CM6150车床进给箱的三维设计.doc

毕业设计论文CM6150车床进给箱的三维设计 摘要目前，机床对国家工业发展的影响越来越大，而我国在机床研究开发等方面与发达国家相比还有很大的差距。同时，机床又是机械加工的工作母机，而进给箱是其重要组成部分之一。所以提高其精度，对机床整体的加工精度提高有着重要意义。本文应用pro/E三维建模的方法对CM6150型车床的进给箱进行设计，主要是传动系统的设计。通过本次设计以达到进一步提高其精度并掌握该机床进给箱设计流程的目的。关键词CM6150车床；进给箱；传动系统 The Feed Box Design Of CM6150 Horizontal Lathe“Abstract：”At present, the machine tool of the countrys industrial development influence more and more big, and our country in such aspects as machine tool research and development and a large gap compared with developed countries. At the same time, it is mechanical processing machine tools, machine tool and feed box is an important part of it. So to improve the precision of machining accuracy of the whole machine has important significance. This paper applied pro/E 3 d modeling method of CM6150 type lathe feed box design, mainly is the transmission system design. Through this design to further improve the accuracy and grasp the purpose of the machine tool feed box design process.“Key words：”CM6150 lathe ,Feed box, The transmission system目 录1.绪论11.1 选题的目的及研究意义11.2 相关领域的概况11.2.1 车床现状11.2.2 我国数控车床技术现状21.3设计思路及方法32. CM6150进给箱传动方案设计42.1 CM6150普通车床简介42.2 CM6150车床传动系统图52.3 转速图62.4传动方案82.4.1进给传动系统的组成82.4.2 动力源92.4.3 变速机构93. 主要零件设计103.1 各轴及轴上齿轮的设计验算103.1.1 中心距a和各齿轮相关参数的确定103.1.2 Ia轴上齿轮的设计验算103.1.3 II轴上齿轮的设计验算133.1.4 III轴上齿轮的设计验算153.1.5 I轴设计验算203.1.6 II轴设计验算223.1.7 III轴设计验算243.1.8 I轴设计验算274. 润滑304.1润滑剂304.1.1润滑油304.1.2润滑脂304.2 添加剂314.3 润滑方法314.3.1 油润滑314.3.2 脂润滑325.三维设计335.1零件图的三维设计举例335.1.1 齿轮Z的三维设计335.1.2 VII轴的三维设计345.2 装配图的三维设计35总结40致谢41参考文献42II1.绪论1.1 选题的目的及研究意义 （1）目的机床是机械制造业的重要生产工具之一。随着科学技术和生产技术的发展，对机床性能质量的要求也越来越高。这些要求主要包括：精度要好、效率要高、寿命要长、要轻小简廉、符合“人机要求”等。而目前国内机床行业在加工精度、提高转速、多轴联动、提高稳定性等技术领域和国外发达国家相比还有很大的差距。（2）意义精密和超精密加工技术的发展，直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展，因此世界各国对此都极为重视，投入很大力量进行研究开发，同时实行技术保密，控制关键加工技术及设备出口。我国目前已是一个“制造大国”，制造业规模名列世界第四位，仅次于美国、日本和德国，近年来在精密加工技术和精密机床设备制造方面也取得了不小的进展。但我国还不是一个“制造强国”，与发达国家相比仍有很大差距。我国每年虽有大量机电产品出口，但多数是技术含量较低、价格亦较便宜的中低档产品；而从国外进口的则大多是技术含量高、价格昂贵的高档产品。目前我国每年进口大量国内尚不能生产的精密数控机床设备和仪器。由于国外一些重要的高精度机床设备和仪器对我国实行封锁禁运，而这些精密设备仪器正是我国发展国防工业和尖端技术所迫切需要的，因此，为了使我国的国防和科技发展不受制于人，我们必须投入必要的人力物力，自主发展精密和超精密加工技术，争取尽快将我国的精密和超精密加工技术水平提升到世界先进水平。1.2 相关领域的概况1.2.1 车床现状(1)国外数控车床技术现状国外工业发达国家对数控车床的研究时间较长，而且经验丰富，技术水平较高，其特点如下：高速高精与多轴加工成为数控车床的主流，纳米控制已经成为高速高效加工的潮流；多任务、多轴加工数控车床越来越多地应用到航空航天、能源、汽车及船舶等行业；智能化加工与监测功能不断扩充，车间的加工监测与管理可实时获取机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床的状态，提前进行相关的维护，避免事故的发生，减少机床的故障率，提高机床的利用率；机床误差检测与补偿功能越来越强大，能够在较短时间内完成对机床的补偿测量。