CA6140型車床主軸箱改進(jìn)型設(shè)計【含CAD圖紙、文檔全套】【JC系列】

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安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 系 別 機 械 工 程 系 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 201 ～ 201 學(xué)年第一學(xué)期 畢業(yè)設(shè)計(論文) 開題報告（含論文綜述） 學(xué) 校： 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 課題名稱： CA6140型車床主軸箱設(shè)計 專 業(yè)： 機械設(shè)計與制造 姓 名： 班 級： 機制3152 指導(dǎo)教師： 開題日期： 2017.10.8 格式不對，按給你們的要求設(shè)置?。。?！ 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）選題的目的和意義。[ ⑴ 課題名稱；⑵ 有關(guān)的研究方向的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展情況分析；⑶ 前人在本選題研究領(lǐng)域中的工作成果簡述] 目的：通過對CA6140車床主軸箱的研究，將大學(xué)所學(xué)知識綜合的、全面的運用到此次畢業(yè)設(shè)計中，從而增強各方面的能力，包括文獻(xiàn)檢索能力、閱讀分析能力、設(shè)計計算能力及說明概括能力。 意義：普通車床是車床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。 CA6140型普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。 主軸箱：又稱床頭箱，它的主要任務(wù)是將主電機傳來的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)過一系列的變速機構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時主軸箱分出部分動力將運動傳給進(jìn)給箱。主軸箱中等主軸是車床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機床的使用價值就會降低。車床是最廣泛的金屬切削加工設(shè)備之一，而CA6140臥室普通車床又最具有代表性，因此研究CA6140型車床能幫助我牢固的掌握有關(guān)切削機床的基本知識。主軸箱是車床的主要部件之一，對主軸箱的研究既可以讓我對CA6140車床的結(jié)構(gòu)、功能及零部件有個相對深刻的掌握，又能夠?qū)ｉT針對進(jìn)給箱做比較透徹的研究。 有關(guān)的研究方向的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展情況分析以及前人在本選題研究領(lǐng)域中的工作成果簡述： 車床是最廣泛的金屬切削加工設(shè)備之一，而CA6140臥室普通車床又最具有代表性，因此CA6140型車床已被國內(nèi)外無數(shù)科學(xué)家所研究過。其結(jié)構(gòu)、功能、用途乃至每個零部件都被透徹的研究過了，而在這以后，很多研究被用于改進(jìn)CA6140型車床，包括其數(shù)控改造、PLC改造等等。 隨著市場需求的變化，數(shù)控機床特別是普及型以上的數(shù)控機床產(chǎn)品將逐步成為市場主流產(chǎn)品。國產(chǎn)普及型車床占有率還不高，但其加工中心技術(shù)相對比較成熟，已得到廣泛認(rèn)可，現(xiàn)急需加強其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，國產(chǎn)數(shù)控機床只有不斷的改進(jìn)和完善，才能逐步壯大。高檔數(shù)控機床歷來被國際社會認(rèn)為是關(guān)系到一個國家經(jīng)濟實力的和國防安全的戰(zhàn)略性物資，工業(yè)發(fā)達(dá)國家從未停止過對我國進(jìn)口高檔數(shù)控機床的封鎖和限制從未停止過。因此，自己研發(fā)高端工業(yè)設(shè)備已成為亟待解決的關(guān)鍵問題。國產(chǎn)數(shù)控機床只有不斷的改進(jìn)和完善，才能逐步發(fā)展壯大。 二、設(shè)計或研究主要內(nèi)容和重點，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及擬解決的主要問題和技術(shù)關(guān)鍵，有何創(chuàng)新之處。（此部分為重點闡述內(nèi)容） 設(shè)計的主要內(nèi)容和重點： 1．CA6140車床的總體分析，包括總體結(jié)構(gòu)、功能以及總體設(shè)計和計算，并完成總體裝配圖 2．CA6140傳動設(shè)計，包括傳動方式、傳動路線及其計算 3．CA6140主軸箱設(shè)計，包括其組件及零部件的設(shè)計計算 4．CA6140主軸箱部分改進(jìn)方法，即對臥式車床雙軸滑移齒輪主軸箱傳動系統(tǒng)的研究 5．CA6140主軸箱中各零件（包括主軸、軸承、齒輪以及齒輪組用撥叉）的工藝分析和夾具設(shè)計 6.在原有轉(zhuǎn)速范圍上增加級數(shù)，擴大轉(zhuǎn)速；使用特殊方法增加輸出轉(zhuǎn)矩 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)： 1．通過此次畢業(yè)設(shè)計，回顧幾年來大學(xué)所學(xué)知識，將這些知識串起來，使自己能學(xué)有所用 2．通過對機床的分析、設(shè)計，掌握機床的基本知識，了解機械設(shè)計的基本步驟和內(nèi)容，為以后的工作打基礎(chǔ) 3．此次畢業(yè)設(shè)計中不乏有個別復(fù)雜零件，主要針對這些零件做仔細(xì)的工藝分析，包括工序劃分、夾具設(shè)計及加工 擬解決的主要問題： 主軸箱的主要問題是噪音大，而且原因比較復(fù)雜，不過只要有耐心還是可以確癥的。主要原因是由于一般主軸軸承有3到5個軸承組成軸承組，軸承磨損、或沒有安裝到位造成的現(xiàn)象有噪音大、震動大、加工精度變差、表面粗糙度差。所以軸承的材料、工藝以及加工的好壞直接關(guān)系到整個機床主軸箱的品質(zhì)，本次畢業(yè)設(shè)計擬定重點是主軸箱中各零件的工藝分析以及夾具設(shè)計，希望通過設(shè)計精密的零件裝備出高品質(zhì)的主軸箱。 三、研究方案：[ ⑴ 技術(shù)方案（有關(guān)方法、技術(shù)路線、技術(shù)措施）；⑵ 實施方案所需的條件（技術(shù)條件、試驗條件等）] 方法及措施： 1．查閱相關(guān)資料，確定相關(guān)尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。 2．對傳動系統(tǒng)的研究，包括傳動路線、傳動比、變速機構(gòu)、換向機構(gòu)，確定傳動方案并驗證，繪制傳動系統(tǒng)圖。 3．運用CAD依據(jù)傳動系統(tǒng)設(shè)計各傳動機構(gòu)及車床主軸箱的其它零部件，完成明細(xì)表及標(biāo)注。 4．繪制機床主軸箱總體圖。運用CAD將各組件轉(zhuǎn)配成整體，并完成明細(xì)表及標(biāo)注。 步驟： 1．熟悉設(shè)計內(nèi)容，準(zhǔn)備相關(guān)資料 2．相關(guān)資料檢索、閱讀、分析 3．設(shè)計及繪圖 4．編寫設(shè)計說明書  四、主要參考文獻(xiàn)目錄 《機械制造裝備設(shè)計》第3版 關(guān)慧貞、馮辛安主編 機械工業(yè)出版社 2009 《機械設(shè)計》第八版 濮良貴、紀(jì)名剛主編 高等教育出版社 2006 《機械設(shè)計基礎(chǔ)(機械原理及機械零件)》余長庚、盧玉明編 高等教育出版社 2004 《機械工藝工裝標(biāo)準(zhǔn)匯編》機械工業(yè)工藝工裝標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 2007 《機械設(shè)計手冊．