典型机床工作运动分析

1、PAGE PAGE 39第三篇 金属切切削加工工机床4 典典型机床床 4.1 金属属切削机机床基础础知识4.1.1 机床的的分类与与型号编编制机床的品品种和规规格繁多多。为便便于区别别、使用用和管理理，需对对机床加加以分类类和编制制型号。我国的的机床型型号，现现在是按按19994年颁颁发的国国家标准准GB/T 1153775-119944金属属切削机机床型号号编制方方法编编制的。1机床床的分类类机床的传传统分类类方法，主主要是按按加工性性质和所所用的刀刀具进行行分类。根据我我国制定定的机床床型号编编制方法法。目前前将机床床分为112大类类：车床床、钻床床、镗床床、磨床床、齿轮轮加工机机床、螺螺

2、纹加工工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加加工机床床、锯床床及其它它机床。在每一一类机床床中，又又按工艺艺范围、布局形形式和结结构等，分分为若干干组，每每一组又又细分为为若干系系（系列列）。在上述基基本分类类方法的的基础上上，还可可根据机机床的其其它特征征进一步步区分。同类型机机床按应应用范围围（通用用性程度度）又可可分为：l）普通通机床 它可用于于加工多多种零件件的不同同工序，加加工范围围较广，通通用性较较强，但但结构比比较复杂杂。这种种机床主主要适用用于单件件小批生生产例例如卧式式车床、万能升升降台铣铣床等。2）专门门化机床床它的工艺艺范围较较窄，专专门用于于加工某某一类或或几类零零件的

3、某某一道（或或几道）特特定工序序如曲曲轴车床床、凸轮轮轴车床床等。3）专用用机床它的工艺艺范围最最窄，只只能用于于加工某某一种零零件的某某一道特特定工序序，适用用于大批批量生产产。如机机床主轴轴箱的专专用镗床床、车床床导轨的的专用磨磨床等。各种组组合机床床也属于于专用机机床。同类型机机床按工工作精度度又可分分为：普普通精度度机床、精密机机床和高高精度机机床。机床还可可按自动动化程度度分为：手动、机动、半自动动和自动动机床。机床还可可按重量量与尺寸寸分为：仪表机机床、中中型机床床（一般般机床）、大型机机床（110t）、重型机机床（大大于300t）和和超重型型机床（大大于1000t）。按机床主主要

4、工作作部件的的数目可可以分为为：单轴轴的、多多轴的或或单刀的的、多刀刀的机床床等。通常机床床根据加加工性质质进行分分类，再再根据其其某些特特点进一一步描述述，如多多刀半自自动车床床、高精精度外圆圆磨床等等。随着机床床的发展展，其分分类方法法也将不不断发展展。现代代机床正正向数控控化方向向发展。数控机机床的功功能日趋趋多样化化，工序序更加集集中。现现在一台台数控机机床集中中了越来来越多的的传统机机床的功功能。例例如，数数控车床床在卧式式车床功功能的基基础上又又集中了了转塔车车床、仿仿形车床床、自动动车床等等多种车车床的功功能；车车削中心心出现以以后，在在数控车车床功能能的基础础上，又又加入了了钻

5、、铣铣、镗等等类机床床的功能能。又如如，具有有自动换换刀功能能的镗铣铣加工中中心机床床（习惯惯上称为为“加工中中心”（maachiininng ccentter），集集中了钻钻、镗、铣等多多种类型型机床的的功能；有的加加工中心心的主轴轴既能立立式又能能卧式，即即集中了了立式加加工中心心和卧式式加工中中心的功功能。可可见，机机床数控控化引起起了机床床传统分分类方法法的变化化。这种种变化主主要表现现在机床床品种不不是越分分越细，而而应是趋趋向综合合。2机床床型号的的编制方方法机床的型型号用以以简明地地表示机机床的类类型、通通用特性性和结构构特性，以以及主要要技木参参数等。普通机床床型号表表示方式式

6、如图44.1所所示。图4.11 普普通机床床型号表表示方式式1）机床床类、组组、系的的划分及及其代号号 机床的的类别用用汉语拼拼音大写写字母表表示。例例如，“车床”的汉语语拼音是是“Chee chhuanng”，所以以用“C”表示。当需要要时，每每类又可可分为若若干分类类；分类类代号用用阿拉伯伯数字表示，在在类代号号之前，它它居于型型号的首首位，但但第一分分类不予予表示。例如，磨磨床类分分为M，22M，33M三个个分类。机床的的类别代代号及其其读音如如表4.1所示示。表4.11 机机床的类类别代号号类别车床铣床刨床磨床齿轮加工工机床螺纹加工工机床钻床镗床拉床电加工机机床切断机床床其它机床床代号

7、CXBM2M3MYSZTLDGQ读音车铣刨磨2磨3磨牙丝钻镗拉电割其机床的组组别和系系别代号号用两位位数字表表示。每每类机床床按其结结构性能能及使用用范围划划分为110个组组，用数数字09表示示。每组组机床又又分若干干个系（系系列），系系的划分分原则是是：主参参数相同同，并按按一定公公比排列列，工件件和刀具具本身的的及相对对的运动动特点基基本相同同，且基基本结构构及布局局型式相相同的机机床，即即划为同同一系。机床的的类、组组划分参参见标准准JB118388-855。2）机床床的特性性代号 它表示示机床所所具有的的特殊性性能，包包括通用用特性和和结构特特性。当当某类型型机床除除有普通通型外，还还

8、具有如如表4.2所列列的某种种通用特特性，则则在类别别代号之之后加上上相应的的特性代代号。例例如“CK”表示数数控车床床。如同同时具有有两种通通用特性性，则可可用两个个代号同同时表示示；如“MBGG”表示半半自动高高精度磨磨床。如如某类型型机床仅仅有某种种通用特特性，而而无普通通型者，则则通用特特性不必必表示。如Clll077型单轴轴纵切自自动车床床，由于于这类自自动车床床没有“非自动动”型，所所以不必必用“Z”表示通通用特性性。表4.22 机机床通用用特性代代号通用特性性高精度精密自动半自动数字控制自动换刀仿形万能轻型简式代号GMZBKHFWQJ读音高密自半控换仿万轻简为了区分分主参数数相同

