機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)模板

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1緒論 1\o"CurrentDocument"1.1課題背景 1\o"CurrentDocument"1.2……的研究?jī)?nèi)容及其意義 1\o"CurrentDocument"1.2.1……的研究意義 21.2.2……的研究?jī)?nèi)容 22設(shè)計(jì)概述 32.1設(shè)計(jì)要求 32.2設(shè)計(jì)參數(shù) 3\o"CurrentDocument"3總體方案設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"3.1總體方案設(shè)計(jì)思路 7\o"CurrentDocument"3.2方案確定 74……的改造設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"4.1墊塊的設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"4.2強(qiáng)度校核 8\o"CurrentDocument"4.2.1螺栓組強(qiáng)度校核 94.2.2床身的強(qiáng)度校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2.3墊塊的強(qiáng)度校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。5……的改造設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1轉(zhuǎn)盤的改造設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2強(qiáng)度校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2.2主軸強(qiáng)度校核..5.2.3鍵的校核 5.2.4軸承的校核....5.3刀架尺寸的分析計(jì)算.6……的改造設(shè)計(jì)7掛輪部分的改造設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。7.1變速齒輪模數(shù)選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。7.2掛輪架的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。7.3改造后齒輪強(qiáng)度的校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。8機(jī)床其它部分的改造設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。8.1V帶的選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。8.1.1V帶的打滑和疲勞強(qiáng)度校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。8.2帶輪的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。8.3其它零部件的改造設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。9畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 11參考文獻(xiàn) 111緒論1.1課題背景隨著我國(guó)機(jī)床消費(fèi)邁向世界第一，機(jī)床改造在工業(yè)裝備的份量也加重了籌碼。我國(guó)近700萬(wàn)臺(tái)的機(jī)床保有量讓機(jī)床改造潛在的市場(chǎng)商機(jī)再現(xiàn)，同時(shí)隨著生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步和數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)特殊的機(jī)床服役年限架構(gòu)把大量的早年進(jìn)口老、舊機(jī)床推向了改造的道路上。機(jī)床改造即為機(jī)床再制造，通過(guò)對(duì)舊機(jī)床的改造，可以使其精度恢復(fù)，功能升級(jí)，技術(shù)性能達(dá)到甚至超過(guò)新機(jī)床的水準(zhǔn)，為企業(yè)節(jié)省大量開支，帶來(lái)豐厚的經(jīng)濟(jì)效益，為社會(huì)節(jié)能省材，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)更加環(huán)保。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)機(jī)床種類已達(dá)到3500余種,其中數(shù)控類及高科技類產(chǎn)品已達(dá)到1500多種，很多機(jī)床產(chǎn)品在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)擁有和使用的機(jī)床數(shù)量高達(dá)378萬(wàn)臺(tái)，其中金屬切削機(jī)床為294萬(wàn)臺(tái)，鍛壓機(jī)床為84萬(wàn)臺(tái)。如今，這些機(jī)床設(shè)備有的已經(jīng)服役了10多年，有的甚至超過(guò)了20年，迫切需要更新或改造。機(jī)床的改造,不僅是企業(yè)發(fā)展的需要，也是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,更是國(guó)家發(fā)展，社會(huì)資源再利用，走可持續(xù)發(fā)展道路的需要。