卧式车床结构

1、第二章 车床本章目录一、车床的用途、运动和分类二、CA6140型卧式车床的组成三、CA6140型卧式车床的传动系统1、主运动传动链2、车螺纹运动传动链3、纵向、横向进给运动传动链4、刀架的快速空行程传动链四、CA6140型卧式车床的主要部件结构1、主轴箱2、进给箱3、溜板箱4、方刀架四、CA6140型卧式车床的主要部件结构4.1 主轴箱4.2 进给箱4.3 溜板箱4.4 方刀架4.1 主轴箱主轴箱的功用: 支承主轴和传动其旋转，使其实现开动、停止、变速和换向等，并把进给运动从主轴传往进给系统，使进给系统实现换向和扩大螺距等。主轴箱组成： 主轴及其轴承，传动机构，开动、停止以及换向装置，制动装置

2、，操纵机构和润滑装置等。4.1.1 卸荷皮带装置 由电动机经V带传动使主轴箱的轴获得运动，为提高轴的运动平稳性，其上的带轮采用了卸荷结构。结构： 箱体4上通过螺钉固定一法兰3，带轮1用螺钉和定位销与花键套筒2连接并支承在法兰3内的两个深沟球轴承上，花键套筒2以它的内花键与轴相连。工作原理： 带轮的运动可通过花键套筒2带动轴旋转，但带传动所产生的拉力经法兰3直接传给箱体，使轴不受V带拉力的作用，减少弯曲变形，提高传动的平稳性。应用范围： 卸荷带轮装置特别适用于要求传动平稳的精密机床主轴上。4.1.2 主轴结构及轴承调整 主轴部件是主轴箱的主要部分，它应具有较高的回转精度及足够的刚度和良好的抗振性

3、能。主轴结构：v采用了三支承结构，以提高其静刚度和抗振性。v主轴前端可安装卡盘或过渡盘，用于装夹工件或安装夹具。1、三支承结构1）前后支承处各装有一个双列圆柱滚子轴承4和1作用： 双列圆柱滚子轴承的刚度和承载能力大，旋转精度高，且内圈较薄，内孔是锥度为1：12的锥孔，可通过相对主轴轴颈轴向移动来调整轴承间隙，可保证主轴有较高的旋转精度和刚度。2）前支承处装有一个双向推力角接触球轴承3作用： 用于承受左右两个方向的轴向力。向左的轴向力由主轴经螺母5、轴承4的内圈、轴承3传至箱体；向右的轴向力由主轴经螺母2、轴承3、隔套7、轴承4的外圈和轴承端盖6传至箱体。3）中间支承处则装有圆柱滚子轴承作用：作

4、辅助支承，其配合较松，且间隙不能调整。2、轴承的间隙调整1）前轴承4用螺母5和2调整调整原理： 调整时先拧松螺母5，然后拧紧带锁紧螺钉的螺母2，使轴承4的内圈相对主轴锥形轴颈向右移动，由于锥面的作用，薄壁的轴承内圈产生径向弹性变形，将滚子与内、外圈滚道之间的间隙消除。调整妥当后，再将螺母5拧紧。2）后轴承1可用螺母11调整调整原理：同前轴承。 一般只调整前轴承即可。当调整前轴承不能达到要求的旋转精度时，才调整后轴承。3）双向推力角接触球轴承3事先已调好调整原理： 间隙增大需调整时，可磨削两内圈间的调整垫圈8，减小其厚度，以达到消除间隙的目的。3、轴承润滑 主轴的轴承由油泵供给润滑油进行充分的润

5、滑，为防止润滑油外漏，前后支承处都有油沟式密封装置。在螺母5和套筒10的外圆上有锯齿形环槽，主轴旋转时，依靠离心力的作用，把经过轴承向外流出的润滑油甩到轴承端盖6和9的接油槽里，然后经回油孔a、b流回主轴箱。3、主轴上齿轮主轴上装有三个齿轮：1）最右边齿轮空套在主轴上的左旋斜齿轮当离合器(M2)接合时，此齿轮传动所产生的轴向力指向前轴承，以抵消部分轴向切削力，减小前轴承所承受的轴向力。中间滑移齿轮以花键与主轴相联，该齿轮的图示位置为高速传动，v当其处于中间空挡位置时，可用手拨动主轴，以便装夹和调整工件，v当滑移齿轮移到最右边位置时，其上的内齿与斜齿轮上左侧的外齿相啮合，即齿式离合器(M2)接合

