一車床機(jī)械制造裝備與設(shè)計(jì)西北工業(yè)大學(xué)

第一章CA6140普通車床車床是使用單刃刀具以車削的方法形成工件內(nèi)、外回轉(zhuǎn)表面為主要功能的機(jī)床。主要型式有：落地及臥式車床，立式車床，回輪、轉(zhuǎn)塔車床，仿形及多刀車床，自動(dòng)和半自動(dòng)車床，專門化車床及專用車床等。本章的內(nèi)容及要求：

1．掌握臥式車床的功能、運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)原理圖；2．了解臥式車床的組成和主參數(shù)；3．重點(diǎn)掌握CA6140車床的主傳動(dòng)鏈及各進(jìn)給傳動(dòng)的組成、功能、傳動(dòng)路線及運(yùn)動(dòng)平衡式；4．掌握CA6140車床主要部件的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；5．了解其它類型車床的特點(diǎn)。第一節(jié)臥式車床的工藝范圍及其組成一、工藝范圍見圖1－1

車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)體成形面和環(huán)形槽，車削端面和各種螺紋，還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲、套絲和滾花等。

二、組成部件見圖1－2

主軸箱、刀架、尾座、床身、光桿、絲桿、溜板箱、進(jìn)給箱、掛輪變速機(jī)構(gòu)等。

三、臥式車床的主要參數(shù)見圖1－31．主參數(shù)：床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D；2．第二主參數(shù)：最大工件長度，有750，1000，1500，2000mm。3．刀架上最大回轉(zhuǎn)直徑D1。

第二節(jié)CA6140車床的傳動(dòng)系統(tǒng)所需成形運(yùn)動(dòng):見圖1－11加工圓柱表面或平面：a工件旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)（簡單運(yùn)動(dòng)）b進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（簡單運(yùn)動(dòng)）2加工螺紋：螺紋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成為一復(fù)合運(yùn)動(dòng)）3加工回轉(zhuǎn)體成形面：（縱向與橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成為一復(fù)合運(yùn)動(dòng)）傳動(dòng)原理圖：

見圖1－41主傳動(dòng)鏈：主電動(dòng)機(jī)－1－2－uυ－3－4－主軸（外聯(lián)系）2縱、橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈：主電動(dòng)機(jī)－1－2－uυ－3－4－5－ux－6－7－齒輪齒條－刀架（縱向）－8－9－橫向進(jìn)給絲桿－刀架（橫向）3螺紋進(jìn)給鏈：主軸－4－5－ux－6－8－絲桿－刀架（內(nèi)聯(lián)系）

一、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈

傳動(dòng)系統(tǒng)圖1-6

1．傳動(dòng)路線：Ｍ1(反)-Ⅶ

動(dòng)機(jī)－Ⅰ－Ｍ1(正)⑵Ⅱ⑶

Ⅲ⑵Ⅳ⑵Ⅴ-Ｍ2-

Ⅵ(主軸)56/38Ｍ1(正)---主電機(jī)-Ф130/Ф230-Ⅰ-51/43-Ⅱ-Ｍ1(反)50/34-Ⅶ-34/3039/41-----------63/50-----------30/50-

Ⅲ-50/5051/51Ⅵ22/58--Ⅳ-Ⅴ-26/5820/8020/80

主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式2．主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)與轉(zhuǎn)速計(jì)算(傳動(dòng)系統(tǒng)圖)

因u1=50／50×51／50≈1u2=50／50×20／80＝1／4u3=20／80×51／50≈1／4u4=20／80×20／80＝1／16故主軸正轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：2×3×[1+（2×2－1）]＝24級(jí)主軸反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：3×[1+（2×2－1）]＝12級(jí)運(yùn)動(dòng)平衡式計(jì)算：n主＝1450×130／230×(1-ε)uⅠ－ⅡuⅡ-ⅢuⅢ-Ⅵ傳動(dòng)系統(tǒng)圖1運(yùn)動(dòng)平衡式:n主=1450＊?130/?230＊0.98＊51/43＊22/58＊63/50=450(r/min)傳動(dòng)系統(tǒng)圖2運(yùn)動(dòng)平衡式:n主=1450＊?130/?230＊0.98＊51/43＊22/58＊20/80＊20/80＊26/58=10(r/min)3.轉(zhuǎn)速圖:二．進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)（傳動(dòng)系統(tǒng)圖1－６）1CA6140車床刀架傳動(dòng)系統(tǒng)組成如下

