轴承的几倍。

因此，电主轴是高速主轴的主要发展方向。

现在的高速主轴主要都是电主轴。

高速主轴零件的作用所要设计的零件是数控车床上的高速主轴零件，是高速电主轴组件的核心部件。

同普通主轴零件样，高速主轴般也为阶梯轴，上面有安装支承滚动轴承电动机转子的圆柱面，有安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，有连接紧固螺母的螺旋面等。

由于高速主轴般都是电主轴，无外壳式电主轴与般主轴的主要区别就是不采用齿轮传动或带传动，而是将电动机转子热压配合直装配在主轴上，实现了零传动。

这样的特点也造成了高速主轴在结构上与普通主轴的差异，即主轴上少了与齿轮等配合的键槽及螺纹。

主轴零件，无论是普通主轴还是高速主轴，其主要作用都样，是连接刀具二是输出动力传递转矩。

第章主轴主要尺寸参数的计算主轴的主要尺寸参数包括直径内孔直径悬伸长度和支承跨距。

评价和考虑主轴的主要尺寸参数的依据是主轴的刚度结构工艺性和主轴组件的工艺适用范围等。

主轴最小直径的计算轴类零件最小直径的般确定方法是通过扭矩强度来确定的，即扭转强度条件为由此得到轴的直径的设计计算公式为式中为轴的扭矩•为轴的抗扭截面系数为轴的传动功率为轴的转速为由决定的系数，为计算截面处轴的直径为许用扭矩剪应力表轴常见几种材料的及值轴的材料对于空心轴，则轴径的计算公式为式中为空心轴的内径与外径之比，通常取。

当截面上开有键槽时，应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱。

对于直径的轴，有个键槽时，轴径增大有两个键槽时，应增大。

对于直径的轴，有个键槽时，轴径增大有两个键槽时，应增大，然后将轴径圆整为标准直径，其他轴径可由此结构设计得出。

还可以参考同类型机器设备以类比的方法确定。

对于高速主轴的最小直径仅仅满足扭矩强度条件往往还是远远不够的，空心内孔由刀具的锁紧机构方式确定，然后由内孔的直径来初步确定主轴最小直径，最小直径般取内孔直径的倍。

主轴前轴颈后轴颈直径的计算主轴前轴颈直径的大小可根据输出功率与大轴承位直径之间的关系曲线来初步确定，也可以根据为支承间主轴平均外径为主轴孔径为系数范围般，于对精密机床对于要求较高的机床对于要求般的机床。

由此可以算出前轴颈直径通常取后轴颈直径为前轴颈直径的倍，即前后轴颈直径的最终尺寸需再根据轴承所需直径加以确定。

般情况下，前后轴颈的差值越小则主轴的刚度越高，工艺性能也越好。

前悬伸主轴前支承点至主轴前端的距离称为主轴的前悬伸，如图所示。

主轴的前悬伸长度与主轴前端结构的形状尺寸前前轴承的类型组合方式和轴承的润滑与密封有关。

主轴的前悬伸长度对主轴的刚度影响很大。

主轴前悬伸长度越短，其刚度越高。

因此，在进行结构设计时，应尽量缩短悬伸量。

图主轴组件的悬伸和跨距主轴的支承跨距如图所示，主轴前支承点与主轴后支承点之间的距离称为主轴的跨距。

主轴组件的支承跨距对主轴本身的刚度和支承刚度有很大影响。

跨距对综合刚度的影响不是单向的。

若较大，则主轴变形较大若较小，则轴承的变形对主轴前端的位移影响较大。

所以，应有个最佳值，太大或太小，都会降低综合刚度。

主轴的支承跨距存在最佳跨距，可使主轴组件前端位移最小。

主轴组件由于受结构限制及保证主轴组件的重心落在两支承点之间，实际的支承跨距大于最佳支承跨距。

计算最佳跨距的经验公式式中为刚度值，其下限值，精密机床的值为为主轴平均外径为主轴孔径为主轴支承跨距第章主轴刚度和强度的计算与校核主轴所受切削力计算切削力计算公式为式中为切削力系数，分别为吃刀量进给量切削速度三个分力公式中背吃刀量进给量切削速度的指数为修正系数。

主轴强度校核按弯扭合成法校核强度由扭矩形成的扭矩剪应力为其中其中，空心轴时，为外径。

当有单键槽时，当有双键槽时，其中为键槽宽，为键槽深度。

对于不变扭矩，取式中，是将转矩折算成当量弯矩的折算系数。

的取值由扭转剪应力的循环特性决定扭转剪应力为静应力时，取扭转剪应力为脉动循环变应力时，取扭转剪应力为对称循环变应力时，取。

按疲劳强度安全系数校核计算疲劳强度校核计算目的在于确定轴在变应力情况下的安全程度。

在轴的初步计算和结构设计后，根据轴的实际结构尺寸，承受的弯转矩，再考虑轴上的应力集中轴的绝对尺寸表面状态等因素对轴疲劳强度的影响，确定个或几个危险截面，计算粗车后端面背吃刀量已知毛坯在长度方向加工余量为，毛坯直径为，加工时分次加工，。

