机械制造技术基础(第2章--A类)2015

科学出版社高等教育出版中心,机械制造技术基础,第2章金属切削机床及所用刀具,2020/6/4,科学出版社高等教育出版中心,2,第2章金属切削机床及所用刀具,2.1概述2.2车床与车刀2.3磨床与砂轮2.4齿轮加工机床与齿轮刀具2.5其它常见类型的机床与刀具简介,2020/6/4,科学出版社高等教育出版中心,3,2.1概述,2.1.1机床分类及型号1.机床的分类最基本的分类：按加工性质和所用刀具分11类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨床、拉床、其它机床按机床工艺范围宽窄分类：通用机床（万能机床）：这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构比较复杂，主要适用于单件小批生产。专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序。专用机床：这类机床的工艺范围最窄，只能用于加工某一零件的某一道特定工序，适用于大批量生产。按加工精度分类：普通精度机床、精密机床和高精度机床。,返回节目录,【例】7217轴承，2,精度与价格的关系,按机床主要工作部件的数目分类：单轴、多轴、单刀或多刀机床。按机床具有的数控功能分类：普通机床、一般数控机床、加工中心和柔性制造单元等。,2.1概述,2.机床型号的编制方法,我国现行的金属切削机床型号是按2008年颁布的GB/T15375-2008金属切削机床型号编制方法编制的，适用于各类通用及专用金属切削机床、自动线，不包括组合机床和特种加工机床。机床的型号就是机床的代号，由大写汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，用于表达该机床的类型、主要规格及有关特征等。（1）通用机床型号。机床型号的组成：通用机床型号由基本部分和辅助部分组成，中间用“”隔开，读作“之”前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。,2.1概述,CA6140,型号构成如下：,2.1概述,机床型号表示法中，有“（）”的代号或数字，当无内容时，则不表示；若有内容则不带括号；有“”符号者，为大写的汉语拼音字母；有“”符号者，为阿拉伯数字；有“”符号者，为大写的汉语拼音字母，或阿拉伯数字、或两者兼有之。,例如，MG1432A型高精度万能外圆磨床各字母的含义如右：,2.1概述,机床的类代号：机床的类代号用大写的汉语拼音字母表示。必要时，每类可分为若干分类，分类代号在类代号之前，并用阿拉伯数字表示，第一分类代号前的“1”省略。机床的类和分类代号见表3-1。表3-1机床的类和分类代号机床的通用特性代号和结构特性代号：这两种特性代号用大写的汉语拼音字母表示，位于类代号之后。通用特性代号：有统一的固定含义，它在各类机床的型号中表示的意义相同。如果某类型机床仅有通用特性，而无普通型式，则通用特性不予表示。当在一个型号中需同时使用2-3个通用特性代号时，一般按重要程度排序。,3.1概述,3.1概述,机床的通用特性代号见表3-2。,表3-2通用特性代号,3.1概述,3.1概述,结构特性代号：对主参数值相同而结构和性能不同的机床，在型号中加结构特性代号予以区分。机床的组、系代号：机床的组，用一位阿拉伯数字表示，位于类代号或通用特性代号和结构特性代号之后；机床的系，用一位阿拉伯数字表示，位于组代号之后。机床组、系的划分原则：将每类机床划分为10个小组，每个组又划分为10个系（系列）。在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。在同一组机床中，主参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。,3.1概述,3.1概述,通用机床类、组划分表（之1）,3.1概述,3.1概述,通用机床类、组划分表（之2）,3.1概述,3.1概述,机床主参数和设计顺序号：机床型号中主参数用折算值表示，位于系代号之后：当折算值大于1时，则取整数，前面不加“0”；当折算值小于1时，则取小数点后第一位数，并在前面加“0”。折算系数表当某些通用机床无法用一个主参数表示时，在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号由l开始，当设计顺序号小于10时，由01开始编号。