5.1.1 鑽床夾具的分析 34
5.1.2 切削力的計算 34
5.2.1 夾緊裝置及夾具體設計 35
5.2.2 磨削力的計算 35
附錄a：外文資料翻譯譯文
附錄b：銑鍵槽數控加工程式編制
附錄c：磨錐孔夾具裝配圖
附錄d：磨錐孔前支架零件圖
附錄e：磨錐孔前支架端蓋零件圖
附錄f：鑽孔夾具裝配圖
附錄g：某臥式車床主軸零件簡圖
附錄h：某臥式車床主軸毛坯圖
附錄i：機械加工工藝過程
第一章緒論
精密工具機的關鍵部件是進給系統和主軸系統，不同型別的工具機主軸，對所選用軸承的精度要求既有相同點，也有不同之處。數控工具機和軸承磨床可以歸於精密工具機一類。
現代精密工具機和傳統工具機的結構，從原理上來說，沒有太大的變化，主要還是區別於導軌加工技術的改進和主軸系統精度的提高。
車床的發展大致可區分成四個階段，雛型期，基本架構期、獨立動力期與數值控制期，底下將針對其發展的過程加以介紹。
車床的誕生不是發明出來的，而是逐漸演進而成，早在四千年前就記載有人利用簡單的拉弓原理完成鑽孔的工作，這是有記錄最早的工具機，即使到目前仍可發現以人力做為驅動力的手工鑽床，之後車床衍生而出，並被用於木材的車削與鑽孔，英文中車床的名稱lathe(lath是木板的意思 ) 就是由此而來，經過數百年的演進，車床的進展很慢，木質的床身，速度慢且扭力低，除了用在木工外，並不適合做金屬切削，直到工業革命前。這段期間可稱為車床的雛型期。
18世紀開始的工業革命，象徵著以工匠主導的農業社會結束，取而代之的是強調大量生產的工業社會，由於各種金屬製品被大量使用，為了滿足金屬另件的加工，車床成了關鍵性裝置，18世紀初車床的床身已是金屬製，結構強度變大更適合做金屬切削，但因結構簡單，只能做車削與螺旋方面的加工，到了19世紀才有完全以鐵製零件組合完成的車床，再加上諸如螺桿等傳動機構的匯入，一部具有基本功能的車床總算開發出來。但因動力只能靠人力、獸力或水力帶動，仍無法滿足需求，只能算是剛完成基本架構的建構。
瓦特發明了蒸氣機，使得車床可藉由蒸氣產生動力用來驅動車床運轉，此時車床的動力是集中一處，再借由皮帶與齒輪的傳遞分散到工廠各處的車床，20世紀初擁有獨立動力源的動力車床(engine lathe)終於被開發，也將車床帶到新的領域。此期間拜福特公司大量生產汽車所賜，許多汽車零件必須以車床加工，為了確保零件**充足，供貨商必須大量採購車床才能應付所需，即使到今天車床的發展仍受到汽車產業的榮枯所左右。
保證主軸支承軸頸的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度，主軸前端內、外錐面的形狀精度、表面粗糙度以及它們對支承軸頸的位置精度。
主軸支承軸頸的尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度要求，可以採用精密磨削方法保證。磨削前應提高精基準的精度。
保證主軸前端內、外錐面的形狀精度、表面粗糙度同樣應採用精密磨削的方法。為了保證外錐面相對支承軸頸的位置精度，以及支承軸頸之間的位置精度，通常採用組合磨削法，在一次裝夾中加工這些表面。
主軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應遵循基準重合、基準統一和互為基準等重要原則，並能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。
由於主軸外圓表面的設計基準是主軸軸心線，根據基準重合的原則考慮應選擇主軸兩端的頂尖孔作為精基準面。用頂尖孔定位，還能在一次裝夾中將許多外圓表面及其端麵加工出來，有利於保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應先加工頂尖孔。
為了保證支承軸頸與主軸內錐面的同軸度要求，宜按互為基準的原則選擇基準面。如車小端1∶20錐孔和大端莫氏6號內錐孔時， 以與前支承軸頸相鄰而它們又是用同一基準加工出來的外圓柱面為定位基準面（因支承軸頸系外錐面不便裝夾）；在精車各外圓（包括兩個支承軸頸）時，以前、後錐孔內所配錐堵的頂尖孔為定位基面；在粗磨莫氏6號內錐孔時，又以兩圓柱面為定位基準面；粗、精磨兩個支承軸頸的1∶12錐面時，再次用錐堵頂尖孔定位；最後精磨莫氏6號錐孔時，直接以精磨後的前支承軸頸和另一圓柱面定位。定位基準每轉換一次，都使主軸的加工精度提高一步。
對車床主軸的精確要求，就顯示出其加工過程中夾具的重要性。夾具的主要功能、、是裝夾工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
在機械加工中，使用工具機夾具的目的主要有以下六個方面：1.保證加工精度；2.
