普通车床扩大使用毕业设计

机 械 学 院毕业论文姓 名： 学 号： 专 业： 数控技术 班 级： 数控 1393 班 题 目： 扩大普通车床的使用方法及原理分析 指导者： 2016 年 06 月摘 要本论文课题的名称为扩大普通车床的使用方法及原理分析，课题中的普通车床是以 CA6140普通卧式车床为例。由于现代机械加工工业的飞速发展，普通机床越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求，但如果设备全都更新换代，这样对于中小型企业来说不仅成本高，而且原有的设备则会闲置将会造成极大的浪费，所以最经济的方法就是扩大对普通卧式车床的使用范围。普通卧式车床的扩大使用是指在普通卧式车床的本身机构上进行一些小改革，通过制作一些专用的夹具、辅具和刀具，或改变车床的运动方式来扩大对普通卧式车床的加工使用范围，实现“一机多用”的要求。例如：在普通卧式车床上加工冷绕弹簧、车削多边形和磨削零件等一系列扩大使用范围，这样既可以提高生产率，又可以有助于培养操作者的创造性思维能力。因此，采用此方法对中小型企业来说是十分理想的选择。关键字：普通卧式车床；冷绕弹簧；车削多边形；磨削零件；发展前景I目 录1 绪论 .11.1 普通车床的发展史和发展期 .11.1.1 普通车床的发展史 .11.1.2 普通车床的发展期 .21.2 普通车床的总结 .22 普通机床及 CA6140 普通卧式车床的简介 .32.1 普通机床的基本知识 .32.1.1 普通车床的工作原理 .32.1.2 普通车床的工作范围 .32.2CA6140 型普通卧式车床简介 .32.2.1CA6140 型普通卧式车床的组成部分 .42.2.2CA6140 型普通卧式车床各组成部分的功能 .42.2.3CA6140 普通卧式车床的运动种类 .53 CA6140 普通卧式车床的扩大使用及原理分析 .63.1CA6140 普通卧式车床扩大加工范围 .63.1.1CA6140 普通卧式车床扩大加工范围的注意事项 .63.1.2CA6140 扩大普通卧式车床使用范围的原则 .63.2CA6140 普通卧式车床冷绕弹簧 .63.2.1 螺旋弹簧其工艺上的特征 .63.2.2 螺旋弹簧的种类 .63.2.3 弹簧各部分的名称 .83.3 绕簧心轴 .83.3.1 心轴直径的计算 .83.3.2 冷绕弹簧用心轴直径的近似公式 .83.3.3 确定心轴直径补偿值 0.02 的正负值的原则 .83.4CA6140 普通卧式车床车削绕簧心轴 .93.4.1 车削圆柱形绕簧心轴 .93.4.2 车削截锥形绕簧心轴 .93.4.3 车削中凸形螺旋绕簧心轴 .93.4.4 车削中凸形螺旋弹簧心轴的结构要求 .103.5CA6140 普通卧式车床绕簧的夹持工具 .103.6CA6140 普通卧式车床盘绕弹簧的方法 .113.6.1 圆柱形弹簧的盘绕方法 .123.6.2 盘绕锥形弹簧的盘绕方法 .123.6.3 橄榄形弹簧的盘绕方法 .133.7 CA6140 普通卧式车床车削多边形 .14II3.7.1 车削多边形的概述 .143.7.2 车床加工多边形专用装置的结构 .153.8 加工多边形的刀具及其有关问题 .163.8.1 加工多边形刀具的选用 .163.8.2 车削多边形工件时，工件形状、刀具安装与速比的关系 .163.8.3 车削多边形时选用装刀的数量 .163.9 车削多边形时刀具的安装 .173.9.1 加工八边形的刀具安装 .173.9.2 刀具安装的角度 .173.10 加工非正多边形工件的有关问题 .183.11CA6140 普通卧式车床磨削零件 .183.11.1 磨削加工的特点 .183.11.2 磨削加工相关工艺知识 .193.11.3 磨削时工件装夹与找正特点 .193.12 磨削时辅助工具的结构形式 .193.12.1 磨削外圆的辅助工具 .193.12.2 磨削内孔的辅助工具 .203.13 磨削辅助工具和加工形面 .213.13.1 磨削外圆及端面 .213.13.2 磨削外圆及端面时的注意事项 .213.13.3 磨削圆锥面 .223.13.4 磨削零件时的注意事项 .224 CA6140 普通卧式车床的发展前景 .244.1CA6140 普通卧式车床的发展空间 .244.1.1 发展企业机制改革 .244.1.2 调整产业结构 .24结 论 .25参考文献 .26致 谢 .27引 言随着社会生产和科学技术的飞速发展，机械生产的日益复杂，需要越来越复杂的技术，而普通的机床已经不能满足这些要求，所以，对普通车床的扩大使用将会得到广泛的应用。