第1章金屬切削機(jī)床第二節(jié)車(chē)床

1、第二章車(chē)床一、概述 1、車(chē)床的用途、運(yùn)動(dòng)和分類(lèi) 2、CA6140A型臥式車(chē)床的工藝范圍和布局二、CA6140A型臥式車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)三、CA6140A型臥式車(chē)床的主要結(jié)構(gòu)一、概述1、車(chē)床的用途和運(yùn)動(dòng)2、車(chē)床的分類(lèi)(一)車(chē)床的用途 車(chē)床(Lathe)類(lèi)機(jī)床主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)外圓柱表面、圓錐表面、成形回轉(zhuǎn)表面和回轉(zhuǎn)體的端面等，有些車(chē)床還能加工螺紋面。由于大多數(shù)機(jī)器零件都具有回轉(zhuǎn)表面，車(chē)床的通用性又較廣，因此在一般機(jī)器制造廠中，車(chē)床的應(yīng)用極為廣泛，在金屬切削機(jī)床中所占的比例最大，約占機(jī)床總臺(tái)數(shù)的20%35%。(二)車(chē)床的運(yùn)動(dòng)1.表面成形運(yùn)動(dòng)2.輔助運(yùn)動(dòng)1.表面成形運(yùn)動(dòng)(1)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)這

2、是車(chē)床的主運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速較高，主運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切削最基本的運(yùn)動(dòng)，消耗機(jī)床功率的主要部分。(2)刀具的移動(dòng)這是車(chē)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，刀具作平行于工件旋轉(zhuǎn)軸線的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(車(chē)圓柱表面)或作垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(車(chē)端面)，刀具也可作與工件旋轉(zhuǎn)軸線成一定角度的斜向運(yùn)動(dòng)(車(chē)圓錐表面)或作曲線運(yùn)動(dòng)(車(chē)成形回轉(zhuǎn)表面)。2.輔助運(yùn)動(dòng)為了將毛坯加工到所需要的尺寸，車(chē)床還應(yīng)具有切入運(yùn)動(dòng)。切入運(yùn)動(dòng)通常與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相垂直，在臥式車(chē)床上由工人用手移動(dòng)刀架來(lái)完成。2、車(chē)床的分類(lèi)1)臥式車(chē)床及落地車(chē)床。2)立式車(chē)床。3)回轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)塔車(chē)床。4)單軸自動(dòng)車(chē)床。5)多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車(chē)床。6)仿形車(chē)床及多刀車(chē)床。7)專門(mén)化車(chē)床，

3、例如凸輪軸車(chē)床、曲軸車(chē)床、車(chē)輪車(chē)床、鏟齒車(chē)床等。2 CA6140A型臥式車(chē)床的工藝范圍和布局一、機(jī)床的工藝范圍二、機(jī)床的總布局一、機(jī)床的工藝范圍CA6140A型臥式車(chē)床的工藝范圍很廣，它能完成多種多樣的加工工序：加工各種軸類(lèi)、套筒類(lèi)和盤(pán)類(lèi)零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車(chē)削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)面；車(chē)削端面及各種常用螺紋；還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和滾花等工作，如圖1-14所示。CA6140A型臥式車(chē)床的通用性較大，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜而且自動(dòng)化程度低，在加工形狀比較復(fù)雜的工件時(shí)，換刀較麻煩，加工過(guò)程中的輔助時(shí)間較多，所以適用于單件、小批生產(chǎn)及修理車(chē)間等。二、機(jī)床的總布局1.床身(Bed)2.主軸箱(

4、Headstock)3.進(jìn)給箱(Feedbox)4.溜板箱(Apron)5.刀架部件(Toolslide)6.尾座(Tailstock)1.床身(Bed)床身5固定在左床腿7和右床腿4上，是機(jī)床的基礎(chǔ)部件。車(chē)床的各個(gè)主要部件都裝在床身上，使它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置或運(yùn)動(dòng)軌跡。2.主軸箱(Headstock)主軸箱1固定在床身5的左邊，內(nèi)部裝有主軸和變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。工件通過(guò)卡盤(pán)等夾具裝夾在主軸前端。主軸箱的功用是支承主軸并把動(dòng)力經(jīng)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動(dòng)工件按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)車(chē)床的主運(yùn)動(dòng)。3.進(jìn)給箱(Feedbox)進(jìn)給箱8固定在床身5左端的前側(cè)面。進(jìn)給箱內(nèi)裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)

