CA6140主轴径向跳动分析.doc

湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书摘 要CA6140普通车床是在实际生产中应用十分广泛，是最常见的车床之一。是我国在C620-1的基础上自行设计的，其通用性、系列化程度较高、性能较优越、结构较先进、操作方便、外观美观和精度较高。其主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件。机床的加工精度是衡量机床性能的一项重要指标，影响机床加工精度的因素很多，有机床本身的精度影响，还有因机床及工艺系统变形、加工中产生震动、机床的磨损以及刀具磨损等因素的影响。在这些因素之中，机床本身的精度是一个重要的因素。通过毕业设计使我学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用，同时，使自己对本专业有较完整的系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。关键词： CA6140车床 几何精度 工作精度 检验项目 测量方法 毕业设计 目 录摘 要1目 录21.引言32. CA6140普通机床的基本知识42.1 机床CA6140的组成42.2 机床CA6140的特点.52.3 机床CA6140故障的基本概念62.4 机床常见的精度检验类型73.机床精度检验的基本要求103.1 在精度检验时应掌握以下原则103.2 机床精度检验的一般方法103.3 机床的常见精度检验方法134.机床（）分析与维修174.1（）结构和工作原理17总 结22致 谢23参 考 文 献241.引言伴随着世界的不断进步，科技的不断发展，数字化机械设备风靡全球，不断占领时常，尤其是金属切削中的数控机床已成为时代的先驱，引领潮流。但有着悠久力士的普通车床，也不甘落后，继续向着明天昂首阔步的精神，值得我们去研究。车床在机械加工领域中是极为普遍的机械设备之一，车削加工时，车床，刀具，工具，切削用量和操作工艺等因素直接影响加工精度，而在正常加工条件下进行各项的切削加工，车床本身的精度一般来说是其中最重要的因素；它决定加工精度的运动件在低速空转时的运动精度；决定加工精度的零件、部件之间及其运动轨迹之间的相对位置精度。机床的几何精度是保证加工精度的最基本条件。例如：车端面时的平面度和垂直度,主要决定于中拖板移动对主轴轴线的垂直度; 车削圆柱面时，圆柱度主要决定于工件回转轴线的稳定性，车刀刀尖移动轨迹的直线度以及与工件回转轴线的平行度，就是说主要决定于车床主轴与刀架的运动，包括主轴与刀架移动的平行度。因此，掌握和研究车床精度的检验项目和检验方法，探讨机床误差对加工质量的影响是极其重要的。CA6140的主轴箱是机床的动力源将动力和运动传递给机床主轴的基本环节，其机构复杂而巧妙，其几何精度的偏差直接影响到车床零件加工的质量，是车床性能的一个重要指标。本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批评和指正。2.CA6140普通车床的基本知识2.1机床CA6140的主要组成部分CA6140型卧式车床属于通用的中型车床。其外形及组成部件如下图所示。其主要组成部件可概括为“三箱刀架尾座床身”。CA6140车床外形图1-主轴箱；2-刀架；3-尾座；4-床身；5、9-床腿； 6-光杠；7-丝杠；8-溜板箱；10-进给箱；11-挂轮 主轴变速箱 主轴变速箱主要是安装主轴及主轴变速机构。变速箱内有变速齿轮，可以改变主轴转速。通过操作变速机构，可使主轴获得各挡转速。主轴带动工件旋转，同时通过传动齿轮带动挂轮旋转，将运动传至进给箱。进给箱 利用内部齿轮机构，按所需进给量或螺距进行调整，把主轴的旋转运动传给光杠或丝杠以得到不同的进给速度或切削不同螺距的螺纹。溜板箱（拖板箱） 通过箱内的齿轮变换，将光杠传来的旋转运动变为车刀的纵向或横向直线运动；也可操纵对开螺母，使丝杠带动车刀做纵向进给运动，以便车削螺纹。刀架 四方刀架装载小滑板装在中滑板上，纵滑板可沿床身导轨纵向移动，从而带动刀具纵向移动，用来车外圆、镗内孔等。而中滑板相对于纵滑板作横向移动，用来带动刀具加工断面、切断、切槽等。小滑板可相对中滑板改变角度后带动刀具斜进给，用来车削内外短锥面。尾座 尾座可沿其导轨纵向调整位置，其上可安装顶尖支撑长工件的后段以加工长圆柱体，也可以安装孔加工刀具和工孔。尾座可横向作少量的调整，用于加工小锥度的外锥面。床身 床身是机床的支承件，它安装在左床腿和右床腿上并支承在地基上。床身上安装着机床的各部件，并保证它们之间具有要求的相互准确位置。床身上面有纵向运动导轨和尾座纵向调整移动的导轨。2.2 普通车床的特点车床是用车刀进行切削加工的机床，主要用于加工零件的各种回转表面，如内外圆柱表面、内外圆锥表面、成形回转表面以及回转体的端面等。在车床上，除使用车刀进行加工外，还可以使用各种孔加工刀具（如钻头、绞刀等）进行加工或者使用镗刀加工较大的内孔表面。主运动是车床速度最高、消耗功率最大的运动。主要传动链的两个末端件是主动机与主轴，它的功用是把动力源的运动及动力传给主轴，是主轴带动工件旋转，实现主运动，并把满足卧式车床主轴变速的换向的要求。进给运动是维持切削持续下去的运动。进给运动的传动链是实现刀具纵向或横向移动的传动链。在切削圆柱面和端面时，进给传动链是外联系传动链。进给量以工件每转刀架的移动量计算。卧式车床在车削螺纹时，进给传动是内联系传动链。主轴每转刀架当作传动链的两个末端。2.3.1普通车床的优点（1）对零件的适应性强；（2）加工精度高，加工质量稳定；（3）投资较低；（4）良好的经济效益；2.3.2普通车床的缺点（1）适合小批量加工；（2）对操作、维修人员的技术要求较高；（3）普通车床需手工测量，测量误差较大。2.3 机床CA6140精度检验的基本概念机床CA6140在机械行业中是普遍的机械设备之一，虽然现今的社会数控机床发展迅猛，但是机床CA6140依旧是机械加工中的应用非常广泛。在车削加工中，车床、刀具、工具、切削用量和操作工艺等因素直接影响加工精度，而在正常加工条件下进行各项切削加工，车床本身的精度一般来说是七中最重要的因素。