机床课件第二章.ppt

第二章车床 本章主要内容 车床概述 用途 运动 分类 工艺范围 组成部分 CA6140型车床传动系统 CA6140型车床的主要构造 2 1概述一 车床的用途和运动1 用途 主要用于加工各种回转表面 2 车床上使用的刀具 主要是各种车刀 还可使用钻头 扩孔钻 铰刀 丝锥 板牙等孔加工刀具和螺纹加工刀具 3 车床的运动 1 表面成形运动主运动 工件的旋转运动 其转速较高 消耗机床功率的主要部分 进给运动 刀具的移动 2 辅助运动 切入运动 刀架的纵横向机动快移 尾架的机动快移 二 卧式车床的主参数 主参数是床身上最大工件回转直径 第二主参数是最大工件长度 例 CA6140型卧式车床的主参数为床身上最大工件回转直径 400mm 第二主参数是最大工件长度 但刀架上最大工件回转直径为 210mm 在加工较长的轴 套类工件时 由于受到中滑板的限制 这也是一个重要的参数 CA6140型卧式车床的主要技术参数如下 床身上最大工件回转直径400mm刀架上最大工件回转直径210mm最大工件长度 4种 750mm 1000mm 1500mm 2000mm中心高205mm主轴孔直径48mm主轴转速 正转 24级 10 1400r min 反转 12级 14 1580r min车螺纹范围 米制 44种 1 192mm英制 20种 4 24牙 in 25 4mm 车蜗杆范围 模数 39种 0 25 48mm 径节 37种 1 96牙 in进给量 纵 横各64种 纵向标准进给量0 08 1 59mm r 纵向缩小进给量0 028 0 054mm r 纵向加大进给量1 71 6 33mm r 横向标准进给量0 04一0 795mm r 横向缩小进给量0 014 0 027mm r 横向加大进给量0 86 3 16mm r 纵向快移速度4m min 横向快移速度2m min 刀架行程 最大纵向行程 4种 650mm 900mm 1400mm 1900mm最大横向行程 260mm 295mm 主电动机功率 7 5KW机床工作精度 圆度0 01mm 圆柱度0 01mm 100mm 螺距精度0 04mm 100mm 0 06mm 300mm 精车平面平面度0 02mm 400mm表面粗糙度Ra2 5 1 25 三 车床的分类 P6表1 2 组别0 仪表车床 1 单轴自动 半自动车床 2 多轴自动 半自动车床 3 回轮车床 4 曲轴及凸轮轴车床 5 立式车床6 落地及卧式车床 7 仿形及多刀车床8 轮 轴 辊 锭及铲齿车床9 其它车床 卧式车床的布局 2 3CA6140型车床传动系统 CA6140型车床是普通精度的卧式车床 传动系统包括主运动传动链和进给运动传动链 刀架传动 两部分 一 主运动传动链 1 传动路线 两末端件是主电动机 主轴 2 主传动路线表达式 3 主轴的转速级数与转速计算 1 主轴正转时转速级数 18 6 24级 正转的低速实有级数 2 3 2 2 1 18级主轴正转时 可以得到2 3 6种高速 2 主轴反转时转速级数 可获得3 3 2 2 1 12级不同转速 3 主轴的转速 n主 1450 130 230 i i i 例 上面主传动系统图中所示的齿轮啮合位置 主轴的转速 正转的最低转速 为 n主 1450 130 230 51 43 22 58 20 80 20 80 26 58 10r min主轴反转时 轴 的传动比大于正转时的传动比 所以反转转速高于正转转速 二 进给传动链 进给传动链是实现刀具纵向或横向移动的传动链 螺纹进给传动链 是内联系传动链 由丝杆经溜板箱传动 纵向和横向进给传动链 是外联系传动链 由光杆经溜板箱传动 两末端件 主轴和刀架 1 车削螺纹 能车削的螺纹有 常用的米制 英制 模数制及径节制四种螺纹 加大螺距 非标准螺距及较精确的螺纹 右旋螺纹 左旋螺纹 车螺纹时的运动平衡式 1主轴 i t1 Si 主轴至丝杠之间总传动比 