9、而而结构不不同的机机床，在在型号中中用结构构特性代代号表示示。结构构代号为为汉语拼拼音字母母。例如如CA661400型卧式式车床型型号中的的“A”，可理理解为这这种型号号车床在在结构上上区别于于C6ll40型型车床。结构特特性的代代号字母母是根据据各类机机床的情情况分别别规定的的，在不不同型号号中的意意义可不不一样。3）机床床主参数数、第二二主参数数和设计计顺序号号机床主参参数是代代表机床床规格的的大小一一种尺寸寸参数，在在机床型型号中，用用阿拉伯伯数字给给出主参参数的折折算值，位位于机床床组、系系代号之之后。折折算系数数一般是是1/110或11/1000，也也有少数数是1。例如，CCA611

10、40型型卧式机机床中主主参数的的折算值值为400（折算算系数是是1/110），其其主参数数表示在在床身导导轨面上上能车削削工件的的最大回回转直径径为4000mmm。各类类主要机机床的主主参数及及折算系系数见表表4.33。某些通用用机床，当当无法用用一个主主参数表表示时，则则用设计计顺序号号来表示示。设计计顺序号号由1起起始、当当设计顺顺序号小小于100时，则则在设计计顺序号号之前加加“0”。第二主参参数是对对主参数数的补充充，如主主轴数、最大工工件长度度、最大大跨距、工作台台工作面面长度等等，第二二主参数数一般不不予给出出。第二二主参数数也用折折算值表表示。 4）机机床的重重大改进进顺序号号

11、当机床床的性能能及结构构布局有有重大改改进，并并按新产产品重新新设计、试制和和鉴定时时在原原机床型号的尾尾部，加加重大改改进顺序序号，以以区别于于原机床床型号。序号按按A，BB，C，字母的顺序选用。5）其它它特性代代号与企企业代号号其它特性性代号用用以反映映各类机机床的特特性，如如对数控控机床，可可用来反反映不同同的数控控系统；对于一一般机床床可用以以反映同同一型号号机床的的变型等等。其它它特性代代号可用用汉语拼拼音字母母或阿拉拉伯数字字或二者者的组合合来表示示。企业代号号与其它它特性代代号表示示方法相相同，位位于机床床型号尾尾部，用用“”与与其它特特性代号号分开，读读作“至”。若机机床型号号

12、中无其其它特性性代号，仅仅有企业业代号时时，则不不加“”，企企业代号号直接写写在“/”后面。表4.33各类主主要机床床的主参参数和折折算系数数机床主参数名名称折算系数数卧式车床床床身上最最大回转转直径1/100立式车床床最大车削削直径1/1000摇臂钻床床最大钻孔孔直径1/1卧式镗床床镗轴直径径1/100坐标镗床床工作台面面宽度1/100外圆磨床床最大磨削削直径1/100内圆磨床床最大磨削削孔径1/100矩台平面面磨床工作台面面宽度1/100齿轮加工工机床最大工件件直径1/100龙门铣床床工作台面面宽度1/1000升降台铣铣床工作台面面宽度1/100龙门刨床床最大刨削削宽度1/1000插床及牛

13、牛头刨床床最大插削削及刨削削长度1/100拉床额定拉力力(吨)1/1综合上述述普通机机床型号号的编制制方法，举举例如下下：主参数（最大车削直径400mm）系别代号（卧式车床系）组别代号（落地及卧式车床组）结构特性代号（结构不同）类别代号（车床类）C A 6 1 40CA61140型型卧式车车床MG14432AA型高精精度万能能外圆磨磨床主参数（最大磨削直径320mm）系别代号（万能外圆磨床系）组别代号（外圆磨床组）通用特性代号（高精度）类别代号（磨床类）M G 1 4 32 A重大改进顺序号（第一次重大改进）4.1.2 零件表表面的切切削加工工成形方方法和机机床的运运动 1.零零件表面面的切削

14、削加工成成形方法法在切削加加工过程程中，机机床上的的刀具和和工件按按一定的的规律作作相对运运动，通通过刀具具对工件件毛坯的的切削作作用，切切除毛坯坯上多余余金属，从从而得到到所要求求的零件件表面形形状。机械零件件的任何何表面都都可以看看作是一一条线（称称为母线线）沿另另一条线线（称为为导线）运运动的轨轨迹。如如图4.2所示示，平面面是由一一条直线线（母线线）沿另另一条直直线（导导线）运运动而形形成的；圆柱面面和圆锥锥面是由由一条直直线（母母线）沿沿着一个个圆（导导线）运运动而形形成的；普通螺螺纹的螺螺旋面是是由“”形线线（母线线）沿螺螺旋线（导导线）运运动而形形成的；直齿圆圆柱齿轮轮的渐开开线

15、齿廓廓表面是是渐开线线（母线线）沿直直线（导导线）运运动而形形成的等等等。图4.22零件表表面成形形运动的的组成母线和导导线统称称为发生生线。切切削加工工中发生生线是由由刀具的的切削刃刃与工件件间的相相对运动动得到的的。一般般情况下下，由切切削刃本本身或与与工件相相对运动动配合形形成一条条发生线线（一般般是母线线），而而另一条条发生线线则完全全是由刀刀具和工工件之间间的相对对运动得得到的。这里，刀刀具和工工件之间间的相对对运动都都是由机机床来提提供。2.机床床的运动动机床在加加工过程程中，必必须形成成一定形形状的发发生线（母母线和导导线），才才能获取取所需的的工件表表面形状状。因此此，机床床必

16、须完完成一定定的运动动，这种种运动称称为表面面成形运运动。此此外，还还有多种种辅助运运动。1）表面面成形运运动 表面成形形运动按按其组成成情况不不同，可可分为简简单成形形运动和和复合成成形运动动两种。如果一个个独立的的成形运运动是单单独的旋旋转运动动或直线线运动构构成的，则则此成形形运动称称为简单单成形运运动。例例如，用用车刀车车削外圆圆柱面时时（见图图4.33a）工件件的旋转转运动BB1产生圆圆导线，刀刀具纵向向直线运运动A2产生直直线母线线，即加加工出圆圆柱面。运动BB1和A2是两个个相互独独立的表表面成形形运动，因因此，用用车刀车车削外圆圆柱时属属于简单单成形运运动。如果一个个独立的的成

