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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” 組合機床行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展思考 摘要： 我國組合機床技術(shù)裝備的現(xiàn)狀和行業(yè)的發(fā)展，并提出了本人的一些觀點 關(guān)鍵詞：組合機床 發(fā)展思路 技術(shù)創(chuàng)新 我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存。組合機床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2002年9月份，組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床產(chǎn)品一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達800余臺，產(chǎn)值達3個億以上，較2001年同比增長了10%以上，另外組合機床行業(yè)工業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交貨值等經(jīng)濟指標均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好” 1 組合機床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 組合機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備,它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè).我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額)，完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等.組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機床等;隨著技術(shù)的不斷進步，一種新型的組合機床，柔性組合機床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱!可換主軸箱!編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器(PLC) 、數(shù)字控制(NC)等，隨著市場競爭的加劇和對產(chǎn)品需求的，高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控機床及其自動線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機床行業(yè)，因此組合機床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性合機床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機床產(chǎn)品數(shù)控化率;另一方面進一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進使得現(xiàn)代機床的自動化程度進一步提高，在這些方面我國組合機床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此我國組合機床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向” 2 組合機床行業(yè)的發(fā)展思考 近兩年雖然組合機床行業(yè)產(chǎn)銷呈現(xiàn)上升趨勢，但行業(yè)內(nèi)一些企業(yè)同樣存在負債經(jīng)營的情況，主要原因是傳統(tǒng)的組合機床產(chǎn)品不能滿足用戶柔性化、高精度、短周期的市場需求，同時組合機床行業(yè)一些企業(yè)存在現(xiàn)代化管理水平低、人才流失嚴重、科研成果不能迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力等缺陷。為此提出如下建議： (1) 提高現(xiàn)代化管理水平，中國加入WTO后，迫切要求企業(yè)提高現(xiàn)代化管理水平，進一步深化企業(yè)內(nèi)部改革，建立健全適應(yīng)市場經(jīng)濟的運行機制，建立企業(yè)的科學(xué)的管理體制，做到集權(quán)有道、分權(quán)有序、授權(quán)有章、用權(quán)有度的責(zé)權(quán)利內(nèi)在統(tǒng)一的有機結(jié)合，是提高企業(yè)控制力所必須的“要徹底改變落后的體制，必須樹立全球化經(jīng)營理念，提高國際市場競爭能力，建立市場快速反應(yīng)機制，以適應(yīng)日趨發(fā)展的市場需求” (2) 亟待提高企業(yè)創(chuàng)新能力“企業(yè)的生存，關(guān)鍵在于產(chǎn)品的生命力”已步入電子時代的今天，傳統(tǒng)的組合機床已經(jīng)不能適應(yīng)高速發(fā)展的國內(nèi)外市場需要，這就要求企業(yè)必須適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，建立技術(shù)創(chuàng)新體系，推進企業(yè)的技術(shù)進步，加速向柔性化、數(shù)控化、高精度、短周期方向發(fā)展，提高組合機床適用范圍和市場覆蓋面;同時實施名牌戰(zhàn)略，爭創(chuàng)世界品牌，加速我國組合機床的發(fā)展進程，使我國組合機床行業(yè)企業(yè)在世界制造領(lǐng)域里立于不敗之地。 