CA6140车床主轴箱的设计【含8张CAD图纸】

CA6140车床主轴箱的设计【含8张CAD图纸】,含8张CAD图纸,CA6140,车床,主轴,设计,CAD,图纸 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计(论文)开题报告 学 生 姓 名： 高燕婷 学 号： 05010102 专 业： 机械工程及自动化 设计(论文)题目： CA6140车床主轴箱的设计 指 导 教 师: 曹春平 2009 年 3 月 22 日 开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述： 文献综述 摘 要 CA6140车床作为主要的车削加工机床，已广泛的应用于机械加工行业中。本文首先介绍了金属切削机床在国内外的研究状况，以及国内外发展差距。然后系统的介绍了CA6140主轴箱的组成及各个组成部分的功用。最后详细的阐述了本论文的研究内容，思路、主要方法及进度。 关键词 金属切削机床 CA6140 主轴箱 1 课题来源及选题依据 1.1 课题来源 CA6140车床主轴箱的设计，该课题由南京理工大学曹春平讲师拟定。 1.2 选题依据 通过近四年的学习，本人对机械方面的知识有了不少的了解。于是在毕业设计时是选择了CA6140车床主轴箱的设计这个课题，该设计既有机床结构方面内容，又有机床设计方面内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。虽然本人未曾系统的学习机床设计方面的课程，但相信通过该毕业设计能够拓宽知识面，增加自己的查阅科研文献资料的能力，以及动手实践的能力，所以选择此课题。 2 课题简介 2.1 金属切削机床国内外研究状况 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称“工作母机”或“工作机”，习惯上称“机床”[1]。 金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生很发展起来的。最原始的机床是依靠双手的往复运动在工件上钻孔。最初的加工对象是木料。而后发展到加工其他材料，出现了依靠人力使工件往复回转的原始车床。当加工对象由木料逐步过渡到金属时，车圆、钻孔等都要求增大动力，于是就逐渐出现了水力、风力和畜力等驱动的机床。18世纪末，蒸汽机的出现，提供了新型巨大的能源，使生产技术发生了革命性的变化。20世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床结构发生了根本性的变化。近些年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。自动化、精密化、高效化和多样化成为这一时代机床发展的特征，用以满足社会生产多种多样、越来越高的要求，推动社会生产力的发展[2,3]。 不断提高劳动生产率和自动化程度是机床发展的基本方向。近年来，数控机床已成为机床发展的主流。数控机床无需人工操作，而是靠数控程序完成加工循环。因此，调整方便，适应灵活多变的产品，使得中小批生产自动化成为可能。数控机床不仅实现了柔性自动化，而且提高了生产率，降低了废品率，它已由中小批生产进入了大批量的生产领域。当然，改型方便，易实现产品的更新换代，也是数控机床进入大量生产领域的重要原因。 2.2 国内机床工业与国外的差距 我国机床工业已取得了很大的成就，但与世界先进生产水平相比，还有较大的差距。主要表现在：大部分高精度和超精密机床的性能还不能满足要求，精度保持性也较差，特别是高效自动化和数控化机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。我国数控机床基本上是中等规格的车床、铣床和加工中心等。精密、大型、重型或小型数控机床，还远不能满足需要。至于航空、冶金、造船等工业部门所需要的多种类型的特种数控机床基本还是空白的[4]。 在技术水平和性能方面差距也很明显，国外已做到15-19轴联动，分辨率达0.01微米，而我国目前只能做到5-6轴联动，分辨率为1微米。国内产品的质量与可靠性也不够稳定，特别是先进数控系统的开发和研制还需要作进一步努力。