畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000 字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述摘 要 CA6140 車床作為主要的車削加工機(jī)床，已廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中。本文首先介紹了金屬切削機(jī)床在國(guó)內(nèi)外的研究狀況，以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展差距。然后系統(tǒng)的介紹了 CA6140 主軸箱的組成及各個(gè)組成部分的功用。最后詳細(xì)的闡述了本論文的研究?jī)?nèi)容，思路、主要方法及進(jìn)度。關(guān)鍵詞 金屬切削機(jī)床 CA6140 主軸箱1 課題來源及選題依據(jù)1.1 課題來源CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì)，該課題由南京理工大學(xué)曹春平講師擬定。1.2 選題依據(jù)通過近四年的學(xué)習(xí)，本人對(duì)機(jī)械方面的知識(shí)有了不少的了解。于是在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)是選擇了 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì)這個(gè)課題，該設(shè)計(jì)既有機(jī)床結(jié)構(gòu)方面內(nèi)容，又有機(jī)床設(shè)計(jì)方面內(nèi)容，有利于將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用。雖然本人未曾系統(tǒng)的學(xué)習(xí)機(jī)床設(shè)計(jì)方面的課程，但相信通過該畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠拓寬知識(shí)面，增加自己的查閱科研文獻(xiàn)資料的能力，以及動(dòng)手實(shí)踐的能力，所以選擇此課題。2 課題簡(jiǎn)介2.1 金屬切削機(jī)床國(guó)內(nèi)外研究狀況金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制造機(jī)器的機(jī)器，所以又稱“工作母機(jī)”或“工作機(jī)” ，習(xí)慣上稱“機(jī)床” [1]。 金屬切削機(jī)床是人類在改造自然的長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上產(chǎn)生很發(fā)展起來的。最原始的機(jī)床是依靠雙手的往復(fù)運(yùn)動(dòng)在工件上鉆孔。最初的加工對(duì)象是木料。而后發(fā)展到加工其他材料，出現(xiàn)了依靠人力使工件往復(fù)回轉(zhuǎn)的原始車床。當(dāng)加工對(duì)象由木料逐步過渡到金屬時(shí)，車圓、鉆孔等都要求增大動(dòng)力，于是就逐漸出現(xiàn)了水力、風(fēng)力和畜力等驅(qū)動(dòng)的機(jī)床。18 世紀(jì)末，蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，提供了新型巨大的能源，使生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。20 世紀(jì)以來，齒輪變速箱的出現(xiàn)，使機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化。近些年來，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及激光技術(shù)等的發(fā)展并應(yīng)用于機(jī)床領(lǐng)域，使機(jī)床的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。自動(dòng)化、精密化、高效化和多樣化成為這一時(shí)代機(jī)床發(fā)展的特征，用以滿足社會(huì)生產(chǎn)多種多樣、越來越高的要求，推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展 [2,3]。不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度是機(jī)床發(fā)展的基本方向。近年來，數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床發(fā)展的主流。數(shù)控機(jī)床無需人工操作，而是靠數(shù)控程序完成加工循環(huán)。因此，調(diào)整方便，適應(yīng)靈活多變的產(chǎn)品，使得中小批生產(chǎn)自動(dòng)化成為可能。數(shù)控機(jī)床不僅實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化，而且提高了生產(chǎn)率，降低了廢品率，它已由中小批生產(chǎn)進(jìn)入了大批量的生產(chǎn)領(lǐng)域。當(dāng)然，改型方便，易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，也是數(shù)控機(jī)床進(jìn)入大量生產(chǎn)領(lǐng)域的重要原因。2.2 國(guó)內(nèi)機(jī)床工業(yè)與國(guó)外的差距我國(guó)機(jī)床工業(yè)已取得了很大的成就，但與世界先進(jìn)生產(chǎn)水平相比，還有較大的差距。主要表現(xiàn)在：大部分高精度和超精密機(jī)床的性能還不能滿足要求，精度保持性也較差，特別是高效自動(dòng)化和數(shù)控化機(jī)床的產(chǎn)量、技術(shù)水平和質(zhì)量等方面都明顯落后。我國(guó)數(shù)控機(jī)床基本上是中等規(guī)格的車床、銑床和加工中心等。精密、大型、重型或小型數(shù)控機(jī)床，還遠(yuǎn)不能滿足需要。至于航空、冶金、造船等工業(yè)部門所需要的多種類型的特種數(shù)控機(jī)床基本還是空白的 [4]。在技術(shù)水平和性能方面差距也很明顯，國(guó)外已做到 15-19 軸聯(lián)動(dòng)，分辨率達(dá) 0.01微米，而我國(guó)目前只能做到 5-6 軸聯(lián)動(dòng)，分辨率為 1 微米。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性也不夠穩(wěn)定，特別是先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和研制還需要作進(jìn)一步努力。我國(guó)機(jī)床工業(yè)必須不斷擴(kuò)大技術(shù)隊(duì)伍和提高人員的技術(shù)素質(zhì)，學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，大力開展科學(xué)研究，以便早日趕上世界先進(jìn)水平 [5,6]。3 本設(shè)計(jì)的意義和應(yīng)用價(jià)值CA6140 車床是金屬切削機(jī)床的一個(gè)典型代表，廣泛的應(yīng)用于金屬切削加工領(lǐng)域。