車床改裝成車削平面體的專用機(jī)床設(shè)計(jì)

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3 科技譯文 Modular machine tool profession present situation and development ponder [ABSTRACT] Present state and development direction of modular machine tool technology and equipment at home and abroad are summarized. Some concepts of the author are set forth。 Keywords: Modular machine Development thinking Technological innovation Our country joins after WTO, the manufacturing industry faces opportunity and challenge coexisting. The Modular machine tool profession enterprise at the right moment adjusts the strategy, adopted positively should to the strategy, appeared has produced! Sells two prosperous good tendencies, up to September, 2002, an Modular machine tool profession enterprise only Modular machine tool product item, the output has reached 800 according to incomplete statistics, the output value reaches 3 above the hundreds million, in 2001 the same ratio grew above 10%, moreover Modular machine tool profession industry increase in value! Product sales rate! Whole staff total wages! The exportation delivery value and so on the economic indicator has the varying degree growth, new product! The new technology goes to the yearly average to have the large scale enhancement, the obvious profession enterprise operation condition is good” 1 Modular machine-tool technical equip present situation and trend of development The Modular machine tool and from the generation is the collection mechanical and electrical in a body synthesis automatic high technique of manufacture and the complete craft equipment, Its characteristic is highly effective! High-grade! The economy is practical, thus is widely applied in the project machinery! Transportation! Energy! War industry! Light industry! Professions and so on electrical appliances. Our country tradition Modular machine tool and the Modular machine tool mainly use from the generation machine! Electricity! Gas! The hydraulic control, its processing object mainly produces the Modular machine tool processing connecting rod which the batch quite big major and medium flask body class and the axis class components (the recent years developed! The board and so on also occupies certain share), completes the drill hole! Broaching! Reams, processes each kind of thread! Bore! Surfacing and lug boss, in hole boring each kind of shape trough, as well as milling plane and formed surface and so on. he Modular machine tool classification is many, has the large-scale Modular machine tool and the small Modular machine tool, has one-sided! Two-sided! Three! Horizontal type! Vertical! Inclined type! Compound expression, but also has the multi-location rotation