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第三章 车床,第一节 车床概述,车床的用途：加工各种回转表面及其端面、螺纹。 车床的分类 车床的运动：分为工作运动和辅助运动两种。 工作运动 （即切削运动）：机床为实现加工所必需的加工工具与工件间的相对运动。包括主运动和进给运动。 辅助运动：指机床在加工过程中，加工工具与工件除工作运动以外的其他运动。如：刀架纵向和横向快速移动，刀具快速接近或离开工件。,第二节 卧式车床,一. 工艺范围与工艺特点：,车螺纹,车圆锥面,工件在车床上的安装,常用的夹具有卡盘、顶尖、心轴、跟刀架。 1.卡盘 用于装夹轴类、盘套类工件,2. 顶尖（前顶尖、后顶尖） 加工实心轴类零件,3. 心轴：带孔的盘套类工件,4. 跟刀架：细长类工件,能保证轴、套、盘等类零件的各表面位置精度；,加工范围广泛，适应性强；,经济精度：it8it7，ra1.66.3 对有色金属，利用精细车的方法可达到： it6it5，ra0.20.8,切削过程平稳；,刀具简单，成本低。,过程连续 无冲击,工艺特点：,二、ca6140机床的布局,主轴箱：主轴前端装有卡盘，用以夹持工件，由电动机经变速机构，把动力传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动。,刀架：它用于装夹车刀，并使车刀纵向、横向或斜向运动。,尾座：尾座的功用是用后顶尖支承长工件。在尾座上还可以安装钻头等孔加工刀具进行孔加工。,三、卧式车床的主参数,主参数是床身上最大工件回转直径，主参数决定了主轴轴线距离床身导轨的高度； 第二主参数是最大工件长度，第二主参数决定了床身的长度。 其它参数： 刀架上最大回转直径 主轴的转速范围 进给量 加工螺纹范围 电动机功率,四、车床的传动系统,主要由主运动传动系统和刀架（进给）运动传动系统组成。 为工作安全，由车床内的机构保证机动的纵向进给、横向进给及车螺纹传动路线，同一时间只能接通一种。 车床传动系统框图如下：,四、车床的传动系统,传动系统图，传动系统包括主传动和刀架传动两部分。 主传动(主轴箱)、刀架传动（进给箱）、刀架传动（溜板箱）,1. ca6140主运动传动链,抓两端、连中间,找首、末件：,首件：电机末件：主轴,连中间，写出传动机构式：,主轴的转速级数：,由结构式：m1（左） m2（左移）,转速级数为：23=6 级,由结构式：m1（左） m2（右移）,转速级数为： 23(22-1)=18 级,正转速级数为：6+18=24 级 故：实际级数为 24 级,结论： m1左边工作，主轴正转； m2左移，高速传动，6级； m2左移，低速传动，18级。,主轴转速：,主轴转速之间通常是等比级数排列：,转速图,由结构式：m1（右） m2（左移）,转速级数为：31=3 级,由结构式：m1（右） m2（右移）,转速级数为：3（2+2-1）=9 级,反转速级数为：12级,结论： m1右边工作，主轴反转； 一般转速高于正转转速。,2. 刀架的传动:,找首、末件：,首件：主轴末件：刀架,b. 连中间，写出传动结构式。,传动路线：,（1）扩大螺距传动组:,首件：主轴vi末件：ix轴,路径1：u=1（正常情况） 路径2：u1 （省略） 路径3：u=16、4、1 （扩大螺距）,显然，当z58在左位传动比为1，在右位传动比为1、4或16，则刀架的位移量扩大了1、4倍或16倍，因此称为扩大螺距传动。用来增加进给量或扩大螺距。,（1）扩大螺距传动组:,注意： 路径3是经过iii、iv、v轴的，因此当主运动时主轴转速唯一确定时，则螺距扩大倍数也唯一确定。,例：当n主=10r/m，此时uvi-ix=？即u扩=？,（1）扩大螺距传动组:,结论： 当主轴低速传动时： n主=10-31.5r/m，此时共6级， u扩=16； n主=40-125r/m，此时共6级， u扩=4； n主=160-500r/m，此时共6级， u扩=1； 当主轴高速传动时： n主=450-1400r/m，此时共6级， u扩=1。,（2）变换左右螺纹传动组:,传动路线：,首件：ix轴末件：x轴,当轴x上的z33在右位时，轴ix轴x，加工右旋螺纹； 当z33在左位时，轴ix 轴xi 轴x，加工左旋螺纹。 