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2020 4 1 1 第二章车床 车床是使用单刃刀具以车削的方法形成工件内 外回转表面为主要功能的机床 主要型式有 落地及卧式车床 立式车床 回轮 转塔车床 仿形及多刀车床 自动和半自动车床 专门化车床及专用车床等 本章的内容及要求 1 掌握卧式车床的功能 运动及传动原理图 2 了解卧式车床的组成和主参数 3 重点掌握CA6140车床的主传动链及各进给传动链的组成 功能 传动路线及运动平衡式 4 掌握CA6140车床主要部件的结构及特点 5 了解其它类型车床的特点 2020 4 1 2 第一节卧式车床的工艺范围及其组成 一 工艺范围见图2 1车削内外圆柱面 圆锥面 回转体成形面和环形槽 车削端面和各种螺纹 还可以进行钻孔 扩孔 铰孔 攻丝 套丝和滚花等 二 组成部件见图2 2主轴箱 刀架 尾座 床身 光杆 丝杆 溜板箱 进给箱 挂轮变速机构等 三 卧式车床的主要参数见图2 31 主参数 床身上最大工件回转直径D 2 第二主参数 最大工件长度 有750 1000 1500 2000mm 3 刀架上最大回转直径D1 2020 4 1 3 2020 4 1 4 2020 4 1 5 2020 4 1 6 第二节卧式车床的传动系统 所需成形运动 见图2 11加工圆柱表面或平面 a工件旋转主运动 简单运动 b进给运动 纵向进给运动或横向进给运动 简单运动 2加工螺纹 螺纹进给运动 工件旋转运动与纵向进给运动合成为一复合运动 3加工回转体成形面 纵向与横向进给运动合成为一复合运动 传动原理图 见图2 41主传动链 主电动机 1 2 u 3 4 主轴 外联系 2纵 横向进给传动链 主电动机 1 2 u 3 4 5 ux 6 7 齿轮齿条 刀架 纵向 外联系 8 9 横向进给丝杆 刀架 横向 外联系 3螺纹进给链 主轴 4 5 ux 6 8 丝杆 刀架 内联系 2020 4 1 7 2020 4 1 8 进给传动链方框图 见图2 5丝杆传动分支实现螺纹进给运动 光杆传动分支实现纵 横向进给运动 这样 a 大大减轻丝杆的磨损 有利于长期保持丝杆的精度 b 可获得一般车削所需的进给量 传动系统图 见图2 6一 主运动传动链1 传动路线 1 反 电动机 1 正 2 主轴 2 主轴的转速级数与转速计算 因u1 50 50 51 50 1u2 50 50 20 80 1 4u3 20 80 51 50 1 4u4 20 80 20 80 1 16故主轴正转的转速级数 2 3 2 2 1 18级主轴反转的转速级数 3 2 2 1 9级平衡式计算 n主 1450 130 230 1 u u u 2020 4 1 9 2020 4 1 10 2020 4 1 11 二 螺纹进给传动链CA6140车床可车削公制 英制 模数制及径节制四种标准螺纹 还可车削大导程 非标准和较精密的螺纹 运动平衡式 1 u0 ux L丝 L工其中L丝 P 12mm见图2 6表1螺距参数及其与螺距 导程的换算关系 2020 4 1 12 1 车公制螺纹见图2 6传动路线 主轴 换向机构 u基 u倍 M5 丝杆 刀架1 u0 ux L丝 kP表2CA6140型车床公制螺纹表 L mm 2020 4 1 13 其中u基有8种 成等差数列 称基本组 见图2 6u基1 26 28 6 5 7u基2 28 28 7 7u基3 32 28 8 7u基4 36 28 9 7u基5 19 14 9 5 7u基6 20 14 10 7u基7 33 21 11 7u基8 36 14 12 7u倍有4种 按倍数关系排列 称增倍组 见图2 6u倍1 28 35 35 28 1u倍3 28 35 15 48 1 4u倍2 18 45 35 28 1 2u倍4 18 45 15 48 1 