教学材料金属切削机床-2

2.1概述车床是机械制造业中使用最广泛的一类机床,在一般机器制造企业中,约占金属切削机床数量的20%~35%。在这类机床上,主要使用车刀或孔加工刀具(如钻头、扩孔钻、铰刀等)及螺纹刀具(如丝锥、板牙等),进行各种回转表面的加工。可加工内外圆柱面、圆锥面、成形回转面、回转体的端面及螺纹面等。车床的主运动是工件的旋转运动,进给运动是刀具的直线运动。车床的种类很多,按用途和结构的不同,可分为卧式车床和落地车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床及多刀车床、仪表车床等。此外,还有各种专门化车床,如凸轮轴车床、曲轴车床、铲齿车床、车轮车床及高精度丝杠车床等。在所有车床中,以卧式车床应用最为广泛。卧式车床加工尺寸公差等级可达IT8~IT7,表面粗糙度Ra的值可达1.6μm。根据被加工零件的不同精度的要求,车床又有普遍精度级、精密级、高精度级的区分。返回2.2车床的类型和用途2.2.1普通车床普通车床指能够对轴类、盘类、环类等回转类零件进行多种工序加工的卧式车床。普通车床适用于单件小批量生产,是车床类中应用最广泛的一种,约占车床总数的65%,因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床(Horizontallathe)。为了适应一些特殊零件的加工,普通车床还派生出马鞍车床、加高车床、万能卡盘车床和万能精密车床等“类型”车床。马鞍车床(Gaplathe)(见图2-1)和普通车床的主要区别在于马鞍车床的床身,在靠近床头箱一端有一段可卸式导轨(形似马鞍),卸去马鞍后就可使所加工工件的最大直径加大。加高车床和普通车床唯一的区别在于主轴的中心提高了,因此扩大了所加工工件的直径范围。下一页返回2.2车床的类型和用途万能卡盘车床主要用于加工盘类工件,它的床身较短,无尾架及车螺纹系统,并具有可装卸的马鞍。如果在车床上经常加工大直径盘类零件,使用普通车床不能充分发挥床身和尾架的作用。另外,在这类零件上通常没有大直径的螺纹,用大型普通车床加工这类零件在经济上和效率上都不合适。为此可以大大缩短床身,去掉丝杠,甚至可以完全不要床身。把主轴箱、刀架、尾座直接安装在地基或落地平台上,这种车床称为落地车床(Heavydutyfacelathe)(见图2-2)。为了加大所要加工工件的直径,在车床的花盘下方可以挖出地坑。上一页下一页返回2.2车床的类型和用途2.2.2立式车床把落地车床的主轴竖立起来,就演变为立式车床(Verticallathe)。这是为了适应加工大型盘类零件而设计的。例如直径10~20m的水轮机涡壳,要是在落地车床上加工,车床的中心高就得10m多,这种车床制造起来很困难,使用时工件装夹在花盘的端面上。装夹、找正费时,而且不方便。更不利的是主轴及其轴承承受很大的弯矩,易变形,磨损快,难以长期的保持工作精度。如果把主轴竖立起来,工件就可以水平旋转,不仅工件的装夹、观察方便,而且主轴及其轴承不受工件、花盘产生的弯矩作用,工件和工作台的质量由导轨和推力轴承承担。因此,立式车床和落地车床相比,立式车床更能长期的保持工作精度。上一页下一页返回2.2车床的类型和用途立式车床按结构特点分为单柱立式车床和双柱立式车床两种。单柱立式车床只用于加工直径不太大的工件,其结构如图2-3(a)所示。大直径的零件一般采用双立柱式车床加工,其结构如图2-3(b)所示,工作台2装在底座1上。工件装夹在工作台上并由工作台带动做主运动。进给运动由垂直刀架3和侧刀架5实现。侧刀架5可在立柱4的导轨上垂直移动,还可在滑座7的导轨上水平移动。垂直刀架3能在横梁6的导轨上做横向进给移动,并沿其滑座的导轨做垂直进给运动。横梁6可根据工作要求沿立柱导轨调整刀架的高低位置。立式车床的垂直刀架通常带有回转刀架,在回转刀架上可以安装几组可交替使用的刀具(一般为5组)。上一页下一页返回2.2车床的类型和用途2.2.3转塔车床普通车床的使用范围广、灵活性大,但是可以安装的刀具较少,尤其是孔加工刀具。在成批生产形状比较复杂的工件时,为了增加安装刀具的种类和数量,减少更换刀具的时间,将普通车床的尾座去掉,在此处安装能够纵向移动的多工位刀架(转塔刀架),并在传动及结构上作相应的改变,这样所形成的车床就是转塔车床(Turretlathe)。转塔刀架包括转塔头和床鞍,转塔头有立轴式和卧轴式两种。在转塔车床上,根据所加工工件的加工工艺情况,预先将所用的全部刀具安装在机床上,并调整好刀具。每组刀具的行程终点位置由可调整的挡块加以控制。加工时刀具依次轮流进行切削,加工每个工件时不必再反复地装卸刀具和测量工件尺寸。为了进一步提高加工生产率,在转塔车床上尽可能使用多刀同时加工。