車床改裝成車削平面體的專用機(jī)床設(shè)計(jì)
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機(jī)床改裝設(shè)計(jì)
[摘要]:畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們完成三年教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)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(shí)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(duì)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(shí),增加我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新思維,掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序,規(guī)范和方法,使我們正確使用技術(shù)資料,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)手冊(cè),圖冊(cè)等工具書進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)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(jiǎn)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(jì)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(gè)想法已歸實(shí)現(xiàn),不過因?yàn)樗菍C(jī),從價(jià)格來說比較貴,從技術(shù)改造方面想是耗資的,同時(shí)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(dòng)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(duì)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(dòng)力源,傳動(dòng)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(jì)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(jì)時(shí)間,以及設(shè)計(jì)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(shí)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(gè)整臺(tái)機(jī)床,而且是單件生產(chǎn),根本就不劃算,同時(shí)沒有資金去買一臺(tái)價(jià)格昂貴的專用機(jī)床,至于機(jī)床的精度,只要保證改裝時(shí)所設(shè)計(jì)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(jì)改裝,進(jìn)給箱的設(shè)計(jì)。
溜板箱的設(shè)計(jì)改裝
2、對(duì)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(jiǎn)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(chǎng)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(duì)稱安裝而把車刀,加工時(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng)著成工件固定不動(dòng),而刀盤中心O1以工件的轉(zhuǎn)速繞工件中心反向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)刀盤還繞自己的中心O1以比工件快一倍的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),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(gè)軸線互相的橢圓具有長(zhǎng)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(shí)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(duì)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(shí)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(shí),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(jì)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(shí),相鄰兩把刀具之間伸出刀盤外長(zhǎng)度的差值等于兩條鄰邊與其對(duì)邊的距離差值的一半。
X=(h1-h2)/2
X——相鄰兩把刀具之間長(zhǎng)度的差值
h1——多邊形一組對(duì)邊的距離(mm)
h2——多邊形另一組對(duì)邊的距離(mm)
在加工過程中,刀具是作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的,所以對(duì)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(shí),必須刀頭在同一圓同線上,把刀具的刀尖沿底面a和測(cè)面b的兩個(gè)尺寸均要相同,刀具和工件是作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)速的要求邊不一定相同,現(xiàn)列表如下:
二、對(duì)主軸箱結(jié)構(gòu)及有關(guān)部件的了解
結(jié)合主傳動(dòng)系統(tǒng)圖,主軸箱的功用是支承主軸和傳動(dòng)具旋轉(zhuǎn),并使其實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、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(dòng)機(jī)構(gòu),起動(dòng),停止及換向裝置,制動(dòng)裝置,操縱機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑裝置等。
1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
主軸箱中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)兩部分,定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用固定齒輪傳動(dòng)副,傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。變速機(jī)構(gòu)采用滑移齒輪劑,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,傳動(dòng)效率高,傳動(dòng)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(dòng)旋轉(zhuǎn),它的旋轉(zhuǎn)精度,剛度和抗振性等對(duì)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(dòng)主軸正轉(zhuǎn)、右離合器傳動(dòng)主軸反轉(zhuǎn)。
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