CA6140車床可車削標(biāo)準(zhǔn)螺紋公制(44種)、英制(20種)、模數(shù)制(39種)及徑節(jié)制(37種)四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，還可車削大導(dǎo)程、非標(biāo)準(zhǔn)和較精密的螺紋,一般切削刀架縱橫向進(jìn)給(各64種)①u基有8種，成等差數(shù)列，稱基本組。見圖u基1＝26/28=6.5/7u基2＝28/28=7/7u基3＝32/28=8/7u基4＝36/28=9/7u基5＝19/14=9.5/7u基6＝20/14=10/7u基7＝33/21=11/7u基8＝36/14=12/7

②

u倍有4種，按倍數(shù)關(guān)系排列，稱增倍組。見圖u倍1＝28/35×35/28=1u倍3＝28/35×15/48=1/4u倍2＝18/45×35/28=1/2u倍4＝18/45×15/48=1/8

③反向機(jī)構(gòu)(見圖1－６）33/33右螺紋Ⅸ33/25-Ⅺ25/33左螺紋Ⅹ結(jié)構(gòu)圖④掛輪:加工公制和英螺紋時(shí):U掛=(63/100)(100/75)加工模數(shù)制和徑節(jié)螺紋時(shí):U掛=(64/100)(100/97)加工非標(biāo)準(zhǔn)或較精密螺紋:U掛=(a/b)(c/d)⑤公英制變換(見圖)公制和模數(shù)螺紋：英制和徑節(jié)螺紋：ⅧXVⅧXV25/36

U基

25/36M3合1/U基

基本組.ＸⅣ

XⅣ

36/25

36/25

XⅥXⅣCA6140車床加工螺紋的傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式:（一）螺紋車削傳動(dòng)鏈

運(yùn)動(dòng)平衡式：1主×u總×P絲＝kP工mm(見加工原理圖)螺紋種類螺距參數(shù)螺距／mm導(dǎo)程／mm公制螺距P／mmPL=kP模數(shù)制模數(shù)m／mmPm=πmLm=kπm英制每英寸牙數(shù)a/(牙.in-1)Pa=25.4/aLa=25.4k/a徑節(jié)制徑節(jié)DP/(牙.in-1)PDP=25.4/DP

LDP=25.4k

/DP螺距參數(shù)及其與螺距、導(dǎo)程的換算關(guān)系(統(tǒng)一為公制單位)1．車公制螺紋傳動(dòng)路線：見圖主軸Ⅵ－Ⅸ－換向機(jī)構(gòu)－Ⅺ－Ⅻ－ⅩⅢ－u基－ⅩⅣ－ⅩⅤ－u倍－ⅩⅦ－M5－ⅩⅧ(絲桿)－刀架傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式

可加工的標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋運(yùn)動(dòng)平衡式為：1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12＝kP7u基u倍=kPu倍u基

26/2828/2832/2836/2819/1420/1433/2136/2118/45×15/48=1/8--1--1.25-1.528/35×15/48=1/4-1.7522.25-2.5-318/45×35/28=1/2-3.544.5-55.5628/35×35/28=1-789-1011122．車英制螺紋螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈必須作如下變動(dòng)：用公英制變換機(jī)構(gòu)將基本組的主、從動(dòng)傳動(dòng)關(guān)系，調(diào)整成與車公制螺紋時(shí)相反,掛輪同車公制螺紋.見圖傳動(dòng)路線:主軸Ⅵ－Ⅸ－換向機(jī)構(gòu)－Ⅺ－Ⅻ－ⅩⅣ-1/u基－ⅩⅢ－ⅩⅤ－u倍－ⅩⅦ－M5－ⅩⅧ(絲桿)傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式運(yùn)動(dòng)平衡式為：