齒輪傳動》 機械設(shè)計手冊編委會 機械工業(yè)出版社 2007 《設(shè)計手冊》 任殿閣、張佩勤主編 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1991 《計算機輔助機械設(shè)計實訓(xùn)教程》 付鐵主編 北京理工大學(xué)出版社 2002 《機械優(yōu)化設(shè)計》 方世杰主編 機械工業(yè)出版社 2003 《金屬切削機床掛圖》 曹桄 、高學(xué)滿主編 上海交通大學(xué)出版社 1984 《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 吳宗澤 羅圣國主編 高等教育出版社 1982 《 機械制造技術(shù) 》 李華、李煥峰副主編 機械工業(yè)出版社出版 2001 《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊》葉偉昌 、林崗副主編 機械工業(yè)出版社出版 2003 《機械傳動裝置設(shè)計手冊》 卜炎主編 機械工業(yè)出版社出版 2003 《機械設(shè)計》 徐錦康主編 高等教育出版社出版 2004 《機械制圖》 大連理工大學(xué)教研室編 高等教育出版社出版 2001 畢業(yè)設(shè)計論文格式要求 一、畢業(yè)設(shè)計論文紙型及頁邊距 ⑴ 畢業(yè)設(shè)計論文紙型 畢業(yè)設(shè)計論文一律用國際標(biāo)準(zhǔn)A4型紙（297mm×210mm）打印。頁面分圖文區(qū)與白邊區(qū)兩部分，所有的文字、圖形、其他符號只能出現(xiàn)在圖文區(qū)內(nèi)。白邊區(qū)的尺寸（頁邊距）為：天頭（上）25 mm，地腳（下）25 mm，訂口（左）30 mm，翻口（右）25 mm。 ⑵ 論文頁碼添加在每頁中間 ⑶ 簽名 畢業(yè)設(shè)計論文凡涉及簽名處，均需本人書寫簽名；教師評語也需鋼筆書寫。 二、論文首頁格式 畢業(yè)論文題目用黑體二號字，其余用宋體四號字 。論文題目應(yīng)能概括整個論文最重要的內(nèi)容，簡明、恰當(dāng)，一般不超過20個字。 三、中文摘要及其關(guān)鍵詞（宋體小四號字，1.5倍行距） 論文第二頁為500字左右的中文內(nèi)容摘要，應(yīng)說明本論文的目的、研究方法、成果和結(jié)論。畢業(yè)論文摘要是畢業(yè)論文的縮影，盡可能保留原論文的基本信息，突出論文的創(chuàng)造性成果和新見解。論文摘要應(yīng)盡量深入淺出，通俗易懂，少用公式字母，語言力求精煉、準(zhǔn)確。 在本頁的最下方另起一行，注明本文的關(guān)鍵詞3 ～ 5個。 ⑴ 摘 要（粗宋體居中四號字）? （空一行）? ⑵ 摘要內(nèi)容（宋體小四號左對齊）? （空一行）? ⑶ 關(guān)鍵詞：詞1、詞2? 四、目錄 圖×-× 論文目錄示例 論文各章節(jié)的二級目錄，其中： “一級標(biāo)題”部分使用宋粗體四號字；1.5倍行距 “二級標(biāo)題”部分采用宋體小四號字 ，內(nèi)縮兩個字符，1.5倍行距 五、引言（或序言）（宋體小四號字）： 內(nèi)容為本研究領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀，本論文所要解決的問題，該研究工作在經(jīng)濟建設(shè)、科技進(jìn)步和社會發(fā)展等某方面的實用價值與理論意義。 六、正文（畢業(yè)論文的主體） ⑴ 正文書寫規(guī)范 正文要符合一般學(xué)術(shù)論文的寫作規(guī)范，一級大標(biāo)題用宋體四號字加粗，二級標(biāo)題用宋體小四號字加粗，正文統(tǒng)一用宋體小四號字，行距為20磅。論文字?jǐn)?shù)控制在1萬字至2萬字之間，原則上不突破3萬字。 ⑵ 正文序號規(guī)范 正文二級標(biāo)題之后，標(biāo)題序號從大到小的順序為"1．"、"⑴"　"①"……；論文中的公式編號，用括弧括起寫在右邊行末，其間不加虛線。 ⑶ 正文插圖和表規(guī)范 ① 論文中需要的插圖居中，按章順序編號，圖標(biāo)題用宋體五號字，置于圖下方。 ② 若插圖是屏幕截圖，需適當(dāng)縮放。 ③ 表序號及表名用宋體五號字，置于表的上方， ⑷ 論文引注規(guī)范 畢業(yè)論文內(nèi)容涉及到他人的觀點、統(tǒng)計數(shù)據(jù)或計算公式的要注明出處（引注），涉及計算內(nèi)容的數(shù)據(jù)要求準(zhǔn)確。 七、參考文獻(xiàn) 按畢業(yè)論文中所引用文獻(xiàn)的順序、列于文末。 ⑴ 文獻(xiàn)出自期刊文章格式 [編號]. 作者.文章題目.期刊名.年份.卷號.期數(shù).頁碼. ⑵ 文獻(xiàn)是圖書時，書寫格式 [編號]. 作者.書名.出版單位.年份.版次.頁碼. 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）計劃表 課題名稱 ：CA6140主軸箱 指導(dǎo)教師： 日 月 周次 內(nèi) 容 進(jìn) 程 備注 10.10 6 設(shè)計開題 10.11~10.15 6 布置畢業(yè)設(shè)計課題，明確設(shè)計目的、要求 10.16~10.20 7 熟悉課題及原始資料，查借手冊 10.21~10.24 7 畫出2D圖紙，并交付老師檢查 10.25~10.27 8 查資料，查借手冊 產(chǎn)品工藝性分析，確定工藝方案，咨詢老師加工工藝方案的合理性 10.28~10.30 8 編寫設(shè)計說明書 10.31~11.1 9 交付老師檢查 更改圖紙 系主任： 教研室主任： 學(xué)生： 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）計劃表 課題名稱 ：CA6140主軸箱 指導(dǎo)教師： 日 月 周次 內(nèi) 容 進(jìn) 程 備注 11.2 9 交付老師檢查并更改設(shè)計說明書 11.3 9 更改加工工序卡 系主任： 教研室主任： 學(xué)生： 論文的字體大小、格式、頁邊距要按給你們的模板設(shè)置！??！ 目錄 摘 要 III 1 引言 1 2 主要技術(shù)參數(shù) 3 3 傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定 4 4 零件設(shè)計階段 8 4.1 整體設(shè)計 8 4.2 軸I上零件設(shè)計 9 4.2.1 選擇V帶 9 4.2.2 連接發(fā)動機和變速箱動力傳輸?shù)脑O(shè)計 10 4.2.3 對傳動齒輪的計算 11 4.2.4 對傳動軸上鍵的計算 12 4.2.5 對傳動軸上軸承的計算 14 4.3 軸II上零件設(shè)計 15 4.3.1 對傳動齒輪的計算 15 4.3.2 對傳動軸的計算 16 4.3.3 對軸承組剛度的計算 18 4.4 軸III上零件設(shè)計 19 4.4.1 對傳動齒輪的計算 19 4.4.2 對傳動軸的計算 21 4.4.3 對傳動軸上軸承的計算 23 4.5 傳動系統(tǒng)的軸Ⅳ及軸上零件設(shè)計 24 4.5.1 齒輪的驗算 24 4.5.2 傳動軸的驗算 25 4.5.3 對軸承組剛度的計算 26 4.6 軸V上零件設(shè)計 28 4.6.1 對傳動齒輪的計算 28 4.6.2 對傳動軸的計算 30 4.6.3對軸承組的剛度計算 31 4.7 轉(zhuǎn)速范圍的擴大 32 4.7.1 背輪設(shè)計的目的 32 4.7.2背輪機構(gòu)具體設(shè)計 32 5 加工工藝規(guī)程 33 5.1 對箱體進(jìn)行分析 33 5.1.1 整體分析 33 5.1.2 工藝分析 33 5.2 毛胚以及材料的選擇 34 5.3 確定工藝路線 36 5.3.1 確定加工余量、工序尺寸 37 5.3.2 確定切削用量 38 5.4 專用夾具設(shè)計 46 5.4.1 夾具的結(jié)構(gòu) 46 5.3.2 夾緊力大小的確定原則 46 5.3.3 定位基準(zhǔn)的選擇 47 5.3.4 切削力的計算與夾緊力分析 47 5.3.4 夾緊元件及動力裝置確定 47 5.3.5 夾具精度分析 47 5.3.6 夾具操作說明 48 6 心得體會 48 7 致謝 50 目錄及內(nèi)容按給你們的模板設(shè)置?。。?！ 摘 要 目前，國內(nèi)數(shù)控臥式車床正向著重載、高速、高精度的方向發(fā)展，重載臥式車床主電機的規(guī)格越來越大、重載臥式車床主軸轉(zhuǎn)速越來越高。機床在持續(xù)高速、重載荷的條件下加工零件時，機床主軸箱的主軸軸承和I軸軸承經(jīng)常出現(xiàn)由于溫升過高而損壞的問題。主軸和I軸外部法蘭盤經(jīng)常出現(xiàn)漏油的問題。