6、，此时获低速传动。2）最左边齿轮固定在主轴上，通过它把运动传给进给系统。4、主轴1）主轴结构空心的阶梯轴v内孔通过棒料和卸顶尖用的铁棒或通过气动、电动或液压等夹紧驱动装置。v主轴前端的6号莫氏锥度孔安装顶尖或心轴；v主轴后端的锥孔工艺孔。主轴前端的短法兰式结构安装卡盘或拨盘，它以短锥和轴肩端面作定位面。2）卡盘工作原理： 卡盘、拨盘等夹具通过卡盘座4，用四个螺柱5固定在主轴上，由装在主轴轴肩端面上的圆柱形端面键3传递转矩。 安装卡盘时，只需将预先拧紧在卡盘座上的螺柱5连同螺母6一起从主轴轴肩和锁紧盘2上的孔中穿过，然后将锁紧盘2转过一个角度，使螺柱进入锁紧盘上宽度较窄的圆弧槽内，把螺母卡住，接

7、着再把螺母6及螺钉7拧紧，就可使卡盘或拨盘座准确可靠地固定在主轴前端。4.1.3 传动轴结构及轴承的调整1、传动轴结构v主轴箱中的传动轴转速较高深沟球轴承或圆锥滚子轴承来支承。v轴上零件必须限定其轴向位置防止工作中产生窜动现象v传动轴必须限定其在箱体上的轴向位置防止工作中产生窜动现象。现以轴为例说明其结构及轴承的调整： 花键轴较长采用了三支承结构，两端为圆锥滚子轴承， 中间为深沟球轴承。2、调整轴承间隙v消除左端轴承间隙松开锁紧螺母18，拧动螺钉17，推动压盖19及圆锥滚子轴承的外圈右移。v消除右轴承的间隙轴组件向右移，由于右端圆锥滚子轴承的外圈被箱体上的台阶孔所挡，并由此而限定了轴组件在箱体

8、上的轴向位置。3、轴向定位1）轴共有四个台阶， 两端台阶安装圆锥滚子轴承， 右端的第二个台阶串装有齿轮9、10、1l及垫圈14 ，垫圈14为调整环2）齿轮12右端面紧靠深沟球轴承内圈， 左端由轴用弹簧卡圈13定位。3）三联滑移齿轮）三联滑移齿轮15作用： 在轴上滑移，轴向位置不能限定，必 须准确定位。定位： 导向轴5上的三个定位槽和在拨叉8上 安装的弹簧钢珠实现三种位置的确定。调整 ： 松开螺母7，拧动有内六方孔的调节 螺钉6可调节弹簧力的大小，以保证 定位的可靠性。4.1.4摩擦离合器和制动器1、双向摩擦离合器M装在轴上， 作用：控制主轴正转、反转或停止。2、制动器安装在轴上， 作用：摩擦离

9、合器脱开时，用制动器 进行制动，使主轴迅速停止。1、摩擦离合器1）结构： 左离合器和右离合器两部分，左、右两部分的结构相似、工作原理相同。区别：左离合器控制主轴正转，由于正转需传递的转矩较大，所以摩擦片的片数较多。右离合器控制主轴反转、主要用于退刀，传递的转矩较小，摩擦片的片数较少。2）组成 外摩擦片2、内摩擦片3、压套8、螺母9、止推片10和11及空套齿轮1等组成。安装：内摩擦片3装在轴I的花键上，与轴I一起旋转。外摩擦片2、4个凸齿装入空套双联齿轮1(用两个深沟球轴承支承在轴I上)的缺口 中，多个外摩擦片2和内摩擦片3相间安装。3）工作原理滑套13移至右边： 滑套将羊角形摆块6的右角压下，

10、羊角绕销轴作顺时针摆动，其弧形尾部推动拉杆7向左，通过固定在拉杆左端的圆销5，带动压套8和螺母9a左移，将左离合器内外摩擦片压紧在止推片10和11上，通过摩擦片间的摩擦力，使轴I和双联齿轮联接，带动主轴正转。滑套13移至左边： 压套8右移，将右离合器的内外摩擦片压紧，空套齿轮14与轴I联接，主轴实现反转。滑套处于中间， 左右离合器的摩擦片均松开，主轴停止转动。4）过载保护 当机床超载时，摩擦片打滑，于是主轴停止转动，从面避免损坏机床零部件。摩擦片压紧力的调整： 根据离合器应传递的额定转矩来确定的。当摩擦片磨损后压紧力减小时可通过压套8上的螺母9来调整。压下弹簧销4，转动螺母9使其作小量轴向位移

