第二章 X6132型万能卧式铣床

第二章X6132型万能卧式铣床 2 1铣床的用途 运动联系及布局 一 铣床的用途 铣床的用途铣削是以铣刀做主运动 工件或铣刀做进给运动 在铣床上进行切削加工的过程 铣削特点 铣削使用旋转的多刃刀具进行加工 同时参加切削的齿数多 整个切削过程是连续的 加工效率较高 但每个刀齿的切削过程是断续的 每个刀齿的切削厚度是变化的 使切削力发生变化 产生的冲击会使铣刀刀齿寿命降低 严重时引起崩齿和机床振动 影响加工精度 要求机床在结构上有较高的刚性和抗振性 用途 主要用于各种平面 沟槽 成形表面 分齿零件的加工 还可用于回转体表面 内孔的加工和切断等 效率较刨床高 下图是铣床上常见的加工范围 2 铣床的分类 铣床种类很多 一般按布局形式和范围来分 主要有 升降台铣床 包括卧式 立式 万能等 工作台不升降铣床 龙门铣床工具铣床仿行铣床单柱铣床和单臂铣床仪表铣床专门化铣床 花键铣床 曲轴铣床等 卧式升降台铣床 立式升降台铣床 万能升降台铣床 工作台不升降铣床 龙门铣床 万能工具铣床 仿形铣床 单柱平面铣床 仪表铣床 在众多的铣床中 升降台铣床应用最广泛 该种机床工作台可在相互垂直的三个方向上调整位置 并在任一方向上实现进给运动 铣刀做旋转主运动 主轴轴线一般不动 这种机床工艺范围较广 操作灵活方便等 这种机床一般用于单件小批地生产车间 工具车间或机修车间 下面以万能卧式升降台铣床X6132为例说明铣床的传动和主要部件结构等 2 1机床的用途 运动联系及布局 3 铣床的工艺范围主要用各种铣刀加工平面 斜面 沟槽 螺旋槽 齿槽等 常用的铣刀有 二 机床的运动联系 以X6132型万能卧式铣床为例 型号的含义 X 铣床 6 卧式铣床 1 万能升降台铣床 32 工作台工作面宽320mm X6132型万能卧式铣床 有两条外联系传动链 一条是铣刀的旋转 另一条是由进给电动机所驱动的纵向或横向或垂直方向的进给运动 工作台 刀杆支架 刀杆 悬梁 主轴 主轴变速盘 回转盘 床鞍 底座 操作盘 三 机床的主要组成部件 升降台 床身 主传动电动机 主轴变速机构 主轴 横梁 刀杆 吊架 纵向工作台 转台 横向工作台 升降台 1 床身 四 机床的布局 悬梁可以沿燕尾导轨移动 以调整工作位置 在横梁上安装着支架 用来支承刀杆的悬出端 以增强刀杆的刚性 床身 主传动电动机 主轴变速机构 主轴 悬梁 刀杆 吊架 纵向工作台 转台 横向工作台 升降台 2 悬梁 床身 主传动电动机 主轴变速机构 主轴 横梁 刀杆 吊架 纵向工作台 转台 横向工作台 升降台 3 升降台 用来安装工件或夹具 并带着工件作纵向进给运动 纵向工作台的上面有三条T形槽 用来安装压板螺栓 T形螺栓 这三条T形槽中 当中一条精度较高 其余两条精度较低 工作台前侧面有一条小T形槽 用来安装行程挡铁 床身 主传动电动机 主轴变速机构 主轴 横梁 刀杆 吊架 纵向工作台 转台 横向工作台 升降台 4 纵向工作台 位于纵向工作台的下面 用以带动纵向工作台作前后移动 这样 有了纵向工作台 横向工作台和升降台 便可以使工件在三个互相垂直的坐标方向移动 以满足加工要求 床身 主传动电动机 主轴变速机构 主轴 横梁 刀杆 吊架 纵向工作台 转台 横向工作台 升降台 5 横向工作台 万能铣床在纵向工作台和横向工作台之间 还有一层转台 其唯一作用是能将纵向工作台在水平面内回转一个正 反不超过45 的角度 以便铣削螺旋槽 有无转台是区分万能卧铣和一般卧铣的唯一标志 用于安装或通过刀杆来安装铣刀 并带动铣刀旋转 主轴是一根空心轴 前端是锥度为7 24的圆锥孔 用于装铣刀或铣刀杆 并用长螺栓穿过主轴通孔从后面将其紧固 床身 主传动电动机 主轴变速机构 主轴 横梁 刀杆 吊架 纵向工作台 转台 横向工作台 升降台 6 主轴 整个铣床的基础 承受铣床的全部重量 以及盛放切削液 7 底座 底座 床身 主轴 横梁 刀杆 