上一页下一页返回2.2车床的类型和用途图2-4(a)所示为带有立轴式转塔头的转塔车床,它除了有前刀架1外,还有一个转塔刀架2。前刀架可作纵向或横向进给,用于切削大直径外圆柱面及加工内、外端面和沟槽;转塔刀架一般为六角形,可装六组刀具,只能作纵向进给,主要用于切削外圆柱面及对内孔进行钻、扩、铰等加工。图2-4(b)所示为带有卧轴式转塔头的转塔车床,它没有前刀架,只有一个轴心线与主轴中心线相平行的回转刀架。回转刀架的端面上有12个或16个安装刀具的孔,可以安装12或16组刀具。当刀具孔转到其上端的位置时,恰与机床主轴中心同心,这时便可对装夹在主轴上的工件进行孔加工。回转刀架除转动外,还能沿床身作纵向进给运动。当刀具进行切槽或切断时,需作横向进给。横向进给是通过刀架的缓慢转动来实现的。带有卧轴式转塔头的转塔车床主要是用于加工直径较小的工件,它所应用的毛坯通常为棒料。上一页下一页返回2.2车床的类型和用途2.2.4自动车床和半自动车床机床调整好以后,无须工人参与操作便能自动地、连续地完成预定的工作循环。这种车床被称为自动车床(Automaticlathe)。若机床能完成预定的工作循环,但装卸工件仍由工人完成,即不能自动重复工作循环而能自动完成一次加工的车床称为半自动车床(Semiautomaticlathe)采用自动或半自动车床,主要取决于毛坯的形状和生产批量。根据毛坯形状和加工工艺方法的不同,加工时使用的自动车床和半自动车床的主要类型如表2-1所示。从表中可以看出,加工棒料毛坯宜采用自动车床;加工件料毛坯宜采用半自动车床。对于批量较大的件料毛坯加工,可以在半自动车床上增加装卸料装置,使之变为自动车床。上一页下一页返回2.2车床的类型和用途多轴自动或半自动车床可同时对多个工件进行加工,适合在大批、大量生产中使用;横切式自动车床刀具一般只能作横向进给,主要用于加工形式简单、尺寸较小的销轴类零件;纵切式自动车床刀具一般只作纵向进给,主要用于加工细长轴和盘套类零件;复合式自动车床主要用于加工形状复杂而且多把刀具顺序进行加工的零件。采用自动或半自动车床,显著地减少了辅助运动所耗费的时间,为多刀、多工位同时加工创造了有利条件,并为减轻工人劳动强度、提高劳动生产率开辟了途径。目前自动或半自动车床已广泛地用于大批、大量生产中,有时对于批量不太大的生产,为了使加工稳定或改善工人的劳动条件,也采用自动或半自动车床进行加工。上一页下一页返回2.2车床的类型和用途2.2.5专门化车床专门化车床是指用于形状相似而尺寸不同的同类型工件某一加工部位的机床。专门化车床的种类很多,曲轴主轴颈车床、曲轴连杆轴颈车床、凸轮轴凸轮车床等都属于专门化车床。对于专门化车床、当工件及加工表面的形状发生变化后,车床在布局、运动、传动和结构上也将具有一系列的变化,即使加工同样的工件,由于工件的尺寸和生产批量的不同,车床的性能、布局、传动和结构也将有很大的变化,下面以曲轴连杆轴颈车床为例加以说明。曲轴连杆轴颈车床主要用来加工内燃机和空气压缩机的曲轴连杆轴颈及其曲臂侧面。根据曲轴尺寸和生产批量的不同,曲轴连杆轴颈车床可分为单刀架曲轴连杆轴颈车床(图2-5)、双刀架曲轴连杆轴颈车床和多刀架曲轴连杆轴颈车床。由于连杆轴颈的中心与曲轴的旋转中心不重合,而曲轴的刚度又较差,所以曲轴连杆轴颈车床有如下的特点:上一页下一页返回2.2车床的类型和用途(1)采用了特殊卡盘(见图2-5(a))。卡盘由三部分组成:卡盘体1装在机床主轴上;滑块2可沿卡盘体1的凸轨槽移动,以调整偏心量;夹头3夹持工件,并可在滑块2上绕夹头3的中心O转位。(2)两端驱动。车床左右两端有相同的主轴箱,被加工曲轴的旋转运动是由左右两端内主轴同步传动(见图2-5(b)),从而减少了曲轴在切削时的扭转变形。(3)为了提高劳动生产率,在大批、大量生产中,采用多刀架曲轴连杆轴颈车床。它可以同时加工曲轴的各个连杆轴颈及其相邻侧面、并将曲轴全部连杆轴颈的加工一次完成。上一页下一页返回2.2车床的类型和用途2.2.6仿形车床仿形车床(Copyinglathe)是指能仿照样板或样件的形状尺寸,自动完成工件的加工循环的车床,适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产,生产率比普通车床高10~15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型。仿形车床的仿形控制主要有机械式、液压式和数控仿形三种:(1)机械式仿形车床。机械式仿形车床是利用闭式靠模进行直接仿形。闭式靠模固定在床身上,仿形刀架装在车床的纵向溜板上,仿形刀架上的滚轮插在靠模的挡中。纵向溜板移动时,刀架在靠模的作用下,在工件表面车出与靠模曲面相同的形状。上一页下一页返回2.2车床的类型和用途(2)液压式仿形车床。液压式仿形车床的切削力不直接作用在靠模上,而是由液压装置承受。