轴承数控车床床头箱设计.docx

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轴承数控车床床头箱设计

轴承数控车床床头箱设计

摘要

作为主要的车削加工车床，轴承数控专用车床是适合大批量生产，大功率，高效率的半自动化车床，它主要用于轴承套圈的车削加工，也可用于加工盘类、短轴类、套类等零件，在该机床上采用多把刀具同时加工零件，也可采用仿型刀架加工各种成型表面。

本设计主要针对液压卡盘多刀仿型车床主传动系统进行设计。

主传动系统的功用是支撑主轴和传动其旋转，并使其实现起动、停止、变速、变向等。

主传动系统的传动机构包括定比机构和变速机构两部分，前者仅用于传递运动和动力，或进行升速、降速，采用齿轮传动副；后者用来使主轴变速，采用滑移齿轮变速机构，其结构简单紧凑，传动效率高。

开停装置用于控制主轴的起动和停止。

换向装置用于改变主轴的旋转方向。

设计的内容主要有机床主要参数的确定，传动方案和传动系统图的拟定，对双向片式摩擦离合器进行设计，它是主轴的起动和停止以及换向装置，对离合器的主要零件摩擦片进行计算和验算，利用CAD绘图软件进行零件的设计和处理。

关键词：

车床，床头箱，换向，离合器。

HYDRAULICMULTI-CHUCKLATHEBEDPROFILINGTOOLBOXDESIGN

ABSTRACT

Asthemainlatheworklathe,speciallathesbearingringsaresuitableformassproduction,highpower,highefficiencyofsemi-automaticlathe,whichismainlyusedforturningbearingrings，andcanalsobeusedforprocessingdisktype,brachyaxistype,asetofkindandsoon．Inaddition，itusesmanycutterssimultaneouslytoprocessesthecomponents，andmayalsouseduplicatingtoolresttoprocesseachkindofformedsurface．

Thisdesignmainlyaimsatthehydraulicchuckmulti-knifeshapinglatheheadstock．Maindrivensystemistopropupthefunctionofitsrotationofaxisandthedriveandmakeitstart,stop,speedchange,direction-convertingetc.Thedrivingmechanismofmaindrivensystemmainlyincludetwoparts,constantproportionmechanismandgearshiftmechanism.Theheformerisonlyusedforthetransmissionofmotionandpowerthroughgearpair,orhoistingspeed,settlingvelocity;Thelatterisusedtochangethevelocityofspindlethroughshiftmechanismofslippinggear,thestructureofwhichissimpleandcompact,withhightransmissionefficiency．Theshartingandbrakingdevicesareusedtocontrolthespindleofitsstartandstop．Thereversingdeviceisusedtoalterthedirectionofspindlerotation．Themaincontentsofthemachinetoolcontainsettlesoftheparameter,toascerttheprojectoftransmissionanddrawingofdrivensystem，thedesignoffrictionclutchofdouble-disk,whichisthedeviceofstart,stopandcommutationforthespindle，calculationandcheckingforthemajorpartsandfrictionplate，utilizationofCADpaintingsoftwaretocarryonthedesignandprocessingofparts．

KEYWORDS：

lathe，headstock，direction-converting，clutch．

前言

金属切削机床是用刀具或磨具对金属工件进行切削加工的机器，在一般机械制造工厂中，机床约占机器设备总数得50～70％。

现代化工业生产的特征主要表现在高生产率和先进的技术经济指标两方面，而这些首先取决于机械制造工业提供的装备的技术水平。

机床工业是机器制造业的重要部门，担负着为农业、工业、科学技术和国防现代化提供技术装备的任务，在整个国民经济中占有重要地位。

而在一般的机械制造中，机床所负担的加工工作量，约占机械制造总工作量的40％～60％。

从质的方面来说，既然机床是制造各种装备和机器的，那么机床的性能就必然直接影响机械产品的性能、质量和经济性。

因此，机床是国民经济中具有战略意义的基础工业。

机床工业的发展和机床技术水平的提高，必然对国民经济的发展起重大的推动作用。

一个国家机床工业的技术水平、机床的拥有量和现代化程度，是衡量这个国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一。

