序集中高效率专用机床。它可以对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完毕钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其她专用机床比较，具备如下特点： （1）组合机床上通用部件和原则零件约占所有机床零、部件总量70～80%，因而设计和制造周期短，投资少，经济效果好。 （2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化限度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （3）组合机床通用部件是通过周密设计和长期生产实践考验，又有厂成批制造，因而构造稳定、工作可靠，使用和维修以便。 （4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平规定不高。 （5）当被加工产品更新时，采用其她类型专用机床时，其大某些件要报废。用组合机床时，其通用部件和原则零件可以重复运用，不必另行设计和制造。 （6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产需要。 组合机床惯用通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于某些按循序加工多工位组合机床，还具备移动工作台或回转工作台。 动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完毕切削主运动或进给运动动力部件。其中尚有能同步完毕切削主运动和进给运动动力头。 机身、立柱、中间底座等是组合机床支承部件，起着机床基本骨架作用。组合机床刚度和部件之间精度保持性，重要是由这些部件保证。 1.2 组合机床分类和构成 组合机床通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5-30千瓦动力
设计题目机床主传动系统设计系别机电工程分院 专业机械制造及其自动化学生姓名 专业班级 班级学号 设计日期
车床设计任务书一、设计题目 工件最大回转直径D max=300mm， /r 轴最低转速=355min /r 轴最高转速=1800min 电机功率P=3KW，公比Ф=1.26= 二、运动设计，确定结构式 1. 查表得 250 500 1000 265 530 1060 280 560 1120 300 600 1180 315 630 1250 335 670 1320 355 710 1400 375 750 1500 400 800 1600 425 850 1700 450 900 1800
475 950 1900 355，450，560，710，900，1120，1400，1800（共8级） 或者 Z=8 2.结构式、传动组和传动副数的确定 ①传动组和传动副数可能的方案有： 8=4×2 8= 2×4 8 = 2×2×2 第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。 第二行的方案根据 “前多后少”的原则。取8 = 2×2×2 的方案。 ②结构式或结构网的各种方案的确定 由①知方案有 a.4212228??= b.4122228??= c.2142228??= d.2412228??= e.1422228??= f.1242228??=
选择原则： I)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 降速传动中，主动齿轮的最少齿数受到限制m in u ≥41 ； 避免被动齿轮的直径过大升速传动比最大值max u ≤2（斜齿传动max u = 2.5）尽量减少振动和噪声； 各变速组的变速范围m ax R =max u /m in u ≤8-10 之间； 对于进给传动链，由于转速通常较低，零件尺寸也较小，上述限制可放宽些。 8.251 ≤≤进i 。故max 进R 14≤ 在检查传动组的变速范围时，只需检查最后一个扩大组。因为其它传动组的变 速范围都比它小。应为: max ) 1-(p n R R n x n ≤=? II)基本组与扩大组的排列顺序。 原则是选择中间传动轴变速范围最小的方案。 综上所述，方案4212228??= 较好 三、转速图与传动系统图 1.根据已知参数，取 4级电动机Y100L2-4，额定功率3KW ，满载转速1430min /r 本例所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴。加上电动机轴
机床主轴箱设计说明书 一、机床的型号及用途 1、规格 选用型号 CA6140、规格 Φ320×1000 2、用途 CA6140型卧式车床万能性大，适用于加工各种轴类、套筒类、轮盘类零件上的回转表面。可车削外圆柱面、车削端面、切槽和切断、钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、车削外圆锥面、车削特型面、滚花和盘绕弹簧等。加工围广、结构复杂、自动化程度不高，所以一般用于单件、小批生产。 二、 机床的主参数和其他主要技术要求 1、主参数和基本参数 1) 主参数 机床主参数系列通常是等比数列。普通车床和升降台铣床的主参数均采用公比为1.41的数列，该系列符合国际ISO 标准中的优先系列。 普通车床的主参数D 的系列是：250、320、400、500、630、800、1000、1250mm 。 2) 基本参数 除主参数外，机床的基本是指与被加工工件主要尺寸有关的及与工、夹、量具标准有关的一些参数，这些主参数列入机床的参数标准，作为设计时依据。 3）普通车床的基本参数 普通车床的基本参数应符合《普通车床参数国家标准》见参考文献 【一】中表2的规定，有下列几项数； 刀架上最大工件回转直径1D （mm ） 由于刀架组件刚性一般较弱，为了提高生产效率，国外车床刀架溜板厚度有所增加，在不增加中心高时，1D 值减少的趋势。我国作为参数标准的1D 值，基本上取12D D >/,这样给设计留一定的余地，设计时，在刀架刚度允许的条件下能保证使用要求，可以取较大的1D 值。所以查参考文献【一】（表2）得1D =160mm 。 主轴通孔直径d ﹙mm ﹚