t1 机床丝杠的导程 CA6140型车床t1 12mm S 被加工螺纹的导程 单位为mm 1 车削米制螺纹 国家标准 由此表可以看出 每行是按分段等差数列排列的 行与行之间成倍数关系 基本组 增倍组 扩大螺距组 CA6140车削米制螺纹传动路线 扩大螺距组 CA6140车削米制螺纹传动路线 变换左右螺纹组 挂轮组 移换机构 基本组 CA6140车削米制螺纹传动路线 增倍组 传动路线表达式 基本组 轴 间的变速机构可变换8种传动比 i基1 26 28 6 5 7i基2 28 28 7 7i基3 32 28 8 7i基4 36 28 9 7i基5 19 14 9 5 7i基6 20 14 10 7i基7 33 21 11 7i基8 36 21 12 7上述8种传动比分母相同 分子为Sj 6 5 7 8 9 9 5 10 11 12 除6 5 9 5外 按等差级数的规律排列 相当于米制螺纹导程标准的最后一行 这样的变速机构称为基本螺距机构 简称基本组 增倍组 轴 间的变速机构可变换4种传动比 i倍1 18 45 x 15 48 1 8i倍2 28 35 x 15 48 1 4i倍3 18 45 x 35 28 1 2i倍4 28 35 x 35 28 1上述四种传动比成倍数关系排列 这种变速机构称为增倍机构 简称增倍组 车削米制 右旋 螺纹的运动平衡式 S 1r 主轴 58 58 33 33 63 100 100 75 25 36 i基 25 36 36 25 i倍 12 7i基i倍 7 Sj 7 i倍 Sji倍S 螺纹导程 对单线螺纹为螺距P 单位mm i基 轴 间基本螺距机构传动比 i倍 轴 间增倍机构的传动比 改变i基和i倍之值 就可以得到各种标准米制螺纹的导程 Sj最大为12 i倍最大为1 故加工最大螺纹的导程为S 12mm 加工导程大于12mm的螺纹时 需使用扩大螺距机构 此时主轴 与轴 间的传动比i扩为 i扩1 58 26 x 80 20 x 50 50 x 44 44 x 26 58 4i扩2 58 26 x 80 20 x 80 20 x 44 44 x 26 58 16 扩大螺纹螺距机构的传动齿轮就是主运动传动齿轮 所以只有当主轴上的M2合上 即主轴处于低速状态时 才能用扩大螺距机构 当轴 间的传动比为时 主轴转速为40 125r min 导程扩大4倍 当轴 间的传动比为时 主轴转速为10 32r min 导程扩大16倍 当轴 间的传动比为时 并不准确地等于1 所以不能用扩大导程 2 车削模数制螺纹 模数螺纹导程为Sm K m 模数m按分段等差数列的规律排列 车模数螺纹时的传动路线与米制螺纹基本相同 唯一的差别就是这时挂轮换成 以消除 因子 传动路线表达式 运动平衡式为 因为式中所以又因导程为Sm K m 所以改变i基和i倍之值 就可以车削出各种标准模数制螺纹 如应用扩大螺纹导程机构 也可以车削出大导程的模数螺纹 3 英制螺纹 英制螺纹的螺距参数为每英寸长度上的螺纹扣数 以a表示 导程 Sa k1 a 英寸 k25 4 a mm 特点 分母a的标准值是按分段等差数列的规律排列的 所以英制螺纹的螺距和导程值是分段调和数列 分母是分段等差数列 有特殊因子25 4 CA6140车削英制螺纹传动路线 基本组 运动平衡式为 Sa 1r 主轴 Sa 12mm Sa 改变i基和i倍之值 就可以车削出各种标准英制螺纹 4 车削径节制螺纹 英制蜗杆的轴向齿距即径节螺纹的导程为SDP k DP in k25 4 DP mm 径节DP也是按分段等差数列的规律排列的 径节螺纹导程排列的规律与英制螺纹相同 只是含有特殊因子25 4 车削径节螺纹的传动路线与车削英制螺纹相同 但挂轮须更换 它和移换机构轴 间的齿轮副组合 得到传动比 运动平衡式为 SDP 1r 主轴 简化后得 DP 改变i基和i倍之值 就可以车削出各种标准径节螺纹 车削四种螺纹的传动特征 5 非标准螺纹 