CA6140機床主軸箱結構設計

CA6140機床主軸箱結構設計,CA6140,機床,主軸,結構設計 1沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)論文文獻綜述機床主軸箱結構設計 3 文獻綜述機床主軸箱結構設計 3 文獻綜述姓名:程學博班級:機制 1101 班指導教師:趙艷春引言：引言：金屬切削機床是用切削的方法使得金屬毛坯加工成機器零件的機器， 它是制作機器的機器，所以又稱為“工作母機”或“工具機”，習慣上叫做機床。在新中國成立以后建立起來的機床工業(yè)。在半封建半殖民地的舊中國，根本上就沒有機床制造工業(yè)。一直到解放不久，全國只有十分少數幾個機械修配廠生產結構簡單的少量機床。1949 年機床年產量僅僅 1500 多臺。在解放后的幾十年時間里頭，我國的機床工業(yè)獲得高速發(fā)展。 眼前我國已經是布局十分合理， 比較完善的機床工業(yè)體系。 但是，我國的機床工業(yè)與世界先進水平還是有非常較大的差距。所以，我國的機床工業(yè)面臨著光榮而艱巨的任務，必須不斷學習發(fā)展并且引進國外的先進科學技術，大力發(fā)揚科學研究，以便早日趕上世界先進步伐。機床可進行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數和徑節(jié)螺紋。主軸三支撐均采用滾動軸承；進給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機構；縱向與橫向進給由十字手柄操縱，并附有快速電機。該機床剛性好、功率大、操作方便。機床是將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是制造機器的機器，所以又稱為工作母機或工具機， 習慣上簡稱機床。 現代機械制造中加工機械零件的方法很多： 除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細的零件，一般都需在機床上用切削的方法進行最終加工。在一般的機器制造中，機床所擔負的加工工作量占機器總制造工作量的 40%-60%， 機床在國民經濟現代化的建設中起著重大作用。自從 20 世紀中葉以來，全球加工技術及其裝備在制造過程中占有重要地位:制造裝備中 80%以上零件需進行加工,而且加工過程周期長,約占新產品開發(fā)周期3040%,占批量生產產品工時 4050%, 加工費用高,全世界約 1 億噸鋼和非鐵材料變成切屑,切削加工的耗費每年在 2500 億美元以上。因此機床工業(yè)是備工業(yè)的基礎,世界發(fā)達國家對其發(fā)展非常重視,機床產值持續(xù)增長我國機床產量和消費量呈快速發(fā)展態(tài)勢。近年來數控機床無論從產量、消費量還是進口量上都加快了增長速度,但進口量增長率始終大于產量2增長率,國外數控產品始終對國產數控機床保持著壓力。雖然增長率差額由 3.3%減小到了 0.9%,但簡單的經濟型數控機床占到近 70%,高中檔數控機床幾乎全部依賴進口, 結構矛盾依然突出。本設計主要針對機床的主軸箱進行設計，設計的內容主要有機床主要參數的確定，傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定，對主要零件 進行了計算和驗算，利用三維畫圖軟件進行了零件的設計和處理。機床主軸箱是機床中重要的傳動部件。其將機床電動機和機床主軸聯(lián)結起來，將動力和扭矩由電機傳遞到主軸，從而使主軸轉動以加工工件。其主要作用是通過變速裝置調節(jié)主軸轉速和扭矩，從而使電機運行在最佳正文：正文：車床主軸是車床中應用最廣泛的一種，約占車床類總數的 65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。普通車床的主軸箱又稱床頭箱，它的主要任務是將主電機傳來的旋轉運動經過一系列的變速機構使主軸得到所需的正反兩種轉向的不同轉速，同時主軸箱分出部分動力將運動傳給進給箱。主軸箱中等主軸是車床的關鍵零件。主軸在軸承上運轉的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質量，一旦主軸的旋轉精。本文對機床主軸箱進行了設計，主軸箱是機床的動力源將動力和運動傳遞給機床主軸的基本環(huán)節(jié)，其機構復雜而巧妙，要實現其全部功能在軟件中的模擬仿真工作量非常大。這次設計的效果沒有預計的完美，有一些硬件方面的原因，在模擬仿真的時候，由于計算機的配置不能達到所需要求，致使運行速度非常慢，不但時間上拖了下來，而且所模擬的效果很不理想。