【導(dǎo)讀】機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展速度是很快的。由原先的只為滿足加工成形而要求刀具與工。合應(yīng)用的現(xiàn)代機(jī)床的設(shè)計(jì)，也包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用。速箱的設(shè)計(jì)還是以經(jīng)驗(yàn)或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)（經(jīng)驗(yàn)）設(shè)計(jì)方法。因此，探索科學(xué)理論的。設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)代化。性能、精度、自動(dòng)化程度等提出了越來(lái)越高的要求。機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上。工人的勞動(dòng)條件。為此，許多企采用自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和專用機(jī)床組成自動(dòng)或半自動(dòng)。在機(jī)械制造工業(yè)中，單件、小批量生產(chǎn)的零件約占機(jī)械、加工的70%～80%。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中處處實(shí)際出發(fā)，分析和處理問(wèn)題是至關(guān)重要的。際是指在進(jìn)行機(jī)床工藝可能性的分析。產(chǎn)水平和可能趨勢(shì)。起見(jiàn)將其中的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置稱數(shù)控裝置。由于NC硬件數(shù)控系統(tǒng)早已淘汰，而目前軟件數(shù)控系統(tǒng)均采。用MNC，因此將現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)稱為CNC。目前，已新開(kāi)發(fā)出數(shù)控系統(tǒng)80種。統(tǒng)、高速進(jìn)給數(shù)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)都已研制成功。

　　

【正文】 。 中間支承選用雙列向心圓柱滾子軸承 NN3009。 Ⅲ軸選用單列圓錐滾子軸承 30208。 Ⅳ 軸是主軸，剛度和 Ⅳ 精度要求比較高主要承受軸向載荷和徑向載荷，所以車床主軸前端選擇了雙列向心短圓柱滾子軸承 NN3020，前端軸承要比后端軸承精度高。 中間軸華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 35 頁(yè) 共 44 頁(yè) 承選圓錐滾子軸承 30214。 后端選用 NN3016 雙列向心短圓柱滾子軸承。 主軸及箱體設(shè)計(jì) 我們所選用的是階梯型主軸，因?yàn)殡A梯型主軸容易安裝主軸組件，又因主軸是棒料，所以是實(shí)心。 箱體材料 HT200～ 400，箱體結(jié)構(gòu)為圓方形的，內(nèi)有凸臺(tái)，箱體是用鑄造工藝鑄造。選用材料是 HT200。 在箱體內(nèi)要裝有各種機(jī)構(gòu)，并保證其較準(zhǔn)確的箱體位置，以便能夠正確 運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)也要保證箱體的密封防止?jié)櫥耐饬骱突覊m的侵入，箱體應(yīng)用足夠的強(qiáng)度和剛度說(shuō)明。 箱體材料的壁厚（放軸承處的壁厚和其它位置的壁厚） 。 箱體材料一般工程用鑄造碳鋼碑號(hào) ZG200～ 400 壁厚 ： 40mm 20mm 保證傳動(dòng)件正常運(yùn)轉(zhuǎn)和機(jī)床加工精度，基準(zhǔn)面平直，主軸平基準(zhǔn)面應(yīng)保持平行，同軸線的孔要同心，另處應(yīng)保證安裝在箱體內(nèi)零件與箱壁不加工面之間有足夠間隙，以防相碰。 圖 1 C6140 車床主軸箱 圖 1所示為 C6140 車床主軸箱箱體的零件簡(jiǎn)圖。其加工 工藝過(guò)程如表 1 和 2 所示。 C6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設(shè)計(jì) 第 36 頁(yè) 共 44 頁(yè) 制訂箱體工藝過(guò)程的共同性原則 : 1）加工順序?yàn)橄让婧罂?。 箱體類零件的加工順序均為先加工面，以加工好的平面定位，再來(lái)加工孔。因?yàn)橄潴w孔的精度要求高，加工難度大，先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣不僅為孔的加工提供了穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，同時(shí)還可以使孔的加工余量較為均勻。由于箱體上的孔分布在箱體各平面上，先加工好平面，鉆孔時(shí)，鉆頭不易引偏，擴(kuò)孔或絞孔時(shí)，刀具也不易崩刃。 