我国机床工业必须不断扩大技术队伍和提高人员的技术素质，学习和引进国外的先进科学技术，大力开展科学研究，以便早日赶上世界先进水平[5,6]。 3 本设计的意义和应用价值 CA6140车床是金属切削机床的一个典型代表，广泛的应用于金属切削加工领域。该机床刚性好、功率大、操作方便。该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，用途广泛。研制CA6140机床主轴箱的结构及并进行设计，一方面可以加深对机床结构设计、机床传动系统设计的了解和掌握，将自己大学四年所学的知识进行全面的整合和优化，另一方面还可以提高自己的实际动手能力，调研能力以及工程制图能力。所以，我认为选择该课题意义匪浅[7,8]。 4 CA6140主轴箱 4.1 主轴箱的功用 主轴箱的功用是支承主轴和传动其旋转，并使其实现起动、停止和换向等[9,10]。 4.2 主轴箱组成及特点 （1）卸荷带轮装置 带轮传动中产生的拉力，通过轴承、法兰盘传给主轴箱，这种结构称为卸荷带轮装置。 （2）摩擦离合器 主轴箱内的双向机械多片式摩擦离合器，它具有左、右两组由若干内、外摩擦片交叠组成的摩擦片组。 （3）制动器及操纵机构 制动装置的功用是在车床停机过程中，克服主轴箱内各运动件的旋转惯性，使主轴迅速停止转动，以缩短辅助时间。 （4）主轴部件 主轴是车床的关键部分，在工作时承受很大的切削抗力。工件的精度和表面粗糙度，在很大程度上决定于主轴部件的刚度和回转精度。 （5）主轴变速操纵机构 该机构主要用来控制箱内一根轴上的双联滑移齿轮和另一根轴上的三联滑移齿轮。 （6）主轴箱中各传动件的润滑 主轴箱的润滑是由专门的润滑系统提供的。CA6140型车床主轴箱润滑的特点是箱体外循环。油液将主轴箱中摩擦所产生的热量带至箱体外的油箱中，冷却后再流入箱体，因此就可以减少主轴箱的热变形，以提高机床的加工精度[11-15]。 5 研究内容及方法 5.1 研究内容 根据任务书给定的设计参数确定传动方案、传动系统图，确定各传动齿轮的参数，传动比等，同时要考虑到传动效率等问题。另还要对主要零件进行计算、研究，对主轴刚度、强度等进行计算和验算。 其中设计参数如下： 工件最大回转直径：400mm 工件最大长度（四种规格）：1000mm 主轴孔径：48mm 主轴前端孔锥度：400mm 主轴转速范围：正转：10～1400r/min;反转：14～1580r/min 加工螺纹范围：1～192mm/ 2～24牙/英寸 模数：0.25～48mm 纵向进给量范围：0.1mm，横向进给量：0.05mm 刀架快速移动速度：4m/min 主电机：功率：7.5千瓦；转速：1450r/min 快速电机：功率：370瓦；转速：2600r/min 冷却泵：功率：90瓦；流量：25L/min 5.2 研究方法 （1）确定传动方案和传动系统图 根据CA6140车床主轴箱结构及任务书给定的设计参数，确定主轴箱的结构、转速图，最终确定系统的传动结构、传动系统图。 （2）进行主轴箱内各结构计算及校核 完成主轴箱箱体、各传动轴轴上零件计算及校核。 （3）对各个主要结构部件进行三维造型设计，并给出三维造型图。 5.3 研究进度安排 2008年12月14日~2008年12月31日 搜集资料做开题报告 2009年02月15日~2009年02月20日 确定主要参数 2009年02月21日~2009年02月26日 确定总体方案 2009年02月27日~2009年03月05日 传动设计（传动路线、主轴转速、传动级数及各级传动比） 2009年03月06日~2009年03月10日 绘制传动系统图 2009年03月11日~2009年03月18日 主轴零件、尺寸等设计 2009年03月19日~2009年03月21日 零件校核强度等要求 2009年03月22日~2009年04月01日 主要零件图、总装配图绘制 2009年04月02日~2009年04月20日 写毕业论文设计说明书 2009年04月21日~2009年07月05日 准备论文答辩 6 总结与展望 通过两周的时间调研、阅读资料，对金属切削机床的发展动态及国内外行业的发展情况有个全面的了解。 同时，还进一步了解和掌握CA6140车床主轴箱的结构构成，掌握了进行该课题所需要的一些前期资料，为以后课题的如期进行打下了良好的基础。