第3章机床0806

1、 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”，简称机床。 金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器制造总工作量的40%60%，在一般机械制造企业的主要技术装备中，机床约占设备总台数的60%80%。因此，机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。 现在，机床已具有高速度、高效率、自动化性能，具有数控化、柔性化和集成化特点，加工精度已进入纳米级（0.01m）。 概概 述述机 床 的 分 类 3.1 3.1 金属切削机床概述金属切削机床概述 3.1.1 3.1.1 机床的分类机床的分类1 1

2、、基本分类方法、基本分类方法 机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制订的机床型号编制方法，机床共分为：机床共分为： 车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、铣床、刨插床、 拉床、特种机床、锯床和其它机床。拉床、特种机床、锯床和其它机床。 在每一类机床中，又按工艺范围、布局型式和结构性能为若干组，每一组又分为若干个系（系列）。 2 2、其他分类方法、其他分类方法 按万能程度分: 通用机床、专门化机床、专用机床；通用机床、专门化机床、专用机床； 按工作精度分：普通精度机床、精密机床、高精度机床；普通精度机床、

3、精密机床、高精度机床； 按重量和尺寸分： 仪表机床仪表机床 、 中型机床、中型机床、 大型机床机床（质量大型机床机床（质量20t)20t)、 重型机床（质量重型机床（质量 30t)30t)、 超重型机床（质量超重型机床（质量 100t 100t ）；）； 按机床主要工作部件数目分：单轴、多轴、单刀、单轴、多轴、单刀、多刀机床等；多刀机床等； 按自动化程度分：手动、机动、半自动、自动机床。手动、机动、半自动、自动机床。机 床 的 分 类机 床 的 型 号 编 制( () ) ( () ) ( () ) ( () )/ /( () )( () )重大改进顺序号分类代号组别代号主参数或设计顺序号其它

4、特性代号通用特性或结构特性代号系别代号类别代号企业代号主轴数或第二主参数3.1.2 3.1.2 金属切削机床型号的编制金属切削机床型号的编制 1 1、通用机床的型号编制、通用机床的型号编制 按GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法有“”符号者，为大写汉语拼音字母；有“”符号者，为阿拉伯数字；有“”符号者，为大写汉语拼音字母或阿拉伯数字，或二者兼有；有“（）”的代号或数字，无内容时不表示，有内容时去括号。（1 1）机床的类别代号与分类代号）机床的类别代号与分类代号 机床的类代号表示机床的类别，用该类机床名称汉语拼音的第一个大写字母表示。必要时，可分为若干分类，分类代号用阿拉伯数字表示。

5、机 床 的 型 号 编 制类别类别车床车床 钻床钻床 鏜鏜床床磨床磨床齿轮加齿轮加工机床工机床螺纹加螺纹加工机床工机床铣床铣床 刨插床刨插床 拉床拉床 锯床锯床 其他其他机床机床代号代号CZTM2M3MYSXBLGQ读音读音 车钻鏜磨 2磨 3磨牙丝铣刨拉割其他表3.1普通机床类别代号（2 2）机床的特性代号）机床的特性代号 用汉语拼音字母表示。 通用特性代号通用特性代号 当某类型机床除有普通型外，还具有如表中所列的各种通用特性时，则在类别代号之后加上相应的特性代号。机 床 的 型 号 编 制 结构特性代号结构特性代号 用于区别主参数相同而结构不同的机床。当型号中有通用特性代号时，结构特性代号

6、应排在通用特性代号之后。通用特性代号已用的字母和“I、O”两个易与数字混淆的字母不能用，当单个字母不够用时，可将两个字母组合起来使用，如AD、EA等。 通用通用特性特性高精高精度度精精密密自自动动半自半自动动数数控控加工中心加工中心( (自动换刀自动换刀) )轻轻型型加重加重型型简式或简式或经济型经济型仿仿型型柔性加柔性加工单元工单元数数显显高速高速代号代号G MZ B KHQ C JFRXS读音读音 高 密 自半控换轻重简仿柔显速表3.23.2 机床的通用特性代号 （3 3）机床的组别、系别代号）机床的组别、系别代号 （表之1、2） 用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别。每类

7、机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，用数字09表示；每一组又分为若干个系（系列）。 凡主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的和相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形式也相同的机床，即为同一系。 （4 4）机床主参数、设计顺序号和第二主参数）机床主参数、设计顺序号和第二主参数 机床主参数机床主参数代表机床规格的大小，在机床型号中，用阿拉伯数字给出主参数的折算值（110或1100） （表） 。某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示（用两位阿拉伯数字表示） ，设计顺序号由1起始。当设计顺序号小于10时，则在设计顺序号之前加“0”。 机 床 的 型 号 编

8、 制多轴机床主轴数应以实际数值列入型号，置于主参数之后，用“”分开。第二主参数（多轴机床的主轴除外）一般不予表示，它是指最大模数、最大跨距、最大工件长度等。在型号中表示第二主参数时，一般应折算成两位数。折算时，一般属长度（如跨距、行程等）的参数采用1/100的折算系数；属直径、深度、宽度的参数采用1/10的折算系数；最大模数、厚度等，以实际数值列入（即折算系数1/1）。（5 5）机床的重大改进顺序号）机床的重大改进顺序号当机床的结构、性能有更高的要求，需按新产品重新设计、试制和鉴定时，按改进的先后顺序选用汉语拼音字母（但顺序按英文字母排列，如A、B、C，但不得选用“I、O”两个字母）加在基本部