普通车床主轴通孔径主要用于棒料加工。在机床结构允许的条件下，通孔直径尽量取大些。参数标准规定了通孔直径d的最小值。所以由参考文献 【一】（表二）d=36mm。 主轴头号 普通车床采用短锥法兰式主轴头，这种形式的主轴头精度高，装卸方便。 主轴端部及其结构合面得型式和基本尺寸要符合《法兰式车床主轴端部尺寸部标注》的规定。根据机床主参数值大小采用不同号数的主轴头（4～15号），号值数等于法兰直径的1/25.4而取其整数值。所以由参考文献【一】（表2）可知主轴头号取4.5 装刀基面至主轴中心距离h(mm) 为了使用户，提高刀具的标准化程度，根据机械工业部工具研究所的刀 具杆标准，规定了h=22mm。 最大工件长度L （mm） 最大工件长度L是指尾座在床身处于最后位置，尾座顶尖套退入尾座孔时容纳的工件长度。为了有利组织生产，采用分段等差的长度数列。所以由参考文献【一】（表2）得L=1000mm。 2、主传动的设计 1）主轴极限的确定 由课程设计任务书中给出的条件可知： Z=40 r/min min Z=1800 r/min max 2）公比的确定 主轴极限转速的确定后，根据机床的使用性能和结构要求，选择主轴转速数列的公比值，因为中型通用机床，常用的公比为1.26或是1.41，再根据极限转速，按参考文献【一】中表2—1选出标准转速数列公比 =1.41。 3）主轴转速级数的确定 按任务书要求Z=12 按标准转速数列为40、56、80、115、160、225、315、445、625、880、1250、1800r/min 4）主传动电动机功率的确定 电动机的额定功率为： N =4kW 额
中北大学 课程设计任务书 15/16 学年第一学期 学院：机械工程与自动化学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：王前学号：1202014233 课程设计题目：《金属切削机床》课程设计 （车床主轴箱设计） 起迄日期： 12 月 21 日～ 12 月 27 日 课程设计地点：机械工程与自动化学院 指导教师：马维金讲师 系主任：王彪 下达任务书日期: 2012年12月21日
课程设计任务书 课程设计任务书
目录 1.机床总体设计 (5)
2. 主传动系统运动设计 (5) 2.1拟定结构式 (5) 2.2结构网或结构式各种方案的选择 (6) 2.2.1 传动副的极限传动比和传动组的极限变速围 (6) 2.2.2 基本组和扩大组的排列顺序 (6) 2.3绘制转速图 (7) 2.4确定齿轮齿数 (7) 2.5确定带轮直径 (8) 2.6验算主轴转速误差 (8) 2.7 绘制传动系统图 (8) 3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (10) 3.1确定传动见件计算转速 (10) 3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (10) 3.3估算传动轴直径 (10) 3.4估算传动齿轮模数 (10) 3.5普通V带的选择和计算 (11) 4．结构设计 (12) 4.1带轮设计 (12) 4.2齿轮块设计 (12) 4.3轴承的选择 (13) 4.4主轴主件 (13) 4.5操纵、滑系统设计、封装置设计 (13) 4.6主轴箱体设计 (13) 4.7主轴换向与制动结构设计 (13) 5.传动件验算 (14) 5.1齿轮的验算 (14) 5.2传动轴的验算 (16) 5.3花键键侧压溃应力验算 (19) 5.4滚动轴承的验算 (20) 5.5主轴组件验算 (20) 5.6主轴组件验算 (13) 6.参考文献 (14) 1.机床总体设计 轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强，工艺围广，结构简单，制
新疆工程学院机械工程系毕业设计（论文）任务书 学生姓名专业班级机电一体化09-11（1）班设计(论文)题目数控机床主传动系统及主轴设计 接受任务日期2012年2月29日完成任务日期2012年4月9日指导教师指导教师单位机械工程系 设 计(论文)内容目标 培养学生综合应用所学的基本理论，基础知识和基本技能进行科学研究能力的初步训练；培养和提高学生分析问题，解决问题能力。通过毕业设计，使学生对学过的基础理论和专业知识进行一次全面地系统地回顾和总结。通过对具体题目的分析和设计，使理论与实践结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能。 设计(论文)要求 1．论文格式要正确。 2．题目要求：设计题目尽可能选择与生产、实验室建设等任务相结合的实际题目，完成一个真实的小型课题或大课题中的一个完整的部分。 3．设计要求学生整个课题由学生独立完成。 4．学生在写论文期间至少要和指导老师见面5次以上并且和指导教师随时联系，以便掌握最新论文的书写情况。 论文指导记录 2012年3月1号早上9：30-12：00在教室和XX老师确定题目。2012年3月6日早上10：00-12:00在教室确定论文大纲与大纲审核。2012年3月13日早上10:00-12：00在教室确定论文格式。 2012年3月20日早上9：30-12:00在教室对论文一次修改。 2012年3月27日早上9：30-12:00在教室对论文二次修改。 2012年4月6日早上9：30-12：30在教室对论文三次修改。 2012年4月9日早上9:30-12：00在教室老师对论文进行总评。 参考资料[1]成大先.机械设计手册-轴承[M].化学工业出版社 2004.1 [2]濮良贵纪名刚.机械设计[M].高等教育出版社 2006.5 [3]李晓沛张琳娜赵凤霞. 简明公差标准应用手册[M].上海科学技术出版社 2005.5 [4]文怀兴夏田.数控机床设计实践指南[M].化学工业出版社 2008.1 [5][日]刚野修一(著). 杨晓辉白彦华(译) .机械公式应用手册[M].科学出版社 2004