table model Modular machine tool and so on; Along with the technical unceasing progress, one kind of new Modular machine tool, the flexibility Modular machine tool more and more receives people's favor, it applies the multi-position headstock! May trade the headstock! The code retinue jig and the cutting tool automatic replacement, matches by programmable controller (PLC)!Numerical control (NC) and so on, Along with market competition aggravating and to product demand, high accuracy! High productivity! Flexibility! Multi-varieties! Short period! The numerical control engine bed and is attacking the traditional Modular machine tool profession from the generation, therefore the Modular machine tool equips the development mentality must be by increases the group bed processing precision! Modular machine tool flexibility! The Modular machine tool operational reliability gathers the engine bed technology the complete set for the main attack direction. At the same time, the enhancement technology application, enhances the Modular machine tool product numerical control rate; On the other hand further develops the new part, the multi-coordinates part, causes its modulation in particular! Flexibility, adaptation adjustable invariable! Multi-variety processing market demand. Super velocity and super elevation precision processing technical equip and compound! Multi-purpose! The multiple spindle control device and so on is welcome deeply. However more essential is the Modern Communication Technology in the engine bed equipment application, the information communication introduction causes the modern engine bed the automatic further to enhance, also has the quite big disparity in these aspect our country Modular machine tool equipment, therefore our country Modular machine tool technical equip high velocity! High accuracy! Flexibility! Modulation! Adjustable invariable! Random workable as well as the communication application will be the next development direction” 2 Modular machine tool profession development ponders in the recent two years although the Modular machine tool profession production and marketing presents the trend of escalation, but in the profession some enterprise similar existence debt management situation, the primary cause is the traditional Modular machine tool product can satisfy the user flexibility! High accuracy! The short period market demand, simultaneously Modular machine tool profession some enterprises have the modern management level to be low! The brain drain is serious! The achievements in scientific research cannot transform rapidly as flaws and so on productive forces. For this proposed suggested as follows: (1) enhancement modern management