9、分的尾部，以区别原机床型号。 机 床 的 型 号 编 制机 床 的 型 号 编 制C C A A 6 6 1 1 4 40 0组别代号（落地及卧式车床组）主参数（最大车削直径400mm）结构特性代号系别代号（卧式车床系） 类别代号(车床类)（6 6）其他特性代号）其他特性代号 其他特性代号主要用以反映种类机床的特性。如数控机床，可用它来反映所采用的不同控制系统。对于一般机床，可以反映同一型号的变型等。 （7 7）企业代号）企业代号企业代号包括机床生产企业及研究所单位代号，置于辅助部分的尾部，用“”与其他代号隔开，若辅助部分仅有企业代号，则可不加“”。例题例题3.13.1 CA6140CA614

10、0型卧式车床 3.1.3 3.1.3 金属切削机床的技术性能金属切削机床的技术性能机床的技术性能是指机床的加工范围、使用质量和经济效益等方面的技术参数，包括工艺范围、技术规格、加工精度和表面粗糙度、生产率、自动化程度及精度保持性等。 （1 1）工艺范围）工艺范围 机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，即机床上可以完成的工序种类，能加工的零件类型、毛坯和材料种类，适用的生产规模等。 （2 2）技术规格）技术规格技术规格是反映机床尺寸大小和工作性能的各种技术数据。包括主参数和影响机床工作性能的其他各种尺寸参数，运动部件的行程范围、主轴、刀架、工作台等执行件的运动速度，电动机功率，机床的轮廓

11、尺寸和重量。 机 床 的 技 术 性 能机 床 的 技 术 性 能（3 3）加工精度和表面粗糙度）加工精度和表面粗糙度 加工精度和表面粗糙度是指在正常工艺条件下，机床上加工的零件所能达到的尺寸、形状和相互位置的精度以及所能控制的表面粗糙度。（4 4）生产率）生产率机床的生产率是指在单位时间内机床所能加工的零件数量，它直接影响到生产效率和生产成本。 （5 5）自动化程度）自动化程度 提高机床的自动化程度，不仅可提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度，而且可减少由于工人的操作水平对机床加工质量的影响，有利于保证产品质量的稳定，因此是现代机床发展的一个方向。 （6 6）机床的效率）机床的效率机床的效率是

12、指消耗于切削的有效功率与电动机输出功率之比，两者的差值是各种损耗。 （7 7）其他）其他除上述几个方面外，机床的技术性能还包括精度保持性、噪声、人机关系等。机床是为完成一定工艺任务服务的，必须根据被加工对象的特点和具体生产条件（如被加工零件的类型、形状、尺寸和技术要求，生产批量和生产方式等），选择技术性能与之相适应的机床，才能充分地发挥其效能，取得良好的经济效益。机 床 的 技 术 性 能机 床 的 运 动 3.1.4 3.1.4 金属切削机床的运动金属切削机床的运动机床上的运动按其功用可分为：表面的成形运动（含主运动和进给运动）和辅助运动（包括分度运动、夹紧运动、测量运动、砂轮修整运动、退回

13、运动等）；也可按运动的组成分为：简单运动和复合运动。（1 1）成形运动）成形运动成形运动是保证得到工件要求的表面形状的最基本的运动。车削外圆柱面时，工件的旋转运动主运动，刀具的纵向直线移动进给运动即是机床上的成形运动。（2 2）辅助运动）辅助运动辅助运动是指成形运动以外的一切运动。1 1）切入运动）切入运动 保证被加工表面获得所需尺寸的运动，又叫切深运动，外圆车削时常为间歇运动。 2 2）空行程运动）空行程运动（ 趋进、退刀、返回、调位） 3 3）其他）其他（分度、转位、变速、换刀、测量、补偿） （3 3）简单运动和复合运动）简单运动和复合运动只包含一个单元运动的运动称为简单运动。由两个或两个

14、以上单元运动组成的运动，称为复合运动。 机 床 的 运 动 图3.1 车螺纹的运动3.1.53.1.5金属切削机床的传动金属切削机床的传动1 1、机床传动的组成、机床传动的组成 要实现加工过程所需的各种运动，机床必需具备以下几个主要组成部分： (1)动力源动力源 为执行元件提供运动和动力（功率）的装置。如交流异步电动机、直流或交流调速电动机或伺服电动机。 (2)传动装置传动装置 传递动力和运动的装置。通过它可把动力源的动力和运动传递给执行件；也可把两个执行件联系起来，使二者间保持某种确定的运动关系。(3)执行件执行件 机床上最终实现运动的部件。机 床 的 传 动 2 2、机床的有级变速和无级变

15、速、机床的有级变速和无级变速为满足不同加工工序要求，机床的主运动和进给运动速度需在一定范围内变化。根据速度调节的特点不同，机床的传动可分为无级变速和有级变速传动。无级变速传动无级变速传动的速度变换是连续的，在一定范围内可以调节到所需的任意速度。有级变速传动有级变速传动的速度变换是不连续的，在一定的变速范围内只能获得有限的若干种速度。无级变速传动，可以在一定范围内获得最佳的切削用量，目前用于某些精密机床和重型机床。而机械有级变速传动因具有结构紧凑、工作可靠、效率高、变速范围大和传动比准确等优点，被大多数通用机床所采用。 机 床 的 变 速 3 3、机床常见的传动方式与传动比、机床常见的传动方式与

16、传动比机床的机械传动中常用皮带、齿轮、蜗杆蜗轮、丝杠螺母等传动副来传递运动并实现执行件的变速与换向。表3.5中列出了常用机械传动副及其传动比i或运动速度v的计算公式。4 4、机床的变速机构与换向机构、机床的变速机构与换向机构为满足不同的加工需要，机床主轴及刀架运动速度的大小和方向应能可可调，因此，机床的传动中设有变速机构和换向机构。有以下几种常见形式：机 床 的 传 动 （1 1）滑动齿轮变速机构）滑动齿轮变速机构 如图，从动轴可得到三种转速：机 床 的 变 速 与 换 向 图3.3 滑动齿轮变速机构;211zzi ;432zzi ;653zzi 其传动路线表达式如下：IIzzzzzzI654

