机械制造基础_212_车床

1、机械与汽车工程学院CA6140车床车床的主要技术参数的主要技术参数CA6140车床的车床的主要机构主要机构CA6140车床的车床的传动传动落地车床和立式车床落地车床和立式车床 转塔、回轮车床转塔、回轮车床2.1.2 2.1.2 车床车床p车床的主要车床的主要加工类型加工类型a) 直头直头外圆刀车外圆；外圆刀车外圆；b) 弯头弯头刀车外圆；刀车外圆；c) 弯头弯头刀车端面；刀车端面；d) 左左偏刀车外圆；偏刀车外圆；e) 右右偏刀车端面；偏刀车端面；f)切断切断刀车槽或切断；刀车槽或切断；g) 镗刀镗刀镗孔；镗孔；h) 螺纹螺纹刀车螺纹；刀车螺纹；i)成形刀成形刀车特形车特形面。面。 车车回转回

2、转表面，如轴表面，如轴类、套筒类和盘类零件上类、套筒类和盘类零件上的圆柱面；的圆柱面； 车车端面端面； 车车螺纹螺纹； 钻、扩、铰孔；钻、扩、铰孔； 滚滚花等。花等。机械与汽车工程学院p车床加工的特点车床加工的特点1.1. 加工范围广加工范围广，但主要用于各种内、，但主要用于各种内、外旋转外旋转面及其端面面及其端面的加工；的加工；2.2. 车削切削力车削切削力变化小，冲击轻微，变化小，冲击轻微，稳定性好稳定性好；3.3. 车削产生车削产生的切削热大部分被切屑的切削热大部分被切屑带走，所以带走，所以一般车削一般车削加工可以不使用切削液；加工可以不使用切削液；4.4. 多多用于用于粗加工粗加工和半

3、精加工。和半精加工。p车床的运动车床的运动1.1. 主运动是主轴的旋转运动；主运动是主轴的旋转运动；2.2. 进给运动是刀架的纵向和横向移动；进给运动是刀架的纵向和横向移动；一般地，两个运动是相互独立的，一般地，两个运动是相互独立的，但但 车车螺纹时螺纹时，工件工件的旋转主运动与的旋转主运动与刀具刀具的移动进给运动必须保持的移动进给运动必须保持严格的运动关系，形成复合成形运动严格的运动关系，形成复合成形运动。 加工加工曲线回转体时曲线回转体时，纵向和横向两个进给运动必须保持严格的，纵向和横向两个进给运动必须保持严格的运动关系，形成复合成形运动。运动关系，形成复合成形运动。机械与汽车工程学院卧式

4、、立式、落地式；卧式、立式、落地式；转塔车床；转塔车床；多刀半自动车床；多刀半自动车床；仿形车床；仿形车床；单轴和多轴自动车床；单轴和多轴自动车床；数控车床；数控车床；专用车床等。专用车床等。其中其中卧式车床应用最为广泛，卧式车床应用最为广泛，如下图如下图应应熟悉各部件名称及其位置。熟悉各部件名称及其位置。p车床的类型车床的类型2. CA61402. CA6140卧式卧式车床车床 进给箱进给箱主轴箱主轴箱溜板箱溜板箱床身床身尾座尾座光杠光杠丝杠丝杠刀架刀架主轴主轴机械与汽车工程学院CA6140车床车床的主要技术参数的主要技术参数床身上最大工件回转直径床身上最大工件回转直径400mm400mm主

5、参数主参数最大工件加工长度最大工件加工长度mmmm7501000150075010001500 第二主参数第二主参数刀架上最大工件回转直径刀架上最大工件回转直径210mm210mm主轴转速主轴转速正转正转2424级级10101400r/min1400r/min反转反转1212级级14141580r/min1580r/min进给量进给量纵向纵向6464级级0.0280.0286.33mm/r6.33mm/r横向横向6464级级0.0140.0143.16mm/r3.16mm/r米制螺纹米制螺纹4444种种P=1P=1192mm192mm英制螺纹英制螺纹2020种种=2=22424牙牙/in/in

