机械制造基础2.1.2车床

1、概述2、CA6140卧式车床CA6140车床的主要技术参数CA6140车床的主要机构CA6140车床的传动3、其他类型车床落地车床和立式车床 转塔、回轮车床,2.1.2 车床,车床的主要加工类型,直头外圆刀车外圆；弯头刀车外圆；弯头刀车端面；左偏刀车外圆；右偏刀车端面；切断刀车槽或切断；镗刀镗孔；螺纹刀车螺纹；成形刀车特形面。,1、概述,车回转表面，如轴类、套筒类和盘类零件上的圆柱面；车端面；车螺纹；钻、扩、铰孔；滚花等。,车床加工的特点,加工范围广，但主要用于各种内、外旋转面及其端面的加工；车削切削力变化小，冲击轻微，稳定性好；车削产生的切削热大部分被切屑带走，所以一般车削加工可以不使用切削液；多用于粗加工和半精加工。,车床的运动,主运动是主轴的旋转运动；进给运动是刀架的纵向和横向移动；,一般地，两个运动是相互独立的，但车螺纹时，工件的旋转主运动与刀具的移动进给运动必须保持严格的运动关系，形成复合成形运动。加工曲线回转体时，纵向和横向两个进给运动必须保持严格的运动关系，形成复合成形运动。,卧式、立式、落地式；转塔车床；多刀半自动车床；仿形车床；单轴和多轴自动车床；数控车床；专用车床等。其中卧式车床应用最为广泛，如下图应熟悉各部件名称及其位置。,车床的类型,2. CA6140卧式车床,进给箱,主轴箱,溜板箱,床身,尾座,光杠,丝杠,刀架,主轴,CA6140车床的主要技术参数,转速图,CA6140车床的主要机构,1）主轴箱功能：支撑主轴，实现换向、制动和变速。主要机构：卸荷带轮、双向多片摩擦离合器及其操纵机构、主轴组件、变速操纵机构、背轮机构11根轴,三个箱：1）主轴箱、2）进给箱、3）溜板箱28根轴、16个滑移齿轮、9个离合器、63个齿轮（包括蜗轮蜗杆和齿条）,视频,主轴箱空间排列图,滑移齿轮变速视频,主轴组件,主轴前端结构,双向多片式摩擦离合器M1,轴,外摩擦片,内摩擦片,空套齿轮,动画,作用：控制主轴，中位停止，左位正转切削加工，右位时主轴反转、快速退刀。,双向式多片摩擦离合器M1结构图,双向多片式摩擦离合器及其操纵机构结构图,制动器,正反转与制动的联合操纵机构,视频,、轴操纵机构,动画,视频,内齿离合器M2和滑移齿轮Z50作用：控制主轴速度高低，左位高速，Z58空转；右位中低速，Z58通过M2传动VI轴。背轮机构轴III-IV-V间的两个双联滑移齿轮和4个固定齿轮。,2）CA6140车床的进给箱,2）CA6140车床的进给箱,CA6140车床的主要机构,3） 溜板箱功能：实现进给运动或快速移动，使刀架实现纵横向或正反向机动走刀或快速移动。主要机构：开合螺母、纵横向机动进给及快速移动的操纵机构、互锁机构、安全离合器。,3）CA6140车床的溜板箱,纵横向机动进给操纵机构,视频,图 互锁机构的工作原理图5、7、23轴 8弹簧销 9球头销 24支承套,互锁机构,视频,图 安全离合器1-拉杆 2锁紧螺母 3调整螺母 4超越离合器的星轮 5安全离合器左半部6安全离合器右半部 7弹簧 8圆销 9弹簧座 10蜗杆,安全离合器,安全离合器和超越离合器,框图,CA6140车床的传动,CA6140车床的传动系统图展开位置,CA6140车床的传动系统图,动画,A. 主运动传动链,两端件：主电动机主轴 是外联传动链 传动件：6根轴IVI，4个滑移齿轮，2个离合器运动传动路线是：,分析方法：抓两端，连中间。按运动传递关系，依次写出传动比、轴和离合器。,运动平衡式,V带轮的滑动系数，可取=0.02,按运动平衡式可计算主轴及中间各轴的各级转速。,为轴I至轴间的传动比，其余类推。,主轴高速反转，用于车螺纹时刀架快返到起始位置，不切断主轴和刀架间传动联系，以免下次走刀发生“乱扣”，同时节省退刀时间,主轴最高转速： n主1450130/230(1-0.02)56/3839/4163/501400 r/min主轴最低转速： n主1450130/230(1-0.02)51/4322/5820/8020/80 26/58 10 r/min,主轴转速级数,主轴正转时，轴有2种转速，其中每种使轴获得3种转速。