注意：传动比不变，只改变了轴x旋转方向，改变进给方向。,（3）挂轮传动组:,传动路线：,首件：x轴末件：xiii轴,加工标准螺纹,（4）基本变速组:,传动路线：,首件：xiv轴末件：xv轴,（5）增倍变速组:,传动路线：,首件：xvi轴末件：xviii轴,这4种传动比成倍数关系排列，称增倍变速组，传动比成互为倍数的分段等级数，以适应车削各种标准螺纹导程的需要。,（6）移换机构:,xiii上z25在左位，m3开； m4开，xvi上z25在右位。,移换机构（xiii上z25右移，xvi上z25左移-反向联锁操作）：,初始状态：,2.1 几种标准螺纹:,ca6140型卧式车床： 能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种螺纹； 可以车削加大螺距、非标准螺距的螺纹； 既可以车削右旋螺纹，也可以车削左旋螺纹。,注意：车削各种不同螺距的螺纹时，主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系： 主轴转1转刀架移动 l mm,运动平衡式： 1主轴u s丝p,（1）米制螺纹:,导程规律： 行成等差数列 通过基本变速组实现 列成等比数列 通过增倍变速组实现,传动状态： 挂轮传动组：63/100 100/75 离合器m3、m4、m5状态： m3、m4开， m5合 xvi上z25状态：右位 移换机构状态：不工作,（1）米制螺纹:,注意：除去非标准导程，有20种标准导程，最大导程为12mm。,标准米制螺纹导程,例：现将螺纹导程p=12mm扩大至p=192mm，可采用什么方法，并写出其刀架传动路线，主轴转速范围以及主传动路线。,解答：可采用扩大螺距的方法，即viix间使用u扩=16，则：p=12x16=192mm。,刀架传动路线：,主轴传动范围：,主传动路线：,1031.5r/mm,练习：现要得到p=36mm，可采用什么方法，写出其刀架传动路线，主轴转速范围以及主传动路线。,解答提示：（采用的传动路径不一定只有一个）。 利用导程运动平衡式： p=7u扩u基u倍,可行路径： u扩=4；u基=9/7；u倍=1。 u扩=16；u基=9/7；u倍=1/4。,（2）模数螺纹:,导程规律：（与米制螺纹排列规律一样） 行成等差数列 通过基本变速组实现 列成等比数列 通过增倍变速组实现 注意：其导程参数不同，需换算p=m（含有因子）,传动状态： 挂轮传动组：64/100 100/97 离合器m3、m4、m5状态： m3、m4开， m5合 xvi上z25状态：右位 移换机构状态：不工作,注意：最大导程为3mm，但是一般模数导程用模数m来表示， 故用m=7/4u基u倍=0.53。,例：现加工模数螺纹导程m=48，可采用什么方法，并写出其刀架传动路线，主轴转速范围以及主传动路线。,解答：可采用扩大螺距的方法，即viix间使用u扩=16，则：p=m=3x16=48mm。,刀架传动路线：,主轴传动范围：,主传动路线：,1031.5r/mm,练习：现加工模数螺纹导程m=8，可采用什么方法，并写出其刀架传动路线，主轴转速范围以及主传动路线。,（3）英制螺纹:,导程规律：每英寸长度上的螺纹牙数，以a表示。因此英制螺纹的导程： 行分母成等差数列 通过移换机构工作实现 列成等比数列 通过增倍变速组实现,传动状态： 挂轮传动组：63/100 100/75 离合器m3、m4、m5状态： m4开， m3、 m5合 xvi上z25状态：左位 移换机构状态：工作,注意：a=7/4u基/u倍= 224牙/英寸(标准值) 。,标准英制螺纹导程,（4）径节螺纹:,导程规律：用径节dp来表示的。径节dp=z/d（z为齿轮齿数，d为分度圆直径，单位为in），即蜗轮或齿轮折算每英寸分度圆直径上的齿数 ： 行分母成等差数列 通过移换机构工作实现 列成等比数列 通过增倍变速组实现,传动状态： 挂轮传动组：64/100 100/97 离合器m3、m4、m5状态： m4开， m3、 m5合 xvi上z25状态：左位 移换机构状态：工作,注意：dp=7u基/u倍=796牙/英寸。