机修钳工实训（高级模块）课件：磨床、镗床、龙门铣床工作原理和主要结构

磨床、镗床、龙门铣床工作原理和主要结构

一、磨床使用砂轮进行切削加工的机床称为磨床。磨削可以加工外圆柱表面、内圆柱表面、平面、锥面、螺纹、曲轴、花键轴、齿轮及特种曲面等。磨床根据加工工件表面形状的不同，可分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、刃具磨床和特种磨床等。现以外圆磨床为例进行介绍。

1．工作原理外圆磨削的方式不同，磨床所具有的运动也不同。（1）纵向进给外圆磨削如图3–1–26所示。图3–1–26纵向进给外圆磨削工作原理（2）横向进给外圆磨削磨削时，砂轮除作回转运动外，还作连续的横向进给运动；工件只作旋转运动，不作往复移动。（3）外圆无心磨削如图3–1–27所示，磨削时，砂轮1作高速回转运动（即主运动）；导轮2作慢速回转运动，且转向与砂轮相同；工件以被磨表面为基准，浮动在支承拖板3上；当导轮2与工件4接触时，在摩擦力的作用下，导轮带动工件回转，构成了工件的圆周进给运动。图3–1–27外圆无心磨削工作原理1―砂轮2―导轮3―支承拖板4―工件

2．主要结构下面以M1432A型万能外圆磨床为例进行介绍。图3–1–28所示为M1432A型万能外圆磨床的外形。图3–1–28外圆无心磨削工作原理1―床身2―工作台3―头架4―砂轮5―内圆磨头6―砂轮架7―尾座

（1）床身（2）工作台（3）头架图3–1–29所示为头架展开图。（4）尾座图3–1–30所示为尾座结构。（5）砂轮架砂轮架装于后床身上。图3–1–31所示为砂轮架主轴部件剖视图及局部放大图。

图3–1–29头架展开图1、10―螺钉2―后轴承3―主轴4―螺母5―中间套6―前轴承7―拨杆8―拨盘9―端盖11―带轮12―轴承座13―轴套图3–1–30尾座结构1―套筒2―壳体3―拨杆4―弹簧5―定轴6―连杆7―轴8―调整螺杆9―螺母10―手柄11―液压缸12、13―锁紧块图3–1–31砂轮架主轴部件剖视图1―法兰盘2―砂轮3、8―“短三瓦块”滑动轴承4―主轴5―半圆轴套6―轴7―支架9―V带轮10―螺钉11―弹簧12、13―半圆环

（6）内圆磨具内圆磨具是磨削工件内孔和内锥孔的工具，其结构如图3–1–32所示。

图3–1–32内圆磨具装配图1―砂轮杆2―密封端盖3―螺母4―前轴承5―套6―壳体7―定位螺钉8―主轴9―弹簧10―后轴承11―V带轮（7）进给机构1）纵向手动进给机构。如图3–1–33所示为纵向手动进给机构图。2）横向手动进给机构。横向手动进给机构如图3–1–34所示。

图3–1–33纵向手动进给机构图3–1–34横向手动进给机构1―手轮2―销3―旋钮4―套5―棘轮6―零位撞块7―定位爪

8―刻度盘9―双联齿轮10―轴11―齿轮12―遮板13、17―弹簧14―棘爪15―销轴16―撑牙阀18―手柄19―挡块二、镗床镗床是孔加工类机床，主要用旋转的镗刀镗削箱体、机架类零件上已铸出的孔或粗钻出的孔及孔系。现以台式卧式铣镗床为例说明其用途、主要结构及工作原理。

1．台式卧式铣镗床的用途台式卧式铣镗床适用于各种箱体、机架等零件的镗孔、钻孔、铣削平面、外圆及端面加工，并可通过安装特殊附件加工螺纹等。镗轴直径为70～130mm。

2．台式卧式铣镗床的运动（1）主运动1）集中传动。2）分离传动。变速系统的类型主要与主电动机的种类有关：①滑移齿轮或电磁离合器控制的齿轮有级变速，或者采用机械无极变速器。采用的主电动机是单速或双速交流电动机。②简化了的机械变速机构。采用的主电动机是交流或直流调速电动机的无极调速系统。（2）进给运动1）转进给方式（mm/r）适用于镗削、钻削、加工外圆中的进给，其特点如下：①传动链由主轴传出，进给运动调速范围一般均比主运动调速范围大，且速度变化范围远大于分进给方式。②转进给方式一般为有级变速，由于传动链从主轴传出，所以当改变主轴转速时每转进给量不变。③变速机构多数为滑移齿轮，用手柄或液压拨叉操纵。2）分进给方式（mm/min）适用于铣削中的进给。其特点如下：①传动链多数单独由电动机传出，与主轴转速无关。②因具有独立的驱动系统，故可以实现进给运动的快速趋近→工作进给→快速返回→停止这样的自动循环，所以便于实现机床的自动化。③能以最大进给量作空行程快速移动，故无需另设快速移动机构。④分进给方式的进给量直接表达生产率。⑤在结构上减轻了主轴箱的质量及相应的平衡重锤的质量。3．台式卧式铣镗床的主要结构（1）主轴及平旋盘1）主轴结构通常有以下几种。①三层主轴结构（图3–1–35）。结构由外伸主轴（镗轴）2、空心主轴（铣轴）1及平旋盘主轴3组成。三层主轴结构的缺点有：结构层次多，主轴回转精度低；支承零件增多，主轴刚度低；切削时振动较大；主轴箱相应增加了重量，对平衡配重不利；空心主轴轴承润滑困难。图3–1–35三层主轴结构1―空心主轴（铣轴）2―外伸主轴（镗轴）

