機械制造技術(shù)：車床

機械制造技術(shù)：車床一、車床1.應用：主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面，圓錐面及成形回轉(zhuǎn)表面）和回轉(zhuǎn)體的端面，有些車床可以加工螺紋面。2.運動：車床的主運動是由工件的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)的；車床的進給運動則由刀具的直線移動完成的。3.分類：車床種類繁多，按其用途和結(jié)構(gòu)的不同，主要分為：臥式車床及落地車床，立式車床，轉(zhuǎn)塔車床，儀表車床，單軸自動和半自動車床，多軸自動和半自動車床，彷形車床及多刀車床，專門化車床。（一）CA6140型臥式車床1.工藝范圍：很廣，它適用于加工各種軸類，套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如：內(nèi)圓柱面，圓錐面，環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面；端面及各種常用螺紋；還可以進行鉆孔，擴孔，鉸孔，和滾花等工藝.2.機床布局及主要級數(shù)性能由于臥式車床主要加工軸類和直徑不太大的盤套類零件，所以采用臥式布局其主要性能：機床的主要技術(shù)性能：床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑400mm最大工件長度750；1000；1500；2000mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑210mm主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)24級10～1400r/min反轉(zhuǎn)12級14～1580r/min進給量：縱向64級0.028～6.33mm/r橫向64級0.014～3.16mm/r車削螺紋范圍：米制螺紋44種P=1～192mm英制螺紋20種α=2～24牙/in模數(shù)螺紋39種m=0.25～48mm徑節(jié)螺紋37種DP=1～96牙/in主電機功率：7.5kW3．臥式車床的傳動系統(tǒng)主運動傳動鏈：兩個末端分別是主電動機和主軸，它的功用是把動力源（電動機）的運動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。進給運動傳動鏈：兩個末端分別是主軸和刀架，其功用是使刀架實現(xiàn)縱向或橫向移動及變速與換向。⑴主運動傳動鏈主運動傳動鏈的兩末端件是主電動機與主軸，它的功用是把動力源(電動機)的運動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。1）主運動傳動路線主運動的動力源是電動機，執(zhí)行件是主軸。運動由電動機經(jīng)V帶輪傳動副φ130/φ230傳至主軸箱中的軸Ⅰ。軸I上裝有雙向多片摩擦離合器M1，離合器左半部接合時，主軸正轉(zhuǎn)；右半部接合時，主軸反轉(zhuǎn)；左右都不接合時，軸Ⅰ空轉(zhuǎn)，主軸停止轉(zhuǎn)動。軸I運動經(jīng)M1→軸Ⅱ→軸Ⅲ，然后分成兩條路線傳給主軸：當主軸Ⅵ上的滑移齒輪（Z=50）移至左邊位置時，運動從軸Ⅲ經(jīng)齒輪副63/50直接傳給主軸Ⅵ，使主軸得到高轉(zhuǎn)速；當主軸Ⅵ上的滑移齒輪（Z=50）向右移，使齒輪式離合器M2接合時，則運動經(jīng)軸Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ傳給主軸Ⅵ，使主軸獲得中、低轉(zhuǎn)速。主運動傳動路線表達如下：由傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達式可以看出，主軸正轉(zhuǎn)時，軸Ⅱ上的雙聯(lián)滑移齒輪可有兩種嚙合位置，分別經(jīng)56/38或51/43使軸Ⅱ獲得兩種速度。其中的每種轉(zhuǎn)速經(jīng)軸Ⅲ的三聯(lián)滑移齒輪39/41或30/50或22/58的齒輪嚙合，使軸Ⅲ獲得三種轉(zhuǎn)速，因此軸Ⅱ的兩種轉(zhuǎn)速可使軸Ⅲ獲得2x3＝6種轉(zhuǎn)速。經(jīng)高速分支傳動路線時，由齒輪副63/50使主軸Ⅵ獲得6種高轉(zhuǎn)運。