為解決上述問題，對主軸箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，增加了主軸前軸承溫度測量反饋裝置和主軸油箱油溫控制裝置，并對主軸和I軸的進(jìn)油、回油、密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。增加了雙重密封回油結(jié)構(gòu)，使主軸箱的主軸和I軸的進(jìn)油、回油、密封結(jié)構(gòu)更加合理，提高了主軸箱在持續(xù)運轉(zhuǎn)時的安全性、可靠性。 主軸的軸承是機床的關(guān)鍵外配套件，價格很高。機床在持續(xù)高速、重載荷的條件下加工零件時，機床主軸軸承發(fā)熱量非常大。主軸軸承溫度必須得到合理的檢測和控制，才能保證主軸箱的主軸軸承的正常使用。為此，本次畢業(yè)設(shè)計對主軸箱結(jié)構(gòu)作出調(diào)整。 另外，通過采用背輪機構(gòu)增加了主軸箱的轉(zhuǎn)速范圍。選用變頻電機加大主軸輸出以及其他一些方面的改進(jìn)措施來提高機床主軸主軸工作穩(wěn)定性，從而增加機床壽命。 標(biāo)題符號按要求設(shè)置，1 引言（居中） CA6140機床的實物圖及結(jié)構(gòu)圖要有！??！ 通用機床即臥式車床，主軸水平布置，作旋轉(zhuǎn)主運動，大刀架沿床身作縱向運動，可車削各種旋轉(zhuǎn)體和內(nèi)外螺紋等，是使用范圍較廣的車床。 車床特點 1.床身、床腳、油盤等采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，剛性高，抗震性好，符合高速切削機床的特點。 2. 床頭箱采用三支承結(jié)構(gòu)，三支承均為圓錐滾子軸承，主軸調(diào)節(jié)方便，回轉(zhuǎn)精度高，精度保持性好。 3.進(jìn)給箱設(shè)有公英制螺紋轉(zhuǎn)換機構(gòu)，螺紋種類的選擇轉(zhuǎn)換方便、可靠。 4. 溜板箱內(nèi)設(shè)有錐形離合器安全裝置，可防止自動走刀過載后的機件損壞。 5. 車機床縱向設(shè)有四工位自動進(jìn)給機械碰停裝置，可通過調(diào)節(jié)碰停桿上的凸輪縱向位置，設(shè)定工件加工所需長度，實現(xiàn)零件的縱向定尺寸加工。 6. 尾座設(shè)有變速裝置。 7.潤滑系統(tǒng)設(shè)計合理可靠，車頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱均采用體內(nèi)飛濺潤滑，并增設(shè)線泵、柱塞泵對特殊部位進(jìn)行自動強制潤滑。 車床部件 （1）變速箱變速箱用來改變主軸的轉(zhuǎn)速。主要由傳動軸和變速齒輪組成。通過操縱變速箱和主軸箱外面的變速手柄棗改變齒輪或離合器的位置，可使主軸獲得12種不同的速度。主軸的反轉(zhuǎn)是通過電動機的反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。 （2）主軸箱主軸箱用來支承主軸，并使其作各種速度旋轉(zhuǎn)運動；主軸是空心的，便于穿過長的工件；在主軸的前端可以利用錐孔安裝頂尖，也可利用主軸前端圓錐面安裝卡盤和撥盤，以便裝夾工件。 （3）掛輪箱掛輪箱用來搭配不同齒數(shù)的齒輪，以獲得不同的進(jìn)給量。主要用于車削不同種類的螺紋。 （4） 進(jìn)給箱 進(jìn)給箱用來改變進(jìn)給量。主軸經(jīng)掛輪箱傳入進(jìn)給箱的運動，通過移動變速手柄來改變進(jìn)給箱中滑動齒輪的嚙合位置，便可使光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速。 （5）溜板箱 溜板箱用來使光杠和絲杠的轉(zhuǎn)動改變?yōu)榈都艿淖詣舆M(jìn)給運動。光杠用于一般的車削，絲杠只用于車螺紋。溜板箱中設(shè)有互鎖機構(gòu)，使兩者不能同時使用。 （6）刀架 刀架用來夾持車刀并使其作縱向、橫向或斜向進(jìn)給運動。。 機床的規(guī)格和用途 機床主傳動的作用是把電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩通過一定途徑傳給主軸,使工件以不同的速度運動,主傳動性能的好壞,直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率?？紤]到改造的經(jīng)濟性,可乘用機床原有的普通三相異步交流電動機拖動?？紤]到加工過程中當(dāng)電網(wǎng)電壓和切削力矩發(fā)生變化時,電機的轉(zhuǎn)速也會隨之波動,直接影響加工零件的表面粗糙度。因此為提高加工精度,實現(xiàn)主軸自動無級變速,在主軸上增加了交流異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng),從而不需進(jìn)行機械換檔。針對機床要求具有螺蚊切削功能,在主軸部位安裝主軸脈沖發(fā)生器,所示。為保證脈沖發(fā)生器與主軸等速旋轉(zhuǎn),即主軸轉(zhuǎn)一周,主軸脈沖發(fā)生器也轉(zhuǎn)一周,主軸脈沖發(fā)生器的安裝方式很重要。 2 主要技術(shù)參數(shù) 產(chǎn)品型號 CA6140A 床身回轉(zhuǎn)直徑 400mm 刀架上回轉(zhuǎn)直徑 210mm 馬鞍內(nèi)回轉(zhuǎn)直徑×有效長度 — 最大工件長度 / 最大車削長度 750/650mm; 1000/900mm; 1500/1400mm; 2000/1900mm 主軸中心至床身平面導(dǎo)軌距離 205mm 主軸孔徑 / 主軸孔前端錐度 Φ 52 mm /1:20 主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) 24/12. 主軸轉(zhuǎn)速范圍 50Hz: 11-1600r/min 50Hz: 14-1580r/min 縱向進(jìn)給量范圍（ 64 種） 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給 : 0.08-1.59mm/r 橫向進(jìn)給量范圍（ 64 種） 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給 : 0.04-0.79mm/r 刀架縱 / 橫向的快移速度 縱向 : 4m/min 橫向 : 2m/min 加工螺紋范圍 公制螺紋: 1-192mm; 英制螺紋: 2-24 牙 / 寸 上 / 下刀架最大行程 140mm/320mm 刀架轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)角度 ± 90 o 主軸中心線至刀具支承距離 26mm 刀桿截面尺寸 25mm×25mm 絲杠螺距 12 mm 主電機功率 7.5KW 表1 技術(shù)參數(shù)（表格線要畫出來）?。?！ 3 傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定 1.對主軸轉(zhuǎn)速的選擇 機床,，其范圍是 2.選擇傳動比φ φ＝1.26 3.確定轉(zhuǎn)速級數(shù) Z= 24 4.主軸傳動的結(jié)構(gòu)式 24=21×32×[1+（2×2-1）] 5.各級轉(zhuǎn)速的確定 10，12.5，16，25，31.5，40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，450，560，710，900，1120，1400 6.轉(zhuǎn)速圖 （1）選定電動機 ①機床對主軸電機的要求 作為機床主軸，除了作高速回轉(zhuǎn)外，還要承受徑向、切向切削力，主軸在彎曲、扭轉(zhuǎn)的交變載荷下，按照要求進(jìn)行啟動、增速、減速和停車等。因此主軸電機應(yīng)比一般用途電機的制造精度、控制精度、 使用條件等要求更高。常采用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的Y系列封閉自冷式鼠籠型三相異步電動機。 ②主軸電機的選擇 但是，為了更好的發(fā)揮電機的功用和壽命，我選擇加裝變頻器的變頻電機。電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護費用。 ③變頻電機的優(yōu)點 a. 具備有啟動功能； b. 采用電磁設(shè)計，減少了定子和轉(zhuǎn)子的阻值； c. 適應(yīng)不同工況條件下的頻繁變速； d. 在一定程度上節(jié)能 從理論上講，變頻器可以用在所有帶有電動機的機械設(shè)備中，電動機在啟動時，電流會比額定高5-6倍的，不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量.