3―平旋盘主轴4―衬套5―平旋盘②两层半主轴结构（图3–1–36）。介于两层主轴和三层主轴之间的主轴结构称为两层半主轴结构。两层半主轴结构的优点有：主轴精度不受平旋盘支承的影响；外伸主轴刚度较高；平旋盘回转精度较高。图3–1–36两层半主轴结构1―平旋盘2―双列圆锥滚子轴承3―空心主轴前轴承4―法兰盘5―空心主轴（铣轴）6、7―衬套8―外伸主轴（镗轴）③两层主轴结构（图3–1–37）。主轴组件由铣轴和镗轴组成。两层主轴结构优点有：主轴刚度、回转精度较高；铣轴端部可安装较多附件，故扩大了机床的工艺范围，可用于数控卧式铣镗床。④非外伸型主轴。铣轴与镗轴合一，主轴不能轴向移动，容易保证其刚度和精度。优点为应用广泛。专用的小型卧式铣镗床、数控卧式铣镗床及卧式加工中心均可采用此种主轴结构。图3–1–37两层主轴结构

2）平旋盘。主要用来镗削大孔，切削端面、外圆及退刀槽等。通常有两种形式。①固定式平旋盘。常用的有外行星式圆柱齿轮行星差动机构、锥齿轮行星差动机构两种。a．外行星式圆柱齿轮行星差动机构。如图3–1–38所示。b．锥齿轮行星差动机构。如图3–1–39所示。

图3–1–38圆柱齿轮行星差动机构传动的平旋盘径向刀架进给系统图3–1–39锥齿轮行星差动机构传动的平旋盘径向刀架进给系统②可拆式平旋盘。它主要装在铣轴上。平旋盘用螺钉固定在铣轴上，所以在铣轴高速旋转时务必拆下平旋盘，以免因高速而产生危险。铣轴驱动及平旋盘回转均由主传动系统完成。通过主轴进给带动装在主轴锥孔内的齿条附件推动齿轮，经齿条带动滑块在平旋盘座内作径向移动。

（2）工作台的夹紧及分度定位机构1）工作台夹紧机构常用的有两种。①液压缸推动的机械夹紧机构。如图3–1–40所示为工作台由液压控制的菱形块夹紧机构。其工作原理如下：a．夹紧。（图3–1–40a）b．松开。

c．机械自锁。图3–1–40工作台由液压控制的菱形块夹紧机构a）工作台夹紧示意图b)菱形块夹紧机构1―弹簧板2、7―压紧块3―菱形块4―液压缸活塞5―摇块6―上滑座8―螺杆9―夹紧块10―工作台

②液压缸推动蝶形弹簧夹紧液压松开的夹紧机构。如图3–1–41所示为通过电磁阀控制由液压缸推动蝶形弹簧而松开，无液压推动时由蝶形弹簧夹紧的机构。其工作原理如下：A．夹紧。B．松开。2）工作台分度定位机构通常有定位销定位、端齿盘定位、圆光栅或圆感应同步器检测分度定位三种。①定位销定位。②端齿盘定位。如图3–1–42所示。图3–1–41工作台由蝶形弹簧夹紧液压松开的结构1―工作台2―夹紧杆3―蝶形弹簧4―夹紧螺栓5―活塞杆6―活塞图3–1–42端齿盘定位的分度工作台1―挡块2―工作台3―下齿盘4―上齿盘5―零位下齿盘6―夹紧装置7―挡块8―蝶形弹簧9―液压缸活塞10―工作台底座11―蜗杆副12―小齿轮它的优点有：a．由于上齿盘4和下齿盘3的定位齿沿圆周呈放射状分布，故成对端齿盘啮合时起到自动定心的作用。b．端齿盘在使用过程中齿面越磨合，其接触面积就越大、越均匀，定位精度就越高。c．由于端齿盘是多齿重复定位，故重复定位精度稳定。d．分度精度高，一般为±3″，有时可达±0.5″甚至更高（主要取决于定位端齿盘的精度）。③圆光栅或圆感应同步器检测分度定位。这种方法可以实现任意角度的分度定位，应用于数控回转工作台，易实现自动化。三、龙门铣床龙门铣床常用来加工大型、重型或超重型零件的平面、斜面等。通常分为横梁移动式、龙门架移动式两大类。