第5章自动车床基本原理

1、1 结构特点结构特点 2 3 4 6.6.端面挖槽、切凹坑端面挖槽、切凹坑 7.7.加工轴向中心孔：加工轴向中心孔：用纵刀架完成，在棒料尚未从导套伸用纵刀架完成，在棒料尚未从导套伸 出时进行钻孔，钻孔精度出时进行钻孔，钻孔精度 8.8.加工螺纹：加工螺纹：用纵刀架完成，刀具旋转。用纵刀架完成，刀具旋转。 差动法：螺纹刀具的旋向与主轴转向相同。差动法：螺纹刀具的旋向与主轴转向相同。 切右旋螺纹：刀具转速高于主轴转速切右旋螺纹：刀具转速高于主轴转速 切左旋螺纹：刀具转速低于主轴转速切左旋螺纹：刀具转速低于主轴转速 5 1.1.主要技术规格主要技术规格 加工棒料最大直径加工棒料最大直径 7mm7mm

2、 棒料最大进给长度棒料最大进给长度 50mm50mm 主轴转速范围主轴转速范围 104510456600 r/min6600 r/min 主轴转速级数主轴转速级数 1717级级 分配轴转速范围分配轴转速范围 0.1820.18238.4 r/min38.4 r/min 刀架数目刀架数目 5 5个个 电动机功率及转速电动机功率及转速 2.2 kw2.2 kw、1430 r/min1430 r/min 6 2.2.传动系统传动系统 7 BA.交换皮带轮 宽皮带轮 BA. 三角皮带轮 蜗轮蜗杆. ba.交换齿轮 链轮 蜗轮蜗杆. 8 结构特点：结构特点： 主轴可自动变速换向，有四个刀架（一前，主轴可

3、自动变速换向，有四个刀架（一前， 一后，一立，一回转）一后，一立，一回转） 生产率较高生产率较高 加工精度加工精度IT9IT9IT11IT11 表面粗糙度表面粗糙度 加工具有较复杂内孔、内外螺纹的套筒类零加工具有较复杂内孔、内外螺纹的套筒类零 件（如引信体、底螺、滑块座等）件（如引信体、底螺、滑块座等） 9 工作原理及加工范围工作原理及加工范围 11主轴；主轴；44前刀架；前刀架； 55后刀架；后刀架；66回转刀架回转刀架 10 1.1. 前、后、立刀架只作横向进给前、后、立刀架只作横向进给 功能：成形、切槽、倒角、切断。功能：成形、切槽、倒角、切断。 2.2. 回转刀架作纵向进给回转刀架作纵

4、向进给 功能：挡料（定位）、钻孔、车外圆、加工螺功能：挡料（定位）、钻孔、车外圆、加工螺 纹。纹。 3.3.前、后、立、回转刀架的进给由分配轴上的凸前、后、立、回转刀架的进给由分配轴上的凸 轮控制，而回转刀架的换位送夹料是通过辅助轴轮控制，而回转刀架的换位送夹料是通过辅助轴 实现的。实现的。 4.4.主轴可以高速反转低速正转，低速正转车螺纹主轴可以高速反转低速正转，低速正转车螺纹 后、高速反转退刀。后、高速反转退刀。 5.5.车、钻、切槽、成形、切断都是由快速反转进车、钻、切槽、成形、切断都是由快速反转进 行加工的。行加工的。 工作原理及加工范围工作原理及加工范围 11 三、三、C1336C1

5、336单轴六角自动车床传动系统单轴六角自动车床传动系统 12 三、三、C1336C1336单轴六角自动车床传动系统单轴六角自动车床传动系统 C1336C1336单轴六角自动车床主运动传动路线：单轴六角自动车床主运动传动路线： 28602860或或1450-20/64-A/B1450-20/64-A/B： M2M2合合-56/42210/172 -56/42210/172 M1 M1合合49/49210/172 49/49210/172 主轴得高速反转主轴得高速反转 C/D25/97M3C/D25/97M3合合210/172210/172 主轴得低速正转主轴得低速正转 13 一、结构特点：一、结

6、构特点： 结构复杂，调整机床所用时间长结构复杂，调整机床所用时间长 4 4个（或个（或6 6个）主轴同向转动，生产率高。个）主轴同向转动，生产率高。 有有5 5个（或个（或7 7个）刀架。个）刀架。 4 4轴：轴：四个横刀架四个横刀架 一个纵刀架一个纵刀架 6 6轴：轴：六个横刀架六个横刀架 一个纵刀架一个纵刀架 加工精度加工精度IT11IT11IT12IT12 表面粗糙度表面粗糙度 适于加工以圆形、方形、六方形、冷拔料或管适于加工以圆形、方形、六方形、冷拔料或管 料为毛坯的形状较复杂、尺寸较大的工件（如引信料为毛坯的形状较复杂、尺寸较大的工件（如引信 体、外形、隔板等零件）体、外形、隔板等零