綜上所述，組合機床行業(yè)要開展科技攻關(guān)攻克當(dāng)前行業(yè)企業(yè)技術(shù)發(fā)展上的難題;二要加強與國外的合資合作，利用和學(xué)習(xí)國外的先進技術(shù)，提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平和技術(shù)水平;三要通過對引進技術(shù)的消化吸收進行再創(chuàng)新，發(fā)展自己的產(chǎn)品“通過我們的努力，使我國真 正由制造大國變成制造強國”。 課題簡介 課題名稱：車床改裝成車削平面體的專用機床 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現(xiàn)，不過因為它是專機，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、愉進、快退以緩減當(dāng)前車工的勞動強度，因為普通車床中CA6140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)上進行改裝。 改裝即利用原有機床的動力源，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床，不管從經(jīng)濟領(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，因為改裝機應(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)濟性、這種改裝最適合于中小型廠家，因為沒有能力去加工一個整臺機床，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床，至于機床的精度，只要保證改裝時所設(shè)計更換零件的精度、因為改裝前CA6140機床的精度是可靠的，改裝機床的宗指是保證機床功能的前提下盡可能少改，盡可能不改，了解改裝后機床的加工原理以及改裝機床的基本思路，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。 車床改裝成車削平面體的專用機床設(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踐性的環(huán)節(jié)，是使我們綜合運用所學(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，國家標準，有關(guān)手冊，圖冊等工具書進行設(shè)計計算，培養(yǎng)我們進行調(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現(xiàn)，不過因為它是專機，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、愉進、快退以緩減當(dāng)前車工的勞動強度，因為普通車床中CA6140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)上進行改裝。 改裝即利用原有機床的動力源，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床，不管從經(jīng)濟領(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，因為改裝機應(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)濟性、這種改裝最適合于中小型廠家，因為沒有能力去加工一個整臺機床，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床，至于機床的精度，只要保證改裝時所設(shè)計更換零件的精度、因為改裝前CA6140機床的精度是可靠的，改裝機床的宗指是保證機床功能的前提下盡可能少改，盡可能不改，了解改裝后機床的加工原理以及改裝機床的基本思路，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，傳動機構(gòu)，起動，停止及換向裝置，制動裝置，操縱機構(gòu)和潤滑裝置等。 1、傳動機構(gòu) 主軸箱中的傳動機構(gòu)包括定比傳動機構(gòu)和變速機構(gòu)兩部分，定比傳動機構(gòu)采用固定齒輪傳動副，傳遞運動和動力。變速機構(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)。 4、制動裝置 它的功用是在車床停車過程中克服主軸箱中各運動件的慣性，使主軸迅速停止轉(zhuǎn)動以縮短輔助時間。 