机床主轴数的表示方法：对于多轴车床、多轴钻床和排式钻床等机床，其主轴数应以实际数值列入型号，置于主参数之后，用“X”分开，读作“乘”。单轴可省略，不予表示。第二主参数的表示方法：第二主参数（多轴机床的主轴数除外）一般不予表示，如有特殊情况，需在型号中表示，应按一定手续审批。在型号中表示的第二主参数，一般以折算成两位数为宜，最多不超过3位数。以长度、深度值等表示的，其折算系数为1/100；以直径和宽度值等表示的，其折算系数为1/10；以厚度和最大模数值等表示的，其折算系数为1。当折算值大于1时，则取整数；当折算值小于1时，则取小数点后第一位数，并在前面加“0”。,3.1概述,3.1概述,各类主要机床的主参数和折算系数,3.1概述,3.1概述,机床的重大改进顺序号：当机床的结构和性能有更高的要求，并需按新产品重新设计、试制和鉴定时，才按改进的先后顺序选用A,B,C,汉语拼音字母（但“I、O”两个字母不得选用）表示，并加在型号基本部分的尾部。其他特性代号：其他特性代号置于辅助部分之首。其中同一型号机床的变型代号，也应放在其他特性代号的首位。其他特性代号的含义：主要用以反映各类机床的特性，如：对于数控机床，可用以反映不同的控制系统等；对于加工中心，可用以反映控制系统、自动交换主轴头和自动交换工作台等；对于柔性加工单元，可用以反映自动交换主轴箱；对于一机多能机床，可用以补充表示某些功能；对于一般机床，可以反映同一型号机床的变型等。其他特性代号的表示：可用汉语拼音（I,O”两个字母除外）表示，当单个字母不够用时，可将两个字母组合起来使用，如AB、AC、AD、，或BA、CA、DA、。此外，其他特性代号还可用阿拉伯数字表示，也可用阿拉伯数字和汉语拼音字母组合表示。,3.1概述,3.1概述,举例一,Z3040类别代号：钻床类组别代号：摇臂钻床组系别代号：摇臂钻床系（机床名称）主参数代号：最大钻孔直径40mm,3.1概述,3.1概述,举例二,MM7132A类别代号：磨床类通用特性代号：精密组别代号：平面及端面磨床组系别代号：卧轴矩台平面磨床系（机床名称）主参数代号：工作台面宽度320mm重大改进顺序号：第一次重大改进,3.1概述,3.1概述,（2）专用机床型号专用机床型号表示方法：专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成，型号构成如下：专用机床的设计单位代号：设计单位代号包括机床生产厂和机床研究单位代号（位于型号之首）。专用机床的设计顺序号：专用机床的设计顺序号按该单位的设计顺序号排列，由001起始，位于设计单位代号之后，并用“一”隔开，读作“至”。例如，沈阳第一机床厂设计制造的第一种专用机床为专用车床，其型号为SI-001；北京第一机床厂设计制造的第100种专用机床为专用铣床，其型号为BI100。,3.1概述,3.1概述,2020/6/4,科学出版社高等教育出版中心,19,3.1.2机床的基本组成（1）动力部件。动力部件分包括为机床提供动力和运动的驱动部分，如电动机、液压泵、气源等。（2）传动部件。传动部件包括机床的主运动传动系统、进给运动传动系统和其它运动传动系统。如车床的主轴箱、进给箱、磨床的液压进给系统等。（3）支承部件。支承部件用于安装和支承其它固定和运动的部件，承受其重力、切削力、惯性力等，保证各部件之间的位置精度和运动部件的运动精度。如机床的底座、床身、立柱、摇臂、横梁、导轨、工作台等。（4）工作部件。工作部件主要包括以下几种：与最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的执行部件，如主轴、工作台、刀架。与工件和刀架安装和调整有关的部件或装置，如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等。与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵系统等。（5）控制系统。如机床的各种操纵机构、电气电路、调整机构、检测装置、数控系统等。（6）辅助部件。如冷却润滑系统、排屑装置、自动测量装置等。,3.1概述,3.1概述,1机床运动部分的组成（1）执行件。机床运动的执行部件。如机床主轴、刀架等。（2）动力源。动力源是向执行件提供运动和动力的装置，是执行件的运动来源。