关 键 词：

CA6150车床主轴箱设计 (2)（全套含CAD图纸） CA6150 车床 主轴 设计 全套 CAD 图纸

资源描述：

下载文件后为压缩包资料文件。【清晰，无水印，可编辑】dwg后缀为cad图，doc后缀为word格式，需要请自助下载即可，有疑问可以咨询QQ 197216396 或 11970985

内容简介：

南京理工大学泰州科技学院毕业设计说明书(论文)作 者:曾溪漳学 号：0501510159系部:机械工程系专 业:机械工程及自动化题 目:CA6150车床主轴箱设计高级工程师吴 萍指导者： 评阅者： 2009 年 5 月毕业设计说明书（论文）中文摘要CA6150机床主要部件有：主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱以及床身。本设计主要针对CA6150机床的主轴箱进行设计。机床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。设计的内容主要包括确定机床的主要参数，拟定传动方案和传动系统图，计算和校核了主要零部件，并且利用专业制图软件进行了零件的设计和处理。数控是先进制造技术的基础技术。数控加工在现代化生产中显示出很大的优越性。对于现代制造业，数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件,而一般的普通机床根本无法满足这个要求。现代的数控机床其突出的优点是可以进行高精度加工和多样化加工，完全可以取代其他的加工方法。关键词 数控机床 机械设计 数控系统 主轴箱毕业设计说明书（论文）外文摘要Title CA6150 CNC Main Axle Box Design AbstractCA6150machine tool major component includes: headstoCA, tool slide, tailstoCA, feedbox, apron and bed. This design mainly aims at the headstoCA of the CA6150 machine tool .The headstoCA of machine tool is a quite complex transmission part. The design content mainly includes determines the machine tools main parameter, Draws up the transmission plan and the transmission scheme, Calculated and examined the main spare part，And used specialized charting software to carry on the components design and processing.NC advanced manufacturing technology is the basis of technology. NC in the modernization of production showed great superiority. To the modern manufacturing, numerical control machine tools suitable for those who shape very complex, sophisticated and small quantities of parts, And general machine tools simply can not meet this requirement. Modern CNC machine tools highlight the advantages of high-precision processing can be carried out and diversification of processing, can replace the other processing methods.Keywords CNC machine mechanical design CNC system main axle box 南京理工大学泰州科技学院学生毕业设计（论文）中期检查表学生姓名曾溪漳学 号0501510159指导教师吴 萍选题情况课题名称CA6150车床主轴箱设计难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定：优所在专业意见：前期工作中较为勤奋、主动。设计过程中查阅了大量的设计手册、参考文献，并且有自己独道的见解、思路、方法。虽然设计经验还有所欠缺，但经过一段时间的磨练后设计水平会上升很快。 