1×58/58×33/33×63/100×100/75×1/u基×36/25×u倍×12=25.4k/a4/7×7/4×63/75×36/25×u倍/u基=25.4k/a故4/7·u倍/u基=k/a

CA6140型車床英制螺紋表(k=1時(shí)，a/牙.in-1)u倍u基

26/2828/2832/2836/2819/1420/1433/2136/2118/45×15/48=1/8-1416181920-2428/35×15/48=1/4-789-10111218/45×35/28=1/23.253.544.5-5-628/35×35/28=1--2----33．車模數(shù)螺紋傳動(dòng)路線同公制螺紋(見圖)，只將掛輪傳動(dòng)比換成64/100×100/97

傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式運(yùn)動(dòng)平衡式為：1×58/58×33/33×64/100×100/97×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12＝πmk7/4?4/7?64/97?25/36?12?u基u倍=πmk故7/4u基u倍=mku倍u基26/2828/2832/2836/2819/1420/1433/2136/2118/45×15/48=1/8--0.25-----28/35×15/48=1/4--0.5-----18/45×35/28=1/2--1--1.25-1.528/35×35/28=1-1.7522.25-2.52.7534．車徑節(jié)螺紋

傳動(dòng)路線同車英制螺紋，只將掛輪傳動(dòng)比換成64/100×100/97傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式運(yùn)動(dòng)平衡式為：

1×58/58×33/33×64/100×100/97×1/u基×36/25×u倍×12＝25.4kπ/DP1/7?7?64/97·36/25?12u倍/u基=25.4kπ/DP故1/7·u倍/u基＝k/DPu倍u基

26/2828/2832/2836/2819/1420/1433/2136/2118/45×15/48=1/8-566472－80889628/35×15/48=1/4-283236-40444818/45×35/28=1/2－141618-20222428/35×35/28=1-789-101112車削四種螺紋時(shí)，傳動(dòng)路線特征歸納為表1－7。車削螺紋時(shí)，M5要接合。表1－7

車削四種螺紋時(shí)的傳動(dòng)特征5．車大導(dǎo)程螺紋見圖傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式：５８／５８主軸Ⅵ－50/50-Ⅸ

58/26－Ⅴ－80/20－Ⅳ－80/20-Ⅲ-44/44Ⅷ-26/58正常螺距ＵⅥ－Ⅸ＝５８／５８＝１主軸Ⅵ至軸Ⅸ間的傳動(dòng)比u擴(kuò)為：u擴(kuò)1＝58／26×80／20×50／50×44／44×26／58＝4u擴(kuò)2＝58／26×80／20×80／20×44／44×26／58＝16具體地說：①主軸轉(zhuǎn)速為10~32r/min，導(dǎo)程可擴(kuò)大16倍；②主軸轉(zhuǎn)速為40~125r/min，導(dǎo)程可擴(kuò)大4倍；③主軸轉(zhuǎn)速更高時(shí)，導(dǎo)程不能擴(kuò)大。另一條傳動(dòng)路線58/26?50/51?50/50?44/44?26/50=1傳動(dòng)路線：Ⅵ(主軸)-58/26-Ⅴ-80/20-Ⅳ-(50/50或80/20）-Ⅲ-44/44-Ⅷ-26/58-Ⅸ-常用螺紋傳動(dòng)路線-ⅩⅧ(絲桿)5．車非標(biāo)準(zhǔn)和較精密螺紋見圖齒式離合器：Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５全嚙合傳動(dòng)路線：主軸Ⅵ－Ⅸ－換向機(jī)構(gòu)－Ⅺ－u掛－Ⅻ－M3－ⅩⅣ－M4－ⅩⅦ－M5－ⅩⅧ(絲桿)－刀架這樣，傳動(dòng)路線大為縮短，減小了傳動(dòng)件制造和裝配誤差對(duì)工件螺紋螺距精度的影響。運(yùn)動(dòng)平衡式為：