所谓扩大车床使用范围，它包括两层含义：一种是扩大机床技术规格所规定的加工和适用范围；另一种是改变机床的加工工艺性能。其目的在于保证加工作质量，提高劳动生产率，改善劳动条件，降低制造成本，提高经济效益。普通卧式车床是一种万能性很大，适应性很强的机床。因此，在普通卧式车床上实现扩大使用范围能达到一机多用，一机多能的要求，而且车床的工艺性能也能够得到充分的发挥。扩大普通卧式车床加工范围的方法，它包括三层含义：一是不改变车床的任何结构，仅增添一些专用工具和夹具就能达到车床扩大使用的目的，如在车床上装上磨具即能磨削，装上仿形装置就能加工特殊型面；二是将车床作局部的改变，例如垫高主轴箱、刀架及尾座，即可加工比原来车床所能车削的更大直径的工件；三是对车床结构进行较大的改装，并增添一些必要的辅助工具和夹具，使其成为专用机床，如将普通车床改为拉床等。在过去的几十年里，金属切削机床的基本动作原理变化不大，但如今由于科学技术的飞速发展，数字化的机械设备风靡全球，不断占领市场，尤其是金属切削中的数控机床已经成为时代的先驱，引领潮流。所以对于有着历史悠久的普通卧式车床来说，这将是面临着一场巨大的挑战。因此，我们要不断地对普通卧式车床去研究和改造它，扩大普通卧式车床的使用范围是目前普通车床行业最主要的工作。通过对普通卧式车床的扩大使用，能够解决现有设备能力不足，或机床设备使用负荷不均衡，或现有设备无法加工，或加工条件公艺性太差等具体困难情况，满足生产需要具有重要意义。经过实践证明，扩大使用后的普通卧式车床满足了技术发展的需要，提高了生产率和产品精度，增大了设备使用能力和型面加工能力。天津职业技术师范大学 2013级专科生毕业论文11 绪论1.1 普通车床的发展史和发展期1.1.1 普通车床的发展史公元前二千多年出现的树木车床是机床的最早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件有绳索带动旋转，手拿贝壳等作为刀具，沿板条移动工具的切削工作。十五世纪由于钟表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工车床，以及水力驱动的炮筒镗床。车床是人类在长期生产实践中不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而逐渐趋于完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在 18世纪中叶才开始发展起来的。1797年，英国人莫兹利创造成的车床由丝杆转动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革，莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。1817年，另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。不久，更大型的车床也问世了，为蒸汽机和其他机械的发明立下了汗马功劳。1845年，美国的菲奇发明转塔车床；1848 年，美国又出现回轮车床；1873 年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床。随着电动机的发明，机床开始采用电动机集中驱动，后有广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初，为了加工精度更高的工件，夹具和螺纹加工工具，相继创造出坐标镗床和螺纹磨床，同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起着重大的作用。因此，许多国家都十分重视本国机床工业的发展和机床技术水平的提高，使本国国民经济的发展建立在坚实可靠的基础上。纵观车床的发展史，它总是随着机械工业的扩大和科学技术的进步而发展，并天津职业技术师范大学 2013级专科生毕业论文2始终围绕着不断提高生产效率、加工精度、自动化程度和扩大产品品种而进行的，现代车床总的趋势仍然是继续沿着这一方向发展。1.1.2 普通车床的发展期车床的发展大致可以分为四个阶段：雏形期、基本架构期、独立动力期与数值控制期：1) 雏形期车床的诞生不是发明出来的，而是逐渐演变出来的，早在四千年前就有人利用简单的拉弓原理完成钻孔的工作，这是记录最早的工具机。