機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二章課件

第4章車床與車刀4.1

主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)外圓柱表面、內(nèi)外圓錐表面、成型回轉(zhuǎn)面和回轉(zhuǎn)體端面等，有些車床還可以使用各種孔加工刀具（如鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等）和螺紋刀具。

由于大多數(shù)機器零件都具有回轉(zhuǎn)表面，車床的通用性又較廣，因此，車床的應(yīng)用極為廣泛，在金屬切削機床中所占的比重最大，約占機床總數(shù)的20%～35%。

運動特征：主運動為主軸帶動工件作回轉(zhuǎn)運動，刀具作進給運動。圖4.1是臥式車床所能加工的典型表面。車床的種類很多，按其結(jié)構(gòu)和用途可分為以下幾類：①.臥式車床。②.立式車床.③.落地車床。④.轉(zhuǎn)塔車床.⑤.回輪車床。⑥.仿形車床.⑦.多刀自動和半自動車床.⑧.專用：曲軸車床、凸輪車床、鏟齒車床CD6140A臥式車床圖4-3馬鞍車床立式車床落地車床落地車床仿形機床儀表車床圖4.5CM1107型單軸縱切自動化車床

1-底座；2-床身；3-送料裝置；4-主軸箱；5-天平刀架；6-中心架；7-上刀架；8-鉆鉸附件；9-分配軸1-主軸箱；2-進給箱；3-前床腿；4-溜板箱；5-刀架；6-尾座；7-床身；8-絲杠；9-光杠；10-后床腳；123456879104.2CA6140型臥式車床傳動系統(tǒng)CA6140型臥式車床主要由主軸箱、進給箱、溜板箱、掛輪、床身、刀架和尾架等部件組成。CA6140臥式車床所能加工的典型表面床身上最大加工直徑/㎜400縱向進給量/(mm/r)0.028～6.33(64級)刀架上最大加工直徑/㎜210橫向進給量/(mm/r)0.014～3.16(64級)主軸可通過的最大棒料直徑48㎜加工米制螺紋/㎜1～192（44種）最大加工長度/㎜650/900/1400/1900加工英制螺紋（牙/英寸）2～24（20種）中心高/㎜205加工模數(shù)螺紋/㎜0.25～48（39種）最大工件長度/㎜750,10001500,2000加工徑節(jié)螺紋（牙/英寸）1～96（37種）主軸內(nèi)孔錐度莫氏6號主電動機功率/kW7.5，1450r/min主軸轉(zhuǎn)速范圍/（r/min）正轉(zhuǎn)10～1400（24級），反轉(zhuǎn)(12級)

機床外表尺寸（長×寬×高）1500mm的機床為：3168mm×1000mm×1267mmCA6140機床的主要技術(shù)指標

CA6140車床的運動

車床的表面成形運動有：主軸帶動工件的旋轉(zhuǎn)運動、刀具的進給運動。前者是車床的主運動，其轉(zhuǎn)速通過常以n（r/min）表示。后者有幾種情況：刀具既可作平行于工件旋轉(zhuǎn)軸線的縱向進給運動（車圓柱面或車螺紋），又可作垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線的橫向進給運動（車端面），還可作與工件旋轉(zhuǎn)軸線方向傾斜的運動（車削圓錐面），或作曲線運動（車成型回轉(zhuǎn)面）。進給運動以，f（mm/r、S/r）表示。

傳動原理圖傳動系統(tǒng)可分為主運動傳動鏈和進給運動傳動鏈。進給運動傳動鏈又可分為:縱向機動進給傳動鏈。橫向機動進給傳動鏈。螺紋進給傳動鏈。刀架快速移動傳動鏈。

機床的加工過程中，需要有多少個運動就應(yīng)該有多少條傳動鏈。所有這些傳動鏈和它們之間的相互聯(lián)系就組成了一臺機床的傳動系統(tǒng)。分析傳動系統(tǒng)也就是分析各傳動鏈，分析各傳動鏈時，應(yīng)按下述步驟進行：

（1）根據(jù)機床所具有的運動，確定各傳動鏈兩端件。(抓兩端)

