C6240C機床總體設(shè)計_林燕京

1、 設(shè)計綜合訓(xùn)練課程設(shè)計說明書設(shè)計內(nèi)容：C6240C普通車床總體方案設(shè)計專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： BU機制141 學(xué)生姓名： 林燕京 學(xué) 號： 1413012475 指導(dǎo)教師： 劉軍 2016年 11月17日附：設(shè)計綜合訓(xùn)練任務(wù)書1設(shè)計時間2016年11月 14日 2016年 11月17日設(shè)計題目機床總體方案設(shè)計設(shè)計條件與任務(wù)設(shè)計條件：根據(jù)下表給定的技術(shù)參數(shù)，完成車床總體設(shè)計。表1 主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)C6240C最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)400230最大工件長度(mm)1000工作能力該車床可進行外圓、內(nèi)孔、端面及錐面的車削加工，可加工多種公英制螺紋及模數(shù)螺紋，利用尾架可鉆孔。設(shè)計內(nèi)容

2、1、 擬定機床運動方案；2、 確定機床技術(shù)參數(shù)（尺寸參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù)）；3、 確定機床總體布局；4、 繪制機床總體尺寸聯(lián)系圖。5、 有祥細設(shè)計方案說明書。工作進度時間（日期）設(shè)計內(nèi)容2016.11.14-2016. 11.15擬定機床運動方案確定機床技術(shù)參數(shù)確定機床總體布局 2016. 11.16-2016. 11.17繪制機床總體尺寸聯(lián)系圖 撰寫設(shè)計說明書考核2016.11.17，21點提交物化成果(設(shè)計計算手稿、機床聯(lián)系尺寸圖電子檔、機床總體設(shè)計說明書打印稿）參考資料侯秀珍主編.機械系統(tǒng)設(shè)計.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2000張進生,房曉東.機械工程專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京:機

3、械工業(yè)出版社,2003李云.機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1996黃鶴汀,俞光主編.金屬切削機床設(shè)計.上海:上海科學(xué)技術(shù)文獻出版社,1986附：設(shè)計說明書主要內(nèi)容：1、封面（見計算說明書樣式）、目錄（標題及頁次）；2、設(shè)計任務(wù)書；3、機床工藝方法分析；4、機床運動方案擬定；5、技術(shù)參數(shù)擬定（尺寸參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù)）；6、機床結(jié)構(gòu)方案及總體布局；7、機床尺寸聯(lián)系圖；8、小結(jié)。目 錄1機床工藝方法分析11.1提高加工精度11.2提高生產(chǎn)效率11.3提高自動化程度12 確定機床運動方案22.1 主運動22.2 進給運動22.3 輔助運動23 機床技術(shù)參數(shù)擬定33.1 主

4、參數(shù)與尺寸參數(shù)33.1.1 主參數(shù)33.1.2 主要尺寸參數(shù)33.1.3 主軸前錐孔直徑43.2 尺寸參數(shù)43.3 運動參數(shù)53.3.1主軸的極限轉(zhuǎn)數(shù)、53.3.2主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)Z和公比63.4 動力參數(shù)63.3.1切削力的計算63.3.2切削功率Pm63.3.3估算電動機功率73.3.4選擇電機型號74 機床總體布局74.1 確定結(jié)構(gòu)方案74.2 車床主要組成部件及功用如下：75 結(jié)論8參考文獻8附 機床總體尺寸聯(lián)系圖81 機床工藝方法分析機床是制造機器的機器，機床制造業(yè)在機械工業(yè)中占有及其重要的地位。機床產(chǎn)品的質(zhì)量、種類、產(chǎn)量和擁有量標志著一個國家生產(chǎn)能力的大小和技術(shù)水平的高低。所以對于機

5、床制造工藝有著很高的要求1.1 提高加工精度毛坯加工可采用緊密鑄造和精密鍛造，使毛坯盡量接近于成品。在機械加工中，特別是關(guān)鍵工序中廣泛采用各種名牌精密機床（如精密鏜床、精密龍門銑床、導(dǎo)軌磨床、緊密絲杠床、螺紋磨床、精密滾齒床和齒輪磨床）并把一些高精密機床（如坐標鏜床、生產(chǎn)型坐標鏜床）和精美量具等直接放在生產(chǎn)第一線使用。在精密加工和裝配中采用調(diào)溫和恒溫措施，以減少熱變形對制造精度的影響。1.2 提高生產(chǎn)效率提高生產(chǎn)效率方面可采用的主要措施是：縮短切削時間和輔助時間。為了縮短切削時間, 普遍采用高速和強力切削。目前高速車削的一般速度為20-30米每分, 采用碳化欽硬質(zhì)合金不磨刀具車削速度達到60米