該機(jī)床剛性好、功率大、操作方便。該機(jī)床可進(jìn)行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋，用途廣泛。研制 CA6140 機(jī)床主軸箱的結(jié)構(gòu)及并進(jìn)行設(shè)計(jì)，一方面可以加深對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的了解和掌握，將自己大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行全面的整合和優(yōu)化，另一方面還可以提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力，調(diào)研能力以及工程制圖能力。所以，我認(rèn)為選擇該課題意義匪淺 [7,8]。4 CA6140 主軸箱4.1 主軸箱的功用主軸箱的功用是支承主軸和傳動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，并使其實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、停止和換向等 [9,10]。4.2 主軸箱組成及特點(diǎn)（1）卸荷帶輪裝置 帶輪傳動(dòng)中產(chǎn)生的拉力，通過軸承、法蘭盤傳給主軸箱，這種結(jié)構(gòu)稱為卸荷帶輪裝置。（2）摩擦離合器 主軸箱內(nèi)的雙向機(jī)械多片式摩擦離合器，它具有左、右兩組由若干內(nèi)、外摩擦片交疊組成的摩擦片組。（3）制動(dòng)器及操縱機(jī)構(gòu) 制動(dòng)裝置的功用是在車床停機(jī)過程中，克服主軸箱內(nèi)各運(yùn)動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)慣性，使主軸迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以縮短輔助時(shí)間。（4）主軸部件 主軸是車床的關(guān)鍵部分，在工作時(shí)承受很大的切削抗力。工件的精度和表面粗糙度，在很大程度上決定于主軸部件的剛度和回轉(zhuǎn)精度。（5）主軸變速操縱機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)主要用來控制箱內(nèi)一根軸上的雙聯(lián)滑移齒輪和另一根軸上的三聯(lián)滑移齒輪。（6）主軸箱中各傳動(dòng)件的潤(rùn)滑 主軸箱的潤(rùn)滑是由專門的潤(rùn)滑系統(tǒng)提供的。CA6140 型車床主軸箱潤(rùn)滑的特點(diǎn)是箱體外循環(huán)。油液將主軸箱中摩擦所產(chǎn)生的熱量帶至箱體外的油箱中，冷卻后再流入箱體，因此就可以減少主軸箱的熱變形，以提高機(jī)床的加工精度 [11-15]。5 研究?jī)?nèi)容及方法5.1 研究?jī)?nèi)容根據(jù)任務(wù)書給定的設(shè)計(jì)參數(shù)確定傳動(dòng)方案、傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定各傳動(dòng)齒輪的參數(shù)，傳動(dòng)比等，同時(shí)要考慮到傳動(dòng)效率等問題。另還要對(duì)主要零件進(jìn)行計(jì)算、研究，對(duì)主軸剛度、強(qiáng)度等進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。其中設(shè)計(jì)參數(shù)如下：工件最大回轉(zhuǎn)直徑：400mm工件最大長(zhǎng)度（四種規(guī)格）：1000mm主軸孔徑：48mm主軸前端孔錐度：400mm主軸轉(zhuǎn)速范圍：正轉(zhuǎn)：10～1400r/min;反轉(zhuǎn)：14～1580r/min加工螺紋范圍：1～192mm/ 2～24 牙/英寸 模數(shù)：0.25～48mm 縱向進(jìn)給量范圍：0.1mm，橫向進(jìn)給量：0.05mm刀架快速移動(dòng)速度：4m/min主電機(jī)：功率：7.5 千瓦；轉(zhuǎn)速：1450r/min快速電機(jī)：功率：370 瓦；轉(zhuǎn)速：2600r/min冷卻泵：功率：90 瓦；流量：25L/min5.2 研究方法（1）確定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖根據(jù) CA6140 車床主軸箱結(jié)構(gòu)及任務(wù)書給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定主軸箱的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速圖，最終確定系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)圖。（2）進(jìn)行主軸箱內(nèi)各結(jié)構(gòu)計(jì)算及校核完成主軸箱箱體、各傳動(dòng)軸軸上零件計(jì)算及校核。（3）對(duì)各個(gè)主要結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，并給出三維造型圖。5.3 研究進(jìn)度安排2008 年 12 月 14 日~2008 年 12 月 31 日 搜集資料做開題報(bào)告2009 年 02 月 15 日~2009 年 02 月 20 日 確定主要參數(shù)2009 年 02 月 21 日~2009 年 02 月 26 日 確定總體方案2009 年 02 月 27 日~2009 年 03 月 05 日 傳動(dòng)設(shè)計(jì)（傳動(dòng)路線、主軸轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)級(jí)數(shù)及各級(jí)傳動(dòng)比）2009 年 03 月 06 日~2009 年 03 月 10 日 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖2009 年 03 月 11 日~2009 年 03 月 18 日 主軸零件、尺寸等設(shè)計(jì)2009 年 03 月 19 日~2009 年 03 月 21 日 零件校核強(qiáng)度等要求2009 年 03 月 22 日~2009 年 04 月 01 日 主要零件圖、總裝配圖繪制2009 年 04 月 02 日~2009 年 04 月 20 日 寫畢業(yè)論文設(shè)計(jì)說明書2009 年 04 月 21 日~2009 年 07 月 05 日 準(zhǔn)備論文答辯6 總結(jié)與展望通過兩周的時(shí)間調(diào)研、閱讀資料，對(duì)金屬切削機(jī)床的發(fā)展動(dòng)態(tài)及國(guó)內(nèi)外行業(yè)的發(fā)展情況有個(gè)全面的了解。 同時(shí)，還進(jìn)一步了解和掌握 CA6140 車床主軸箱的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，掌握了進(jìn)行該課題所需要的一些前期資料，為以后課題的如期進(jìn)行打下了良好的基礎(chǔ)。