5、操縱機構(gòu) 它用于控制主軸起動、停止、制動、變速，換向，且采用集中操縱方式，方便操作，即用一個手把操作幾個傳動體，控制幾個動作。 6、潤滑裝置 為了保證機床正常工作和減少零件磨損，對主軸箱中的軸承、齒輪、摩擦離合器等必須進行良好的潤滑。 主傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖 三、對主軸箱部分改裝情況的說明 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速度很大，于是依據(jù)傳動比1:2、1:3將主軸轉(zhuǎn)速折算，使相對轉(zhuǎn)速與原CA6140基本一致，具體過程如下： 先進行推證：如 主軸 刀盤 主軸 刀盤 100 1:2 200 33 67 100 1:3 300 25 75 其次認識到：將原來轉(zhuǎn)速通過改變關(guān)鍵性齒輪齒數(shù)，從而降速。 1:2、1:3時，改裝后主軸轉(zhuǎn)速降低到原來的0.33倍，0.25倍，可見降速比較大，一切齒輪傳動不能滿足這種要求，必須通過兩級齒輪傳動，為此，將降速比0.72放到Ⅱ——Ⅲ軸間傳動齒輪副中，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 主軸箱裝配圖說明 為保證主軸與刀盤之間嚴格傳動比，所以刀盤的運動必須由主軸直接傳動下來，也就是說裝配圖中Ⅲ—Ⅷ—Ⅸ間直接傳動，不經(jīng)過主軸，即說兩者之間傳動不是直接得到控制，這種情況在工進中不適宜出現(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間傳動一般不使用，但反轉(zhuǎn)退刀有余地，還是用上了，特此說明。 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 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 標準中心距 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、進給箱改裝情況說明 根據(jù)工作原理分析，在力求簡單并且滿足使用要求的前提下，花鍵軸的運動必須由主軸及掛輪箱直接傳下去，不由光標間接增強傳動，而光杠可由花鍵軸傳蓋運動，所以要改裝及部件更換，標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，實現(xiàn)花鍵與主軸間的直接傳動關(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，改動后，光杠能得到8種轉(zhuǎn)速，它可由進給箱手柄輪來實現(xiàn)。 該手輪控制著撥動滑齒輪用的四副杠桿，這四副杠桿一端連接，沒塊撥動齒輪，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嵌在定位槽內(nèi)，使手輪不能轉(zhuǎn)動，手輪拉出時則可轉(zhuǎn)動，八條定位槽均勻分布，因此手輪推入后，必有一個斜面和某一圓柱銷接觸，使它向內(nèi)或向外移動，則杠桿擺動控制某一滑齒輪進行嚙合位置，其余三個圓柱銷仍在圓周槽中，使對應(yīng)齒輪處于中間不嚙合位置，從而實現(xiàn)8種轉(zhuǎn)速。 由于花鍵軸的運動不由光杠傳遞，相關(guān)操縱手柄拿掉，也部用工藝孔塞，防止當(dāng)局油及切屑進行。 進給箱更換具輪的幾何尺寸：Z=25 序號 名稱 符號公式 計算結(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 標準中心距 a=1/2(d1+d2) 61 14 齒寬 b=(6--12)m 12 五、齒輪校核 對象：主軸箱Ⅱ上，Z1=17，Ⅲ軸上Z2=63 材料：Z1—40cr，Z2—45；均調(diào)質(zhì) 精度等級為：T級精度JB179-83 齒數(shù)比：μ= Z2/ Z1=63/17=3.71 1、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 d1t≥√2kt1/4d×[(μ+1)/μ]×[ZE×ZH×Zε×/[б]H]2±≠mm 1）確定計算參數(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 取標準值 m=2.25 d1=mZ=38.25mm d2=141.75 b=16mm 3、校核齒數(shù)彎曲疲勞強度 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 ∴彎曲疲勞強度足夠 運用類比法，初估所更換的齒輪均能滿足需求。 六、溜板箱的改裝設(shè)計 改裝設(shè)計的主要任務(wù)是將主軸箱傳到進給的動力傳到大拖板上面去，使中拖板上面刀盤箱得到動力，使其刀具轉(zhuǎn)動并對金屬材料進行切削。 方法一： 將溜板箱在一定程度上從新設(shè)計，再進行鑄造等加工，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，這樣結(jié)構(gòu)尺寸就要改，又要重新設(shè)計，不管用哪一種方法都不是小改，這樣改裝耗資太大，經(jīng)過老師的指導(dǎo)想出了第三種方法。 