如各种形式的电动机，现代机床上的驱动装置一般为三相异步电动机。（3）传动装置。传动装置是传递运动和动力的装置，它必须具有变速、换向和改变运动形式的能力。可分为机械、液压、电气和气动传动。2机床传动链传动链：在机床的传动系统中，通常用一些传动零件（轴、带轮、带、齿轮副、蜗杆副、丝杠螺母机构和齿轮齿条机构等）把动力源（电动机）和执行机构（主轴、工作台和刀架等）或把两个执行机构连接起来，用以传递动力或运动，这种传动联系称为传动链。外联系传动链：外联系传动链是指联系动力源和机床执行件之间的传动链,并使执行件得到预定速度的运动且传递一定的动力。外联系传动链不要求动力源和执行件间有严格的传动比关系，而是仅仅把运动和动力从动力源传到执行件上。,3.1概述,3.1概述,内联系传动链;是联系执行件和执行件之间的传动链，对执行机构之间的相对运动有严格要求。也就是说它所联系的是有严格运动关系的两个执行件，以获得准确的加工表面形状及较高的加工精度，内联系传动链本身并不能提供运动。传动链中的传动机构可分为定比传动机构和换置机构两种。定比传动机构：传动比和传动方向固定不变的传动机构。（1）齿轮副机构；（2）螺旋机构；（3）带传动和链传动；（4）连杆机构；（5）凸轮机构换置机构：可变换传动比和传动方向的传动机构。如滑移齿轮变速机构、挂轮机构及各种换向机构等。,2020/6/4,科学出版社高等教育出版中心,21,3机床传动原理图为了便于分析机床的传动联系，常用一些简明的符号表达各执行件、动力源之间的传动原理和传动路线，这就是传动原理图。传动原理图是用一些简单的符号把运动源和执行件之间的传动联系表示出来的示意图。传动原理图中的常用符号,3.1概述,2020/6/4,科学出版社高等教育出版中心,23,3.2车床与车刀,3.2.1车削的基本内容车削是以工件旋转为主运动，车刀移动为进给运动的切削加工方法。主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、成型回转表面和回转体的端面等，有些车床还能加工螺纹面。,图3-3卧式车床的典型加工内容,返回节目录,3.2车床与车刀,3.2.2车床的类型与车刀1车床的类型车床的种类很多，按结构和用途的不同，主要分为以下几类：卧式车床立式车床转塔车床：有一个可装多把刀具的转塔刀架只做纵向进给，加工时，通过刀架转位，刀具依次轮流工作,没有尾座和丝杠。仿形车床：按照样件的轮廓自动车削出形状和尺寸相同的工件。数控车床此外，在大批大量生产的工厂中还有各种各样专用车床。如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床等。,2020/6/4,科学出版社高等教育出版中心,26,3.2车床与车刀,2车刀车刀按加工的表面特征分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断车刀、切槽车刀、螺纹车刀等车刀在结构上可分为整体式、焊接式、机夹重磨式式和机夹可转位式,图3-4车刀的类型与用途145弯头车刀；290外圆车刀；3外螺纹车刀；475外圆车刀；5成形车刀；690左切外圆车刀；7割槽刀；8内孔槽刀；9内螺纹车刀；10盲孔镗刀；11通孔镗刀,3.2车床与车刀,图3-5车刀的结构（a）整体式；（b）焊接式；（c）机夹重磨式；（d）机夹可转位式,3.2车床与车刀,成形车刀是用在普通车床、自动车床上车内、外回转体成形面的非标刀具。沿工件径向进给的成形车刀有平体、棱体、圆体三种形式。,平体棱形圆形,3.2车床与车刀,3.2.3CA6140型卧式车床的结构特征1机床的总布局（1）床头箱。（2）床鞍和刀架部件2。（3）尾架3。（4）进给箱10。（5）溜板箱8。（6）床身4。,主轴箱,刀架,尾座,床身,右床腿,进给箱,溜板箱,左床腿,操纵,车床,纵向进给,3.2车床与车刀,2机床的主要技术性能,CA6140的主要技术性能床身上最大工件回转直径-400mm最大工件长度-750；1000；1500；2000mm刀架上最大工件回转直径-210mm主轴转速：正转24级-101400r/min反转12级-141580r/min进给量：纵向64级-0.0286.33mm/r横向64级-0.0143.16mm/r车削螺纹范围：米制螺纹44种-P=1192mm英制螺纹20种-=224牙/in模数螺纹39种-m=0.2548mm径节螺纹37种-DP=196牙/in主电机功率：-7.5kW,3.2车床与车刀,3机床的传动系统机床的传动系统图：表示机床全部运动传动关系的示意图。