负责人： 年 月 日 南京理工大学泰州科技学院毕业设计（论文）任务书系部：机械工程系专 业：机械工程及自动化学 生 姓 名：曾溪漳学 号：0501510159设计(论文)题目：CA6150车床主轴箱设计起 迄 日 期:2009年 3月9日 6月14日设计(论文)地点:南京理工大学泰州科技学院指 导 教 师:吴 萍专业负责人:龚光容发任务书日期: 2009 年 2 月 26 日任务书填写要求1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生；2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写；4任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号；5任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 77142005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；6有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过这次毕业设计使学生初步掌握机床设计和机械零件设计的一般方法，学会查阅技术文献。掌握技术文件编写的格式。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1、课题任务的内容：进行CA6150数控车床主轴箱设计。2、课题任务的要求：该主轴箱设计完成以后能够实现主轴12档转速，最低转速70 rpm、最高转速1400rpm，半自动换档变速。机床主轴中心高为250mm。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等：一、图纸量要求：总图纸量大于3张0#图二、说明书要求说明书条理清楚，说明正确，字数大于1.2万字4主要参考文献：1 文怀兴. 数控机床设计实践指南M. 北京: 化学工业出版社,2008.2 陈婵娟. 数控车床设计/现代数控机床结构及设计丛书M. 北京: 化学工业出版社,2006.3 徐灏. 新编机械设计师手册M. 北京: 机械工业出版社,1995.4 叶伟昌. 机械工程及自动化简明设计手册(上册) M. 北京: 机械工业出版社,2001.5 叶伟昌. 机械工程及自动化简明设计手册(下册) M. 北京: 机械工业出版社,2001.6 徐锦康. 机械设计M. 北京：高等教育出版社，2004.7 成大先编. 机械设计手册M. 北京：化学工业出版社出版，2002.8 徐锦康. 机械设计M. 北京：机械工业出版社，2001.9 王伯平. 互换性与测量技术基础M. 北京：机械工业出版社，2001.10 袁国定，朱洪海. 机械制造技术基础M. 南京：东南大学出版社，2000.11 全国数控培训网络天津分中心数控机床M机械工业出版社，2002.12 林宋. 现代数控机床M. 北京：化学工业出版社出版，2002.13 张俊生金属切削机床与数控机床M北京：机械工业出版社，2005.14 彭晓南数控技术M北京：机械工业出版社，2003.15 余仲裕数控机床维修M机械工业出版社，2005.毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容2009年 3月 9日 3月 15日 3月 16日 3月 22日 3月 23日 4月 5日4月 6日 4月 19日4月 20日 4月 30日5月 1日 5月 17日5月 17日 5月 30日6月 1日 6月 7日6月 8日 6月 14日熟悉课题，调研，确定设计方案，完成开题报告。完成外文翻译。总体设计，方案论证。完成部件设计初稿。部件设计定稿。完成零件设计初稿。零件设计定稿。完成说明书初稿毕业设计定稿，论文答辩所在专业审查意见：负责人： 2009年 月 日系部意见：系部主任： 2009年 月 日南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)前期工作材料学生姓名:曾溪漳学 号：0501510159系部:机械工程系专 业:机械工程及自动化设计(论文)题目:CA6150车床主轴箱设计指导教师:吴 萍高级工程师 材 料 目 录序号名 称数量备 注1毕业设计(论文)选题、审题表12毕业设计(论文)任务书13毕业设计(论文)开题报告含文献综述14毕业设计(论文)外文资料翻译含原文15毕业设计（论文）中期检查表12009年5月毕业设计(论文)外文资料翻译系部： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 学 号： 外文出处： MAINTENANCE 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语：中文翻译符合英文原意，翻译中参考了生产实际中的专业术语。 签名： 注：请将该封面与附件装订成册。附件1：外文资料翻译译文保 养通用要求 操作温度范围：41至 104（5至40） 存储温度范围：-4至 158（-20至70） 环境湿度：相对湿度20% 95%，无冷凝 海拔：0 7000 英尺 电气要求 所有机床均要求： 交流电输入电源是三相三角形或者Y 形接线的电源，只不过电源必须接地（例如三角形接线的引线或者中心引线、Y 形接线的中性线） 频率范围为47-66 赫兹 波动不超过10%的线电压 谐波失真不超过整个均方根电压的 10% 20-15 马力系统 （标准VF 与 10K ，EC300，EC400） 195-260 伏电压要求 354-488 伏高压要求 电源1 50 安培 25 安培 哈斯断路器 40 安培 20 安培 如果来自电气面板的使用操作小于 100 分钟使用： 8 GA.线 12 GA.线 如果来自电气面板的使用操作超过 100 分钟使用： 6 GA.