8运动平衡式为 L kP 1 58 58 33 33 63 100 100 75 25 36 u基 25 36 36 25 u倍 12 7u基u倍2 车模数螺纹见图2 61 u0 ux L丝 k m 2020 4 1 14 表2CA6140型车床模数螺纹表 k 1时 m mm 传动路线同前 近将挂轮传动比换成64 100 100 97运动平衡式为 Lm k m 1 58 58 33 33 64 100 100 97 25 36 u基 25 36 36 25 u倍 12 7 u基u倍 4故m 7u基u倍 4k 2020 4 1 15 3 车英制螺纹1 u0 ux L丝 25 4k a表3CA6140型车床英制螺纹表 k 1时 a 牙 in 1 螺纹进给传动链必须作如下变动 见图2 6 将基本组的主 从动传动关系 调整成与车公制螺纹时相反 改变传动链中部分传动副的传动比 挂轮同车公制螺纹 2020 4 1 16 2020 4 1 17 4 车径节螺纹1 u0 ux L丝 25 4k DP表3CA6140型车床径节螺纹表 k 1时 a 牙 in 1 传动路线同车英制螺纹 近将挂轮传动比换成64 100 100 97见图2 6 2020 4 1 18 运动平衡式为 LDP 25 4k DP 1 58 58 33 33 64 100 100 97 1 u基 36 25 u倍 12 25 4 7 u倍 u基故DP 7k u基 u倍5 车大导程螺纹见图2 6传动路线 主轴 58 26 80 20 50 50 80 20 44 44 26 58 常用螺纹传动路线 丝杆 主轴 至轴 间的传动比u扩为 u扩1 58 26 80 20 50 50 44 44 26 58 4u扩2 58 26 80 20 80 20 44 44 26 58 16具体地说 主轴转速为10 32r min 导程可扩大16倍 主轴转速为40 125r min 导程可扩大4倍 主轴转速更高时 导程不能扩大 见图2 6 2020 4 1 19 5 车非标准和较精密螺纹见图2 6传动路线 主轴 换向机构 u挂 M3 M4 M5 丝杆 刀架这样 传动路线大为缩短 减小了传动件制造和装配误差对工件螺纹螺距精度的影响 运动平衡式为 L 1 58 58 33 33 u挂 12化简为 u挂 a b c d L 12 2020 4 1 20 三 纵向和横向进给传动链传动路线 见图2 6 2020 4 1 21 换向机构 双向牙嵌式离合器M8 M9和齿轮副40 48 40 30 30 48组成两个换向机构 分别用于变换纵向和横向进给运动的方向 利用进给箱中的基本螺距机构和增倍机构 以及进给传动链的不同的传动路线 可获得纵 横向进给量各64种 现以纵向进给为例说明 当运动经车常用公制螺纹传动路线传动时 可得到0 08 1 22mm r的32种进给量 见图2 6f纵 1 58 58 33 33 63 100 100 75 25 36 u基 25 36 36 25 u倍 28 56 36 32 32 56 4 29 40 48 28 80 2 5 12 0 71u基u倍 当运动经车常用英制螺纹传动路线传动时 见图2 6类似有 f纵 1 474u倍 u基使u倍 1 变换u基 可得到0 86 1 59mm r的8种较大进给量 2020 4 1 22 当主轴为10 125r min时 运动经扩大螺距机构及英制螺纹传动路线 可获得16种供强力切削或宽刀精车用的加大进给量 见图2 6其范围为1 71 6 33mm r N主 10 32r min u扩 16 u倍 1 4或1 8 N主 45 125r min u扩 4 u倍 1或1 2 当主轴为450 1400r min时 其中500r min除外 见图2 6传动路线 由 主轴 50 63 44 44 26 58 公制螺纹传动路线 当u倍 