6、模数螺纹模数螺纹3939种种m=0.25m=0.2548mm48mm径节螺纹径节螺纹3737种种DP=1DP=19696牙牙/in/in主电机功率主电机功率快速电动机快速电动机7.5kW7.5kW250W250W1400r/min1400r/min2800r/min2800r/min机械与汽车工程学院转速转速图图机械与汽车工程学院CA6140车床的主要机构车床的主要机构1）主）主轴箱轴箱功能：功能：支撑主轴，实现换向、制动和变速。支撑主轴，实现换向、制动和变速。主要机构：主要机构：卸荷带轮卸荷带轮、双向多片摩擦离合器双向多片摩擦离合器及其及其操纵机构操纵机构、主轴组件主轴组件、变速操纵变速操纵

7、机构、机构、背背轮轮机构机构11根轴根轴三个箱：三个箱：1）主轴箱、）主轴箱、2 2）进进给给箱、箱、3）溜溜板箱板箱28根轴、根轴、16个滑移齿轮、个滑移齿轮、9个个离合器、离合器、63个个齿轮（包括蜗轮蜗杆和齿条）齿轮（包括蜗轮蜗杆和齿条）机械与汽车工程学院视频 主轴箱空间排列图主轴箱空间排列图机械与汽车工程学院滑移齿轮变速视频 主轴组件主轴组件 主轴前端结构主轴前端结构双向多双向多片式片式摩擦离合器摩擦离合器M1M1轴外摩擦片内摩擦片空套齿轮动画作用作用：控制主轴，中位停止，左位正转切控制主轴，中位停止，左位正转切削加工，右削加工，右位时主轴位时主轴反转、快速退刀。反转、快速退刀。双向式

8、多片双向式多片摩擦离合器摩擦离合器M1M1结构图结构图双向多双向多片式片式摩擦离合器摩擦离合器及其操纵机构及其操纵机构结构图结构图制动器制动器正正反转与制动的联合操纵机构反转与制动的联合操纵机构机械与汽车工程学院视频、轴操纵机构轴操纵机构动画机械与汽车工程学院视频机械与汽车工程学院内齿离合器内齿离合器M2M2和滑移齿轮和滑移齿轮Z50Z50作用作用：控制主轴速度高低，左位高速，：控制主轴速度高低，左位高速，Z58Z58空转；空转；右位中低速，右位中低速，Z58Z58通过通过M2M2传动传动VIVI轴。轴。背轮机构背轮机构轴轴III-IV-VIII-IV-V间的两个双联滑移齿轮和间的两个双联滑移

9、齿轮和4 4个固定齿轮。个固定齿轮。 2 2）CA6140CA6140车床车床的的进进给箱给箱2 2）CA6140CA6140车床的进车床的进给箱给箱机械与汽车工程学院CA6140车床的主要机构车床的主要机构3） 溜板箱溜板箱功能：功能：实现进给运动或快速移动，使刀架实现实现进给运动或快速移动，使刀架实现纵横向或正反向机动走刀或快速移动。纵横向或正反向机动走刀或快速移动。主要机构：主要机构：开合螺母开合螺母、纵横向机动进给纵横向机动进给及及快速快速移动移动的的操纵机构操纵机构、互锁机构互锁机构、安全离合器安全离合器。3 3）CA6140CA6140车床的溜车床的溜板箱板箱纵横向机动进给操纵机构

10、纵横向机动进给操纵机构机械与汽车工程学院视频图图 互锁机构的工作原理图互锁机构的工作原理图5、7、23轴轴 8弹簧销弹簧销 9球头销球头销 24支承套支承套互锁机构互锁机构视频 图图 安全离合器安全离合器1-1-拉杆拉杆 2 2锁紧螺母锁紧螺母 3 3调整螺母调整螺母 4 4超越离合器的星轮超越离合器的星轮 5 5安全离合器左半部安全离合器左半部6 6安全离合器右半部安全离合器右半部 7 7弹簧弹簧 8 8圆销圆销 9 9弹簧座弹簧座 1010蜗杆蜗杆安全离合器安全离合器安全离合器和超越离合器安全离合器和超越离合器机械与汽车工程学院框图框图电动机电动机带传动带传动主轴箱主轴箱主轴主轴工件工件换