用国家标准规定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。机构运动简图符号只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置表达传动关系，须标明齿数、丝杠导程和头数、带轮直径、电机功率和转速、传动轴编号。分析传动系统的传动链的步骤：1.确定传动链两端件（始端件、末端件）；2.根据两端件的相对运动要求确定计算位移；3.写出传动链的传动路线表达式；4.列出运动平衡式。,分析方法：抓两端，连中间,3.2车床与车刀,现在来分析CA6140型卧式车床的传动系统。1）主运动传动链主运动：是车床速度最高、消耗功率最大的运动。主运动传动链：两个末端件是主电动机与主轴，它的功用是把运动源(电动机)的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转，实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。主轴正转时，轴IIIV之间的4条传动路线的传动比为u120/80 x20/801/16u220/80 x51/501/4u350/50 x20/801/4u450/50 x51/501式中，u2和u3基本相同，所以实际上只有3种不同的传动比。主轴实际上只能得到23(221)=18级转速。加上由高速路线传动获得的6级转速，主轴共可获得24级转速。同理，主轴反转时，有31(22一l)12级转速。,(1)传动路线分析方法：抓两端，连中间,（2）主轴的转速及转速级数1）主轴转速运动平衡式为：n主n电d/D（1-)u12u23u36主轴最高转速为：n主1450130/230（1-0.02)56/3839/4163/501400r/min主轴最低转速为：n主1450130/230（1-0.02)51/4322/5820/8020/8026/5810r/min,130,2）主轴转速级数正转时23(1+3)=6+18=24级反转时13(1+3)=3+9=12级,M1,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,2）螺纹进给传动链螺纹进给传动链是内联系传动链。CA6140型卧式车床可以车削米制、英制、模数和径节四种标准螺纹，除此之外，还可以车削非标准和较精密螺纹。两个末端件：主轴-刀架（丝杠）计算位移：主轴1r-刀架移动加工螺纹的一个导程S工(mm)运动平衡方程式:1r（主轴）u0uxS丝=S工式中u0从主轴到丝杠之间的固定传动比；ux从主轴到丝杠之间的换置机构的可变传动比；S丝机床丝杠的导程，CA6140型车床的S丝=P丝=12mm；S工被加工螺纹的导程（mm）。,3.2车床与车刀,M3、M4、M5齿式离合器的应用识别,3.2车床与车刀,M3、M4、M5齿式离合器的应用识别,3.2车床与车刀,车螺纹传动路线中，运动从主轴VI传出，可经过两条路线传至轴IX，一条是经齿轮副58/58传至轴IX，车削正常螺距螺纹，即主轴转一转，轴IX也转一转；另一条是扩大螺距路线，即主轴转一转，轴IX的运动经33/33或（33/35）（25/33）的变向机构传至轴XI，其用途是车削右螺纹或左螺纹。轴XI、轴XII之间的挂轮是用于车削米制、英制、模数制或径节制螺纹式的配换挂轮。一组为（63/100）（100/75），用于车削米制和英制螺纹；一组（64/100）（100/97）用于车削模数和径节螺纹；一组为（a/b）（c/d）挂轮，根据需要进行配换，用于车削非标准的和较精密的螺纹。,3.2车床与车刀,米制螺纹传动路线表达式：,其中轴XXIV之间的变速机构可变换8种不同的传动比：u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=30/14=10/7u基7=33/21=11/7u基8=36/21=12/7这是获得各种螺纹导程的基本机构，故称基本组。轴XVXVII间的变速机构可变换4种传动比：u倍1=18/45x15/48=1/8u倍2=28/35x15/48=1/4u倍3=18/45x35/28=1/2u倍4=28/35x35/28=1这是使螺纹导程值成倍数关系变化的，称为增倍机构（增倍组）,扩大导程米制螺纹由加工米制螺纹的换置公式可知，在CA6140型卧式车床上用正常路线加工米制螺纹的最大导程是12mm。