机械类毕业设计方案说明指导书.doc
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1、目录1 CA6140卧式车床概述1 1.1 CA6140卧式车床功用1 1.2 CA6140卧式车床工作原理和重要构造1 1.3 CA6140卧式车床重要技术参数2 1.4 CA6140卧式车床精度级别32 CA6140型卧式车床传动系统5 2.1 CA6140型卧式车床主运动传动链 5 2.2 CA6140型卧式车床进给运动传动链8 2.2.1 车削螺纹运动传动链8 2.2.2 纵向和横向进给运动传动链123 CA6140型卧式车床车削螺纹时螺距不均匀及乱纹现象因素及解决办法14 3.1零部件功用 15 3.2 零部件检测16 3.2.1 检测仪器 16 3.2.2 检测办法 17 3.3
2、CA6140型车床主轴和丝杠拆卸18 3.3.1 拆卸工艺18 3.3.2 拆卸办法18 3.4 CA6140型车床主轴、丝杠和导轨维修18 3.5 CA6140型车床主轴、丝杠和导轨装配19 3.6 CA6140型车床主轴、丝杠和导轨检测与检查214 设计体会与收获 235 参照文献 241 CA6140型卧式车床概述1.1 CA6140型卧式车床功用CA6140型卧式车床是国内自行设计制造新型产品,通用性强,加工范畴广,合用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上回转表面,例如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转表面,加工端面及加工各种惯用公制、英制、模数制和径节制螺纹,还能进行钻孔、铰孔、滚
3、花等工作。1.2 CA6140型卧式车床工作原理与重要构造 CA6140型卧式车床重要由主轴箱,进给箱,溜板箱,光杠与丝杠,床身等构成如图1所示。 图1 CA6140卧式车床机构图1、 主轴箱 2、刀架 3、尾座 4、导轨 5、9 床身 6、光杠 7、丝杠 8、溜板箱 10、进给箱 11、变速机构主轴箱:又称床头箱,它重要任务是将主电机传来旋转运动通过一系列变速机构使主轴得到所需正反两种转向不同转速,同步主轴箱分出某些动力将运动传给进给箱。主轴箱中档主轴是车床核心零件。主轴在轴承上运转平稳性直接影响工件加工质量,一旦主轴旋转精度减少,则机床使用价值就会减少。进给箱:又称走刀箱,进给箱中装有进给
4、运动变速机构,调节其变速机构,可得到所需进给量或螺距,通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。溜板箱:是车床进给运动操纵箱,内装有将光杠和丝杠旋转运动变成刀架直线运动机构,通过光杠传动实现刀架纵向进给运动、横向进给运动和迅速移动,通过丝杠带动刀架作纵向直线运动,以便车削螺纹。丝杠与光杠:用以联接进给箱与溜板箱,并把进给箱运动和动力传给溜板箱,使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设立,在进行工件其她表面车削时,只用光杠,不用丝杠。同窗们要结合溜板箱内容区别光杠与丝杠区别。床身:床身通过螺栓固定在左、右床腿上,它是卧式车床基本部件,它保证机床成型运动准的确现。CA6140型卧式车
5、床具备如下机构,以便于操作。1)主轴变速操作机构 主轴箱内共有7个滑动齿轮,其中5个是用于变化主轴速度,这5个滑动齿轮分别由两套操纵机构操纵。2)双向多片式摩擦离合器 离合器是一种操纵机构,它用来使同轴线两轴或轴与轴上空套传动件随时接合或脱开,以实现机床运动启动、停止、变速和变向。3)开合螺母机构 开合螺母机构重要用于车削螺纹。它可以接通和断开从丝杠传来运动。合上开合螺母,丝杠通过开合螺母带动溜板箱与刀架;当开合螺母与丝杠脱开时,这种传动即停止。4)纵、横向机动进给操作机构 5)超越离合器 CA6140型车床溜板箱内具备迅速移动装置。超越离合器能实现迅速移动和慢速移动自动转换。6)安全离合器
6、安全离合器是进给过载保护装置。7)互锁机构 互锁机构是防止错误操作安全装置。重要作用是使机床在接通机动进给时,开合螺母不能合上;反之,在合上开合螺母时,机动进给就不能接通。1.3 CA6140型车床重要技术参数 床身最大工件回转直径400mm刀架上最大工件回转直径210mm最大工件长度750| 1000 1500mm主轴中心至床身平面导轨距离205mm最大车削长度650 900 1400mm主轴孔径48mm主轴转速 正转(24级) 反转(12级) 101400r/min 刀架纵横进给量各64种纵向 普通进给量 小进给量 加大进给量0.080.054mm 0.0280.054mm1.716.33