系統(tǒng)在設(shè)計時在電機選型上會留有一定的余量，電機的速度是固定不變，但在實際使用過程中，有時要以較低或者較高的速度運行，因此進(jìn)行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實現(xiàn)電機軟啟動、補償功率因素、通過改變設(shè)備輸入電壓頻率達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的，而且能給設(shè)備提供過流、過壓、過載等保護功能。 比如說一臺1.5KW的四級電機，普通電機額定轉(zhuǎn)速就是1440轉(zhuǎn)，變頻電機就可以高達(dá)12000轉(zhuǎn)。省電方面要看具體用多少轉(zhuǎn)，運用到額定的50%～70%，省電效果最佳。如果滿轉(zhuǎn)省電效果就不是很理想了，其余的就和普通電機差不多?？偟膩碚f變頻電機散熱好，轉(zhuǎn)速高。 （2）降速比的分配 1.各傳動副的傳動比盡可能不超過極限傳動比 2.適當(dāng)提高中間軸的轉(zhuǎn)速，可使傳動系統(tǒng)中的多數(shù)傳動原件的尺寸減小。因此從電機到主軸的降速過程宜采用“前緩后急”的降速比分配原則，即前面的變速組降速慢一些，后面的變速組降速快一些。這就是所謂的“先慢后快”的原則。但應(yīng)注意，中間軸的轉(zhuǎn)速不能過高，否則將引起較大的振動、發(fā)熱和噪聲。 通常，中間軸的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)不超過電機的轉(zhuǎn)速。但有時還需根據(jù)實際情況加以靈活應(yīng)用。例如若在軸1上安裝啟停摩擦離合器和反向齒輪，為不增大軸1的軸向尺寸，使結(jié)構(gòu)緊湊，第一變速組采用雙聯(lián)齒輪，而不是按照“前多后少”的原則，采用三各傳動副。 3.傳動軸的數(shù)量 傳動軸數(shù)＝變速組數(shù)+定比傳動副數(shù)+1=6 4.繪制轉(zhuǎn)速圖 圖號加上，后面的圖號要順序來編寫?。?！ 4 零件設(shè)計階段 4.1 整體設(shè)計 主軸箱：它固定在機床身的左端，裝在主軸箱中的主軸，通過夾盤等夾具裝夾工件。主軸箱的功用是支撐并傳動主軸，使主軸帶動工件按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。 長×寬×高() 壁厚(mm) < 500 × 500 × 300 8-12 > 500 × 500 × 300-800 × 500 × 500 10-15 > 800 × 800 × 500 12-20 床頭箱結(jié)構(gòu)特點：壁薄、中空、形狀復(fù)雜。多為平面和孔，它們的尺寸精度、位置精度要求較高，表面粗糙度較小。主軸箱采用多級齒輪傳動，通過一定的傳動系統(tǒng)，經(jīng)主軸箱內(nèi)各個位置上的傳動齒輪和傳動軸，最后把運動傳到主軸上，使主軸獲得規(guī)定的轉(zhuǎn)速和方向。主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計，以及主軸箱各部件的加工工藝直接影響機床的性能。 圖號及名稱加上去?。?！ 4.2 軸I上零件設(shè)計 4.2.1 選擇V帶 V帶是橫截面為等腰梯形或近似為等腰梯形的傳動帶，其工作面為兩側(cè)面。主要應(yīng)用于電動機和內(nèi)燃機驅(qū)動的機械設(shè)備的動力傳動。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，得出 小帶輪： 大帶輪： 基準(zhǔn)長度 則，取＝2800mm; V帶的根數(shù)計算如下： 最終z可取為4； 每根V帶的初拉力計算如下: 每根V帶作用到軸上的力計算如下： 圖號及名稱加上去！?。? 4.2.2 連接發(fā)動機和變速箱動力傳輸?shù)脑O(shè)計 離合器位于發(fā)動機和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動機與變速箱暫時分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動機向變速器輸入的動力 4.2.3 對傳動齒輪的計算 齒輪最重要的部分為輪齒。它的失效形式主要有四種：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、和齒面膠合。 1．輪齒折斷 因為輪齒受力時齒根彎曲應(yīng)力最大，而且有應(yīng)力集中，因此，輪齒折斷一般發(fā)生在齒根部分。 2．齒面磨損 齒面磨損主要是由于灰砂、硬屑粒等進(jìn)入齒面間而引起的磨粒性磨損；其次是因齒面互相摩擦而產(chǎn)生的跑合性磨損。 3．齒面點蝕 輪齒工作時，其工作表面產(chǎn)生的接觸壓應(yīng)力由零增加到一最大值，即齒面接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的。在過高的接觸應(yīng)力的多次重復(fù)作用下，齒面表層就會產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴展使齒面的金屬微粒剝落下來而形成凹坑，即疲勞點蝕，繼續(xù)發(fā)展以致輪齒嚙合情況惡化而報廢。實踐表明，疲勞點蝕首先出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處。齒面抗點蝕能力主要與齒面硬度有關(guān)，齒面硬度越高，抗點蝕能力也越強。 4．齒面膠合 在高速重載傳動中，常因嚙合溫度升高而引起潤滑失效，致使兩齒面金屬直接接觸并相互粘聯(lián)。當(dāng)兩齒面相對運動時，較軟的齒面沿滑動方向被撕裂出現(xiàn)溝紋，這種現(xiàn)象稱為膠合。在低速重載傳動中，由于齒面間不易形成潤滑油膜也可能產(chǎn)生膠合破壞。 （1齒的彎曲應(yīng)力進(jìn)行驗算如下： （2齒的接觸應(yīng)力進(jìn)行驗算如下： 經(jīng)帶輪傳到第一根軸的最大轉(zhuǎn)速為： 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知最小齒輪;u=1.05 可知設(shè)計滿足要求。 此外，還要檢驗另外一個齒輪，保證兩者能同時滿足，如下： 可知設(shè)計滿足要求 所以第一根軸上齒輪使用淬火鋼等其他熱處理的材料即可滿足要求。 圖號及名稱加上去?。?！ 4.2.4 對傳動軸上鍵的計算 導(dǎo)向平鍵適用于有沿軸向移動的鍵連接，如，有換擋要求的輪齒。普通平鍵適用于軸向位置固定齒輪的鍵連接。 一般的，導(dǎo)向平鍵可能的失效是鍵側(cè)磨損、壓潰和剪切。普通平鍵是壓潰和剪切。尺寸寬度b、高度h可根據(jù)軸徑尺寸查表確定，長度L根據(jù)鍵的強度計算確定。 ①花鍵軸 ②根據(jù)傳動軸的最大扭矩，計算其危險截面載荷 式中 N—傳動軸上最大功率（kw）; —傳動軸計算轉(zhuǎn)速（r/min）。 因N ③傳動軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力 其應(yīng)力計算如下： 式中 —最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d—傳動軸的大直徑和小直徑（mm） L—傳動軸上鍵的工作長度（mm）； N—鍵的個數(shù)； K=0.7～0.8； 所以此鍵的設(shè)計符合要求。 圖號及名稱加上去?。?！ 4.2.5 對傳動軸上軸承的計算 一般比較常見的軸承失效形式有疲勞點蝕、塑性變形、磨損與膠合。 （1）疲勞點蝕 對于一般長期使用的滾動軸承，滾動體和內(nèi)、外圈在載荷作用下，表面間有極大的循環(huán)接觸應(yīng)力，從而使軸承的工作表面(滾動體和內(nèi)、圈滾道表面)發(fā)生疲勞點蝕(麻點) ，嚴(yán)重時會使表層金屬成片剝落，形成凹坑，以致失去正常工作能力。 （2） 塑性變形 對于極低速或緩慢擺動條件下工作的滾動軸承, 一般不會出現(xiàn)疲勞點蝕。但當(dāng)載荷很大, 滾動體和滾道接觸處的局部應(yīng)力超過材料的屈服極限時, 會使軸承的工作表面發(fā)生永久的塑性變形, 從而使軸承不能繼續(xù)使用。 當(dāng)硬顆粒從外界進(jìn)入軸承的滾道與滾動體之間時, 硬顆粒會在滾道表面形成壓痕, 亦是一種塑性變形。 （3）磨損與膠合 軸承潤滑及密封不良, 則會引起軸承摩擦表面的磨損。 速度過高且散熱不良時會出現(xiàn)膠合。 因此，根據(jù)公式，鍵的計算如下： 所以，軸承的設(shè)計符合要求。 4.3 軸II上零件設(shè)計 4.3.1 對傳動齒輪的計算 齒輪的設(shè)計、校核同軸1，此處不再累述。