线 10 GA.线 40-30 马力系统 （50 锥度、40 锥度HT10K，VF 超高速，EC-300，EC-400 12K） 195-260 伏电压要求 354-488 伏高压要求 供电 1 100 安培 50 安培 哈斯断路器 80 安培 40 安培 如果来自电气面板的使用操作小于 100 分钟使用： 4 GA.线 8 GA.线 如果来自电气面板的使用操作超过 100 分钟使用： 2 GA.线 6 GA.线 40-30 马力系统 （VS 1/3，HS 3-7 增量R 模式） 195-260 伏电压要求 供电 125 安培 哈斯断路器 100 安培 如果来自电气面板的使用操作小于 100 分钟使用： 2 GA.线 如果来自电气面板的使用操作超过 100 分钟使用： 0 GA.线 警告! 要求把与输入电源的导线尺寸相同的一根单独的接地线连接到机床的底盘。要求这根接地线保证操作人员的安全并且能够进行正确的操作。必须从进线口的主设备接地引入这根接地线，而且其走线方向应当与机床输入电源导线一样。当地冷却水管或者调节机床的接地棒不能用于此。 96-8000 rev N June 2006 保养 189输入机床的电源必须接地。对于Y形接线，必须把中性线接地。对于三角形接线，应当使用中心引线或者其中一根引线接地。当使用未接地电源，机床将会运行不正常。（当使用外部480伏选项时，这不是一个要素。） 如果输入电压的不稳定状态超过了允许界限的话，就可能无法实现机床的额定马力。机床可能会运转正常，但是可能无法传输所要求的功率。当使用相位变换器时，这种现象更为常见模态。只有在无法使用所有其它方法的情况下，才可使用相位变换器。 引线至引线或者引线至地面的最大电压不得超过260 伏，或者对于使用内部高电压选项的高压机床而言，最大电压不得超过504 伏。 1 表内所显示的电流要求反应了机床内部的断路器的尺寸。这种断路器有着极其缓慢的跳闸时间。有必须把外部使用的断路器的尺寸扩大20-25%，如“供电“所示，以用于正常操作。 2 所示的高压要求反应了欧洲机床上标准的内部400 伏配置。国内的及所有其他用户必须使用外部480伏选项。 空气要求 铣床要求在向机床背后的压力调节器输入（空气）时，在4标准立方英尺/分钟情况下（EC和HS是9标准立方英尺/分钟），压力最小为100磅/平方英寸。至少有一台两马力的压缩机来提供这种压力，并有最小为20加仑的气罐，这样当压力下降到100磅/平方英寸时，会启动最小为20加仑的气罐。 注意：如果在气动操作期间，操作人员将使用空气喷嘴的话，要对上述最小空气要求增加2 标准立方英尺/分钟。 机床类型 主要空气调节器 输气线路软管尺寸 EC-300 85 psi 1/2”I.D. EC-400 85 psi 1/2”I.D. EC-1600 85 psi 1/2”I.D HS3/4/6/7 R 模式增量 85 psi 1/2”I.D VF-1 - VF-11 (40 锥度) 85 psi 3/8”I.D. VF-5 - VF-11 (50 锥度) 85 psi 1/2”I.D VR 系列 85 psi 1/2”I.D VS 1/3 85 psi 1/2”I.D 推荐把空气软管用一个软管夹固定到机床背面的软管接头上。如果需要一个快速接头，使用 1/2” 接头。 注意：供气管中的油和水过多会导致机床故障。空气过滤器/调节器上装有碗形泄料器，应在开动机床前清空。为保证机床正常工作，必须每个月检查一次。另外，空气管道中污染物过多可能会堵塞排料阀，致使油和/或水进入机床。 注意：应当在空气过滤器/调节器的非调节一侧进行辅助空气连接。 警告！ 当机床正在运行中，而且在换刀期间，（机床调节器上的）压力计下降了超过 10PSI 时，供给机床的空气就会不足。 96-8000 rev N June 2006 保养 190 保养安排 以下为哈斯VR-11 系列加工中心所要求的定期保养。列出了保养的频率、容量以及所要求使用的流体油品类型。为使机床保持良好的工作工件状态和保证能够进行保养，必须遵守这些规定。 时间间隔 进行的保养 每日 每 8 小时轮班换班时检查一次冷却剂液高度（尤其是在大负荷TSC 主轴内冷使用时） 检查导轨润滑剂箱的高度 清除导轨罩和底盘中的切屑 清除换刀装置中的切屑 用清洁的抹布擦拭主轴锥孔度，并涂上轻质油 每周 检查主轴冷却液（TSC）过滤器。如有需要，清洁或更换元件 检查过滤调压阀上的自动排液管是否能正常使用 对于配备了 TSC 可选件的机床，清理冷却液剂箱上的切屑筐。拿掉箱盖，清除箱内的所有沉积物。小心地将冷却泵从控制器上拆下，在清洁冷却箱之前要关掉控制器。对于未配备 TSC 可选件的机床，每月采取这一措施 检查空气压力表显示是否为 85psi。检查主轴空气压力表是否是 20psi 对于配备了 TSC 可选件的机床，在刀具 V 形外缘涂少量油脂。对于未配备 TSC可选件的机床，每月采取这一措施 用柔和的清洁剂清洁外表面。不要使用溶剂 根据机床规格检查液压平衡压力 每月 检查变速箱的油位。对于 40 锥度主轴：取下主轴头下方的检查盖。从顶部慢慢添加油，直至油开始从储油槽的溢流管中滴出。对于 50 锥度主轴：从观察孔检查油位。如要需要从变速箱测面添加 检查导轨盖是否能正常使用，如有必要，用轻质油润滑 在刀具交换装置导轨的外边缘放少量油脂，运行经过所有刀具 清除EC400 上在 A 轴和装载位置上的工艺卡头，这需要移去托盘。 