2）加工階段粗、精分開(kāi) 。 箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均，剛性不好，而加工精度要求又高，故箱體重要加 工表面都要?jiǎng)澐执?、精加工兩個(gè)階段，這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和切削熱對(duì)加工精度的影響，有利于保證箱體的加工精度。粗、精分開(kāi)也可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免更大的浪費(fèi)；同時(shí)還能根據(jù)粗、精加工的不同要求來(lái)合理選擇設(shè)備，有利于提高生產(chǎn)率。 3）工序間合理按排熱處理 箱體零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚也不均勻，因此，在鑄造時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。為了消除殘余應(yīng)力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，所以，在鑄造之后必須安排人工時(shí)效處理。人工時(shí)效的工藝規(guī)范為：加熱到 500℃ ～ 550℃ ，保溫 4h～ 6h ，冷卻速度 小于或等于 30℃ /h ，出爐溫度小于或等于 200℃ 。 普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排 1次人工時(shí)效出理。對(duì)一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排 1次人工時(shí)效處理，以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力。有些精度要求不高的箱體零件毛坯，有時(shí)不安排時(shí)效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運(yùn)輸時(shí)間，使之得到自然時(shí)效。箱體零件人工時(shí)效的方法，除了加熱保溫法外，也可采用振動(dòng)時(shí)效來(lái)達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的。 4）用箱體上的重要孔作粗基準(zhǔn) 箱體類零件的粗基準(zhǔn)一般都用它上面的重要孔作粗基準(zhǔn)，這樣不僅可以 較好地保證重要孔及其它各軸孔的加工余量均勻，還能較好地保證各軸孔軸心線與箱體不加工表面的相互位置。 主軸箱小批生產(chǎn)工藝過(guò)程 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 37 頁(yè) 共 44 頁(yè) 密封結(jié)構(gòu)及潤(rùn)滑 所有密封標(biāo)準(zhǔn)件，有調(diào)整式法蘭盤端蓋，墊圈，毛氈等。 主軸箱潤(rùn)滑方式是飛濺潤(rùn)滑適用于潤(rùn)滑點(diǎn)比較集中的地方，這種潤(rùn)滑比較方便。 為了獲的良好的潤(rùn)滑效果，深入油面深度以 12～ 25mm 為宜，濺油齒輪浸入深度不應(yīng)大于 2～ 3倍齒高濺油件外緣至池深度 H? 30～ 60mm 如圖， υHC6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè) 共 44 頁(yè) 第 6 章 主軸組件的驗(yàn)算 在設(shè)計(jì)主軸組件時(shí) ，主軸的跨距希望是合理跨距，但由于結(jié)構(gòu)限制，主軸的實(shí)際跨距往往不等于合理跨距，為此要對(duì)主軸組件進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)一般的機(jī)床全部軸主要進(jìn)行剛度驗(yàn)算，通常如果能滿足剛度要求也就能滿足強(qiáng)度要求 [6]。 驗(yàn)算主軸軸端的位移 ay a主軸的支承簡(jiǎn)化。 L=e+ 2maxF +L+2B =13+652+20=685mm b主軸的受力分析 主軸受到切削力，傳動(dòng)力的作用。 切削力是一個(gè)空間力 ,有 xzPPy， P， 等分力，設(shè)總的切削力為 1P 是斜齒輪，傳動(dòng)力 a也定空間力：有 a xa ， ya ， za ，主軸上連有一個(gè)齒輪，主要把主軸運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱， 這齒輪主要是傳遞運(yùn)動(dòng)而不是傳遞動(dòng)力，因此可以忽略不計(jì)。 由上述各力的作用，主要受彎 矩和扭矩的作用。