《机械制造工程基础》第3.2章 金属切削机床的基础知识.ppt

第2章 金属切削机床的基础知识 主要内容： l概述 l机床的基本构造 l机床的基本传动形式 l卧式车床传动系统 机床是制造机器的机器，被称为工作母机，根据 加工工艺方法的不同，机床可分为：金属切削机床、 锻压机床、电加工机床、坐标测量机、铸造机床、热 处理机床等。 机床的分类 车 床 C 机床型号的编制方法 机床的基本构造 主运动部件 进给运动部件 工件安装装置 刀具安装装置 支承件 动力源 机床的基本构造 机床的基本构造 机床的基本构造 1.动力源：为机床提供动力 (功率) 和运动的驱动部 分。 2.传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和其他 运动的传动系统。 机床的基本组成 3.支承件：用于安装和支承其他固定的或运动 的部件，承受其重力和切削力。 4.工作部件：(1)与最终实现切削加工的主运 动和进给运动有关的执行部件； 与工件 和刀具安装及调整有关的部件或装置； 与上述部件或装置有关的分度、转位、定位 机构和操纵机构等。 5.控制系统：用于控制各工作部件的正常工作。 6.冷却系统：用于对加工工件、刀具及机床的某些发 热部位进行冷却。 7.润滑系统：用于对机床的运动副 进行润滑，以减 小摩擦、磨损和发热。 8.其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。 （一）车床常用传动组成 1动力源 2传动件 3执行件 （二）车床常用传动副 1带传动 2齿轮传动 3蜗轮蜗杆传动 4齿轮齿条传动 5丝杠螺母传动 机床的基本传动形式 机床的基本传动形式 l通常机床的传动装置有以下几种形式： 传动形式采用的介质和元件主要特点和应用 机械传动齿轮、带工作可靠 维修方便 应用最广 液压传动油液、泵、阀结构简单、传动平稳、易实现自动 化，应用日益广泛 电气传动电能、电气元件简化机械结构、但电气系统复杂、 成本高 气压传动压缩空气、气动元件动作迅速、易实现自动化、但运动 不易稳定、驱动力小 机床上常见的传动副 l带传动 传动平稳，轴间距离大，过载时皮带打滑，不会 引起机器损坏，但传动比不精确，传动效率低。 一. 常用传动付及其传动关系 1. 带传动 特点： l齿轮传动 n常用传动副的传动关系 传动比i： Z1/Z2 i = =n2/n1 n2=n1Z1/Z2 主动轮 从动轮 常用传动件的简图符号 传动比精确，传力大，效率高， 但制造复杂，传动噪声大。 2. 齿轮传动 特点： l涡轮蜗杆传动与齿轮齿条传动 可获得较大的降速比，传动平稳，无噪声。 只能由蜗杆传动蜗轮。 3. 蜗杆传动 特点： 传动效率高，但制造精度不高时传动平稳性 和准确性较差。 4. 齿轮齿条传动 特点： 螺母移动速度： nv-丝杠转速, r/min ; p-单头螺杆螺距,mm。 (mm/s) n常用传动副的传动关系 丝杠螺母传动 丝杆螺母传动 空套连接普通平键连接 导向平键连接花键连接 常用传动件的简图符号 车床常用传动件的简图符号 车床常用传动件的简图符号 车床常用传动件的简图符号 车床常用传动件的简图符号 车床常用传动件的简图符号 车床常用传动件的简图符号 车床常用传动件的简图符号 车床常用传动件的简图符号 （三）传动链及传动比 传动链：将若干传动链依次组合起来，即成为一个传动系统 （四）机床变速机构 1塔轮变速机构 2滑移齿轮变速机构 3离合器变速机构 传动链与机床变速机构 传动链的传动比 等于链中各传动 副传动比的乘积 传动链分析 2.4 卧式车床传动系统 卧式车床传动系统框图 车 床 结 构 主轴箱1 ： 内装有主轴实现主运动，主轴 端部有三爪或四爪卡盘以夹持 工件 进给箱10： 作用是变换进给量，并把运动 传给溜板箱 溜板箱8：带动刀架实现纵向、横向进 给，快速移动或车螺纹 刀架2：装四组刀具，按需要手动转位使用 尾座3 ： 支持工件或安装钻头等孔加工刀具 床身4 ： 部件都安装在床身上，以保持部件 间相互位置精度。 