17、形运运动，是是由两个个以上的的旋转运运动或直直线运动动或两种种运动兼兼有，按按某种确确定的运运动关系系组合而而成，则则此成形形运动称称为复合合成形运运动。例例如，用用螺纹车车刀车削削螺纹表表面时（见见图4.3b），工工件的旋旋转运动动Bj1和车车刀的直直线运动动A12按规规定作相相对运动动，形成成螺旋线线导线，三三角形母母线（由由刀刃形形成，不不需成形形运动）沿沿螺旋线线运动，形形成了螺螺旋面。形成螺螺旋线导导线的两两个简单单运动BBj1和A12，由由于螺纹纹导程限限定而不不能彼此此独立，它它们必须须保持严严格的运运动关系系，从而而Bj1和A12这两两个简单单运动组组成了一一个复合合成形运运动

18、。又又如，用用齿轮滚滚刀加工工直齿圆圆柱齿轮轮时（见见图4.3c）它它需要一一个复合合成形运运动Bj1、B12（范范成运动动），形形成渐开开线母线线，又需需要一个个简单直直线成形形运动AA2，才能能得到整整个渐开开线齿面面。成形运动动中各单单元运动动根据其其在切削削中所起起的作用用不同，又又可为主主运动和和进给运运动（见见第二篇篇第2章章）。图4.33 成成形运动动的组成成2）辅助助运动 机床上上除表面面成形运运动外，还还需要辅辅助运动动以实现现机床的的各种辅辅助动作作。辅助助动作的的种类很很多，主主要包括括以下几几种：各种空空行程运运动 空行程程运动是是指进给给前后的的快速运运动和各各种调位

19、位运动。例如，在在装卸工工件时，为为避免碰碰伤操作作者，刀刀具与工工件应相相对退离离。在进进给开始始之前快快速引进进，使刀刀具与工工件接近近。进给给结束后后应快退退。再如如，车床床的刀架架或铣床床的工作作台，在在进给前前后都有有快进或或快退运运动。调调位运动动是在调调整机床床的过程程中，把把机床的的有关部部件移到到要求的的位置。例如摇摇臂钻床床，为使使钻头对对准被加加工孔的的中心，可可转动摇摇臂和使使主轴箱箱在摇臂臂上移动动。又如如龙门式式机床，为为适应工工件的不不同高度度，可使使横梁升升降。这这些都是是调位运运动。切入运运动 使刀具具由待加加工表面面渐渐切切入工件件到给定定切削位位置。分度运

20、运动 加工若若干个完完全相同同的均匀匀分布的的表面时时，为使使表面成成形运动动得以周周期地继继续进行行的运动动称为分分度运动动。如车车削多头头螺纹在车完完一条螺螺纹后，工工件相对对于刀具具要回转转1KK转（K螺纹纹头数）才才能车削削另一条条螺纹表表面，这这个工件件相对于于刀具的的旋转运运动就是是分度运运动。多多工位机机床的多多工位工工作台或或多工位位刀架也也需要分分度运动动。操纵和和控制运运动 操纵和和控制运运动包括括启动、停止、变速、换向、部件与与工件的的夹紧、松开、转位以以及自动动换刀、自动测测量、自自动补偿偿等。 卧式式车床的的工艺范范围及其其组成4.2.1 车床的的分类与与运动1.车床

21、床的分类类 为适应不不同的加加工要求求，车床床分为很很多种类类。按其其结构和和用途不不同，可可分为：卧式车车床（图图4.44）、立立式车床床（图44.5）、转塔车车床、回回轮车床床、落地地车床、液压仿仿形及多多刀自动动和半自自动车床床、各种种专用车车床（如如曲轴车车床、凸凸轮车床床等）、数控车车床和车车削加工工中心等等。图4.44 CCA61140型型卧式车车床外形形a)单立立柱式立立式车床床 b)双柱式式立式车车床图4.55 立式式车床2.车床床的用途途车床类机机床主要要用于加加工各种种回转表表面，如如内外圆圆柱表面面、圆锥锥表面、成形回回转表面面和回转转体的端端面等，有有些车床床还能加加工

22、螺纹纹面。由由于多数数机器零零件具有有回转表表面，车车床的通通用性又又较广，因因此在机机器制造造厂中，车车床的应应用极为为广泛，在在金属切切削机床床中所占占的比重重最大，约约占机床床总台数数的200335。在车床上上使用的的刀具，主主要是各各种车刀刀，有些些车床还还可以采采用各种种孔加工工刀具如如钻头、扩孔钻钻、铰刀刀及镗刀刀等，或或者使用用螺纹刀刀具如丝丝锥、板板牙进行行内、外外螺纹加加工等。3.车床床的运动动车床刀具具和工件件的主要要运动有有表面成成形运动动和辅助助运动。1）表面面成形运运动工件的的旋转运运动。这这是车床床的主运运动，其其转速较较高，消消耗机床床功率的的主要部部分。刀具的的

23、移动。这是车车床的进进给运动动。刀具具可作平平行于工工件旋转转轴线的的纵向进进给运动动（车圆圆柱表面面）或作作垂直于于工件旋旋转轴线线的横向向进给运运动（车车端面），也也可作与与工件旋旋转轴线线倾斜一一定角度度的斜向向运动（车车圆锥表表西）或或作曲线线运动（车车成形回回转表面面）。进进给量ff常以主主轴每转转刀具的的移动量量计，即即 mmmr。车削螺纹纹时，只只有一个个复合的的主运动动：螺旋旋运动。它可以以被分解解为两部部分：主主轴的旋旋转和刀刀具的移移动。2）辅助助运动为了将毛毛坯加工工到所需需要的尺尺寸，车车床还应应有切入入运动，有有的还有有刀架纵纵、横向向的机动动快移。重型车车床还有有尾