17、321（2 2）离合器式齿轮变速机构）离合器式齿轮变速机构 如图3.4所示，其传动比为：;211zzi ;432zzi 机 床 的 变 速 与 换 向 图3.4 离合器式齿轮变速机构其传动路线表达式如下：IIzzzzI4321（3 3）换向机构）换向机构 换向机构改变机床部件的运动方向，如图3.5所示。当轴I上的固定齿轮z1与轴的空套齿轴z2啮合，轴上的空套齿轮与轴上的滑动齿轮z3啮合时，轴I与轴同向转动。当将轴上的滑动齿轮z3移向左与轴I上的齿轮z1直接啮合时，则轴I与轴反向转动。 机 床 的 变 速 与 换 向 图3.5 换向机构5 5、机床的传动链、机床的传动链 机床上为了得到所需要的运

18、动，需要通过一系列的传动件把执行件与运动源（如把主轴和电动机）、或者把执行件和执行件（例如把主轴和刀架）之间联系起来，这种联系称为传动联系。构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件，称为构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链。传动链。其总传动比由下式计算：机 床 的 传 动 链 图3.2 某机床的部分传动链kkkkiiinni )1(如图3.2所示，运动由I轴输入，由VI轴输出。则有： 765432121VIVIzkzzzzzzddnni（1）传动链中通常包含两类传动机构两类传动机构 ： 定比传动机构定比传动机构( (传动比和传动方向不变)，如定比齿轮副、蜗杆蜗副、丝杠螺母副等，

19、称为定比传动机构 。 换置机构换置机构(可根据加工要求变换传动比和传动方向），如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。（2 2）按传动链的性质不同可分为）按传动链的性质不同可分为: 外联系传动链外联系传动链 联系动力源与执行机构之间的传动链。它使执行件获得一定的速度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表面的形状和精度。 外联系传动链中可以有摩擦传动等传动比不准确的传动副(链传动、带传动）。如普通车床在电动机与主轴之间的传动链就是外联系传动链。 机 床 的 传 动 链 内联系传动链内联系传动链 联系一个执行机构和另一个执行机构之间运动的传动链。它决定着加工

20、表面的形状和精度，对执行机构之间的相对运动有严格要求。因此，内联系传动链的传动比必须准确，不应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带传动和链传动） 。 车削螺纹时，保证主轴和刀架之间的严格运动关系的传动链就是内联系传动链。 6 6、机床的传动原理图、机床的传动原理图 传动原理图传动原理图: :为了便于研究机床的传动联系,常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来。一般来说，传动原理图只表明机床最基本的表面成形运动和必要的辅助运动。机 床 的 传 动 链图3.7 车削外圆柱面时传动原理图的几种设计方案 机 床 的 传 动 原 理 图（a）（b）（c） 7 7、机床的传动系统、机床的传动系

21、统 机床的传动系统图是表示机床全部运动传动关系的示意图，在图中用简单的规定符号代表各种传动元件。机床的传动系统图是画在一个能反映机床外形和主要部件相互位置的投影面上，并尽可能绘制在机床外形的轮廓线内。在传动系统图中，各传动链中的传动元件是按照运动传递的先后顺序，以展开图的形式画出来的。传动系统图只能表示传动关系，不能代表各传动元件实际的尺寸和空间位置。在传动系统图中通常还须标明齿轮和蜗轮的齿数、丝杠的导程和头数、带轮直径、电动机的功率和转速、传动轴的编号等有关数据。 机 床 的 传 动 系 统图3.8所示为。机 床 的 传 动 系 统分析一台机床的传动系统时，应以传动原理图所表达的各条传动链为

22、依据，大致可按下列步骤进行。（1 1）确定传动链两端件。）确定传动链两端件。（2 2）根据两端件的相对运动要求确定计算位移。）根据两端件的相对运动要求确定计算位移。这主要是对内联系传动链而言的。（3 3）写出传动链的传动路线表达式。）写出传动链的传动路线表达式。从始端件向末端件顺次分析各传动轴之间的传动结构和运动传递关系。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。（4 4）列出运动平衡式。）列出运动平衡式。对于外联系传动链，主要计算末端执行件的变速级数及各级转速（或速度）。对于内联系传动链，根据所确定的计算位移，从运动平衡式中，或整理出换置机构（通常为挂轮机构）的换置公式，

23、计算所需采用的挂轮齿数，或确定对其它变速机构的调整要求。如图3.8所示万能升降台铣床主运动传动链。 机 床 的 传 动 系 统主运动传动链的传动路线表达式为：主轴V获得的转速级数为：1332=18级根据齿轮啮合位置，可以得出图示图示主轴转速为min/30min/71194718391654261440rrn主)(38827119263937284718III332236193916II5426I主轴电动机VIV8 8、机床的转速图、机床的转速图机 床 的 传 动 系 统转速图是一种在对数坐标上表示变速传动系统运动规律的格线图。转速图能直观地反映变速传动过程中各传动轴和传动副的转速及运动输出轴获