11、，即可调节摩擦片间的压紧力，从而改变离合器传递转矩的能力。调整妥当后弹簧销复位，插入螺母槽口中，使螺母在运转中不会自行松开。2、闸带式制动器作用：主轴快速停止运动组成：制动轮3、制动带2、杠杆7、齿条轴5和调节螺钉1。 制动轮钢制圆盘，通过花键与轴联接。 制动带钢带，其内侧固定着一层铜丝石棉，以增加 摩擦面的摩擦力。工作原理： 制动带绕在制动轮上，一端通过调节螺钉1与箱体4联接，另一端固定在杠杆7的上端。杠杆7可绕支承轴6摆动，当它的下端与齿条轴5上的圆弧形凹部口接触时，制动带处于放松状态，制动器不起作用；操纵齿条轴5，使其上凸起部分c与杠杆7下端接触时，杠杆7绕支承轴6逆时针摆动，制动带抱紧

12、制动轮，产生摩擦制动力矩，轴快速停止。制动带抱紧的调整调整调节螺钉1故障1：机床主轴转速缓慢下降或闷车现象，原因： 摩擦片间的间隙过大、压紧力不足，不能传递足够的转矩，致使摩擦片间产生打滑，这种打滑会使摩擦片发热、急剧磨损，使主轴箱内传动件温度上升，严重时甚至会影响机床正常工作；故障2：主轴制动不灵现象，原因：摩擦片间的间隙过小，不能完全脱开，或是由于制动带太松，不起制动作用，主轴由于惯性作用而仍继续转动4.1.5操纵机构主轴箱操纵机构控制主轴的正反转、停止、制动、变速、换向、变换左、右螺纹1离合器及制动器的操纵机构 在操纵杆4上共有两个操纵手柄3，位于进给箱及溜板箱的右侧。离合器工作原理：1

13、）当把手柄向上搬动时： 通过由零件5、8、9组成的杠杆机构使轴10和扇形齿板11顺时针转动，带动齿条轴12向右移，经拨叉15拨动滑套13右移，压下羊角形摆块6的右角，使拉杆16向左移，双向多片式摩擦离合器的左离合器接合，主轴正转；2）当把手柄3向下搬动时： 双向多片摩擦离合器右离合器接合，主轴反转。3）当手柄处于中间位置时： 拉杆16、滑套13及齿条轴12均处于中间位置，此时左右离合器均不接合，将主轴与动力源断开。制动器工作原理 当手柄处于中间位置时，将主轴与动力源断开。而齿条轴12上的凸起部分压着制动杠杆7的下端，将制动带2拉紧，导致主轴快速停止。2、轴六级变速操纵机构轴： 转动手柄8通过链

14、传动带动轴7上的曲柄5和盘形凸轮6转动，链传动的传动比为1:1，即手柄轴和轴7同步转动。固定在曲柄5上的销子4上装有一滑块，它插在拨叉3的长槽中。 当曲柄带着销子4做圆周运动时，通过拨叉3使三联齿轮2沿轴左右移换，实现左、中、右位置的变换。轴： 盘形凸轮6端面上的封闭曲线槽是由不同半径的两段圆弧和过渡直线组成，每段圆弧的中心角稍大于120，当凸轮转动时，曲线槽迫使杠杆10上的销子9带动杠杆10摆动，通过拨叉11使双联齿轮l沿轴改变左、右位置。 轴： 当顺序地转动手柄8并每次转60时，曲柄5上的销子4依次地处于a、b、c、d、 e、f六个位置，使三联滑移齿轮2由拨叉3拨动分别处于左、中、右、右、

15、中、左六个工作位置；轴： 凸轮曲线槽使杠杆10上的销子9相应地处于a、b、c、d、e、f六个位置，使双联滑移齿轮1由拨叉ll拨动分别处于左、左、左、右、右、右六个工作位置。实现轴上六级变速。4.1.6 主轴箱润滑1、工作原理： 液压泵3装在左床腿上，由主电动机经v带传动其旋转。润滑油装在左床腿的油池中，经网式滤油器1吸入，并经油管4、滤油器5和油管6输送到分油器8。分油器又向三路送油，各处流回的油集中在主轴箱底部，经回油管2流人油池。v油管9和7分别对主轴前轴承及轴I上的摩擦离合器供油；v油管10通向油标11，以观察润滑系统工作情况。v分油器还从许多径向小孔向外喷油，对其他传动件和操纵机构进行