24、架的的机动快快移等。4.2.2 卧卧式车床床加工的的典型表表面及部部件组成成卧式车床床加工的的典型表表面卧式车床床的工艺艺范围很很广，能能适用于于各种回回转表面面的加工工。其加加工的典典型表面面如图44.6所所示。图4.66 卧式式车床所所能加工工的典型型表面2）卧式式车床的的组成部部件卧式车床床的外形形图如图图4.44所示，其其主要组组成部分分及功用用如下：1.主轴轴箱主轴箱11固定在在床身44的左端端，内部部装有主主轴和变变速及传传动机构构。工件件通过卡卡盘等夹夹具装夹夹在主轴轴前端。主轴箱箱的功用用是支承承主轴并并把动力力经变速速传动机机构传给给主轴，使使主轴带带动工件件按规定定的转速速

25、旋转，以以实现主主运动。2刀架架刀架2可可沿床身身4上的的运动导导轨作纵纵向移动动。刀架架部件由由几层组组成，它它的功用用是装夹夹车刀，实实现纵向向、横向向或斜向向运动。3尾座座尾座3妥妥装在床床身毛右右端的尾尾座导轨轨上可可沿导轨轨纵向调调整其位位置，它它的功用用是用后后顶尖支支承长工工件也也可以安安装钻头头、铰刀刀等孔加加工刀具具进行孔孔加工。4进给给箱进给箱110固定定在床身身4的左左端前侧侧。进给给箱内装装有进给给运动的的变换机机构，用用于改变变机动进进给的进进给量或或所加工工螺纹的的导程。5溜板板箱溜板箱88与刀架架2的最最下层纵向向溜板相相连。与与刀架一一起作纵纵向运动动，功用用是

26、把进进给箱传传来的运运动传递递给刀架架，使刀刀架实现现纵向和和横向进进给或快快速移动动或车螺螺纹。溜溜板箱上上装有各各种操纵纵手柄和和按钮。6床身身床身4固固定在左左、右床床腿9和和5上。在床身身上安装装着车床床的各个个主要部部件，使使它们在在工作时时保持准准确的相相对位置置或运动动轨迹。4.3 卧式式车床的的传动与与结构4.3.1 卧式车车床的传传动系统统图现以CAA61440型卧卧式车床床为例，分分析普通通卧式车车床的传传动系统统图如图图4.77所示。图中各各种传动动元件用用简单的的规定符符号代表表，各齿齿轮所标标数字表表示齿数数。规定定符号详详见国家家标准GGB44460-19884机机

27、械制图图机构构运动简简图符号号。机机床的传传动系统统图画在在一个能能反映机机床基本本外形和和各主要要部件相相互位置置的平面面上，并并尽可能能绘制在在机床外外形的轮轮廓线内内。各传传动元件件应尽可可能按运运动传递递的顺序序安排。该图只只表示传传动关系系，不代代表各传传动元件件的实际际尺寸和和空间位位置。4.3.2 CA661400型卧式式车床传传动系统统分析 1.主运运动传动动链1）传动动路线CA61140型型卧式车车床主运运动传动动链的两两末端件件是主电电动机和和主轴。运动由由电动机机（7.5kww，14450rrmiin）经经V型带带轮传动动副1300mm2300mm传传至主轴轴箱中的的轴I

28、。在轴II上装有有双向多多片摩擦擦离合器器M1，使主主轴正转转、反转转或停止止。当压压紧离合合器M1左部的的摩擦片片时，轴轴I的运运动经齿齿轮副556338或551443传给给轴，使轴轴获得两两种转速速。压紧紧右部摩摩擦片时时，经齿齿轮500、轴上的空空套齿轮轮34传传给轴上的固固定齿轮轮30。这时轴轴I至轴轴间多一一个中间间齿轮334，故故轴的转向向与经MM1左部传传动时相相反。轴轴反转转转速只有有一种。当离合合器处于于中间位位置时，左左、右摩摩擦片都都没有被被压紧。轴的运动动不能传传至轴，主轴轴停转。 轴的运动动可通过过轴、轴间三对对齿轮的的任一对对传至轴轴，故轴正转共共有2366种转速速

29、。运动由轴轴传往主主轴有两两条路线线：高速传传动路线线。主轴轴上的滑滑移齿轮轮50移移至左端端，使之之与轴上右端的的齿轮663啮合合。运动动由轴经齿轮轮副633500直接传传给主轴轴，得到到450014400rrmiin的66种高转转速。低速传传动路线线。主轴轴上的滑滑移齿轮轮 500移至右右端，使使主轴上上的齿式式离合器器 M22啮合。轴的运动动经齿轮轮副200800或500500传给轴轴，又经经齿轮副副2080或或5150传传给轴VV，再经经齿轮副副2658和和齿式离离合器MM2传至主主轴，使使主轴获获得1005000rminn的低转转速。传动系统统可用传传动路线线表达式式表示如如下：图4

30、.7 CA6140型卧式车床的传动系统图式中，2和3基本相相同，所所以实际际上只有有3种不不同的传传动比。因此，运运动经由由低速传传动路线线时，主主轴实际际上只能能得到22 3（2 21）18级级转速。加上由由高速路路线传动动获得的的6级转转速，主主轴总共共可获得得2 3 11（22 21） = 6 +18 244级转速速。同理，主主轴反转转时，有有3 l（22 21）122级转速速。主抽的各各级转速速，可根根据各滑滑移齿轮轮的啮合合状态求求得。如如图4-3中所所示的啮啮合位置置时，主主轴的转转速为： 同理，可可以计算算出主轴轴正转时时的244级转速速为10014400rr/niin；反反转时

31、的的12级级转速为为1415880rminn。主轴轴反转通通常不是是用于切切削，而而是用于于车削螺螺纹时，切切削完一一刀后使使车刀沿沿螺旋线线退回，所所以转速速较高以以节约辅辅助时间间。3）主传传动系统统的转速速图转速图可可以表达达主轴的的每一级级转速是是通过哪哪些传动动副得到到的这这些传动动副之间间的关系系如何，各各传动轴轴的转速速等。图4.88是CAA61440型卧卧式车床床主传动动系统的的转速图图。转速速图由以以下三个个部分组组成：距离相相等的一一组竖线线代表各各轴。轴轴号写在在上面。竖线间间的距离离不代表表中心距距。距离相相等的一一组水平平线代表表各级转转速回与与各竖线线的交点点代表各