当需要车削导程大于12mm的螺纹时，可将IX轴上的滑移齿轮向右滑移，使之与VIII轴上的齿轮啮合。并将右移，这是一条扩大导程的传动路线。相比正常导程传动路线主轴VI与IX轴间1:1的传动比，扩大导程路线主轴至IX轴间的传动比为：u扩1=58/2680/2050/5044/4426/58=4u扩2=58/2680/2080/2044/4426/58=16,这表明，当车削螺纹传动链其它部分不变时，只做上述调整，便可使螺纹导程比正常导程相应地扩大4倍或16倍。但是必须注意，由于扩大螺纹导程机构的传动齿轮就是主运动的传动齿轮，所以，只有主轴上的合上，即主轴处于低速状态时，才能扩大螺纹导程；当主轴转速确定后，螺纹导程能扩大的倍数也就确定了。,二、螺纹进给传动链传动链是使刀架实现纵向或横向运动的传动链。传动链的两末端件是主轴和刀架。(1)车削螺纹主轴转1r刀具移动S工mm运动平衡式1主轴uS丝S工,1）车削普通螺纹运动平衡式：S=158/5833/3363/100100/7525/36u基25/3636/25u倍12=7u基u倍可得84=32种导程值，符合标准的只有20种，通过背轮可车24种大螺距螺纹,2）车削模数螺纹（米制蜗杆）导程为：Sm=Km运动平衡式：Sm=158/5833/3364/100100/9725/36u基25/3636/25u倍12=7/4u基u倍m=7u基u倍/(4K),3）车削英制螺纹导程为：Sa=KPa=K25.4/a运动平衡式：Sa=158/5833/3363/100100/751/u基36/25u倍12=4/725.4u倍/u基a=7K/4u基/u倍（扣/英寸）,4）车削径节螺纹（英制蜗杆）径节DPZ/D分PDP=D分/Z=/DP吋导程为：SDP=KPDP=K/DP25.4mmSDP=158/5833/3364/100100/971/u基36/25u倍12=/725.4u倍/u基mmDP=7Ku基/u倍牙/英寸,5）车削非标准螺距及精密螺纹离合器M3、M4、M5全部啮合,螺纹导程靠调整挂轮传动比u挂来实现运动平衡式：导程：S=KP非=158/5833/33u挂12u挂=a/bc/d=S/12=KP非/12,u倍,u基,1）车削普通螺纹运动平衡式：S=158/5833/3363/100100/7525/36u基25/3636/25u倍12=7u基u倍可得84=32种导程值，符合标准的只有20种，通过背轮可车24种大螺距螺纹,2）车削模数螺纹（米制蜗杆）导程为：Sm=Km运动平衡式：Sm=158/5833/3364/100100/9725/36u基25/3636/25u倍12=u基u倍m=7u基u倍/(4K),3）车削英制螺纹导程为：Sa=KPa=K25.4/a运动平衡式：Sa=158/5833/3363/100100/751/u基36/25u倍12=25.4u倍/u基a=7K/4u基/u倍（扣/英寸）,4）车削径节螺纹（英制蜗杆）径节DPZ/D分PDP=D分/Z=/DP吋导程为：SDP=KPDP=K/DP25.4mmSDP=158/5833/3364/100100/971/u基36/25u倍12=/725.4u倍/u基mmDP=7Ku基/u倍牙/英寸,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,根据传动系统图或传动路线表达式，可以列出车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式为：S=1r(主轴)58/5833/3363/100100/7525/36u基25/3636/25u倍12mm式中u基基本组的传动比；u倍增倍组的传动比。将上式简化后可得：S=7u基u倍,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,3）纵、横向机动进给传动链用于车削圆柱面和端面运动从进给箱经光杠输入溜板箱，经转换机构实现纵向进给或横向进给。,纵向进给：两个末端件：主轴-刀架计算位移：主轴1r-刀架纵向移动f纵(mm)运动平衡方程式:1r（主轴）u0uxmz=f纵横向进给：计算位移：主轴1r-刀架横向移动f横(mm)运动平衡方程式:1r（主轴）u0uxS丝=f纵,CA6140型卧式车床作机动进给时，为了减少螺纹传动链丝杠及开合螺母磨损，保证螺纹传动链的精度，机动进给传动链不用丝杠及开合螺母传动。