車床改裝成車削平面體的專用機(jī)床設(shè)計
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機(jī)床改裝設(shè)計
[摘要]：畢業(yè)設(shè)計是我們完成三年教學(xué)計劃的最后一個極為重要的實(shí)踐性的環(huán)節(jié)，是使我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本原理，理論，基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練，這對我們即將從事工作和未來事業(yè)的開拓具有一定的意義，它培養(yǎng)我們綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)過的知識，增加我們樹立正確的設(shè)計思想，設(shè)計構(gòu)思和創(chuàng)新思維，掌握工程設(shè)計的一般程序，規(guī)范和方法，使我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書進(jìn)行設(shè)計計算，培養(yǎng)我們進(jìn)行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人向工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法。
一、課題簡介
課題名稱：車床改裝成車削平面體的專用機(jī)床
1、改裝設(shè)計的目的
加工多邊形的軸類工件一般的情況下采用銑、刨等加工方法，這些加工方法的精度雖高，但是它們的生產(chǎn)率卻比較低，于是為了提高切削加工生產(chǎn)率，想了一種以車代銑，以車代刨的加工方法，然而這個想法已歸實(shí)現(xiàn)，不過因?yàn)樗菍C(jī)，從價格來說比較貴，從技術(shù)改造方面想是耗資的，同時又要考慮到加工的工進(jìn)、愉進(jìn)、快退以緩減當(dāng)前車工的勞動強(qiáng)度，因?yàn)槠胀ㄜ嚧仓蠧A6140車床在這些方面的功能都很齊全，對于多面體的成批量加工、銑床、刨床因生產(chǎn)率低而不適合，為了保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率、降低加工成本，所以在CA6140車床的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝。
改裝即利用原有機(jī)床的動力源，傳動鏈和支承元件，再加工某些專用部件或改變某些部件的尺寸鏈從而滿足設(shè)計的要求。
把CA6140普通車床改裝成本削多面體的專用機(jī)床，不管從經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，設(shè)計時間，以及設(shè)計產(chǎn)品的問世都是改裝比較適合，因?yàn)楦难b機(jī)應(yīng)酬時改裝地方盡可能為少，從而減少需要重新加工的零件數(shù)目，滿足技術(shù)改造的經(jīng)濟(jì)性、這種改裝最適合于中小型廠家，因?yàn)闆]有能力去加工一個整臺機(jī)床，而且是單件生產(chǎn)，根本就不劃算，同時沒有資金去買一臺價格昂貴的專用機(jī)床，至于機(jī)床的精度，只要保證改裝時所設(shè)計更換零件的精度、因?yàn)楦难b前CA6140機(jī)床的精度是可靠的，改裝機(jī)床的宗指是保證機(jī)床功能的前提下盡可能少改，盡可能不改，了解改裝后機(jī)床的加工原理以及改裝機(jī)床的基本思路，并明確了我的任務(wù)：主軸箱的設(shè)計改裝，進(jìn)給箱的設(shè)計。
溜板箱的設(shè)計改裝
2、對加工零件的說明
1） 被加工零件的直徑d≤214mm的軸類棒料
2） 車削零件的材料廣泛，參加工鑄鐵，碳鋼合金鋼等材料
3） 加工位置是軸類工件的外表面，工件定位夾緊方式同CA6140車床加工工件一樣都是采用卡盤和尾座頂尖。
4） 以車代銑，刨加工方法效率高，而且加工方便簡單，只是根據(jù)所需要加工零件，選定工件與刀盤之間的轉(zhuǎn)速比，然后確定所需刀具數(shù)目及刀盤上分布的位置，一切就續(xù)后，加工多面體零件就像普通車床CA6140車外圓一樣。
5） 這種車削出來的多面軸的加工平面因帶圓弧，適用于精度要求不高的場合。