level, after China joins WTO, the urgent need enterprise raises the modern management level, further deepens the enterprise interior reform, establishes the perfect adaptation market economy the operational mechanism,/The establishment enterprise's science management system, achieves the centralization to be correct! Decentralization order! The authorization has the chapter! With the power having responsibility right intrinsic unification organic synthesis, is enhances the enterprise controlling force to have “must completely change the backward system, must set up the globalization management idea, sharpens the international market competitive ability, establishes the market rapid reaction mechanism, adapts the market demand which develops day by day” (2) urgently awaited to sharpen the enterprise innovation ability “enterprise's survival, the key lies in the product the vitality” to march into Electronic Age today, the traditional Modular machine tool already cannot meet the high speed development domestic and foreign market requirement, this request enterprise had to adapt the science and technology rapid development, established the technological innovation system, the advancement enterprise's technology advancement, accelerated to the flexibility! Numerical control! High accuracy! The short period direction develops, enhances the Modular machine tool applicable scope and the market coverage; Simultaneously implements the name brand strategy, the struggle creates the world brand, accelerates our country Modular machine tool development advancement, causes Our country Modular machine tool Profession Enterprise to be in an impregnable position in the world manufacture domain. In summary, the Modular machine tool profession must develop the technical attack attacking and capturing current profession enterprise technological development difficult problem; Two must strengthen and the overseas joint capital cooperation, the use and the study overseas vanguard technology, enhances the enterprise the modern management level and the technical level; Three must through to introduce technical the digestion absorption to carry on innovates again, develops own product “through ours endeavor, causes our country truly by to make the great nation to turn makes the powerful nation” 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 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(guò)因?yàn)樗菍C(jī)，從價(jià)格來(lái)說(shuō)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(wèn)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](méi)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(méi)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(shuō)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(lái)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。 