中北大学 信息商务学院 课程设计说明书 学生姓名：学号： 系：机械自动化系 专业：机械设计制造及其自动化 题目：机床课程设计 ——车床主轴箱设计 指导教师：马维金职称: 教授 黄晓斌职称: 副教授 2013年12月28日
目录 一、传动设计 1.1电机的选择 1.2运动参数 1.3拟定结构式 1.3.1 确定变速组传动副数目 1.3.2确定变速组扩大顺序 1.4拟定转速图验算传动组变速范围 1.5确定齿轮齿数 1.6确定带轮直径 1.6.1确定计算功率Pca 1 .6.2选择V带类型 1.6.3确定带轮直径基准并验算带速V 1.7验算主轴转速误差 1.8绘制传动系统图 二、估算主要传动件，确定其结构尺寸 2.1确定传动件计算转速 2.1.1主轴计算转速 2.1.2各传动轴计算转速 2.1.3各齿轮计算转速 2.2初估轴直径 2.2.1确定主轴支承轴颈直径 2.2.2初估传动轴直径 2.3估算传动齿轮模数 2.4片式摩擦离合器的选择及计算 d 2.4.1决定外摩擦片的内径 2.4.2选择摩擦片尺寸 2.4.3计算摩擦面对数Z 2.4.4计算摩擦片片数 2.4.5计算轴向压力Q 2.5V带的选择及计算 a 2.5.1初定中心距 L 2.5.2确定V带计算长度L及内周长 N
2.5.3验算V带的挠曲次数 2.5.4确定中心距a 2.5.5验算小带轮包角 α 1 2.5.6计算单根V带的额定功率 P r 2.5.7计算V带的根数 三、结构设计 3.1带轮的设计 3.2主轴换向机构的设计 3.3制动机构的设计 3.4齿轮块的设计 3.5轴承的选择 3.6主轴组件的设计 3.6.1各部分尺寸的选择 3.6.1.1主轴通孔直径 3.6.1.2轴颈直径 3.6.1.3前锥孔尺寸 3.6.1.4头部尺寸的选择 3.6.1.5支承跨距及悬伸长度 3.6.2主轴轴承的选择 3.7润滑系统的设计 3.8密封装置的设计 四、传动件的验算 4.1传动轴的验算 4.2键的验算 4.2.1花键的验算 4.2.2平键的验算 4.3齿轮模数的验算 4.4轴承寿命的验算 五、设计小结 六、参考文献
第六章机床夹具设计原理 本章主要介绍以下内容： 1．机床夹具概述 2．工件的定位原理及定位元件 3．定位误差分析计算 4．工件的加紧及夹紧装置 5．机床夹具的设计要求及设计步骤 6．机床夹具设计举例 课时分配：1、2，各一个学时，3、两个学时，4、5、6，共两个学时 重点：工件的定位原理及定位元件；定位误差分析计算 难点：定位误差分析计算 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，又必须满足三个条件：①一批工件在夹具中占有正确的加工位置；②夹具装夹在机床上的准确位置；③刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。 6．1 夹具 一、机床夹具概述 1.机床夹具的概念 机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 2.机床夹具的分类 机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 目录 第一章引言 第二章机床的规格和用途 第三章机床主要参数的确定 第四章传动放案和传动系统图的拟定 第五章主要设计零件的计算和验算 第六章结论 第七章参考资料编目
第一章引言 普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。 CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。 主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。 进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。 丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。 溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。 第二章机床的规格和用途 CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。 主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。 第三章主要技术参数 工件最大回转直径： 在床面上………………………………………………………-----……………400毫米在床鞍上…………………………………………………………-----…………210毫米工件最大长度（四种规格）……………………………----…750、1000、1500、2000毫米主轴孔径…………………………………………………-----……………………… 48毫米主轴前端孔锥度…………………………………………-----…………………… 400毫米主轴转速范围： 正传（24级）…………………………………………----…………… 10～1400转/分反传（12级）……………………………………---…-……………… 14～1580转/分加工螺纹范围：