16、润滑。2、润滑系统为箱外循环润滑方式4.2 进给箱功用：变换被加工螺纹的种类和导程，获得各种机动进给量。 轴X、X、X和X四轴同心， 轴 X、X和X三轴同心。4.2.1 X、X、X、X同心轴结构及轴承间隙的调整轴X两端用半圆键联接着两个内齿轮，作为内齿离合器，并通过两个深沟球轴承3和4支承在箱体上；轴X左端也有一内齿离合器，上述三个内齿离合器的内孔均镗有轴承台阶孔，各安装有圆锥滚子轴承，以分别支承轴X和轴。轴X支承在支承套6上，两侧的推力球轴承5和7分别承受丝杠工作时所产生的两个方向的轴向力。松开锁紧双螺母8，调整另一螺母，则可调整推力球轴承的间隙，同时也限定了轴X在箱体上的轴向位置。由于深沟

17、球轴承3和4的外圈的轴向位置没有固定，所以，通过螺母2便可调整同心轴上的所有圆锥滚子轴承间隙。4.2.2 轴X、X、X同心轴的结构及轴承间隙的调整轴X左端的齿轮镗有一轴承台阶孔，并装有一圆锥滚子轴承，作为轴X的右支承；轴X为三支承结构，中间支承为深沟球轴承，其外圈的轴向位置不固定，所以，通过螺钉 l便能调整所有同心轴上的圆锥滚子轴承的间隙。4.2.3 基本变速组的变速操纵机构 轴X上的四个单联滑移齿轮(见图2一14)由一个手轮6通过四个杠杆2集中操纵。杠杆2的一端装有拨叉1，另一端装有圆柱销5(见图215e)，四个均匀分布的圆柱销5通过操纵机构的前盖4的腰形孔插入手轮6背面的环形槽中。环形槽上

18、有两个相隔45直径大于槽宽的圆孔C和D，孔内分别装有带斜面的压块10和11(见图215a)，压块10的斜面向里，压块11的斜面向外。当转动手轮6至不同位置时，利用压块10、11和环形槽，可以控制圆柱销5处于不同的三个径向位置上，通过杠杆2、拨叉1使单联滑移齿轮变换左、中、右三种不同位置。 固定在前盖4上的轴8，套着手轮6；轴8上沿圆周均匀分布有八条轴向V形槽，可使到原来位置时，四组杠杆、拨叉中的圆柱销，使其中一个单联滑移齿轮处于啮合工作状态，使三组单联滑移齿轮均处于中间空挡位置上。 只有一个处于C孔(或D孔)中，通过压块其余三个圆柱销均处于环形槽中(图215a)，4.3溜板箱作用： 将丝杠或光

19、杠传来的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向，手动操纵刀架移动和实现快速移动，机床过载时控制刀架自动停止进给等。组成： 1）接通、断开和转换纵、横向进给运动的操纵机构； 2）接通丝杠传动的开合螺母机构； 3）保证机床工作安全的互锁机构； 4）保证机床工作安全的过载保护机构； 5）实现刀架快慢速自动转换的超越离合器4.3.1 安全离合器作用防止进给机构过载或发生偶然事故时损坏机床部件的保护装置。 当刀架机动进给过程中，如进给抗力过大或刀架移动受到阻碍时，安全离合器能自动断开轴X X的运动，自动进给停止。结构由端面带螺旋齿爪的4和10两半部分组成，1）左半部4用平键

20、9与超越 离合器的星形体5连接，2）右半部10与轴X X用花 键连接。工作原理： 1）正常工作： 通过弹簧3的作用，使离合器左右两半部经常处于啮合状态，以传递由超越离合器星形体5传来的运动和转矩，并经花键传给轴X X。安全离合器螺旋齿面上产生的轴向分力由弹簧3平衡。 通过安全离合器齿爪传递的转矩及产生的轴向分力将增大，当轴向分力大于弹簧3的作用力时，离合器的右半部10将压缩弹簧3而向右滑移，与左半部4脱开啮合，安全离合器打滑，从而断开刀架的机动进给。2）当进给抗力过大或刀架移动受到阻碍时调整： 调整螺母7，通过轴X X内孔中的拉杆11及圆柱销2调整弹簧座12的轴向位置，可改变弹簧3的压缩量，以

21、调整安全离合器所传递的转矩大小。4.3.2 超越离合器v作用实现同一轴运动的快、慢速自动转换。v组成齿轮6(它作为离合器的外壳)、星形体5、三个滚柱8、顶销13和弹簧14工作原理： 1）当刀架机动工作进给时 空套齿轮6为主动逆时针方向旋转，在弹簧14及顶销13的作用下，使滚柱8挤向楔缝，并依靠滚柱8与齿轮6内孔孔壁间的摩擦力带动星形体5随同齿轮6一起转动，再经安全离合器M，带动轴X X转动，实现机动进给。2）当快速电动机起动时 运动由齿轮副13/29传至轴X X，则星形体5由轴X X带动做逆时针方向的快速旋转，此时，在滚柱8与齿轮6及星形体5之间的摩擦力和惯性力的作用下，使滚柱8压缩顶销而移向