7、件） 14 二、工作原理及加工范围二、工作原理及加工范围 11鼓轮；鼓轮；22纵刀架；纵刀架；33工具轴；工具轴；44独立送进机构独立送进机构 15 横刀架：横刀架：只作横向进给。只作横向进给。 功用：成形、切槽、倒角、切断。功用：成形、切槽、倒角、切断。 纵刀架：纵刀架：只作纵向进给。只作纵向进给。 功用：加工孔（钻孔、扩孔等）。功用：加工孔（钻孔、扩孔等）。 独立送进机构：独立送进机构：除作纵向进给外，刀具还可以转动。除作纵向进给外，刀具还可以转动。 功用：铰孔、加工螺纹、高速钻孔。功用：铰孔、加工螺纹、高速钻孔。 横、纵、独立刀架的进给由分配轴上的凸轮控制。横、纵、独立刀架的进给由分配轴

8、上的凸轮控制。 鼓轮转位、送夹料由分配轴上的凸轮控制。鼓轮转位、送夹料由分配轴上的凸轮控制。 二、工作原理及加工范围二、工作原理及加工范围 16 表表6161自动车床类型自动车床类型 名称名称结构特点结构特点型号型号加工精度加工精度生产率生产率粗糙度粗糙度 单轴纵切单轴纵切 结构简单结构简单 5 5个刀架个刀架 1 1IT6IT6IT9IT9较高较高0.80.8 单轴六角单轴六角 主轴自动主轴自动 变速换向变速换向 4 4个刀架个刀架 2 2IT9IT9IT11IT11较高较高1.61.6 多轴多轴 4 4个或个或6 6个个 主轴同向主轴同向 转，转，5 5或或7 7 个刀架个刀架 3 3 I

9、T11IT11 IT12IT12 较高较高3.23.2 17 表中：表中：1.1. C107A(A C107A(A改型改型), CG1107,), CG1107, C112, CG1112 C112, CG1112 2. 2. C1312, C1318, C1325, C1312, C1318, C1325, C1336. C1336. 3. 3. C2150.4D C2150.6D C2150.4D C2150.6D (4D,6D4 (4D,6D4轴，轴，6 6轴轴) ) 注：数字后两位表示所加工料的最大直径。注：数字后两位表示所加工料的最大直径。 自动车床调整设计的任务：自动车床调整设计的

10、任务：根据工步安根据工步安 排，设计凸轮；根据生产率，确定皮带轮位排，设计凸轮；根据生产率，确定皮带轮位 置、确定交换齿轮。置、确定交换齿轮。 18 1.1.绘制零件图，填写零件名称绘制零件图，填写零件名称( (轮轴轮轴) ) 、材料、材料(T8) (T8) 、 棒料直径棒料直径(7)(7) 19 2.2.选择刀具、确定杠杆比和刀具位置选择刀具、确定杠杆比和刀具位置 杠杆比杠杆比i i凸轮的升距与刀具行程之比凸轮的升距与刀具行程之比 (1)(1)确定确定 i i ：主轴箱主轴箱 2 2：1 1 天平刀架天平刀架 3 3：1 1 3 3号刀架号刀架 1 1：1 1 4.5 4.5号刀架号刀架 2

11、 2：1 1 (2)(2)选择刀架选择刀架 11刀精车头部刀精车头部3-0.033-0.03外圆及外圆及55外圆外圆 22刀精车刀精车77的右端面和尾部的右端面和尾部3-0.033-0.03外圆外圆 33刀切断刀切断 44刀倒角刀倒角 i i 加工精度加工精度 i i 的刀架安排主要表面的工作的刀架安排主要表面的工作 20 (3)(3)刀具位置刀具位置（刀具起始（刀具起始 的径、轴向位置）的径、轴向位置） 径向径向： 1 1、2 2刀的起始位置刀的起始位置 为为88（取间隙（取间隙0.50.5） 3 3、4 4刀的起始半径刀的起始半径 取取 R12R12（作图法）（作图法） 轴向轴向： 3 3

12、刀距中心架导套端面刀距中心架导套端面 2 2 刀具宽度刀具宽度b=1.5b=1.5（表）（表） 1 1刀距切端面以左刀距切端面以左0.5 0.5 2 2刀具导套端面刀具导套端面0.5 0.5 4 4刀的尖端中心距切断刀的尖端中心距切断 面为面为0.75 0.75 21 3. 3. 安排工步的顺序安排工步的顺序 以切断刀以切断刀33开始退回为工序的开始，开始退回为工序的开始， 根据工件的形状和技术要求，共安排根据工件的形状和技术要求，共安排2424个工个工 步步. . 其中工步其中工步2 2与工步与工步1 1，工步，工步1616与与1515为重合为重合 工步（以减少空程时间）。为了保证切削工工步

13、（以减少空程时间）。为了保证切削工 步最后位置的准确性，安排步最后位置的准确性，安排4 4、6 6、8 8、1212、 1414、2121为为“停持停持”工步（所占凸轮角度工步（所占凸轮角度2 2） 22 4. 4. 确定刀具及主轴箱行程确定刀具及主轴箱行程 工步工步1 1：切断刀退回到：切断刀退回到R12R12处，行程为：处，行程为： L L1 1=12+0.5=12.5=12+0.5=12.5 0.5-0.5-切断刀尖超越量切断刀尖超越量 工步工步2 2：11刀进至刀进至33 L L2 2=(8-3)/2=2.5=(8-3)/2=2.5 工步工步3 3：主轴箱送进：主轴箱送进 L L3 3