6、每分以上, 采用聚晶人造金剛石刀具的車削速度可達914-1524米每分: 銑削的速度已達80每分;由于高速砂輪的出現(xiàn), 磨削速度已普遍達到60 米每秒,有的達到80-120米每秒,在實驗室內(nèi)甚至達到20米每秒為了進行高速和強力切削, 普遍采用各種先進刀具, 如不重磨刀具、超硬材料刀具(CTM)金剛石刀具、涂層硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具等。在縮短輔助時間方面, 主要采取以下措施:(1)提高快速移動的速度以減少空行程時間。隨著驅(qū)動元件性能的改善以及傳動元件和導(dǎo)軌精度的提高, 數(shù)控機床和加工中心快速移動的速度已由原來的10 米每分, 提高到了15 米每分。(2)采用快速換刀裝置, 縮短更

7、換刀具( 包括調(diào)整刀具) 的時間。采用可預(yù)調(diào)刀具徑向尺寸和長度尺寸的快換刀夾, 實現(xiàn)了機外對刀。對刀時, 廣泛采用了對刀儀、比較儀和光學(xué)裝置等。(3)采用多工位加工, 使裝卸工件的時間和切削加工的時間相重合, 提高了機床的利用率和生產(chǎn)率。有些廠家在工作臺的兩側(cè)各裝一臺銑鑊床, 同時加工一個工件的兩個側(cè)面, 以減少輔助時間。1.3 提高自動化程度(1)采用多工位機床、組合機床和自動線等高效設(shè)備, 以及萬能組合式可調(diào)工設(shè)備加工機床零件。(2)應(yīng)用適應(yīng)控制技術(shù), 采用數(shù)控機床和加工中心提高機械加工的自動化程度。(3)建立專業(yè)化、綜合機械化工段。如蘇聯(lián)烏里揚諾夫斯克重型機床廠y( 3 T C ) 建造

8、了加工長度在80 毫米以下的各類軸的專業(yè)化工段, 由包括十多種機的加工線和自動化輸送一存貯系統(tǒng)組成。設(shè)有自動化堆垛機和切屑清理螺旋輸送機整個系統(tǒng)由1 名操作者進行集中控制, 自動化程度很高。(4)在加工和裝配中廣泛應(yīng)用各種操作機和由電子計算機控制的工業(yè)機器人。(5)研制機械化和自動化裝配工具, 建立各種形式的裝配線和自動化裝配工段。2 確定機床運動方案為了加工出所要求的工件表面，必須使刀具和工件實現(xiàn)一系列運動。為了加工各種回轉(zhuǎn)表面：臥式車場必須具備以下三種運動。2.1 主運動主運動即工件的旋轉(zhuǎn)運動。它的作用是使用刀具與工件做相對運動，以完成切削工作。普通臥式車床的主運動是主軸經(jīng)過卡盤或頂尖帶動

9、工件做的旋轉(zhuǎn)運功。2.2 進給運動進給運動包括刀具的縱向和橫向進給運動。刀具的縱向進給運動是指刀具沿平行于工件中心線的縱向移動，如車外圓、車螺紋等。刀具的橫向進給運動是指刀具垂直與工件中心線的橫向運動，主要用于車端及切斷等。普通臥式車場的進給運動是溜板箱帶動刀架的縱向和橫向的直線運動。該運動由主軸變速箱的輸入軸，經(jīng)掛輪箱、進給箱，之后經(jīng)兩路傳入溜板箱：一路是經(jīng)光杠傳入溜板箱，可以進入車外圓；另一路可以經(jīng)絲杠傳入溜板箱，主要用于車削螺紋。另外，進給運動的運動方法有手動和機動兩種。2.3 輔助運動輔助運功又稱切入運功。它使工件達到所需要的尺寸，通常切入運動的方向與進給運動的方向垂直。普通車床的切入