其运动从主轴VI至进给箱XVII轴的传动路线与车削螺纹时的传动路线相同。当进给运动经车削米制螺纹正常螺距的传动路线时，其运动平衡式为：f纵=158/5833/3363/100100/7525/36u基25/3636/25u倍28/5636/3232/564/2940/3030/4828/802.512=0.71u基u倍mm/r通过该传动路线，可得到0.881.22mm/r的32种正常进给量。当进给运动经车削英制螺纹正常螺距的传动路线时，其运动平衡式为：,当U倍=1时，可得0.861.58mm/r的8种较大进给量，当主轴以10125r/min低速旋转时，可得到进给量为1.716.33mm/r的16种加大进给量，以满足低速、大进给量强力切削和精车的需要。当主轴以4501400r/min高速旋转时，可得到0.0280.054mm/r的8种细进给量，以满足高速、小进给量精车的需要。,1)纵向机动进给量普通螺纹正常螺距路线，32种纵向进给量,f横=158/5833/3363/100100/7525/36u基25/3636/25u倍28/5636/3232/564/2940/3030/4859/185mm/r=0.35u基u倍,英螺纹常螺距8种较大普螺纹扩大螺距机构(6高速),u倍取最小，8种细进给量英螺大距16种大进量,2)横向机动进给量f横/f纵1/2,3)刀架的快速移动280013/29,纵向机动进给量：CA6140型卧式车床纵向机动进给量有64种，并由4种类型的传动路线来获得。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时，可获得正常进给量。运动平衡式为f纵lr(主轴)58/5833/3363/100100/75(25/36)u基25/36(36/25)u倍28/5636/3232/564/2940/4828/802.512mm/r化简后可得f纵0.71u基u倍mm/r改变u基和u倍可得到从0.081.22mm/r的32种正常进给量。,横向机动进给量：通过传动计算可知，横向机动进给量是纵向机动进给量的一半。f横lr(主轴)58/5833/3363/100100/75(25/36)u基25/36(36/25)u倍28/5636/3232/564/2940/4848/4859、/185mm/r=0.35u基u倍,3.2车床与车刀,进给箱,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,4）刀架快速移动进给链刀架快速移动为了缩短辅助时间，提高生产效率，CA6140型卧式车床的刀架可实现快速机动移动。刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机(P=0.25kw，n=2800rmin)传动，经齿轮副13/29使轴高速转动，再经蜗轮蜗杆副4/29、溜板箱内的转换机构，使刀架实现纵向或横向的快速移动。快移方向由溜板箱中双向离合器M8和M9控制。传动路线表达式为:,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,4.机床的主要结构1）主轴箱主轴箱是车床的主要部件，其主要功能是支承主轴，并实现其开、停、换向、制动和变速，把进给运动从主轴传向进给系统（展开图）。（1）主轴组件。,图3-9CA6140卧式车床主轴组件,主轴前端的快换装置,短锥和法兰，用于安装卡盘或拨盘。这种结构的优点是装卸方便、安全可靠、定心精度高、主轴前端悬伸短。,图3-10CA6140主轴前端卡盘或拨盘的安装1一螺钉；2一锁紧盘；3一主轴；4一卡盘座；5一螺栓；6一螺母,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,主轴应具有较高的旋转精度及足够的刚度和良好的抗振性前支承精度比后支承高一级，前后轴承间隙可调。（2）传动机构。主轴箱中的传动机构包括定比传动机构和变速机构两部分。（3）开停和换向装置。开停装置用于控制主轴的起动和停止，换向装置用于改变主轴旋转方向。开停和换向可以用离合器，小车床用电动机开停换向。CA6140用双向多片摩擦离合器开停和换向.,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,（4）制动装置。