吊架 纵向工作台 转台 横向工作台 升降台 此外 还有 吊架 刀杆 底座 等附属装置 工作台的工作面积 宽 长 320 1250mm 工作台的最大行程 手动 纵向700mm 横向255mm 垂直320mm 机动 纵向680mm 横向240mm 垂直300mm 1 铣床型号及规格 右图 2 主要技术参数 床身 主轴 横梁 刀杆 吊架 纵向工作台 转台 横向工作台 升降台 底座 工作台的最大回转角度 45 主轴轴心线到工作台台面的距离 30 430mm 主轴转速 18级 30 1500rpm 五 机床的主要技术性能 立式铣床与卧式铣床很多地方相似 不同的是 它床身无顶导轨 也无横梁 而是前上部是一个立铣头 其作用是安装主轴和铣刀 通常立式铣床在床身与立铣头之间还有转盘 可使主轴倾斜成一定角度 铣削斜面 立式铣床可用来镗孔 立式升降台铣床 2 2主运动传动链分析及其拟定的基本原理 主电机 主轴 带轮 三联滑移齿轮传动 一 主运动传动链 1 主运动传动链主运动传动如图所示 其传动路线为 主轴 主轴正反转由电机变向实现 制动由M来实现 共18级转速 30 1500r min 二 机床主运动传动链分析及其拟定的基本原理 1 传动组特性 2 变速级数主轴变速级数即主轴有多少种转速 它等于各传动组传动副数相乘积 z z0z1z2 zm 3 变速范围就是主轴的最高转速与最低转速的比值 3 速比的最大值和最小值的限制升速最大速比 imax 2 降速最小速比imin 1 4传动组的最大变速范围为 8 10 三 结构式 结构网以及结构网的选择 2 3齿轮齿数的确定 1 减小齿顶高2 使可能相碰的齿轮不互相滑过3 加大齿数和4 使齿数和小的作为扩大组 齿数和大的作为基本组 一个传动组中的齿轮不采用同一模数 分别求出各队齿轮的齿数和模数 只要保持各对齿轮副的中心距相等即可 2 5机床的进给系统 一 进给运动传动链及工作台快速移动铣床可以在三个垂直的任一方向上实现进给运动及快速移动 进给方向由离合器M3 M4 M5来控制 且互锁 机动进给和快速移动切换由电磁摩擦离合器M1 M2来控制 传动路线为下图所示 由传动路线可知 三个进给方向各有21级进给量纵向 横向为10 1000mm min垂直为3 3 333mm min进给方向由电机正反转来实现 2 4X6132型铣床主要部件的结构 一 主轴部件如图所示 主轴要求 较高的刚度和抗振性 主轴结构如图所示 空心阶梯轴结构 前端7 24精密锥孔 为提高刚性 主轴采用三支撑结构 主轴回转精度主要由前端轴承和中间轴承保证 调整过程 要求 调整后主轴最高转速运转1h 轴承温度不超过60 为减少断续切削引起的冲击和振动 提高主轴运转的平稳性 主轴前端装有飞轮 二 工作台1 如图所示 顺铣 逆铣定义 铣刀最低点的切削速度与工件的进给运动方向相反 铣刀最低点的切削速度与工件的进给运动方向相同 螺母给丝杠的力 工作给丝杠的力 螺母给丝杠的力 工作给丝杠的力 逆铣 顺铣 2 顺铣机构 丝杠螺母机构使用一定时间后 由于磨损会产生间隙 顺铣机构的作用顺铣时 消除丝杠螺母之间的间隙 使工作台不产生轴向窜动 保证顺铣顺利进行 逆铣 快速移动时 使丝杠螺母自动松开 降低螺母加在丝杠上的预紧力 减少丝杠与螺母之间的磨损 顺铣机构的工作原理 工作原理 在6弹簧的作用下使5齿条向右移 向里 从而使4齿轮顺时针旋转 1 2作相反方向运动 消除间隙 间隙大小调整 即调整弹簧6的压力 铣削重要常识 顺铣与逆铣 在加工中 铣刀的旋转方向一般是不变的 但进给方向是变化的 就出现了铣削加工中常见的两种现象 顺铣与逆铣 一 顺铣和逆铣的定义 1 顺铣 铣刀与工件接触部位的切削速度方向与工件进给方向相同 二 顺铣和逆铣的定义 2 逆铣 铣刀与工件接触部位的切削速度方向与工件进给方向相反 三 切削特点 1 顺铣特点 顺铣时 铣刀刀刃的切削厚度由最大到零 不存在滑行现象 刀具磨损较小 