5、構(gòu)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由光杠或絲杠傳出。進(jìn)給箱的功用是改變機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量或加工螺紋的導(dǎo)程。4.溜板箱(Apron)圖2-2CA6140A型臥式車(chē)床外觀圖1主軸箱2刀架3尾座4右床腿5床身6溜板箱7左床腿8進(jìn)給箱5.刀架部件(Toolslide)刀架2沿床身5上的刀架導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，是進(jìn)給傳動(dòng)鏈的最后部件。刀架部件由幾層刀架組成，利用部件中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同組合，夾持車(chē)刀實(shí)現(xiàn)縱向、橫向或斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。6.尾座(Tailstock)尾座3安裝在床身5右端的尾座導(dǎo)軌上，可根據(jù)工作需要沿導(dǎo)軌縱向調(diào)整其在床身上的位置。它的功用是用頂尖支承長(zhǎng)工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進(jìn)行孔加工。二 、CA6140A型臥式

6、車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng) （一）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈（二） 轉(zhuǎn)速圖（三） 進(jìn)給傳動(dòng)鏈二CA6140A型臥式車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)臥式車(chē)床傳動(dòng)框圖一、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈1.傳動(dòng)路線2.主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和轉(zhuǎn)速值1.傳動(dòng)路線(1)高速傳動(dòng)路線主軸上的滑移齒輪50移至左端，使之與軸上右端的齒輪63嚙合，于是運(yùn)動(dòng)就由軸經(jīng)齒輪副63/50直接傳給主軸，使主軸得到5001600r/min的6種高轉(zhuǎn)速。(2)低速傳動(dòng)路線主軸上的滑移齒輪50移至右端，使主軸上的齒式離合器M2嚙合，于是軸的運(yùn)動(dòng)就經(jīng)齒輪副20/80或50/50傳給軸，然后再由軸經(jīng)齒輪副20/80或51/50傳給軸，再經(jīng)齒輪副26/58和齒式離合器M2傳給主軸，使主軸獲得11560r

7、/min的18種低轉(zhuǎn)速。2.主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和轉(zhuǎn)速值由傳動(dòng)系統(tǒng)圖和傳動(dòng)路線表達(dá)式可以看出，主軸正轉(zhuǎn)時(shí)，利用各滑移齒輪軸向位置的各種不同組合，共可得23(1+22)=30種傳動(dòng)主軸的路線。二、轉(zhuǎn)速圖(一)轉(zhuǎn)速圖的識(shí)讀(二)轉(zhuǎn)速圖的特性(一)轉(zhuǎn)速圖的識(shí)讀1.豎線代表傳動(dòng)軸2.橫線代表各級(jí)轉(zhuǎn)速3.豎線之間的連線代表各軸之間的傳動(dòng)副及其傳動(dòng)比1.豎線代表傳動(dòng)軸圖中間距相等的一組豎線代表各軸。從電動(dòng)機(jī)到主軸，從左到右按照運(yùn)動(dòng)傳遞的順序，順次排列。軸號(hào)標(biāo)注在豎線的上方，分別為：電、，“電”表示電動(dòng)機(jī)軸，軸也是主軸。豎線間的距離不代表中心距，豎線間距相等，以使圖面清晰。2.橫線代表各級(jí)轉(zhuǎn)速圖2-5CA6140A

8、型臥式車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖3.豎線之間的連線代表各軸之間的傳動(dòng)副及其傳動(dòng)比相鄰兩軸之間對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線表示其傳動(dòng)副，連線向右上方傾斜表示升速，向右下方傾斜表示降速，水平連線表示等速。兩軸之間相互平行的連線表示同一傳動(dòng)副。如電動(dòng)機(jī)軸與軸之間只有1條向右下方傾斜的連線，代表帶傳動(dòng)副定比降速傳動(dòng)，使軸獲得1種固定轉(zhuǎn)速。軸與軸之間有2條向右上方傾斜的連線，代表有2個(gè)傳動(dòng)副，進(jìn)行傳動(dòng)比不同的升速傳動(dòng)，使軸獲得2級(jí)轉(zhuǎn)速。軸與軸之間有6條連線，但只有3種不同的傾斜度，說(shuō)明只有3種不同傳動(dòng)比的傳動(dòng)副。由于軸有2級(jí)轉(zhuǎn)速，軸與軸之間的每個(gè)傳動(dòng)副都可使軸獲得2級(jí)轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速圖上是2條傾斜度相同(平行)的連線。兩軸間連