7、mm横向 普通进给量 小进给量 加大进给量0.040.79mm0.0140.027mm0.863.16mm刀架纵向快进移动速度4m/min车削螺纹范畴 米制螺纹(44种) 英制螺纹(20种)1192mm224牙/min主电动机 功率 转速7.5km1450r/min迅速电动机 功率 转速250w2800r/min1.4 CA6140型卧式车床工作精度级别 圆度 0.01mm圆柱度 0.01mm/100mm螺距精度 0.04mm/100mm 0.06mm/300mm精车平面平面度 0.02mm/400mm表面粗糙度 Ra2.512.52 CA6140型卧式车床传动系统2.1 CA6140型卧式车
8、床主运动传动链 主运动传动链两个末端件是电动机和主轴。(传动系统图见图2)它功用是把动力源(电动机)运动及能量传给主轴,使主轴带动工件旋转。运动由电动机经传动带传到主轴箱中轴。在轴上装有双向多片式摩擦离合器M1,可以控制主轴正转、反转或停止。M1左右两某些分别与空套在轴上两个齿轮连在一起。压紧离合器M1左部摩擦片时,轴运动经M1左部摩擦片及齿轮副56/38或51/43传给轴。压紧离合器M1右部摩擦片时,轴运动经M1右部摩擦片及齿轮Z=50传给轴上空套筒Z=34,然后再传到轴上齿轮Z=30,使轴转动。在这条传动路线上,由于多了一种中间齿轮Z34,因而轴转动方向与经离合器M1左部传动时相反;离合器
9、M1处在中间位置,即左、右都不接合时,轴空转,主轴停止转动。因此当运动通过M1右部摩擦片时,主轴反转;当经M1左部摩擦片时,主轴正传;M1处在中间位置时,主轴停止运动。轴运动可以分别通过三对齿轮副39/41、22/58或30/50传至轴。III轴正转共有23=6 种转速,反转共有13=3 种转速。运动由轴到主轴可以有两条不同传动路线:(1)主轴需高速运动时(N主=4501400 r/min),主轴上滑动齿轮Z50处在左端位置,轴运动经齿轮副63/50直接传给主轴,使主轴得到 4501400r/min高转速。(2)当主轴需以较低转速运转时(N主=10500 r/min),主轴上滑动齿轮Z50移动
10、到右端位置,使齿轮式离合器M2啮合,于是轴上运动经齿轮副20/80或50/5传给轴,然后轴运动经齿轮副20/80或51/50传给轴,轴运动经26/58及齿式离合器M2传给主轴,使主轴获得10500r/min低转速。 在阐明和分析机床传动系统时,惯用传动构造式表达机床传动路线。CA6140型卧式车床主运动传动路线表达为:、主轴转速及转速级数主轴转速可应用下列运动平衡式进行计算:n主=n电( D/D)(u-) (u-) (u-)由传动图可以看出,主轴正转时共有23(1+22)=30种路线,但事实上主轴只能得到24级不同转速。这是由于轴III到轴V之间4条传动路线传动比: U120/8020/801
11、/16U250/5020/801/4U320/8051/501/4U450/5051/501其中U2和U3基本上相似,因此事实上4条传动路线只有3种不同传动比,主轴实际转速级数为231+(4-1)=24级。在轴III-V间4条传动路线中,经轴III-50/50-IV-20/80-V这条路线所获得6种转速与轴III-20/80-IV-51/50-V这条路线所获得转速基本重复,由操纵机构控制前一条传动路线事实上并没有使用。同理,主轴反转传动路线可以有3(1+22)=15条,但主轴反转转速级数却只有3 1+(22-1)=12级。主轴正转转速共分四组(每组六级),其中,第一组(高速转由短线获得),第二
12、、三、四组由长线获得。由主轴箱轴至轴六级传动比:56/3839/411.40 51/4339/411.13 56/3830/500.8851/4330/500.71 56/3822/580.56 51/4322/580.45可以看出主轴第3级转速属第一组中第三级转速。因而,主轴第3级转速传动构造式为:电动机130/23051/4330/5050/5051/5026/58(主轴)转速计算式:n主=1450130/230(10.02)56/3830/5063/50895r/min2.2 CA6140型卧式车床进给传动链进给运动链是使刀架实现纵向或横向运动传动链。传动链两末端件是主轴和刀架。CA61
13、40车床在切削螺纹时,进给传动链是内联系传动链,即主轴每转一转,刀架移动量等于被加工螺纹导程。在切削圆柱面和端面时,进给传动链是外联系传动链。2.2.1 车削螺纹CA6140型卧式车床能车削惯用米制、英制、模数制、及径节制四种原则螺纹。此外,还可以车削大导程、非原则和较精密螺纹。1、车削米制螺纹 车削米制螺纹时,进给箱中离合器M3、M4脱开,M5接合。其运动由主副58/58,轴至轴间左右螺纹换向机构,挂轮63/100100/75,传至进给箱轴,然后再经齿轮副25/36传至轴,轴间滑移齿轮变速机构(基本螺距机构)、齿轮副25/3636/25传至轴,接下去再经轴间两组滑移齿轮变速机构(增倍机构)和
