机床的基础知识.ppt

第2章机床的基础知识 本章内容 2 4机床的液压传动 2 3普通车床传动系统分析 2 2机床的机械传动 2 1机床的分类和型号 2 1机床的分类和型号 机床种类繁多 为便于设计 制造 使用和管理 需进行适当的分类 按加工方式分为12大类 JB1838 85 按通用程度分 通用机床 专门化机床 专用机床按加工精度分 普通精度 精密 高精度按自动化程度 手动 机动 半自动 自动机床按机床质量分 仪表机床 中型 大型 重型机床 2 1 1机床的分类 2 1 2机床的型号 机床的型号是机床产品的代号 由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组成 它简明地表示出机床的类型 主要规格 性能和结构特征 按GB T15375 94 金属切削机床型号编制方法 规定 一 通用机床型号 如 最大磨削直径为320mm 第一次重大设计改进的高精度万能外圆磨床 其型号为 MG1432A类别代号 磨床类 通用特性代号 高精度 组别代号 外圆磨床组 系别代号 万能外圆磨床系 主参数代号 最大磨削直径的1 10 重大改进顺序号 通用特性代号 通用机床类 组划分表 1 通用机床类 组划分表 2 各类主要机床的主参数和折算系数 机床的传动方法 机械传动 2 2机床的机械传动 液压传动 气压传动 电气传动 2 2 1机床上常用的传动副及传动关系在机械传动中 常用的传动元件有 传动带与带轮 齿轮 蜗轮蜗杆 齿轮齿条 丝杠螺母等 每一对传动元件称为传动副 各种传动副具有不同的传动特点 下面介绍常用传动副及其传动特点 1 皮带传动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 机床的机械传动 常用的传动副及传动特点 1 皮带传动 优点 传动平稳 中心距变化范围大 结构简单 制造 维修方便 有过载保护 缺点 外廓尺寸大 传动比不准确 摩擦损失大 传动效率低 常用的传动副及传动特点 2 齿轮传动 优点 传动比准确恒定 结构紧凑 工作可靠 可传递较大的扭矩且传动效率高 使用寿命长 缺点 制造复杂 精度不高时传动不平稳 有噪声 3 蜗轮蜗杆传动 常用的传动副及传动特点 优点 可获得较大的传动比 传动准确 平稳 结构紧凑 承载能力大 无噪声 缺点 传动效率较低 摩擦产生的热量大 需良好的润滑条件 4 齿轮齿条传动 常用的传动副及传动特点 优点 传动效率较高 结构紧凑 缺点 制造精度不高时传动不平稳 有噪声 5 丝杠螺母传动 常用的传动副及传动特点 优点 传动平稳 无噪声 传动精度高 缺点 传动效率低 传动链 将基本传动方法中某些传动副按传动轴依次组合起来 就构成一个传动系统 即传动链 2 2 2机床传动链及其传动比 若某传动链从输入轴到输出轴间有m个传动副 其传动链总传动比等于传动链中所有传动比的乘积 即 1 变速机构变速机构用来改变从动件的旋转速度或移动速度 主要通过改变传动比大小使从动轴得到各种不同的转速 机床上常用的变速机构有 1 塔轮变速机构 2 滑移齿轮变速机构 3 离合器变速机构 4 摆动齿轮变速机构 2 2 3机床上常见的传动机构 变速机构 1 塔轮变速机构 优点 运动平稳 结构简单 缺点 停止转动时才能手动推带换档 使用不方便 塔轮 塔轮是具有多种直径的带轮 改变转速用的传动件 通常两个塔轮配套使用 当带所处的主动轮和从动轮直径相等时 实现等速传动 改变带的位置 当带处于主动轮直径小于从动轮直径位置时 实现减速传动 处于主动轮直径大于从动轮直径位置时 实现增速传动 塔轮传动可用于需要有级变速而功率较小的地方 2 滑移齿轮变速机构 变速机构 优点 结构紧凑 传动效率高 缺点 不能在运转中变速 3 离合器变速机构 变速机构 优点 变速时齿轮不需移动 可以采用斜齿轮 使传动平稳 缺点 用摩擦离合器可在运转中变速 4 摆动齿轮变速机构 变速机构 优点 外廓尺寸小 缺点 结构刚度低 传递力矩受限 机床上常见的传动机构 2 换向机构换向机构用来改变机床运动部件的运动方向 机床上普遍采用由圆柱齿轮和圆锥齿轮组成的换向机构 机床上常用的换向机构有 1 三星齿轮换向机构 2 中间齿轮换向机构 3 锥齿轮换向机构 换向机构 1 三星齿轮换向机构 优点 结构简单 紧凑 制造方便 缺点 结构刚性差 只能传递小功率 换向机构 2 中间齿轮换向机构 优点 可传递较大的扭矩 结构稳固可靠 可以快速反转 缺点 结构较大 制造成本较高 换向机构 3 锥齿轮换向机构 优点 可以改变两个垂直轴之间的旋转方向 缺点 制造较难 车床占机床总数的20 35 加工范围 轴 