其計算如下： 對齒輪接觸應(yīng)力進(jìn)行驗算如下： 對齒輪彎曲應(yīng)力進(jìn)行驗算如下： 經(jīng)軸1傳遞到軸2的最大轉(zhuǎn)速為： 已知：m=2.25 則N==5.77kw 因軸2上最小齒輪為，B=14mm，u=1.05 則 所以軸2上齒輪設(shè)計符合要求。 此外，還要驗算另一個齒輪以確保設(shè)計的萬無一失： 已知，m=2.25，可計算如下： · 因此，齒輪設(shè)計符合要求。 已知，m=2.25，可計算如下： 因此，齒輪設(shè)計符合要求。 已知，m=2.25，可計算如下： 因此，齒輪設(shè)計符合要求。 4.3.2 對傳動軸的計算 同上。 ①花鍵軸 ②根據(jù)傳動軸的最大扭矩，計算其危險截面載荷： 式中 N—傳動軸上最大功率（kw）; —傳動軸計算轉(zhuǎn)速（r/min）。 因 所以傳動軸符合要求。 ③傳動軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力 其應(yīng)力計算如下： 式中 —最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d—傳動軸的大直徑和小直徑（mm）； L—傳動軸上鍵的工作長度（mm）； N—鍵的個數(shù)； K=0.7～0.8； 所以此鍵的設(shè)計符合要求。 圖號及名稱加上去！?。? 這圖不行，要重新畫，字體顏色用黑色?。。。?！ 4.3.3 對軸承組剛度的計算 主軸支撐跨距小于合理跨距，主軸得不到足夠的冷卻，回轉(zhuǎn)精度也不行，應(yīng)提高主軸機殼的前后軸承座的同軸承度和主軸的耐熱性能。 大于合理跨距，對主軸的回轉(zhuǎn)精度也有影響，對軸承也提出更高的要求，應(yīng)提高主軸轉(zhuǎn)子軸的同心度。 其計算如下： 式中 L?！獌奢S間理想跨距； C —軸的伸出量； ﹑—軸承的剛度 得出結(jié)果如下： 機床軸承壽命計算如下：： 所以軸上軸承符合要求。 圖號及名稱加上去?。?！ 這圖不行，要重新畫，字體顏色用黑色?。。。。? 4.4 軸III上零件設(shè)計 4.4.1 對傳動齒輪的計算 齒輪的設(shè)計、校核同軸1，此處不再累述。其計算如下： 對齒輪接觸應(yīng)力進(jìn)行驗算如下： 對齒輪彎曲應(yīng)力進(jìn)行驗算如下： 經(jīng)軸2傳遞到軸3的最大轉(zhuǎn)速為： 已知：m=2.25 則N==5.42kw 因軸2上最小齒輪為，B=12mm，u=1.05 則 此外，對其他齒輪的驗算。 已知，m=2.25，可計算如下： 所以該齒輪符合要求。 已知，m=3，可計算如下： N==5.1kw B=10mm u=4 所以該齒輪符合要求。 已知，m=2，可計算如下： N==5.1kw B=10mm u=1 所以該齒輪符合要求。 圖號及名稱加上去?。。D中的坐標(biāo)系刪掉?。?！ 4.4.2 對傳動軸的計算 傳動軸在傳動過程中除了受到轉(zhuǎn)矩外，還受到一定的扭轉(zhuǎn)變形，以及軸上零件對其的作用力，所以軸的設(shè)計計算至關(guān)重要。 花鍵軸 = 傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險斷面上的最大扭矩求得： = 式中 N—傳動軸上最大功率（kw）; —傳動軸計算轉(zhuǎn)速（r/min）。 因 式中 D—齒輪分度圓直徑（mm）,D=mZ。 徑向力： 得出，=27.86mm 所以軸符合要求。 傳動軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力計算如下： 其應(yīng)力計算如下： 式中 —最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d—傳動軸的大直徑和小直徑（mm）； L—傳動軸上鍵的工作長度（mm）； N—鍵的個數(shù)； K=0.7～0.8； 所以此鍵的設(shè)計符合要求。 圖號及名稱加上去！?。∽鴺?biāo)系刪掉?。?！ 4.4.3 對傳動軸上軸承的計算 因此，根據(jù)公式，鍵的計算如下： 得出該方程的實根如下： 所以，軸承符合要求。 圖號及名稱加上去！??！坐標(biāo)系及左邊線刪掉！?。? 4.5 傳動系統(tǒng)的軸Ⅳ及軸上零件設(shè)計 4.5.1 齒輪的驗算 同上。 齒輪的彎曲應(yīng)力可計算如下： 齒輪的接觸應(yīng)力可計算如下： （MPa）≤[] 從軸3傳遞到軸4的最大轉(zhuǎn)速為： 可知最小齒輪;B=20mm，u=1.05 =≤[]=1250MP 可知滿足要求。 可知齒輪;B=20mm，u=1.05 58×2齒輪采用整淬 N==5.1kw B=20mm u=1 =≤[]=1250MP 可知滿足要求。 4.5.2 傳動軸的驗算 同上。 = 根據(jù)傳動軸的最大扭矩，計算其危險截面載荷： = 式中 N—傳動軸上最大功率（kw）; —傳動軸計算轉(zhuǎn)速（r/min）。 因 則 =22.32mm 所以傳動軸符合要求。 傳動軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力 其應(yīng)力計算如下： 式中 —最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d—傳動軸的大直徑和小直徑（mm）； L—傳動軸上鍵的工作長度； N—鍵的個數(shù)； K=0.7～0.8； 所以此鍵的設(shè)計符合要求。 4.5.3 對軸承組剛度的計算 主軸支撐跨距小于合理跨距，主軸得不到足夠的冷卻，回轉(zhuǎn)精度也不行，應(yīng)提高主軸機殼的前后軸承座的同軸承度和主軸的耐熱性能。 大于合理跨距，對主軸的回轉(zhuǎn)精度也有影響，對軸承也提出更高的要求，應(yīng)提高主軸轉(zhuǎn)子軸的同心度。 其計算如下： 式中 L?！獌奢S間理想跨距； C —軸的伸出量； ﹑—軸承的剛度 得出結(jié)果如下： 機床軸承壽命計算如下： 所以軸上軸承符合要求。 圖號及名稱加上去?。?！ 4.6 軸V上零件設(shè)計 4.6.1 對傳動齒輪的計算 同上。 對齒輪彎曲應(yīng)力進(jìn)行驗算如下： 對齒輪接觸應(yīng)力進(jìn)行驗算如下： （MPa）≤[] 經(jīng)軸4傳遞到軸5的最大轉(zhuǎn)速為： 已知斜齒輪Z=26，B=35mm，u=1.05 =≤[]=1560MP 所以斜齒輪符合要求。 圖號及名稱加上去！??！ 已知Z=80.m=2.5的調(diào)質(zhì)齒輪 所以此齒輪符合要求。 圖號及名稱加上去！?。∽筮吘€刪掉?。?！ 已知Z=50，m=2.5mm的調(diào)質(zhì)齒輪 =≤[]=1250MP 所以該齒輪符合要求。 4.6.2 對傳動軸的計算 同上。 圖號及名稱加上去?。。? ①花鍵軸 = ②根據(jù)傳動軸的最大扭矩，計算其危險截面載荷： = 式中 N—傳動軸上最大功率（kw）; —傳動軸計算轉(zhuǎn)速（r/min）。 因 則=31.43mm 所以傳動軸符合要求。 ③傳動軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力 其應(yīng)力計算如下： 式中 —鍵所受最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d—軸的最大和最小直徑（mm）； L—鍵的長度； N—鍵的個數(shù)； K=0.7～0.8； 所以此鍵符合要求。 4.6.3對軸承組的剛度計算 同上。 其計算如下： 式中 L。—兩軸間理想跨距； C —軸的伸出量； ﹑—軸承的剛度 得出結(jié)果如下： 機床軸承壽命計算如下： 所以傳動軸上軸承符合要求。 4.7 轉(zhuǎn)速范圍的擴大 4.7.1 背輪設(shè)計的目的 在原有的設(shè)計中，機床最高轉(zhuǎn)速為1400m/s，然而在金屬切削機床中，轉(zhuǎn)速越高，切削的效果越理想，精度和粗糙度更符合要求。若兩對齒輪皆為降速，而且取極限降速傳動比i=1/4，則背輪機構(gòu)的最小傳動比i=1/4×1/4=1/16.因此，背輪機構(gòu)變速組的極限變速范圍r=16，這比一般滑移齒輪組的極限變速范圍要大得多，所以背輪機構(gòu)作為最后擴大組，可以擴大傳動系統(tǒng)的變速范圍。因此，在想方設(shè)法提高主軸轉(zhuǎn)速的同時，我想選用背輪機構(gòu)來達(dá)到目的。 4.7.2背輪機構(gòu)具體設(shè)計 背輪機構(gòu)又稱為單回曲機構(gòu)，其傳動原理為:運動由軸4傳到軸5，可經(jīng)離合器M直接傳動主軸，傳動比為1，也可脫開離合器M，經(jīng)兩對齒輪傳動主軸。