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1、四川理工学院毕业设计题 目 将旧车床改造成拉削齿轮内 花键的拉床及主体部分设计 23摘 要在机械制造和修理工作中，为了提高被加工工件的花键孔、圆孔及键槽的生产率、精度，均可采用拉削工艺。没有拉床的机修厂，可采用各种型号（ 旧、废）普通车床改装，只要添一套夹具装置即可，方法简单，制造容易，能完全达到质量要求。本设计介绍了将普通旧车床改装成为齿轮键槽拉床的方法。在车床上增加一套专用夹具装置，可将车床的回转运动改为直线往复运动。车床主轴可只输出扭矩，而由夹具装置承受拉削力，从而实现由车床向拉床的改造。在不需要该机床后卸下夹具，装上原有的拖板、刀架和尾座等机构，车床仍可恢复原来的状态。关键词：车床、拉
2、床、夹具。ABSTRACTThis Project In machine-building and repair work, for improve spleen hole, round hole and productivity, precision of keyway to process work piece, can adopt the craft of broaching. Service shop to have broaching machine, can adopt various type (old dethroning) ordinary lathe refit, so l
3、ong as add the device of a set of jigs, the method is simple, it is easy to make, can totally meet requirements for quality. Have originally designed and recommended refitting the ordinary old lathe to become the gear wheel keyway broaching machine method. Increase one special-purpose jig device at
4、lathe, can change straight line reciprocating motion into gyration sport of lathe. The main shaft of the lathe can only export the torsion, and is born the strength of broaching by the device of the jig, thus realize it from lathe to transformation of broaching machine. Lift jig off behind not needi
5、ng lathe this, install already existing to tow board, knife rest, tail flatfeet. organization, the lathe can still resume the original state.Keywords: Lathe; Broacher; Fixture; Broaching Force目 录中文摘要英文摘要第1章 绪论1 1.1 改造机床的意义1 1.2 改造的内容1 1.2.1 明确本次设计的目的11.2.2改造的总体布局11.2.3改造设计时应注意的问题11.2.4解决方法21.2.5本设计的
6、研究所得2第2章 总体设计3 2.1 设计构思3 2.2.1机床改造的内容42.2 拉削力的分析和计算42.2.1拉削力的分析62.2.2拉削力的计算62.3 螺旋传动102.4 螺杆直径的计算102.5 计算机床功率是否满住要求132.6 机床主轴尺寸142.7 壳体的选用142.8 轴承的选用152.9 止推盘的选用162.10导向杆和导向臂的选用162.11支架的选用182.12拉刀的外形几尺寸182.13拉刀夹头的选用20第3章 结论22参考文献23致谢24第一章 绪论1.1 改造机床的意义随着科学技术的发展，即使原来属于新颖、先进的机床也会逐渐变得陈旧、落后，满足不了产品种类日益增加
7、和质量不断提高的需要，因此，“技术老化”是客观规律。据有关资料介绍，一般单独购置新拉床需较多资金，采用此项技术改装的拉床，成本在几万元左右，并且可充分利用旧有设备，扩大了机床的加工范围，极具推广价值。在一些工业发达的国家里，设备的平均役龄控制在10-20年之间，设备的“技术老化”期已短于10年，10年役龄以内的设备数量能够达到设备总数的50%左右。由此可见，设备的更新速度相当快，一是用技术更为先进的新设备来代替技术性能“老化”了的旧设备；另一类就是进行有效的技术改造，是旧设备适应新的生产需要。1.2 改造的内容1.2.1明确本次设计的目的本次设计的任务是将旧车床改造成拉削齿轮内花键的拉床。此设