32、各轴的转转速、由由于分级级变使机机构的转转速一般般是按等等比数列列排列的的，故转转速采用用了对数数坐标。相邻两两水平线线之间的的间隔为为lg（其中中为相邻邻两级转转速之比比，称为为公比）。为了简简单起见见，转速速图中省省略了对对数符号号。50/5063/5051/50140011209007106356050045040032025020016012510080504032202516121039/4156/38130/230轴1450电机轴轴轴轴轴30/5022/5820/8026/58ABD20/80C51/43图4.88 CCA61140型型卧式车车床主运运动传动动链的转转速图各轴之之间

33、连线线的倾斜斜方式代代表了传传动副的的传动比比，升速速时向上上倾斜，降降速时向向下倾斜斜。斜线线向上倾倾斜x格格表示传传动副的的实际传传动比为为Z主Z被x；斜线线向下倾倾斜x格格表示传传动副的的实际传传动比为为Z主/Z被-x。例如：CCA61140型型车床的的公比1.26，在在轴与轴之间的的传动比比30/501/2，基本本下降22格；222558l4，基本本下降44格。2.进给给运动传传动链进给传动动链是实实现刀具具纵向或或横向移移动的传传动链。卧式车车床在切切削螺纹纹时，进进给传动动链是内内联系传传动链。主轴转转1转刀刀架的移移动量应应等于螺螺纹的导导程。在在切削圆圆柱面和和端面时时，进给给

34、传动链链是外联联系传动动链。进进给量也也以工件件每转刀刀架的移移动量计计。因此此，在分分析进给给链时，都都把主轴轴和刀架架当作传传动链的的两端。运动从主主轴VII开始，经经轴传至轴轴X，可可经一对对齿轮直直接传递递，也可可经轴上的惰惰轮传递递。这是是进给换换向机构构。然后后，经挂挂轮架至至进给箱箱。从进进给箱传传出的运运动，一一条路线线经丝杠杠XIXX带动溜溜板箱，使使刀架作作纵向运运动，这这是车削削螺纹传传动链；另一条条路线经经光杠XXX和溜溜板箱，带带动刀架架作纵向向或横向向的机动动进给，这这是进给给传动链链。l）车削削螺纹CA61140型型车床可可车削米米制、英英制、模模数制和和径节制制

35、四种标标准的常常用螺纹纹，此外外还可以以车削大大导程、非标准准和较精精密的螺螺纹。既既可以车车削右螺螺纹，也也可以车车削左螺螺纹。进进给传动动链的作作用，在在于能得得到上述述四种标标准螺纹纹。车螺纹时时的运动动平衡式式为：式中：为从主主轴到丝丝杠之间间的总传传动比；t为机床床丝杠的的导程，mm，CA6140型车床的t=12mm；S为被加工螺纹的导程，mm。改变传动动比，就就可得到到这4种标准准螺纹中中的任意意一种。米制螺螺纹米制螺纹纹导程的的国家标标准见表表4.44。可以以看出，表表中的每每一行都都是按等等差数列列排列的的，行与与行之间间成倍数数关系。表4.44 标标准米制制螺纹导导程 mmm

36、11. 2251.51. 77522.2552. 5533.544.555.56789101112车削米制制螺纹时时，进给给箱中的的离合器器M3和M4脱开，MM接合。挂轮架架齿数为为63-1000-755。运动动进入进进给箱后后，经移移换机构构的齿轮轮副255/366传至轴轴，再经经过双轴轴滑移变变速机构构的齿轮轮副199/144，20/14，36/21，33/21，26/28，28/28，36/28，32/28中中的任一一对传至至轴，然后后再由移移换机构构的齿轮轮副255/36636/25传传至轴肌肌，接下下去再经经轴间的两两组滑移移变速机机构，最最后经离离合器MM传至丝丝杠。溜溜板箱中中的

37、开合合螺母闭闭合，带带动刀架架。车削米制制螺纹时时传动链链的传动动路线表表达式如如下:其中，轴轴轴轴之间间的变速速机构可可变换88种不同同的传动动比：即i基jj=Sj/7，SSj=6.5，77，8，99，9.5，110，111，112。这这些传动动比的分分母相同同，分子子则除66.5和和9.55用于其其他种类类的螺纹纹外，其其余按等等差数列列排列，相相当于米米制螺纹纹导程标标准的最最后一行行。这套套变速机机构称为为基本组组。轴XXVI轴XVV间的变速速机构可可变换44种传动动比：它们用以以实现螺螺纹导程程标准中中行与行行间的倍倍数关系系，称为为增倍组组。基本本组、增增倍组和和移换机机构组成成进

38、给变变速机构构。它和和挂轮一一起组成成换置机机构。车削米制制(右旋)螺纹的的运动平平衡式为为：式中：ii基为基本本组的传传动比；i倍为增倍倍组的传传动比。将上式简简化后可可得选择i基基和i倍之值，就就可以得得到各种种标准米米制螺纹纹的导程程S。Sj最大大为12，U倍最大为为1，故能能加工的的最大螺螺纹导程程为S=122 mmm。如需需车削导导程更大大的螺纹纹，可将将轴上的滑滑移齿轮轮58向右右移，与与轴上的齿齿轮266啮合。这是一一条扩大大导程的的传动路路线。轴以后后的传动动路线与与前文传传动路线线表达式式所述相相同。从从主轴轴之间的的传动比比为在正常螺螺纹导程程时，主主轴与轴间的传传动比为为

39、i=558/558=11。 扩大螺纹纹导程机机构的传传动齿轮轮就是主主运动的的传动齿齿轮，所所以：a.只有有当主轴轴上的 M2合上，即即主轴处处于低速速状态时时，才能能用扩大大导程。b.当轴轴一一之间的的传动比比为500/50020/80=1/44时，ii扩1=44，导程程扩大了了倍；当传动动比为220/88020/80=1/116时，ii扩1=116，导导程扩大大了倍。因因此，当当主轴转转速确定定后，螺螺纹导程程能扩大大的倍数数也就确确定了。c.当主主轴一一之间的的传动比比为500/50050/51时时，并不不准确地地等于11，所以以不能用用于扩大大导程。模数螺螺纹模数螺纹纹主要是是米制蜗蜗

