加工中心主轴切削加工零件设计
第一章 绪 论
1.1选题背景与意义
制造业是国家综合国力的标志之一。而机床作为制造业的上流产业更是能源交通、航天航空等工业和研究领域的基础。在国家大力发展装配制造业的今天，对加工中心技术的研发给我们的国家带来了深远的影响。近年来，随着信息技术、计算机技术、微电子技术等高新技术的不断发展和需求，制造业领域也发生了深刻的变化。而作为先进制造技术的基础设备——加工中心的完善和创新也一直是人们关注的焦点之一。立式加工中心作为加工中心的一部分，具有高速化、高精度化、复合化、高技术含量化及环保化等特点。
立式加工中心主要用于模具及复杂零件加工，尤其适用于军工、汽车、航空、模具、机床、农机等制造行业的中型零件的精密加工是进口加工中心的替代品。
主轴是卧式机床的核心部件之一，加工中心的高精度、高速度、高刚性均要在主轴上有所体现，主轴也是最代表机床技术水平的关键部件。近年来美国、日本、德国、意大利、英国、加拿大和瑞士等工业强国争相投入巨资大力开发主轴技术。著名的有德国的gmn公司、siemens公司、意大利的gamfior公司及日本三菱公司和安川公司等，他们的技术代表了这个领域的世界先进水平，这些高水准主轴普遍具有功率大、转速高、采用高速、高刚度轴承，精密加工与精密装配工艺水平和配套控制系统水平高等特点。
1.2 研究现状
能源危机后大家意识提升加工能率的重要性，加工技术的研究发展也以提升加工能率及加工精度为目标，因此高速切削加工方面受到重视。高速切削加工技术方面的研究可以追溯到1930年代的Salomon开始进行研究，他所提到的重要论点是“提高切削速度并不会影响到刀具的寿命”，可见提高加工功率是颇具吸引力的。
加工中心主轴的高速化演进是在1980年前以油脂润滑为主，dmn[轴承节园直径（mm） (即轴承内径和外径的平均值) X 旋转速度 （ r p m ） ]值多在50x104以下，等到油气润滑技术发展出来使dmn值推升至100x104,在陶瓷斜角滚珠轴承研发出来后dmn 值快速推升到200x104，到1990年喷射润滑技术发展出来使dmn 值达到300x1004，而在dmn值80-100x104的领域大多数使用陶瓷斜角滚珠轴承及油脂润滑。在dmn值超过300x104以不在使用滚动轴承，而以气浮轴承或磁浮轴承取代。在1998年日本国际工具展MORI SEIKI推出的立式综合加工机 SV-400，即采用“非接触式磁浮轴承”的高速主轴最高转速达到70000r/min。
在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提升到5μ，精密级加工中心则从3-5μm,提高到1-1.5μm,并且超精密加工精度已经开始进入纳米级（0.01μm）。
为了实现高速、高精度加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电动机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
1.3 加工中心主轴发展的特点
目前加工中心主轴切削加工的水平随着机器性能提升及刀具技术的精进，已有相当程度的进步并广泛应用在各种加工材料上。
（1） 轴承形式
滚动轴承：轴承及润滑技术的进步是主轴高速化的重要关键，目前陶瓷轴承及汽油润滑已广泛的应用在高速主轴上，dmn值可达到200x104；陶瓷轴承与特殊油脂润滑其dmn值已可达到150x104，且更符合环保，市场上超过8成以上的高速主轴使用滚动轴承。
气静压轴承：在dmn值超过200x104时滚动轴承与油气润滑已无法达到性能要求，高速主轴需要使用气静压轴承，除刚性值较低外还有发热低、振动小、精度高等优点，常应用在超精密加工领域。
磁气轴承: 在dmn值超过200x104时，主轴需要使用磁气轴承，高速主轴可主动监控，依位移感测器的回馈信号进行控制电磁吸力，可控制刚性及位置补偿，其成本高是最大的缺点。
在VMC1050加工中心主轴的组装与调试中我们一般使用滚动轴承，滚动轴承已经可以满足组装条件要求。气静压轴承一般使用在超静加工领域，对于本次组装来说没有要求这么高。而磁气轴承因为成本高，按照经济的原则所以不选用磁气轴承。轴承安装时有的是有要求那一面向外，有的没有，在本次主轴的组装与调试中是按照表面有字母的一面朝外。
（2） 润滑方式
常使用的润滑方式有三种。
油脂润滑：油脂润滑是最简易的润滑方式，使用陶瓷轴承dmn值可达100x104,温升需严格控制避免油脂劣化及使轴承损坏。在环保的诉求下油脂润滑是最被推荐，新推出的油脂可以大幅提升dmn值。
在使用油脂时，轴承的两面一般都要涂油脂，起润滑的作用。涂油脂时要均匀涂到每个滚珠上面。油脂不要超出平面的最高点，不然涂太多的话，造成材料的浪费。
目录
第一章 绪 论 1
1.1选题背景与意义 1
1.2 研究现状 1
1.3 加工中心主轴发展的特点 2
第二章 主轴的几何精度检测 3
2.1 加工中心几何精度检测 3
2.1.1主轴回转精度的检验 3
2.1.2导轨直线度的检验 6
2.1.3 平行度的检验 9
2.1.4 平面度的检验方法 11
2.1.5 同轴度的检验方法 12
2.1.6 垂直度的检测方法 13
2.2 联接零部件的组装 15
2.2.1 螺纹联接装配的技术要求 15
2.2.2 螺纹联接拆装工具 16
2.2.3 螺纹联接的装配 16
2.3 键联接的组装 17
2.3.1 平键的组装 17
2.3.2 滑键和导键的组装 18
2.4 销联接组装 18
2.4.1 圆柱销的组装 18
第三章传动零件的组装 18
3.1 蜗杆传动机构的组装 18
3.1.1 蜗杆传动的精度和技术要求 19
3.2 丝杠螺母传动机构的装配 20
3.3 联轴器的组装方法 23
第四章 加工中心的调试 24
第五章 结 论 25
5.1 论文总结 25
5.2 设计感想 25
致 谢 27
参 考 文 献 28
参 考 文 献
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