福大机械制造工程学第二篇车床PPT课件

1、第二节 卧式车床一. 工艺范围与工艺特点： 第1页/共61页车螺纹车圆锥面第2页/共61页工件在车床上的安装常用的夹具有卡盘、顶尖、心轴、跟刀架。 1.卡盘 用于装夹轴类、盘套类工件第3页/共61页 2. 顶尖（前顶尖、后顶尖） 加工实心轴类零件3. 心轴：带孔的盘套类工件 4. 跟刀架：细长类工件第4页/共61页 过程连续 无冲击工艺特点：第5页/共61页二、CA6140机床的布局主轴箱：主轴前端装有卡盘，用以夹持工件，由电动机经变速机构，把动力传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动。刀架：它用于装夹车刀，并使车刀纵向、横向或斜向运动。尾座：尾座的功用是用后顶尖支承长工件。在

2、尾座上还可以安装钻头等孔加工刀具进行孔加工。床身：床身是车床的基本支承件。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。床腿溜板箱：是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或车螺纹。在溜板箱上有各种操作手柄或按钮。进给箱：装有进给运动的变换机构，用于改变运动的进给量或改变被加工螺纹的导程。第6页/共61页三、卧式车床的主参数主参数是床身上最大工件回转直径，主参数决定了主轴轴线距离床身导轨的高度；第二主参数是最大工件长度，第二主参数决定了床身的长度。其它参数： 刀架上最大回转直径 主轴的转速范围 进给量 加工螺纹范围 电动机功率 第7

3、页/共61页四、车床的传动系统 主要由主运动传动系统和刀架（进给）运动传动系统组成。为工作安全，由车床内的机构保证机动的纵向进给、横向进给及车螺纹传动路线，同一时间只能接通一种。车床传动系统框图如下：第8页/共61页四、车床的传动系统传动系统图，传动系统包括主传动和刀架传动两部分。 主传动(主轴箱)、刀架传动（进给箱）、刀架传动（溜板箱）第9页/共61页1. CA6140主运动传动链抓两端、连中间抓两端、连中间首件：首件：电机电机末件：末件：主轴主轴第10页/共61页第11页/共61页主轴的转速级数：rpmnrpmn450506358224351230130145014005063413938

4、562301301450minmaxrpmnrpmn10582680208020582243512301301450500582650515050413938562301301450minmax第12页/共61页第13页/共61页主轴转速：25. 16140111 而言：对为公比CAnnnjjj第14页/共61页第15页/共61页第16页/共61页2. 刀架的传动:首件：主轴首件：主轴末件：刀架末件：刀架第17页/共61页（1）扩大螺距传动组:首件：主轴首件：主轴VI末件：末件：IX轴轴轴路径合路径开路径开或合主轴IXVIIIIIIIVVMVIIIIIIMMVI3582644445050208

5、0515020802658258264444635015858222第18页/共61页 显然，当Z58在左位传动比为1，在右位传动比为1、4或16，则刀架的位移量扩大了1、4倍或16倍，因此称为扩大螺距传动。用来增加进给量或扩大螺距。（1）扩大螺距传动组:例：当n主=10r/m，此时uVI-IX=？即u扩=？第19页/共61页（1）扩大螺距传动组:结论：当主轴低速传动时： n主=10-31.5r/m，此时共6级， u扩=16； n主=40-125r/m，此时共6级， u扩=4； n主=160-500r/m，此时共6级， u扩=1；当主轴高速传动时： n主=450-1400r/m，此时共6级，

6、u扩=1。rpmnrpmn450506358224351230130145014005063413938562301301450minmaxrpmnrpmn10582680208020582243512301301450500582650515050413938562301301450minmax第20页/共61页（2）变换左右螺纹传动组:首件：首件：IX轴轴末件：末件：X轴轴当轴X上的Z33在右位时，轴IX轴X，加工右旋螺纹；当Z33在左位时，轴IX 轴XI 轴X，加工左旋螺纹。注意：传动比不变，只改变了轴X旋转方向，改变进给方向。第21页/共61页（3）挂轮传动组:首件：首件：X轴轴末件：