6 个月 更换冷却剂冷却液，彻底清洁冷却箱 检查所有软管和润滑剂管道有无破裂 检查旋转 A轴。如果有必要加油（Mobil SHC-630）。正确的油线在观察孔中间 每年 更换变速箱油，从变速箱底部排出所有的油。从主轴头下面取下检查盖。从顶部慢慢添加油，直至油开始从储油槽的溢流管中滴出。对于 50 锥度机床，从变速箱侧面加油。 检查滤油器，清除滤油器底部的沉淀 从观察孔中检查 SMTC 油位（参见这个章节的侧挂式换刀油位） 2 年 每两年更换一次控制箱上的空气过滤器。 EC-400 替换旋转A 轴油 96-8000 rev N June 2006 保养 191 定期保养 在当前指令屏幕上可以找到名为“Scheduled Maintenance （定期保养）”的定期保养页，可通过PAGE UP （页上移）或PAGE DOWN（页下移）键进入，可供启动和停止一系列检查。 可用向上向下的箭头选择列表中的某一条目项目。然后按ORIGIN启动或终止被选中的项目。如果某项目被启动，将显示剩余的时间。如果项目被终止，则将显示“”。 可使用向左向右的箭头对保养项目的时间进行调节。按下ORIGIN （原始）键将恢复缺省时间。 通过通电时的累加时间（ON-TIME），或周期启动时间（CS-TIME）对项目进行跟踪。当时间为0时，将在屏幕底部显示“Maintenance Due （需进行保养）”字样（负的小时数表明时间已经用完）。 该信息不是警报，不会对机床运行产生影响。在进行了必要的保养后，操作人员可在“Scheduled Maintenance （定期保养）”屏幕上选中该项目，按下ORIGIN键将其禁用，然后再按一次ORIGIN键重新激活，这时重新开始倒数计时，为缺省的剩余小时数。 窗口/保护 聚碳酸酯窗户和保护装置会因为接触含有胺的切削液体和化学制品而出现功能退化。每年损失的强度可达 10%。如果怀疑发生了降解，不超过两年就应该更换一次窗户。 如果受到损坏或被严重擦刮，应更换窗户和保护装置-立即更换破损的窗户 。 工作灯 HAAS铣床有三种类型的工作灯。在进行任何铣床工作之前关闭机床主断路器的电源。 Lens 透镜 Retainer 固定器 Screw 螺栓 Glass 玻璃 Frame 框架切削螺旋器 在正常作业时，大多数切屑都从机床的排屑管中排出。但很小的切屑会流经排水管，聚集在冷却液槽的滤网上。为防止排水管被堵塞，需要定期清理这些这个收集器。如果排水管被堵塞并导致冷却液在机床底部聚集，需要停下机床，打松堵塞排水管的切屑，让冷却液流出。清空冷却液槽滤网，重新开始作业。 96-8000 rev N June 2006 保养 192 主轴气压 使用空气调节器面板后面的压力计检验主轴气压。VF，VR 和VS 机床应显示为 17psi，EC 系列和HS系列将是25psi。如有必要，进行调节。 15000 转主轴 15000 转主轴的气压为20psi。15000 转主轴需要较高的气压来略微减少油量，减慢将润滑油送往轴承的速度。 TSC 保养 TSC泵是一个精确的齿轮泵，如果出现颗粒将会磨损的非常快，并失去压力。 *在TSC系统运行、且主轴中没有刀具的情况下检查100微米滤油器的污垢指示器。当指示器达到红色区域需更换元件。 *当指示器达到红色区域时清洁泵的进口滤油器。用按钮复位滤油器。用钢丝刷清洁所有的进口滤油器。 *清洁滤油器元件后，在主轴中无刀具的情况下运行TSC系统至少1分钟。 *当用TSC系统的时候，冷却液用的更快。经常检查冷却液位置（每8个小时检查一次）。由于箱中冷却液面低将会导致泵的过早磨损。 TSC Coolant Pump Assembly TSC 冷却液泵装配图 IMPORTANT 重要Intake Filter Assembly 进口过滤器装配 Dirt Indicator 油污指示器 Wing Nuts 碟行螺母 Disconnect Hose for Cleaning 断开软管以便清洁 Intake Filter Housing 进口滤油支架 Mesh Intake Filter 微米进口过滤器 Gasket 垫圈 TSC Filter Assembly TSC 过滤器装配 Clean The Intake Filter 清洁进口过滤器 GATE FILTER 门式过滤器 警告 使用润滑度太低的润滑剂将损坏TSC冷却液嘴和泵。 在粉末环境中，导致泵的寿命缩短，压力减小，保养次数增多，不在冷却泵的保修范围之内。应用除了标准的过滤管以外的特定管，与哈斯公司联系以获取建议。 陶瓷与类似物品加工不在磨损保证声明范围之内，其风险完全由客户自己承担。研磨性切屑要求增加保养计划。冷却液必须更频繁地更换，必须更频繁地清理冷却液箱底的沉淀物。推荐使用附属的冷却液过滤器。 加工铸件时，铸件处理中的砂子、铸铝和铸铁中的研磨性成分将缩短泵的寿命，最好除100微米过滤器之外再使用一个专用过滤器。与哈斯公司联系以获取建议。 96-8000 rev N June 2006 保养 193课题来源 对数控机床传动系统的观察，及自己的兴趣爱好，对数控车传动系统产生了浓厚的兴趣。现在决定以此为课题，进行CA6150车床主轴箱设计。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等） MPS模块化生产系统具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制，且结构简单，功能明确，模拟性强，操作简便；安装与调整方便，制造与检测容易。