运动平衡式为 S非 1r 主轴 i挂 12mm 其中 i挂 适当地选择挂轮a b c d的齿数就可车削出所需的非标准螺纹 传动路线较短 减少了传动件误差对工件导程的影响 如选用较精确的挂轮也可车削比较精密的螺纹 CA6140型车床进给传动链中加工螺纹时的传动路线表达式归纳总结如下 2 车削圆柱面和端面 车削外圆柱或圆柱表面时 可使用机动的纵向进给 车削端面时 可使用机动的横向进给 机动进给是由光杆经溜板箱传动的 1 传动路线 0 25Kw 传动路线表达式 2 纵向机动进给量 CA6140型车床纵向机动进给量有64种 当机床运动经正常螺距的米制螺纹的传动路线传动时 可得到从0 08 1 22mm r的32种正常进给量 运动平衡式为f纵 0 711i基i倍 mm r 纵向进给运动的其余32种进给量可分别通过英制螺纹传动路线和扩大螺距机构获得 当机床运动由主轴经正常螺距及英制螺纹传动路线 可得到从0 86 1 59mm r的8种较大纵向进给量 当主轴处于较低的12级转速时 10 125rpm 运动由主轴经扩大螺距机构及英制螺纹传动路线 可将进给量扩大4倍和16倍 当主轴高转速 450 1400rpm 其中500rpm除外 运动由主轴经扩大螺距机构 公制螺纹传动路线及倍增组中的齿轮副18 45 15 48 i倍 1 8 传动 可得到8种细纵向进给量 3 横向机动进给量 横向机动进给在其与纵向传动路线一致时 所得的横向进给量是纵向进给量的一半 f横 0 353i基i倍 mm r 横向进给量的种数有64种 3 刀架的快速移动 刀架可实现纵 横向快速移动 快速电动机 250W 2800r min 传至纵向进给齿轮齿条副或横向进给丝杠 刀架快速移动时 不必脱开进给传动链 为避免仍在转动的光杆和快速电机同时传动轴 在齿轮56与轴 间装有超越离合器 2 4CA6140型车床的主要构造 一 主轴箱功用 支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴 使主轴带动工件按规定的转速旋转 以实现主运动 主轴箱主要由主轴部件 传动机构 开停与制动装置 操纵机构 润滑装置等组成 装配图包括展开图 各种向视图和剖面图 展开图是基本上按主轴箱内各传动轴的传动顺序 沿其轴心线剖开 并展开在一个平面上的装配图 展开图不表示各轴的实际位置 1 卸荷机构 将皮带的张力经法兰传至主轴箱体上 轴不受径向力 弯曲变形少 提高传动的平稳性 2 双向多片摩擦离合器 离合器装在 轴上 由左 右两部分组成 其结构是相同的 左离合器传动主轴正转 而正转用于切削 传递的扭距较大 所以片数多 选择片数时应进行计算 作用 连接两根轴之间的运动 并靠摩擦传递动力 充当过载保护装置 当机床超载时 摩擦片打滑 避免损坏机床 结构 内摩擦片3 外摩擦片2 止推片11 12 压块8及空套齿轮块1 动作原理 利用扇形齿轮块 使摩擦离合器换向 齿条向外 正转 齿外向里 反转 上扳手柄18 杆20 曲柄21 齿17 齿条22 拨叉23 滑套12 元宝销6 杆7 销5 压块8 内外片压紧 齿轮1 操纵杆上装有两个操纵手柄 位于进给箱右侧 溜板箱右侧 摩擦离合器调整 摩擦离合器必须调整使之能传递额定功率 过松时摩擦片容易打滑发热起动不灵 传动功率不够 过紧时 则操纵费劲 一般新的摩擦片摩损较快 必须及时加以调整 调整时 先将操纵手柄搬到需要调整的位置上 正车或反车的准确位置 然后用螺丝刀将弹簧销4按下 拧动螺母9压紧摩擦片 弹簧销4重新卡入螺母9缺口中 3 闸带式制动器 图3 7c 作用 在摩擦离合器脱开时刻制动主轴结构 主要由制动轮16和制动钢带15 内侧固定一层夹铁砂帆布 组成 安装在轴IV上 动作原理 制动轮装在IV轴上 外面还有制动钢带 制动钢带一端固定在箱体上 通过螺钉13 另一端固定在杠杆14上 当操纵齿条轴22作轴向移动时 操纵轴上的曲线部分使杠杆带动制动带拉紧或松开 