2) 基本架构期18世纪的工业革命，象征着以工匠主导的农业社会结束，取而代之的强调大量生产的工业社会，由于各种金属制品被大量使用，为了满足金属零件的加工，车床成了关键性的设备，到了 19世纪才有完全以铁质零件组合的完成的车床，再加上螺杆等传动机构的导入，一部具有基本功能的车床总算被开发出来。3) 独立动力期瓦特发明了蒸汽机，机床通过蒸汽机产生的动力启动车床进行运转，20 世纪初拥有了独立动力源的动力车床终于被开发，是机床的发展进入了一个全新的领域。4) 数值控制期20世纪中，随着电子技术和计算机的发展和应用，计算机被用在机床上。经过 100多年的风风雨雨，机床的家族已日渐成熟，真正成为机械领域的“工作母机”。1.2 普通车床的总结普通车床的使用是一项技术性很强的应用，只有充分了解其加工特点，协调好各个环节，创新扩展加工范围，实行科学化的管理，才能发挥出普通车床的潜力，创造更好的经济效益。天津职业技术师范大学 2013级专科生毕业论文32 普通机床及 CA6140 普通卧式车床的简介2.1 普通机床的基本知识2.1.1 普通车床的工作原理加工工件按固定的轴心高速旋转，刀具沿工件的径向作直线运动，通过刀具与工件的相对运动，用刀具的切削刃来切削工件，即切削运动，切削出合乎要求的零件。因为工件是沿着一个固定轴作旋转运动，所以只能加工回转面和端面，也可以在车床的后座上安装钻头或镗刀加工位于工件回转中心上的孔。2.1.2 普通车床的工作范围车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。在加工过程中不仅可以车削外圆、端面、切断和切槽、钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹，还可以车削内外圆锥面、多边形、盘绕弹簧、攻丝等。图 2-1 普通卧式车床外形图1-主轴箱；2-卡盘；3-刀架；4-尾座；5-床身；6、8-床腿；7-溜板箱；9-进给箱2.2CA6140 型普通卧式车床简介CA614O型普通卧式车床是沈阳第一机床厂于 1995年 5月出厂的一台普通卧式车床，它的万能性较大，适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面；车削端面及各种常用螺纹；在其上还能作钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作；同时它还具有良好的性能、结构先进、天津职业技术师范大学 2013级专科生毕业论文4操作方便、外观整洁等特点。CA6140所代表的意义：C（类别代号，车床类）；A（结构特性代号）；6（组别代号，卧式）；1（系别代号）；40（主参数，最大回转直径 400mm）。2.2.1CA6140 型普通卧式车床的组成部分CA6140型普通卧式车床是我国设计制造的新型好产品，而 CA6140型普通卧式车床主要有主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、光杠、丝杠和床身组成。图 2-2 CA6140型普通卧式车床1-主轴箱；2-床鞍；3-中滑板；4-转盘；5-刀架；6-小滑板；7-尾座；8-床身；9、13-床腿；10-光杠；11-丝杠；12-溜板箱；14-进给箱；15-挂轮；16-操作杆2.2.2CA6140 型普通卧式车床各组成部分的功能1) 主轴箱：主轴箱固定在床身左上部，内装主轴及变速传动机构，其功用是支撑主轴部件，并把动力和运动传递给主轴，使主轴通过卡盘等夹具带动工件旋转，实现主运动。主轴变速箱外的手柄位置，可以使主轴得到各种不同的转速。2) 进给箱：利用它的内部齿轮机构，可以把主轴的旋转运动传给丝杠或光杠。变速箱体外面的手柄位置，可以使丝杠或光杠得到各种不同的转速。3) 溜板箱：把长丝杠或光杠的转动传给溜板，变换箱外的手柄位置，经溜板使车刀作纵向或横向进给。4) 刀架：刀架由床鞍、中滑板、小滑板、转盘及方刀架组成，可用来装夹刀具，并且可做纵向、横向或斜向进给运动。天津职业技术师范大学 2013级专科生毕业论文5图 2-3 刀架的组成1-床鞍；2-中滑板；3 小滑板；4-转盘；5-刀架5) 尾座：尾座安装在床身导轨右上端，由尾座体、底座、套筒等组成，项尖装在尾座套筒的锥孔里。该套筒用来支顶较长的工件，还可以装夹各种切削刀具，如钻头、中心钻、铰刀等。尾座连同尾座体可以沿着床身导轨移动，可根据工作的需要调整床头与尾座之间的距离。6) 光杠：用于机动进给时传递运动，通过光杠可把进给箱的运动传递给溜板