車床改裝成車削平面體的專用機(jī)床設(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(guò)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(wèn)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(lái)事業(yè)的開(kāi)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(wèn)題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)過(guò)的知識(shí)，增加我們樹(shù)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(guò)因?yàn)樗菍C(jī)，從價(jià)格來(lái)說(shuō)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(wèn)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](méi)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(méi)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(shuō)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(lái)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(lái)，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(lái)，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(wèn)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(guò)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(kāi)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(kāi)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)。 4、制動(dòng)裝置 它的功用是在車床停車過(guò)程中克服主軸箱中各運(yùn)動(dòng)件的慣性，使主軸迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)以縮短輔助時(shí)間。 5、操縱機(jī)構(gòu) 它用于控制主軸起動(dòng)、停止、制動(dòng)、變速，換向，且采用集中操縱方式，方便操作，即用一個(gè)手把操作幾個(gè)傳動(dòng)體，控制幾個(gè)動(dòng)作。 6、潤(rùn)滑裝置 為了保證機(jī)床正常工作和減少零件磨損，對(duì)主軸箱中的軸承、齒輪、摩擦離合器等必須進(jìn)行良好的潤(rùn)滑。 主傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖 三、對(duì)主軸箱部分改裝情況的說(shuō)明 由于刀盤本身有轉(zhuǎn)速，而且較高，導(dǎo)致刀盤與主軸工件之間相對(duì)速度很大，于是依據(jù)傳動(dòng)比1:2、1:3將主軸轉(zhuǎn)速折算，使相對(duì)轉(zhuǎn)速與原CA6140基本一致，具體過(guò)程如下： 先進(jìn)行推證：如 主軸 刀盤 主軸 刀盤 100 1:2 200 33 67 100 1:3 300 25 75 其次認(rèn)識(shí)到：將原來(lái)轉(zhuǎn)速通過(guò)改變關(guān)鍵性齒輪齒數(shù)，從而降速。 1:2、1:3時(shí)，改裝后主軸轉(zhuǎn)速降低到原來(lái)的0.33倍，0.25倍，可見(jiàn)降速比較大，一切齒輪傳動(dòng)不能滿足這種要求，必須通過(guò)兩級(jí)齒輪傳動(dòng)，為此，將降速比0.72放到Ⅱ——Ⅲ軸間傳動(dòng)齒輪副中，將降速比。 0.33/0.72=0.458 0.25/0.72=0.347 分別放到Ⅲ—Ⅵ，Ⅴ—Ⅵ間的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪副中于是原配與改裝如下： 原 改 0.72 `Ⅱ/ Ⅲ 39/41 22/58 32/48 17/63 0.458 Ⅲ/Ⅳ 63/50 36/77 0.347 Ⅴ/Ⅵ 26/58 20/64 主軸箱裝配圖說(shuō)明 為保證主軸與刀盤之間嚴(yán)格傳動(dòng)比，所以刀盤的運(yùn)動(dòng)必須由主軸直接傳動(dòng)下來(lái)，也就是說(shuō)裝配圖中Ⅲ—Ⅷ—Ⅸ間直接傳動(dòng)，不經(jīng)過(guò)主軸，即說(shuō)兩者之間傳動(dòng)不是直接得到控制，這種情況在工進(jìn)中不適宜出現(xiàn)這種現(xiàn)象。 可是，在這里我們是改裝，在退刀反轉(zhuǎn)可用，而且倡議。 于是介于兩種情況，雖Ⅲ—Ⅷ—Ⅸ間傳動(dòng)一般不使用，但反轉(zhuǎn)退刀有余地，還是用上了，特此說(shuō)明。 