溜板纵向移动时,仿形触头按靠模的形状作横向运动,通过液压控制装置,使刀架严格地跟随仿形触头作步调一致的横向运动。图2-6为液压式仿形车床的控制原理图,液压控制装置由伺服阀和工作油缸组成。图中,触头2以一定的压力紧靠在机床的样板1上,当刀架5带动触头和刀具从右向左纵向移动时,触头的运动轨迹便反馈给刀具,从而加工出和样板形状相同的工件来。液压式仿形车床主要用来加工各种阶梯轴和具有齿形曲面的轴,由于它可以用较大的切削用量进行加工,所以生产率较高。(3)数控仿形车床。数控仿形车床是把样板的形状变为数字信号,最后通过数码控制来确定刀具与工件运动的顺序和轨迹。它具有通用性强、加工精度和加工生产率高、质量稳定等特点,可用于各种台阶、锥面、圆弧、螺纹等表面的加工。上一页返回2.3CA6140型卧式车床2.3.1工艺范围和布局CA6140型卧式车床是普通精度级中型车床。此车床能进行内外圆柱面、圆锥面、端面和螺纹表面的加工,切环行槽和滚花,还能进行钻孔、扩孔、攻丝等加工,适用于单件小批生产及维修车间。其典型的加工表面如图2-7所示。CA6140型普通车床床身上最大工件回转直径为400mm;最大的工件长度为750mm、1000mm、1500mm、2000mm;最大的切削长度为650mm、900mm、1400mm、1900mm;主轴的内孔直径为48mm;主电动机功率为7.5kW。图2-8为CA6140型普通车床的外形图。它由主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身等部件组成。下一页返回2.3CA6140型卧式车床主轴箱:主轴箱2固定在床身5的左端,它的主要作用是将主电动机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向和不同转速,同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中的主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量,一旦主轴的旋转精度降低,机床的使用价值就会降低。刀架:刀架3安装在床身5的中部,可沿床身上的导轨做纵向移动,它的作用是装夹刀具,并使之作纵向、横向或斜向运动。尾座:尾座4装在床身5的尾座导轨上,可在导轨上作纵向调整移动,它的作用是支撑工件和安装孔加工刀具。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床溜板箱:溜板箱9固定在刀架3的底部,可与刀架一起作纵向运动,它的作用是使刀架实现纵向和横向进给、快速移动或车螺纹。溜板箱内装有将光杠和丝杠的旋转运动转换成刀架直线运动的机构,通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动,通过丝杠带动刀架作纵向直线运动,用来车削螺纹。光杠与丝杠:光杠7与丝杠8用以连接进给箱与溜板箱,并把进给箱的运动和动力传给溜板箱,使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹的,在切削工件的其他表面时,只用光杠,不用丝杠。床身:床身5固定在两个床腿上,它的作用是支撑各主要部件,使它们保持准确的相对位置。进给箱:进给箱11固定在床身5的左前侧,它的作用是改变被加工螺纹的导程或机动进给的进给量。进给箱中装有进给运动的变速机构,调整其变速机构,可得到所需的进给量或螺距,通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床2.3.2传动系统CA6140型普通车床共有两条传动链:一条是从主电动机到主轴的外联系传动链,在传动系统图中体现为主运动传动链;另一条是从主轴到刀架的传动链,它根据被加工工件的不同,可以是内联系传动链或外联系传动链,这条传动链在传动系统图中体现为进给运动传动链。为了更好地对机床的传动情况进行分析,通常采用机床的传动系统图。传动系统图中各传动元件是按照运动传递的先后顺序,用简单的规定符号以展开图的形式画出来,并且还注明了齿轮及蜗轮的齿数、带轮的直径、丝杠的导程和头数、电动机的转速和功率、传动轴的编号等。需要注意的是,传动系统图能够反映出传动件的类型和数量,不能代表其真实大小和位置。在对传动运动进行分析时,应先根据传动原理图确定各传动链中有哪些执行件,工作时有哪些运动,各执行件的相互运动关系,然后再根据传动系统图确定执行件之间的传动结构和传动关系图2-9是CA6140型卧式车床的传动系统图。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床1.主运动传动链主运动传动链的两端执行件为电动机和主轴。