（2）根據(jù)傳動鏈兩端件的運動關(guān)系，確定計算位移量。

（3）根據(jù)計算位移量及傳動鏈中各傳動副的傳動比，列出運動平衡式。

（4）根據(jù)運動平衡式，推導出傳動鏈的換置公式。

傳動鏈中換置機構(gòu)的傳動比一經(jīng)確定，就可根據(jù)運動平衡式計算出機床執(zhí)行件的運動速度或位移量。

要實現(xiàn)機床所需的運動，CA6140型臥式車床的傳動系統(tǒng)需具備以下傳動鏈：

（1）實現(xiàn)主運動的主傳動鏈；

（2）實現(xiàn)螺紋進給運動的螺紋進給傳動鏈；

（3）實現(xiàn)縱向進給運動的縱向機動進給傳動鏈；

（4）實現(xiàn)橫向進給運動的橫向機動進給傳動鏈；

（5）實現(xiàn)刀架快速退離或趨近工件的快速空行程傳動鏈。分析CA6140車床傳動系統(tǒng)的方法CA6140型臥式車床傳動系統(tǒng)圖CA6140型臥式車床傳動系統(tǒng)圖4.2.1CA6140主傳動系統(tǒng)分析軌跡（保證）、速度（調(diào)整）、方向（控制）1.傳動路線表達式2.主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和轉(zhuǎn)速值①.轉(zhuǎn)速級數(shù)

正轉(zhuǎn)2×3×(1+2×2-1)=24種

反轉(zhuǎn)3×(1+2×2-1)＝12種②.離合器M1、M2的作用：

正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、斷開傳動鏈，制動機構(gòu)。分支傳動，高低速分開，高速傳動鏈短，振動噪聲小。

M2中間。③.轉(zhuǎn)速值計算，思考題④.轉(zhuǎn)速運動平衡式:3.主傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖（自學）作業(yè)題，計算主軸實際轉(zhuǎn)速與標示轉(zhuǎn)速之間的相對誤差.作業(yè)1、CA6140機床主傳動系統(tǒng)中，離合器M1，M2的作用是什么？2、計算CA6140機床主軸的實際轉(zhuǎn)速與表示轉(zhuǎn)速的相對誤差。3、在CA6140機床主傳動系統(tǒng)中，有幾個操縱手柄，各操縱哪些齒輪或機構(gòu)。4.2.2CA6140進給傳動系統(tǒng)分析

CA6140臥式車床的進給傳動系統(tǒng)包含螺紋傳動鏈與機動進給傳動鏈（包含縱向進給與橫向進給）。1.車螺紋螺紋進給傳動鏈能保證車削公（米）制、模數(shù)制、英制、徑節(jié)制四種標準螺紋。

不同標準的螺紋用不同參數(shù)表示其螺距。分段等差,段段倍數(shù)。主軸轉(zhuǎn)1(r)—刀具移動S(mm)

運動平衡式：1主軸×u×t絲＝S主軸———絲杠（刀架）58M3M4M5ⅩⅨ（公制）離合器M3、M4脫開，M5接合正常螺距傳動路線⑴.米制螺紋加工

①.傳動路線②.運動平衡式等比關(guān)系該變速機構(gòu)是使螺紋導程值成倍數(shù)關(guān)系變化，稱為增倍組.等差關(guān)系該變速機構(gòu)是獲得各種螺紋導程的基本機構(gòu)，故稱基本組.擴大螺距傳動路線（強調(diào)轉(zhuǎn)速適用范圍）⑵.模數(shù)制螺紋加工（米制蝸桿）

①.傳動路線②.運動平衡式⑶.英制螺紋加工

①.傳動路線②.運動平衡式⑷.徑節(jié)制螺紋加工（英制蝸桿）

①.傳動路線②.運動平衡式⑸.車削非標準螺距及精密螺紋

①.傳動路線：特點M3-5離合器結(jié)合，是傳動路線短誤差小，精度高。2.車削圓柱面和端面⑴.傳動路線

機動進給的縱向和橫向進給傳動鏈，在主軸至進給箱中軸XVII的傳動路線與公制或英制螺紋的傳動路線相同，其后經(jīng)齒輪副傳至光杠XX（離合器M5脫開，齒輪Z28與軸XX齒輪Z56嚙合)，再由光杠經(jīng)溜板箱中的分配軸XXIII，再分別傳至齒輪齒條機構(gòu)和橫向進給絲杠XXX，使刀架作縱向或橫向機動進給。⑵.機動進給量CA6140共有64種縱向、橫向進給量，分別由4種類型的傳動路線來實現(xiàn).①.正常進給量（32級）,由主軸經(jīng)正常螺距及公制螺紋傳動路線來實現(xiàn).②.較大進給量（8級）,由主軸經(jīng)正常螺距及英制螺紋傳動路線實現(xiàn).③.加大進給量（16級）,當主軸處于較低的12級轉(zhuǎn)速時(10-125rpm)，運動由主軸經(jīng)擴大螺距機構(gòu)及英制螺紋傳動路線來實現(xiàn).④.細進給量（8級）,當主軸高速(450-1400rpm，其中500rpm除外)時，運動由主軸經(jīng)擴大螺距機構(gòu)及公制螺紋傳動路線來實現(xiàn)。①.正常進給量（32級）