24、得各级转速时的传动路线等，是认识和分析机床变速传动系统的有效工具。（1 1）竖线代表传动轴）竖线代表传动轴 间距相等的竖线代表各传动轴，传动轴按运动传递的先后顺序，从左向右依次排列。（2 2）横线代表转速值）横线代表转速值 间距相等的横线由下至上依次表示由低到高的各级主轴转速。转速值标于横线的右端。（3 3）竖线上的圆点表示各传动轴实际具有的转速）竖线上的圆点表示各传动轴实际具有的转速 转速图中每条坚线上有若干小圆点，表示该轴可以实现的实际转速。但此处无圆点，表示主轴不能实现此种转速。（4 4）两圆点之间的连线表示传动副的传动比，其倾斜程）两圆点之间的连线表示传动副的传动比，其倾斜程度表示传动

25、副传动比的大小度表示传动副传动比的大小 从左向右，连线向上倾斜，表示升速传动；连线向下倾斜，表示降速传动；连线为水平线，表示等速传动。因此在同一变速组内倾斜程度相同的连线（平行线）表示其传动比相同，即代表同一传动副。转速图可以看出传动链的组成及运动基本情况转速图可以看出传动链的组成及运动基本情况： 传动轴数及各轴运动传递的顺序； 变速组数及各变速组的传动副数； 各传动副的传动比的值； 各传动轴的转速范围及转速级数； 实现主轴各级转速的传动路线。 机 床 的 传 动 系 统3.23.2车削加工与设备车削加工与设备车削加工是机械制造中应用最广泛的一类加工方法，车车削加工是机械制造中应用最广泛的一类

26、加工方法，车床是应用最广泛的一类机床（往往可占机床总台数的床是应用最广泛的一类机床（往往可占机床总台数的20203535）。）。 1 1、应用、应用：主要用于加工各种回转表面 （内外圆柱面，圆锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些车床可以加工螺纹面。图3.10是卧式车床所能加工的典型表面。 2 2、运动：、运动：车床的主运动是由工件的旋转运动实现的； 进给运动则由刀具的直线移动完成的。 3、分类分类：按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，彷形车床及多刀专门化车床，车床。车 床3.2.1 3.2.1 车削的

27、工艺特点及应用车削的工艺特点及应用1 1、易于保证工件各加工面的位置精度、易于保证工件各加工面的位置精度 车削时，工件绕某一固定轴线回转，各表面具有相同的回转轴线，故易于保证加工表面间的同轴度要求，而工件端面与轴线的垂直度要求，则主要由车床本身的精度来保证，它取决于车床横溜板导轨与工件回转轴线的垂直度。2 2、切削过程比较平稳、切削过程比较平稳 除了车削断续表面之外，一般情况下车削过程是连续进行的（而铣削和刨削，在一次走刀过程中刀齿有多次切入和切出，会产生冲击），并且当车刀几何形状、背吃刀量和进给量一定时，切削层公称横截面积是不变的。因此，车削时切削力基本上不发生变化，车削过程比铣削和刨削平稳

28、。车 削 的 工 艺 特 点 及 应 用 3 3、适用于有色金属零件的精加工、适用于有色金属零件的精加工 某些有色金属零件，因材料本身的硬度较低，塑性较大，若用砂轮磨削，软的磨屑易堵塞砂轮，难以得到很光洁的表面。因此，当有色金属零件表面粗糙度Ra值要求较小时，不宜采用磨削加工，而要用车削或铣削等。4 4、刀具简单、刀具简单 车刀是刀具中最简单的一种，制造、刃磨和安装均较方便，这就便于根据具体加工要求，选用合理的角度。车削加工精度可达 IT8IT7，表面粗糙度Ra值为1.60.8m。用金刚石刀具细车时，加工精度可达IT6IT5，表面粗糙度Ra值达0.10.4m。车 削 的 工 艺 特 点 及 应

29、 用 3.2.2 CA61403.2.2 CA6140型普通卧式车床概述型普通卧式车床概述 1 1、CA6140CA6140型普通卧式车床的作用及外观型普通卧式车床的作用及外观CA6140卧式车床为目前最为常见的型号之一，是我国自行设计、制造的机床。该机床通用性好，适用于加工各种轴类、套筒类、轮盘类零件上的回转表面。 CA6140型车床因加工范围广、结构复杂、自动化程度不高，所以，一般用于单件小批生产。 车 床 概 述 CA6140机床外观及布局机床外观及布局 2 CA61402 CA6140机床主要技术性能和参数机床主要技术性能和参数 机床的主要技术性能机床的主要技术性能：床身上最大工件回转

30、直径-400mm最大工件长度-750；1000；1500；2000mm刀架上最大工件回转直径-210mm主轴转速：正转 24级-101400r/min 反转 12级-141580r/min进给量： 纵向 64级-0.0286.33mm/r 横向 64级-0.0143.16mm/r车削螺纹范围：米制螺纹 44种-P=1192mm 英制螺纹 20种-=224牙/in 模数螺纹 39种-m=0.2548mm 径节螺纹 37种-DP=196牙/in主电动机功率：-7.5kW车 床 概 述3.2.3 CA61403.2.3 CA6140型普通卧式车床的传动系统型普通卧式车床的传动系统 车 床 传 动 系

31、 统 分 析 图3.13为CA6140型普通卧式车床的传动系统图。机床的传动系统由主运动传动链、车螺纹传动链主运动传动链、车螺纹传动链、纵向及横向进给传动链、纵向及横向进给传动链和快速空行程运动传动链快速空行程运动传动链组成。 1 1、主运动传动链、主运动传动链: 把电动机的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足主轴变速和换向的要求。 （1 1）传动路线）传动路线 两末端件两末端件：主电动机-主轴 传动路线表达式传动路线表达式:车 床 主 运 动 传 动 链（主轴）合右左电机（5063)(M25826515080205050802058225030413930343450M1