它的作用是把电动机的运动和动力传给主轴,使主轴带动工件旋转,并满足主轴转速和换向的要求。主运动从电动机开始,经过三角带轮传给第一根轴,再通过摩擦离合器M1、一组双联滑移齿轮(56/38,51/43)以及反转齿轮副(50/34,34/30)传给轴Ⅱ。轴Ⅱ的运动通过一组三联滑移齿轮(22/58,30/50,39/41)传至轴Ⅲ。轴Ⅲ的运动传到主轴有两条传动路线:一条是经过齿轮副63/50直接传给主轴(此时主轴上的齿式离合器M2左移),使主轴得到450~1400r/min的六种高转速;另一条是主轴上的齿式离合器M2在图示位置,运动经齿轮副20/80或齿轮副50/50传给轴Ⅳ,再由齿轮副20/80或齿轮副51/50传给轴Ⅴ,最后由齿轮副26/58和齿式离合器M2传给主轴,使主轴获得10~500r/min的18种低转速。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床传动路线表达式是传动系统图的数字化,由传动路线表达式可容易地求出主轴的转速级数和各级转速的大小。CA6140型卧式车床主运动的传动路线表达式如下:上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床由传动路线表达式可以看出,主轴正转时,利用各滑移齿轮轴向位置的各种不同组合,其转速级数为:2×3+2×3×(2×2)=30(种)同理,主轴反转的转速级数为3+3×2×2=15(种)由传动路线表达式可以计算出轴Ⅲ到轴Ⅴ之间4条传动路线的传动比,即i2

和i3

基本相同,所以从轴Ⅲ到轴Ⅴ之间实际上只有3种不同的传动比因此,主轴实际得到的正转级数为:上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床2×3+2×3×(2×2-1)=24(种)反转级数为:3+3×(2×2-1)=12(种)主轴各级转速的数值,可根据传动路线表达式列出运动平衡式求出。例如主轴正转的最高转速为:n主

max=1450×130/230(1-0.02)56/38×39/41×63/50≈1400(r/min)主轴最低转速为:n主min=1450×130/230(1-0.02)51/43×22/58×20/80×20/80×26/58≈10(r/min)主轴反转通常不用于切削,而是用于车螺纹,在完成一次车削后使车刀沿螺纹线退回,防止下一次车削时发生乱扣现象。为了节省退回时间,主轴反转的转速比较高。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床2.进给运动传动链进给运动传动链是使刀架实现纵向或横向运动的传动链。进给运动传动链的两端执行件为主轴和刀架,当车床车削螺纹时,主轴和刀架之间有严格的运动比例关系,传动链属于内联系传动链;当车床车削圆柱面和端面时,主轴和刀架之间无须严格的运动比例关系,传动链属于外联系传动链。CA6140型普通车床的进给运动(见图2-9)由主轴Ⅵ开始,经齿轮副58/58(或扩大螺距机构)到轴Ⅸ,再经轴Ⅹ、挂轮机构传至轴ⅩⅢ,然后进入进给箱。从进给箱传出的一条传动路线是经丝杠ⅪⅩ带动溜板箱使刀架纵向运动,这是切削螺纹的传动路线;另一条传动路线是经光杠ⅩⅩ和溜板箱内一系列传动机构,带动刀架作纵向或横向的进给运动,这是一般机动进给的传动路线。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床1)车削螺纹的进给运动CA6140型普通车床可以车削公制、模数制、英制和径节制四种标准的螺纹,还可以车削加大导程、非标准导程及较精确导程的螺纹。它既可以车削左螺纹,也可以车削右螺纹。在进给传动系统设计时,要根据螺纹的特点设计其传动机构。标准螺纹的导程是按分段等差数列或分段调和数列排列的,且各段数列的差值相互成倍数关系。因此,进给传动系统由“基本变速组”“倍增变速组”和“移换机构”等机构构成。为了实现对大导程螺纹的切削,传动系统还设计了扩大螺纹导程机构。其传动路线表达式为:上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床传动经扩大螺纹导程机构后,将所加工螺纹的导程增加了4~16倍。但必须注意,由于扩大螺纹导程机构的传动齿轮实际上就是主运动的传动齿轮,因此,当主轴转速确定后,导程可能扩大的倍数也就确定了,不可能再有变动。车螺纹进给运动的传动路线表达式如下:上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床传动运动平衡式为:式中io———传动链中传动比不变的总传动比;ix———传动链中传动比可变的总传动比;k———被加工螺纹的头数;T———被加工螺纹的螺距,mm;S———被加工螺纹的导程,mm。车床车削不同的螺纹时,进给运动链中的ix