11、向机构换向机构交换齿轮交换齿轮进给箱进给箱光杠光杠溜板箱溜板箱齿轮齿条齿轮齿条刀架纵向进给刀架纵向进给螺杆螺母螺杆螺母刀架横向进给刀架横向进给开合螺母开合螺母刀架车螺纹进给刀架车螺纹进给丝杠丝杠（主运动）（主运动）（进给运动）（进给运动）快速电机快速电机（快速移动）（快速移动）CA6140车床车床的传动的传动机械与汽车工程学院CA6140车床车床的的传动系统图展开位置传动系统图展开位置机械与汽车工程学院CA6140车床车床的的传动系统图传动系统图动画机械与汽车工程学院A. 主主运动传动链运动传动链 两端件：两端件：主电动机主电动机主轴主轴 是外联传动链是外联传动链 传动件：传动件：6 6根根轴

12、轴I IVIVI，4 4个滑移齿轮，个滑移齿轮，2 2个个离合器离合器 运动传动路线是运动传动路线是： 分析方法分析方法：抓：抓两端，连两端，连中间。中间。按运动按运动传递关系，依次写出传动比、轴和离合器。传递关系，依次写出传动比、轴和离合器。21111450r/min7 5kw6356395038()4151130304323050(IVI)22503458()3430MMMM .分(高速)正转电皮 (背 轮动带中 空转,停转机轮机 构)反转220208080505150256580M (中低速) (主轴)合机械与汽车工程学院21111450r/min75kw6356395038()4151

13、130304323050(IVI)22503458()3430MMMM .分(高速)正转电皮 (背 轮动带中 空转,停转机轮机 构)反转220208080505150256580M (中低速) (主轴)合机械与汽车工程学院运动运动平衡式平衡式电主)1 (230130nnV带轮的滑动系数，可取带轮的滑动系数，可取=0.02按运动平衡式可计算主轴及中间按运动平衡式可计算主轴及中间各轴各轴的各级的各级转速。转速。为轴为轴I至轴至轴间的传动比，其余类推。间的传动比，其余类推。主轴主轴高速反转，用于车螺纹时刀架快返到起始位置，不切断主轴和高速反转，用于车螺纹时刀架快返到起始位置，不切断主轴和刀架间传动联

14、系，以免下次走刀发生刀架间传动联系，以免下次走刀发生“乱扣乱扣”，同时，同时节省退刀节省退刀时间时间主轴最高转速： n主1450130/230(1-0.02)56/3839/4163/501400 r/min主轴最低转速： n主1450130/230(1-0.02)51/4322/5820/8020/80 26/58 10 r/min机械与汽车工程学院主轴主轴转速级数转速级数15051505014180205050241505180203161802080204主轴主轴正转时，轴正转时，轴有有2种转速，其中每种使轴种转速，其中每种使轴获得获得3种转速。种转速。背轮机构有两对双联滑移齿轮，可得背

15、轮机构有两对双联滑移齿轮，可得4种传动比，其中有种传动比，其中有2种基本种基本相等，即相等，即因此因此，主轴，主轴实际获得实际获得23(221 11)=24级中级中低速低速(18)和高速和高速(6)同理，主轴反转时，获得同理，主轴反转时，获得13(2211)12级转速。级转速。 机械与汽车工程学院B. 进给运动传动链进给运动传动链两端件两端件是：主轴和刀架。是：主轴和刀架。作用作用是：实现刀具是：实现刀具纵向纵向或或横向横向移动、变速与换向移动、变速与换向包括：包括：车螺纹进给运动传动链和机动进给运动传动链车螺纹进给运动传动链和机动进给运动传动链（1）可车削螺纹种类）可车削螺纹种类标准螺纹：公

16、制、英制、模数制和径节制标准螺纹：公制、英制、模数制和径节制非标准螺纹非标准螺纹大导程螺纹大导程螺纹较精密螺纹较精密螺纹左、右旋螺纹左、右旋螺纹1）车螺纹进给运动传动链）车螺纹进给运动传动链机械与汽车工程学院基本组增倍组(M3)(Z25)()3363100()33100755825VIIXXIXIIXIII58363364100X()33102520972536UjXIVXVUbXVII536255M 脱开基本组增倍组移右位换机构（右螺纹）公制主轴（左螺纹）模数(左右螺纹换向机构)(挂轮机构)(合XVIII()丝杆) 刀架机械与汽车工程学院（2）运动）运动平衡式平衡式车螺纹时，主轴与刀架必须保

