畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000 字左右的文獻綜述：文獻綜述摘 要 CA6140 車床作為主要的車削加工機床，已廣泛的應用于機械加工行業(yè)中。本文首先介紹了金屬切削機床在國內外的研究狀況，以及國內外發(fā)展差距。然后系統(tǒng)的介紹了 CA6140 主軸箱的組成及各個組成部分的功用。最后詳細的闡述了本論文的研究內容，思路、主要方法及進度。關鍵詞 金屬切削機床 CA6140 主軸箱1 課題來源及選題依據(jù)1.1 課題來源CA6140 車床主軸箱的設計，該課題由南京理工大學曹春平講師擬定。1.2 選題依據(jù)通過近四年的學習，本人對機械方面的知識有了不少的了解。于是在畢業(yè)設計時是選擇了 CA6140 車床主軸箱的設計這個課題，該設計既有機床結構方面內容，又有機床設計方面內容，有利于將大學所學的知識進行綜合運用。雖然本人未曾系統(tǒng)的學習機床設計方面的課程，但相信通過該畢業(yè)設計能夠拓寬知識面，增加自己的查閱科研文獻資料的能力，以及動手實踐的能力，所以選擇此課題。2 課題簡介2.1 金屬切削機床國內外研究狀況金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是制造機器的機器，所以又稱“工作母機”或“工作機” ，習慣上稱“機床” [1]。 金屬切削機床是人類在改造自然的長期生產實踐中，不斷改進生產工具的基礎上產生很發(fā)展起來的。最原始的機床是依靠雙手的往復運動在工件上鉆孔。最初的加工對象是木料。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回轉的原始車床。當加工對象由木料逐步過渡到金屬時，車圓、鉆孔等都要求增大動力，于是就逐漸出現(xiàn)了水力、風力和畜力等驅動的機床。18 世紀末，蒸汽機的出現(xiàn)，提供了新型巨大的能源，使生產技術發(fā)生了革命性的變化。20 世紀以來，齒輪變速箱的出現(xiàn)，使機床結構發(fā)生了根本性的變化。近些年來，隨著電子技術、計算機技術、信息技術以及激光技術等的發(fā)展并應用于機床領域，使機床的發(fā)展進入了一個新時代。自動化、精密化、高效化和多樣化成為這一時代機床發(fā)展的特征，用以滿足社會生產多種多樣、越來越高的要求，推動社會生產力的發(fā)展 [2,3]。不斷提高勞動生產率和自動化程度是機床發(fā)展的基本方向。近年來，數(shù)控機床已成為機床發(fā)展的主流。數(shù)控機床無需人工操作，而是靠數(shù)控程序完成加工循環(huán)。因此，調整方便，適應靈活多變的產品，使得中小批生產自動化成為可能。數(shù)控機床不僅實現(xiàn)了柔性自動化，而且提高了生產率，降低了廢品率，它已由中小批生產進入了大批量的生產領域。當然，改型方便，易實現(xiàn)產品的更新?lián)Q代，也是數(shù)控機床進入大量生產領域的重要原因。2.2 國內機床工業(yè)與國外的差距我國機床工業(yè)已取得了很大的成就，但與世界先進生產水平相比，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，特別是高效自動化和數(shù)控化機床的產量、技術水平和質量等方面都明顯落后。我國數(shù)控機床基本上是中等規(guī)格的車床、銑床和加工中心等。精密、大型、重型或小型數(shù)控機床，還遠不能滿足需要。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)控機床基本還是空白的 [4]。在技術水平和性能方面差距也很明顯，國外已做到 15-19 軸聯(lián)動，分辨率達 0.01微米，而我國目前只能做到 5-6 軸聯(lián)動，分辨率為 1 微米。國內產品的質量與可靠性也不夠穩(wěn)定，特別是先進數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和研制還需要作進一步努力。我國機床工業(yè)必須不斷擴大技術隊伍和提高人員的技術素質，學習和引進國外的先進科學技術，大力開展科學研究，以便早日趕上世界先進水平 [5,6]。3 本設計的意義和應用價值CA6140 車床是金屬切削機床的一個典型代表，廣泛的應用于金屬切削加工領域。該機床剛性好、功率大、操作方便。該機床可進行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋，用途廣泛。