此外還受拉力和壓力作用，但此彎矩和扭矩要小的多，忽略不計(jì)，因此通常靠路考慮到以上受力情況，可以簡(jiǎn)化，以下的受力圖 Q為傳動(dòng)力 P為總切削力 M是力矩曲 PX引起 LMaPQXL華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 39 頁(yè) 共 44 頁(yè) 為了計(jì)算方便，認(rèn)為 Q和 P車同一個(gè)平面 x=13++=522mm C確定切削力和傳動(dòng)力的作用點(diǎn) a前支承到主軸端部的距離，切削力的作用點(diǎn)與前支承之間的距離為 S S=a+ H 為普通車床的中心高 a=100mm 從以上受力圖以看出 主軸端部的彎 形由三部分組成： 第一部分 xP 引起的變形量 第二部分 Q力引起的變形量 第三部分 M力引起的變形量 由三部分增加起來(lái)，以得出齒輪 A點(diǎn)總的撓 度 Ay 為 xy = ? ? ? ? ?????? ???? ?? MLLLaxaLPaEJ 222 1 a)確定 P 的大小 J?????? 4m a x 10955 J? 主軸計(jì)算傳速， N主軸傳遞的功率 4m a x ????? P= Dmax2? D最大切削力估算直徑為 320mm P= 3205369222? =3356N e確定 Q 力 Q= 圓周 Q 圓周 =分度 扭d?2 M扭 =j??? 410955 d分度 =252mm Q 圓周 = 2525369222? =4261N Q= 圓周 =4687N E—— 主軸材料的彈性模量，一般用鋼 E=? 104N/mm2 J—— 主軸載面慣性距 C6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設(shè)計(jì) 第 40 頁(yè) 共 44 頁(yè) J= ? ? ? ?2401 00001125 50881 44 ??? dD?=4344037 M=（ ～ ） Pa=? 3356? 100=100680 Ay = ? ? ? ? ?????? ???? ?? MLLLaxaLPaEJ 222 1 = 6896580000535134984300002684614866 02634460000 ??= 要求 [ Ay , maxy ] maxy ==*685= Ay [ maxy ]符合要求 前軸承的轉(zhuǎn)角及壽命的驗(yàn)算 驗(yàn)算前軸承處的轉(zhuǎn)角 Q? Q?? ? ? 1 2 ?LLLaLLEJ P ???? ??? = 68 965 80035 134 984 300026 846 148 6622 988 600 0 ?? = 要求 Q? maxQ? ， maxQ? ? Q?? [ maxQ ]符合要求 驗(yàn)算前支系壽命 由軸承壽命計(jì)算式和 C= ?110660 ?????? nTF Lnf Ff. 前支承是雙雙向心短圓柱磙子軸承，只承受徑向力，因此 F前軸承的徑向力。 進(jìn)行受力分式 MaPQXL華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 41 頁(yè) 共 44 頁(yè) RB=F ? ? 0??????? BRL ??? CM = ? ?L MLP ??? ??? = 685 100680)100685( ???? =7270 Tf 溫度系數(shù)在 100C186。溫度內(nèi)工作 Tf =1 Ff 載荷系數(shù)如 Ff =1 ? 為壽命系數(shù)，磙子軸承 ? =310 C= ?161060 ?????? nTF Lnf Ff =7270 1036 601 2 0 0 0109060 ?????? ???? =86786Nf C[C]符合要求 經(jīng)過(guò)上過(guò)驗(yàn)算 ，我所選用的主軸組件達(dá)到規(guī)定要求。 箱體設(shè)計(jì) 在箱體內(nèi)要裝有各種機(jī)構(gòu)，并保證其較準(zhǔn)確的箱體位置，以便能夠正確運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)也要保證箱體的密封防止?jié)櫥耐饬骱突覊m的侵入，箱體應(yīng)用足夠的強(qiáng)度和剛度說(shuō)明。 （放軸承處的壁厚和其它位置的壁厚） 箱體材料一般工程用鑄造碳鋼 碑號(hào) ZG200～ 400 壁厚 35mm 15mm ： 保證傳動(dòng)件正常運(yùn)轉(zhuǎn)和機(jī)床加工精度 ，基準(zhǔn)面平直，主軸平基準(zhǔn)面應(yīng)保持平 行，同軸線的孔要同心 ， 另處應(yīng)保證安裝在 箱體內(nèi)零件與箱壁不加工面之間有足夠間隙，以防相碰 [5]。 C6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設(shè)計(jì) 第 42 頁(yè) 共 44 頁(yè) 總結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們零件課程設(shè)計(jì)和工藝課程設(shè)計(jì)之后的一次對(duì)我們更全面更綜合的考核是一次綜合的訓(xùn)練。能夠完成這次設(shè)計(jì)首先要感謝指導(dǎo)老師李佰茹老師的細(xì)心教導(dǎo)和關(guān)切，在李老師的帶領(lǐng)下，同組成員都激發(fā)了探索的興趣，獲得了非常多的機(jī)械知識(shí)。 