是不一样的。下面具体分析车削公制、模数制、英制和径节制四种标准螺纹以及非标准导程螺纹的传动路线。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床(1)车削公制螺纹。公制螺纹是我国常用的螺纹,它的标准导程数列是分段等差数列,各段数列之间的差值相互呈倍数关系。CA6140型卧式车床可以加工的公制螺纹标准导程排列见表2-2。车削公制螺纹时,进给箱中的齿式离合器M3

和M4

脱开,M5接合,运动经换向机构、挂轮传给进给箱,然后经基本变速组、移换机构齿轮副倍增变速组、离合器M5传至丝杠。当溜板箱中的开合螺母与丝杠相啮合时,就可带动刀架车削公制螺纹。根据进给运动的传动路线表达式,就可写出车削公制螺纹时的运动平衡式:上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床式中i基———基本变速组的传动比;i倍———倍增变速组的传动比。将上式化简后,可得由上式可知,合理选择i基和i倍的值,就可车削出1~12mm各种导程的公制螺纹。i基和i倍的组合关系见表2-3。经过上面所讲的传动路线所能加工出来的公制螺纹最大导程是12mm,当需要加工导程大于12mm的螺纹时,将轴Ⅸ上的滑移齿轮58向右移动,使之与轴Ⅷ上的齿轮26啮合。这时进给运动由主轴Ⅵ经扩大螺距机构后传到了轴Ⅸ上,使所切削出来的各种螺纹的导程扩大了4倍或16倍,就能加工出来表2-3中的全部标准导程的螺纹。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床(2)车削模数制螺纹。模数制螺纹是用模数m表示导程大小的螺纹。它主要用于公制蜗杆中,个别情况下,某些丝杠的导程也是模数制的,例如Y3150E型滚齿机的垂直进给丝杠就采用了模数制螺纹。由于公制蜗杆的齿距为Tm=πm,故模数螺纹的导程为:Sm=KTm=Kπm,其中K为螺纹的线数。标准模数制螺纹的m值是按分段等差数列排列的。它的导程排列规律和公制螺纹一样,只是螺距和导程值不一样,因为在导程Sm=KTm=Kπm中包含有特殊因子π。所以车削模数螺纹的传动路线与车削公制时基本相同,唯一的差别是加工模数制螺纹的传动路线中挂轮使用了(64/100)×(100/97),以形成π这个特殊因子。在CA6140型卧式车床上可加工m=0.5~48mm的各种常用模数制螺纹。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床(3)车削英制螺纹。英制螺纹是以每英寸长度上的螺纹扣数α(扣/in)来表示的螺纹。其中螺纹扣数α值也是按分段等差数列排列的。英制螺纹在采用英制的国家(美国、英国、加拿大等)中应用较广泛,我国的部分管螺纹目前也采用英制螺纹。在CA6140型卧式车床上能加工的英制螺纹为:2、3、3.25、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10、11、12、14、16、18、19、20、24(扣/in),是按分段的调和数列排列的。由于此机床的丝杠采用公制螺纹,所以必须对被加工的英制螺纹的导程进行换算,以“mm”表示。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床由于英制螺纹的标准值α是按分段等差数列排列的,故用“mm”单位表示的导程,Sα是按分段调和数列排列的,因此在此车床上车削英制螺纹时,应有两处不同:一是基本变速组中主、从动传动关系应与车公制螺纹时相反。即:要使基本变速组的主动轴和被动轴对调,进给箱中的离合器M3和M5啮合,M4脱开,同时轴ⅩⅥ左端的滑移齿轮25移至左侧位置,与固定在轴ⅪⅤ上的齿轮36相啮合,其他传动路线与车削公制螺纹时一样;二是改变传动链中部分传动副的传动比,以引入25.4的因子。即:由于(63/100)×(100/75)×(36/25)约等于(25.4/21),保证了传动链中含有特殊因子25.4。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床(4)切削径节制螺纹。径节制螺纹主要是英制蜗杆,它用每一英寸分度圆直径上的齿数(牙/in)来表示,一般称为径节DP(DP=z/D,z为齿轮齿数,D为分度圆直径,单位为in)。实际上,DP是英制蜗杆的轴向间距。因此径节制螺纹的导程为(5)车削非标准导程螺纹。车削非标准导程螺纹时,利用上述传动路线无法得到所需要的导程。这时,须将离合器M3、M4、M5全部啮合,使进给箱中的轴ⅩⅢ、ⅩⅤ、ⅩⅧ与丝杠连成一体,进给运动由挂轮直接传到丝杠,被加工螺纹的导程完全依靠挂轮的传动比i挂来实现。