7、末件：XIII轴轴加工标准螺纹第22页/共61页（4）基本变速组:首件：首件：XIV轴轴末件：末件：XV轴轴第23页/共61页（5）增倍变速组:首件：首件：XVI轴轴末件：末件：XVIII轴轴 这4种传动比成倍数关系排列，称增倍变速组，传动比成互为倍数的分段等级数，以适应车削各种标准螺纹导程的需要。第24页/共61页（6）移换机构:XVIIIXVIXVXIVXIII倍基u25363625u3625XVIIIXVIXIVXVMXIII倍基u2536u13第25页/共61页2.1 几种标准螺纹:CA6140型卧式车床： 能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种螺纹； 可以车削加大螺距、非标准螺距

8、的螺纹； 既可以车削右旋螺纹，也可以车削左旋螺纹。注意：车削各种不同螺距的螺纹时，主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系： 主轴转1转刀架移动 L mm运动平衡式： 1主轴u S丝P第26页/共61页（1）米制螺纹:导程规律： 行成等差数列 通过 列成等比数列 通过传动状态： 挂轮传动组：63/100 100/75 离合器M3、M4、M5状态： M3、M4开， M5合 XVI上Z25状态：右位 移换机构状态：不工作第27页/共61页（1）米制螺纹:丝杆主轴倍基XVIIIXVIXVXIVXIIIXIXVIu25363625u362575100100633325253333335858倍基丝倍基主u

9、u7u25363625u36257510010063333358581SP注意：除去非标准导程，有20种标准导程，最大导程为12mm。第28页/共61页标准第29页/共61页例：现将螺纹导程P=12mm扩大至P=192mm，可采用什么方法，并写出其刀架传动路线，主轴转速范围以及主传动路线。解答：可采用扩大螺距的方法，即VIIX间使用u扩=16，则：P=12X16=192mm。刀架传动路线：丝杆主轴倍基扩XVIIIXVIIXVIXVXIVXIIIXIXVIIIIIIIVVuVI28353528u253636252136u36257510010063333358264444208020802658

10、第30页/共61页主轴传动范围：主传动路线：VIMVIVIIIIIMI主轴合左电动机)(58268020802050304139582243513856)(230130211031.5r/mm第31页/共61页练习：现要得到P=36mm，可采用什么方法，写出其刀架传动路线，主轴转速范围以及主传动路线。解答提示：（采用的传动路径不一定只有一个）。 利用导程运动平衡式： P=7u扩u基u倍可行路径： u扩=4；u基=9/7；u倍=1。 u扩=16；u基=9/7；u倍=1/4。第32页/共61页（2）模数螺纹:导程规律：（与米制螺纹排列规律一样） 行成等差数列 通过 列成等比数列 通过传动状态： 挂

11、轮传动组：64/100 100/97 离合器M3、M4、M5状态： M3、M4开， M5合 XVI上Z25状态：右位 移换机构状态：不工作第33页/共61页丝杆主轴倍基XVIIIXVIXVXIVXIIIXIXVIu25363625u3625971001006433252533333358584uu7u25363625u36259710010064333358581倍基丝倍基主SP注意：最大导程为3mm，但是一般模数导程用模数m来表示， 故用m=7/4u基u倍=0.53。第34页/共61页例：现加工模数螺纹导程m=48，可采用什么方法，并写出其刀架传动路线，主轴转速范围以及主传动路线。解答：可采

12、用扩大螺距的方法，即VIIX间使用u扩=16，则：P=m=3X16=48mm。刀架传动路线：丝杆主轴倍基扩XVIIIXVIIXVIXVXIVXIIIXIXVIIIIIIIVVuVI28353528u253636252136u36259710010064333358264444208020802658第35页/共61页主轴传动范围：主传动路线：VIMVIVIIIIIMI主轴合左电动机)(58268020802050304139582243513856)(230130211031.5r/mm练习：现加工模数螺纹导程m=8，可采用什么方法，并写出其刀架传动路线，主轴转速范围以及主传动路线。第36页/