8、计需要解决的两个主要问题就是：、 将车床的回转运动改变为直线往复运动；、 使机床在加工过程中，机床主轴只输出扭矩而不承受任何的拉力。1.2.2 改装时候的布局 本次设计布局采用单独设计主体部分即单独设计一个机床传动箱体来改变机床的运动形式。传动箱设计完成后采用螺栓压板的方式将其固定在车床床身上面，并要求车床主轴箱与设计的传动箱体之间保持严格的同轴关系。1.2.3改造设计时应注意的问题 讲求经济效果；衡量标准：是否提高劳动生产率。 是否提高产品质量。 是否降低生产成本。 是否节约能源。 是否污染环境。 是否扩大了新技术、新工艺、新结构、新材料的使用。 保证加工精度和表面粗糙度； 具有一定范围的工
9、艺可能性； 包括： 在该机床上可以完成的工序种类。 所加工零件的类型、材料、尺寸范围。 机床的生产率和加工零件的单件成本。 毛坯种类。 适用的生产规模。 加工精度和表面粗糙度。 具有一定的先进性； 注意加工安全问题；1.2.4 解决的方法鉴于以上需要解决的问题，通过查阅文献、检索资料、请教指导老师，本设计采用螺旋传动来实现将回转运动改变为直线往复运动，而由主体部分的支承板来承受拉削力。为了避免拉削时螺杆转动，使用了两根固定在主体部分和浮动部分支撑板上的导向杆，再利用一个导向臂将螺杆连接起来，而且导向臂两端的孔同两根导向杆配合。拉削时两根导向杆固定不动，与其配合的导向臂在其上面滑动。这种结构保证
10、了当车床主轴正转或者反转的时候，传动螺杆不能转动而只能沿轴线方向往复移动。1.2.5 本设计的研究所得通过改造后的车床，具有了以前旧车床所不能拥有的功能，它不仅可以用来拉削各种花键、内孔等零件，起到了拉床的作用，大大的提高了机床的利用率，而且节约了工厂的经费，当不再需要使用该拉床的时候，可以卸下夹具，装上车床原有的拖板、刀架和尾座等部件，车床就可以恢复到原来的状态。这样大大提高了工厂的加工范围、降低了生产成本。 在改造中没有增加新的动力源和变速装置，通过简单的动力传递，巧妙的把原车床动力传递给了拉刀。拉刀的速度也由原机床的变速箱来控制实现，这样大大地简化了改装机构。车床改装的拉床，操作简单、方
11、便，一般的工人都能掌握操作。第二章 总体设计2.1 设计构思在机械制造和修理工作中，为了提高被加工工件的花键孔、圆孔及键槽的生产率、精度，均可采用拉削工艺。没有拉床的机修厂，可采用各种型号（ 旧、废）普通车床改装，只要增添一套夹具装置即可，方法简单，制造容易，能完全达到质量要求。卸下工装，又可恢复原车床的性能。将各种车床改成拉床，须解决以下两个问题：（1）将车床的回转运动改变成直线往复运动。（2）使车床主轴只输出扭矩而不承受拉力。所用工艺装备如图2-1所示，主要由装在车床主轴和前支架7上的主体部分及装在后支架18 上的浮动部分组成。壳体 装在车床主轴的螺纹上、传动螺母4 与1 压配合后再用螺钉
12、2 紧固。利用传动螺母4 与传动丝杠8 相啮合，即可将车床主轴的回转运动变为丝杠8 的轴向移动。导向臂9用键和螺母定在丝杠8 上。这种结构保证了当车床主轴正、反转时，传动丝杠不转动而只能作轴向往复运动。由止推轴承3、止推盘5、套筒6 及固定在车床上的前支架7组成了使车床主轴只输出扭矩而不承受拉力的卸荷装置。在拉削时，传动丝杠的轴向拉削力，通过上述装置承受。 图2-1 工艺装置及夹具结构图夹具体的浮动装置由定位套17、球形支座15、球形环16、弹簧14 和螺母13 组成，并装在固定的后支架18 上，其作用是支承工件并补偿工件端面对孔轴线的垂直度误差，以防止拉出的孔偏斜，甚至使拉刀折断。改装时应注
13、意的问题：（1）为使全部拉力由前支架7承受，要求套筒6两端面的平行度在0.01/100mm范围内；（2）为增加前支架的接触刚度，支架底面与导轨面的接触部分要求刮研，接触点达到12-15点/25mm25mm；（3）为使套筒的端面与前支架接触良好，前支架的底面与端面的垂直度为0.03/300mm；（4）在导轨之间设置紧固板（图中未画），将前后支架固定在床身导轨上。拉刀夹头与传动丝杠用螺纹连接，并用螺母锁紧。拉削时，拉刀穿过工件孔装在拉刀夹头中，并使加工件的端面紧靠在定位套17 上。打开冷却润滑液，喷头对准拉刀的切削刃，操作启动按钮，主轴正转，传动丝杠带动拉刀向左移动进行拉削。拉削完毕后停车，取下拉
14、刀，机床反转，使拉刀夹头快速退回原位，完成一个循环。改装后拉床的拉能力，取决于车床主轴电动机的功率、螺母4 和传动丝杠的材料及主轴内孔直经的大小（因传动丝杠需通过内孔）。2.1.1机床改造的内容 实践表明，由于各工厂的生产性质和设备条件不同，改造机床的内容和要求也各有差异，但是概括起来大致有以下几点： 使旧型号机床达到新型号机床的性能指标。 扩大机床的工艺范围。 改变机床的工艺范围。 提高机床的自动化程度。 改善机床的操作性能和劳动条件。 使机床能够适应新技术、新工艺的要求。 适合与组成生产流水线。2.2拉削力的分析和计算2.2.1拉削力的分析拉削时，由于工件材料要抵抗拉刀刀齿的切削，所以、刀齿上受到一定的拉削力F。他可分解为三个互相垂直的分力 、,主拉削力（纵向分力）的方向应该与