9、線旁邊的數(shù)字進(jìn)一步標(biāo)明這個(gè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，如傳動(dòng)帶輪的直徑比或傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)比等。(二)轉(zhuǎn)速圖的特性(1)主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)軸數(shù)及各軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和轉(zhuǎn)速由次可以看出，CA6140A型臥式車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)共有7根傳動(dòng)軸，分別是電動(dòng)機(jī)軸與軸、軸、軸。(2)主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)路線(3)傳動(dòng)組數(shù)和各傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)及其傳動(dòng)比兩軸之間若干對(duì)變速用的傳動(dòng)副，稱為一個(gè)傳動(dòng)組(變速組)，只有一個(gè)傳動(dòng)副的定比傳動(dòng)不是傳動(dòng)組。（三）進(jìn)給傳動(dòng)鏈1、車(chē)削螺紋2、車(chē)削圓柱面和端面3、刀架的快速移動(dòng)(一)車(chē)削螺紋1.車(chē)削米制螺紋2.車(chē)削模數(shù)螺紋3.車(chē)削英制螺紋4.車(chē)削徑節(jié)螺紋5.車(chē)削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋1.車(chē)削米制螺紋米制螺紋(也稱普通

10、螺紋)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中已規(guī)定了導(dǎo)程的標(biāo)準(zhǔn)值。2.車(chē)削模數(shù)螺紋車(chē)削模數(shù)螺紋主要用于車(chē)削米制蝸桿，有時(shí)某些特殊絲杠的導(dǎo)程也是模數(shù)制的。模數(shù)螺紋用模數(shù)m表示導(dǎo)程的大小。米制蝸桿的齒距為m，所以模數(shù)螺紋的導(dǎo)程為Phm=Km，這里K為螺紋的線數(shù)。模數(shù)m的標(biāo)準(zhǔn)值也是按分段等差數(shù)列(段與段之間等比)的規(guī)律排列的。與米制螺紋不同的是，在模數(shù)螺紋導(dǎo)程Phm=Km中含有特殊因子。3.車(chē)削英制螺紋英制螺紋在采用英制的國(guó)家(如英、美、加拿大等)中應(yīng)用較廣泛。我國(guó)的部分管螺紋目前也采用英制螺紋。4.車(chē)削徑節(jié)螺紋車(chē)削徑節(jié)螺紋主要用于車(chē)削英制蝸桿，它是用徑節(jié)DP來(lái)表示的。徑節(jié)DP=zD(z齒數(shù)，D分度圓直徑in)，即蝸輪或齒輪

11、折算到每一英寸分度圓直徑上的齒數(shù)。5.車(chē)削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋當(dāng)需要車(chē)削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋時(shí),用進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)無(wú)法得到所要求的導(dǎo)程。這時(shí)，須將離合器M3、M4和M5全部嚙合，把軸、和絲杠聯(lián)成一體，使運(yùn)動(dòng)由交換齒輪直接傳到絲杠。被加工螺紋的導(dǎo)程Ph依靠調(diào)整交換齒輪架的傳動(dòng)比u交來(lái)實(shí)現(xiàn)。(二)車(chē)削圓柱面和端面1.傳動(dòng)路線2.縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量3.橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量1.傳動(dòng)路線為了避免絲杠磨損過(guò)快及便于人工操縱(將刀架運(yùn)動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)放在溜板箱上)，機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由光杠經(jīng)溜板箱傳動(dòng)的。這時(shí)，將進(jìn)給箱中的離合器M5脫開(kāi)，使軸的齒輪28與軸左端的齒輪56相嚙合。2.縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量CA6140A型車(chē)床縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量有64種，并由4種類(lèi)

12、型的傳動(dòng)路線來(lái)獲得。3.橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)橫向進(jìn)給量的計(jì)算，除在溜板箱中由于使用離合器M7，因而從軸以后傳動(dòng)路線有所不同外，其余則與縱向進(jìn)給量計(jì)算方法相同。由傳動(dòng)分析可知，在對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)路線下，所得到的橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量是縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量的一半。(三)刀架的快速移動(dòng)為了減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度及縮短輔助時(shí)間，刀架可以實(shí)現(xiàn)縱向和橫向機(jī)動(dòng)快速移動(dòng)。當(dāng)需要刀架快速接近或退離工件的加工部位時(shí)，可按下快速移動(dòng)按鈕，使快速電動(dòng)機(jī)(250W，1360r/min)起動(dòng)。這時(shí)運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪副1824使軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)蝸桿副429傳到溜板箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，使刀架實(shí)現(xiàn)縱向或橫向的快速移動(dòng)，快移方向仍由溜板箱中雙向離合器M6和M7控