這種方案是在上面的一個方案即第二個方案的基礎(chǔ)經(jīng)過改動而得到的，同樣分開傳動，光杠帶動溜板箱來實現(xiàn)車床的工進等功能，至于車床的快進仍然，由快速電動機來實現(xiàn)的，而花鍵軸自行設(shè)計并安裝在原CA6140車床帶動溜板箱的絲杠位置，并是通過它來實現(xiàn)動力向上傳遞，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，通過溜板箱內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)進行了充分的了解，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，于是便開始設(shè)計。 為了使花健軸上的動力傳到溜板箱內(nèi)，我想到了用一個軸來傳遞動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，螺旋齒輪傳動。因為螺旋齒輪嚙合它的兩軸可以在空間垂直交錯，根據(jù)這一特點所采用螺旋齒輪，在溜板箱中發(fā)現(xiàn)一根軸是固定在箱體上而不旋轉(zhuǎn)，在它上面裝一個空套齒輪，在加上一個固定的直齒齒輪，這兩個直齒輪可以嚙合，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動裝空套齒輪的那根中間軸，為了再上傳，由于中拖板板相對于溜板是不移動的，所以在中板的絲杠上安裝一個空套齒輪并且與中間那個設(shè)計安裝的空套齒輪嚙合結(jié)構(gòu)設(shè)計，不需要對所改裝的結(jié)構(gòu)尺寸作過多的校核計算，不經(jīng)計算就開始了對機床的改裝方案設(shè)計。 對方案三的結(jié)構(gòu)設(shè)計：經(jīng)改過后機床溜板箱的功用是：將光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動并帶動刀盤模向和縱向進給，控制刀盤縱橫向運動的接通、斷開、和換、機床過載時控制刀盤自動停止，縱、橫間進給，手動操縱刀盤縱、橫向自動停止進給，刀盤移動和實現(xiàn)縱橫向快速或快退移動等，以及花鍵軸（原絲杠位置）傳遞動力給刀盤，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構(gòu)或零件再設(shè)計安裝部分結(jié)構(gòu)零件即就是我們所需改裝后的溜板箱。 原溜板箱的部分機構(gòu)或零件的拆除。 車床改裝后，刀具再不是固定不動，而是刀具安裝在刀盤上并隨刀盤作快速旋轉(zhuǎn)運動。 溜板箱這一部分，主要將進給內(nèi)的傳動力傳到溜板上面去，現(xiàn)在用一個民鍵軸來代替絲杠傳動進給箱傳過一的動力，由于絲杠作用是與開合螺母嚙合帶動力架作進給運動，它是加工螺絲時才用的，不需要，所以把絲杠拆除換成設(shè)計的花鍵軸，同時一起拆除開合螺母等一些與此有關(guān)的零件，互鎖機構(gòu)作用是如因操作錯誤同時將絲杠傳動和縱、橫間機動進給（或快速運動）接通則將損壞機床，為了防止發(fā)生上述事故，溜板箱中沒有互鎖機構(gòu)，以保證開合螺母合上時，機動進給不能接通，反之，機動進給接通的，開合螺母不能合上，現(xiàn)在絲杠與開合螺母機構(gòu)均以拆除，所以現(xiàn)在互鎖機構(gòu)并不起作用，同時也一并互鎖機構(gòu)拆除。 原車床除了以上所 兩個機構(gòu)外，還有將光杠的運動傳至傳向齒輪條和橫向進給絲杠的傳動機構(gòu)，接通，斷開和轉(zhuǎn)換縱橫進給的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，保證機床工作安全的過載保險裝置，控制刀架運動的操縱機構(gòu)，此外，還有改變，縱橫機動進給運動的換向機構(gòu)，以及快速空行程傳動機構(gòu)等，這些機構(gòu)在機床改裝后仍需用到，而且不可缺少，所以，除了開合螺母機構(gòu)和互鎖機構(gòu)拆除外其它一切機構(gòu)都不變動，至于溜板箱內(nèi)的安全離合器是過載保護裝置是防止過載和偶然發(fā)生事故時損壞機床的機構(gòu)，這一裝置是不可缺少的，除了溜板箱一些要拆除的機構(gòu)或零件，其余原樣不動。 溜板箱部分零件的設(shè)計再加工：至于整個結(jié)構(gòu)的擺布以及零件的形狀詳見裝配圖，在這里只作在設(shè)計時對各零件的說明。 要使動力能夠從進給箱中傳出來，就必須要有一根軸把動力傳出來，要使它繼續(xù)向上傳動，這樣就在這根軸裝一個齒輪，由于齒輪跟溜板箱一樣是可以縱向移動的，所以我把這根軸設(shè)計成花鍵軸，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力時候又可以在軸上移動。 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，因為這樣可以象絲杠一樣直接安裝在床身兩端。由于絲杠較長，花鍵軸跟絲杠是一樣長短，所以軸的剛性就差，同時花鍵軸還要傳動力，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)計安裝一個箱體。