研究内容目前要解决如下问题：电动机功率的确定、滑道角度的确定、气缸型号的选择机器及材料的确定。现基本以机械设计为主，其它为辅。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（1） 设计满足本站功能要求的自动机械装置，包括气动回路；（2） 根据需要选择（或设计）原动机、传动机构、执行元件；（3） 绘制本站全套机械工程图（装配图和零件图）一份；（4） 撰写设计计算说明书一份。研究计划及预期成果MPS是模拟生产系统（Model Produce System）的英文缩写，用于模拟一个典型的顺序控制系统。模块化MPS是用于自动化专业高级维修电工进行PLC编程与操作以及PLC联网控制技能训练的教学设备。整个模块化MPS是由上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站、分类站六个部分组成的。故每一站除了要求能单独完成本站的一个动作过程（功能要求）外，还要考虑能将各站按一定顺序联接在一起，组成一个模块化生产系统。特色或创新之处这两个系统的设计特点是模块化，结构简单，模拟性强，操作简便。每一站就是一个模块，各自有一套独立的功能。两模块之间又能相互联系，构成一个的“系统工程”。是一台较理想的理论知识和技能训练相结合的教学设备，非常适合高等职业技术学校进行模块化教学。已具备的条件和尚需解决的问题在本次MPS上料检测站和搬运站机械设计中，主要解决的问题是材料的选择以及汽缸的选择；其次是对传感器的选择。由于学校在自动化设计方面的资料比较多，以及在网上找到的资料。故本次设计的资料比较齐全。指导教师意见 指导教师签名：年 月 日教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日院系意见 主管领导签名： 年 月 日开题报告书 题 目姓 名 学 号专 业指导教师 职 称 课题来源 对数控机床传动系统的观察，及自己的兴趣爱好，对数控车传动系统产生了浓厚的兴趣。现在决定以此为课题，进行CA6150车床主轴箱设计。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等） MPS模块化生产系统具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制，且结构简单，功能明确，模拟性强，操作简便；安装与调整方便，制造与检测容易。研究内容目前要解决如下问题：电动机功率的确定、滑道角度的确定、气缸型号的选择机器及材料的确定。现基本以机械设计为主，其它为辅。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（1） 设计满足本站功能要求的自动机械装置，包括气动回路；（2） 根据需要选择（或设计）原动机、传动机构、执行元件；（3） 绘制本站全套机械工程图（装配图和零件图）一份；（4） 撰写设计计算说明书一份。研究计划及预期成果MPS是模拟生产系统（Model Produce System）的英文缩写，用于模拟一个典型的顺序控制系统。模块化MPS是用于自动化专业高级维修电工进行PLC编程与操作以及PLC联网控制技能训练的教学设备。整个模块化MPS是由上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站、分类站六个部分组成的。故每一站除了要求能单独完成本站的一个动作过程（功能要求）外，还要考虑能将各站按一定顺序联接在一起，组成一个模块化生产系统。特色或创新之处这两个系统的设计特点是模块化，结构简单，模拟性强，操作简便。每一站就是一个模块，各自有一套独立的功能。两模块之间又能相互联系，构成一个的“系统工程”。是一台较理想的理论知识和技能训练相结合的教学设备，非常适合高等职业技术学校进行模块化教学。已具备的条件和尚需解决的问题在本次MPS上料检测站和搬运站机械设计中，主要解决的问题是材料的选择以及汽缸的选择；其次是对传感器的选择。由于学校在自动化设计方面的资料比较多，以及在网上找到的资料。故本次设计的资料比较齐全。指导教师意见 指导教师签名：年 月 日教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日院系意见 主管领导签名： 年 月 日毕业设计说明书（论文）中文摘要CA6150机床主要部件有：主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱以及床身。本设计主要针对CA6150机床的主轴箱进行设计。机床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。设计的内容主要包括确定机床的主要参数，拟定传动方案和传动系统图，计算和校核了主要零部件，并且利用专业制图软件进行了零件的设计和处理。数控是先进制造技术的基础技术。数控加工在现代化生产中显示出很大的优越性。对于现代制造业，数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件,而一般的普通机床根本无法满足这个要求。现代的数控机床其突出的优点是可以进行高精度加工和多样化加工，完全可以取代其他的加工方法。