我接受的設計任務是對 CA6140 車床的主軸箱進行設計。主軸箱的結構繁多，考慮到實際硬件設備的承受能力，在進行三維造型的時候在不影響模擬仿真的情況下，我省去了很多細部結構。1溜板部分的機動進給操作型車床的縱、橫向機動進給(feed)和快速移動采用單手柄操縱。自動進給手柄在 溜板箱右側，可沿十字槽縱、橫扳動，手柄扳動方向與刀架運動方向一致。手柄在十字槽中 央位置時，停止進給運動。在自動進給手柄頂部有一快進按鈕，按下此鈕，快移電動機工作， 床鞍或中滑板按手柄扳動方向作縱向或橫向快速移動；松開按鈕，快移電動機停止轉動快 速移動中止。溜板箱正面右側有一開合螺母操作手柄，用于控制溜板箱與絲杠之間的運動聯(lián) 系。車削非螺紋表面時，開合螺母手柄位于上方；車削螺紋時，壓下開合螺母手柄，使開合 螺母閉合并與絲杠嚙合， 將絲杠的運動傳遞給溜板箱， 使溜板箱、 床鞍按預定的螺距(或3導程) 作縱向進給。車完螺紋應立即將開臺螺母手柄扳回原位。 (1)用自動進給手柄作床鞍的縱向和中滑板的橫向進給的機動進給練習。 (2)用手動進給手柄和手柄頂部的快進按鈕作縱向、橫向的快速移動操作。 (3)操作進給箱上的絲杠、光杠變換手柄，使絲杠回轉，將溜板箱向右移動足夠遠的距離， 扳下開臺螺母，觀察床鞍是否按選定螺距作縱向進給。扳下和抬起開合螺母的操作應果斷有 力，練習中體會手的感覺。(4)左手操作中滑板手柄， 右手操作開合螺母 兩手配合動作練習每次車完螺紋時的橫向退 刀。 （5） 操作車床主軸變速手柄得到各擋轉速按車床主軸轉速銘牌上的主軸轉速標記， 轉動車床 主軸變速手柄，調整主軸轉速分別為 16 r皿 n、450 rmln 和 1 400，確認后啟動車 床并觀察。2操作車床進給量手柄得到各擋進給量。 按車床進給量銘牌確定選擇縱向進給量為 0 46 mmr、橫向進給量為 0 20 mmr 時手輪 和手柄的位置，并進行調整。按前面步驟調整車床進給量手輪和手柄，使車床得到各擋進給量。(1)沿床身導軌手動縱向移動尾座至合適位置， 逆時針方向扳動尾座緊固手柄 將尾座固定。 注意移動尾座時用力不要過大。 (2)逆時針方向轉動套筒鎖緊手柄(松開)，搖動手輪，使套筒作進、退移動。3手動操作車床床鞍、中滑板、小滑板手柄 (1)搖動床鞍手柄，使床鞍向左或向右作縱向移動。手輪軸 t 的刻度盤圓周等分300 格， 手輪每轉動一格，床鞍縱向移動 1 mm。順時針方向轉動手柄時，床鞍向右運動；逆時針方向 轉動手柄時，床鞍向左運動。 (2)用左手、 右手分別按順時針和逆時針方向搖動中滑板手柄， 使中滑板作橫向進給和退出 移動。中滑板絲杠上的刻度盤圓周等分 100 格，手柄每轉過1 格，中滑板橫向移動 o05 mm。 順時針方向轉動手柄時，中滑板向遠離操作者方向運動(即橫向進刀)；逆時針方向轉動手柄 時，中滑板向靠近操作者方向運動(即橫向退刀)。 (3)用雙手交替搖動小滑板手柄，使小滑板作縱向短距離的左、右移動。小滑板絲杠上的刻 度盤圓周等分 100 格，手柄每轉過 1 格，小滑板縱向移動 0 05mm。小滑板手柄順時針方向 轉動時，小滑板向左運動；小滑板手柄逆時針方向轉動時，小滑板向右運動。 (4)左手搖動車床床鞍手柄， 右手同時搖動中滑板手柄， 橫向快速趨近和快速退離工件。 縱、 (5)左手搖動中滑板手柄，右手同時搖動小滑板手柄。4啟動車床 (1)檢查車床各變速手柄是否處于空擋位置 離合器(clutch)是4否處于正確位置， 操縱桿是 否處于停止狀態(tài)，確認無誤后，合上車床電源總開關。(2)按下床鞍上的綠色啟動按鈕，電動機(elettdc molor)啟動。 (3)向上提起溜板箱右側的操縱桿手柄，主軸正轉；操縱桿手柄回到中間位置，主軸停止轉 動；操縱桿手CA6140 機床可進行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數和徑節(jié)螺紋。主軸三支撐均采用滾動軸承；進給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機構；縱向與橫向進給由十字手柄操縱，并附有快速電機。該機床剛性好、功率大、操作方便。機床主軸箱是一個比較復雜的傳動部件。表達主軸箱中各傳動件的結構和裝配關系?？偨Y：總結：傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定主運動傳動鏈1.傳動路線主運動傳動鏈的兩末端件是主電動機和主軸。運動由電動機（7.5Kw，1450r/min）經 V 帶輪傳動副130mm/230mm 傳至主軸箱中的軸 I。 