设计轴承座零件的机加工工艺 （2×φ13孔底表面粗糙度R a,改成2×φ9的孔表面粗糙度R a,；轴承底座台阶面的平面度形状公差改成） （一）轴承座零件的功用 轴承座主要用于装夹轴承，给定动力从而实现轴承轴及轴上零件做确定的运动，故轴承座是支撑和固定轴承用的。轴承座的轴承孔φ30+ 装夹轴承，底座上的两个Φ9孔是和其它 紧固件一起其紧固作用的，有一定粗糙度要求的底座上两个φ8+ 孔是和其它配合件装配起限位作用的。φ6孔和φ4孔是轴承与轴承座配合是起润滑作用。 （二）加工技术要求分析 轴承座零件的主要技术要求分析见表1。 加工表面加工尺寸要求 /mm 主要尺寸精 度等级要求 表面质量要求 /μm 形位精度要求 /mm 备注 φ30+ 0孔 φ30+ ×38，两端 孔口倒角 IT7基准C
轴承座底面上φ6通孔，轴承底座左、右侧面，轴承底座前端面上φ4通孔。 二、确定轴承座零件加工毛坯 有轴承座零件图知道，材料是HT200。这也基本决定了轴承座的毛坯制造形式和毛坯图的结构。 （一）轴承座零件的毛坯类型 轴承座零件的毛坯制造形式选择砂型铸造。 （二）轴承座的毛坯图 图1 轴承座零件的毛坯图 三、设计轴承座零件的机加工工艺路线 轴承座零件的机加工工艺路线设计，从方法上是和轴零件的工艺路线设计思路相类似的。先确定单个加工表面的加工方案及热处理的位置安排，然后安排好加工面之间的加工顺序，就可以设计出工艺路线了。 （一）选择轴承座加工面加工方案 轴承座的结构面中，由除了轴承孔处R22的圆弧面不需要加工外，其余的加工面的几个方案选择结果见表所示。 表2 轴承座加工面的加工方案
摘要 组合机床，是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率机床。其特点有：结构紧凑、工作质量可靠、设计和制造周期短、投资少、经济效果好、生产率高等。 本次设计的题目是铣削组合机床及主轴组件。首先针对所要加工的零件入手，对机床进行总体方案设计，进而确定机床的总体布局，随后，对主轴组件进行设计。在设计主轴组件时，以主轴为线索，在满足刚度、精度等要求下，完成其它（如轴承、轴向调节机构、锁紧机构等）所有零件的设计。 设计机械加工工艺规程遵循如下原则： 1）保证零件图样上所有技术要求的实现。 2）必须能满足生产纲领的要求。 3）在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，要求工艺成本最低，低耗节能。4）尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全。维护环境卫生。 本产品是按用户要求而设计的，用户讨论合格后，投入生产，希望指导、鉴定。 关键词：组合机床，主轴组件，主轴，轴承，轴向调节机构
Abstract Modular Machine, by the large number of common parts and a small number of specialized components of the process focused efficient machine. Its features include compact, reliable quality, design and manufacturing cycle shorter, less investment and economic effects, and higher productivity. The design is the subject of combined milling machine spindle components. First of all, for the processing of parts to start with a general program of machine design, machine tool and then determine the overall layout, then the design of the main components. Components in the design of the spindle to spindle for clues, to meet the stiffness and precision required to complete the other (such as bearings, axial adjustment agencies, locking, etc.) the design of all parts. Design mechanical processing order to follow the following principles 1) To ensure that all parts drawings on the realization of the technical requirements. 2) Program must be able to meet production requirements. 3) To meet the technical requirements and requirements of the production program, under the premise of the minimum requirements of cost, low energy. 4) Minimize the labor intensity of workers, protection of production safety. This product is based on user requirements and design, the user discussion after passing the production, hope the guide, identified. Keywords:Modular Machine, spindle components, spindle, bearings, axial adjustment
