大连工业大学机床概论讲义-车床1

1、2022-3-71上次课主要内容上次课主要内容 常见零件表面常见零件表面 形成零件表面的运动：母线沿导线的运动轨迹。形成零件表面的运动：母线沿导线的运动轨迹。 零件表面的形成方法：成形法、展成法、轨迹法零件表面的形成方法：成形法、展成法、轨迹法 成形运动的种类：成形运动的种类：简单成形运动、复合成形运动简单成形运动、复合成形运动主运动、进给运动主运动、进给运动 传动链：一系列传动元件，形成传动联系。传动链：一系列传动元件，形成传动联系。外联系传动链：动力源与执行件之间无严格传动比。外联系传动链：动力源与执行件之间无严格传动比。内联系传动链：动力源与执行件之间有严格传动比。内联系传动链：动力源与

2、执行件之间有严格传动比。2022-3-72第二章车床第二章车床 车床车床CA6140工艺范围：熟练掌握。工艺范围：熟练掌握。 车外圆、车端面、车螺纹、车孔、车内外圆锥面、车中心孔、车退刀车外圆、车端面、车螺纹、车孔、车内外圆锥面、车中心孔、车退刀槽。槽。 车床车床CA6140总体布局：熟练掌握。总体布局：熟练掌握。 CA6140主要传动链：主要传动链：主运动传动链、进给运动传动链主运动传动链、进给运动传动链 CA6140主要结构主要结构 其它车床其它车床2022-3-732022-3-74第一节车床概论第一节车床概论 一、车床的用途一、车床的用途 二、车床的分类二、车床的分类2022-3-75

3、一、车床的用途一、车床的用途 加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面：内外圆柱面、圆锥面、成形回转转表面：内外圆柱面、圆锥面、成形回转面、螺纹等。面、螺纹等。 主要刀具：车刀、孔加工刀具、螺纹加工主要刀具：车刀、孔加工刀具、螺纹加工刀具。刀具。 加工范围广，结构复杂，自动化程度低，加工范围广，结构复杂，自动化程度低，适合于单件、小批生产及修配车间。适合于单件、小批生产及修配车间。2022-3-76二、车床分类二、车床分类 普通车床及落地车床普通车床及落地车床 立式车床立式车床 六角车床六角车床 多刀半自动车床多刀半自动车床 仿形车床及仿形半自动车床仿形车

4、床及仿形半自动车床 单轴自动车床单轴自动车床 多轴自动车床及多轴半自动车床。多轴自动车床及多轴半自动车床。2022-3-77第二节第二节CA6140工艺范围、布局工艺范围、布局一、机床的工艺范围一、机床的工艺范围二、机床的运动二、机床的运动三、机床的总布局三、机床的总布局四、机床主要技术性能四、机床主要技术性能2022-3-78一、车床工艺范围一、车床工艺范围2022-3-79二、车床的运动二、车床的运动 主运功：工件旋转。使刀具与工件之间作相对运主运功：工件旋转。使刀具与工件之间作相对运动，以获得所需的切削速度。动，以获得所需的切削速度。 主运动：实现切削的最基本的运动。主运动：实现切削的最

5、基本的运动。 特点：速度高，消耗功率多。特点：速度高，消耗功率多。 进给运动：刀具的直线移动。平行于工件中心线进给运动：刀具的直线移动。平行于工件中心线的纵向运动（或垂直于工件中心线的横向运动）的纵向运动（或垂直于工件中心线的横向运动） 。使毛坯上新的金属层不断投入切削，以便切削出使毛坯上新的金属层不断投入切削，以便切削出整个加工表面。整个加工表面。 特点：速度低，消耗功率较少。特点：速度低，消耗功率较少。2022-3-710三、三、CA6140总体布局总体布局2022-3-711机床布局机床布局 1.床头箱：支承主轴并传动主轴，使主轴带动工床头箱：支承主轴并传动主轴，使主轴带动工件按照规定的