13、共61页（3）英制螺纹:导程规律：每英寸长度上的螺纹牙数，以a表示。因此英制螺纹的导程： 行分母成等差数列 通过 列成等比数列 通过传动状态： 挂轮传动组：63/100 100/75 离合器M3、M4、M5状态： M4开， M3、 M5合 XVI上Z25状态：左位 移换机构状态：工作第37页/共61页丝杆合主轴倍基XVIIIXVIXIVXVMXIIIXIXVIu2536u1)(751001006333252533333358583a4 .25uu744 .25u2536u17510010063333358581基倍丝倍基主SP注意：a=7/4u基/u倍= 224牙/英寸(标准值) 。第38页/

14、共61页标准第39页/共61页（4）径节螺纹:导程规律：用径节DP来表示的。径节DP=Z/D（Z为齿轮齿数，D为分度圆直径，单位为in），即蜗轮或齿轮折算每英寸分度圆直径上的齿数 ： 行分母成等差数列 通过 列成等比数列 通过传动状态： 挂轮传动组：64/100 100/97 离合器M3、M4、M5状态： M4开， M3、 M5合 XVI上Z25状态：左位 移换机构状态：工作第40页/共61页丝杆合主轴倍基XVIIIXVIXIVXVMXIIIXIXVIu2536u1)(971001006433252533333358583DP4 .254uu744 .25u2536u1971001006433

15、3358581基倍丝倍基主SP注意：DP=7u基/u倍=796牙/英寸。第41页/共61页第42页/共61页（5）非标准螺纹:导程特点： 不使用 传动路径短，参与啮合齿轮较少，传动精度高 挂轮可精确制造，误差小，精度高传动状态： 挂轮传动组：a/b c/d 离合器M3、M4、M5状态： M3、M4、 M5合第43页/共61页XIXMXVIIIMXVMXIIIdcbaXIXVI丝杆合合合主轴)()()(332525333333585854312333358581dcbaSdcbaP丝主非注意：当P非确定时，只要凑出相应的a/b-c/d挂轮组。第44页/共61页CA6140加工螺纹时的传动路径第4

16、5页/共61页2.2 机动进给传动:纵向进给：首件：纵向进给：首件： 主轴主轴末件：末件：XXV轴轴横向进给：首件：横向进给：首件： 主轴轴末件：末件：XXX轴轴传动状态： 挂轮传动组：63/100 100/75 进给箱：米制或英制传动路线 离合器M4、M5状态： M4开， M5开第46页/共61页（1）纵向进给传动路线:纵向进给：首件：纵向进给：首件： 主轴主轴末件：末件：XXV轴轴齿条开）（英制螺纹传动路线米制螺纹传动路线主轴/802848303040484029456323236562812665ZXXVXXIVMMXXIIIXXIIXXMXVIIIVI倍基倍基主纵uu711. 0125

17、 . 2802848303040294563232365628u25363625u36257510010063333358581f第47页/共61页（2）横向进给传动路线:横向进给：首件：横向进给：首件： 主轴主轴末件：末件：XXX轴轴XXXXXIXXXVIIIMMXXIIIXXIIXXMXVIIIVI18598048483030404840294563232365628775开）（英制螺纹传动路线米制螺纹传动路线主轴纵倍基主横ff215185948484840294563232365628u25363625u36257510010063333358581第48页/共61页普通（米制）螺纹正常

18、螺距路线，32种纵向进给量英制螺纹正常螺距路线， 8种进给量普通（米制）螺纹扩大螺距机构 ， 8 种进给量英制螺纹扩大螺距机构 ，16种进给量进给量是纵向的一半，共64种横向进给量纵向：（左）手把转动XXVI 17/80 XXV 齿轮/齿条横向：（右）手把转动XXX第49页/共61页（3）刀架快速传动路线:首件：首件： 电动机电动机末件：末件：XXV（XXX）轴轴XXXXXIXXXVIIIMMZXXVXXIVMMXXIIIXXII18594848483030404840/8028483030404840294771266齿条电动机第50页/共61页五、车床主要机构1. 主轴箱主要机构（装配图）