這兩對齒輪的齒數(shù)分別為Z1=28 Z2=31;Z3=26，Z4=33；即得它們的傳動比分別為i1=1.12，i2=1.25，總傳動比為i=1.12×1.25=1.4，則主軸最高轉(zhuǎn)速為n=1440×1.4=2000m/s。 53 5 加工工藝規(guī)程 5.1 對箱體進(jìn)行分析 5.1.1 整體分析 主軸箱是數(shù)控車床的關(guān)鍵零件之一,其主要功能是將機床主軸組件,中間傳動軸,齒輪等零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,以傳遞扭矩或改變轉(zhuǎn)速來完成設(shè)計的運動。因此,主軸箱體的加工質(zhì)量、直接影響機床的性能、精度和壽命。 1.較大的尺寸 箱體是重要組成部件，它是傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵制造，灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單件生產(chǎn)的減速器，為了簡化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐筋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機械加工面積，箱體底一般不采用完整的平面。 2.復(fù)雜的形狀 因箱體上含有各種各樣的小零件或小結(jié)構(gòu)，這些都增加了箱體加工的難度和復(fù)雜度，為了減少箱體體積同時保證箱體的工藝性，需要在箱體上添加肋板、凸臺等措施。 3.對加工精度的要求 個別孔和平面對位置精度以及尺寸精度有很高的要求，它們的加工精度直接關(guān)系到器械的裝配，從而影響其性能和壽命 5.1.2 工藝分析 箱體采用生產(chǎn)工藝簡單的HT200，因為灰鑄鐵的鑄造性能和減震性能都比較良好。對箱體需要加工的表面及其位置要求分析如下： （1）需要加工的面： 1）在保證平行度誤差0.03的前提下粗銑上下平面，且尺寸為100mm 2）在保證平行度誤差0.02的前提下粗銑側(cè)面，且尺寸為60mm，20mm 3）在保證位置度誤差的前提下鏜孔，并保證尺寸要求 4）鉆取側(cè)面的4個M6螺紋孔 5）鉆取余下各孔，并攻絲 （2）具體基準(zhǔn)面如下： 1）加工時以下底面為基準(zhǔn)面 主要是箱體上表面各孔 2）加工時以上平面為基準(zhǔn)面 主要是箱體下表面各孔以及螺紋孔 5.2 毛胚以及材料的選擇 1、?毛坯種類的確定。 合理選擇毛坯主要考慮以下幾個因素： ??? 1．零件材料的工藝特性 ??? 在選擇毛坯制造方法時，首先要考慮材料的工藝特性，如可煅性、可鑄性和可焊性等。例如鑄鐵和青銅不能煅造，對這類材料只能選擇鑄件。通常當(dāng)設(shè)計人員設(shè)計零件并選好材料后，也就大致確定了毛坯的種類。重要的鋼制零件為使其具有良好的力學(xué)性能，不論其結(jié)構(gòu)復(fù)雜或簡單，均應(yīng)選用鍛件為毛坯，而不宜直接選用軋制型材。 ??? 2．生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 ??? 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小在很大程度上決定了毛坯的制造方法。當(dāng)大批量生產(chǎn)時，應(yīng)采用精度及生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法，其設(shè)備和工裝方面的較大投資可通過材料消耗的減少和機械加工費用的降低而取得回報。例如，鑄件應(yīng)采用金屬模機器造型，鍛件應(yīng)采用模鍛及其他如精鍛、冷擠壓和冷軋等。單件小批生產(chǎn)時則應(yīng)選擇設(shè)備和工裝投資都較小的毛坯制造方法，如自由鍛造和砂型鑄造等。 ??? 3．零件的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸大小 ??? 零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小對毛坯的選擇有較大的影響。常用的各種階梯軸，如各階直徑相差不大，可直接選用棒料；若各界直徑相差較大，宜選鍛件毛坯，以節(jié)省材料、減少機械加工的工作量。箱體、機體、支架類等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件宜采用鑄件；對于大型零件，一般都采用砂型鑄造、自由鍛造及焊接等制坯方法；對一些外形較特殊的小零件，由于機械加工困 難，常采用壓鑄、精密鑄造等方法。 ??? 4．現(xiàn)有的生產(chǎn)條件 ??? 在選擇毛坯時應(yīng)從本廠或協(xié)作單位的現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平出發(fā)考慮其可能性和經(jīng)濟性。 ? 5．充分利用新工藝、新技術(shù)、新材料 ??? 為節(jié)約材料和能源，提高機械加工生產(chǎn)率，應(yīng)充分考慮精密鑄造、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等在機械中的應(yīng)用，可大大減少機械加工量，甚至不需要進(jìn)行加工，經(jīng)濟效益非常顯著。 2．確定毛坯外形： 毛坯外形尺寸的選擇應(yīng)根據(jù)零件的大小和結(jié)構(gòu)來確定。而此次涉及的零件尺寸如上所述. 3．毛坯的材料熱處理 此次箱體零件的材料是鑄鐵，根據(jù)不同的鑄鐵材料，在鑄造后進(jìn)行的熱處理是不同的，具體問題具體分析。 一般用途的減速機通常是灰鑄鐵材料，通常鑄造后進(jìn)行的熱處理有： 1、去除應(yīng)力退火處理：目的是消除鑄造應(yīng)力，改善力學(xué)性能和機械加工性能， 2、石墨化退火：如果減速機截面尺寸差別比較大，在薄的截面容易形成白口，這樣必須進(jìn)行石墨化退火。目的是消除白口。 3、均勻化退火：比較重要的減速機或其他鑄鐵材料的減速機，為了提高力學(xué)性能，需要進(jìn)行均勻化退火，因為鑄造過程中形成很多化學(xué)成分偏析。目的是均勻組織，保證各個截面力學(xué)性能一致，提高力學(xué)性能。 4、其他材料：也有鋁合金的減速機，所進(jìn)行的熱處理跟鑄鐵差不多，目的也類似，但是重要的鋁合金零件為了提高力學(xué)性能需要進(jìn)行固溶處理+時效。 4.對毛坯基準(zhǔn)的選擇 零件在加工過程中，作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工出來，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。稱為“基準(zhǔn)先行”。因加工簡單，裝夾方便，此處選用零件下地面作基準(zhǔn)面進(jìn)行加工。 5.3 確定工藝路線 表2.1工藝路線方案一，表的編號和章節(jié)號對不上?。?！ 工序1 鉆箱體直徑18孔 工序2 鉆前端面各孔 工序3 鏜左平面各孔 工序4 鏜右平面各孔 工序5 粗,精銑上平面至尺寸 工序6 粗,精銑下平面 工序7 粗,精銑左端平面 工序8 粗,精銑右端平面 工序9 粗,精銑前端平面 工序10 粗,精銑后端平面 工序11 鉗工,去除銳邊毛剌 工序12 檢驗 表2.2工藝路線方案二 工序1 粗,精銑上平面至尺寸 工序2 粗,精銑下平面 工序3 粗,精銑左端平面 工序4 粗,精銑右端平面 工序5 粗,精銑前端平面 工序6 粗,精銑后端平面 工序7 鉆箱體直徑18孔 工序8 鉆前端面各孔 工序9 鏜左平面各孔 工序10 鏜右平面各孔 工序11 鉗工,去除銳邊毛剌 工序12 檢驗 工藝路線的比較與分析： 第二條工藝路線不同于第一條是將銑各平面工序放到前面。加工完上下平面再加工各孔與,其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動提高了生產(chǎn)效率。而且對于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助。 大型機械零件加工擬定工藝路線的一般原則： 1、先加工基準(zhǔn)面 　 零件在加工過程中，作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工出來，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。稱為“基準(zhǔn)先行”。 2、劃分加工階段 　 加工質(zhì)量要求高的表面，都劃分加工階段，一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。