6、转速旋转。实现主运动。件按照规定的转速旋转。实现主运动。 2.刀架：装夹车刀。使车刀作纵向、横向或斜向刀架：装夹车刀。使车刀作纵向、横向或斜向运动。运动。 3.尾架：用后顶尖支承工件。在尾架上安装孔加尾架：用后顶尖支承工件。在尾架上安装孔加工刀具，可以进行孔加工。工刀具，可以进行孔加工。 4.进给箱：进给传动链变速装置，改变进给量或进给箱：进给传动链变速装置，改变进给量或加工螺纹的螺距。加工螺纹的螺距。 5.溜板箱：把进给箱的运动传递给刀架，使刀架溜板箱：把进给箱的运动传递给刀架，使刀架实现各种进给运动。实现各种进给运动。 6.床身：车床基本支承件。床身：车床基本支承件。2022-3-712四

7、、机床主要技术性能1.床身上最大工件回转直径：400毫米2. 最大工件长度：2000毫米3. 刀架上最大工件回转直径：210毫米。2022-3-713第三节第三节CA6140传动系统传动系统2022-3-714机床的传动系统机床的传动系统 实现机床加工过程中全部成形运动和实现机床加工过程中全部成形运动和辅助运动的各传动链，组成一台机床辅助运动的各传动链，组成一台机床的传动系统。的传动系统。 为便于了解和分析机床运动的传递、为便于了解和分析机床运动的传递、联系情况，常采用传动系统图联系情况，常采用传动系统图 。2022-3-7152022-3-716传传 动动 系系 统统 图图 表示实现机床全部

8、运动的传动示意图表示实现机床全部运动的传动示意图 每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号表示，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝表示，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。 传动机构按运传动机构按运 动动 传传 递递 或或 联联 系系 顺顺 序序 依次排列，依次排列，以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中床外形轮廓中 。2022-3-717传动系统的传动链类型传动系统的传动链类型根据执行件所完成的运动的作用不同，传动

9、根据执行件所完成的运动的作用不同，传动系统中各传动链可以分为：系统中各传动链可以分为： 主运动传动链主运动传动链 进给运动传动链进给运动传动链 范成运动传动链范成运动传动链 分度运动传动链等分度运动传动链等 2022-3-718机床传动系统的分析机床传动系统的分析 根据被加工表面的形状、采用的加工方法及刀具根据被加工表面的形状、采用的加工方法及刀具结构形式，了解表面的成形方法和所需成形运动结构形式，了解表面的成形方法和所需成形运动 根据机床布局及其工作方法，了解机床需要哪些根据机床布局及其工作方法，了解机床需要哪些辅助运动，实现各个运动的执行件和运动源；辅助运动，实现各个运动的执行件和运动源；

10、 分析实现各运动的传动原理，即确定机床需有哪分析实现各运动的传动原理，即确定机床需有哪些传动链及其传动联系情况；些传动链及其传动联系情况； 然后根据传动系统图逐一分析各传动链然后根据传动系统图逐一分析各传动链 2022-3-719传动系统分析的一般方法传动系统分析的一般方法 找到传动链所联系的两个端件找到传动链所联系的两个端件(运动源运动源执行件执行件, 或执行件或执行件执行件执行件). 按照运动传递或联系顺序按照运动传递或联系顺序,从一个端件向另一端从一个端件向另一端件件,依次分析各传动轴之间的传动结构和运动传递依次分析各传动轴之间的传动结构和运动传递关系关系,以查明该传动链的传动路线以及变

11、速、换向、以查明该传动链的传动路线以及变速、换向、接通和断开的工作原理。接通和断开的工作原理。 2022-3-7202022-3-721一、主一、主 传传 动动 链链 两端件两端件: :主电动机主电动机主轴主轴 运动传动路线是：运动传动路线是： 主电动机主电动机-1- 2- u-1- 2- uv v-3-3 -4 - -4 -主轴。主轴。 任务任务: : 电动机的运动和动力电动机的运动和动力 传给主轴传给主轴 通过换置机构通过换置机构u uv v 主轴获得各种转速主轴获得各种转速 外联系传动链外联系传动链 2022-3-7221.1.传动路线传动路线分析分析 2022-3-7232022-3-