盘套零件上内外回转面 端面 螺纹面等 运动特征 主运动为主轴带动工件作回转运动 所用刀具 车刀 钻头 扩孔钻 铰刀 丝锥等 车床种类 卧式 立式 转塔 仿形 自动和半自动 专门化车床 曲轴 凸轮轴车床 铲齿车床 加工精度 经济加工精度IT8 IT7 表面粗糙度Ra1 25 2 5 2 3普通车床传动系统分析 普通车床的基本结构及运动 为便于了解和分析机床的运动和传动情况 常用机床的传动系统图 主运动传动链传动系统纵向进给传动链 与主轴方向平行进给运动传动链横向进给传动链 与主轴方向垂直螺纹进给传动链刀架快速移动传动链 C6132型普通车床 传动路线 C6132车床传动框图 C6132车床传动系统 2 3 1C6132车床主运动传动1 传动路线主运动传动链的传动路线表达式如下 C6132车床主运动传动 2 传动计算根据传动路线表达式主轴可得到12种转速 主轴工作转速计算式为 即式中n电 电动机转速 r min i变 变速箱总传动比 i带 皮带传动比 i主 主轴箱输入轴至主轴的传动比 图2 3所示齿轮的啮合位置 主轴的工作转速为 可见 当改变变速箱中滑移齿轮的位置和主轴箱中离合器M1的位置时 可得到其余11种转速 其中 由主运动传动路线 1 进给运动传动路线 2 3 2C6132车床进给运动传动 47 进给运动传动链的传动路线表达式如下 增倍齿轮 增倍齿轮由三轴滑移齿轮机构组成 可变换四种传动比 它们之间依次相差2倍 其作用是将基本组的传动比成倍地增加或缩小 从而可以加工出不同螺距的螺纹 2 螺纹加工传动 从进给运动的传动路线图上可知 进给箱的变速级数达5 5 20种 还有7组不同传动比的挂轮可根据需要任意配换 所以可以车出各种不同螺距的螺纹 在C6132车床上可以车出公制 英制和模数螺纹 C6132车床进给运动传动 车公制螺纹时 要求工件每转一转 刀具应均匀地移动一个导程P的距离 当车削各种螺纹时 按工件导程P从车床铭牌上即可查出各手柄位置及配换挂轮齿数 对于铭牌上没有的螺纹或非标准螺纹的加工 则需要计算配换的挂轮 图上所示的啮合位置 其传动路线为 则工件导程P 若P已知 就可求出挂轮a b c d的齿数 可操纵溜板箱中的变向机构实现丝杠的转向 车出右旋螺纹或左旋螺纹 3 纵向和横向进给传动计算 图上所示的啮合位置 其传动路线为 若a 60 b 65 c 65 d 45 当离合器M左及M右分别接合时 纵向和横向进给量分别为 2 4机床的液压传动 液压传动是应用液体作为工作介质 通过液压元件来传递运动和动力 2 4 1液压传动的基本知识液压传动在机床上的应用比较广 如拉刀的直线运动 就是由拉床上的液压装置驱动的 万能外圆磨床 平面磨床的工作台的运动也是采用液压传动方式 磨床在磨削工件时 工作台必须连续往复运动 在液压系统中 工作台的运动方向是由电磁换向阀来控制的 平面磨床工作台往复运动液压传动系统 1 液压传动系统的工作原理 液压传动系统的组成 2 液压传动系统的组成一般液压传动系统主要由以下五部分组成 1 动力元件 油泵 作用是将机械能转换成油液液压能 给液压系统提供压力油 2 执行元件 液压缸或液压马达 作用是将液压能转换成机械能并分别输出直线运动或旋转运动 3 控制元件 如溢流阀 节流阀和换向阀等 作用是分别控制液压系统油液的压力 流量和流向 以满足执行元件对力 速度和运动方向的要求 4 辅助元件 如油箱 油管 滤油器 密封件等 起辅助作用 以保证液压系统正常工作 5 工作介质 矿物油 传递能量的介质 2 4 2液压传动的特点及其在机床中的应用 1 液压传动突出的优点 1 从结构上看液压传动的控制 调节比较简单 操作方便 布局灵活 当与电气或气压传动相配合使用时 易于实现远距离操纵和自动控制 2 从工作性能上看液压装置能在大范围内实现无级调速 也可以在运行中很方便地调速 动作快速 稳定 因为工作介质是液体 所以运动传递平稳 均匀 3 从维护使用上看液压元件能自行润滑 因此使用寿命长 且能实现系统的过载保护 元件易实现系列化 标准化 缺点 由于不可避免存在泄露 所以液压系统不能实现严格的定传动比传动 传动效率较低 液压传动在机床中的应用 2 液压传动在机床中的应用 1 进给运动传动装置此项在机床上应用最广 如磨床的砂轮架 车床 六角车床 自动车床的刀架或转塔刀架 磨床 铣床 刨床 组合机床的工作台进给运动 这些进给运动一般要求有较大的调速范围 且在工作中能无级变速 因此 采用液压传动是最合适的 2 往复主体运动的传动装置龙门刨床的工作台 牛头刨床或插床的滑枕等 这些部件一般需要作高速往复运动 并要求换向冲击小 换向时间短 因此 可采用液压传动来实现 牛头