32、43513856M1230130 r/min) 7.5kw,1450注: 在轴上装有双向多片摩擦离合器M1，使主轴正转、反转或停止。 M1左部压紧时，正转； M1右部压紧时反转；中位停车； 齿轮与轴的连接方式：固定、滑移、空套； 主轴上的滑移齿轮50移至右端，使其与主轴上的齿式离合器M2啮 合。主轴获得10r/min500r/min的低转速； 齿式离合器M2啮合脱开，运动由轴直接传给主轴，得到6级高转 速，450r/min1400r/min。 （2 2）主轴的转速级数与转速值计算）主轴的转速级数与转速值计算 运动平衡式计算运动平衡式计算 V带轮的滑动系数，可取=0.02； u-为轴I和轴间的可

33、变传动比，其余类推。 电主uuunn)1 (230130车 床 主 运 动 传 动 链 1)1)主轴转速级数主轴转速级数 经低速传动路线时，主轴获得的实际转速是23（22-1）=18级转速，加上由高速传动路线获得的6级转速，主轴共可获得24级正转转速。亦可：23（221）124级转速 主轴反转时，有31+（22-1）=12级转速。 2)2)主轴各级转速：主轴各级转速：按运动平衡式计算。 例如：某级转速为： 注注：主轴反转通常不是用于切削，而是用于车削螺纹时，在不断开主轴和刀架间传动联系的情况下，车刀沿螺纹线退回到起始位置。反转转速较高，节省辅助时间。 min/450506358224351)0

34、2. 01 (2301301450rn主车 床 主 运 动 传 动 链161802080201u41802050502u41505180203u1505150504u（3 3）主运动的转速图）主运动的转速图车 床 主 运 动 传 动 链2 2、螺纹进给运动传动链、螺纹进给运动传动链 CA6140型卧式车床能车削米制、英制、模数制和径节制米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹四种标准螺纹，可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹大导程、非标准和较精密的螺纹。它可以车削右旋右旋螺纹，也可以车削左旋左旋螺纹。 各种螺纹传动路线表达式为： 计算位移：主轴1r-刀架移动加工螺纹的一个导程L工(mm) 运动平

35、衡方程式: 1（主轴）u0ux L丝=L工式中u0主轴至丝杠之间全部定比传动机构的固定传动比，是一个常数； ux主轴至丝杠之间换置机构的可变传动比； L丝机床丝杠的导程，CA6140型车床的L=P=12mm，P为螺距； L工被加工螺纹的导程，单位：mm。导程L=kP，k为螺纹头数。 螺 纹 进 给 运 动 传 动 链常用螺纹为米制、英制、模数制和径节制四种，其螺距表达方式均不相同。表3.6给出了各种螺纹相关参数换算螺 纹 进 给 运 动 传 动 链螺纹种类米制螺纹模数螺纹英制螺纹径节螺纹螺距参数螺距：p(mm)模数：m(mm)每英吋牙数：a(牙/in)径节:DP(牙/in)螺距(mm)PPm=

36、mPa=a4 .25DPPDP4 .25表3.6 螺距参数及其与螺距的换算关系注：导程L=kP，式中k为螺纹头数 （1 1）车削米制螺纹车削米制螺纹 传动路线 ：进给箱中的M3、M4脱开，M5啮合，采用挂轮为：刀架（丝杠）（啮合）（左螺纹）（右螺纹）主轴倍536252536362575100100633325253333335858基Muu车 削 米 制 螺 纹7510010063 运动平衡式 ： 化简后得 ： u基、u倍分别为基本变速组传动比和增倍变速组传动比。 如适当选择u基和u倍值，就可得到米制螺纹导程L 的各值（112mm）。 mmuuL122536362536257510010063

37、333358581)(倍基主轴倍基uuL7车 削 米 制 螺 纹 进给箱中的基本变速组基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，轴上的四个滑移齿轮可分别与轴上邻近的两个固定齿轮相啮合，共有8种传动比： 75 .628261基u7728282基u7928364基u7828323基u75.914195基u71014206基u71121337基u71221368基u除了u基1和u基5外，其余各传动比用分数表示时，分子按等差数列排列。车 削 米 制 螺 纹 增倍变速组增倍变速组由轴间的三轴滑移齿轮机构组成。可变换四种传动比：81481545181倍u41481535282倍u21283545183倍u1283

38、535284倍u车 削 米 制 螺 纹它们之间依次相差2倍，其作用是将基本组的传动比成倍地增加或缩小，从而可以加工出不同螺距的螺纹。变换u基和u倍的值，就可得到32种导程值，其中标准的有20种。(米制螺纹表） （2 2）车削模数螺纹车削模数螺纹 模数螺纹主要用在米制蜗杆中，用模数m表示螺距的大小。螺距与模数的关系为 ：pm=m(mm) 模数螺纹的导程为：Lm=k m(mm) （k螺纹的头数 ） 模数螺纹的标准模数m也是分段等差数列。车削时的传动路线与车削米制螺纹的传动路线基本相同。由于模数螺纹的螺距中含有因子，因此车削模数螺纹时所用的挂轮为：9710010064车 削 模 数 螺 纹 运动平衡

39、式为： 式中 化简后得 只要变换u基和u倍，就可车削各种不同模数的螺纹 注：在配算挂轮时，常令122536362536259710010064333358581(倍基主轴）uuLm48736259710010064， 倍基uukm47722车 削 模 数 螺 纹 （3）车削英制螺纹车削英制螺纹 英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数(扣/in)表示，其标准值按分段等差数列的规律排列。我国的部分管螺纹采用英制螺纹。 英制螺纹的导程 ：L=1/(in) 由于CA6140型车床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹也应换算成以毫米为单位的相应导程值，即 ：)(4 .25)(1mminL车 削 英 制 螺 纹