6） 加工零件的截面尺寸可任意，一般是正方形，正六邊形等正邊多形，還可以加工橢圓，腰鼓，平行四邊形菱形等各種多邊形零件。
2、車削多邊形的原理
以車削正方形為例
在刀盤上對稱安裝而把車刀，加工時使刀盤轉(zhuǎn)速比工件轉(zhuǎn)速快一倍且兩昔轉(zhuǎn)向相同，那么刀具就能在工件外表面切削出近似的正方形來，如圖所示，若把工件和刀具間的相對運(yùn)動著成工件固定不動，而刀盤中心O1以工件的轉(zhuǎn)速繞工件中心反向轉(zhuǎn)動，同時刀盤還繞自己的中心O1以比工件快一倍的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，那么刀盤上刀具的刀尖就在工件表面上形成橢圓軌跡，而把車刀的刀尖在工件表面上走出兩個軸線互相的橢圓具有長軸為A+R，短軸為A-R，切削后的工件軸廊線就是由四段橢圓弧線所組成的近似正方形，當(dāng)?shù)侗P半徑很大而刀尖商工件中心O較小時橢圓很扁，這四段弧線就變得十分平直，因而就接近正方形。
即：在保證（A-R）×2等于工件對邊距離的前提下，R越大邊越直，設(shè)邊心距A-R=a，則應(yīng)盡可能大，如果在刀盤上安裝三把刀，彼此的夾角為1200,就能切削出正六邊形的工件來，利用改裝后的車床就可以加工多邊形的零件，就提高了效率。
裝刀的數(shù)量
車加工多邊形時裝刀數(shù)量等于多邊形的邊數(shù)與所選用的速比之商：Z=η/I
Z——裝刀數(shù)
η——多邊形數(shù)
I——速比
刀具的安裝
（1）加工正多邊形時，必須使刀具等分地安裝在刀盤內(nèi)，而且伸出的刀尖要在同一圓上，（以刀盤軸心為圓心）
如現(xiàn)加工一正八邊形，則應(yīng)用四把刀
（2）如已知多邊形內(nèi)角，求刀具間夾角，Φ刀可角下進(jìn)公式計算。
ψ=I*θ=I*(180-α)
ψ——刀具間夾角
θ ——多邊形兩鄰邊的夾角
i——速比
α ——多邊形內(nèi)角
加工非正多邊形工件的有關(guān)問題
加工非正多邊形時，相鄰兩把刀具之間伸出刀盤外長度的差值等于兩條鄰邊與其對邊的距離差值的一半。
X=(h1-h2)/2
X——相鄰兩把刀具之間長度的差值
h1——多邊形一組對邊的距離（mm）
h2——多邊形另一組對邊的距離（mm）
在加工過程中，刀具是作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的，所以對刀具的幾何形狀，材料有一定的要求。
刀具的幾何形狀如圖所以刀片用YT15、刀桿用45鋼，刀盤上安裝兩把刀時，必須刀頭在同一圓同線上，把刀具的刀尖沿底面a和測面b的兩個尺寸均要相同，刀具和工件是作相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的，后面比一般車刀稍大一些，切削力和切削速度和車床差不多，可按車刀的選用。
此機(jī)床能加工出許多形狀的多邊形對轉(zhuǎn)速的要求邊不一定相同，現(xiàn)列表如下：
二、對主軸箱結(jié)構(gòu)及有關(guān)部件的了解
結(jié)合主傳動系統(tǒng)圖，主軸箱的功用是支承主軸和傳動具旋轉(zhuǎn)，并使其實(shí)現(xiàn)起動、停止、變速和換間等。
主軸箱中通常包括含有主軸及其軸承，傳動機(jī)構(gòu)，起動，停止及換向裝置，制動裝置，操縱機(jī)構(gòu)和潤滑裝置等。
1、傳動機(jī)構(gòu)
主軸箱中的傳動機(jī)構(gòu)包括定比傳動機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)兩部分，定比傳動機(jī)構(gòu)采用固定齒輪傳動副，傳遞運(yùn)動和動力。變速機(jī)構(gòu)采用滑移齒輪劑，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，傳動效率高，傳動比準(zhǔn)確，在斜齒輪變速部分采用離合器變速。
2、主軸及其軸承
主軸前端裝卡盤，以用于夾標(biāo)工件，并由其帶動旋轉(zhuǎn)，它的旋轉(zhuǎn)精度，剛度和抗振性等對工件的加工精度和表面粗糙度有直接影響，主軸及其軸承是主軸箱最重要的部分。
3、開停和換面裝置
CA6140臥式車床采用雙向多片式摩擦離合器結(jié)構(gòu)，控制主軸的開停和換面，它由結(jié)構(gòu)相同的左右的兩部分組成，左離合器傳動主軸正轉(zhuǎn)、右離合器傳動主軸反轉(zhuǎn)。
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