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床加工非标准导程螺纹的运动平衡式为:将上式简化后,得挂轮的换置公式为:其中,a、b、c、d为四个挂轮的齿数,S为螺纹的导程。应用此换置公式,适当的选择挂轮的齿数,就可车削出所需要的导程S。由于此时进给传动链的传动路线缩短,减少了传动误差对被加工导程精度的影响,如选用较精确的挂轮,就能加工出比一般方法更精确的螺纹。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床2)车削圆柱面和端面的进给运动车削圆柱面和端面时,进给运动传入进给箱后,再通过基本变速组、移换机构、倍增变速组传到轴ⅩⅧ。这时将进给箱中的离合器M5脱开,使轴ⅩⅧ上的齿轮28与轴ⅩⅩ左端的齿轮56相啮合,运动由进给箱传出后,经光杠传至溜板箱,使刀架实现纵向机动进给(车圆柱面)或横向机动进给(车端面)。其传动路线表达式为:上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床为了避免发生事故,刀架的纵向移动、横向移动和车螺纹三种传动路线同时只允许接通一种,这是由操纵机构和互锁机构来保证的。(1)纵向机动进给。主轴转一转时,机床的纵向机动进给可以由四种类型的传动路线产生64种不同的进给量。当运动是经正常导程的公制螺纹的传动路线时,由机动进给运动传动路线表达式可得运动平衡式为:上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床改变i基和i倍的值,就可以使刀架得到从0.08~1.22mm/r的32种正常进给量。当运动是经扩大导程机构和公制螺纹的传动路线,且主轴以高转速(450~1500r/min,其中500r/min除外)运转,i倍为1/8时,可得这时刀架可得0.028~0.054mm/r的8种细进给量。当运动是由正常导程的英制螺纹的传动路线传动,且i倍为1时,可得这时刀架可得0.86~1.59mm/r的8种较大的纵向进给量。当运动是经扩大导程机构和英制螺纹的传动路线传动,且主轴处于10~125mm/r的12级低转速时,刀架可获得1.71~6.33mm/r的16种加大进给量。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床(2)横向机动进给。由于机床的横向机动进给的传动路线除在溜板箱中从轴ⅩⅫ以后有所不同外,其余的则与纵向机动进给的传动路线一致,因此,机床的横向机动进给可使刀架获得64种横向进给量,其值为相应的纵向进给的一半3)刀架的快速移动为了减轻工人的劳动强度和缩短辅助运动的时间,CA6140型卧式车床设计了刀架快速移动传动链,它属于外联系传动链。快速移动传动链的两末端件为快速电动机和刀架。当刀架需要快速移动时,按下快速移动按钮,使快速电动机启动。其运动经齿轮副18/24传动,使轴ⅩⅫ高速转动(见图2-9),再经蜗轮副4/29传到溜板箱内的传动机构,使刀架实现纵向或横向的快速移动。为了节省时间及操作,在齿轮Z56与轴ⅩⅫ之间装有超越离合器,使刀架快速移动过程中光杠仍可继续转动,不必脱开进给运动传动链。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床2.3.3车床的主要结构1.主轴箱车床的主轴箱是一个比较复杂的部件,在分析主轴箱中各传动件的结构和装配关系时,一般采用展开图。图2-10为CA6140型普通车床主轴箱的展开图,它是按主轴箱中各传动轴传递运动的先后顺序,沿其轴心线剖开,并将其展开在一个平面上而形成的装配图。展开图反映了各传动件(轴、齿轮、离合器等)的传动关系、各传动轴有关零件的结构形状、装配关系和尺寸以及主轴箱体有关部分的轴向结构和尺寸。但是在展开图中,不能表示各个轴的实际位置。因为展开图是将立体展开在一个平面上,其中有些轴之间的距离被拉开了。因此要清楚表示出主轴箱内各传动件的空间位置关系,仅有展开图是不够的,还需有必要的向视图和横剖面图。图2-11为CA6140型卧式车床主轴箱的一个向视图和几个剖面图。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床1)主轴组件(1)主轴的结构。CA6140型普通车床的主轴是一个空心的阶梯轴,主轴的内孔可用来通过棒料,拆卸顶尖,也可用于通过气动、电动或液压夹紧装置的机构。主轴前端的锥孔为莫氏6号锥度,用来安装前顶尖或心轴,主轴后端的锥孔为工艺孔。主轴的前端采用短圆锥法兰式结构,用来安装卡盘或拨盘,如图2-12所示。主轴前端的短圆锥面是安装卡盘或拨盘座4的定位面,法兰上圆形孔中的端面键用来传递转矩。安装拨盘座或卡盘时,首先通过双头螺柱5及螺母6将卡盘或拨盘座4和锁紧盘(卡口垫)2连接,再用螺钉1固定卡口垫(锁紧盘)。