22、楔缝的大端，从而脱开齿轮6与星形体5(即轴X X)间的传动联系，齿轮16已不再为轴 X X传递运动，轴X X是由快速电动机带动作快速转动，刀架实现快速运动。3）当快速电动机停止转动时 在弹簧及顶销和摩擦力的作用下，使滚柱8又瞬间嵌人楔缝，并楔紧于齿轮6和星形体之间，刀架立即恢复正常的工作进给运动。4.3.3 纵、横向机动进给操纵机构 刀架的纵向和横向机动进给运动的接通、断开，运动方向的改变和刀架快速移动的接通和断开，均集中由手柄1来操纵，且手柄扳动方向与刀架运动方向一致。1）纵向进给 扳动手柄1向左或向右，使手柄座3绕销轴2摆动时，手柄座下端的开口槽通过球头销4拨动轴5轴向移动，再经杠杆11和

23、连杆12使凸轮13转动，凸轮上的曲线槽又通过圆销14带动拨叉轴15及固定在其上的拨叉16向前或向后移动，拨叉拨动离合器M。使之与轴X X上的两个名。空套齿轮中的一个端面齿啮合，从而接通纵向进给运动，实现向左或向右的纵向机动进给。2）横向进给： 扳动手柄1向里或向外，带动轴23以及固定在其左端的凸轮22转动，凸轮上的曲线槽通过销19，使杠杆20绕销轴2l摆动，杠杆20另一端的圆销18推动轴10以及拨叉17向里或向外移动，使离合器M。与轴v上两个空套齿轮中的一个端面齿啮合，于是横向进给运动接通，实现向里或向外的横向机动进给。3）断开了纵、横向机动进给。 当手柄1处于中间位置时，离合器M8和M9也处

24、于中间位置4）刀架快速移动 先将手柄1扳至左、右、前、后任一位置，然后按下手柄1的顶端按钮S，则快速电动机起动，刀架即在相应方向作快速移动。4.3.4开合螺母的结构与调整结构： 由上、下两个半螺母26和25组成，它们分别装在溜板箱箱体后壁的燕尾导轨中。上、下半螺母的背面各装有一圆柱销27，其伸出一端分别插在圆盘28的两条曲线槽中。工作原理： 1、扳动手柄6经轴7使圆盘28逆时针转动，曲线槽迫使两圆柱销27互相靠近，带动上、下半螺母合拢，与丝杠啮合，刀架便由丝杠螺母经溜板箱传动进给； 2、扳动手柄6使圆盘28顺时针转动，曲线槽通过圆销使两半螺母相互分离，与丝杠脱开啮合，刀架停止进给。调整：开合螺

25、母的开合量： 利用螺钉31，即调整开合螺母合上后与丝杠之间的间隙。螺母的伸出长度： 拧动螺钉31，可调整销钉30相对下，从而限定上、下两个半螺母合上时的位置，以调整丝杠与螺母间的问隙。开合螺母与燕尾导轨间的间隙： 用螺钉33经平镶条29可调整4.3.5 互锁机构作用： 机床工作时，如因误操作而同时将丝杠传动和纵、横向机动进给(或快速运动)接通，则将损坏机床零部件。为了防止发生上述事故，溜板箱中设有互锁机构，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。组成：互开合螺母操纵轴7上凸肩a，轴5上球头销9和弹簧销8以及支承套24工作原理： a、合上开合螺母向下扳动手

26、柄6，轴7顺时针转过一个角度，其上凸肩a嵌入轴23的槽中，将轴23卡住，使其不能转动，同时，凸肩a又将装在支承套24横向孔中的球头销9压下，其下端插入轴5的孔中将轴5锁住，使轴5不能左右移动，此时纵、横向机动进给均不能接通。 b、纵向机动进给接通此时轴5沿轴线方向移动了一定位置，其上横向孔与球头销9错位，使球头销9不能往下移动，因而轴7被锁住而无法转动，即开合螺母无法合上。 c、横向机动进给接通此时轴23转动了位置，其上的沟槽不再对准轴7的凸肩，使轴7也无法转动。接通纵向或横向机动进给后，开合螺母均不能合上。4.4 横向进给丝杠结构作用： 将机动或手动传至其上的运动，经螺母传动使刀架获得横向进给运动。结构： 横向进给丝杠1的右端支承在滑动轴承12和8上，实现径向和轴向定位。调整： 利用螺母10可调整轴承的轴向间隙的大小。4.