10、運動通常由操作者沿橫向或縱向手搖移動刀架來實現(xiàn)，也包括進給箱的快速移動、尾座的移動和工件的加緊和放松。通過上述的分析，以現(xiàn)有機床為基礎(chǔ)，進行經(jīng)驗和類比設(shè)計，我們可以規(guī)劃出該機床的運功實現(xiàn)方案。如圖1所示。在圖1中，電動機輸出的動力，經(jīng)過三角皮帶傳給主軸箱。調(diào)節(jié)主軸箱外的手柄位置，可使箱內(nèi)不同的齒輪組嚙合，從而使主軸得到不同的轉(zhuǎn)數(shù)。主軸通過卡盤帶動工件做旋轉(zhuǎn)運動。此外，主軸的旋轉(zhuǎn)通過掛輪箱、進給箱、絲杠或光杠、溜板箱的傳動，使滑板帶動裝在刀具上的刀具沿床身做進給運動。車刀做縱、橫直線運動溜板箱滑板刀架光桿車螺紋刀架滑板溜板箱絲杠進給箱掛輪箱工件旋轉(zhuǎn)運動卡盤主軸主軸箱電動機帶輪圖1 車床運動實現(xiàn)方

11、案3 機床技術(shù)參數(shù)擬定3.1 主參數(shù)與尺寸參數(shù)3.1.1 主參數(shù) 通用機床的主參數(shù)確定方法在金屬切削機床型號編制方法)均有規(guī)定。課程設(shè)計中一般會直接給定。表1 C6240C機床主參數(shù)參數(shù)值床身上最大回轉(zhuǎn)直徑D(mm)400 刀架上的最大回轉(zhuǎn)直徑D1(mm)230最大工件長度(mm)10003.1.2 主要尺寸參數(shù)車床主要尺寸參數(shù)有：刀架上的最大回轉(zhuǎn)直徑D1、主軸通孔直徑、主軸前錐孔直徑。如圖2所示：圖 2 臥式車床的中心高和最大加工直徑刀架上的最大回轉(zhuǎn)直徑D1：根據(jù)已有數(shù)據(jù)，可知D1=230mm根據(jù)刀架上的回轉(zhuǎn)直徑，確定主軸通孔直徑為50mm，主軸頭號為NO.63.1.3 主軸前錐孔直徑根據(jù)主

12、軸頭號6號，查表得錐度為，長度L=181mm，大端直徑D=59.437mm3.2 尺寸參數(shù)臥式車床的尺寸很多，大體上可分為表示工件的最大尺寸、表示移動舉例的尺寸、表示切削能力的尺寸、表示機床的大小及安裝尺寸。這些尺寸一般參考現(xiàn)有機床的尺寸。對于已經(jīng)系列化的通用機床，尺寸參數(shù)按系列參數(shù)取值。表2 本機床的尺寸參數(shù)表示工件的最大尺寸床身上的最大工件回轉(zhuǎn)直徑D400刀架上的最大工件回轉(zhuǎn)直徑D1230兩頂尖的最大距離1000表示移動距離的尺寸刀架的最大移動距離a950mm橫刀架的最大移動距離b200mm上刀架的最大移動距離c100mm尾座的前后調(diào)整量d100mm尾座套筒的移動量e±20mm表

13、示切削能力的尺寸主軸變速級數(shù)12主軸變速范圍44主軸孔直徑50mm縱向進給變速級數(shù)64縱向進給量范圍0.0844.74橫向進給變速級數(shù)64橫向進給量范圍0.0754.20絲杠螺距6mm加工螺紋種類和螺距19，0.2514mm加工螺紋長度f1000mm主電機的最大輸出功率6.37kw主電機的最大轉(zhuǎn)矩27.2829 Nm表示機床的大小及安裝尺寸床身的長度L B2040mm床身的寬度B400mm床身上的主軸中心高h200mm地面上的主軸中心高H l616mm占地面積F l×F 22270×450機床輪廓尺寸L 0 X W 0×H 02270×450×

14、1336螺釘安裝孔的位置S l，S 2，S 3420/1700/800包括標準附件的機床重量不明上表各參數(shù)意義如下圖所示：3.3 運動參數(shù)3.3.1主軸的極限轉(zhuǎn)數(shù)、最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速的確定：根據(jù)公式， ， 式中：nmax、nmin 主軸最高最低轉(zhuǎn)速 (r/min); Vmax、Vmin最高、最低切削速度(m/min)；Vmax、Vmin的取值分別為220m/min和20m/min：則可計算出： =應(yīng)當指出，通用機床的、不是指機床上可能加工的最大和最小直徑，而是指常用的經(jīng)濟加工的最大和最小直徑。對于通用機床，一般?。?kD=0.5×400=200，=Rd×=0.25×