機(jī)床改造即為機(jī)床再制造，通過(guò)對(duì)舊機(jī)床的改造，可以使其精度恢復(fù)，功能升級(jí)，技術(shù)性能達(dá)到甚至超過(guò)新機(jī)床的水準(zhǔn)，為企業(yè)節(jié)省大量開支，帶來(lái)豐厚的經(jīng)濟(jì)效益，為社會(huì)節(jié)能省材，促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)更加環(huán)保。在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè)〃永恒〃的課題。在美國(guó)，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生(Remanufacturing)業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton機(jī)床公司、Devlieg-Bullavd(得寶)服務(wù)集團(tuán)、US設(shè)備公司等。美國(guó)得寶公司已在中國(guó)開辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝(Retrofitting)業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。1.2機(jī)床改造的研究?jī)?nèi)容及其意義1.2.1機(jī)床改造的研究意義企業(yè)要在當(dāng)前市場(chǎng)需求多變，競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價(jià)格、最好的質(zhì)量、最短的時(shí)間去滿足市場(chǎng)需求的不斷變化。對(duì)原有的機(jī)床進(jìn)行工藝和裝備的改造，使舊設(shè)備滿足生產(chǎn)的需要，這樣不僅造價(jià)低、上馬快，而且還可彌補(bǔ)設(shè)備的不足，減少投資。設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的物質(zhì)基礎(chǔ)。設(shè)備性能和技術(shù)狀況的好壞，直接影響到企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。為了減少企業(yè)的生產(chǎn)投入，利用原有的舊機(jī)床進(jìn)行翻新改造，既得到了性能比改造前甚至比新機(jī)床更優(yōu)越的設(shè)備，又減少了資金投入；并且為后期維修費(fèi)用的降低打下了良好基礎(chǔ)，或者可以配套本企業(yè)的生產(chǎn)裝備擴(kuò)大加工規(guī)模，迅速提升其加工能力，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。1.2.2機(jī)床改造的研究?jī)?nèi)容機(jī)床改造主要是指為提升原機(jī)床的精度、效率與功能所進(jìn)行的一系列的活動(dòng)和工程，因?yàn)楦脑斓臋C(jī)床多半都是早年生產(chǎn)的，除嚴(yán)重磨損造成精度下降、或某些零部件年久失修需要更換之外，機(jī)床本體的剛度穩(wěn)定性、抗震性以及精度保持性等相對(duì)來(lái)說(shuō)都很好。通過(guò)技術(shù)改造對(duì)機(jī)床的加工范圍進(jìn)行擴(kuò)大，使改造后的機(jī)床既保持了原機(jī)床的功能，又增加了新的功能。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)CT6140型機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)使CT6140型機(jī)床的中心高、床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑、刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑增大，使其擴(kuò)大加工范圍。這樣既減少了設(shè)備的投入，又充分的利用了現(xiàn)有設(shè)備，將為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。22設(shè)計(jì)概述2.1設(shè)計(jì)要求總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮改造費(fèi)用低、改造方便、工作穩(wěn)定且也能滿足加工的要求等。（1） 中心高：改造前205mm，改造后305mm；（2） 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑為：改造前400mm，改造后600mm；（3）刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑為：改造前（3）刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑為：改造前210mm，改造后410mm；（（4））工件最大加工長(zhǎng)成為1500mm（改造前后相同））；；“24 2E. 28 303W34 36 33（5）原機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)布局基本不變，盡量減少改動(dòng)量，以降低成本縮短改造周期；（6）機(jī)械結(jié)構(gòu)改裝部分應(yīng)注意裝配的工藝性，考慮正確的裝配順序，保證安裝、調(diào)試、拆卸方便，需經(jīng)常調(diào)整的部位調(diào)整應(yīng)方便。