主軸箱，因改裝而更換或再加工齒輪的幾何尺寸如下： 名稱 序號(hào) 模 數(shù) 壓力角 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒高 頂隙 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 標(biāo)準(zhǔn)中心距 齒寬 m α d ha hf h c da df db p s e a b 1 2.25 20° 72 2.25 2.8125 0.625 0.5625 76.5 66.375 67.658 7.065 3.5325 3.5325 90 12 2 108 112.5 102.375 101.487 3 38.25 42.75 32.625 35.943 90 16 4 141.75 146.25 136.125 133.2 5 3 20° 108 3 3.75 0.75 0.75 114 100.5 101.487 9.42 4.71 4.71 169.5 18 6 231 237 223.5 217.069 7 4 β= 10° 81.23 4 6 1 1 89.23 69.23 76.33 13.366 6.683 6.683 341.18 35 8 259.95 267.95 247.95 244.273 四、進(jìn)給箱改裝情況說(shuō)明 根據(jù)工作原理分析，在力求簡(jiǎn)單并且滿足使用要求的前提下，花鍵軸的運(yùn)動(dòng)必須由主軸及掛輪箱直接傳下去，不由光標(biāo)間接增強(qiáng)傳動(dòng)，而光杠可由花鍵軸傳蓋運(yùn)動(dòng)，所以要改裝及部件更換，標(biāo)V處齒輪因用不到而拿掉，還有拔叉杠桿也拿掉（包括控制齒輪離合器的拔叉杠桿）從而布局，操作簡(jiǎn)化，軸承及軸承一律不彎，仍為原配，固定齒輪1束為更換齒輪25×1.5，材料為40cr,齒輪離合器M3、M4、M5，均為固定齒合內(nèi)齒輪副，實(shí)現(xiàn)花鍵與主軸間的直接傳動(dòng)關(guān)系，齒輪2與齒輪3嚙合，齒輪油滑度改為用彈簧擋圓軸間固定，改動(dòng)后，光杠能得到8種轉(zhuǎn)速，它可由進(jìn)給箱手柄輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。 該手輪控制著撥動(dòng)滑齒輪用的四副杠桿，這四副杠桿一端連接，沒(méi)塊撥動(dòng)齒輪，另一端為圓柱銷，而四只圓柱銷均為分布，插入手輪內(nèi)側(cè)因周槽中，手輪園周槽，中有兩個(gè)直徑大于指寬的園孔，兩孔的位置相隔450，手輪推入后，手輪上的定位螺釘會(huì)嵌在定位槽內(nèi)，使手輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，手輪拉出時(shí)則可轉(zhuǎn)動(dòng)，八條定位槽均勻分布，因此手輪推入后，必有一個(gè)斜面和某一圓柱銷接觸，使它向內(nèi)或向外移動(dòng)，則杠桿擺動(dòng)控制某一滑齒輪進(jìn)行嚙合位置，其余三個(gè)圓柱銷仍在圓周槽中，使對(duì)應(yīng)齒輪處于中間不嚙合位置，從而實(shí)現(xiàn)8種轉(zhuǎn)速。 由于花鍵軸的運(yùn)動(dòng)不由光杠傳遞，相關(guān)操縱手柄拿掉，也部用工藝孔塞，防止當(dāng)局油及切屑進(jìn)行。 進(jìn)給箱更換具輪的幾何尺寸：Z=25 序號(hào) 名稱 符號(hào)公式 計(jì)算結(jié)果 1 模數(shù) ｍ 1.5 2 壓力角 α 20o 3 分度圓直徑 ｄ＝ｍｚ 37.5 4 齒頂高 ｈａ＝ｈａ﹡m 1.5 5 齒根高 hf=(ha﹡+c﹡)m 1.875 6 齒高 h=ha+hf 3.375 7 頂隙 c=c﹡m 0.375 8 齒頂圓直徑 da=d+2ha 40.5 9 齒根圓直徑 df=d-2hf 33.75 10 齒距 p=πm 4.71 11 齒厚 s=πm/2 2.36 12 齒槽寬 e=πm/2 2.36 13 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a=1/2(d1+d2) 61 14 齒寬 b=(6--12)m 12 五、齒輪校核 對(duì)象：主軸箱Ⅱ上，Z1=17，Ⅲ軸上Z2=63 材料：Z1—40cr，Z2—45；均調(diào)質(zhì) 精度等級(jí)為：T級(jí)精度JB179-83 齒數(shù)比：μ= Z2/ Z1=63/17=3.71 1、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) d1t≥√2kt1/4d×[(μ+1)/μ]×[ZE×ZH×Zε×/[б]H]2±≠mm 1）確定計(jì)算參數(shù) n=1450×(130/230)×(51/43)=972r/min p=7.5×0.96×0.994=6.92kw t=9.55×106(p/n)=9.55×106×(6.92/972)=6.8×104N.mm 按齒數(shù)Z1=17，Z2=63 查為 εα1=0.748 εα2=0.819α 則εα=εα1+εα2=1.567 因此直齒輪εβ=0，故εv=εα=1.567 查得Kα=1.02 KA=1.0 4d=1 Kβ=1.16 Kvt=1.1 ZH=2.5 ZE=189.8(Mpa)1/2 бHlim1=900Mpa бHlim=560Mpa 2、計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60n1v.tn=60×972×1×(10×300×8)=1.4×109次 N2= N1/μ=1.4×109/3.71=3.77×108次 ZH1=1 ZH2=1.05 取SH=1 Zw=1 許用接觸應(yīng)力 [б]H1=бHlim1×ZH1×Zw/SH=900×1×1/1=900Mpa [б]H1=бHlim2×ZH2×Zw/SH=560×1×1.05/1=588Mpa 取小值代入[б]H1，查得Zε=0.88 2、計(jì)算d1t≥3√(2KT1/4d)×[(u+1)/u]×(ZE×ZH×Zε/[б]H)2}1/2 =3√2×(1.0×1.02×1.16×1.1)×6.8×104×4.71/(1×3.71)×(189.8×2.5×0.88/588) 2] =40mm 圓周速度V=πd1n1/(60×1000)=π×40×972/(60×1000)=2.29m/s VZ1/100=0.389 查表Kv=1.01與Kvt=1.1 相差較大，修正 