为使车床精度达标，就得检查各部件的精度。车床运行中，根据设备的工作现象，在掌握车床系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明影响精度的部位和原因，提出有效的维修对策。2.4 机床CA6140常见的精度检验类型车床检验精度一共有十八项，1、主轴的轴肩面和径向的回转精度（分别为0.015和0.008），2、内孔定位锥面跳动（0.008）3、机床导轨的横向直线度（0.02/1000)和纵向直线度(0.02)，4、刀架纵向移动对主轴的平行度包括水平方向(0.015)和垂直方向的(0.02)，刀、5、架横向移动对主轴的垂直度(0.02/300)，6、主轴的轴向窜动（0.005），7、尾座轴线相对于主轴轴线的同轴度水平方向（0.02/1000）和垂直方向70%7注：1.单位为毫米。2.光洁度栏8为光洁度标准4.3 主轴的加工精度及误差分析4.3.1 加工精度与加工误差加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。4.3.2 原始误差由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。 工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。4.4 车床主轴锥孔轴线的径向跳动和主轴的轴向窜动检验4.4.1 CA6140车床主轴锥孔轴线的径向跳动a)靠近主轴端面，允差：0.01 b)距主轴端面或不超过300，允差：0.02（1）测量方法：在主轴锥孔中扦入一检验棒，将千分表固定在机床上，使其测头触及检验的圆柱面，旋转主轴，分别在a和b处检验，千分表的读数差值。（2）注意事项：相对主轴旋转90检验三次：消除棒误差影响。取四次结果的平均值：精确度较高。主轴锥孔轴线的径向跳动对加工质量的影响：两尖顶支承工件车削外圆时：a.圆度b.加工表面与中心孔的同轴度。c.多次装夹时对加工出的各表面有同轴度，工件表面粗糙度均有影响。4.4.2 主轴的轴向跳动）主轴的轴向窜动允差：0.01（1）主轴轴向窜动的测量方法（如上图所示）在主轴锥孔中扦入一短检验棒，棒端部中心孔内放一钢球，千分表的平测头顶在钢球上，旋转主轴进行检验，千分表读数的最大差值，就是窜动量。（2）注意事项：千分表的平测头：如果不是则影响测量数值。对测量珠拖加压力F：防止钢珠掉落。4.4.3 精度检验后的调整1.提高回转精度的措施 选择和机床精度、主轴的等级精度相应的精度等级的轴承、齿轮等部件。根据主轴的工作条件选择适当的配合。对滚动轴承经行预紧。2.提高刚度措施 注意安全操作，不要装夹零件是超载。3.提高几何精度和形状精度的措施 就是在加工的时候注意其精度的保证。4.提高位置精度的措施 在装配时，注意提高主轴与轴承、齿轮的配合精度。5.提高表面粗糙度的措施 精车和精磨的时候可以保证其表面的粗糙度。6.提高同轴度的措施 a.加工的时候要装夹要保证在同一条直线上；b.在其他机床上也一样，保证在同一轴线，还需要加工到其装配的精度。总 结本论文主要从CA6140普通车床的机械结构点、工作原理出发，介绍了数控机床故障诊断基本方法、故障特点、类型和数控机床参数故障的维护。在数控机床故障中，刀架故障率比例较大，引起刀架故障的因素又很多。要对数控机床故障及时快速排除，维修人员首先必须熟练掌握其结构、工作原理和动作顺序，针对故障现象，作出准确判断；其次要熟练运用厂方提供的诊断参数或梯形图，利用NC系统的状态显示功能监测PC的运行状态，根据梯形图的链锁关系，确定故障点。有时诊断过程比较复杂，但一旦发现问题所在，只要沉着细心，根据所学知识，解决起来就会有条不紊的完成数控机床的故障排除与维修。致 谢随着毕业日子的到来，毕业设计也接近尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己知识还比较欠缺，自己要学习的东西还挺多的，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、学习中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得到一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有真正会用到的时候才是真正的学会了。在此要感谢我的指导老师余金伟老师、冯晓峰老师对我的悉心指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到不少知识，也历经了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信对自己以后的学习工作生活会有很大的帮助。而且大大提高了自己动手能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰辛和成功的喜悦。虽然这次设计做得不算太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次设计的最大收获与财富，使我终身受益。参 考 文 献1王润孝主编机床数控原理与系统西安：西北工业大学出版社.19972任建平主编现代数控机床故障诊断及维修北京：国防工业出版社20023李宏胜主编数控原理与系统M北京：机械工业出版社4邓健平主编数控机床控制技术湖南；中南大学出版社20065晏初宏、袁金成主编数控机床湖南：中南大学出版社20066李善术主编数控机床及其应用北京：机械工业出版社，20017郑国伟主编数控机床故障诊断与维修问答北京：机械工业出版社，20028夏庆观主编数控机床故障诊断与维修北京：高等教育出版社20029王贵成主编数控机床故障诊断技术.北京：化学工业出版社.200510孙汉主编数控机床维修技术. 北京：机械工业出版社200011沈兵主编数控机床数控系统维修技术与实例. 北京：机械工业出版社2001袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