关键词 数控机床 机械设计 数控系统 主轴箱毕业设计说明书（论文）外文摘要 AbstractCA6150machine tool major component includes: headstoCA, tool slide, tailstoCA, feedbox, apron and bed. This design mainly aims at the headstoCA of the CA6150 machine tool .The headstoCA of machine tool is a quite complex transmission part. The design content mainly includes determines the machine tools main parameter, Draws up the transmission plan and the transmission scheme, Calculated and examined the main spare part，And used specialized charting software to carry on the components design and processing.NC advanced manufacturing technology is the basis of technology. NC in the modernization of production showed great superiority. To the modern manufacturing, numerical control machine tools suitable for those who shape very complex, sophisticated and small quantities of parts, And general machine tools simply can not meet this requirement. Modern CNC machine tools highlight the advantages of high-precision processing can be carried out and diversification of processing, can replace the other processing methods.Keywords CNC machine mechanical design CNC system main axle box 毕业设计（论文）任务书指导老师 课题名称CA6150车床主轴箱设计目录1、 概述2、 主运动的方案选择与主运动的设计3、 确定齿轮齿数4、 选择电动机5、 皮带轮的设计计算6、 传动装置的运动和运动参数的计算7、 主轴调速系统的选择计算8、 主轴刚度的校核一、概述主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定的转速（速度）和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料，不同尺寸，不同要求的工件，并能方便的实现运动的开停，变速，换向和制动等。数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，剩去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。 1.1数控机床主传动系统的特点与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点。4 转速高、功率大。它能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。5 变速范围宽。数控机床的主传动系统有较宽的调速范围，一般Ra100，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。6 主轴变速迅速可靠，数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。由于直流和交流主轴电动机的调速系统日趋完善，所以不仅能够方便地实现宽范围无级变速，而且减少了中间传递环节，提高了变速控制的可靠性。7 主轴组件的耐磨性高，使传动系统具有良好的精度保持性。凡有机械摩擦的部位，如轴承、锥孔等都有足够的硬度，轴承处还有良好的润滑。 1.2 主传动系统的设计要求 主轴具有一定的转速和足够的转速范围、转速级数，能够实现运动的开停、变速、换向和制动，以满足机床的运动要求。 主电机具有足够的功率，全部机构和元件具有足够的强度和刚度，以满足机床的动力要求。 主传动的有关结构，特别是主轴组件要有足够高的精度、抗震性，热变形和噪声要小，传动效率高，以满足机床的工作性能要求。 操纵灵活可靠， 维修方便，润滑密封良好，以满足机床的使用要求。 结构简单紧凑，工艺性好，成本低，以满足经济性要求。1.3 数控机床主传动系统配置方式 数控机床的调速是按照控制指令自动执行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。在主传动系统中，目前多采用交流主轴电动机和直流主轴电动机无级调速系统。