13、制。三CA6140A型臥式車(chē)床的主要結(jié)構(gòu)1、主軸箱2、進(jìn)給箱3、溜板箱一、主軸箱1.卸荷帶輪2.雙向多片離合器、制動(dòng)器及其操縱機(jī)構(gòu)3.主軸組件4.變速操縱機(jī)構(gòu)1.卸荷帶輪電動(dòng)機(jī)經(jīng)V帶將運(yùn)動(dòng)傳至軸左端的帶輪2的左上部分)。帶輪2與花鍵套1用螺釘聯(lián)接成一體，支承在法蘭3內(nèi)的兩個(gè)深溝球軸承上。法蘭3固定在主軸箱體4上。這樣，帶輪2可通過(guò)花鍵套1帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，而膠帶的拉力則經(jīng)軸承和法蘭3傳至主軸箱體4。軸的花鍵部分只傳遞轉(zhuǎn)矩，從而可避免因膠帶拉力而使軸產(chǎn)生彎曲變形。2.雙向多片離合器、制動(dòng)器及其操縱機(jī)構(gòu)圖2-6CA6140A型臥式車(chē)床主軸箱展開(kāi)路線及展開(kāi)圖a)主軸箱展開(kāi)圖b)主軸箱展開(kāi)路線1花鍵套2帶輪

14、3法蘭4主軸箱體5鋼球定位裝置6空套齒輪7銷(xiāo)子8壓塊9螺母10齒輪11滑套12元寶銷(xiāo)13制動(dòng)盤(pán)14杠桿15齒條16拉桿17撥叉18齒扇19圓形撥塊2.雙向多片離合器、制動(dòng)器及其操縱機(jī)構(gòu)圖2-8雙向多片離合器、制動(dòng)器及其操縱機(jī)構(gòu)a)左離合器b)離合器操縱機(jī)構(gòu)c)制動(dòng)器1空套齒輪2外摩擦片3內(nèi)摩擦片4彈簧銷(xiāo)5銷(xiāo)子6元寶銷(xiāo)7拉桿8壓塊9螺母10、11止推片12滑套13調(diào)節(jié)螺釘14杠桿15制動(dòng)帶16制動(dòng)盤(pán)17齒扇18操縱手柄19操縱桿20桿21曲柄22齒條23撥叉3.主軸組件圖2-9卡盤(pán)或撥盤(pán)的安裝1螺釘2鎖緊盤(pán)3主軸4卡盤(pán)或撥盤(pán)座5雙頭螺柱6螺母3.主軸組件圖2-10主軸結(jié)構(gòu)圖1螺母2圓柱滾子軸承3

15、、9、12軸套4、13鎖緊螺釘5、14調(diào)整螺母6圓柱齒輪7中間齒輪8左端齒輪10推力球軸承11角接觸球軸承15主軸4.變速操縱機(jī)構(gòu)圖2-11變速操縱機(jī)構(gòu)立體圖1、6撥叉2曲柄3凸輪4軸5杠桿二、進(jìn)給箱圖2-13進(jìn)給箱基本組操縱機(jī)構(gòu)工作原理圖1(外斜)壓塊2(里斜)壓塊3撥塊4杠桿5、5銷(xiāo)子6手輪7固定軸E環(huán)形槽三、溜板箱1.開(kāi)合螺母機(jī)構(gòu)2.縱向、橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給及快速移動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)3.互鎖機(jī)構(gòu)4.超越離合器5.安全離合器1.開(kāi)合螺母機(jī)構(gòu)開(kāi)合螺母的功用是接通或斷開(kāi)從絲杠傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)。車(chē)螺紋時(shí)，將開(kāi)合螺母扣合于絲杠上，絲杠通過(guò)開(kāi)合螺母帶動(dòng)溜板箱及刀架。2.縱向、橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給及快速移動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)縱向、橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給及快速移動(dòng)是由一個(gè)手柄集中操縱的(圖2-14和圖2-15)。當(dāng)需要縱向移動(dòng)刀架時(shí)，向相應(yīng)方向(向左或向右)扳動(dòng)操縱手柄1。3.互鎖機(jī)構(gòu)圖2-15溜板箱操縱機(jī)構(gòu)立體圖1機(jī)動(dòng)進(jìn)給操縱手柄2手柄蓋3