研制 CA6140 機床主軸箱的結構及并進行設計，一方面可以加深對機床結構設計、機床傳動系統(tǒng)設計的了解和掌握，將自己大學四年所學的知識進行全面的整合和優(yōu)化，另一方面還可以提高自己的實際動手能力，調研能力以及工程制圖能力。所以，我認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其旋轉，并使其實現(xiàn)起動、停止和換向等 [9,10]。4.2 主軸箱組成及特點（1）卸荷帶輪裝置 帶輪傳動中產生的拉力，通過軸承、法蘭盤傳給主軸箱，這種結構稱為卸荷帶輪裝置。（2）摩擦離合器 主軸箱內的雙向機械多片式摩擦離合器，它具有左、右兩組由若干內、外摩擦片交疊組成的摩擦片組。（3）制動器及操縱機構 制動裝置的功用是在車床停機過程中，克服主軸箱內各運動件的旋轉慣性，使主軸迅速停止轉動，以縮短輔助時間。（4）主軸部件 主軸是車床的關鍵部分，在工作時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精度。（5）主軸變速操縱機構 該機構主要用來控制箱內一根軸上的雙聯(lián)滑移齒輪和另一根軸上的三聯(lián)滑移齒輪。（6）主軸箱中各傳動件的潤滑 主軸箱的潤滑是由專門的潤滑系統(tǒng)提供的。CA6140 型車床主軸箱潤滑的特點是箱體外循環(huán)。油液將主軸箱中摩擦所產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，以提高機床的加工精度 [11-15]。5 研究內容及方法5.1 研究內容根據(jù)任務書給定的設計參數(shù)確定傳動方案、傳動系統(tǒng)圖，確定各傳動齒輪的參數(shù)，傳動比等，同時要考慮到傳動效率等問題。另還要對主要零件進行計算、研究，對主軸剛度、強度等進行計算和驗算。其中設計參數(shù)如下：工件最大回轉直徑：400mm工件最大長度（四種規(guī)格）：1000mm主軸孔徑：48mm主軸前端孔錐度：400mm主軸轉速范圍：正轉：10～1400r/min;反轉：14～1580r/min加工螺紋范圍：1～192mm/ 2～24 牙/英寸 模數(shù)：0.25～48mm 縱向進給量范圍：0.1mm，橫向進給量：0.05mm刀架快速移動速度：4m/min主電機：功率：7.5 千瓦；轉速：1450r/min快速電機：功率：370 瓦；轉速：2600r/min冷卻泵：功率：90 瓦；流量：25L/min5.2 研究方法（1）確定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖根據(jù) CA6140 車床主軸箱結構及任務書給定的設計參數(shù)，確定主軸箱的結構、轉速圖，最終確定系統(tǒng)的傳動結構、傳動系統(tǒng)圖。（2）進行主軸箱內各結構計算及校核完成主軸箱箱體、各傳動軸軸上零件計算及校核。（3）對各個主要結構部件進行三維造型設計，并給出三維造型圖。5.3 研究進度安排2008 年 12 月 14 日~2008 年 12 月 31 日 搜集資料做開題報告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 傳動設計（傳動路線、主軸轉速、傳動級數(shù)及各級傳動比）2009 年 03 月 06 日~2009 年 03 月 10 日 繪制傳動系統(tǒng)圖2009 年 03 月 11 日~2009 年 03 月 18 日 主軸零件、尺寸等設計2009 年 03 月 19 日~2009 年 03 月 21 日 零件校核強度等要求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)論文設計說明書2009 年 04 月 21 日~2009 年 07 月 05 日 準備論文答辯6 總結與展望通過兩周的時間調研、閱讀資料，對金屬切削機床的發(fā)展動態(tài)及國內外行業(yè)的發(fā)展情況有個全面的了解。 同時，還進一步了解和掌握 CA6140 車床主軸箱的結構構成，掌握了進行該課題所需要的一些前期資料，為以后課題的如期進行打下了良好的基礎。但考慮到本人第一次進行本次設計工作，有些地方還是需要進一步了解和掌握，如主軸箱設計優(yōu)化問題，如何提高提高它的傳動效率，如何簡化結構，如何保證主軸箱的安全性和可靠性等。參 考 文 獻[1] 賈亞洲.