但考虑到本人第一次进行本次设计工作，有些地方还是需要进一步了解和掌握，如主轴箱设计优化问题，如何提高提高它的传动效率，如何简化结构，如何保证主轴箱的安全性和可靠性等。 参 考 文 献 [1] 贾亚洲.金属切削机床概论[M]. 北京：机械工业出版社, 2007.1. [2] 胡黄卿.金属切削原理与机床[M].北京：化学工业出版社，2007.3. [3] 成大先.机械设计手册（第5版）[S].北京：化学工业出版社，2008.5. [4] 顾维邦.金属切削机床概论[M].北京：机械工业出版社，1999.7. [5] 陈日曜.金属切削原理（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2002.1. [6] 任殿阁，张配勤.设计手册[S].辽宁：辽宁科学技术出版社，1991.9. [7] 郑文纬，吴克坚.机械原理[M].北京：高等教育出版社，1997.7. [8] 付铁.计算机辅助机械设计实训教程[M].北京：北京理工大学出版社，1999.12 [9] 查康，杨万能，董敏.产品造型设计白金案例[P].山东：山东电子音响出版社，2005.1. [10] 方世杰.机械优化设计[M].北京：机械工业出版社，2003.3. [11] 曹桄，高学满.金属切削机床挂图[Z].上海：上海交通大学出版社，1984.8. [12] 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[S].北京高等教育出版社，1982.12. [13] 华东纺织工学院，哈尔滨工业大学.天津大学.机床设计图册[S].上海：上海科学技术出版社，2005.1. [14] 易新.金属切削机床课程设计指导书[M].北京：机械工业出版社，1985.11. [15] 金属切削机床[M].北京：机械工业出版社，2005.1. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 ２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： （一）设计的内容主要： 1)阅读相关文献资料，了解金属切削机床的研究状况，掌握CA6140机床主轴箱的结构，撰写文献综述。 具体要求：明确该领域国内外已有的研究成果，指出主轴箱结构及特点，在此基础上提出研究本课题的技术路线，完成文献综述。 2）根据机床的设计参数，确定传动方案和传动系统图。 工件最大回转直径：400mm 工件最大长度（四种规格）：1000mm 主轴孔径：48mm 主轴前端孔锥度：400mm 主轴转速范围：正转：10～1400r/min;反转：14～1580r/min 加工螺纹范围：1～192mm/ 2～24牙/英寸 模数：0.25～48mm 纵向进给量范围：0.1mm，横向进给量：0.05mm 刀架快速移动速度：4m/min 主电机：功率：7.5千瓦；转速：1450r/min 快速电机：功率：370瓦；转速：2600r/min 冷却泵：功率：90瓦；流量：25L/min 3）对主要零件 进行了计算和验算。 具体要求：进行主轴箱及各个传动轴零件的计算和校核。 4）利用三维画图软件进行了零件的设计和处理。 具体要求：利用三维造型软件完成各个零件的设计。 5）撰写毕业设计说明书 具体要求：根据学校毕业设计要求，撰写规范的论文说明书。 （二）研究手段 针对课题中出现的以上几个问题，将在接下来的时间里通过以下途径来解决。 1)查阅相关书籍资料，了解关于金属切削机床及CA6140主轴箱结构。 2)CA6140主轴箱转速图设计及传动方案设计。 给定的参数，查阅有关方面书籍资料，设计总体的传动结构。 CA6140主轴箱结构，主要包括以下五个单元： l 箱体 l I传动轴及零件设计 l Ⅱ传动轴及零件设计 l Ⅲ传动轴及零件设计 l Ⅳ传动轴及零件设计 l Ⅴ传动轴及零件设计 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见： 1．对“文献综述”的评语： 2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日