（7） 機(jī)械結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單，便于設(shè)計(jì)加工，且 （8） 技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に嚒⑿录夹g(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次。（9） 車床進(jìn)行擴(kuò)大范圍的改造后應(yīng)具有原機(jī)床的車肖削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、車螺紋等工藝能力，并且具備原車床的表面成形運(yùn)動(dòng)和一些輔助運(yùn)動(dòng)。2.2設(shè)計(jì)參數(shù)--RPLj 設(shè)計(jì)參數(shù)包括車床的部分技術(shù)參數(shù)-，…現(xiàn)列出，CT6140臥式車床的技術(shù)數(shù)據(jù):?…-2……的研一、主要技術(shù)參數(shù) LZ1……的研究意義 工件最大回轉(zhuǎn)直徑:TOC\o"1-5"\h\z在床面上 400mm在床鞍上 210mm工件最大長(zhǎng)度（四種規(guī)格） 750、1000、1500、2000mm主軸孔徑 48mm主軸前端孔錐度 莫氏6號(hào)主軸轉(zhuǎn)速范圍：正轉(zhuǎn)（24級(jí)） 10?1400r/min反轉(zhuǎn)（12級(jí)） 14?1580r/min進(jìn)給量范圍：廣細(xì)化 0.028?0.054mm/r正常 0.08?1.59mm/r縱向（64種） <t加大 1.71?6.33mm/r產(chǎn) 細(xì)化 0.014?0.027mm/r正常 0.03?0.79mm/r橫向（64種） <二加大 0.86?3.16mm/r加工螺紋范圍：公制（44種） 1?192mm英制（20種） 2?24牙/英寸模數(shù)（39鐘） 0.25?48mm徑節(jié)（37種） 1?96徑節(jié)刀架快速移動(dòng)速度：縱向 4m/min橫向 2m/min主電機(jī)：功率 7.5kw轉(zhuǎn)速 1450rmin快速電機(jī)：功率 370w轉(zhuǎn)速 2600r/min冷卻泵：功率 90w轉(zhuǎn)速 25L/min工件最大長(zhǎng)度為1500mm的機(jī)床:外形尺寸（長(zhǎng)X寬X高） 2668X1000X1190重量 約2000kg刀架：TOC\o"1-5"\h\z最大行程 140mm最大回轉(zhuǎn)角 ±90°刀桿支承面至中心距離 26mm刀桿截面BXH 25X25尾座：頂尖套莫氏錐度 5#橫向最大移動(dòng)量 5#改造設(shè)計(jì)參數(shù)如下：最大加工直徑在床面上 600mm在床鞍上 410mm最大加工長(zhǎng)度 1500mm中心高 305mm其它參數(shù)基本不變。2.3CT6140型普通車床的主要部件名稱和用途CT6140型普通車床的主要部件名稱和用途：1、床頭箱又稱主軸箱，內(nèi)裝主軸和變速機(jī)構(gòu)。工件通過(guò)卡盤等夾具裝夾在主軸前端。主軸箱的功用是支承主軸并把動(dòng)力經(jīng)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動(dòng)工件按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。2、 進(jìn)給箱又稱走刀箱，它是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)。它固定在床頭箱下部的床身前側(cè)面。變換進(jìn)給箱外面的手柄位置，可將床頭箱內(nèi)主軸傳遞下來(lái)的運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)為進(jìn)給箱輸出的光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速，以改變進(jìn)給量的大小或車削不同螺距的螺紋。3、 刀架它是用來(lái)裝夾車刀，并可作縱向、橫向及斜向運(yùn)動(dòng)。刀架是多層結(jié)構(gòu)，它由下列組成。（1） 大刀架它與溜板箱牢固相連，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)。（2） 中刀架它裝置在大刀架頂面的橫向?qū)к壣?，可作橫向移動(dòng)。（3） 轉(zhuǎn)盤它固定在中刀架上，松開緊固螺母后，可轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，使它和床身導(dǎo)軌成一個(gè)所需要的角度，而后再擰緊螺母，以加工圓錐面等。（4） 小刀架它裝在轉(zhuǎn)盤上面的燕尾槽內(nèi)，可作短距離的進(jìn)給移動(dòng)。（5） 方刀架它固定在小刀架上，可同時(shí)裝夾四把車刀。松開鎖緊手柄，即可轉(zhuǎn)動(dòng)方刀架，把所需要的車刀更換到工作位置上。4、 尾架它用于安裝后頂尖，以支持較長(zhǎng)工件進(jìn)行加工，或安裝鉆頭、鉸刀等刀具進(jìn)行孔加工。偏移尾架可以車出長(zhǎng)工件的錐體。尾架的結(jié)構(gòu)由下列部分組成。（1） 套筒其左端有錐孔，用以安裝頂尖或錐柄刀具。套筒在尾架體內(nèi)的軸向位置可用手輪調(diào)節(jié)，并可用鎖緊手柄固定。將套筒退至極右位置時(shí)，即可卸出頂尖或刀具。（2） 尾架體它與底座相連，當(dāng)松開固定螺釘，擰動(dòng)螺桿可使尾架體在底板上作微量橫向移動(dòng)，以便使前后頂尖對(duì)準(zhǔn)中心或偏移一定距離車削長(zhǎng)錐面。5、 光杠與絲杠將進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳至溜板箱。光杠用于一般車削，絲桿用于車螺紋。