17、持严格的传动关系，车螺纹时，主轴与刀架必须保持严格的传动关系，主轴每转一周，刀具应均匀准确地移动一个导程主轴每转一周，刀具应均匀准确地移动一个导程P工工 1主轴主轴UxP丝丝=P工工工件螺纹导程工件螺纹导程P工工正比于正比于主轴到丝杆主轴到丝杆的总传动比的总传动比Ux车车不同螺纹时，必须调整不同螺纹时，必须调整Ux。1）车螺纹进给运动传动链）车螺纹进给运动传动链机械与汽车工程学院（3）螺纹种类变换机构分析）螺纹种类变换机构分析左右螺纹换向机构：左右螺纹换向机构： IX轴至轴至XI轴间，轴间，U1，滑移齿轮，滑移齿轮Z33 左左位车左螺纹，右位车右螺纹。位车左螺纹，右位车右螺纹。挂轮机构：挂轮机

18、构： XI轴至轴至XII轴间，挂轮轴间，挂轮Z100 与与Z63、Z75啮合，车公制和英制螺纹啮合，车公制和英制螺纹； 与与Z64、Z97啮合，车模数和径节螺纹。啮合，车模数和径节螺纹。离合器离合器 在进给箱中，开合功能在进给箱中，开合功能见下表见下表1）车螺纹进给运动传动链）车螺纹进给运动传动链机械与汽车工程学院特征特征种类种类螺距参数螺距参数U U挂挂M3M3M4M4UjUj上上Z Z2525U U移移M5M5公制公制P/P/63/10063/100、100/75100/75开开1/ 1/ UjUjUjUj右位右位25/3625/3625/3625/3636/2536/25合合模数制模数制

19、m/m/64/10064/100、100/97100/97UjUj英制英制a/a/牙牙inin-1-163/10063/100、100/75100/75合合1/ 1/ UjUj左位左位36/2536/25径节制径节制DP/DP/牙牙inin-1-164/10064/100、100/97100/97较精密较精密和非标和非标准螺纹准螺纹同上任一同上任一类类a/ba/b、c/dc/d合合无无无关无关无关无关一般车一般车削削f f同上任一类同上任一类任任意意开开同前四类同前四类开开离合器离合器开合功能开合功能1）车螺纹进给运动传动链）车螺纹进给运动传动链机械与汽车工程学院离合器开合功能离合器开合功能M

20、5M5丝杆离合器，在丝杆离合器，在XVIIXVII轴上，车螺纹时常合，通过滑移轴上，车螺纹时常合，通过滑移齿轮齿轮Z28Z28右移接合；一般车削时，右移接合；一般车削时，Z28Z28左移与左移与M5M5脱开、与脱开、与Z56 Z56 啮合接光杆。啮合接光杆。M3M3螺纹种类切换离合器，螺纹种类切换离合器，XIIXII轴上滑移齿轮轴上滑移齿轮Z25Z25右移时接右移时接合。合。M3M3、M4M4同时脱开，且同时脱开，且XVXV轴上滑移齿轮轴上滑移齿轮Z25Z25右位时，车右位时，车公制和模数螺纹；公制和模数螺纹；M3M3接合，接合，M4M4脱开，且脱开，且XVXV轴上滑移齿轮轴上滑移齿轮Z25Z

21、25左位时车英制和径节螺纹。左位时车英制和径节螺纹。M3M3接合，接合，XIIIXIII轴和轴和XIVXIV轴的轴的主被动关系颠倒，使基本组传动比成倒数关系。惰性轮主被动关系颠倒，使基本组传动比成倒数关系。惰性轮Z36Z36空套在空套在XIIIXIII轴上。轴上。M4M4螺纹种类切换离合器，在螺纹种类切换离合器，在XVIIXVII轴上，双联滑移齿轮轴上，双联滑移齿轮Z28Z28、Z48Z48左移时接合。与左移时接合。与M3M3同时合上时，车非标准和较精同时合上时，车非标准和较精密螺纹，运动由主轴经挂轮直接传到丝杆；一般车削时脱密螺纹，运动由主轴经挂轮直接传到丝杆；一般车削时脱开。开。1）车螺纹

22、进给运动传动链）车螺纹进给运动传动链机械与汽车工程学院（4）螺纹导程变换机构分析）螺纹导程变换机构分析基本组基本组：在进给箱中，：在进给箱中，XIII轴上轴上9个固定齿轮，个固定齿轮，XIV轴上轴上4个个滑移齿轮。滑移齿轮。 传动比传动比Uj有有8种，为等差数列种，为等差数列 见下见下表表 CA6140CA6140车床车床公制螺纹导程公制螺纹导程UjUjUbUb P( P() )26/2826/2828/2828/2832/2832/2836/2836/2819/1419/1420/1420/1433/2133/2136/2136/2118/4518/4515/48=1/815/48=1/81