19、装配展开图：表达主轴箱内各传动件的结构和装配关系。第51页/共61页（1） 主轴箱组件卸载机构：通过带轮2、花键套1、法兰3卸下径向载荷，避免因拉力而使轴I产生弯曲变形，提高了传动平稳性。卸荷式带轮特别适用于要求传动平稳性高的精密机床。 第52页/共61页摩擦离合器（2） 主轴变向、制动及其操纵3内片：主轴带动内片运动内片：主轴带动内片运动2外片：内外片间的摩擦力带动外片运动外片：内外片间的摩擦力带动外片运动注意： 正常情况下：内外片相互间隔排列 工作状态下：内外片在轴向作用力下处于压紧情况 离合器M1左摩擦片数多，是因为实现正转切削负载大第53页/共61页摩擦离合器M1控制6右端右端7左移左

20、移销销5带动压块带动压块8压紧内外片压紧内外片轴轴转转主轴正转主轴正转6左端左端7右移右移销销5带动压块带动压块8压紧内外片压紧内外片轴轴转转主轴反转主轴反转如何控制正反转：如何控制6下压端：手柄手柄18杆杆2021、17顺时针转顺时针转（齿条）（齿条）22右移右移23右移右移6右端下压右端下压第54页/共61页制动装置制动原理：离合器离合器M1M1脱开时脱开时1414下摆在中间凸起下摆在中间凸起处处1414逆摆逆摆制动制动带带1515拉紧拉紧滞动轮滞动轮停转停转主轴迅速停主轴迅速停转；转；正常情况：正常情况：M1M1左左/ /右右合合1414下摆在左右下摆在左右凹槽内凹槽内1414顺摆顺摆制

21、动带制动带1515松开松开滞滞动轮转动动轮转动主轴转主轴转动。动。22轴第55页/共61页2. 溜板箱主要机构（1）开合螺母（图3-23、24）轴4上手柄操作盘21转动带动销20往中间移动上下两销带动18、19合拢带动刀架（车螺纹）（2）纵向、横向操作机构（图3-24）纵向：手柄1（左右控制）若左扳轴3右移杠杆7顺时针转推杆8左移凸轮9顺时针转（曲线槽）拨叉10后移横向：手柄1（前后控制）若前扳轴14顺时针转凸轮13转13内有曲线槽带动杠杆12摆动与拨叉10移动第56页/共61页（3）纵向横向机动进给和开合螺母互锁机构 车螺纹：开合螺母闭合轴4转动一角度4轴上凸肩卡住14轴14轴（横向）无法转

22、动且销5被压入3轴3轴（纵向）无法转动纵向进给：开合螺母开手柄1左扳轴3右移销5被3轴顶住无法移动轴4无法转动开合螺母无法闭合（图3-25（c）横向进给：开合螺母开手柄1前扳轴14顺时针转轴4上凸肩被14轴顶住无法移动轴4无法转动开合螺母无法闭合（图d）第57页/共61页（4）超越离合器 超越离合器是一种非外力操纵离合器，主要用在快慢交替传动的轴上，超越离合器是一种非外力操纵离合器，主要用在快慢交替传动的轴上，以实现运动的连续转化。以实现运动的连续转化。 为避免光杆和快移电机同时传动轴为避免光杆和快移电机同时传动轴XXIIXXII，在溜板箱中装有超越离合器。，在溜板箱中装有超越离合器。机动机动外环转动，产生摩擦力带动星形体转动，带动外环转动，产生摩擦力带动星形体转动，带动XXIIXXII轴转动轴转动快速快速星形体高速转动，外环对其产生摩擦力压缩弹簧，使外环星形体高速转动，外环对其产生摩擦力压缩弹簧，使外环 和星形体分离，各以不同转速转动。和星形体分离，各以不同转速转动。第58页/共61页问题：机动进给时，快退、快进开关是否可以打开？问题：机动进给时，快退、快进开关是否可以打开？ （快进或快退时，进给链是否需要断开？）（快进或快退