由主軸經(jīng)正常螺距及公制螺紋傳動路線來實現(xiàn)②.較大進給量（8級）由主軸經(jīng)正常螺距及英制螺紋傳動路線實現(xiàn).③.加大進給量（16級）

當主軸處于較低的12級轉(zhuǎn)速時(10-125rpm)，運動由主軸經(jīng)擴大螺距機構(gòu)及英制螺紋傳動路線來實現(xiàn)。取u擴*u倍=4,2時。④.細進給量（8級）

當主軸高速(450-1400rpm，其中500rpm除外)時，運動由主軸經(jīng)擴大螺距機構(gòu)及公制螺紋傳動路線來實現(xiàn)3.刀架的快速移動

刀架的快速移動是使刀具機動地快速退離或接近加工部位，以減輕工人的勞動強度和縮短輔助時間。當需要快速移動時，可按下快速移動按鈕，裝在溜板箱中的快速電動機（0.37kW，2600r/min）的運動便經(jīng)齒輪副傳至軸XⅫ，然后再經(jīng)溜板箱中與機動進給相同的傳動路線傳至刀架，使其實現(xiàn)縱向和橫向的快速移動?？煲品较蛴闪锇逑渲须p向離合器M6和M7控制。

為了節(jié)省輔助時間及簡化操作，在刀架快速移動過程中光杠仍可繼續(xù)傳動，不必脫開進給傳動鏈。這時，為了避免光杠和快速電動機同時傳動軸XⅫ而導致其損壞，在齒輪Z56及軸XⅫ之間裝有單向超越離合器，即可避免二者發(fā)生的矛盾。傳動路線表達式為:4.3CA6140型臥式車床的主要結(jié)構(gòu)4.3.1主軸箱內(nèi)的主要結(jié)構(gòu)1.雙向多片摩擦離合器開停、換向及制動裝置2.主軸組件3.變速操縱機構(gòu)4.卸荷式帶輪5.螺紋變向機構(gòu)、M2離合器及掛輪4.3.2溜板箱內(nèi)的操縱機構(gòu)1.開合螺母機構(gòu)2.縱、橫向機動進給操縱機構(gòu)3.互鎖機構(gòu)4.超越離合器、安全離合器、快速移動機構(gòu)CA6140主軸箱左視圖把徑向載荷卸給箱體，即避免因V型帶的拉力而使軸Ⅰ產(chǎn)生彎曲變形，提高了傳動的平穩(wěn)性。卸荷路徑：F徑向（皮帶輪)--花鍵套—深溝球軸承—法蘭—箱體4.卸荷式帶輪1.雙向多片摩擦離合器開、停、換向及制動裝置雙向摩擦離合器M1除傳遞運動和動力，使主軸實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)、停車(與制動器聯(lián)動）外，還能起過載保險裝置的作用操縱力的傳遞，止推片的裝配，摩擦片的數(shù)量壓緊力的調(diào)整，制動帶的調(diào)整主軸的開停、換向及制動聯(lián)動機構(gòu)原理操縱位置的定位機構(gòu)2.主軸組件應(yīng)具有較高的旋轉(zhuǎn)精度及足夠的剛度和良好的抗振性。三支承，中間支承為輔助支承，前支承精度比后支承高一級，主軸為空心階梯軸，其內(nèi)孔用來通過棒料或通過氣動、電動或液壓等夾緊驅(qū)動裝置；主軸最右邊的是空套在主軸上的左旋斜齒輪，其傳動較平穩(wěn)，齒輪傳動所產(chǎn)生的軸向力指向前軸承，以抵消部分軸向切削力，從而減小了前軸承所承受的軸向力。

主軸前端定位。前后軸承間隙可調(diào)1、4—雙列短圓柱滾子軸承；2、5、11—螺母；3—雙向推力角接觸球軸承；4—軸承端蓋；7—隔套；8—調(diào)整墊圈；9—軸承端蓋；10—套筒；12—端面鍵

軸向定位間隙調(diào)整短錐法蘭式主軸前端及卡盤的快速安裝3.變速操縱機構(gòu)集中操縱機構(gòu)，分別操縱Ⅱ軸上的雙聯(lián)滑移齒輪和Ⅲ軸上的三聯(lián)滑移齒輪5.螺紋變向機構(gòu)、擴大螺距機構(gòu)及掛輪架6—手柄，7—軸，24—支承套，25—下半螺母，26—上半螺母27—圓銷，

28—槽盤4.3.2溜板箱內(nèi)的操縱機構(gòu)1.開合螺母機構(gòu)：燕尾導軌，合上以后如何自鎖2.縱、橫向機動進給操縱機構(gòu)①.縱、橫機動進給路線?？焖匐姍C傳動路線。

②.縱、橫機動進給能否同時進行？③.車螺紋時，進給箱中的離合器M5合上，