但考慮到本人第一次進(jìn)行本次設(shè)計(jì)工作，有些地方還是需要進(jìn)一步了解和掌握，如主軸箱設(shè)計(jì)優(yōu)化問題，如何提高提高它的傳動(dòng)效率，如何簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，如何保證主軸箱的安全性和可靠性等。參 考 文 獻(xiàn)[1] 賈亞洲.金屬切削機(jī)床概論[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2007.1. [2] 胡黃卿.金屬切削原理與機(jī)床[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.3.[3] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 5 版）[S].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2008.5.[4] 顧維邦.金屬切削機(jī)床概論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.7.[5] 陳日曜.金屬切削原理（第 2 版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.1.[6] 任殿閣，張配勤 .設(shè)計(jì)手冊(cè)[S] .遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1991.9.[7] 鄭文緯，吳克堅(jiān) .機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，1997.7.[8] 付鐵.計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1999.12[9] 查康，楊萬能，董敏 .產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)白金案例[P] .山東：山東電子音響出版社，2005.1.[10] 方世杰. 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.3.[11] 曹桄，高學(xué)滿 .金屬切削機(jī)床掛圖[Z] .上海：上海交通大學(xué)出版社，1984.8.[12] 吳宗澤，羅圣國(guó) .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[S]. 北京高等教育出版社，1982.12.[13] 華東紡織工學(xué)院，哈爾濱工業(yè)大學(xué).天津大學(xué).機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)[S] .上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2005.1.[14] 易新.金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.11.[15] 金屬切削機(jī)床 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005.1.畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：（一）設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要：1)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解金屬切削機(jī)床的研究狀況，掌握 CA6140 機(jī)床主軸箱的結(jié)構(gòu)，撰寫文獻(xiàn)綜述。具體要求：明確該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外已有的研究成果，指出主軸箱結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出研究本課題的技術(shù)路線，完成文獻(xiàn)綜述。2）根據(jù)機(jī)床的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖。工件最大回轉(zhuǎn)直徑：400mm工件最大長(zhǎng)度（四種規(guī)格）：1000mm主軸孔徑：48mm主軸前端孔錐度：400mm主軸轉(zhuǎn)速范圍：正轉(zhuǎn)：10～1400r/min;反轉(zhuǎn)：14～1580r/min加工螺紋范圍：1～192mm/ 2～24 牙/英寸 模數(shù)：0.25～48mm 縱向進(jìn)給量范圍：0.1mm，橫向進(jìn)給量：0.05mm刀架快速移動(dòng)速度：4m/min主電機(jī)：功率：7.5 千瓦；轉(zhuǎn)速：1450r/min快速電機(jī)：功率：370 瓦；轉(zhuǎn)速：2600r/min冷卻泵：功率：90 瓦；流量：25L/min3）對(duì)主要零件 進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算。具體要求：進(jìn)行主軸箱及各個(gè)傳動(dòng)軸零件的計(jì)算和校核。4）利用三維畫圖軟件進(jìn)行了零件的設(shè)計(jì)和處理。具體要求：利用三維造型軟件完成各個(gè)零件的設(shè)計(jì)。5）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書具體要求：根據(jù)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，撰寫規(guī)范的論文說明書。（二）研究手段針對(duì)課題中出現(xiàn)的以上幾個(gè)問題，將在接下來的時(shí)間里通過以下途徑來解決。1)查閱相關(guān)書籍資料，了解關(guān)于金屬切削機(jī)床及 CA6140 主軸箱結(jié)構(gòu)。2)CA6140 主軸箱轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì)及傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)。給定的參數(shù)，查閱有關(guān)方面書籍資料，設(shè)計(jì)總體的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。CA6140 主軸箱結(jié)構(gòu)，主要包括以下五個(gè)單元：? 箱體? I 傳動(dòng)軸及零件設(shè)計(jì)? Ⅱ傳動(dòng)軸及零件設(shè)計(jì)? Ⅲ傳動(dòng)軸及零件設(shè)計(jì)? Ⅳ傳動(dòng)軸及零件設(shè)計(jì)? Ⅴ傳動(dòng)軸及零件設(shè)計(jì)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見：1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語：2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：指導(dǎo)教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日