在軸 I 上裝有雙向多片摩擦理合器1M，使主軸正轉、反轉、或停止。它就是主換向機構。當壓緊離合器1M左部的摩擦片時，軸 I 的運動經齒輪副5 63 8或5 14 3傳給軸 ，使軸 獲得兩種轉速。壓緊右部摩擦片時，經齒輪 50（齒數）、軸 V 上的空套齒輪 34 傳給軸 上的固定齒輪 30。這時軸 I至軸 間多了一個中間齒輪 34，故軸 的轉向與經1M左部傳動時相反。反轉轉速只有一種。當離合器處于中間位置時，左、右摩擦片都沒有被壓緊。軸 I 的運動不能傳至軸 ，主軸停轉。軸 的運動可通過軸 、間三對齒輪的任一對傳至軸，故軸正轉共有23=6 種轉速。運動由軸傳往主軸有兩條線路：（1）高速傳動路線主軸上的滑移齒輪 50 移至左端，使之與軸上右端的齒輪63 嚙合。運動由軸經齒輪副6 35 0直接傳給主軸，得到 4501400r/min 的 6 種高轉速。（2） 低速傳動路線主軸上的滑移齒輪 50 移至右端， 使主軸上的齒式離合器2M嚙5合。軸的運動經齒輪副2 08 0或5 05 0傳給軸V ，又經齒輪副2 08 0或5 18 0傳給軸V、再經齒輪副2 65 8和齒式離合器2M傳至主軸，使主軸獲得 10500r/min 的低轉速。圖 1 轉速圖由上面的傳動路線分析，現確定以下數據：（1）確定極限轉速主軸最低轉速minn為 10r/min,最高轉速maxn為 1400r/min，轉速調整范圍為nR=m a xm in/nn=14（2）確定公比選定主軸轉速數列的公比為1.12（3）求出主軸轉速級數 ZZ=lgRn/lg+1= lg14/lg1.12+1=24（4）確定結構網或結構式24=2322（5）繪制轉速圖，選定電動機：6一般金屬切削機床的驅動，如無特殊性能要求，多采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。Y 系列電動機高效、節(jié)能、起動轉矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。根據機床所需功率選擇 Y160M-4，其同步轉速為 1500r/min。分配總降速傳動比：總降速傳動比為 uII=nmin/nd=10/15006.67103,nmin 為主軸最低轉速，考慮是否需要增加定比傳動副，以使轉速數列符合標準或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔總降速傳動比。然后，將總降速傳動比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動比。確定傳動軸的軸數：傳動軸數變速組數+定比傳動副數+1=6繪制轉速圖： 先按傳動軸數及主軸轉速級數格距 lg畫出網格， 用以繪制轉速圖。在轉速圖上，先分配從電動機轉速到主軸最低轉速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動間畫上 u(kk+1)min.再按結構式的級比分配規(guī)律畫上各變速組的傳動比射線，從而確定了各傳動副的傳動比。7參考文獻:參考文獻:1 任殿閣,張佩勤.機床設計指導（第三版）J北京：北京工業(yè)出版社,2002：76-802 劉朝儒,彭福萌.機械制圖（第四版）J.北京：高等教育出版社,2006.123 楊德武， 鄢利群 機械設計基礎M 長春： 吉林科學技術出版社,2006： 191-2204 成大先機械設計手冊（第三版）第 1 卷M北京：化學工業(yè)出版社,2002：76-805 成大先機械設計手冊（第三版）第 2 卷M北京：化學工業(yè)出版社,2002：430-4366成大先.機械設計手冊 （第三版） .第 3 卷M.北京： 北京工業(yè)出版社， 2002:32-407 成大先.機械設計手冊（第三版）.第 4 卷M.北京：北京工業(yè)出版社,2002:256-1878 劉杰，趙春雨,宋偉剛等機電一體化技術基礎與產品設計M北京：冶金工業(yè)出版社， 2003：46-619 張玉,劉平幾何量公差與測量技術（第 3 版）M沈陽：東北大學出版社，2006：17-9710濮良貴,紀名剛.機械零件M.北京：高等教育出版社，1995:47-9711 濮良貴,紀名剛.機械設計M.北京：高等教育出版社，2006：34-5712 張桂芳,滑動軸承M.北京高等教育出版社，1985:78-9813邱宣懷機械設計J高等教育出版社1995:47-9714 吳宗澤,羅圣國機械設計課程設計手冊J高等教育出版社1982：76-8015 曹桄，高學滿金屬切削機床掛圖J上海交通大學出版社1984：430-436