金屬切削機床概論[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2007.1. [2] 胡黃卿.金屬切削原理與機床[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.3.[3] 成大先.機械設計手冊（第 5 版）[S].北京：化學工業(yè)出版社， 2008.5.[4] 顧維邦.金屬切削機床概論[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.7.[5] 陳日曜.金屬切削原理（第 2 版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.1.[6] 任殿閣，張配勤 .設計手冊[S] .遼寧：遼寧科學技術出版社，1991.9.[7] 鄭文緯，吳克堅 .機械原理[M].北京：高等教育出版社，1997.7.[8] 付鐵.計算機輔助機械設計實訓教程[M].北京：北京理工大學出版社，1999.12[9] 查康，楊萬能，董敏 .產品造型設計白金案例[P] .山東：山東電子音響出版社，2005.1.[10] 方世杰. 機械優(yōu)化設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.3.[11] 曹桄，高學滿 .金屬切削機床掛圖[Z] .上海：上海交通大學出版社，1984.8.[12] 吳宗澤，羅圣國 .機械設計課程設計手冊[S]. 北京高等教育出版社，1982.12.[13] 華東紡織工學院，哈爾濱工業(yè)大學.天津大學.機床設計圖冊[S] .上海：上?？茖W技術出版社，2005.1.[14] 易新.金屬切削機床課程設計指導書[M].北京：機械工業(yè)出版社，1985.11.[15] 金屬切削機床 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2005.1.畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 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）設計的內容主要：1)閱讀相關文獻資料，了解金屬切削機床的研究狀況，掌握 CA6140 機床主軸箱的結構，撰寫文獻綜述。具體要求：明確該領域國內外已有的研究成果，指出主軸箱結構及特點，在此基礎上提出研究本課題的技術路線，完成文獻綜述。2）根據(jù)機床的設計參數(shù)，確定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖。工件最大回轉直徑：400mm工件最大長度（四種規(guī)格）：1000mm主軸孔徑：48mm主軸前端孔錐度：400mm主軸轉速范圍：正轉：10～1400r/min;反轉：14～1580r/min加工螺紋范圍：1～192mm/ 2～24 牙/英寸 模數(shù)：0.25～48mm 縱向進給量范圍：0.1mm，橫向進給量：0.05mm刀架快速移動速度：4m/min主電機：功率：7.5 千瓦；轉速：1450r/min快速電機：功率：370 瓦；轉速：2600r/min冷卻泵：功率：90 瓦；流量：25L/min3）對主要零件 進行了計算和驗算。具體要求：進行主軸箱及各個傳動軸零件的計算和校核。4）利用三維畫圖軟件進行了零件的設計和處理。具體要求：利用三維造型軟件完成各個零件的設計。5）撰寫畢業(yè)設計說明書具體要求：根據(jù)學校畢業(yè)設計要求，撰寫規(guī)范的論文說明書。（二）研究手段針對課題中出現(xiàn)的以上幾個問題，將在接下來的時間里通過以下途徑來解決。1)查閱相關書籍資料，了解關于金屬切削機床及 CA6140 主軸箱結構。2)CA6140 主軸箱轉速圖設計及傳動方案設計。給定的參數(shù)，查閱有關方面書籍資料，設計總體的傳動結構。CA6140 主軸箱結構，主要包括以下五個單元：? 箱體? I 傳動軸及零件設計? Ⅱ傳動軸及零件設計? Ⅲ傳動軸及零件設計? Ⅳ傳動軸及零件設計? Ⅴ傳動軸及零件設計畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告指導教師意見：1．對“文獻綜述”的評語：2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：指導教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日