箱體壁上加了一對通孔使花鍵軸竄過這一對通孔，并且在兩孔內(nèi)安裝兩個軸承，這兩軸承對花鍵軸起支承作用，從而增加花鍵軸的剛性，由于軸承相對于軸有移動，所以軸上設(shè)計一個軸套，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回滑動。 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，大徑相對較小所以選用滾針軸承來支承共鍵軸，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。 由于動力要傳到溜板箱內(nèi)部，所以要設(shè)計一根軸與長鍵軸垂直交錯，并用一對螺旋齒輪嚙合來傳遞功率，因為齒輪是螺旋齒輪，在傳動不僅產(chǎn)生徑向力同時還產(chǎn)生軸向力，一開始設(shè)計的是在兩滾針軸承外端裝兩個軸承蓋，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，因為滾針軸承只承受經(jīng)向力而不承受同向力，后來發(fā)現(xiàn)軸套是旋轉(zhuǎn)的，而軸承蓋則是固定不動的，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，由于螺旋齒輪運程時要產(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能夠承受軸向力的軸承，來承受螺旋齒輪產(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推力球軸承，它的軸向定位一端由所設(shè)計的箱體內(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螺旋齒輪所在軸，是與花鍵軸垂直交錯的，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向上傳動的齒輪邊由于結(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，兩齒之間就必須安裝兩個軸承兩支承由于有一個齒輪是螺旋齒輪嚙合，所以會產(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，不能同時安裝兩個圓錐滾小軸承，為了可以裝兩個圓錐滾小軸承，在小箱體上增加一塊相當(dāng)一個肋板并加了一個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圓錐滾小軸承而設(shè)計的小塊突出一個圓錐滾小軸承，這樣兩圓錐軸承正裝并且靠在一起來支承兩懸壁的齒輪。 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平鍵來實現(xiàn)的，而兩軸承的軸向間隙則是通過軸承蓋與溜板箱內(nèi)壁之間的墊片來調(diào)整軸向間隙。 由于溜板箱內(nèi)結(jié)構(gòu)零件的限制，從懸臂的那個直齒齒輪再向上傳動，不能再安裝一根可以轉(zhuǎn)動的軸，傳遞功率，只能在箱體內(nèi)找一根原來就存在一根軸來傳遞功率，由結(jié)構(gòu)可以看出在向中拖板上的絲杠傳遞運動且安裝空套齒輪的那根中間軸，也剛好安裝一個空套齒輪，與直齒齒輪相嚙合。 因為這個空套齒輪的轉(zhuǎn)速較高為了減小摩擦，在原來空套齒輪原有的潤滑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，把中間軸的潤滑油孔打深點，這樣就可以設(shè)計的空套齒輪與原來中間軸上的空套齒輪一樣得到潤滑，來減小滑動摩擦。 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，在上面裝一個空套齒輪，與中間軸上的直徑相對來說要大，這樣功率就可以通過各級傳動齒輪一直傳到中拖板的上面。 設(shè)計到這里，我的設(shè)計告一段落，在設(shè)計中出現(xiàn)許多的錯誤經(jīng)老師的指導(dǎo)后更正。設(shè)計還有許多不足,希望各位老師指正。 體 會 一個半月的時間畢業(yè)設(shè)計終于完成了，經(jīng)過這一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我深刻體會到畢業(yè)設(shè)計的艱難，在這次設(shè)計中，有我們平時在課堂上學(xué)不到的東西，實踐與理論的互助的認識。 對初步設(shè)計一臺機床，出現(xiàn)了錯誤，甚至是原則性的錯誤是有可能的，因為我們的設(shè)計思想，原理，原則性的認識，見識還沒有累積到無泄可擊的地步。 在設(shè)計過程中經(jīng)常會出現(xiàn)這樣那樣的結(jié)構(gòu)錯誤，被老師指正過來，在這段時間過程中，收獲不少對設(shè)計又有了進一步認識。  參考文獻 1、張文寬 《怎樣擴大車床的應(yīng)用》 機械工業(yè)出版社 2、史貴權(quán) 《機械畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)》 哈爾濱兵器工業(yè)職工大學(xué) 1984 3、《常見機構(gòu)的原理及應(yīng)用》編導(dǎo)組編 《常見機構(gòu)的原理及應(yīng)用》 機械工業(yè)出版社 1977 4、吳宗澤 《機械零件》 中央廣播電視大學(xué)出版社 1994 15