40、英制螺纹传动路线与米制螺纹路线相比有以下调整： 改变传动链中部分传动副的传动比，使其包含特殊因子 25.4；将基本组两轴的主、被动关系对调，以便使分母为等差级数，进给箱中的M3、 M5啮合，M4脱开，采用挂轮同米制。倍基倍基主轴uuuuL14.257412253617510010063333358581)()/47inuuk（扣倍基车 削 英 制 螺 纹 变换u基和u倍的值，就可得到各种标准的英制螺纹。运动平衡式为 ：将L=25.4K/代入上式，得： （4 4）车削径节螺纹）车削径节螺纹 径节螺纹主要用于同英制蜗轮相配合，即为英制蜗杆。其标准参数为径节，用DP表示，其定义为：对于英制蜗轮，将其

41、总齿数折算到每一英寸分度圆直径上所得的齿数值，称为径节。mmDPkinDPPDP4 .25标准径节的数列也是分段等差数列。车削径节螺纹时，可采用英制螺纹的传动路线，但挂轮需换为：9710010064车 削 径 节 螺 纹运动平衡式:12253619710010064333358581倍基（主轴）uuLDP倍基uukDP7车 削 径 节 螺 纹化简得：变换u基和u倍可得常用的24种径节螺纹。（5）扩大导程传动路线扩大导程传动路线当需要车削导程超过标准螺纹螺距范围，如大导程多头螺纹、油槽等，则必须将轴IX右端滑移齿轮Z58向右移动，使之与轴VIII上的齿轮Z26啮合，于是主轴VI与丝杠通过下列传动

42、路线实现传动联系：（正常导程）（扩大导程）主轴5858582644442080505020802658 从传动路线表达式可知，扩大螺纹导程时，主轴到轴的传动比为 ：车 削 扩 大 导 程 螺 纹按正常导程传动路线 当主轴转速为10-32r/min 时， 而正常螺纹导程时，主轴到轴的传动比为： 所以，通过扩大导程传动路线可将正常螺纹导程扩大4倍或16倍。CA6140型车床车削大导程米制螺纹时，最大螺纹导程为192mm。16582644442080208026582扩u15858u当主轴转速为40-125r/min时， 4582644445050208026581扩u车 削 扩 大 导 程 螺 纹

43、 由此条传动路线，机床可车削14192mm的米制螺纹24种，模数为3.2548mm的模数螺纹28种，径节为16牙/in的径节螺纹13种。必须指出，由于扩大螺距机构的传动齿轮就是主运动的传动齿轮，所以只有当主轴上的M2合上，主轴处于低速状态时，才能用扩大螺距机构。即主轴转速为1032r/min时，导程可扩大16倍，主轴转速为40125r/min时，导程可扩大4倍，主轴转速更高时，导程不能扩大，这也符合实际工艺需要。 车 削 扩 大 导 程 螺 纹 （6） 车削非标准螺纹和精密螺纹车削非标准螺纹和精密螺纹 所谓非标准螺纹是指利用上述传动路线无法得到的螺纹 。 传动路线：离合器M3、M4和M5全部啮

44、合 ，被加工螺纹的导程L工依靠调整挂轮的传动比u挂来实现。 运动平衡式 ： 换置公式： 由于传动链短，误差小，若选择高精度的齿轮作挂轮，则可加工精密螺纹。 车削非标准螺纹和精密螺纹mmuL12333358581挂（主轴）工12工挂Ldcbau车削非标准螺纹和精密螺纹按传动比计算出的配换齿轮，应均是机床配换齿轮中包配换齿轮中包含的齿轮含的齿轮。配换齿轮的正确啮合，除必须使其中间轴轴心位置处在挂轮架的两个极限位置范围内（可通过配换齿轮检查图表校核）外，还应保证所选挂轮齿顶不与挂轮轴发生干涉，应必须必须通过下列不等式校核不等式校核。2222bdccba注：a、b、c、d应为按顺序排列的四个配换齿轮。

45、表3.9 各种螺纹的传动特征与运动平衡式 车 削 螺 纹 传动特征与平衡式 螺纹种类挂轮离合器轴XII上Z25的位置运动平衡式M3M4M5米制螺纹63/100，100/75开开开开合合右位右位模数螺纹64/100，100/97开开开开合合右位右位英制螺纹63/100，100/75合合开开合合左位左位径节螺纹64/100，100/97合合开开合合左位左位较精密及非标准螺纹合合合合合合右位右位倍基uukPL7倍基uukm4712工丝工挂LPLdcbau倍基uukDP7bcba/,/倍基uuka473 3、纵向和横向进给传动链、纵向和横向进给传动链 机动进给传动链主要是用来加工圆柱面和端面，实现纵向

46、和横向机动进给。为了减少螺纹传动链丝杠及开合螺母磨损，保证螺纹传动链的精度，机动进给是由光杠经溜扳箱传动的。 如图所示，纵向和横向进给传动链，由主轴至进给箱轴XV的传动路线与车米制或英制常用螺纹时的传动路线相同，其后运动经齿轮副传至光杠XIX（此时离合器M5脱开，齿轮Z28与轴XIX上的齿轮Z56啮合），再由光杠经溜板箱中的传动机构，分别传至齿轮齿条机构和横向进给丝杠XXVII，使刀架作纵向或横向机动进给。其传动路线表达式如下： 进 给 运 动 传 动 链（1） 纵向机动进给传动链 两末端件：主轴1r-刀架f(mm) 当运动经车削常用米制螺纹传动路线传动时，可得到0.081.22mm/r的32