1 8时 可获得8种供高速精车时的细进给量 其范围为0 028 0 054mm r 横向进给与纵向进给的传动路线一致 但相应的f横 1 2f纵 四 刀架快速移动传动链见图2 6传动路线 快速电动机 2800r min 13 29 与机动进给相同的传动路线 2020 4 1 23 第三节卧式车床的结构 一 主轴箱功用 支承主轴和传动其旋转 并使其实现起动 停止 变速和换向等 1 传动机构 见图2 8 一 卸荷式皮带轮 使轴1不受轴向力的作用 弯曲变形减小 并可提高传动的平稳性 传动齿轮 齿轮与传动轴的联接情况有固定的 空套的和滑移的三种 传动轴的支承结构 由于转速较高 一般采用向心球轴承或圆锥滚子轴承 常用双支承结构 也有采用三支承结构 2 主轴及其轴承 见图2 8及见图2 10 二 3 开停及换向装置 双向多片式摩擦离合器 见图2 11 2020 4 1 24 2020 4 1 25 2020 4 1 26 2020 4 1 27 2020 4 1 28 4 制动装置 闸带式制动器 见图2 125 操作机构 集中操作方式 a 主轴开停及制动操纵机构 见图2 13b 主轴变速操纵机构 见图2 14二 进给箱功用 是变换被加工螺纹的种类和导程 以及获得所需的各种机动进给量 1 变换螺纹导程和进给量的变速机构 进给箱中的变速机构分为基本螺距机构和增倍机构两部分 增倍机构一般都采用滑移齿轮变速机构 基本螺距机构则采用 双轴滑移齿轮机构 如CA6140 见图2 16 2020 4 1 29 2020 4 1 30 2020 4 1 31 2020 4 1 32 2020 4 1 33 摆动齿轮机构 如CA620 1 见图2 17 三轴滑移公用齿轮机构 如CM6132 见图2 18 2 变换螺纹种类的移换机构以及操纵机构 调整进给箱中的移换机构和挂轮架上的挂轮 如CA6140 C620 1见图2 16即动画32及见图2 17 单独调整挂轮 如C616 单独调整进给箱中的移换机构 如CM6132见图2 18 2020 4 1 34 2020 4 1 35 2020 4 1 36 三 溜板箱功用 将丝杆或光杆传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架进给 控制刀架运动的接通 断开和换向 机床过载保护 手动操纵刀架移动和实现快速移动 1 纵 横向机动进给操纵机构 见图2 19 2 开合螺母机构 见图2 20 3 互锁机构 见图2 21 4 过载保险装置 见图2 22及图2 23 5 超越离合器 见图2 7 2020 4 1 37 2020 4 1 38 2020 4 1 39 2020 4 1 40 2020 4 1 41 2020 4 1 42 2020 4 1 43 第四节精密和高精度卧式车床的特点 精密和高精度卧式车床主要用在工具 仪表 仪器及精密机械制造厂中 车削精密和高精度的零件 其主要特点 提高机床的几何精度 主传动链常采用 分离传动 的布局形式 主轴上的皮带轮采用卸荷式结构 为了减小加工表面粗糙度 某些精密车床前后轴承采用高精度滑动轴承 如图2 26的CM6132主轴 高精度卧式车床还应采用保证高加工精度的传动与结构措施 如采用无级变速传动 缩短螺纹传动链 主轴轴承采用高精度静压轴承 图2 27为CG6125B型高精度卧式车床的传动系统 图2 28为锥盘 环盘无级变速器的工作原理 2020 4 1 44 2020 4 1 45 2020 4 1 46 2020 4 1 47 第五节其它类型车床 一 回轮 转塔车床工艺范围 加工形状比较复杂 特别是带有内外螺纹的工件 如阶梯小轴 套筒 螺钉 螺母 接头和法兰盘等 见图2 291 滑鞍转塔车床见图2 30 2 31 2 322 回轮车床见图2 33主要特点 用回轮 转塔车床加工工件 可缩短机动时间和辅