14、离合器M5传动丝杠旋转。合上溜板箱中开合螺母,使其与丝杠啮合,便带动了刀架移动。其传动路线表达式如下:车削米制时传动路线表达式如下:其中轴之间变速机构可变换8种不同传动比:U基1=26/28=6.5/7 U基2=28/28=7/7U基3=32/28=8/7 U基4=36/28=9/7U基5=19/14=9.5/7 U基6=20/14=10/7U基7=33/21=11/7 U基8=36/21=12/7它们接近等差数列规律排列。上述变速机构是获得各种螺纹导程基本机构,故普通称为基本螺距机构或称基本组。U倍为间变速机构可变传动比,共4种: U倍1=28/3535/28=1 U倍2=18/4535/2
15、8=1/2 U倍3=28/3515/48=1/4 U倍4=18/4515/48=1/8它们按倍数关系排列。这个变速机构用于扩大机床车削螺纹导程种数,普通称为倍增机构或倍增组。车削米制螺纹(右旋)时运动平衡式:L=KP=1(主轴) 58/5833/3363/100100/7525/36U基25/36U倍12式中: L螺纹导程(对于单头螺纹,螺纹导程L即为螺距P)mm;U基轴之间基本螺距机构传动比;U倍轴间倍增机构传动比。将上式简化可得:L=7 U基U倍把U基和U倍数值代入上式,可得到84=32种导程值。 2、模数螺纹 原则模数螺纹导程(或螺距)排列规律和米制螺纹相似,但导程(或螺距)数值不同样,
16、并且数值中具有特殊因子。因此,车削模数螺纹时传动路线与米制螺纹基本相似,唯一差别就是这时挂轮换成64/100100/97,这样与移换机构齿轮副25/36组合,以消除特殊因子(64/100100/9725/36 7 /48)。车削模数螺纹时传动链传动路线表达式如下:模数螺纹运动平衡式为:Lm=Km=1(主轴)58/5833/3364/100100/9725/36U基25/3636/25U倍12 将上式简化可得:Lm=Km=7/4U基U倍 变换U基、U倍 便可车削不同模数螺纹。3、英制螺纹 英制螺纹螺距参数以每英寸长度上螺纹牙数a值也也是按分段等差数列规律排列。由螺距换算公式Pa=24.5/a m
17、m可以看出英制螺纹螺距与米制螺纹有两点不同:(1) 因Pa公式中分母是分段等差数列,故英制螺纹螺距值Pa和导程值 La(=KPa)是分段调和数列。因而,切削时需将基本组积极与从动传动关系加以对换,即轴为积极,轴为从动,这样基本组传动比为1/U基。(2)在传动链中变化某些传动副传动比,使其包括特殊因子25.4.传动链详细调节状况为,挂轮用63/100100/75,进给箱中离合器M3和M5接合,M4脱开,同步将轴左端滑移齿轮Z25左移,与固定在轴上齿轮Z36啮合,别的某些传动路线与车削米制螺纹时相似。英制螺纹运动平衡式为: La=Kpa=25.4K/a=1(主轴)58/5833/3363/1001
18、00/751/ U基 36/25U倍12将上式简化可得:a=7KU基/4U倍4、径节螺纹 车削径节螺纹传动路线与车削英制螺纹相似,运用挂轮64/100100/97及移换机构齿轮36/25以消除25.4(64/100100/9736/25=25.4/84)。径节螺纹运动平衡式: LDp=KPDp=25.4/DP=1(主轴)58/5833/3364/100100/971/ U基36/25U倍12将上式简化可得:DP=7KU基/ U倍。变换U基、U倍便可车削不同径节螺纹。5、大导程螺纹 当需要车削不不大于表中规定原则导程螺纹大导程螺纹(如大导程多线螺纹、油槽等)时,就得使用扩大螺距机构。这时应将轴上
19、滑移齿轮Z26啮合,并将M2右移接合。此时主轴与丝杠通过下列传动路线实现传动联系:与车削惯用螺纹传动路线相似,于是主轴至轴传动比U扩为:U扩1=58/2680/2050/5044/4426/58=4 U扩2=58/2680/2080/2044/4426/58=16而车削惯用螺纹时,主轴至轴间传动比正常=58/58=1。这表白,螺纹进给传动链通过调节后,可是主轴与丝杠间传动比增大4倍或16倍,车出螺纹导程也相应地扩大4倍或16倍。因而,普通把上述传动机构称为扩大螺距机构。 6、非原则和较精密螺纹 当需要车削非原则螺纹或虽是原则螺纹,但精度规定较高时,需要将齿式离合器M5、M4和M5所有啮合,则轴
20、运动经轴XIV及直接传动丝杠,传动路线便大大缩短,减少了齿轮传动误差,从而提高了传动精度。此时运动平衡式为: L=KP=1(主轴)58/5833/33U挂12化简后得挂轮换置公式为: U挂=a/bc/d=KP/12应用此公式,恰本地选取挂轮a、b、c、d齿数,就可以车削出所需导程螺纹。2.2.2 纵向、横向进给车削外圆柱或内圆柱表面时,可以使用机动纵向进给。车削端面时,可以使用机动横向进给。(1)传动路线 为了避免丝杠磨损过快以及便于工人操纵,机动进给运动是有光杠经溜板箱传动。这时将进给箱中离合器M5脱开,齿轮Z28与轴上齿轮Z56啮合。运动由进给箱传至光杠,再由光杠经溜板箱中传动机构,分别传
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