提高勞動生產率；3.改善工人勞動條件；4.降低生產成本；5.
確保工藝紀律；6.誇大工具機工藝範圍。
設計夾具時，應滿足下列四項要求：1.保證工件的加工精度要求；2.保證工人的操作方面安全；3.達到加工的生產率要求；4.滿足夾具一定的使用壽命和經濟性要求。
如圖2.1某臥式車床主軸零件簡圖，該主軸呈階梯狀，其上有安裝支承軸承、傳動件的圓柱、圓錐面，安裝滑動齒輪的花鍵，安裝卡盤及頂尖的內外圓錐面，聯接緊固螺母的螺旋麵，通過棒料的深孔等。
車床主軸是把旋轉運動及扭矩通過主軸端部的夾具傳遞給工件和刀具，要求有很高的強度及迴轉精度，其結構為空心階梯軸，外圓表面有花鍵、電鍵等功能槽及螺紋。
主軸兩主支承軸頸a、b和1:12錐度與雙列向心短圓錐磙子軸承配合，並支承在主軸箱孔上是主軸部件的裝配基準。其圓度和同軸度將引起主軸迴轉誤差，影響被加工工件的精度，必須嚴格控制。
主支承軸頸圓跳動公差為0.005mm,1:12錐面接觸率70%，表面粗糙度ra為0.
4m。主軸中間輔助支承為單列滾子軸承，用以提高主軸剛性和迴轉精度。其徑向圓跳動公差為0.01mm；表面粗糙度ra為0.4m。尺寸公差等級為it6。
主軸頭部莫氏6號錐孔是用來安裝夾具的定位面的。可安裝頂尖，也可安裝刀具。其對支承軸頸a、b的圓跳動，近軸端公差為0.
005mm，離軸端300公差為0.01mm。錐面的接觸率=70%表面粗糙度為0.
4m，硬度要求hrc52。
主軸錐孔的軸線與支承軸頸線不重合，將使被加工工件產生相對位置誤差。
主軸頭部短錐c和大台階面d是安裝卡盤的定位面。其圓跳動為0.008m，表面粗糙度ra為0.8m。
頭部短錐c對支承軸頸的圓跳動將卡盤產生同軸度誤差。大台階端麵d對支承軸頸軸線跳動將卡盤產生垂直度誤差。
主軸上共安裝三個齒輪，其中乙個空套，乙個單鍵連線，另乙個是花鍵連線。裝配軸頸對支承軸頸徑向圓跳動公差為0.015mm～0.
9mm。表面粗糙度ra為0.4～0.
6m，尺寸公差等級為it5。
裝配軸頸對支承軸頸的同軸度誤差，會引起主軸傳動齒輪嚙合不良，當主軸轉速很高時，還會影響齒輪的傳動平穩性，產生噪生。加工工件時，會在工件表面產生重複出現的震紋，精加工是尤為明顯。
主軸外圓上有三段螺紋，用於軸承等鈴部件的軸向鎖緊。當主軸螺紋的軸線與支承軸頸歪斜時，會引起主軸上瑣緊螺母端麵傾斜，造成主軸內圈軸線的同向傾斜，引起主軸的徑向跳動。因此，控制螺紋軸線與支承軸頸軸線的同軸度≤0.
025mm。
從上面分析看出：車床主軸加工面較多，包括內外圓、內外錐、單鍵和花鍵、螺紋等，而且尺寸精度、性為精度以及表面粗糙度要求均較高，部分表面還需要表面淬火，但主要加工表面是以上五種，其中兩主支承軸頸本身的尺寸精度、形狀精度，兩支承之間的同軸度和主支承軸頸與其它表面相互位置精度以及表面粗糙度，則是主軸加工的關鍵。
在擬定車床主軸工藝工藝過程時，應考慮一些問題。
加工過程大致劃分為四個階段：
頂尖孔之前是預加工階段；打頂尖孔之後至調質前的工序為粗加工階段調質處理後至表面淬火前的工序為半精加工階段；表面淬火後工序為精加工階段。要求較高的支承軸頸和莫氏6號錐孔的精加工，則應在最後進行。整個主軸加工的工藝過程，是以主要表面（特別是支承軸頸）的加工為主線，穿插其它表面的加工工序組成的。
這樣安排的優點是：粗加工時切除大量金屬是產生的變形，可以在半精加工和精加工中去掉。而主要表面放在最後，可不受其它表面加工的影響，並方便安排熱處理工序，有利於工具機的選擇。
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