d1=3√Kv/Kvt)×d1t=3√1.01/1.1 ×40=38mm m= d1/ Z1=38/17=2.235 取標(biāo)準(zhǔn)值 m=2.25 d1=mZ=38.25mm d2=141.75 b=16mm 3、校核齒數(shù)彎曲疲勞強(qiáng)度 бF=2KT1/bd1m×YFa×Ysa×Yε∈×[б]F 查圖Yfa1=2.96 Yfa2=2.28 Yδa1=1.52 Yδsa2=1.73 [б]F=бHlim×YN×Yx/δF 因M=2.25<5，取δF=1，Yб=1 查圖，бHlim1=720Mpa， бHlim2=430Mpa YH1=1.0 YH2=1.0 ∴[б]F1=720Mpa [б]F2=430Mpa 比較 Yfa1×Yδa1/[б]F1=2.96×1.52/720=0.0062 Yfa2×Yδa2/[б]F2=2.28×1.73/430=0.0092 大齒輪弱，按大齒輪校核彎曲疲勞強(qiáng)度查得Yε=0.72 бF2=2KT1/bd1m×Yfa2×Yδa2×Yε =2×1×1.01×1.16×1.02×6.8×104/(16×38.25×2.25×2.28×1.73×0.72) =335.195Mpa<[б]F2=430Mpa ∴彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 運(yùn)用類比法，初估所更換的齒輪均能滿足需求。 六、溜板箱的改裝設(shè)計(jì) 改裝設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是將主軸箱傳到進(jìn)給的動(dòng)力傳到大拖板上面去，使中拖板上面刀盤箱得到動(dòng)力，使其刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并對(duì)金屬材料進(jìn)行切削。 方法一： 將溜板箱在一定程度上從新設(shè)計(jì)，再進(jìn)行鑄造等加工，從而使間隙增大。 方法二： 就是將花鍵軸，光杠溜板等一齊向，后離一定距離，即就是把光杠，花鍵軸等兩端離床身墊厚，這樣就能增大導(dǎo)軌與溜板箱后壁的間隙（靠近工人工作時(shí)站的那一面即為溜板箱的前壁） 如果用第一種方法就要重新設(shè)計(jì)溜板箱，鑄造、加工，不合適，如果用第二種方法雖然溜板不需從新設(shè)計(jì)，這樣結(jié)構(gòu)尺寸就要改，又要重新設(shè)計(jì)，不管用哪一種方法都不是小改，這樣改裝耗資太大，經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)想出了第三種方法。 這種方案是在上面的一個(gè)方案即第二個(gè)方案的基礎(chǔ)經(jīng)過(guò)改動(dòng)而得到的，同樣分開(kāi)傳動(dòng)，光杠帶動(dòng)溜板箱來(lái)實(shí)現(xiàn)車床的工進(jìn)等功能，至于車床的快進(jìn)仍然，由快速電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而花鍵軸自行設(shè)計(jì)并安裝在原CA6140車床帶動(dòng)溜板箱的絲杠位置，并是通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力向上傳遞，只是不同的是從花鍵軸向上傳遞，就與方案二在結(jié)構(gòu)上有所不同了。 為了克服方案二的結(jié)構(gòu)安排不合理，結(jié)構(gòu)尺寸而受到床身的導(dǎo)軌以及受到溜板箱壁在空間結(jié)構(gòu)限制，通過(guò)溜板箱內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了充分的了解，發(fā)現(xiàn)溜板箱內(nèi)部有一塊空間設(shè)有零件，如果把這空間用上去就好了，于是便開(kāi)始設(shè)計(jì)。 為了使花健軸上的動(dòng)力傳到溜板箱內(nèi)，我想到了用一個(gè)軸來(lái)傳遞動(dòng)力并且傳到溜板箱內(nèi)，這樣就必須要這根軸與花鍵軸的兩軸線在空間垂直，例如：蝸輪蝸桿傳動(dòng)，螺旋齒輪傳動(dòng)。因?yàn)槁菪X輪嚙合它的兩軸可以在空間垂直交錯(cuò)，根據(jù)這一特點(diǎn)所采用螺旋齒輪，在溜板箱中發(fā)現(xiàn)一根軸是固定在箱體上而不旋轉(zhuǎn)，在它上面裝一個(gè)空套齒輪，在加上一個(gè)固定的直齒齒輪，這兩個(gè)直齒輪可以嚙合，并且可以把力傳上去。 兩根軸的位置，就是向中拖板絲杠傳遞運(yùn)動(dòng)裝空套齒輪的那根中間軸，為了再上傳，由于中拖板板相對(duì)于溜板是不移動(dòng)的，所以在中板的絲杠上安裝一個(gè)空套齒輪并且與中間那個(gè)設(shè)計(jì)安裝的空套齒輪嚙合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不需要對(duì)所改裝的結(jié)構(gòu)尺寸作過(guò)多的校核計(jì)算，不經(jīng)計(jì)算就開(kāi)始了對(duì)機(jī)床的改裝方案設(shè)計(jì)。 對(duì)方案三的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：經(jīng)改過(guò)后機(jī)床溜板箱的功用是：將光杠傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)刀盤模向和縱向進(jìn)給，控制刀盤縱橫向運(yùn)動(dòng)的接通、斷開(kāi)、和換、機(jī)床過(guò)載時(shí)控制刀盤自動(dòng)停止，縱、橫間進(jìn)給，手動(dòng)操縱刀盤縱、橫向自動(dòng)停止進(jìn)給，刀盤移動(dòng)和實(shí)現(xiàn)縱橫向快速或快退移動(dòng)等，以及花鍵軸（原絲杠位置）傳遞動(dòng)力給刀盤，使刀盤旋轉(zhuǎn)并切削工件。 只要在原CA6140車床溜板箱拆除部分機(jī)構(gòu)或零件再設(shè)計(jì)安裝部分結(jié)構(gòu)零件即就是我們所需改裝后的溜板箱。 