与传统的激光干涉仪相比，对机床误差的补偿精度能够提高3-4倍，同时得到大幅度提升；最新的CAD/CAM技术为多轴、多任务数控车床提供了强有力的支持，可以大幅度提高加工效率。1.2.2 我国数控车床技术现状我国数控车床发展始于1970年代。通过30余年的发展，我国生产的经济型卧式数控车床（平床身卧式数控车床）价格低廉，设备费用投入较少，可以满足企业发展初期的需要，特别是受到民营企业的欢迎，仍是我国当前数控车床的主流产品。普及型数控车床，即2轴控制的卧式数控车床（斜床身）和立式数控车床，国产产品得到了用户认可，基本可以满足用户需求。对于车削中心等3轴控制以上的中高档数控车床，国内用户选购的大部分是进口产品或合资、独资企业，国产机床市场占有率较低。近几年，我国开发了多个中高档数控车床新品种，如具有Y轴功能的车削中心、双主轴双刀架车床中心、倒置顺置主轴立式车削单元、车铣符合中心等等。纵观我国数控车床的发展历程，尽管取得了不少成绩，但与国外相比，差距还是很大。主要表现在：低档产品产能过剩，高档产品产能不足；科技基础薄弱、自主创新能力不足；产品质量、可靠性及服务等能力不强；功能部件发展滞后；缺乏大型国际集团、市场竞争力弱。具体到数控车床技术，尤其是当前先进的数控车床技术，我国在高速切削技术、超精密车削技术和复合加工技术领域的发展现状仍不容乐观。综上所述，我国数控车床技术产业大而不强，还需要加大对机床主机和重要基础元器件的创新力度，加大对数控系统的开发力度，并不断完善、提高机床加工精度和自动化效率，逐步缩小与世界先进水平的差距。发展趋势：数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用。当前数控车床呈现以下发展趋势：高速、高精密化；高可靠性； 数控车床设计CAD化、结构设计模块化；功能复合化；智能化、网络化、柔性化和集成化。目前存在与本课题相关的研究方法：数控化改造、有限元法建模与分析、动态结构法、虚拟设计、三维建模、自动化仿真、模型试验、原型研究等。应用领域：金属成形机床广泛应用于能源、交通、汽车、机械、冶金、船舶、航空、军工、农机、石油机械、发电等行业。1.3设计思路及方法本次毕业设计任务是CM6150车床进给箱等三维设计。由于CM6150车床是精密型普通加工车床，要求车床加工精度高，主轴运转可靠，并且受外界，振动，温度干扰要小。（1）设计思路 CM6150车床的总体分析，包括总体结构、功能以及总体设计和计算，并完成总体装配图； CM6150传动设计，包括传动方式、传动路线及其计算； CM6150进给箱设计，包括其组件及零部件的设计计算 ；(2)设计方法 CM6150进给箱传动方案设计； 主要零件设计（包括轴和齿轮设计以及相应的强度校核）； 绘制机床进给箱总体图。运用Pro/E将各组件转配成整体，并完成明细表及标注。2. CM6150进给箱传动方案设计2.1 CM6150普通车床简介CM6150型精密车床是普通精度级的万能机床，它能完成多种加工工艺：轴类、套筒类和盘类的回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转面，车削端面及各种常用螺纹，还可以进行扩孔、钻孔、绞孔、和滚花等工作。CM6150型普通车床的加工范围较广，由于它的结构复杂，而且自动化程度低，所以适用于单件、小批生产及修配车间，它的结构主要部件组成有：主轴箱：主轴箱内装有主轴，以及主轴变速和变向的传动齿轮。通过卡盘等夹具装夹工件，使主轴带动工件按需要的转速旋转，以实现主运动；刀装部件：主要由床鞍（大拖板）、横拖板、小拖板和四方刀架等组成，用于装夹车刀，并使车刀作纵向、横向或斜向的运动；尾架：主要用其后顶尖支撑工件，也可安装钻头、绞刀导孔加工刀具，以进行孔加工，还可适当调整，实现加工长锥形的工件；进给箱：进给箱内有进给运动的变速装置及操纵机构，其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量；溜板箱：溜板箱的功能是把进给箱的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给，快速移动或车螺纹；床身：床身是车床的基本支撑件，为机床各部件的安装基准，使机床各部件在工作过程中保持准确的相对位置；光杠和丝杠：光杠用于一般车削，丝杠用于车削螺纹。CM6150普通车床的主要技术性能如下： (1)主要参数及要求： 工件最大回转直径： 在床面上 500mm ；在床鞍上 280mm；工件最大长度 1000mm；主轴孔径 52mm；主轴前端孔锥度 莫氏6号。 主轴转速范围(17级)：20-1250r/min。 加工螺纹：公制螺纹导程0.5-40 mm，英制螺纹7/16-40牙/英寸，模数螺纹m=0.5-40mm，径节螺纹7/8-80牙/英寸。 进给范围：纵向0.028-3.264mm/r，横向0.011-1.232mm/r。 电机功率：主电机3.5/5KW；转速 750/1500r/min。 机床外形尺寸（长宽高） 25809451295mm。2.2 CM6150车床传动系统图 如图2.1所示，为CM6150车床的传动系统图。从皮带118/165到达I轴，然后经过齿轮副27/43到达II轴，再经齿轮副26/52、39/39或43/35到达III