15、;200=50式中：D 機床可加工的最大直徑(mm)，取400mm; k 系數(shù)。臥式車床k取0.5; 計算直徑范圍，取值為0.25。3.3.2主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)Z和公比本機床屬于輕型通用機床，取因為 所以，求得Z=12在Z和 確定后，根據(jù)、和選取標準數(shù)列。31.5、45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、14003.4 動力參數(shù)在主傳動結(jié)構(gòu)方案未確定之前，可以先進行估算，然后，再與同類機床進行分析比較，綜合確定機床的主電動機功率。3.3.1切削力的計算中型臥式車床在重切削條件下的主切削力Fz：刀具材料：YT15；工件材料：45號鋼；切削方式：切外圓。則根據(jù)公式：

16、由表查得取ap=4，f=0.4，則Fz=1900apf0.75=1900×4×0.40.75=3823N3.3.2切削功率Pm kW取V=100， = 6.37 kW3.3.3估算電動機功率 kW式中：主傳動系統(tǒng)總的機械效率，回轉(zhuǎn)運動的機床=0.7-0.85。取，則=7.5 kW3.3.4選擇電機型號Y132M-4 PE=7.4kW 4 機床總體布局4.1 確定結(jié)構(gòu)方案(1)主軸傳動系統(tǒng)采用機械傳動(2)傳動型式采用集中傳動(3)主軸換向、制動采用雙向片式摩擦離合器和帶式制動器(4)變速系統(tǒng)采用多聯(lián)滑移齒輪變速(5)潤滑系統(tǒng)采用飛濺油潤滑(6)變速機構(gòu)。采用滑移齒輪分級立速

17、形式，特點是；給構(gòu)簡單傳遞功率大，變速可靠，另外制造、安裝、維修等也比較方便。(7)操縱機構(gòu)對三種操縱方案(機械，液壓，電器)二種操縱形式(集中與分散)進行分析，一般車床采用集中的(集中于兩個手柄)機械式操縱機構(gòu)，重點是吸取C6240C優(yōu)點并輔以改進，實現(xiàn)“形象化”操縱。4.2 車床主要組成部件及功用如下：(1)主電機布置在床腿里，為安裝和檢修方便，在床腿上開設(shè)可拆窗口，既減少占地面積，以保證外觀整齊大方。(2)主軸箱主軸箱固定在床身的左上部，內(nèi)部裝有主軸和變速傳動機構(gòu)。它的功用是支承主軸并把動力經(jīng)變速機構(gòu)傳給主軸，使其帶動工件按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。(3)刀架刀架可沿床身上的刀架導(dǎo)軌作縱向移動。它

18、由幾層組成，功用是裝夾車刀，實現(xiàn)縱向、橫向和斜向運動。(4)尾座 尾座安裝在床身右端的尾座導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌縱向調(diào)整位置。它的功用是用后頂尖支撐長工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進行孔加工。(5)進給箱進給箱固定在床身的左端前側(cè)，內(nèi)裝有進給運動的變換機構(gòu)，用于改變機動進給的進給量或所加工螺紋的導(dǎo)程。(6)溜板箱溜板箱與縱向溜板相連，與刀架一起作縱向運動，功用是把進給箱傳來的運動傳遞給刀架，使刀架實現(xiàn)縱向和橫向進給，或快速運動，或車螺紋。(7)床身床身固定在左右床腿上，在床身上安裝著車床的各個主要部件，使它們在工作時保持準確的相對位置或運動軌跡。 5 結(jié)論 本次機床總體設(shè)計在經(jīng)過計算后大體可知，選用Y132M-4電機，PE=7.4kW、。機床輪廓尺寸為2270×450×1336。床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D為400mm，刀架上的最大工件回轉(zhuǎn)直徑D1為230mm，兩頂尖距離為1000mm。主軸變數(shù)級數(shù)為12，主軸變數(shù)范圍44。通過本次實訓(xùn)，我深刻地意識到了將書本上的理論轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H使用，需要考慮到經(jīng)濟性、實用性。機械這門學(xué)科，是實踐性很強的，需要在實踐中積