背轮机构有两对双联滑移齿轮，可得4种传动比，其中有2种基本相等，即,因此，主轴实际获得23(2211)=24级中低速(18)和高速(6)同理，主轴反转时，获得13(2211)12级转速。,B. 进给运动传动链,两端件是：主轴和刀架。作用是：实现刀具纵向或横向移动、变速与换向包括：车螺纹进给运动传动链和机动进给运动传动链,（1）可车削螺纹种类标准螺纹：公制、英制、模数制和径节制非标准螺纹大导程螺纹较精密螺纹左、右旋螺纹,1）车螺纹进给运动传动链,基本组,增倍组,（2）运动平衡式车螺纹时，主轴与刀架必须保持严格的传动关系，主轴每转一周，刀具应均匀准确地移动一个导程P工 1主轴UxP丝=P工工件螺纹导程P工正比于主轴到丝杆的总传动比Ux车不同螺纹时，必须调整Ux。,1）车螺纹进给运动传动链,（3）螺纹种类变换机构分析左右螺纹换向机构： IX轴至XI轴间，U1，滑移齿轮Z33 左位车左螺纹，右位车右螺纹。挂轮机构： XI轴至XII轴间，挂轮Z100 与Z63、Z75啮合，车公制和英制螺纹； 与Z64、Z97啮合，车模数和径节螺纹。离合器 在进给箱中，开合功能见下表,1）车螺纹进给运动传动链,离合器开合功能,1）车螺纹进给运动传动链,离合器开合功能,M5丝杆离合器，在XVII轴上，车螺纹时常合，通过滑移齿轮Z28右移接合；一般车削时，Z28左移与M5脱开、与Z56 啮合接光杆。M3螺纹种类切换离合器，XII轴上滑移齿轮Z25右移时接合。M3、M4同时脱开，且XV轴上滑移齿轮Z25右位时，车公制和模数螺纹；M3接合，M4脱开，且XV轴上滑移齿轮Z25左位时车英制和径节螺纹。M3接合，XIII轴和XIV轴的主被动关系颠倒，使基本组传动比成倒数关系。惰性轮Z36空套在XIII轴上。M4螺纹种类切换离合器，在XVII轴上，双联滑移齿轮Z28、Z48左移时接合。与M3同时合上时，车非标准和较精密螺纹，运动由主轴经挂轮直接传到丝杆；一般车削时脱开。,1）车螺纹进给运动传动链,（4）螺纹导程变换机构分析,基本组：在进给箱中，XIII轴上9个固定齿轮，XIV轴上4个滑移齿轮。 传动比Uj有8种，为等差数列 见下表 CA6140车床公制螺纹导程,1）车螺纹进给运动传动链,增倍组：在进给箱中，XVI轴上的3个固定齿轮，XV和XVII轴上的2个双联滑移齿轮。传动比Ub有4种，为等比数列(见上表)。移换机构：XV轴上滑移齿轮Z25， 右位时，M3脱开，U移1 =25/3625/3636/25； 左位时，M3接合，U移2 =36/25。扩大螺距机构：在主轴箱中，M2与轴IX上滑移齿轮Z58同时右移，与背轮机构一起构成。 当工件螺纹导程大于12mm时采用。,1）车螺纹进给运动传动链,（4）螺纹导程变换机构分析,（5）车公制螺纹传动路线,两端件：主轴和刀架。离合器：M3和M4脱开，M5接合。传动路线表达式：,1）车螺纹进给运动传动链,运动平衡式要求：主轴每转一周，刀架移动一个导程P。,由L7 Uj Ub可得导程值84=32种，其中标准值20种(表2-4)。,1）车螺纹进给运动传动链,（5）车公制螺纹传动路线,2）机动进给运动传动链,（1）两端件：主轴和刀架。适用范围：车外圆或端面。传动特点：由光杆经溜板箱传动。目的：减少螺纹传动链中丝杆与开合螺母磨损，保证螺纹传动链的精度。,机动进给传动路线,M4、M5脱开，光杆XIX接通，运动经超越离合器M6、安全离合器M7和蜗杆涡轮，分别传至牙嵌式双向离合器M8与齿轮齿条机构、M9与横向进给丝杠XXVII，使刀架作纵向和横向机动进给。,纵向机动进给运动平衡式要求：主轴每转一周，刀架纵向移动f纵,横向机动进给传动链当横向与纵向进给的传动路线一致时，所得的横向进给量是纵向进给量的一半。f横f纵/2通过改变进给箱中基本组Uj和倍增组Ub的值、以及变换主轴箱中的扩大螺距机构