主轴前端的这种结构有利于提高主轴组件的刚度,且装卸卡盘或拨盘座方便,工作可靠,定心精度高,所以得到了广泛的应用。主轴尾端的圆柱面是安装各种辅助工具的安装基准面。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床(2)主轴的支承。CA6140型普通车床的主轴组件已由原来的三支承结构改为两支承结构(图2-13),这种结构不仅可以满足刚度和精度方面的要求,而且使结构简化,降低了成本。主轴的前支承是P5级精度的NN3021K型双列短圆柱滚子轴承,用于承受径向力。这种轴承具有刚性好、精度高、承载能力大等优点。轴承的内环很薄,而且与主轴的配合面有1∶12的锥度,因此当内环与主轴有相对位移时,内环产生径向膨胀,从而调整了轴承径向间隙或预紧的程度。调整妥当后用螺母锁紧。为了减小振动,提高加工精度,在主轴前支承外安装了阻尼套筒。套筒由内、外套组成,内套与主轴一起转动,外套固定在主轴箱前支承座上,内、外套之间有0.2mm的径向间隙,并充满润滑油。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床主轴的后支承是由一个P5级精度的向心推力球轴承和一个P5级精度的推力球轴承组成,分别承受两个方向的轴向力和径向力。后支承的两个轴承也需要调整间隙和预紧力,推力球轴承需要调整轴向间隙,向心推力球轴承需要调整径向间隙。两个轴承的调整由后部的螺母同时进行,具体的调整方法和前支承一样。主轴前后支承的润滑都是由油泵供油,润滑油通过进油孔对轴承进行充分的润滑,并带走主轴旋转所产生的热量。主轴前后两端采用了油沟式密封,油沟为轴套外表面上锯齿形截面的环形槽。主轴旋转时,由于离心力使油液沿着斜面被甩回,经回油孔流回箱底,之后流回到床腿内的油池中。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床(3)主轴上的传动齿轮。主轴上共装有三个齿轮,其中右端的斜齿圆柱齿轮空套在主轴上。采用斜齿轮传动可以使主轴的运动比较平稳,而且由于在传动时该齿轮作用在主轴上的轴向分力与切削力的轴向分力方向相反,还可以减少后支承推力轴承所受的轴向载荷。主轴上中间的齿轮可以在主轴的花键上滑移,共有三个位置。当该齿轮在中间位置时,主轴空挡,此时可以用手转动主轴来测量主轴的旋转精度及装夹找正工件;当该齿轮在右边位置时,通过内齿离合器与齿轮连在一起,使主轴得到18种中、低转速;当该齿轮处于左边时,运动由第三轴直接传给主轴,使主轴得到6种高转速。主轴上左端的齿轮固定在主轴上,用于将运动和动力传给进给传动链。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床主轴支承对主轴的回转精度及刚度影响很大。主轴轴承应在无间隙(或少量过盈)条件下进行运转。轴承的间隙直接影响加工精度,因此,主轴组件应在结构上保证能调整轴承间隙。如图2-13所示,前轴承径向间隙的调整方法是:首先松开主轴前端螺母1,松开前支承左端调整螺母5上的锁紧螺钉4,拧动调整螺母5,推动轴套3,这时圆柱滚子轴承的内环相对于主轴锥面轴向移动,由于轴承内环很薄,而且内孔也具有1∶12的锥度,内环在轴向移动的同时受到径向弹性力,从而可以调整轴承的径向间隙或预紧程度。调整后,将前端螺母1和支承左端调整螺母上的锁紧螺钉4拧紧。后支承中角接触球轴承11的径向间隙与推力球轴承10的轴向间隙是用调整螺母14来进行调整的,调整方法是:松开调整螺母14上的锁紧螺钉13,拧动调整螺母14,推动轴套12、角接触球轴承11的内环和滚珠,从而消除角接触球轴承11的间隙;拧动调整螺母14的同时,向后拉伸主轴15及轴套9,从而同时调整推力球轴承10的轴向间隙。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床2)双向多片式摩擦离合器及其操纵机构双向多片式摩擦离合器装在主轴箱中的轴Ⅰ上,由内摩擦片、外摩擦片、止推片、压块和空套齿轮等组成。离合器右部分使主轴反转,主要用于退刀,传递的扭矩小,所以片数较少。图2-14(a)所示为摩擦离合器左面的一部分,图中内摩擦片3的内孔为花键孔,与轴Ⅰ的花键啮合,随轴Ⅰ一起转动;外摩擦片2空套在轴Ⅰ上,它的外圆上有四个凸爪,嵌在空套齿轮1的缺口槽中,能带动齿轮1转动。当内外摩擦片压紧时,轴Ⅰ的转动通过内外摩擦片的摩擦力传给了齿轮1,再经过其他的传动齿轮使主轴正转。同理,当右离合器内外摩擦片压紧时,轴Ⅰ的转动便传给了轴Ⅰ右端的齿轮,从而使主轴反转。当左、右离合器都处于脱开状态,这时轴Ⅰ虽然转动,但主轴处于停止状态。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床摩擦离合器的工作是由手柄18来操纵的(见图2-14(b))。