47、种进给量，为运动平衡式 ：进给运动传动链（纵横向机动进给）rmmuuf/125 . 28028483030402945632323656282536362536257510010063333358581倍基（主轴）纵化简后得： 倍基纵uuf71.0 当运动经车削英制螺纹传动路线传动时，类似地有进给运动传动链（纵横向机动进给）基倍纵uuf.4741 变换 ，并使=1，可得到0.861.59mm/r的8种较大进给量。当为其它值时，所得到的值与上一条传动路线重复。倍u倍u倍u纵f 当主轴为10125r/min时，运动经扩大螺距机构及英制螺纹传动路线传动，可获得16种供强力切削或宽刀精车用的加大进给量

48、，其范围为1.716.33mm/r。 当主轴为4501400r/min（其中500r/min除外）时（此时主轴由轴经齿轮副 直接传动），运动经扩大螺距机构及米制螺纹传动路线传动，可获得8种供高速精车用的细进给量，其范围为0.028 0.054mm/r。 5063 经前面的分析，经前面的分析，CA6140CA6140纵赂进给量的种数为纵赂进给量的种数为6464种种： 正常螺距的米制螺纹加工路线得到进给量0.08-1.22mm/r（3232种种）；正常螺距的英制螺纹加工路线得到的进给量0.86-1.59mm/r（8 8种种）；扩大螺距的米螺纹加工路线得到的进给量0.028-0.54mm/r（8 8

49、种种）；扩大螺距英制螺纹加工路线得到进给量1.71-6.33mm/r(1616种种）。 （2 2） 横向机动进给传动链横向机动进给传动链当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，2f横 =f纵，横向与纵向进给量的种数相同（6464种）种）。 进给运动传动链（纵横向机动进给） 4 4、刀架快速移动、刀架快速移动 为了缩短辅助时间，提高生产效率，CA6140型卧式车床的刀架可实现快速机动移动。刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机(P=0.25kw，n=2800rmin)传动，经齿轮副18/24使轴高速转动，再经蜗轮蜗杆副4/29、溜板箱内的转换机构，使刀架实现纵向或横向的快速移动。快移方向由溜

50、板箱中双向离合器M8和M9控制。传动路线表达式为: 横向纵向快速移动电动机982942418MMmin/76. 4125 . 280284830304029429132800mv纵右（快）刀 架 快 速 移 动 刀架快速纵向右移的速度 当快速电动机使传动轴XX快速旋转时，依靠齿轮Z56与轴 XX间的单向超越离合器M6，可避免与进给箱传来的慢速工作进给运动发生矛盾。单向超越离合器M6的结构原理如图3.15所示。它由空套齿轮1（即溜板箱中的齿轮Z56）、星轮2、滚柱3、顶销4和弹簧5组成。离合器M6正常工作的条件是空套齿轮l和星轮2只准作逆时针的转动。 刀 架 快 速 移 动图3.15 超越离合器

51、3.2.43.2.4CA6140CA6140型卧式车床的主要结构型卧式车床的主要结构 1 1、主轴箱、主轴箱 主轴箱是车床的主要部件，其主要功能是支承主轴，并实现其开、停、换向、制动和变速，把进给运动从主轴传向进给系统（展开图）。 注：要表示清楚主轴箱部件的结构，仅有展开图是不够的，因为它不能表示出主轴箱的高度、深度和各传动轴的空间位置及其他一些较为复杂的机构和零件。因此，要完整地表示出主轴箱的全部结构，还需另加若干剖面图、向视图和外形图。 （1）卸荷带轮 把径向载荷卸给箱体，即避免因V型带的拉力而使轴产生弯曲变形，提高了传动的平稳性。 卸荷路径： F径向（皮带轮2） 螺钉花键套1深沟球轴承法

52、兰3箱体4CA6140的主要结构（主轴箱 ）（2 2）主轴组件主轴组件 应具有较高的旋转精度及足够的刚度和良好的抗振性 。 前支承精度比后支承高一级，前后轴承间隙可调； 主轴为空心阶梯轴，其内孔用来通过棒料或通过气动、电动或液压等夹紧驱动装置 ； 主轴最右边的是空套在主轴上的左旋斜齿轮，其传动较平稳，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，从而减小了前轴承所承受的轴向力； 主轴定位（前端有精密的莫氏锥孔莫氏锥孔，供安装顶尖或心轴之用；前端短锥法兰式结构短锥法兰式结构安装卡盘、拨盘或其它夹具）。CA6140的主要结构（主轴箱 ）（3 3）双向多片摩擦离合器及其操纵机构）双向多片摩

53、擦离合器及其操纵机构 摩擦离合器除传递运动和动力，使主轴实现正、反转、停车外，还能起过载保险装置的作用 。 （摩擦离合器结构图之1之2）（4 4）变速操纵机构变速操纵机构 集中操纵机构，分别操纵轴上的双联滑移齿轮和轴上的三联滑移齿轮CA6140的主要结构（主轴箱 ） 2 2、溜板箱、溜板箱 功用：将进给运动或快速移动由进给箱或快速移动电动机传给溜板和刀架， 使刀架实现，纵、横向和正、反向机动走刀或快速移动。 （1 1）开合螺母机构）开合螺母机构开合螺母合上，与丝杠相啮合，实现加工螺纹的进给。反之，开合螺母分开，实现纵向、横向机动进给或快速移动。CA6140的主要结构（溜板箱 ）图 开合螺母机构

54、(CA6140) 6手柄 7轴 24支承套 25下半螺母 26上半螺母 27圆销 28槽盘 （2 2）纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构利用一个手柄集中操纵纵、横向机动进给运动的接通、断开和换向，且手柄扳动方向与刀架运动方向一致，直观方便。 （3 3）互锁机构互锁机构 作用：为了避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，开合螺母不应闭合。反之，合上开合螺母时，就不允许接通机动进给和快速移动。 （4 4） 安全离合器安全离合器 作用:机床过载或发生事故时，为防止机床损坏而自动断开，起安全保护作用。当载荷消失后，可自动恢复正常工作。CA6140的主要结构（