經(jīng)低速分支傳動路線時，軸Ⅲ的6種轉(zhuǎn)速經(jīng)軸Ⅳ上的兩對雙聯(lián)滑移齒輪，使主軸得到6×2×2＝24種低轉(zhuǎn)速。因為軸Ⅲ到軸V間的兩個雙聯(lián)滑移齒輪變速組得到的四種傳動比中，有兩種重復，即基本相等，因此經(jīng)低速傳動路線時，主軸Ⅵ獲得的實際只有6×（4－1）=18級轉(zhuǎn)速，其中有6種重復轉(zhuǎn)速。同理，主軸反轉(zhuǎn)時，只能獲得3十3×(2×2—1)＝12級轉(zhuǎn)速。（2）進給運動傳動鏈進給運動傳動鏈的兩個末端件分別是主軸和刀架，其作用是實現(xiàn)刀具縱向或橫向移動及變速與換向。它包括車螺紋進給運動傳動鏈和機動進給運動傳動鏈。1）車螺紋進給運動傳動鏈CA6140型普通車床可以車削米制、英制、模數(shù)和徑節(jié)四種螺紋。車削螺紋時，主軸與刀架之間必須保持嚴格的傳動比關(guān)系，即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架應均勻地移動一個導程P。由此可列出車削螺紋傳動鏈的運動平衡方程式為：運動平衡式1主軸×uS絲＝S式中——從主軸到絲杠之間全部傳動副的總傳動比——機床絲杠的導程，CA6140型車床＝12mm；P——被加工工件的導程（mm）。a）車削米制螺紋①車削米制螺紋的傳動路線車削米制螺紋時，運動由主軸Ⅵ經(jīng)齒輪副58/58至軸Ⅸ，再經(jīng)三星輪換向機構(gòu)33/33（車左螺紋時經(jīng)33/25×25/33）傳動軸Ⅹ，再經(jīng)掛輪63/100×100/75傳到進給箱中軸XⅢ，進給箱中的離合器M3和M4脫開，M5接合，再經(jīng)移換機構(gòu)的齒輪副25/36傳到軸ⅪV，由軸ⅪV和XV間的基本變速組、移換機構(gòu)的齒輪副25/36×36/25將運動傳到軸ⅩⅥ，再經(jīng)增倍變速組傳至軸ⅩⅧ，最后經(jīng)齒式離合器M5，傳動絲杠ⅩⅨ，經(jīng)溜板箱帶動刀架縱向運動，完成米制螺紋的加工。其傳動路線表達如下：②車削米制螺紋的運動平衡式由傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達式，可以列出車削米制螺紋的運動平衡式：S=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7u基u倍式中u基、u倍——分別為基本變速組傳動比和增倍變速組傳動比。進給箱中的基本變速組為雙軸滑移齒輪變速機構(gòu)，由軸ⅪV上的8個固定齒輪和和軸XV上的四個滑移齒輪組成，每個滑移齒輪可分別與鄰近的兩個固定齒輪相嚙合，共有8種不同的傳動比：不難看出，除了和外，其余的6個傳動比組成一個等差數(shù)列。改變的值，就可以車削出按等差數(shù)列排列的導程組?？傻?×4=32種導程值，符合標準的只有20種，通過背輪可車24種大螺距螺紋表4-5CA6140型普通車床米制螺紋導程（單位：mm）基本組導程P增倍組－－1－－1.25－1.5－1.7522.25－2.5－3－3.544.5－55.56－789－101112b）車削英制螺紋英制螺紋是英、美等少數(shù)英寸制國家所采用的螺紋標準。我國部分管螺紋也采用英制螺紋。英制螺紋以每英寸長度上的螺紋扣數(shù)α(扣/in)表示，其標準值也按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列。英制螺紋的導程。由于CA6140型車床的絲杠是米制螺紋，被加工的英制螺紋也應換算成以毫米為單位的相應導程值，即Sa=KPa=K×25.4/a車削英制螺紋時，對傳動路線作如下變動，首先，改變傳動鏈中部分傳動副的傳動比，使其包含特殊因子25.4；其次，將基本組兩軸的主、被動關(guān)系對調(diào)，以便使分母為等差級數(shù)。其余部分的傳動路線與車削米制螺紋時相同。其運動平衡式為：Sm=1×58/58×33/33×63/100×100/75×1/u基×36/25×u倍×12=4/7×25.4×u倍/u基a=7K/4×u基/u倍（扣/英寸）c）車削模數(shù)螺紋模數(shù)螺紋主要用在米制蝸桿中，模數(shù)螺紋螺距P=πm，P也是分段等差數(shù)列。所以模數(shù)螺紋的導程為：Pm=Kπm式中Pm—一模數(shù)螺紋的導程（mm）；k—一螺紋的頭數(shù)；m——螺紋模數(shù)。模數(shù)螺紋的標準模數(shù)m也是分段等差數(shù)列。