主要是為了保證加工質(zhì)量；有利于合理使用設(shè)備；便于安排熱處理工序；以及便于時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷等。 3、先面后孔 　　對于箱體、支架和連桿等零件應(yīng)先加工平面后加工孔。這樣就可以以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置精度，而且對平面上的孔的加工帶來方便。 4、光整加工，光整加工后的工件 主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨\滾壓加工等），應(yīng)放在工藝路線最后階段進(jìn)行，加工后的表面光潔度在Ra0.8um以上，輕微的碰撞都會損壞表面。 綜上所述，我選擇第二條工藝路線。 5.3.1 確定加工余量、工序尺寸 影響加工余量的因素如下表： 影響因素 說? ?? ?? ?? ?? ???明 加工前（或毛坯）的表面質(zhì)量（表面缺陷層深度H 和表面粗糙度） ⑴ 鑄件的冷硬、氣孔和夾渣層，鍛件和熱處理件的氧化皮、脫碳層、表面裂紋等表面缺陷層，以及切削加工后的殘余應(yīng)力層 ⑵ 前工序加工后的表面粗糙度 前工序的尺寸公差 Ta ⑴前工序加工后的尺寸誤差和形狀誤差，其總和不超過前工序的尺寸公差Ta ⑵當(dāng)加工一批零件時，若不考慮其他誤差，本工序的加工余量不應(yīng)小于Ta 前工序的形狀與位置公差（如直線度、同軸度、垂直度公差等）ρa ⑴前工序加工后產(chǎn)生的形狀和位置誤差，兩者之和一般小于前工序的形狀和位置公差 ⑵當(dāng)不考慮其他誤差的存在，本工序的加工余量不應(yīng)小于ρa ⑶當(dāng)存在兩種以上形狀與位置誤差時，其總誤差為各誤差的向量和 本工序加工時的安裝誤差εa 安裝誤差等于定位誤差和夾緊誤差的向量和 工序尺寸是零件在加工過程中各工序應(yīng)保證的加工尺寸，通常為加工面至定位基準(zhǔn)面之間的尺寸。 因此，本次加工的加工余量和工序尺寸設(shè)計如下： 1）加工箱體的上下平面，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工1mm， 2）加工箱體的兩側(cè)面，采取分二次銑削的方式，粗銑2mm，再精銑1mm 3）鏜上、下平面各孔，一次粗加工2mm，再精加工0.5mm。 6）加工6－φ10孔，一次鉆削加工余量5mm。 7）加工2－φ30底孔時，一次鉆削加工余量5mm，再擴孔。 8）加工上平面2-φ18孔，粗加工10mm，再精加工4mm。 5.3.2 確定切削用量 工序1：粗、精銑傳動箱體下底面 （1）粗銑下平面 已知條件：HT200，鑄造。 選用：立式銑床，硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀 單邊余量Z=2mm，銑削深度： 每齒進(jìn)給量，銑削速度取。 機床主軸轉(zhuǎn)速 即 取 實際銑削速度 進(jìn)給量 工作臺每分鐘進(jìn)給量 （2）精銑下平面 已知條件：HT200，鑄造。 選擇： 立式銑床，高速鋼三面刃圓盤銑刀 單邊余量Z=1mm 銑削深度 每齒進(jìn)給量 銑削速度取 機床主軸轉(zhuǎn)速 取 實際銑削速度 進(jìn)給量 工作臺每分進(jìn)給量 粗銑的切削工時 被切削層長度， 刀具切入長度 刀具切出長度取 走刀次數(shù)為1 機動時間 輔助時間 精銑的切削工時 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度取 走刀次數(shù)為1 機動時間 輔助時間 銑下平面的總工時為：t=+++=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min 工序2：加工其它平面，各切削用量與加工上平面相近，因此省略不算，參照工序1執(zhí)行。 工序3：粗精銑左右端的側(cè)面： （1）粗銑左右端的側(cè)面 已知條件：HT200，鑄造。 選擇：立式銑床，硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀 單邊余量Z=2mm，銑削深度： 每齒進(jìn)給量取銑削速度。 機床主軸轉(zhuǎn)速 取 實際銑削速度 進(jìn)給量 工作臺每分進(jìn)給量 被切削層長度， 刀具切入長度 刀具切出長度取 走刀次數(shù)為1 （2）精銑左右端側(cè)平面 已知條件：HT200，鑄造。 選擇： 立式銑床，高速鋼三面刃圓盤銑刀 單邊余量Z=1mm 銑削深度 每齒進(jìn)給量 銑削速度取 機床主軸轉(zhuǎn)速 取 實際銑削速度 進(jìn)給量 工作臺每分進(jìn)給量 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度 走刀次數(shù)為1 =249/(37.5×3)=2.21min。 精銑寬度為20mm的下平臺 切削工時：=249/(37.5×3)=2.21min 輔助時間 粗精銑寬度為30mm的下平臺的總工時： t=+++=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min 工序４：粗鏜Φ62H12的孔 選擇：臥式鏜床，硬質(zhì)合金鏜刀 切削深度，毛坯孔徑。 進(jìn)給量。 切削速度取 機床主軸轉(zhuǎn)速， 取 實際切削速度 工作臺每分鐘進(jìn)給量 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度 取 行程次數(shù) 機動時間 輔助時間為：2.61min 精鏜下端孔Φ62H12 選擇：臥式鏜床，硬質(zhì)合金鏜刀 切削深度 進(jìn)給量 切削速度取 機床主軸轉(zhuǎn)速，取 實際切削速度 工作臺每分鐘進(jìn)給量 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度 取 行程次數(shù) 機動時間 工序總工時 工步輔助時間為：1.86min 工序5：粗鏜Φ80H12的孔 選擇：臥式鏜床，硬質(zhì)合金鏜刀 切削深度，毛坯孔徑。 進(jìn)給量。 切削速度取 機床主軸轉(zhuǎn)速， 取 實際切削速度 工作臺每分鐘進(jìn)給量 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度 取 行程次數(shù) 機動時間 輔助時間為：t=2.61min 精鏜下端孔到Φ80H12 選擇：臥式鏜床，硬質(zhì)合金鏜刀 切削深度 進(jìn)給量 切削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速，取 實際切削速度 工作臺每分鐘進(jìn)給量 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度 取 行程次數(shù) 機動時間 該工序工時 輔助時間為：1.56min 工序6：鉆下平在2-φ18 選擇：立式鉆床，Φ18的麻花鉆頭。 進(jìn)給量：取 切削速度：取 機床主軸轉(zhuǎn)速，取 實際切削速度 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度 走刀次數(shù)為1 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度 走刀次數(shù)為1 機動時間 輔助時間 工序：加工6－φ10底孔 選擇：立式鉆床，Φ10的麻花鉆頭。 進(jìn)給量取 切削速度取 機床主軸轉(zhuǎn)速，取 實際切削速度 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度 走刀次數(shù)為1 輔助時間 工序：鉆φ40孔 選擇：立式鉆床，Φ40mm小直徑鉆。 1）確定切削用量 確定進(jìn)給量 ，由于孔深度比，，故。取。 鉆頭強度所允許是進(jìn)給量。由于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定：切削速度，軸向力 轉(zhuǎn)矩，切削功 此外，還要對其進(jìn)行修正，因為理論值與實際值是有區(qū)別的。 ，，則 取。實際切削速度為 ，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， （5）鉆Φ20孔 已知條件：HT200，金屬模鑄造， 選擇：立式鉆床，高速鋼鉆頭Φ20 刀具切入長度 刀具切出長度 走刀次數(shù)為1 機動時間 輔助時間 锪鉆Φ20階梯的工時 锪鉆孔進(jìn)給量，機床主軸轉(zhuǎn)速， 被切削層長度 刀具切入長度 刀具切出長度 走刀次數(shù)為1 機動時間： 輔助時間 t=+ t=0.27+1.77=2.04min 該工序的總工時為： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min 5.4 專用夾具設(shè)計 （夾具圖要畫出來?。。。? 