經(jīng)過(guò)大學(xué)四年艱苦學(xué)習(xí)，我們順利的完成了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)所學(xué)的全部課程，初步已具備了一個(gè)機(jī)械工程技術(shù)人員所具備的基本知識(shí)和技能，今后還需要進(jìn)一步在實(shí)踐中不斷地探索與積累。 我們畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是 C6140 普通車床 主軸變速箱設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)到了很多知識(shí)，收獲很大。 也意識(shí)到自己在能力上的重大缺陷， 以及理論和實(shí)際的距離。這也激勵(lì)了我去研究實(shí)際問(wèn)題的興趣。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)為我們走向工作崗位尊定了基礎(chǔ)。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 43 頁(yè) 共 44 頁(yè) 致謝 在本課題的選題，設(shè)計(jì)直至最后的論文寫作過(guò)程中，始終的到了 李佰茹 老師的悉心指導(dǎo)和大力幫助。這位老師一絲不茍的治學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)，廣博的知識(shí)，忘我的工作作風(fēng)，都給作者留下深刻的印象，必將激勵(lì)我在今后的學(xué)習(xí)和工作中不斷前進(jìn)。值此論文脫稿之際，謹(jǐn)向這位導(dǎo)師致意和崇高的敬意。 同時(shí)感謝院，系，老師的關(guān)心 和支持。 謝謝各位專家，教授對(duì)論文的評(píng)審和指導(dǎo)。 最后，對(duì)所有幫助過(guò)我的人表示衷心的感謝 !!!。 C6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設(shè)計(jì) 第 44 頁(yè) 共 44 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]．金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 戴曙編 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 年出版 [2]．機(jī)床主軸變速箱 曹金榜編 機(jī)械工業(yè)出版社 1987 年出版 [3]．機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1979 年出版 [4]．機(jī)床課程設(shè)計(jì)圖冊(cè) 高等教育出版社 1994 年出版 [5]．機(jī)床設(shè) 計(jì)手冊(cè) 1）通用標(biāo)準(zhǔn)（ 上，下冊(cè)） 2）零件設(shè)計(jì) （上，下冊(cè)） 機(jī)械工業(yè)出版社 [6]機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 揚(yáng)可楨 .程光蘊(yùn)等 . 高等教育出版社 1995 年出版 [7] 周風(fēng)云，毛志遠(yuǎn) . 工程材料及應(yīng)用 . 第二版 . 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2021 [8] 沈其文，傅水跟 . 材料成型工藝基礎(chǔ) . 第三版 . 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2021 [9] 楊叔子 . 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [10] 李益民 . 機(jī)械 制造工藝簡(jiǎn)明手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [11] 艾興，肖詩(shī)綱 . 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 [12] 葉玉駒 . 機(jī)械制圖手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [13] 孫麗媛 . 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) . 北京：冶金工業(yè)出版社， 2021 [14] 王光斗，王春福 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) . 第三版 . 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2021 [15] 陳宏鈞，馬素敏 . 金屬切屑速查速算手冊(cè) . 第二版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021