12、724主传动链传动路线主传动链传动路线2022-3-725主传动链分析小结主传动链分析小结 M M1 1的功用为控制主轴（轴的功用为控制主轴（轴）正转、反转或停止。当）正转、反转或停止。当离合器离合器M M1 1向左接合时，主轴正转；当离合器向左接合时，主轴正转；当离合器M M1 1向右接合向右接合时，主轴反转；离合器时，主轴反转；离合器M M1 1处于中间位置，左、右都脱处于中间位置，左、右都脱开时，主轴停转。开时，主轴停转。 注意：主轴反转时注意：主轴反转时, ,轴轴-的传动比大于正转时的传的传动比大于正转时的传动比，所以反转转速高于正转。主轴反转主要用于车动比，所以反转转速高于正转。主轴

13、反转主要用于车螺纹时退回刀架。在不断开主轴和刀架间传动链的情螺纹时退回刀架。在不断开主轴和刀架间传动链的情况下退刀，使刀架退至起始位置，采用较高转速，可况下退刀，使刀架退至起始位置，采用较高转速，可以节省辅助时间。以节省辅助时间。 主轴转速高、低：主轴转速高、低：主轴上的滑动齿轮主轴上的滑动齿轮Z Z5050 控制。左移：控制。左移：高速；右移：低速。高速；右移：低速。 主轴转速级数：主轴转速级数：2022-3-726主轴的转速级数与转速计算主轴的转速级数与转速计算 根据传动系统图和传动路线表达式，主轴可以得到：根据传动系统图和传动路线表达式，主轴可以得到：2 2* *3 3* *（1+21+

14、2* *2 2）=30=30级转速级转速 实际轴实际轴-间四种传动比为：间四种传动比为：20/8020/80* *20/8020/80；20/8020/80* *51/5051/50；50/5050/50* *20/80 50/5020/80 50/50* *51/5051/50实际转速级数：实际转速级数： 2 2* *3 3* *（1+31+3）= 24= 24级转速级转速正转正转 1 1* *3 3* *（1+31+3）= 12= 12级转速级转速反转反转2022-3-727二、刀架的传动二、刀架的传动 刀架可进行纵、横向进给运动和辅助运动。刀架可进行纵、横向进给运动和辅助运动。刀架的运动

15、源仍是主电动机。因车螺纹要刀架的运动源仍是主电动机。因车螺纹要求主轴转一周时刀架移动一个被加工螺纹求主轴转一周时刀架移动一个被加工螺纹的导程，并且车外圆进给量是以主轴转一的导程，并且车外圆进给量是以主轴转一周时刀架的移动量来表示，所以分析传动周时刀架的移动量来表示，所以分析传动关系时，把主轴作为刀架传动的始端。关系时，把主轴作为刀架传动的始端。 螺纹进给传动链；纵向、横向进给传动链；螺纹进给传动链；纵向、横向进给传动链；快进传动链快进传动链 2022-3-728螺纹进给传动链螺纹进给传动链 两端件两端件: :主轴主轴-刀架刀架 运动传动路线运动传动路线: :主轴主轴-4-5-u-4-5-uf

16、f-6-8-6-8丝杠丝杠- -刀架刀架 任务任务: : 联系主轴和刀架纵向溜板联系主轴和刀架纵向溜板 保证工件和刀具之间的严格运动关系保证工件和刀具之间的严格运动关系 通过调整换置机构通过调整换置机构u uf f，加工出不同种类、不，加工出不同种类、不同导程的各种螺纹同导程的各种螺纹 内联系传动链内联系传动链2022-3-729纵向和横向进给传动链纵向和横向进给传动链 任务任务: : 实现一般车削时的纵向和横向实现一般车削时的纵向和横向机动进给运动及其变速与换向机动进给运动及其变速与换向 两端件两端件: : 主轴主轴-刀架刀架 外联系传动链，主轴被看作是该两个外联系传动链，主轴被看作是该两个

17、传动链的间接动源。传动链的间接动源。2022-3-730车螺纹车螺纹 CA6140CA6140型卧式车床能车削常用的米制、英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；此外，还制、模数制及径节制四种螺纹；此外，还可以车削加大螺距、非标准螺距及较精确可以车削加大螺距、非标准螺距及较精确的螺纹。它既可以车削右旋螺纹，也可以的螺纹。它既可以车削右旋螺纹，也可以车削左旋螺纹。车削左旋螺纹。 2022-3-731四四 种种 螺螺 纹纹 的的 螺螺 距距 参参 数数 及及 其其 与与 螺螺 距距 、 导导 程程 之之 间间 的的 换换 算算 关关 系系2022-3-732 车螺纹时，要保证主