调整 制动钢带的拉紧程度可由装在箱体端的调节螺钉13调整 4 主轴部件 图3 5 主轴是一根空心的阶梯轴 用于通过长的棒料及卸下顶尖时穿过钢棒 也可用于通过气动 电动及液压夹紧装置机构 主轴前端的锥孔为莫氏6号锥度 用于安装顶尖套及前顶尖 主轴后端的锥孔1 20是工艺孔 主轴前端采用短法兰式结构 图3 8 用于安装卡盘或拨盘 并用主轴前端的短园锥面定位 主轴安装在二支承上 原来三支承 前支承 一个5 D 级精度的3182121型双列圆柱滚子轴承 用于承受径向力 后支承 一个5 D 级精度的46215型角接触球轴承 用于承受径向力和由后向前的轴向力 一个5 D 级精度的8215型推力球轴承 用于承受由前向后的轴向力 轴承的调整 主轴支承是主轴的运转精度及刚度影响很大 主轴轴承应在无间隙条件下进行运转 轴承中的间隙直接影响机床的加工精度 因此主轴轴承间隙必须定期进行调整 主轴的润滑 前后轴承的润滑均由润滑泵供油 主轴上装有三个齿轮 大的斜齿轮靠近前支承 安排斜齿轮时应使齿轮作用在主轴上的轴向力方向与切削力的方向相反 5 变速操纵机构 CA6140主轴箱采用了集中操纵顺序变速 主轴箱共有七个滑移齿轮 其中五个用于改变主轴的转速 另外两个分别用于车削左 右螺纹及正常螺距 扩大螺距的变换 1 轴 和 上滑移齿轮的操纵机构图3 9 操纵机构 轴上的滑移齿轮 5 变速操纵机构 动作原理 手柄 链传动 轴4 凸轮3 曲线槽 杠杆5 拨叉6 齿轮A 轴 手柄 链传动 轴4 曲柄2 拨叉1 齿轮B 轴 顺次转动手柄至各个变速位置 可使双联齿轮A和三联齿轮B处于不同的轴向位置而实现6种不同的组合 滑移齿轮移至规定的位置后 都必须可靠地定位 此机床的主轴箱操纵机构中采用铜球定位装置 二 溜板箱 功用 将进给运动或快速移动由进给箱或快速移动电动机传给溜板和刀架 使刀架实现 纵 横向和正 反向机动走刀或快速移动 1 开合螺母机构 图3 10 A A剖视 功用 接通或断开从丝杆传来的运动 合上开合螺母 就可带动溜板箱和刀架 结构 下半螺母 上半螺母 动作原理 转动手柄6 轴7 盘28偏心圆弧槽d 圆柱销27 上下半螺母26 25 燕尾形导轨上下移动 开合螺母与丝杆啮合 圆弧槽d接近盘中心部分的倾斜角较小 使开合螺母闭合后能自锁 限位螺钉17调节螺母与丝杆的间隙 开合螺母合上 与丝杠相啮合 实现加工螺纹的进给 反之 开合螺母分开 实现纵向 横向机动进给或快速移动 2 纵 横向机动进给及快速移动的操纵机构 图3 11 图3 10 该操纵机构由一个手柄集中操纵 左 右扳动手柄 纵向进给前 后扳动手柄 横向进给盖上开有十字形槽 使操纵手柄不能同时接合纵向和横向运动 按手柄上端的快速按钮 快速电机起动 纵 横向机动进给操纵机构1 6 手柄2 21 销轴3 手柄座4 9 球头销5 7 23 轴8 弹簧销10 15 拨叉轴11 20 杠杆12 连杆13 22 凸轮14 18 19 圆销16 17 拨叉 动作原理 纵向机动进给 左 右板动手柄1 轴5轴向移动 杠杆7 推杆12 园柱形凸轮13 曲线槽带动销轴 拨叉16 双向牙嵌离合器M6 M6 刀架右移动M6 刀架左移动横向机动进给 前 后板动手柄1 轴23转动 园柱凸轮22 曲线槽使杠杆20摆动 拨叉17 双向牙嵌离合器M7 M7 刀架向前移动M7 刀架向后移动手柄处于中间位置时 M6 M7都断开 机动进给脱开 3 互锁机构 开合螺母 机动进给的操纵机构手柄应互锁 接通机动进给或快速移动时 开合螺母不闭合 不接通机动进给或快速移动时 开合螺母闭合 横向进给 纵向进给 螺纹进给 a 中间位置 机动进给未接通 开合螺母也处于脱开状态 b 合上开合螺母时 轴7转动 凸肩转入轴23的槽中 使轴23不能转动 轴7转动 凸肩将销子9的一半压入轴5的孔中 一半留在固定套24中 使轴5不能移动 机动进给的操作手柄1就锁在中间位置上 c 向左扳手柄1接通