制动装置的功用是在车床停车过程中克服主轴箱中各运动件的惯性，使主轴迅速停止转动，以缩短辅助时间。,图3-11双向片式摩擦离合器、制动器及其操纵机构机构,双向多片离合器、制动器操纵机构：CA6140上，用两个手柄，使主轴实现正、反转、停车外，还能起过载保险装置的作用。,3.2车床与车刀,（5）操纵机构。主轴箱中的操纵机构用于控制主轴起动、停止、制动、变速、换向以及变换左、右螺纹等。常采用集中操纵方式。,图3-12、轴滑移齿轮变速操纵结构,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,（6）润滑装置。为了保证机床正常工作和减少零件磨损，对主轴箱中的轴承、齿轮、摩擦离合器等必须进行良好的润滑。CA6140型车床主轴箱采用油泵供油循环润滑的润滑系统。2）进给箱进给箱的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。3）溜板箱,（1）纵、横向机动进给操纵机构。它利用一个手柄集中操纵纵向、横向机动进给运动的接通、断开和换向。（2）开合螺母机构。车削螺纹时，进给箱将运动传递给丝杠。合上开合螺母，就可带动溜板箱和刀架。,开合螺母机构,1一手柄2一销轴3一手柄座4一球头销5一轴6一手柄7一轴8一弹簧销9一球头销10一拨叉轴11一杠杆12一连杆13一凸轮14一圆销15一拨叉轴16、17一拨叉18、19一圆销20一杠杆21一销轴22一凸轮23一轴,3.2车床与车刀,3.2车床与车刀,（3）互锁机构。同时将丝杠传动和纵、横向机动进给（或快速运动）接通，则将损坏机床。设互锁机构，以保证开合螺母合上时，机动进给不能接通；反之，机动进给接通时，开合螺母不能合上。（4）超越离合器。在蜗杆轴XX的左端与齿轮Z56之间装有超越离合器，以避免光杠与快速电动机同时传动轴XX。,图3-15互锁机构工作原理（CA6140）5、7、23一轴；8一弹簧销；9一球头锁；24一支承套,3.2车床与车刀,（5）安全离合器。机动进给时，当进给力过大或刀架移动受阻时，为了避免损坏传动机构，在进给传动链中设置了安全离合器即过载保护装置来自动地停止进给。,图3-16超越离合器和安全离合器,3.3磨床与砂轮,3.3.1磨床用磨料磨具（砂轮、砂带、油石、研磨料等）为工具对工件进行切削加工的机床，统称为磨床。磨床的种类很多，其中主要类型有：（1）外圆磨床包括普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床等。（2）内圆磨床包括内圆磨床、无心内圆磨床、行星式内圆磨床等。（3）平面磨床包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。（4）工具磨床包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床、丝锥沟槽磨床等。（5）刀具刃磨磨床包括万能工具磨床、拉刀刃磨床、滚刀刃磨床等。（6）各种专门化磨床专门用于磨削某一类零件的磨床，如曲轴磨床、凸轮轴磨床、轧辊磨床、叶片磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。（7）其它磨床包括珩磨机、抛光机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机、砂轮机等。,返回节目录,3.3磨床与砂轮,1M1432A型外圆磨床工艺范围较宽，包括磨削外圆柱面圆锥面磨削内孔和台阶面等,图3-17M1432A型万能外圆磨床1-床身；2-头架；3-工作台；4-内圆磨头；5-砂轮架；6-滑鞍；7-尾座；8脚踏操纵板；9手轮,3.3磨床与砂轮,图3-18万能外圆磨床加工示意图,3.3磨床与砂轮,2平面磨床平面磨床主要用于磨削各种平面磨削方式如图3-19所示四种：(a)卧轴矩台型(b)卧轴圆台型(c)立轴矩台型(d)立轴圆台型,图3-19平面磨床的加工示意图,3.3磨床与砂轮,3.3.2砂轮1砂轮特性决定砂轮特性的五个要素分别是：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。（1）磨料。磨料是砂轮的主要成分。常用的磨料有氧化物系、碳化物系和超硬磨料系三类。（2）粒度。粒度表示磨料颗粒尺寸的大小。（3)结合剂。砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂。常用的结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂和金属结合剂（4）硬度。砂轮的硬度是指在砂轮的磨粒磨削时从砂轮表面脱落的难易程度。硬度高，磨粒不易脱落。砂轮软，磨粒容易脱落。（5）组织。砂轮组织表示砂轮中磨料、结合剂、气孔三者之间的体积比例关系。,表3-5磨料的特性及使用范围,3.3磨床与砂轮,表3-6常用粒度及适用范围,3.3磨床与砂轮,3.3磨床与砂轮,3.3.3磨削过程及其特征1磨料切削刃的形状特征2磨屑的形成过程（1）滑擦阶段。（2）刻划阶段。（3）切削阶段。,（a）外形（b）典型磨粒断面图3-21砂轮上磨粒的形状,3.3磨床与砂轮,3.磨削力磨削力F可分为相互垂直的三个分力：主磨削力（沿砂轮切向的切向磨削力）Fc、背向力（沿砂轮径向的径向磨削力）Fp和进给力Ff（沿砂轮回转轴线方向的轴向磨削力）磨削力有以下主要特征：（1）单位磨削力值Kc很大。（2）三项磨削分力中背向力Fp最大。（3）磨削力随不同的磨削阶段而变化。,图3-23磨削受力分析,3.3磨床与砂轮,4磨削功率(W)5磨削用量在磨削过程中，砂轮和工件的运动速度，如砂轮的圆周速度Vc、工件的圆周速度V工、纵向进给量、横向进给量等统称为磨削用量。6磨削温度7.磨削加工的特点8.磨削工艺参数的选择9.砂轮的磨损与修整,3.4齿轮加工机床与齿轮刀具,3.4.1齿轮加工方法成形法：加工精度和生产率都较低展成法（范成法）：生产率和加工精度都比较高。在齿轮加工中，展成法应用最为广泛。3.4.2齿轮加工机床1.滚齿传动原理(1）加工直齿圆柱齿轮它具有以下三条传动链。(1)主运动传动链(2)展成运动传动链(3)轴向进给运动传动链,返回节目录,3.4齿轮加工机床与齿轮刀具,（2）加工斜齿圆柱齿轮的传动原理。,(a)(b)图3-25滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图,它具有以下四条传动链。(1)主运动传动链(2)展成运动传动链(3)轴向进给运动传动链(4)附加运动（差动）传动链,3.4齿轮加工机床与齿轮刀具,2.滚刀的安装滚切直齿圆柱齿轮时滚刀的安装角图3-26滚切直齿圆柱齿轮时滚刀的安装角滚切斜齿圆柱齿轮时滚刀的安装角安装角取决于滚刀螺旋升角、旋向及齿轮螺旋角、旋向。二者同向时=二者反向时=,(a)(b),(c)(d)图3-27滚切斜齿圆柱齿轮时滚刀的安装角,3.4齿轮加工机床与齿轮刀具,3.4齿轮加工机床与齿轮刀具,3.Y3150E型滚齿机,Y3150E主要参数,最大加工直径500mm最大加工模数8mm最大加工宽度250mm工件最少齿数Z=5*K主电机功率5.5KW转速1410rpm机床重量4300KG,主轴转速9级40-250刀架垂直进给量12级0.4-4mm/工作台每转刀架最大回转角度240.,3.4齿轮加工机床与齿轮刀具,（1）主运动传动链电动机主轴（滚刀）1430115/16521/42uA/B28/2828/2828/2820/80=n刀u三种传动比；A/B三种传动比。,（3）进给传动链工件转1r刀架移动fmm172/12/2539/39a1/b123/69u2/253=f,（4）滚斜齿轮时的附加运动链刀架移动S工件转1rS1/(3)25/22/25a2/b2c2/d236/72u合成e/fa/bc/d1/72=1滚斜齿轮时，u合成22,主运动,进给,展成,附加,刀架快移,手动径向,（2）范成运动传动链滚刀转1r工件转K/zr180/2028/2828/2828/2842/56u合成e/fa/bc/d1/72=K/z滚直齿轮时，u合成11,3.4齿轮加工机床与齿轮刀具,（1）主运动传动链两端件:电动机滚刀主轴计算位移：n电（r/min）-n刀（r/min）运动平衡式：换置公式,U-=27/43；31/39；35/35A/B=22/44；33/33；44/22,3.4齿轮加工机床与齿轮刀具,（2）展成运动传动链两端件：滚刀主轴(滚刀转动）工作台(工件转动）计算位移：滚刀主轴工件1转k/z转运动平衡式为：换置公式,e、f的选择：5z/k20时，取e=48，f=24；21z/k142时，取e=36，f=36；z/k143时，取e=24，f=48。,3.4齿轮加工机床与齿轮刀具,