,车削四种螺纹时的传动特征,（5）非标准螺纹:,导程特点： 不使用基本变速组、增倍变速组实现 传动路径短，参与啮合齿轮较少，传动精度高 挂轮可精确制造，误差小，精度高 因此，可加工出导程精度高的非标准螺纹。,传动状态： 挂轮传动组：a/b c/d 离合器m3、m4、m5状态： m3、m4、 m5合,注意：当p非确定时，只要凑出相应的a/b-c/d挂轮组。,ca6140加工螺纹时的传动路径,2.2 机动进给传动:,传动路线：,纵向进给：首件： 主轴末件：xxv轴,横向进给：首件： 主轴末件：xxx轴,传动状态： 挂轮传动组：63/100 100/75 进给箱：米制或英制传动路线 离合器m4、m5状态： m4开， m5开,（1）纵向进给传动路线:,传动路线：,纵向进给：首件： 主轴末件：xxv轴,（2）横向进给传动路线:,传动路线：,横向进给：首件： 主轴末件：xxx轴,普通（米制）螺纹正常螺距路线，32种纵向进给量 英制螺纹正常螺距路线， 8种进给量 普通（米制）螺纹扩大螺距机构 ， 8 种进给量 英制螺纹扩大螺距机构 ，16种进给量,纵向进给量种类：,进给量是纵向的一半，共64种横向进给量,横向进给量种类：,手动进给：,纵向：（左）手把转动xxvi 17/80 xxv 齿轮/齿条 横向：（右）手把转动xxx,（3）刀架快速传动路线:,传动路线：,首件： 电动机末件：xxv（xxx）轴,五、车床主要机构,1. 主轴箱主要机构（装配图）,装配展开图：表达主轴箱内各传动件的结构和装配关系。,（1） 主轴箱组件,卸载机构：通过带轮2、花键套1、法兰3卸下径向载荷，避免因拉力而使轴i产生弯曲变形，提高了传动平稳性。卸荷式带轮特别适用于要求传动平稳性高的精密机床。,摩擦离合器,（2） 主轴变向、制动及其操纵,摩擦片：,3内片：主轴带动内片运动,2外片：内外片间的摩擦力带动外片运动,注意： 正常情况下：内外片相互间隔排列 工作状态下：内外片在轴向作用力下处于压紧情况 离合器m1左摩擦片数多，是因为实现正转切削负载大,摩擦离合器m1控制,6右端7左移销5带动压块8压紧内外片轴转主轴正转,6左端7右移销5带动压块8压紧内外片轴转主轴反转,如何控制正反转：,如何控制6下压端：,手柄18杆2021、17顺时针转（齿条）22右移23右移6右端下压,制动装置,制动原理： 离合器m1脱开时14下摆在中间凸起处14逆摆制动带15拉紧滞动轮停转主轴迅速停转； 正常情况：m1左/右合14下摆在左右凹槽内14顺摆制动带15松开滞动轮转动主轴转动。,2. 溜板箱主要机构,（1）开合螺母（图3-23、24）,轴4上手柄操作盘21转动带动销20往中间移动上下两销带动18、19合拢带动刀架（车螺纹）,（2）纵向、横向操作机构（图3-24）,纵向：手柄1（左右控制）若左扳轴3右移杠杆7顺时针转推杆8左移凸轮9顺时针转（曲线槽）拨叉10后移,横向：手柄1（前后控制）若前扳轴14顺时针转凸轮13转13内有曲线槽带动杠杆12摆动与拨叉10移动,（3）纵向横向机动进给和开合螺母互锁机构,车螺纹：开合螺母闭合轴4转动一角度4轴上凸肩卡住14轴14轴（横向）无法转动且销5被压入3轴3轴（纵向）无法转动,纵向进给：开合螺母开手柄1左扳轴3右移销5被3轴顶住无法移动轴4无法转动开合螺母无法闭合（图3-25（c）,横向进给：开合螺母开手柄1前扳轴14顺时针转轴4上凸肩被14轴顶住无法移动轴4无法转动开合螺母无法闭合（图d）,（4）超越离合器,超越离合器是一种非外力操纵离合器，主要用在快慢交替传动的轴上，以实现运动的连续转化。 为避免光杆和快移电机同时传动轴xxii，在溜板箱中装有超越离合器。,机动外环转动，产生摩擦力带动星形体转动，带动xxii轴转动,快速星形体高速转动，外环对其产生摩擦力压缩弹簧，使外环 和星形体分离，各以不同转速转动。,问题：机动进给时，快退、快进开关是否可以打开？ （快进或快退时，进给链是否需要断开？）,解答：机动进给时，快退、快进开关可以打开。 （快进或快退时，进给链不需要断开。） 因为超越离合器会将机动进给和快速进给分开。,问题：快退、快进时，快速电动机能否反转？,解答：快退、快进时，快速电动机