原溜板箱的部分機(jī)構(gòu)或零件的拆除。 車床改裝后，刀具再不是固定不動(dòng)，而是刀具安裝在刀盤上并隨刀盤作快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 溜板箱這一部分，主要將進(jìn)給內(nèi)的傳動(dòng)力傳到溜板上面去，現(xiàn)在用一個(gè)民鍵軸來(lái)代替絲杠傳動(dòng)進(jìn)給箱傳過(guò)一的動(dòng)力，由于絲杠作用是與開(kāi)合螺母嚙合帶動(dòng)力架作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，它是加工螺絲時(shí)才用的，不需要，所以把絲杠拆除換成設(shè)計(jì)的花鍵軸，同時(shí)一起拆除開(kāi)合螺母等一些與此有關(guān)的零件，互鎖機(jī)構(gòu)作用是如因操作錯(cuò)誤同時(shí)將絲杠傳動(dòng)和縱、橫間機(jī)動(dòng)進(jìn)給（或快速運(yùn)動(dòng)）接通則將損壞機(jī)床，為了防止發(fā)生上述事故，溜板箱中沒(méi)有互鎖機(jī)構(gòu)，以保證開(kāi)合螺母合上時(shí)，機(jī)動(dòng)進(jìn)給不能接通，反之，機(jī)動(dòng)進(jìn)給接通的，開(kāi)合螺母不能合上，現(xiàn)在絲杠與開(kāi)合螺母機(jī)構(gòu)均以拆除，所以現(xiàn)在互鎖機(jī)構(gòu)并不起作用，同時(shí)也一并互鎖機(jī)構(gòu)拆除。 原車床除了以上所 兩個(gè)機(jī)構(gòu)外，還有將光杠的運(yùn)動(dòng)傳至傳向齒輪條和橫向進(jìn)給絲杠的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，接通，斷開(kāi)和轉(zhuǎn)換縱橫進(jìn)給的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，保證機(jī)床工作安全的過(guò)載保險(xiǎn)裝置，控制刀架運(yùn)動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)，此外，還有改變，縱橫機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的換向機(jī)構(gòu)，以及快速空行程傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等，這些機(jī)構(gòu)在機(jī)床改裝后仍需用到，而且不可缺少，所以，除了開(kāi)合螺母機(jī)構(gòu)和互鎖機(jī)構(gòu)拆除外其它一切機(jī)構(gòu)都不變動(dòng)，至于溜板箱內(nèi)的安全離合器是過(guò)載保護(hù)裝置是防止過(guò)載和偶然發(fā)生事故時(shí)損壞機(jī)床的機(jī)構(gòu)，這一裝置是不可缺少的，除了溜板箱一些要拆除的機(jī)構(gòu)或零件，其余原樣不動(dòng)。 溜板箱部分零件的設(shè)計(jì)再加工：至于整個(gè)結(jié)構(gòu)的擺布以及零件的形狀詳見(jiàn)裝配圖，在這里只作在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各零件的說(shuō)明。 要使動(dòng)力能夠從進(jìn)給箱中傳出來(lái)，就必須要有一根軸把動(dòng)力傳出來(lái)，要使它繼續(xù)向上傳動(dòng)，這樣就在這根軸裝一個(gè)齒輪，由于齒輪跟溜板箱一樣是可以縱向移動(dòng)的，所以我把這根軸設(shè)計(jì)成花鍵軸，而裝在這上面的齒輪中心孔做成內(nèi)花鍵，這樣齒輪既可以在傳遞動(dòng)力時(shí)候又可以在軸上移動(dòng)。 花鍵軸的直徑大小與絲紅的直徑大小一樣，特別是花鍵軸的尺寸大小與結(jié)構(gòu)絲杠兩端尺寸和結(jié)構(gòu)一樣，因?yàn)檫@樣可以象絲杠一樣直接安裝在床身兩端。由于絲杠較長(zhǎng)，花鍵軸跟絲杠是一樣長(zhǎng)短，所以軸的剛性就差，同時(shí)花鍵軸還要傳動(dòng)力，所以剛性就顯得更差，為了提高軸的剛性，在溜板箱后箱壁設(shè)計(jì)安裝一個(gè)箱體。箱體壁上加了一對(duì)通孔使花鍵軸竄過(guò)這一對(duì)通孔，并且在兩孔內(nèi)安裝兩個(gè)軸承，這兩軸承對(duì)花鍵軸起支承作用，從而增加花鍵軸的剛性，由于軸承相對(duì)于軸有移動(dòng)，所以軸上設(shè)計(jì)一個(gè)軸套，軸套肉孔是加工的內(nèi)花鍵孔，軸承內(nèi)孔套在軸套的外徑上，這樣軸承就可以在花鍵軸來(lái)回滑動(dòng)。 由于尺寸結(jié)構(gòu)的限制，軸承盡量要先用大徑小的軸承，查資料可知，滾針軸承在內(nèi)徑相同時(shí)，大徑相對(duì)較小所以選用滾針軸承來(lái)支承共鍵軸，兩滾針軸承的內(nèi)徑與花鍵軸軸套相配合，齒輪的軸向定位是由兩軸套的兩端定位。 由于動(dòng)力要傳到溜板箱內(nèi)部，所以要設(shè)計(jì)一根軸與長(zhǎng)鍵軸垂直交錯(cuò)，并用一對(duì)螺旋齒輪嚙合來(lái)傳遞功率，因?yàn)辇X輪是螺旋齒輪，在傳動(dòng)不僅產(chǎn)生徑向力同時(shí)還產(chǎn)生軸向力，一開(kāi)始設(shè)計(jì)的是在兩滾針軸承外端裝兩個(gè)軸承蓋，讓花鍵軸上軸套一端頂住軸承蓋的一面，使軸套在箱體中作軸向定位，能夠軸上滑移，另外螺旋齒輪產(chǎn)生的軸向力也作用在軸套上并傳到軸承蓋上，因?yàn)闈L針軸承只承受經(jīng)向力而不承受同向力，后來(lái)發(fā)現(xiàn)軸套是旋轉(zhuǎn)的，而軸承蓋則是固定不動(dòng)的，并且兩者之間又作用著螺旋齒輪所產(chǎn)生的軸向力，因此產(chǎn)生的摩擦力大，那樣所消耗的功率就大，這一發(fā)現(xiàn)不得不對(duì)這段的結(jié)構(gòu)作適當(dāng)改變。 