6、 床身它是車床的基礎(chǔ)件，用來(lái)連接各主要部件并保證各部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)有正確的相對(duì)位置。在床身上有供溜板箱和尾架移動(dòng)用的導(dǎo)軌。7、 前底座和后底座是用來(lái)支承和連接車床各零部件的基礎(chǔ)構(gòu)件，床腳用地腳螺栓緊固在地基上。車床的變速箱與電機(jī)安裝在前床腳內(nèi)腔中，車床的電氣控制系統(tǒng)安裝在后床腳內(nèi)腔中。3總體方案設(shè)計(jì)3.1總體方案設(shè)計(jì)思路以CT6140車床為基礎(chǔ)，為了使車床在床身上的最大加工直徑達(dá)到600mm：1、 車床中心高應(yīng)首先達(dá)到305mm，即在CT6140車床中心高205mm的基礎(chǔ)上，主軸中心高應(yīng)該增加100mm。2、 刀架部件的高度也應(yīng)該相應(yīng)提高，以保證刀具在刀架上的對(duì)刀高度與中心高一致；同時(shí)，刀架部件在橫向進(jìn)給方向上的行程也應(yīng)滿足最大加工直徑的需求。3、 尾座部分、掛輪部分，由于中心高的變化也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的改造設(shè)計(jì)。4、 改造其它相關(guān)部分。3.2方案確定通過(guò)可行性分析，本畢業(yè)設(shè)計(jì)的方案可確定為3.2節(jié)中擬定的實(shí)施方案，其設(shè)計(jì)大致概況：（1） 增加主軸中心高（2） 刀架部件的改造（3） 增加尾座中心高（4） 掛輪部分的改造（5） 其它部分的改造本設(shè)計(jì)基本上從這幾方面來(lái)對(duì)CT6140車床進(jìn)行擴(kuò)大加工范圍改造設(shè)計(jì)。4增加主軸中心高的改造設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中增加主軸中心高的方法為采用在主軸箱與床身結(jié)合面中間采用增加墊塊的方法。4.1墊塊的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)墊塊的過(guò)程中要注意墊塊要采用兩塊，其高度均為100mm，寬度和長(zhǎng)度分別和床身結(jié)合面相適應(yīng)：在加工時(shí)要注意兩塊墊塊應(yīng)同時(shí)加工，并且注意上下兩平面的平行度要求，其聯(lián)接方式均按原車床的聯(lián)接方式進(jìn)行，但要注意與床身和主軸箱的兩處配合要采用刮研配合的方法。墊塊的材料選擇灰鑄鐵，其材料牌號(hào)為HT200，這種材料其基體的強(qiáng)度和硬度不低于相應(yīng)的鋼，由于基體上分布著石墨的存在，使其鑄造性能、減摩性、減震性和切削加工性都高于碳鋼，缺口敏感性也較低。墊塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖如下：墊塊零件圖見附圖圖4.1墊塊立體結(jié)構(gòu)圖4.2強(qiáng)度校核在墊塊的設(shè)計(jì)中主要完成對(duì)螺栓組的強(qiáng)度校核、墊塊的強(qiáng)度校核以及床身的強(qiáng)度校核。在機(jī)床切削加工時(shí)的受力示意圖如下：圖4.2機(jī)床切削加工受力圖4.2.1螺栓組強(qiáng)度校核螺栓組的強(qiáng)度校核主要從螺栓組受傾覆力矩和工作剪力來(lái)校核其強(qiáng)度。1、螺栓組受傾覆力矩的強(qiáng)度校核（1） 主切削力Fc的計(jì)算根據(jù)直接將機(jī)床剛度標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的工件和刀具間允許的作用力作為主切削力Fc。對(duì)主切削力的計(jì)算公式［查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》］為：Fc=0.75*°"x=0.67D1.5=0.67x6001.5Nn9847N （4-1）1.12 max式中Dma為最大加工直徑（主參數(shù)）［mm］。（2） 徑向切削力Fp和走刀力Ff徑向切削力Fp和走刀力Ff與主切削力Fc之間有一定的關(guān)系，它們隨刀具幾何角度、加工條件等因素而變化，為了簡(jiǎn)化計(jì)算可?。篎p=0.4Fc=0.4x9847Nn3939N （4-2）F=0.25Fc=0.25x9847Nn2462N （4-3）（3） 有主切削力Fc和走刀力Ff產(chǎn)生的彎矩為MC=FC-L廣9847x725x10-3N?mn7139N?mM=F?L=2462x305x10-3N?m=751N?m（逆時(shí)針方向）傾覆力矩:M=Mc+Mf二7139+751N?m=7890N?m由于主軸箱質(zhì)量約為m=450kg，故其產(chǎn)生的重力為G=mg=4500N（取g=10N/kg）所以軸向力F'=F'-G=9847-4500N=5347N故在軸向力F'的作用下，各螺栓所受的工作拉力為F' 5347（4-4）F二—二二N歸1336N（4-4）（4）在傾覆力矩M的作用下，右面兩螺栓受到加載作用，而左面兩螺栓受到減載作用，故右面的螺栓受力較大，所受載荷［根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版濮良貴，紀(jì)名鋼主編高等教育出版社第78頁(yè)式（5-16）］確定（4-5）F=<=7890x620x10-3N.3181Nmax/L2 2x(0.622+0.622)（4-5）ii=1故右面螺栓所受的軸向工作載荷為F=Fa+Fmax=1336+3181N=4517N⑸在橫向力Ff的作用下，底板連接接合面可能產(chǎn)生滑移，根據(jù)底板接合面不滑移的條件（4-6）f(zFo- —F)>KF'（4-6）C+CfscTOC\o"1-5"\h\z , *—、—一，， 、一C由［根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中