1×58/58×33/33×u掛×12＝kp化簡為:u掛=a/b×c/d=kp/12(二)一般車削縱向和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈

傳動(dòng)路線：見圖換向機(jī)構(gòu)：雙向牙嵌式離合器M8、M9和齒輪副40/48、40/30×30/48組成兩個(gè)換向機(jī)構(gòu)，分別用于變換縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。利用進(jìn)給箱中的基本螺距機(jī)構(gòu)和增倍機(jī)構(gòu)，以及進(jìn)給傳動(dòng)鏈的不同的傳動(dòng)路線，可獲得縱、橫向進(jìn)給量各64種。

現(xiàn)以縱向進(jìn)給為例說明:⑴當(dāng)運(yùn)動(dòng)經(jīng)車常用公制螺紋傳動(dòng)路線傳動(dòng)時(shí)，可得到0.08～1.22mm/r的32種正常進(jìn)給量。見圖f縱=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u×28/56×36/32×32/56×4/29×40/48×28/80×2.5×12化簡整理得:f縱=0.71u基u倍

⑵當(dāng)運(yùn)動(dòng)經(jīng)車常用英制螺紋傳動(dòng)路線傳動(dòng)時(shí)，見圖類似有：f縱=1.474u倍/u基

使u倍=1，變換u基，可得到0.86～1.59mm/r的8種較大進(jìn)給量。⑶當(dāng)主軸為10～125r/min時(shí)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)及英制螺紋傳動(dòng)路線，可獲得16種供強(qiáng)力切削或?qū)挼毒囉玫募哟筮M(jìn)給量，見圖其范圍為1.71～6.33mm/r。

①N主=10～32r/min，u擴(kuò)=16，②N主=45～125r/min，u擴(kuò)=4，⑷當(dāng)主軸為450～1400r/min時(shí)（其中500r/min除外）見圖傳動(dòng)路線：由Ⅵ(主軸)－50／63－Ⅲ-44／44－Ⅷ-26/58-Ⅸ…公制螺紋傳動(dòng)路線…當(dāng)u倍＝1/8時(shí)，可獲得8種供高速精車時(shí)的細(xì)進(jìn)給量，其范圍為0.028～0.054mm/r。

橫向進(jìn)給與縱向進(jìn)給的傳動(dòng)路線基本一致，只是從溜板箱XⅢ到刀架的傳動(dòng)路線不同f橫／f縱＝（48/48?59/18)/(28/80?π?2.5?12)=1/2故相應(yīng)的f橫=1/2f縱。（三）刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈見圖傳動(dòng)路線：快速電動(dòng)機(jī)（2800r/min）-13/29-ⅩⅩ-與機(jī)動(dòng)進(jìn)給相同的傳動(dòng)路線。1第三節(jié)臥式車床的結(jié)構(gòu)一、主軸箱功用：支承主軸和傳動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，并使其實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、停止、變速和換向等。1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：見圖1－8（一）⑴卸荷式皮帶輪：使軸Ⅰ不受軸向力的作用，彎曲變形減小，并可提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性。見圖⑵傳動(dòng)齒輪：齒輪與傳動(dòng)軸的聯(lián)接情況有固定的、空套的和滑移的三種。⑶傳動(dòng)軸的支承結(jié)構(gòu)：由于轉(zhuǎn)速較高，一般采用向心球軸承或圓錐滾子軸承，常用雙支承結(jié)構(gòu)，也有采用三支承結(jié)構(gòu)。

2、主軸及其軸承：

見圖1－8(二）3、開停及換向裝置：雙向多片式摩擦離合器。見圖1－114、制動(dòng)裝置：

閘帶式制動(dòng)器。見圖1－125、操作機(jī)構(gòu)：

集中操作方式:a.主軸開停及制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)；見圖1－13b.主軸變速操縱機(jī)構(gòu)