14、=10+0.5=10.5=10+0.5=10.5 0.5-10.5-1刀距切断面刀距切断面 工步工步2323：主轴箱退回：主轴箱退回 L L2323=L=L3 3+L+L7 7+L+L1010+L+L1313=23.5=23.5 23 5. 5. 确定走刀量确定走刀量S S 查表（或由经验选取），填入调整卡查表（或由经验选取），填入调整卡. . 6 6计算各工作工步所需要主轴转数计算各工作工步所需要主轴转数N N1 1=L/S=L/S 如工步如工步3 3：N NI3I3=10.5/0.01=1050=10.5/0.01=1050转转 将该值填入卡片中所需主轴转数将该值填入卡片中所需主轴转数“本

15、工步本工步” 栏内。本卡片中各切削工步都不相重合，故在栏内。本卡片中各切削工步都不相重合，故在 “计算工步计算工步”栏内也填相同的数值。栏内也填相同的数值。 7 7选择切削速度与主轴转速选择切削速度与主轴转速 切削速度按表选为切削速度按表选为V=30m/min (V=30m/min (表表) ) 主轴转速按主轴转速按 d=7, V=30m/min d=7, V=30m/min 查表得查表得 n n主主=1310=1310转转/min (/min (表表) ) 24 8 8计算空行程角度计算空行程角度 空行程角度是以凸轮上升或下降值，以及生产率的大小，空行程角度是以凸轮上升或下降值，以及生产率的

16、大小， 按表中的数据来计算（表）按表中的数据来计算（表） 本零件较复杂，取生产率本零件较复杂，取生产率“Q8”Q8”，故空行程角度按，故空行程角度按 “ “ Q8”Q8”栏内数据计算。栏内数据计算。 工步工步1 1：L L1 1=12.5,i=12.5,i为为1:1,1:1,凸轮下降值为凸轮下降值为12.512.5* *1=12.51=12.5， 由表知每由表知每1 1为为0.50.5，则空程角度为，则空程角度为12.512.5* *0.50.566 工步工步2 2：L L2 2=2.5,i=3:1,=2.5,i=3:1,凸轮下降值为凸轮下降值为2.52.5* *3=7.5,3=7.5,则空程

17、则空程 角度为角度为7.57.5* *0.50.5=3.75=3.75, ,取取4 4，因工步，因工步2 2与工步与工步1 1重合，重合， 所以工步所以工步2 2空程角空程角“计算工步计算工步”栏内数值为栏内数值为0 0。（停持工步。（停持工步 取取2 2） 总的空行程角度：总的空行程角度：（各计算工步空程角度和）（各计算工步空程角度和） 空空=6+2+3+2+2+5+10+2+2+4+11+8+2+10+23+15=107=6+2+3+2+2+5+10+2+2+4+11+8+2+10+23+15=107 25 9 9计算工作行程所需角度数计算工作行程所需角度数 1)1)先求所需工作角度数总和

18、先求所需工作角度数总和 工工=360=360-空空=360=360-107-107= 253= 253 2) 2)各工作工步的主轴转数总和各工作工步的主轴转数总和 NN工工=1050+150+310+500+350+450=2810=1050+150+310+500+350+450=2810转转 3)3)各工作步骤所需凸轮角度各工作步骤所需凸轮角度 工工= =（工工/N/N工工）* *N N工工 如工步如工步3 3：工工(3)=253(3)=253* *1050/2810=951050/2810=95 1010确定凸轮角度与半径确定凸轮角度与半径 1)1)根据各工步所需的角度数，按工步的次序顺

19、次递增填根据各工步所需的角度数，按工步的次序顺次递增填 写各工步凸轮角度的起止数值，重合工步的角度值按其重写各工步凸轮角度的起止数值，重合工步的角度值按其重 合位置填写。合位置填写。 2)2)确定凸轮半径时取刀具到达最前位置时凸轮为最大半确定凸轮半径时取刀具到达最前位置时凸轮为最大半 径，然后按凸轮上升下将值顺序加减而得到各工步的凸轮径，然后按凸轮上升下将值顺序加减而得到各工步的凸轮 半径值。（表）半径值。（表） 26 1111计算生产率计算生产率Q Q及其它数据及其它数据 加工一个零件所需主轴转数加工一个零件所需主轴转数N N： N=N=（NN工工/工工）* *360360=2810=2810* *360360/253=3990/253=3990 转转 Q=nQ=n主主/N=1310/3990=0.328 /N=1310/3990=0.328 件件/min/min 按表在转速按表在转速13101310转转/min/min栏中取生产率相近值为栏中取生产率相近值为 0.3180.318件件/min/min 制造一个零件所需时间制造一个零件所需时间T T： T=60/Q=60/