数控车床主轴箱设计 一、设计题目 Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw 。采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。 二、主轴箱的结构及作用 主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。 主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 三、主传动系设计 机床主传动系因机床的类型，性能，规格尺寸等基本因素的不同，应满足的要求也不一样。再设计时结合具体机床进行具体分析，一般应满足下属基本要求： 1）满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动性能能，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数。传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。 2）满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。 3）满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。 4）满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以节省材料，降低成本。 5）调整维修方便，结构简单、合理、便于加工和装配。防护性能好，使用寿命长。 四、主传动系传动方式 由题目知，我们设计的主轴箱传动方式为交流电动机驱动、机械传动装置的无级变速传动。再者，本题目中对精度要求一般，因此选用集中传动方式。另外主轴箱结构设计只需达到结构紧凑，便于集中操作，安装调整方便即可。 五、电动机的选择 按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调速交流电动机又有多速交流电动机和无级调速交流电动机驱动。无级调速交流电动机通常采用变频调速的原理。 根据设计要求采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。选用FANUC-S 系列8s 型交流主轴电动机。 六、 计算过程 主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw ； 交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min ； 主轴要求的恒功率调速范围max 400026.7150 nN i n R n === 电动机的调速范围450031500dN R == 在设计数控机床主传动时，必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由于主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机恒功率变速范围，所以在电动机与主轴之间串联一个分级变速箱，以扩大其功率变速范围，满足低速大功率切削时对电动机的输出功率的要求。 根据以上分析，选择交流电动机的型号为： 若取3f dN R ?==，则可得到变速箱的变速级数 99 .2lg /lg ==f nN R Z ψ 所以，Z 可近似取为3，此处我们分别对Z=2、3、4三种情况进行研究，比较。 1） Z=3 根据f nN R Z ψlg /lg =可以得出99.2=f ψ，查表2-5取f ψ的标准值为3.0，dN f R =ψ,即主传动系功率特
第一章概述 1.1设计目的 (2) 1.2主轴箱的概述 (2) 第2章主传动的设计 (2) 2.1驱动源的选择 (2) 2.2转速图的拟定 (2) 2.3传动轴的估算 (4) 2.4齿轮模数的估算 (3) 2.5V带的选择 (4) 第3章主轴箱展开图的设计 (7) 3.1各零件结构尺寸的设计 (7) 3.1.1 设计内容和步骤 (7) 3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7) 3.1.3各轴结构的设计 (9) 3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10) 3.1.5轴承的校核 (13) 3.2装配图的设计的概述 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)
第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章2主传动设计 2-1驱动源的选择 机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。 根据主轴要求的最高转速4000r/min，最大切削功率5kw，选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率
一、车床夹具的主要类型 在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同分为：定心式、角铁式和花盘式等。 1.定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。 2．角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。 3．花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。 二、车床夹具设计要点 1．车床夹具与主轴的连接方式 由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。通常连接方式有以下几种： （1）夹具通过主轴锥孔与主轴连接 （2）夹具通过过渡盘与机床主轴连接 2。对定位及夹紧装置的要求 （1）为保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限位表面进行仔细找正。