40、杆，有有时某些些特殊丝丝杠的导导程也是是模数制制的。米米制蜗杆杆的齿距距为=m，所以模模数螺纹纹的导程程为=zpp =ZZm ，这里z为螺纹纹的线数数。模数m的的标准值值也是按按分段等等差数列列的规律律排列的的。与米米制螺纹纹不同的的是，在在模数螺螺纹导程程Sm=Zm中含有有特殊因因子。为此此，车削削模数螺螺纹时，挂挂轮需换换为644/10001000/977。其余余部分的的传动路路线与车车削米制制螺纹时时完全相相同。运运动平衡衡式为：式中，。代入化化简后得得因为，从从而得改变i基基和i倍时，就就可以车车削出各各种标准准模数螺螺纹。如如应用扩扩大螺纹纹导程机机构，也也可以车车削出大大导程的的模

41、数螺螺纹。英制螺螺纹英制螺纹纹在采用用英制的的国家(如英、美、加加拿大等等)中应用用广泛。我国的的部分管管螺纹目目前也采采用英制制螺纹。英制螺纹纹以每英英寸长度度上的螺螺纹扣数数（扣扣/in)表示，因因此英制制螺纹的的导程SSa=1/a。由于于CA661400车床的的丝杠是是米制螺螺纹，被被加工的的英制螺螺纹也应应换算成成以毫米米为单位位的相应应导程值值，即a的标准准值也是是按分段段等差数数列的规规律排列列的，所所以英制制螺纹导导程的分分母为分分段等差差级数。此外，还还有特殊殊因子225.44。车削削英制螺螺纹时，应应对传动动路线作作如下两两点变动动：将基本本组两轴轴(轴和)的主、被动关关系对

42、调调，使轴轴变为为主动轴轴，轴变为为被动轴轴，就可可使分母母为等差差级数。在传动动链中实实现特殊殊因子225.44。为此，将将进给箱箱中的离离合器MM3和Ms接合合，M44脱开，轴轴左端端的滑移移齿轮225移至至左面位位置，与与固定在在轴上的齿齿轮366相啮合合。运动动由轴XXIIII经M3先传到到轴，然后后传至轴轴，再再经齿轮轮副366/355传至轴轴。其其余部分分的传动动路线与与车削米米制螺纹纹时相同同。车削削英制螺螺纹时传传动路线线表达式式读者可可自行写写出，其其运动平平衡式为为其中，故 改变i基基和i倍，就可可以车削削出各种种标准的的英制螺螺纹。径节螺螺纹径节螺纹纹主要是是英制蜗蜗杆。

43、它它是用径径节DPP来表示示的。径径节DPP=(z为齿轮轮齿数；D为分度度圆直径径，inn) ，即即蜗轮或或齿轮折折算到每每英寸分分度圆直直径上的的齿数。英制蜗蜗杆的轴轴向齿距距即径节节螺纹的的导程为为径节DPP也是按按分段等等差数列列的规律律排列的的。径节节螺纹导导程排列列的规律律与英制制螺纹相相同，只只是含有有特殊因因子255.4。车削削径节螺螺纹时，传传动路线线与车削削英制螺螺纹时完完全同，但但挂轮需需换为664/11001000/977，它和和移换机机构轴间的的齿轮副副3625组组合，得得到传动动比值：综上所述述：a.车削削米制和和模数螺螺纹时，使使轴主动，轴轴被动动；车削英英制和径径

44、节螺纹纹时，使使轴主动，轴轴被动动。主动动轴与被被动轴的的对调是是通过轴轴左端齿轮轮25 (向左与与轴上的齿齿轮366啮合，向向右则与与轴左端的的M3形成内内、外齿齿轮离合合器)和轴左端端齿轮255的移动动(分别与与轴右端的的两个齿齿轮366啮合)来实现现的。这这两个齿齿轮由同同一个操操纵机构构控制，使使它们反向向联动，以以保证其其中一个个在左面面位置时时，另一一个在右右面位置置。轴间的的齿轮副副25/36、离合器器M3、轴XV-间的的齿轮2253625(这个齿齿轮366是空套套在轴上的的) 和轴轴间的的36/25(这个齿齿轮366是固定定在轴上的的)称为移移换机构构。b.车削削米制和和英制螺

45、螺纹时，挂挂轮架齿齿轮为663-1100-75；车削模模数和径径节螺纹纹(米制和和英制蜗蜗杆)时，挂挂轮架齿齿轮为664-1100-97。非标准准螺纹车削非标标准螺纹纹时，不不能用进进给变速速机构。这时，可可将离合合器M3，M4和M全部啮啮合，把把轴，XV ，XVIIII和和丝杠连连成一体体，使运运动由挂挂轮直接接传动丝丝杠。被被加工螺螺纹的导导程S依靠调调整挂轮轮架的传传动比挂来实现现。为了综合合分析和和比较车车削上述述各种螺螺纹时的的传动路路线，把把CA661400型车床床进给传传动链中中加工螺螺纹时的的传动路路线表达达式归纳纳总结如如下：2）车削削圆柱面面和端面面传动路路线为了减少少丝杠

46、的的磨损和和便于操操纵，机机动进给给是由光光杠经溜溜板箱传传动的。这时，将将进给中中的离合合器脱开，使使轴的齿齿轮288与轴左端的的56相啮啮合。运运动由进进给箱传传至光杆杆，再再经溜板板箱中的的齿轮副副(366/322) (332/556)、超越离离合器及及安全离离合器MM、轴轴、蜗杆杆蜗轮副副4/229传至至轴。运运动由轴轴经齿轮轮副400/488或(400/300) XX (330/448)、双向离离合器MM6轴、齿轮轮副288/800、轴传至至小齿轮轮12。小小齿轮112与固固定在床床身上的的齿条相相啮合。小齿轮轮转动时时，就使使刀架作作纵向机机动进给给以车削削圆柱面面。若运运动由轴轴