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 5.4.1 夾具的結(jié)構(gòu) 1)定位元件 它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。 (2)夾緊裝置 用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。 (3)對刀、引導(dǎo)元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為導(dǎo)引元件。 (4)連接元件 使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間的相互位置關(guān)系。 (5)夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。它與機床有關(guān)部件進(jìn)行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。 (6)其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。 以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。 5.3.2 夾緊力大小的確定原則 夾緊力大小要適當(dāng)，過大了會使工件變形，過小了則在加工時會產(chǎn)生松動，造成報廢甚至發(fā)生事故。采用手動夾緊時，可憑人力來控制夾緊力的大小，一般不需要算出所需夾緊力的確切值，只是必要時進(jìn)行概略的估算。當(dāng)設(shè)計機動（如氣動、液壓、電動等）夾緊裝置時，則需要計算夾緊力的大小。以便決定動力部件（如汽缸、液壓缸直徑等）的尺寸。 進(jìn)行夾緊力的計算時，通常將夾具和工件看作一剛性系統(tǒng)，以簡化計算。根據(jù)工件在切削力、夾緊力作用下處于平衡，列出靜力平衡方程式，即可算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為所需的實際夾緊力。實際夾緊力一般比理論計算值大2～3倍。 夾緊力三要素的確定是一個綜合性的問題。必須全面考慮工件的結(jié)構(gòu)特點、工藝方法、定位原件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計出較為理想的加緊機構(gòu)。 5.3.3 定位基準(zhǔn)的選擇 為了遵循基準(zhǔn)合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，盡量選擇上道工序的定位基準(zhǔn)，可一減少裝夾時間，以及加工的復(fù)雜性，同時提高加工的精度，所以，在此選擇箱體的下底面作為定位基準(zhǔn)，提高加工的效率并采用手動夾緊的方式。 5.3.4 切削力的計算與夾緊力分析 根據(jù)公式得： 鏜削力 鏜削力矩 式中： 本道工序加工時，采用壓緊螺釘夾緊機構(gòu)夾緊，該機構(gòu)主要靠壓緊螺釘夾緊，屬于單個普通螺旋夾緊。其夾緊力計算公式如下： 得點接觸的單個普通螺旋夾緊力： 5.3.4 夾緊元件及動力裝置確定 由于主軸箱生產(chǎn)量大，手動夾緊夾具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)也比較廣。因此，該過程采用手動夾緊。手動夾緊，夾緊可靠且機構(gòu)具有自鎖功能。夾具夾緊元件采用帶有光澤加壓螺釘壓塊。擰緊螺釘，通過光澤壓塊將工件夾緊。 5.3.5 夾具精度分析 夾具體的精度直接關(guān)系到工件加工時的位置精度，從而影響最終的加工精度，因此為了保證工序的加工精度，必須在夾具體設(shè)計完成后對其進(jìn)行精度計算分析。 影響兩工藝孔位置度的因素如下： （1）鏜模板上裝襯套孔的尺寸公差： （2）兩襯套的同軸度公差： （3）襯套與鉆套配合的最大間隙： （4）鉆套的同軸度公差： （5）鏜套與鏜刀配合的最大間隙： 5.3.6 夾具操作說明 加工工序前將工件放在工作臺上，用壓緊螺釘夾緊機構(gòu)進(jìn)行夾緊，擰緊螺釘，壓緊工件臺面。進(jìn)行加工后，擰出壓緊螺釘，將工件從工作臺上取下。 6 心得體會 （格式不對，新章節(jié)的內(nèi)容要另起一頁，頁碼要和目錄頁碼對上）?。。?！ 畢業(yè)設(shè)計是我們專業(yè)畢業(yè)知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)． 說實話，畢業(yè)設(shè)計真的有點累．然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計成果，漫漫回味這3周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學(xué)會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中”春眠不知曉”的感悟． 通過畢業(yè)設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細(xì)致．畢業(yè)設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂：有幾次因為不小心我計算出錯，只能毫不情意地重來．但一想起老師平時對我們耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因為某些細(xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提示自己，一定呀養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對待的良好習(xí)慣．這次畢業(yè)設(shè)計使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練． 使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識能力是如此的不足，幾年來的學(xué)習(xí)了那么多的畢業(yè)，今天才知道自己并不會用．想到這里，我真的心急了，老師卻對我說，這說明畢業(yè)設(shè)計確實使我你有收獲了．老師的親切鼓勵了我的信心，使我更加自信． 最后，我要感謝我的老師們，是您嚴(yán)厲批評喚醒了我，是您的敬業(yè)精神感動了我，是您的教誨啟發(fā)了我，是您的期望鼓勵了我，我感謝老師您今天又為我增添了一副堅硬的翅膀．今天我為你們而驕傲，明天你們?yōu)槲叶院馈? 7 致謝 （標(biāo)題格式不對）?。。?！ 在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師范勇表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！ 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧四年來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝!在論文工作中，遇到了許許多多這樣那樣的問題，有的是專業(yè)上的問題，有的是論文格式上的問題，一直得到 孫寶福老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，使我的論文可以又快又好的完成，孫寶福老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘我的孫寶福老師對我的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助! 值此論文完成之際，謹(jǐn)向?qū)O寶福老師致以最崇高的謝意! 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授! 好好檢查，認(rèn)真反思，仔細(xì)修改，不要影響最終的畢業(yè)成績?。。。。?！ 8 參考文獻(xiàn) [1] 關(guān)慧貞，馮辛安．機械制造裝備設(shè)計[M] ．北京：機械工業(yè)出版社，2009. 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