车床改装成车削平面体的专用机床设计
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机床改装设计
[摘要]：毕业设计是我们完成三年教学计划的最后一个极为重要的实践性的环节，是使我们综合运用所学过的基本原理，理论，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练，这对我们即将从事工作和未来事业的开拓具有一定的意义，它培养我们综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学过的知识，增加我们树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序，规范和方法，使我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书进行设计计算，培养我们进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人向工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。
一、课题简介
课题名称：车床改装成车削平面体的专用机床
1、改装设计的目的
加工多边形的轴类工件一般的情况下采用铣、刨等加工方法，这些加工方法的精度虽高，但是它们的生产率却比较低，于是为了提高切削加工生产率，想了一种以车代铣，以车代刨的加工方法，然而这个想法已归实现，不过因为它是专机，从价格来说比较贵，从技术改造方面想是耗资的，同时又要考虑到加工的工进、愉进、快退以缓减当前车工的劳动强度，因为普通车床中CA6140车床在这些方面的功能都很齐全，对于多面体的成批量加工、铣床、刨床因生产率低而不适合，为了保证加工质量，提高生产率、降低加工成本，所以在CA6140车床的基础上进行改装。
改装即利用原有机床的动力源，传动链和支承元件，再加工某些专用部件或改变某些部件的尺寸链从而满足设计的要求。
把CA6140普通车床改装成本削多面体的专用机床，不管从经济领域，设计时间，以及设计产品的问世都是改装比较适合，因为改装机应酬时改装地方尽可能为少，从而减少需要重新加工的零件数目，满足技术改造的经济性、这种改装最适合于中小型厂家，因为没有能力去加工一个整台机床，而且是单件生产，根本就不划算，同时没有资金去买一台价格昂贵的专用机床，至于机床的精度，只要保证改装时所设计更换零件的精度、因为改装前CA6140机床的精度是可靠的，改装机床的宗指是保证机床功能的前提下尽可能少改，尽可能不改，了解改装后机床的加工原理以及改装机床的基本思路，并明确了我的任务：主轴箱的设计改装，进给箱的设计。
溜板箱的设计改装
2、对加工零件的说明
1） 被加工零件的直径d≤214mm的轴类棒料
2） 车削零件的材料广泛，参加工铸铁，碳钢合金钢等材料
3） 加工位置是轴类工件的外表面，工件定位夹紧方式同CA6140车床加工工件一样都是采用卡盘和尾座顶尖。
4） 以车代铣，刨加工方法效率高，而且加工方便简单，只是根据所需要加工零件，选定工件与刀盘之间的转速比，然后确定所需刀具数目及刀盘上分布的位置，一切就续后，加工多面体零件就像普通车床CA6140车外圆一样。
5） 这种车削出来的多面轴的加工平面因带圆弧，适用于精度要求不高的场合。
6） 加工零件的截面尺寸可任意，一般是正方形，正六边形等正边多形，还可以加工椭圆，腰鼓，平行四边形菱形等各种多边形零件。
2、车削多边形的原理
以车削正方形为例
在刀盘上对称安装而把车刀，加工时使刀盘转速比工件转速快一倍且两昔转向相同，那么刀具就能在工件外表面切削出近似的正方形来，如图所示，若把工件和刀具间的相对运动着成工件固定不动，而刀盘中心O1以工件的转速绕工件中心反向转动，同时刀盘还绕自己的中心O1以比工件快一倍的转速转动，那么刀盘上刀具的刀尖就在工件表面上形成椭圆轨迹，而把车刀的刀尖在工件表面上走出两个轴线互相的椭圆具有长轴为A+R，短轴为A-R，切削后的工件轴廊线就是由四段椭圆弧线所组成的近似正方形，当刀盘半径很大而刀尖商工件中心O较小时椭圆很扁，这四段弧线就变得十分平直，因而就接近正方形。
即：在保证（A-R）×2等于工件对边距离的前提下，R越大边越直，设边心距A-R=a，则应尽可能大，如果在刀盘上安装三把刀，彼此的夹角为1200,就能切削出正六边形的工件来，利用改装后的车床就可以加工多边形的零件，就提高了效率。
装刀的数量
车加工多边形时装刀数量等于多边形的边数与所选用的速比之商：Z=η/I
Z——装刀数
η——多边形数
I——速比
刀具的安装
（1）加工正多边形时，必须使刀具等分地安装在刀盘内，而且伸出的刀尖要在同一圆上，（以刀盘轴心为圆心）
如现加工一正八边形，则应用四把刀
（2）如已知多边形内角，求刀具间夹角，Φ刀可角下进公式计算。
ψ=I*θ=I*(180-α)
ψ——刀具间夹角
θ ——多边形两邻边的夹角
i——速比
α ——多边形内角
加工非正多边形工件的有关问题
加工非正多边形时，相邻两把刀具之间伸出刀盘外长度的差值等于两条邻边与其对边的距离差值的一半。
X=(h1-h2)/2
X——相邻两把刀具之间长度的差值
h1——多边形一组对边的距离（mm）
h2——多边形另一组对边的距离（mm）
在加工过程中，刀具是作旋转运动的，所以对刀具的几何形状，材料有一定的要求。
刀具的几何形状如图所以刀片用YT15、刀杆用45钢，刀盘上安装两把刀时，必须刀头在同一圆同线上，把刀具的刀尖沿底面a和测面b的两个尺寸均要相同，刀具和工件是作相对旋转运动的，后面比一般车刀稍大一些，切削力和切削速度和车床差不多，可按车刀的选用。
此机床能加工出许多形状的多边形对转速的要求边不一定相同，现列表如下：
二、对主轴箱结构及有关部件的了解
结合主传动系统图，主轴箱的功用是支承主轴和传动具旋转，并使其实现起动、停止、变速和换间等。
主轴箱中通常包括含有主轴及其轴承，传动机构，起动，停止及换向装置，制动装置，操纵机构和润滑装置等。
1、传动机构
主轴箱中的传动机构包括定比传动机构和变速机构两部分，定比传动机构采用固定齿轮传动副，传递运动和动力。变速机构采用滑移齿轮剂，结构简单紧凑，传动效率高，传动比准确，在斜齿轮变速部分采用离合器变速。
2、主轴及其轴承
主轴前端装卡盘，以用于夹标工件，并由其带动旋转，它的旋转精度，刚度和抗振性等对工件的加工精度和表面粗糙度有直接影响，主轴及其轴承是主轴箱最重要的部分。
3、开停和换面装置
CA6140卧式车床采用双向多片式摩擦离合器结构，控制主轴的开停和换面，它由结构相同的左右的两部分组成，左离合器传动主轴正转、右离合器传动主轴反转。
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