我国机床工业的发展起步比较晚。

1949年以前，我国工业在国民经济中的比重只有10％左右，生产力极其落后，没有独立的完整的机械工业，更谈不上机床制造业。

直至解放前夕，全国只在少数大城市有一些制造厂和机械维修厂，制造一些简单的皮带车床、牛头刨床和钻床等。

据统计，1949年，这些简单的机床的年产量也不过1000台左右。

新中国成立后，我国的机床工业才逐渐发展和建立起来。

1952年末，我国的国营机床厂有17家，生产机床13740台。

在第一个五年计划时期。

我国一方面对老厂进行改建、扩建，另一方面又新建了一批专业机床厂，组建了北京机床研究所。

“一五”计划末期，机床年产量2.8万台，品种为204种。

第二个五年计划时期，我国机床的设计、制造、科研都获得了长足的发展和提高，特别是发展了一批地方企业，建立了组合机床研究所，热带机床研究所和一批专业产品研究所。

研制成功一批大型、高精度、自动和半自动机床以及自动化生产线。

第三个5年计划后，我国开发了“三线”建设，在内地建立了一批机床企业。

另外，在高精度精密机床的设计和制造技术领域有了很大的成就。

至此我国已基本建成了品种齐全、布局合理的机床工业体系。

1978年以后，随着改革开放政策的实施，我国机床工业进入了一个新的方展阶段。

通过技术引进、配套以及合作生产，陆续发展了一批具有世界80年代初期或中期水平的数控机床，大大缩短了与发达国家的差距。

短短几十年，我国的机床工业已取得了巨大成就。

但也不容忽视，由于我国工业基础薄弱，与世界先进水平相比，差距还是很大的。

只要表现在机床的设计、试验和开发能力较低，机床制造的工艺技术水平较低，机床质量不够稳定等。

机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。

根据我国制定的机床型号编制方法，目前将机床分为12大类：

车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床及其他机床。

在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构等，分为若干组，每一组又细分为若干系列。

同类型机床按应用范围又可分为：

（1）普通机床它可用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但机构比较复杂。

这种机床主要适用于单件小批量生产，例如卧式车床、万能升降台铣床等。

（2）专门化机床它的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道特定工序，如曲轴车床、凸轮轴车床等。

（3）专用机床它的工艺范围最窄，只能用于加工某一种零件的某一道特定工序，适用于大批量生产。

如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床等。

各种组合机床也属于专用机床。

同类型机床按工作精度又可分为：

普通精度车床、精密机床和高精度机床。

机床还可按自动化程度分为：

手动、机动、半自动和自动的机床。

机床还可按重量和尺寸分为：

仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。

通常，机床根据加工性质进行分类，再根据其某些特点进一步描述，如多刀半自动车床、高精度外圆磨床等。

随着机床的发展，其分类方法也不断发展。

现代机床正向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。

现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能。

例如，数控车床在卧式车床功能的基础上，集中了转塔车床、仿形车床、自动车床等多种车床的功能；车削中心出现以后，在数控车床功能的基础上，又加入了钻、铣、镗等类机床的功能。

可见机床数控化引起了机床传统分类方法的变化。

这种变化主要表现在机床品种不是越分越细，而应是趋向综合。

§1.1车床的用途和运动

车床类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、成形回转表面和回转体的端面等，有些车床还加工螺纹面。

由于多数机械零件具有回转表面，车床的通用性能较强，因此在机械制造中，车床的应用极为广泛，在金属切削机床中所占的比重最大，约占机床总台数的20％～35％。

在车床上使用的刀具，主要是各种车刀，有些车床还可以采用各种孔加工刀具如钻头、扩空钻和绞刀等和螺纹刀具如丝锥、板牙等。

1.表面的成形运动

（1）工件的旋转运动这是车床的主运动，其转速较高，消耗机床功率的主要部分。

（2）刀具的移动这是车床的进给运动。

刀具可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动或作垂直于工件旋转轴线的横向进给运动。

进给量常以主轴每转刀具的移动量计。

车削螺纹时，只有一个复合运动：

螺旋运动。

它可以被分解为两部分：

主轴的旋转和刀具的移动。

2.辅助运动

为了将毛坯加工到所需的尺寸，车床还应有切入运动。

有的还有刀架纵、横向的机动快移。

重型车床还有尾架的机动快移。

§1.2车床的分类

车床的种类很多，按其机构和用途，主要可分为几类：

卧式车床和落地车床、立式车床、转塔车床、单轴和多轴自动和半自动车床、仿形车床和多刀车床、数控车床和车削中心、各种专门化车床等。

此外，在大批大量生产的工厂中还有各种各样的专用车床。

在所有的车床类机床中，以卧式车床应用最广。

车床上的工艺方法是多种多样的。

其中按工种可分为车、铣、刨、钻、镗、磨、研磨、电加工、振加工、激光加工等。

每一工种还可再分，如车加工有车外圆、车端面、车槽、车球面等之分；按加工精度和表面粗糙度可分为粗加工、半精加工、精加工、光整加工等。

按工序集中程度可分为单刀、多刀、单工件、多工件、单工位、多工位等；按作业形式可分为平行作业、顺序作业、平行—顺序作业等。

今年来，随着科学技术的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件加工质量的要求越来越高。

由于产品变化频繁，目前在一般机械加工中，单件、小批量生产的产品约占70～80％。

为了保证产品的质量，提高生产率和降低成本，要求机床不仅具有较好