23、 11.251.251.51.528/3528/3515/48=1/415/48=1/41.751.752 22.252.252.52.53 318/4518/4535/28=1/235/28=1/23.53.54 44.54.55 55.55.56 628/3528/3535/28=135/28=17 78 89 91010111112121）车螺纹进给运动传动链）车螺纹进给运动传动链机械与汽车工程学院 增倍组增倍组：在进给箱中，：在进给箱中，XVI轴上的轴上的3个固定齿轮，个固定齿轮，XV和和XVII轴上的轴上的2个双联滑移齿轮。传动比个双联滑移齿轮。传动比Ub有有4种，为等种，为等比数列

24、比数列(见上见上表表)。 移换机构移换机构：XV轴上滑移齿轮轴上滑移齿轮Z25， 右右位时，位时，M3脱开，脱开，U移移1 =25/3625/3636/25； 左左位时，位时，M3接合，接合，U移移2 =36/25。 扩大螺距机构扩大螺距机构：在主轴箱中，：在主轴箱中，M2与轴与轴IX上滑移齿轮上滑移齿轮Z58同时右移，与背轮机构一起构成同时右移，与背轮机构一起构成。 当当工件螺纹导程大于工件螺纹导程大于12mm时采用。时采用。1）车螺纹进给运动传动链）车螺纹进给运动传动链（4）螺纹导程变换机构分析）螺纹导程变换机构分析机械与汽车工程学院（5）车公制螺纹传动路线）车公制螺纹传动路线 两端件：两

25、端件：主轴主轴和刀架。和刀架。 离合器：离合器：M3和和M4脱开，脱开，M5接合。接合。 传动路线表达式传动路线表达式：(M3)(Z25)()3363100()33100755825VIIXXIXIIXIII58363364100X()331025209725 36UjXIVXVUbXVII536255M 脱开基本组增倍组移右位换机构（右螺纹）公制主轴（左螺纹）模数(左右螺纹换向机构)(挂轮机构)(合XVIII()丝杆) 刀架1）车螺纹进给运动传动链）车螺纹进给运动传动链机械与汽车工程学院运动平衡式运动平衡式要求：主轴每转一周，刀架移动一个要求：主轴每转一周，刀架移动一个导程导程P。58 33

26、63100252536P11258 33 10075363625jbuumm（主轴）由由L7 Uj Ub可得导程值可得导程值8 4=32种，种，其中标准值其中标准值20种种(表表2-4)。1）车螺纹进给运动传动链）车螺纹进给运动传动链（5）车公制螺纹传动路线）车公制螺纹传动路线机械与汽车工程学院2）机动进给运动传动链）机动进给运动传动链（1 1）两端件两端件：主轴：主轴和刀架。和刀架。适用范围：适用范围：车外圆或端面。车外圆或端面。传动特点：传动特点：由光杆经溜板箱传动。由光杆经溜板箱传动。目的：目的：减少螺纹传动链中丝杆与开合螺母磨损，保证减少螺纹传动链中丝杆与开合螺母磨损，保证螺纹传动链的

27、精度螺纹传动链的精度。(2)(2)机动进给传动路线机动进给传动路线M4M4、M5M5脱开，光杆脱开，光杆XIXXIX接通，运动经超越离合器接通，运动经超越离合器M6M6、安全离合、安全离合器器M7M7和蜗杆涡轮，分别传至牙嵌式双向离合器和蜗杆涡轮，分别传至牙嵌式双向离合器M8M8与齿轮齿条机与齿轮齿条机构、构、M9M9与横向进给丝杠与横向进给丝杠XXVIIXXVII，使刀架作纵向和横向机动进给，使刀架作纵向和横向机动进给。40848403093048408484030930482836324VIXVIIXIX()M6M7XX56325629M28()XXIIXXIIIZ1280MXXIM4859()XXVXXVII(4818M 螺纹传动路线光杆(进)纵向齿条(进)横向丝杆)刀架机械与汽车工程学院纵向机动进给运动