車削時的傳動路線與車削米制螺紋的傳動路線基本相同。由于模數(shù)螺紋的螺距中含有π因子，因此車削模數(shù)螺紋時所用的掛輪與車削米制螺紋時不同，需用來引入常數(shù)π，其運動平衡式為Sm=1×58/58×33/33×64/100×100/97×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7π/4u基u倍m=7u基u倍/(4K)上式中，其絕對誤差為0.00004，相對誤差為0.00009，這種誤差很小，一般可以忽略。d）車削徑節(jié)螺紋?徑節(jié)螺紋主要用于同英制蝸輪相配合，即為英制蝸桿，其標準參數(shù)為徑節(jié)，用DP表示，其定義為：對于英制蝸輪，將其總齒數(shù)折算到每一英寸分度圓直徑上所得的齒數(shù)值，稱為徑節(jié)。根據(jù)徑節(jié)的定義可得蝸輪齒距為：DP＝Z/D分PDP=D分π/Z=π/DP吋式中z一—蝸輪的齒數(shù)；D——蝸輪的分度圓直徑（in）。只有英制蝸桿的軸向齒距與蝸輪齒距π/DP相等才能正確嚙合，而徑節(jié)制螺紋的導程為英制蝸桿的軸向齒距為SDP=KPDP=Kπ/DP×25.4mmSDP=1×58/58×33/33×64/100×100/97×1/u基×36/25×u倍×12=π/7×25.4×u倍/u基mmDP=7Ku基/u倍牙/英寸標準徑節(jié)的數(shù)列也是分段等差數(shù)列。徑節(jié)螺紋的導程排列的規(guī)律與英制螺紋相同，只是含有特殊因子25.4π。車削徑節(jié)螺紋時，可采用英制螺紋的傳動路線，但掛輪需換為，其運動平衡式為：e）車削非標準螺紋和精密螺紋所謂非標準螺紋是指利用上述傳動路線無法得到的螺紋。這時需將進給箱中的齒式離合器M1、M4和M5全部嚙合，被加工螺紋的導程依靠調(diào)整掛輪的傳動比來實現(xiàn)。其運動平衡式為：S=KP非=1×58/58×33/33×u掛×12u掛=a/b×c/d=S/12=KP非/12所以，拄輪的換置公式為（3）機動進給運動傳動鏈機動進給傳動鏈主要是用來加工圓柱面和端面，為了減少螺紋傳動鏈絲杠及開合螺母磨損，保證螺紋傳動鏈的精度，機動進給是由光杠經(jīng)溜扳箱傳動的。1）縱向機動進給傳動鏈CA6140型車床縱向機動進給量有64種。當運動由主軸經(jīng)正常導程的米制螺紋傳動路線時，可獲得正常進給量。這時的運動平衡式為：可得到32種正常進給量（范圍為0.08~1.22mm/r），其余32種進給量可分別通過英制螺紋傳動路線和擴大導程傳動路線得到。2）橫向機動進給傳動鏈由傳動系統(tǒng)圖分析可知，當橫向機動進給與縱向進給的傳動路線一致時，所得到的橫向進給量是縱向進給量的一半，橫向與縱向進給量的種數(shù)相同，都為64種。3）刀架快速機動移動為了縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率，CA6140型臥式車床的刀架可實現(xiàn)快速機動移動。刀架的縱向和橫向快速移動由快速移動電動機(P=0.25kw，n=2800r／min)傳動，經(jīng)齒輪副18/24使軸ⅩⅫ高速轉(zhuǎn)動，再經(jīng)蝸輪蝸桿副4/29、溜板箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，使刀架實現(xiàn)縱向或橫向的快速移動?？煲品较蛴闪锇逑渲须p向離合器M6和M7控制。其傳動路線表達式為：4.CA6140臥式車床的主要結(jié)構(gòu)Ⅰ.主軸箱：車床的主要部件，其主要功能是支撐主軸，并實現(xiàn)其開，停換向，制動和變速；把進給運動及主軸傳向進給系統(tǒng)。Ⅱ.溜板箱：將進給運動或快速移動由進給箱或快速移動電動機傳給溜板和刀架，使刀架實現(xiàn)縱，橫向或正，反向機動走刀或快速移動.（二）其他車床（1）立式車床（分單柱式和雙柱式）:一般用于加工直徑大，長度短且質(zhì)量較大的工件。立式的工作臺的臺面是水平面，主軸的軸心線垂直于臺面，工作的矯正，裝夾比較方便，工件和工作臺的重量均勻地作用在工作臺下面的圓導軌上。（2）轉(zhuǎn)塔車床除了由前刀架外，還有以個轉(zhuǎn)塔刀架。轉(zhuǎn)塔刀架由六個裝刀位置，可以沿床身導軌做縱向進給，每一個刀位加工完畢后，轉(zhuǎn)塔刀架快速返回，轉(zhuǎn)動60度。更換到下一個刀位進行加工。二、車