18、轴每转一转，刀具准车螺纹时，要保证主轴每转一转，刀具准确地移动被加工螺纹一个导程的距离确地移动被加工螺纹一个导程的距离 主轴主轴- - 刀架刀架 1r S1r S工工 车削不同种类的螺纹，是靠调整进给传动车削不同种类的螺纹，是靠调整进给传动链来实现的。链来实现的。 2022-3-733 1 1车车 米米 制制 螺螺 纹纹 米制螺纹是我国常用的螺纹米制螺纹是我国常用的螺纹 标准螺距值特点标准螺距值特点: : 分段等差数列分段等差数列 传动路线传动路线: : 进给箱中的离合器进给箱中的离合器M M3 3、M M4 4脱脱开，开，M M5 5接合接合2022-3-734标准螺距值1，1.25，1.5

19、，1.75，2，2.25，2.5，3，3.5，4，4.5，5，5.5，6，7，8，9，10，11，12，14，16，18，20，22，24，28，32，36，40，44，48，56，64，72，80，88，96，112，128，144，160，176，1922022-3-7352022-3-7362022-3-7372022-3-7382022-3-739基本组传动比：基本组传动比：等差数列等差数列 u u基基1 1 = 26/28 = 6.5/7 = 26/28 = 6.5/7 u u基基2 2 = 28/28 = 7/7 = 28/28 = 7/7 u u基基3 3 = 32/28 = 8

20、/7 = 32/28 = 8/7 u u基基4 4 = 36/28 = 9/7 = 36/28 = 9/7 u u基基5 5 = 19/14 = 9.5/7 = 19/14 = 9.5/7 u u基基6 6 = 20/14 = 10/7 = 20/14 = 10/7 u u基基7 7 = 33/21 = 11/7 = 33/21 = 11/7 u u基基8 8 = 36/21 = 12/7 = 36/21 = 12/7 2022-3-7402022-3-7412022-3-742增增 倍倍 组组 传传 动动 比：比：等比数列等比数列 u u倍倍1 1 28/3528/3535/28 35/28

21、 1 1 u u倍倍2 2 18/4518/4535/28 35/28 1/21/2 u u倍倍3 3 28/3528/3515/48 15/48 1/4 1/4 u u倍倍4 4 18/4518/4515/48 15/48 1/81/8 按倍数关系排列按倍数关系排列 用于扩大机床车削螺纹导程的种数用于扩大机床车削螺纹导程的种数 2022-3-743 基本组和增倍组串联使用，可以车削常用基本组和增倍组串联使用，可以车削常用的、按分段等差数列排列的公制标准螺距。的、按分段等差数列排列的公制标准螺距。 扩大螺距机构扩大螺距机构2022-3-744模数螺纹、英制螺纹、径节螺纹模数螺纹、英制螺纹、径节

22、螺纹 模数螺纹的传动路线与公制螺纹的传动路线基本模数螺纹的传动路线与公制螺纹的传动路线基本相同。挂轮变化。相同。挂轮变化。 英制螺纹：英制螺纹：M3、M5合，合，M4开，基本组主从关系开，基本组主从关系颠倒；挂轮变化。含颠倒；挂轮变化。含25.4 径节螺纹：与英制螺纹传动路线相同；挂轮变。径节螺纹：与英制螺纹传动路线相同；挂轮变。2022-3-745加工一般螺纹（公制及英制螺纹），应用挂轮：63/100*100/75加工蜗杆（模数和径节螺纹），应用挂轮：64/100*100/972022-3-746三、纵向和横向进给传动链三、纵向和横向进给传动链 传动路线传动路线 换向机构换向机构 两端件两端件 计算位移为：计算位移为： v 纵向进给：纵向进给：主轴转主轴转1 1转转刀架纵向移动刀架纵向移动f f纵纵( (单位为单位为mm)mm)v 横向进给：横向进给： 主轴转主轴转1 1转转刀架横向移动刀架横向移动f f横横( (单位为单位为mm)mm)2022-3-7472022-3-7482022-3-7492022-3-750进进 给给 量量 的的 计计 算算 常用公制螺纹路线常用公制螺纹路线 0.080.081.22mm1.22mmr r的的3232种进给量种进给量 常用英制螺纹路