为扩大调速范围，适应低速大转矩的要求，也经常应用齿轮有级调速和电动机无级调速相结合的调速方式。 数控机床主传动系统主要有四种配置方式，如图3-1所示。 带有变速齿轮的主传动 大、中型数控机床采用这种变速方式。如图3-1（a）所示，通过少数几对齿轮降速，扩大输出转矩，一满足主轴低速时对输出转矩特性的要求。数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速，使之成为分段无级变速。滑移齿轮的移位大都采用液压缸加拨叉，或者直接由液压缸带动齿轮来实现。 通过带传动的主传动 如图3-1（b）所示，这种传动主要应用于转速较高、变速范围不大的机床。电动机本身的调速能够满足要求，不用齿轮变速，可以避免齿轮传动引起的振动与噪声。它适用于高速、低转矩特性要求的主轴。常用的是V带和同步齿形带。 用两个电动机分别驱动主轴 如图3-1（c）所示，这是上述两种方式的混合传动，具有上述两种性能。高速时电动机通过带轮直接驱动主轴旋转；低速时，另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转，齿轮起到降速和扩大变速范围的作用，这样就使恒功率区增大，扩大了变速范围，克服了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的缺陷。 内装电动机主轴传动结构 如图3-1（d）所示，这种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出转矩小，电动机发热对主轴影响较大。 1.4主传动系统结构设计 机床主传动系统的结构设计，是将传动方案“结构化”，向生产 提供主传动部件装配图，零件工作图及零件明细表等。 在机床初步设计中，考虑主轴变速箱机床上位置，其他部件的相互关系，只是概略给出形状与尺寸要求，最终还需要根据箱内各元件的实际结构与布置才确定具体方案，在可能的情况下，设计应尽量减小主轴变速箱的轴向和径向尺寸，以便节省材料，减轻质量，满足使用要求。设计中应注意对于不同情况要区别对待，如某些立式机床和摇臂钻床的主轴 箱；要求较小的轴向尺寸而对径向尺寸要求并不严格；但有的机床，如卧式铣镗床、龙门铣床的主轴箱要沿立柱或横梁导轨移动，为减少其颠覆力矩，要求缩小径向尺寸。 机床主传动部件即主轴变速箱的结构设计主要内容包括：主轴组件设计，操纵机构设计，传动轴组件设计，其他机构（如开停、制动及换向机构等）设计，润滑与密封装置设计，箱体及其他零件设计等。 主轴变速箱部件装配图包括展开图、横向剖视图、外观图及其他必要的局部视图等。给制展开图和横向剖视图时，要相互照应，交替进行，不应孤立割裂地设计，以免顾此失彼。给制出部件的主要结构装配草图之后，需要检查各元件是否相碰或干涉，再根据动力计算的结果修改结构，然后细化、完善装配草图，并按制图标准进行加深，最后进行尺寸、配合及零件标注等。二、主运动的方案选择与主运动设计1、机床的工艺特性1.1 工艺范围 精车、半精车外圆、车螺纹、车端面1.2 刀具材料 硬质合金、高速钢1.3 加工工作材料 钢、铸铁1.4 尺寸范围 05002、确定主轴转速2.1 最高转速 nmax 采用硬质合车刀半精车小直径钢材的外圆时，主轴转速最高。参考切削用量资料：Vmax =150200 m/s K = 0.5 Rd =0.20.25dmax =KD =0.5400 =200dmin =Rd dmax =0.2200 =40 nmax = = =1592.362.2最低转速： 用高速钢车刀，粗车铸铁材料的端面时，参考切削用量资料：Vmax =1520 m/snmin = = =31.8 用高速钢车刀，精车合金钢材料的丝杠时，参考资料：直径500普通车床加工丝杠的最大直径是50， Vmin =1.5 米/分 nmin = = =11.9转/分因此：取最低转速nmin=11.9转/分转速范围 Rn= =133.8 由于高速钢车刀少用低速，且为了避免结构过于复杂，因此取转速范围Rn=1592.36/31.8=50主运动结构图三、确定齿轮齿数 1、 根据分度圆直径选齿数： d=mz a组： Za1 = 64 Za2 = 54Z = 34b组: Zb1 = 95 Zb2 = 30 2、 齿轮的各参数 a组： 模数m = 4 压力角 =20 齿距 P = m =12.56 齿厚 s = m/2 = 6.28 齿槽宽 e =m/2 = 6.28 顶隙 c = cm =1.2 齿顶高 h = hm = 4 齿根高 h = (h+ c)m = 5.2 全齿高 h = h+ h=(2h+ c)m = 9.2 中心距 a1 = (d1+d2)/2 = 240 a2 = (d1+d3)/2 = 178b组: 模数m = 3.5 压力角 =20 齿距 P = m =12.56 齿厚 s = m/2 = 6.28 齿槽宽 e =m/2 = 6.28 顶隙 c = cm =1.2 齿顶高 h = hm = 4 齿根高 h = (h+ c)m = 5.2 全齿高 h = h+ h=(2h+ c)m = 9.2 中心距 a = (d4+d5)/2 = 240四、选择电动机1、 电动机功率N电=7.5kw 转速n电=1450转/分2、 电机型号J02514 电机轴径=38五、皮带轮的设计计算：设一天运转时间=810小时（按小带轮计算）1、 