（2）设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。 （3）车床夹具的平衡及结构要求 对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损。 车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，为保证加工过程的稳定性；夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量小，使重心靠近主轴前支承。为保证安全，夹具体应制成圆形，加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外，夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。 1 ．设计定位装置时应使加工表面的回转轴线与车床主轴的回转轴线重合。 2 ．设计夹紧装置时一定要注意可靠，安全。因为夹具和工件一起随主轴旋转，除了切削力还有离心力的影响。因此夹紧机构所产生的夹紧力必须足够，自锁要可靠，以防止发生设备及人身事故。 图 6-29 为夹紧力实施方案的比较。图 6-29b 的夹紧方案安全可靠性优于图 6 -29a 的夹紧方案。 3 ．夹具与车床主轴的连接方式，根据夹具体径向尺寸的大小，一般有两种方法： （ 1 ）对于径向尺寸 D ＜ 140mm , 或 D ＜ (2—3)d 的小型夹具，一般用锥柄安装在主轴的锥孔中，并用螺栓拉紧。如图 6— 30a 所示。
1． 机床主要技术参数： （1） 尺寸参数： 床身上最大回转直径： 400mm 刀架上的最大回转直径： 200mm 主轴通孔直径： 40mm 主轴前锥孔： 莫式6号 最大加工工件长度： 1000mm （2） 运动参数： 根据工况，确定主轴最高转速有采用YT15硬质合金刀车削碳钢工件获得，主轴最低转速有采用W 16Cr 4V 高速钢刀车削铸铁件获得。 n max = min 1000max d v π= 23.8r/min n min = max min 1000d v π =1214r/min 根据标准数列数值表，选择机床的最高转速为1180r/min ，最低转速为26.5/min 公比?取1.41，转速级数Z=12。 （3） 动力参数： 电动机功率4KW 选用Y112M-4型电动机 2． 确定结构方案： （1） 主轴传动系统采用V 带、齿轮传动； （2） 传动形式采用集中式传动； （3） 主轴换向制动采用双向片式摩擦离合器和带式制动器； （4） 变速系统采用多联滑移齿轮变速。 3． 主传动系统运动设计： （1） 拟订结构式： 1） 确定变速组传动副数目： 实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合： A ．12=3*4 B. 12=4*3 C 。12=3*2*2 D ．12=2*3*2 E 。12=2*2*3 方案A 、B 可节省一根传动轴。但是，其中一个传动组内有四个变速传动副，增大了该轴的轴向尺寸。这种方案不宜采用。 根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案C 是可取的。但是，由
于主轴换向采用双向离合器结构，致使Ⅰ轴尺寸加大，此方案也不宜采用，而应选用方案D 2）确定变速组扩大顺序： 12=2*3*2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：A．12=21*32*26B。12=21*34*22 C．12 =23*31*26D。12=26*31*23 E．22*34*21F。12=26*32*21 根据级比指数非陪要“前疏后密”的原则，应选用第一种方案。然而，对于所设计的机构，将会出现两个问题： ①第一变速组采用降速传动（图1a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制， 使得Ⅰ轴上的齿轮直径不能太小，Ⅱ轴上的齿轮则会成倍增大。这样，不仅使Ⅰ-Ⅱ轴间中心距加大，而且Ⅱ-Ⅲ轴间的中心距也会加大，从而使整个传动系统结构尺寸增大。这种传动不宜采用。 ②如果第一变速组采用升速传动（图1b），则Ⅰ轴至主轴间的降速传动只能由 后两个变速组承担。为了避免出现降速比小于允许的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。这种传动也不是理想的。 如果采用方案C，即12 =23*31*26，则可解决上述存在的问题（见图1c）。其结构网如图2所示。