进给量根据切削用量简明手册表，据刀杆尺寸以及工件直径为时，。

本设计中根据所选机床，去。

切削速度按切削用量简明手册表，切削速度的计算公式为当时，其中。

修正参数见切削用量简明手册表，即所以切削速度确定机床主轴转速与这个转速相近的机床转速为及。

现选取，如果选取，则转速损失太大。

所以实际切削速度。

此工序的切削用量为，。

切削工时按切削用量简明手册，基本工时的计算公式为式中，查表，入切量及超切量，故基本工时。

短锥端面切削用量计算于此类似。

钻中心孔进给量由于中心孔将作为后面精加工外圆表面的基准，故精度要求应设置为精度，钻头直径，查切削用量简明手册表可得进给量范围为。

本设计去。

切削速度查表，切削速度取机床转速联系实际机床转速，取，故实际切削速度为。

结论本文是作者在收集大量资料，阅读相关文献的基础上，以高速主轴零件的设计与加工为研究课题，以高速切削技术为导引，以电主轴为研究重点，通过主轴零件设计，主轴加工工艺等内容的讲解，较为全面的介绍了高速主轴零件的设计与加工。

高速主轴技术作为项新技术，是现代机械发展的方向。

本文以此为题，既介绍了其余传统主轴相同的方面，又有发展的地方，很好的运用了大学期间学习的各科课程。

同时，通过大量的查阅相关资料，极大的丰富了课外知识。

本文是我耗费了大量时间和精力搜集查阅了相关文献资料的基础上完成的。

但是，高速主轴技术作为二十世纪年代才在我国兴起的项新技术，虽然近年来取得了长足进步，但仍处于探索的阶段，本文自然只是介绍皮毛，而且由于资料有限，其中甚至难免有的地方，还需在今后的学习工作中不断学习积累。

本文以项新技术为课题作为研究对象，旨在丰富视野，积累经验，培养创新思维与能力，希望能在未来的国家建设中贡献绵薄之力。

致谢本次毕业设计是在刘丽老师的悉心指导下完成的，从最初的题目选择设计方案的确定及论文完成的整个过程中，刘丽老师帮助收集资料，给予设计建议，给了我很大的帮助。

在大学生涯的最后阶段，刘老师的指导使我能够顺利完成毕业设计，甚至完美结束大学生活。

在此，衷心的感谢刘丽老师，能够顺利完成毕业设计，还要感谢工业制造学院每个对我谆谆教诲的专业课老师，正是他们的教导，为我打好了基础，在此，还要感谢工业制造学院的所有领导授课老师给予我的帮助，感谢我的班主任冯静老师，她不但在学习上给予我的帮助，在生活中无微不至的照顾，感谢机设所有同学在三年大学期间给予我学习上的生活中的帮助，在即将大学毕业，走上工作岗位的时候，我还要感谢我的父母，感谢他们二十几年来的养育之恩，他们为我的成长默默付出，任劳任怨，正是他们的支持支撑着我步步走到现在，最后，感谢所有给予我关心和支持的老师同学和朋友。

谢谢大家，作者龚吉峰成都大学参考文献张伯霖。

高速切削技术及应用北京机械工业出版社肖曙红，张伯霖，等。

高速电主轴关键技术的研究李益民机械制造工艺设计简明手册。

机械工业出版社，艾兴，肖诗纲。

切削用量简明手册机械工业出版社裘文言，张祖继，翟元爽。

机械制图高等教育出版社朱江峰黎震。

先进制造技术北京理工大学出版社张士昌。

先进制造技术天津大学出版社濮良贵，纪名刚。

机械设计第八版高等教育出版社哈尔滨工业大学，宋宝玉。

机械设计课程设计指导书高等教育出版社张士昌，李旦，高航。

机械制造技术基础高等教育出版社范崇洛，谢黎明。

机械加工工艺学修订版东南大学出版社哈尔滨工业大学，赵家齐。

机械制造工艺学课程设计指导书第版刘洪文。

材料力学第版高等教育出版社王凡。

实用机械制造工艺设计手册机械工业出版社毕业设计论文题目高速主轴零件的设计与加工学院部工业制造学院专业机械设计与制造模具设计方向学生姓名龚吉峰学号年级级指导教师刘丽职称讲师年月日高速主轴零件的设计与加工摘要随着科学技术的迅速发展，机械制造业也得到迅猛发展，而且其发展趋势朝着高速高精度的方向发展。

高速加工技术越来越受到人们的关注，它不仅可获得更大的生产率，而且还可获得很高的加工质量，并可降低生产成本，因而被认为是世纪最有发展前途的先进制造技术之。

在先进工业国家，此项技术已广泛应用于航空航天及模具行业。

在近五年中，我国的该项技术也取得了长足的进步。

高速机床是实现高速切削的前提条件，机床的高速化是目前机床的发展趋势。

高速机床与虚拟轴机床均为机床突破性的重大变革。

无论是普通数控机床还是虚拟轴机床，实现高速化的关键部件仍是主轴单元。

本文首先介绍国内外高速主轴的发展现状和发展趋势，然后根据主轴设计的般方法，对主轴主要设计参数进行计算，并进行轴的强度刚度动平衡校核。

再次根据上述计算，设计出数控车床高速电主轴单元的核心部件主轴，并作出高速主轴零件图。

最后，根据零件图及其他初始条件，设计高速主轴的加工工艺。

关键词高速主轴参数计算加工工艺目录摘要绪论第章高速主轴零件介绍高速切削技术简述高速主轴发展现状及前景高速主轴零件的作用第章主轴主要尺寸参数的计算主轴最小直径的计算主轴前轴颈后轴颈直径的计算前悬伸主轴的支承跨距第章主轴刚度和强度的计算与校核主轴所受切削力计算主轴强度校核按弯扭合成法校核强度按疲劳强度安全系数校核计算校核轴的静强度主轴刚度校核主轴临界转速计算主轴设计实例第章工艺规程设计高速主轴