55、溜板箱 ） 3.2.5 3.2.5 其他车床其他车床 1、单轴纵切自动车床、单轴纵切自动车床 单轴纵切自动车床是用机械方式实现自动化加工的自动机床，它的自动循环是靠凸轮、挡块等控制来实现的。这种机床可以实现车削圆柱面、圆锥面、成形表面及车槽和切断等工作。当采用各种附件时，还可以加工各种孔(纵向和横向) 、内外螺纹、铣槽、滚花和加工端面沉孔等。主要适用于钢和有色金属的冷拔料，且外形不太复杂的小直径阶梯轴类零件的车削加工，加工精度较高。由于其起控制作用的各种凸轮，均需根据工件形状专门设计和制造，且机床调整费时，故只适用于大批量生产。 其 他 车 床图3.24 CMll07型单轴纵切自动车床外形图1

56、底座 2床身 3送料装置 4主轴箱 5天平刀架 6中心架 7上刀架 8钻铰附件 9分配轴2 2、回轮、转塔车床、回轮、转塔车床 增加了一个回轮、转塔刀架，无丝杠、尾座 。在加工形状较复杂的工件，生产率比卧式车床高。适用范围：成批加工形状复杂的盘套类零件。（1 1）滑鞍）滑鞍转塔车床转塔车床转塔刀架有六个装刀位置，可以沿床身导轨做纵向进给。每一个刀位加工完毕后，转塔刀架快速返回，转动60，更换到下一个刀位进行加工。（2 2）回轮车床）回轮车床无前刀架，只有一个圆盘形回轮刀架（一般装刀为12个或16个），其回转轴线与主轴轴线平行。当刀具孔转到最高位置时，两轴线同一直线上。回轮刀架可沿床身导轨作纵向

57、进给运动，实现对工件的切削（可几把刀具同时加工）。 。其 他 车 床3 3、立式车床、立式车床 单柱式和双柱式。前者加工直径一般小于1600mm，后者加工直径一般大于2000mm，重型立式车床其加工直径超过2500mm。 一般用于加工直径大，长度短且质量较大的工件。 立式车床的工作台的台面是水平面 ，主轴的轴心线垂直于台面，工件的装夹比较方便，工件和工作台的重量均匀地作用在工作台下面的圆导轨上。其 他 车 床图3.27 立式车床外形1底座 2工作台 3立柱 4垂直刀架 5横梁 6垂直刀架进给箱 7侧刀架 8侧刀架进给箱3.2.6 车刀车刀1、车刀主要类型： 直头外圆车刀；直头外圆车刀； 弯头车

58、刀；弯头车刀； 偏刀；偏刀； 切槽或切断刀；切槽或切断刀； 镗孔刀；镗孔刀； 螺纹车刀；螺纹车刀； 成形车刀。成形车刀。车 刀 2 2、车刀分类、车刀分类 车刀按结构可分为： (1) (1) 整体车刀整体车刀 (2) (2) 焊接车刀焊接车刀 在碳钢（一般为45钢）刀杆上按所要求的车刀切削角度开出刀片槽，然后用铜焊或银焊法将刀片焊在刀片槽中，最后用砂轮刃磨刀具角度。 车 刀 焊接式车刀结构简单、紧凑，刚性好，几何参数可根据加工条件和要求较灵活地选择，所以应用非常广泛。但焊接加热和刃磨会降低刀片的切削性能，影响其寿命，甚至使刀片产生裂纹而报废。图3.28 焊接式车刀车 刀可转位车刀的组成1-刀杆

59、 2刀垫 3刀片 4夹固元件 (3) (3) 机夹车刀机夹车刀 (4) (4) 可转位车可转位车刀刀 使用可转位刀片的机夹车刀。其优点是刀具使用寿命长，生产效率高，有利于推广新技术，新工艺，有利于降低刀具成本。3、转位车刀的夹紧要求、转位车刀的夹紧要求 （1 1）定位精度高）定位精度高 刀片转位或更换新刀片后，刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内。 （2 2）刀片夹紧可靠）刀片夹紧可靠 应保证刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合，经得起冲击和振动。同时，夹紧力也不宜过大，应力分布应均匀，以免压碎刀片。 （3 3）排屑流畅）排屑流畅刀片前面上最好无障碍，保证切屑排出流畅，并容易观察。特别对于车孔刀，

60、最好不用上压式，防止切屑缠绕划伤已加工表面。 （4 4）使用方便）使用方便 转换刀刃和更换新刀片方便、迅速。 车 刀 4、可转位车刀刀片的夹紧形式可转位车刀刀片的夹紧形式 （1） 杠杆式夹紧杠杆式夹紧图 杠杆式夹紧a)直杆式b)直杆式c)曲杆式刀杆刀片刀垫杠杆弹簧套螺钉弹簧螺钉车 刀 （2 2）偏心销式夹紧）偏心销式夹紧车 刀偏心销刀垫刀片刀杆 刀垫刀片销轴楔快螺钉弹簧片 （3 3）楔销式夹紧）楔销式夹紧车 刀 （4 4）拉垫式夹紧）拉垫式夹紧12 拉垫刀片销轴锥端螺钉 （5 5）上压式夹紧）上压式夹紧车 刀销轴刀垫刀片压板锥孔压板螺钉支钉弹簧 用铣刀在铣床上的加工称为铣削。铣削的加工范围广（