工件冷硬程度较轻 垂直分力Fv向下 对工件有一个压紧作用 有利于工件的装夹 但是水平分力Fh方向与工件进给方向相同 不利于消除工件台丝杆和螺母间的间隙 切削时振动大 但其表面光洁度较好 适合精加工 2 逆铣特点 逆铣时 铣刀刀刃不能立刻切入工件 而是在工件已加工表面滑行一段距离 刀具磨损加剧 工件表面产生冷硬现象 垂直分力Fv对工件有一个上抬作用 不利于工件的装夹 但是水平分力Fh方向与工件进给方向相反 有利于消除工件台丝杆和螺母间的间隙 切削平稳 振动小 表面粗糙度较差 适合粗加工 3 顺铣与逆铣对比表 笔记 四 顺铣和逆铣的选择原则 1 机床精度好 刚性好 精加工 较适应顺铣 反之较适应逆铣 2 零件内拐角处精加工强烈建议要用顺铣 3 粗加工 逆铣较好 精加工 顺铣较好 机床变速操纵机构 孔盘操纵机构控制X6132主运动 进给运动变速操纵机构采用集中式孔盘操纵机构控制 其工作原理是利用孔盘上不同孔的组合 使其控制的齿条实现不同位置的组合形式 从而达到带动上面的拨叉拨动相应的滑移齿轮实现不同位置的传动 其工作原理如下图所示 孔盘操纵机构的特点 优点 可以从任何一种速度直接变到另一种速度 而不需要经过中间的一系列速度 变速方便 缺点 结构比较复杂 可成为 超级变速机构 五 铣床辅件 铣床辅件较多 如下图所示 分度头 卧式分度盘 1 万能分度头 横立两用分度盘 角固式虎钳 立铣头 万能铣头 在机床辅件中分度头就是铣床的主要辅件之一 如铣削花键 齿轮 多头螺旋槽等都需用到分度头进行分度 通常在铣床上使用的分度头有简单分度头 万能分度头 自动分度头等 其中万能分度头应用最多 F11系列分度头 万能分度头 万能分度头 分度头的用途和传动系统 可作等分或不等分的圆周分度 例 齿轮 多边形等的加工 可将工件轴线相对于铣床工作台台面倾斜一定的角度 加工各种位置的沟槽 平面 例 斜楔 通过挂轮 分度头主轴可带动工件做连续旋转 以加工螺旋沟槽 如油槽 阿基米德螺旋线凸轮等 比如 由图螺旋槽的加工 作用 传动系统 主轴前后莫氏4号锥孔壳体4在 6 95 内转动 分度方法 直接分度法用于分度数较少或分度精度要求不高时 简单分度法这是一种常用的分度方法 用于分度数较多的场合 分度时传动如下 根据传动路线可知 手柄转40转时主轴 工件 转1转 假设工件等分数为Z 手轮要转过的转数为nk 则手柄转过的转数为 其中 a 表示受柄转过的整转数 z 40时为0 p q 表示手柄在在q孔圈上转过p个孔间距 例3 1在F1125型分度头上铣削正10边形工件 试确定每铣一边后分度手柄的转数 解 应分析应该采用什么分度方法 根据方法采用相关的公式进行计算并确定手柄应转过的转数 对分度头进行相关的调整 陈述结果 即每铣完一边后 分度手柄应转过4圈 例3 2在F1125型分度头上加工六边形螺母 试确定每铣一面 分度手柄的转数 解 经分析应采用简单分度法分度此时 应选用3的倍数的孔圈 这可选用36的孔圈 则 即分度手柄在57的孔圈上转过6转又38个孔距时 工件转1 6转 应尽量选用大的孔圈 角度分度法 角度分度法是由简单分度法派生出来的 根据前面的公式可知 手柄每转一转 360 时 所以当工件要转过的角度为 时 分度手柄应转过的转数为 例3 3在轴上铣两键槽 其夹角为77 应如何分度 解 经分析应采用角度分度法分度 77 即分度手柄在63的孔圈上转过8转又35个孔距 注意 分度时应用螺钉把分度盘固定死 铣螺旋槽的调整计算 1 40 1 1 1 1 z4 z3 z2 z1 38 24 38 T丝 丝杠导程为6mmT工 工件导程化简后得到换置公式为 例 3 5用F1125型分度头加工导程为120mm的螺旋槽 试确定挂轮 解 即 z1 90 z2 60 z3 40 z4 30 例3 6在X6132型万能铣床上利用F1125型分度头 加工右旋螺旋齿圆柱铣刀的容屑槽 铣刀的直径D 63mm 螺旋角