47、经齿轮轮副400/488或40/30 300/488、双向向离合器器M7、轴及及齿轮副副48/48 X 559/118传至至横向进进给丝杠杠，就使使横刀架架作横向向机动进进给以车车削端面面。其传传动路线线表达式式如下：纵向机机动进给给量CA61140型型车床纵纵向机动动进给量量有644种。当当运动由由主轴经经正常导导程的米米制螺纹纹传动路路线时，可可获得正正常进给给量。这这时的运运动平衡衡式为化简后可可得改变i基基和i倍可得到到从0.081.222mm/r的32种正常进进给量。其余332种进进给量可可分别通通过英制制螺纹传传动路线线和扩大大螺纹导导程机构构得到。横向机机动进给给量通过传动动计算

48、可可知，横横向机动动进给量量是纵向向的一半半。3）刀架架的快速速移动为了减轻轻工人劳劳动强度度和缩短短辅助时时间，刀刀架可以以实现纵纵向和横横向机动动快速移移动。按按下快速速移动按按钮，快快速移动动电动机机(3770W，26000r/minn)经齿齿轮副113/229使轴轴高速转转动，再再经蜗杆杆副4/229、溜溜板箱内内的转换换机构，使使刀架实实现纵向向或横向向的快速速移动。快移方方向仍由由溜板箱箱中双向向离合器器M6和M7控制。刀架快速速移动时时，不必必脱开进进给传动动链。为为了避免免仍在转转动的光光杠和快快速电动动机同时时传动轴轴，在齿齿轮与轴轴之间装装有超越越离合器器M8。4.3.3

49、CA661400型卧式式车床主主要结构构 1.主轴轴箱CA61140型型车床主主轴箱内内有：主轴部部件、主主传动变变速及操操纵机构构、摩擦擦离合器器及制动动器、主主轴到交交换齿轮轮间的传传动与换换向机构构以及润润滑装置置等。如图4.9所示示，为主主轴箱的的展开图图。该图是是按照传传动路线线中各传传动轴的的先后传传动顺序序，沿轴轴-(V )-VVI-XXI-XX的轴线线剖切，展展开在一一个平面面上而得得到的。展开图图是把立立体展开开在一个个平面上上，因而而其中有有些轴之之间的距距离拉开开，使原原来相互互啮合的的齿轮副副分开了了，如轴轴和轴、轴V之间，因因此，展展开图不不表示各各轴的实实际空间间位

50、置。展开图图上的轴轴向尺寸寸和各轴轴上所有有的零件件是按尺尺寸比例例绘出的的，图中中表示了了主轴箱箱内全部部传动件件、支承承件及有有关结构构。为了了表示出出各轴的的空间相相互位置置和各变变速操纵纵机构的的实际情情况，还还需要有有主轴箱箱的向视视图和横横剖面图图。1）卸荷荷式带轮轮电动机经经V带将运运动传至至轴左端的的带轮上上(图4.99)。带轮与与花键套套筒用螺螺钉联接接成一体体，支承承在支承承套内孔孔中的两两个深沟沟球轴承承上。支支承套固固定在主主轴箱体体上。作作用在带带轮上的的传动带带拉力，通通过花键键套筒、滚动轴轴承和支支承套，最最后传给给主轴箱箱体。而而转矩则则由带轮轮经过花花键套筒筒

51、传给轴轴。这样，轴轴只传递递转矩而而避免了了由传动动带拉力力产生的的弯曲变变形。这这种带轮轮起到了了卸荷的的作用。2）双向向片式摩摩擦离合合器及其其操纵机机构轴上装装有双向向片式摩摩擦离合合器，其其主要作作用是实实现主传传动的换换向。如如图4.10所所示，摩摩擦离合合器由内内摩擦片片、外摩摩擦片、定位片片，压紧紧块及调调整螺母母组成。左、右右两边的的双联齿齿轮和单单联齿轮轮分别空空套在轴轴上，当当电动机机起动后后，经传传动带带带动轴旋转，这这时并不不能直接接带动上上述两个个齿轮转转动，而而要通过过摩擦离离合器的的内、外外片的接接合才能能转动。图4.99 CCA61140型型卧式车车床主轴轴箱展

52、开开图图4.110a表示的的是左离离合器的的结构。离合器器的内、外两组组摩擦片片依次相相间安装装，外摩摩擦片22外圆周周上有44个凸起起，正好好嵌在双双联空套套齿轮罩罩壳的缺缺口中，外外片的内内孔大于于轴上的花花键。内内摩擦片片外圆无无凸起略略小于齿齿轮罩壳壳的内径径，内孔孔是花键键孔，装装在轴的花键上上并同轴轴一起旋旋转。当当拉杆通通过销子子向左推推动压紧紧块时，使使内、外外摩擦片片互相压压紧。轴轴的转矩矩便通过过摩擦片片间的摩摩擦力矩矩传给空空套齿轮轮，使主主轴正转转。两定位位片起限限制摩擦擦片轴向向位置的的作用。同理，当当压紧块块向右推推时，使使主轴反反转。压紧块块处于中中间位置置时，左

53、左、右离离合器均均脱开，主主轴及轴轴以后其其他各轴轴传动停停转。右右摩擦离离合器结结构与左左摩擦离离合器结结构原理理相同，就就是摩擦擦片数少少一些。图4.110 摩擦离离合器及及其操纵纵机构离合器接接合和脱脱开的操操纵，由由溜板箱箱右侧的的开关杠杠上的手手柄完成成（图44.100b）。当当向上扳扳动手柄柄时，通通过杠杆杆机构使使扇形齿齿轮顺时时针转动动，带动动齿条向向右移动动，其上上的拨叉叉拨动轴轴右端的的滑套右右移。滑滑套右移移时，将将元宝销销(杠杆)的右角角压下，元元宝销绕绕其回转转中心顺顺时针转转动，下下端的凸凸缘推动动装在轴轴内孔中中的拉杆杆左移，并并通过销销子带动压压紧块向向左压紧紧