結(jié)構(gòu)的改變：把軸承與軸承蓋接觸的地方加大間隙，使軸套的軸端與軸承蓋不發(fā)生摩擦，由于螺旋齒輪運(yùn)程時(shí)要產(chǎn)生軸向力，而滾針軸承不承受軸向力，這樣就必須再增加一對(duì)能夠承受軸向力的軸承，來(lái)承受螺旋齒輪產(chǎn)生的軸向力，經(jīng)查資料決定選用推力球軸承，它只隨軸向力這樣滾針軸承相配合使用，就可以同時(shí)承受軸向力和徑向力的作用，在箱內(nèi)壁兩邊分別要裝一個(gè)推力球軸承，它的軸向定位一端由所設(shè)計(jì)的箱體內(nèi)壁定位一端用彈性擋圈定位，彈性擋圈安在軸套上，這樣齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的軸向力傳到軸套，再由軸套傳到只承軸向力的推力球軸承上。 花鍵軸上螺旋齒輪嚙合的那個(gè)螺旋齒輪所在軸，是與花鍵軸垂直交錯(cuò)的，由于溜板箱壁與床身的空間結(jié)構(gòu)尺寸的限制，安裝螺旋齒輪的一端是懸臂的，只有另一端有軸承支承，而這根軸的另一端安裝的一個(gè)向上傳動(dòng)的齒輪邊由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制，也只能跟右端軸上螺旋齒輪一樣也是一端支承，一端懸臂，這時(shí)，兩齒之間就必須安裝兩個(gè)軸承兩支承由于有一個(gè)齒輪是螺旋齒輪嚙合，所以會(huì)產(chǎn)生軸向力。 這樣選用安裝的兩軸承就能承受軸向力，只有圓錐滾小軸承既能承受經(jīng)向力和軸后力，由于溜板體的壁不夠厚，不能同時(shí)安裝兩個(gè)圓錐滾小軸承，為了可以裝兩個(gè)圓錐滾小軸承，在小箱體上增加一塊相當(dāng)一個(gè)肋板并加了一個(gè)孔與在溜板箱后壁加工的孔一樣大小，好讓在反溜板箱壁安裝一個(gè)圓錐滾小軸承而設(shè)計(jì)的小塊突出一個(gè)圓錐滾小軸承，這樣兩圓錐軸承正裝并且靠在一起來(lái)支承兩懸壁的齒輪。 齒輪的軸向定位： 兩軸承的軸向定位都是由一端用軸套定位一端用墊圈和彈性擋圈定位，至于兩軸承的周向定位都是通過(guò)平鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而兩軸承的軸向間隙則是通過(guò)軸承蓋與溜板箱內(nèi)壁之間的墊片來(lái)調(diào)整軸向間隙。 由于溜板箱內(nèi)結(jié)構(gòu)零件的限制，從懸臂的那個(gè)直齒齒輪再向上傳動(dòng)，不能再安裝一根可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，傳遞功率，只能在箱體內(nèi)找一根原來(lái)就存在一根軸來(lái)傳遞功率，由結(jié)構(gòu)可以看出在向中拖板上的絲杠傳遞運(yùn)動(dòng)且安裝空套齒輪的那根中間軸，也剛好安裝一個(gè)空套齒輪，與直齒齒輪相嚙合。 因?yàn)檫@個(gè)空套齒輪的轉(zhuǎn)速較高為了減小摩擦，在原來(lái)空套齒輪原有的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，把中間軸的潤(rùn)滑油孔打深點(diǎn)，這樣就可以設(shè)計(jì)的空套齒輪與原來(lái)中間軸上的空套齒輪一樣得到潤(rùn)滑，來(lái)減小滑動(dòng)摩擦。 為了使功率傳到中拖板的上面去，經(jīng)考慮利用中拖板的絲杠，在上面裝一個(gè)空套齒輪，與中間軸上的直徑相對(duì)來(lái)說(shuō)要大，這樣功率就可以通過(guò)各級(jí)傳動(dòng)齒輪一直傳到中拖板的上面。 設(shè)計(jì)到這里，我的設(shè)計(jì)告一段落，在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)許多的錯(cuò)誤經(jīng)老師的指導(dǎo)后更正。設(shè)計(jì)還有許多不足,希望各位老師指正。 體 會(huì) 一個(gè)半月的時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，經(jīng)過(guò)這一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深刻體會(huì)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的艱難，在這次設(shè)計(jì)中，有我們平時(shí)在課堂上學(xué)不到的東西，實(shí)踐與理論的互助的認(rèn)識(shí)。 對(duì)初步設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)床，出現(xiàn)了錯(cuò)誤，甚至是原則性的錯(cuò)誤是有可能的，因?yàn)槲覀兊脑O(shè)計(jì)思想，原理，原則性的認(rèn)識(shí)，見(jiàn)識(shí)還沒(méi)有累積到無(wú)泄可擊的地步。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，被老師指正過(guò)來(lái)，在這段時(shí)間過(guò)程中，收獲不少對(duì)設(shè)計(jì)又有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。  參考文獻(xiàn) 1、張文寬 《怎樣擴(kuò)大車床的應(yīng)用》 機(jī)械工業(yè)出版社 2、史貴權(quán) 《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 哈爾濱兵器工業(yè)職工大學(xué) 1984 3、《常見(jiàn)機(jī)構(gòu)的原理及應(yīng)用》編導(dǎo)組編 《常見(jiàn)機(jī)構(gòu)的原理及應(yīng)用》 機(jī)械工業(yè)出版社 1977 4、吳宗澤 《機(jī)械零件》 中央廣播電視大學(xué)出版社 1994 15