计算功率Pc = KAP = 1.27.5 = 9kw2、 选胶带型别为：B型3、 选小带轮直径d1=140(实心轮)大带轮直径d2=280(四孔板轮)4、 带速：V=10.6米/秒 （B型：Vmax=25米/秒）5、 实际传动比：i= 取=005i=412010、 单根胶带传递的功率： P0=2.03kw11、 单根胶带传递功率的增量：P0=kbn1(1-) =1.99101450(1-) =2.812、 胶带根数：由于需要传递的功率N=7kw， 因此需胶带4根13、 单根胶带初拉力： F0=18公斤14、 有效圆周力： Ft=91.8公斤15、 作用在轴上的力：F=2F0Zsin=2184sin =134公斤16、 带轮宽：B=（Z-1）e+2f=(4-1)20+212.5=85 六、 传动装置的运动和运动参数计算： 1、传动比：i= 1.19 2、传动装置的运动参数： 轴（电动机轴）：P=Pd=7.5 kw n=1450r/min T=9550=9550=49.4 Nm 轴（主轴）： P= P=7.50.96=7.2 kw n= = = 1218 r/min T=9550=9550=56.45 Nm 轴（编码器）： P= P=7.20.990.97=6.9 kw n= = = 766 r/min T=9550=9550=86.02 Nm七、 主轴调速系统的选择计算1、 对调速系统的基本考虑: a.由于调速范围广，且要求有较硬的机械特性。所以，以选用矢量控制方式为宜。对于普通车床来说，由于对动态响应要求不高，用“无反馈矢量控制”方式已经足够。 b.因为调速范围广，且高速与低速段机械特性的特点不一样，故工作频率范围应不限于额定频率以下。 c.电动机的容量一般应比原拖动系统的电动机容量为大。 d.在低速段，可能出现较大的冲击过载，容易引起变频器的跳闸。所以，变频器的容量以比电动机的容量大一档为好。2、 一档传动比，且方案基本工作情况a. 电动机和主轴之间的传动比只有一档,传动比 b. 变频器的最大输出频率等于电动机的额定频率。从而，电动机的最高转速等于其额定转速，它折算到负载轴上的值应大于负载要求的最大转速:=c. 电动机额定转矩的折算值(折算到负载轴上的转矩)； 综上所述，电动机的有效转矩线如图3.2的曲线2所示， 图3.2曲线1是车床的机械特性曲线。为了便于比较，图中，电动机的转矩和转速均为折算到负载轴上的值。电动机的容量在图3.2中，负载所需功率 其大小与面积成正比。而电动机的容量则与面积成正比，其大小为： 可见,采用了变频调速后,电动机的容量需增大倍以上。 3、 电动机的工作频率范围a. 最高频率。b. 最底频率因为只有一档转速，故频率调节范围为： 当时, ；当时，。 异步电动机在这样低的频率下连续工作，如不用负载反馈，是比较困难的。4、 一档传动比，且方案基本工作情况a. 电动机和主轴之间的传动比仍只有一档，但变频器的最高输出频率允许超过额定频率。但一般不宜超过额定频率的1.5倍(即：). 设最大调频比 则:电动机的最高转速也约为额定转速的倍： b. 电动机的额定转速 电动机有效转矩线圈如图中的曲线2所示。曲线1为车床的机械特性曲线。 电动机的容量如图，电动机的容量与面积成正比，其大小为 可见,频率范围扩大之后,电动机的容量可 以比减小倍,但与负载功率相比,仍需增大很多。 5、 电动机的工作频率范围 设：最高频率为，则最低频率为 当时，； 当时，。6、两档传动比，且方案基本工作情况 将电动机和主轴之间的传动比分成两档(和)，使变频器的输出频率、电动机的转速与负载转速之间的对应关系见表4-1表4-1 频率、电动机与负载转速之间的对应关系工作频率电动机的转速低档传动比负载转速高档传动比负载转速表中，是两档转速分界点的“中间速”。在抵挡时，传动比为，当从到（到）时，从到；在高档时，传动比为，当从到 (从到)时, 从到。 忽略电动机转差率的变化的因素，则有： 图3.3 作为两档中间的分界转速（中间速） 所以,电动机工作频率的范围 可见,采用两档传动比后,在负载的速度范围不变的情况下,工作频率的调节范围大大的缩小了。采用两档传动比后，在全频率范围内的有效转矩线如图3.3中之曲线2所示，曲线1为车床的机械特性曲线。可以看出两者已经十分接近了。7 、动机的容量 电动机的容量与面积成正比,如图3所示。其大小为： 可见,采用两档传动比后,电动机容量可比减小倍。 电动机的工作频率范围设：最高频率为，则最低频率为当时 当时 可见,最低工作频率增大了很多,使变频调速系统在最低速时的工作稳定性大大改善了.8、 调速系统的选择经上述分析，主轴拖动系统在不更换电动机的条件下，要实现主轴转速的无级调速，可以采用机械多档变速传动，与变频器调速相结合的方法。原拖动与系统概况。电动机的主要数据 电动机额定功率：7.5KW 电动机额定转速：1450rpm 主轴转速范围：102000r/min计算数据 a. 调速范围 b. 负载转矩 n/(r/min) 1.恒转矩区的最大转速 143.25T/(N/m)35.85002000 2.恒转矩区的转矩 3.恒功率区的最小转矩 3.3.9普通笼型异步电动机变频调速运行时的性能分析普通笼型异步电动机是按工频电源条件下运行所设计制造的，用变频器对其进行调速时，因变频器输出波形中含有谐波的影响，电动机功率因数、效率均有下降，电流与线圈温升将有所增高，电机在额定频率以下连续进行时，影响其带负载能力的主要因素是温升