第1章绪论 1.1课题来源 随着技术的发展，机床主轴箱的设计会向较高的速度精度，而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。另外还会改善机床的动平衡，避免震动、污染和噪音等。 本设计为CA6140机床的主轴箱。作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中。CA6140机床主轴箱的作用就是把运动源的恒定转速改变为主运动执行件（主轴、工作台、滑枕等）所需的各种速度；传递机床工作时所需的功率和扭矩；实现主运动的起动、停止、换向和制动。 主轴箱通常主要由下列装置和机构组成：齿轮变速装置；定比传动副；换向装置；起动停止装置；制动装置；操纵装置；密封装置；主轴部件和箱体。根据机床的用途和性能不同，有的机床主轴箱可以只包括其中的部分装置和部件。 主轴箱是支承主轴并安装主轴的传动变速装置，使主轴获得各种不同转速，以实现主切削运动。该机床主轴箱刚性好、功率大、操作方便。CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。 1.2研究动态及发展趋势 机床设计和制造的发展速度是很快的。由原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度，发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计，也包括计算机辅助设计（CAD）的应用。但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统（经验）设计方法。因此，探索科学理论的应用，科学地分析的处理经验，数据和资料，既能提高机床设计和制造水平，也将促进设计方法的现代化。 随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自
机床夹具设计 夹具设计一般是在零件的机械加工工艺制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。 夹具设计质量的高低应以能稳定地保证工件的加工精度，达到加工的生产效率要求，成本低，排屑方便，操作安全省力和制造维护容易等为衡量指标。 一、机床夹具设计的基本要求 基本要求：一个优良的机床夹具，必须满足下列 1、保证工件的加工精度 保证工件加工精度的关键在于正确地选定定位基准、定位方法、定位元件以及夹紧装置，确定合适的夹具尺寸、公差和计数要求，并进行必要的夹具精度分析。同时还要注意夹具中其他零部件的结构对工件加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2、工艺性能好 专用夹具应尽可能地采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，便于装配、检验和维修。当夹具最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置适当的调整间隙和可修磨的垫片等调整或修配结构。 3、达到加工的生产效率要求 专用夹具的复杂程度应与生产批量相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效装夹机构，以缩短辅助生产时间，提高生产效率。 4、使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。应尽可能采用气动、液压等快速高效夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。 夹具的操作位置应符合操作工人的操作习惯。 专用夹具应排屑方便，必要时应设置排屑结构，防止切屑破坏工件的正确定位和损坏刀具，防止切屑热量引起工艺系统变形。 5、经济性好 除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产批量对夹具进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 保证工件的加工精度是最重要的。在此前提下，要处理好其以上基本要求中他要求
机床主传动的设计过程： 第一，分析所有设计机床的需要什么样的成型运动，以及分析其主运动的形式，进给运动的形式。 第二，根据的运动形式画出其最为合理的传动原理图。 第三，根据所加工的工件的材质范围，以及工件的加工精度，根据切削用量手册，确定其主轴的转速（或者直线速度）范围，并求出其输出的最大功率。第四，根据你要设计的机床类型和输出要求，初选电机系列。 第五，根据所选的电机系列和主运动的速度范围，初步确定传动系统图。并估算出电机所有提供的最大功率，然后查所选电机系列的使用参数，选出需要 的电机。 第六，根据所要的电机，以及机床的输出范围，确定传动系统图。 第七，根据确定的传动系统图，初步设计计算传动件（主要是齿轮和轴）：1）首先估算齿轮的最小模数，传动轴的最小直径； 2）然后根据上述的计算，合理布置传动件的位置和确定各传动件的基本参数。 3）然后根据所确定的基本参数校核各传动件； 4）然后初选其支撑件，并校核其刚度； 5）确定润滑类型，并大致设计器润滑方案； 6）选择密封件以及连接件； 机床设计中应注意的问题： 第一，选择电机功率时，应根据机床的计算转速来选择电机的功率；（计算转速是机床恒功率输出时的最小转速。 第二，机床所有传动件的设计是按刚度原则设计的；（因为机床的精度要求很高，所以对零件的刚度很高的要求，总之，机床传动件的主要失效形式是变形，变形会对机床精度产生很大的影响。） 第三，在机床设计中，齿轮传动的传动比范围为0.25—2，在齿轮传动设计中，尽可能的选择降速传动，因为升速传动会产生噪音和振动，所以了为了防止产生过大的噪音和振动，其传动比必须小于2，但是传动比太小会是主轴箱的尺寸增大，所以传动比需大于0.25；但是在最后一级传动时，即一般传动轴到主轴传动时，其传动比可以适当的减小，因为主轴直径一般相对较大，小的传动比不会引起尺寸的增加。 第四，在设计铣床时，由于铣削加工是断续加工，为了防止断续切削时产生振动，往往在主轴的接近轴头的大齿轮上加配重盘，以增加主轴旋转的惯性，减 小振动。 第五，在精密机床的设计过程中，尽可能的把原动件、传动件，与加工部分分开，可以减少原动件和传动件的振动，以增加机床的加工精度。、 第六，在设计传动链时，在满足要求的前提下，根据误差复映规律，应尽可能使最后一级的传动比小，这样可以减少传动件和原动件的误差对加工精度的影响。 第七，主轴上的支撑件均采用过定位，以增加主轴的精度，进而保证机床的加工精度。 第八，主轴的设计时，是根据输出功率，用类比法，按照经验初步确定其轴颈直