54、，主轴轴正转。当手柄柄向下扳扳时，右右离合器器压紧，主主轴反转转。当手手柄处于于中间位位置时，离离合器脱脱开，主主轴停转转。为了缩短短停车的的辅助时时间，主主轴箱中中还装有有闸带式式制动器器，该制制动器与与摩擦离离合器操操纵机构构联动。当正转转和反转转时，齿齿条上的的凹槽处处与杠杆杆的下端端接触，使使杠杆顺顺时针转转动，制制动器松松开；当停车车时(手柄处处于中间间位置时时)，齿条条上的凸凸起处与与杠杆接接触，杠杠杆逆时时针转动动，拉紧紧闸带，制制动器工工作，使使主轴立立即停下下来。摩擦离合合器除换换向和传传递转矩矩外，还还可起到到断开传传动键的的作用。车床往往往要频频繁变换换主轴转转速，如如果

55、利用用关停主主电动机机来停车车变速(转动时时变速会会损坏齿齿轮)，电动动机频繁繁起制动动易损坏坏。利用摩摩擦离合合器的脱脱开位置置，可切切断轴以后的的传动链链，在主主电动机机运转情情况下，轴轴后各轴轴停转，即即可变速速。此外外，摩擦擦离合器器还可起起到过载载保护作作用。当机床床过载时时，摩擦擦片打滑滑，主轴轴停转，就就可避免免损坏机机床。摩擦片片间的压压紧力是是可以调调整的，调调整时，先先压下防防止螺母母圆松动动的弹簧簧销，同同时拧动动压紧块块上的圆圆螺母，圆圆螺母轴轴向移动动，改变变摩擦片片间的间间隙，即即可达到到调整摩摩擦力大大小的作作用，调调整后，使使弹簧销销重新卡卡进圆螺螺母的缺缺口中

56、，避避免螺母母松动。3）主轴轴部件主轴部件件由主轴轴、主轴轴轴承、主轴上上的传动动齿轮以以及紧固固件组成成。由于于机床工工作时由由主轴直直接带动动工件旋旋转进行行切削加加工，因因此，主主轴是机机床上的的一个关关键部件件。如图4.9所示示，CAA61440型车车床主轴轴是一个个空心阶阶梯轴。主轴内内孔用于于通过长长的棒料料或穿入入钢棒打打出顶尖尖，或通通过气动动、液压压或电气气夹紧装装置的管管道、导导线。主主轴前端端的莫氏氏6 号锥锥孔用于于安装顶顶尖或心心轴，利利用锥孔孔配合的的摩擦力力直接带带动顶尖尖或心轴轴转动。主轴前前端部采采用短锥锥法兰式式定位结结构，用用于安装装卡盘或或拨盘。短锥面面

57、与卡盘盘的锥孔孔相配合合来定位位，并由由卡板及及四个螺螺钉快速速固定，通过圆形拨盘传递转矩。CA61140型型车床的的主轴组组件，近近年来采采用二支支承结构构及后端端面轴向向定位。这种结结构的主主轴组件件完全可可以满足足刚度与与精度方方面的要要求，且且使结构构简化，降降低了成成本。主主轴的前前支承是是NN330211K/PP5型双双列短圆圆柱滚子子轴承，用用于承受受径向力力。这种轴轴承具有有刚性好好、精度度高、尺尺寸小及及承载能能力大等等优点。 后支支承有22个滚动动轴承，一一个是770255ACJJ型角接接触球轴轴承，大大口向外外安装，用用于承受受径向力力和由后后向前的的轴向力力。后支承承还

58、采用用了一个个 5112155型推力力球轴承承，用于于承受由由前向后后的轴向向力。主轴支承承对主轴轴的回转转精度及及刚度影影响很大大，特别别是轴承承间隙直直接影响响到加工工精度。主轴轴轴承应在在无间隙隙(或少量量过盈)条件下下进行运运转，因因此，主主轴组件件应在结结构上保保证能调调整轴承承间隙。CA661400型车床床主轴前前轴承的的前后两两端各有有一个螺螺母(后螺母母带有锁锁紧装置置，与前前轴承之之间还有有一个隔隔套) ，用来来调整间间隙。这这两个螺螺母可以以改变 NN330211K/PP5型轴轴承的轴轴向位置置，当轴轴承的内内环向前前移动时时，由于于轴承内内环很薄薄，且内内环孔与与主轴是是

59、锥面配配合，就就会引起起内环径径向弹性性膨胀变变形，从从而调整整轴承径径向间隙隙或预紧紧(过盈)程度。后支承承外边的的螺母也也被用来来调整后后支承两两个轴承承的间隙隙。主轴上装装有三个个齿轮，从从右至左左为空套套在主轴轴上的斜斜齿轮、与主轴轴花键连连接的滑滑移齿和和固定在在主轴上上的进给给传动齿齿轮。用用斜齿轮轮传动时时，主轴轴运转较较平稳；且齿轮轮是左旋旋的，其其传动时时产生的的作用力力于主轴轴的轴向向力方向向向前，与与纵向切切削力方方向相反反，可抵抵消一部部分支承承所受轴轴向力。中间的的滑移齿齿轮，在在左边位位置时，为为高速传传动；在在右边时时，作为为内齿离离合器与与斜齿齿齿轮接合合，为低

60、低速传动动；在中中间位置置时，主主轴空档档，可较较轻快地地用于转转动主轴轴，以便便进行调调整工作作。4）变速速操纵机机构 主轴箱中中共有三三套操纵纵机构来来操纵滑滑移齿轮轮进行动动作。图图4.111是其其中轴和轴上的滑滑移齿轮轮操纵机机构。轴上的的双联滑滑移齿轮轮和轴上的三三联滑移移齿轮是是用一个个手柄进进行操纵纵的。变变速手柄柄装在主主轴箱的的前壁上上，通过过链传动动使轴转动，轴轴上装有有盘形凸凸轮和曲曲柄。盘盘形凸轮轮上有一一条封闭闭的曲线线槽，由由两段半半径不同同的圆弧弧和直线线组成，凸凸轮上有有六个变变速位置置。在位位置1、2、3时，杠杠杆上端端的滚子子处于凸凸轮槽曲曲线的大大半径圆圆