三箱 如图 （一）卧式车床传动系统分析 1主运动分析 主运动传动系统 （1）主运动传动路线表达式： = 电动机 33/22 19/34 34/32 22/45 28/39 176/200 M1右移 M1左移 27/27 27/63 17/58 主轴 (1440r/min ) 144033/2234/32176/200 27/27 0.98= 1980(r/min ) n主min=144019/3422/45176/20027/6317/58 0.98=43(r/min) n主max （2）主轴转速的计算： 2 进给运动传动系统 进给运动传动系统 换向结构 进给运动传动系统 虚线框里三个齿轮与轴11是浮动连 接，齿轮转速与轴转速不同 进给运动传动系统 进给运动传动系统 溜板部分 溜板箱 变换箱外手柄位置，在光杠或丝杠 的传动下，可使车刀按要求方向作 进给运动 床鞍 作纵向移动 中滑板 作横向移动 小滑板 作纵向移动 刀架 用来装夹车刀 进给运动传动系统 刀架纵向运动 刀架横向运动 丝杠运动 三、进给运动传动系统 进给量的计算： 螺母移动速度：nv-丝杠转速, r/min ; p-单头螺杆螺距,mm。 (mm/s) 齿条移动速度： nv-与齿条啮合的齿轮的转速, r/min ; m-齿条、齿轮模数，mm ; z-齿轮齿数 p-齿条齿距,mm。 (mm/s) 进给量的计算： （1）用丝杠进给的计算 （2）用齿轮尺条进给的计算 p-单头螺杆螺距,mm。 m-齿条、齿轮模数，mm ; z-齿轮齿数 p-齿条齿距,mm。 (二)机械传动系统的组成 1定比传动机构 2变速机构 3换向机构 4操纵机构 5箱体及其他装置 (二)机械传动的特点 机床的液压传动 (一)外圆磨床液压传动系统分析 (二)机床液压传动系统的组成 1动力元件:液压泵 2执行机构:液压缸 3控制元件:各类阀 4辅助装置 (三)机床液压传动系统的特点 按执行元件的工作循环和动作要求，参照电磁 铁动作表，分析实现每步动作的进、回油路。 分析系统之间的联系以及这些联系是如何实现 的，如互锁、同步、顺序动作等。 最后归纳系统特点，加深对系统的理解。 1.概述 M1432A型万能外圆磨床液压系统 对工作台往复运动性能的要求是： l（1）较宽的调速范围 l（2）自动换向 l（3）换向精度高 l（4）换向过程中工作台在两端要能够短时间停留 l（5）工作台可作微量抖动 2.M1432A型万能外圆磨床的液压系统 工作台的往复运动 工作台右移 控制油路： 进油路：液压泵滤油器先导阀（6、8）I1 换向阀左端 回油路：换向阀右端先导阀（9、15）油箱 使主换向阀阀心右移 主油路： 进油路：液压泵换向阀（1、2）液压缸右腔 换向阀（1、1）开停阀右位互锁缸（手摇工 作台不起作用） 回油路：液压缸左腔换向阀（3、5）先导阀（ 5、16）开停阀右位节流油箱。 使工作台右移 工作台左移 控制油路： 进油路：液压泵滤油器先导阀（7、9）I2换 向阀右端 回油路：换向阀左端先导阀（8、14）油箱 完成主换向阀阀心左移 主油路： 进油路：液压泵换向阀（1、3）液压缸左腔 换向阀（1、1）开停阀右位互 锁缸（手摇工作台不起作用） 回油路：液压缸右腔换向阀（2、4）先导阀（4、 16）开停阀右位节流油箱。 完成工作台左移 工作台停止 当开停阀左位时，油泵向液压缸供油油路1被开 停阀左位截止，工作台停止运动，而液压缸两腔连 通（2、3）工作台停止运动。这时，互锁缸的油经 开停阀流回油箱，其活塞复位，可手摇工作台调整 工件的加工位置。 工作台的换向 制动阶段 控制油路： 进油路：液压泵滤油器先导阀（7、9）I2 换向阀右端左抖动缸 回油路：换向阀左端（10）先导阀（8、14）油 箱右抖动缸油箱 完成换向阀第一次快跳及先导阀快跳 主油路： 进油路： 液压泵换向阀（1、2）液压缸右腔 换向阀（1、3）液压缸左腔 换向阀（1、1）开停阀右位互 锁缸（手摇工作台不起作用） 使工作台停止运动 工作台停留 控制油路： 回油路： 换向阀左端L1油路10先导阀（8、14 ）油箱 反向起动 砂轮架的快进快退 砂轮架的周期进给运动 进给阀控制油路： 进油路：液压泵滤油器先导阀（7、9）L3进 给阀左端 回油路：进给阀右端I4先导阀（8、10）油箱 使进给阀右移，先接通a1、b，后接通b、a2 进给缸油路： 进油路：液压泵先导阀（7、9）选择阀（9、 a1）进给阀（a1、b）进给缸 回油路：进给缸进给阀（b、a2）选择（a2、 8）先导阀（8、14）油箱 先进给缸左移，实现左进给一次，后进给缸右移复 位 工作台手动、液动互锁 尾座顶尖的伸缩运动 机床的润滑 压力测量 l该液压系统采用了活塞杆固定式双杆液压缸，保证了工作台往复运动 速度相等，且占地面积小。 l采用了机动先导阀和液动换向阀组成的行程制动式机、液换向回路， 并且液动换向阀的第一次快