当手柄18向上扳动时,连杆20向外移动,通过曲柄21、扇齿轮17、齿条22,使滑套12向右移动,将元宝销6的右端向下压,元宝销6下端推动轴I内孔中的拉杆7向左移动,带动压块8(图2-14(a))向左压紧,于是,左离合开始传递运动。同理,将手柄18扳至下端位置时,右离合器接合而传递运动。当手柄18处于中间位置时,左、右离合器全部脱开,主轴停止转动。摩擦离合器除了传递运动和扭矩外,还能起过载保护作用。摩擦片之间的压紧力是根据离合器应传递的转矩来确定的。当机床过载时,摩擦片打滑,就可避免损坏机床。图2-14(a)中的螺母9是用来调整压紧力的大小,它由调整销4定位。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床制动器(刹车装置)安装在轴Ⅳ上(见图2-14(b)),由制动轮16、制动带15、调节螺钉13和杠杆14等件组成。制动器的作用是在左、右离合器全部脱开时,使主轴迅速地停止转动,以缩短辅助时间。为了使用方便和安全操作,摩擦离合器和制动器采用联合操纵,两套机构都由手柄18来控制。当左或右离合器接合时,杠杆14与齿条20的左侧或右侧的凹槽相接触,使制动带15放松,此时制动器不起作用;当左或右离合器都脱开时,齿条22处于中间位置,杠杆14与齿条22上的凸起相接触,杠杆14向逆时针方向摆动,将制动带15拉紧,制动带和制动轮之间的摩擦力使主轴迅速地停止转动。制动带15为一钢带,为增加摩擦系数,在它的内侧固定一层酚醛石棉。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床3)变速操纵机构主轴箱中共有7个滑移齿轮,其中5个用于改变主轴的转速,1个用于车削左右螺纹的变换,1个用于正常导程与扩大导程的变换。改变主轴转速的5个滑移齿轮由两套操纵机构控制,另2个滑移齿轮由一套操纵机构控制。图2-15所示为控制轴Ⅱ和轴Ⅲ上滑移齿轮的操纵机构,轴Ⅱ上有1个双联滑移齿轮A需要有两个啮合位置,轴Ⅲ上有1个三联滑移齿轮B需要有三个啮合位置(见图2-15),这2个滑移齿轮由一个装在主轴箱前侧面的手柄同时操纵。手柄通过链传动使得轴4转动,在轴4上固定有盘形凸轮3和曲柄2。盘形凸轮3有6个不同的变速位置,当杠杆6的滚子中心处于凸轮曲线的大半径时,轴Ⅱ上的双联滑移齿轮在左端位置,同时,曲柄2通过拨叉1操纵轴Ⅲ上的滑移齿轮,使该齿轮处于左、中、右三种不同的轴向位置。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床同理,当杠杆6的滚子中心处于凸轮曲线的小半径时,轴Ⅱ上的双联滑移齿轮在右端位置,同时,轴Ⅲ上的滑移齿轮仍有左、中、右三种不同的轴向位置。当手柄转一圈时,靠曲柄2和盘形凸轮3曲线的配合,使得轴Ⅲ得到6种不同的转速。滑移齿轮移至规定位置后,都必须可靠地定位,该操纵机构中采用了钢球定位装置。2.进给箱进给箱是进给传动系统的一个重要组成部分。图2-16所示为进给箱的展开图。在CA6140型卧式车床上的进给箱中安装有基本变速组1、倍增变速组2、丝杠和光杠的转换机构3、移换机构4及对它们进行控制的操纵机构。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床图2-17是进给箱中基本变速组操纵机构的工作原理图。图中手轮6为4个滑移齿轮的操纵轮。手轮6的背面开有环形槽E,环形槽中有两个间隔45°的孔a和孔b,孔中分别安装带斜面的压块1和2(图2-17中的A-A和B-B剖面),其中压块1的斜面向外斜,压块2的斜面向里斜。在环行槽中还有4个销子5,它通过杠杆4、拨块3来控制滑移齿轮的位置。每个滑移齿轮可以有左、中、右三个位置,当销子在孔a或孔b中时,所控制的滑移齿轮处于左或右的位置(啮合位置),所以在同一时间内基本变速组中只能有一对齿轮啮合。由于有4个销子来控制4个滑移齿轮,相应的手轮6在圆周方向有8个均布的位置。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床图2-17给出了为控制滑移齿轮Z28的销子5'在孔b中的位置,它在压块2的作用下靠在孔b的内侧壁上,使Z28处于左端位置,与轴ⅪⅤ上的Z26啮合(见图2-9)。其余3个销子都处于环形槽E中,相应的滑移齿轮都处于各自的中间(非啮合)位置。当需要改变基本变速组的传动比时,先将手轮6沿轴向外拉,然后转动。由于销5在长度方向还有一段仍保留在槽E和孔中,随着转动,它就可沿着孔b的内侧壁滑到槽E中。手轮6的周向位置可由固定环的缺口中观察到(此处可看到手轮外围标牌上的编号),当手轮转到所需位置后,例如从图2-17所示的位置逆时针转过45°(这时孔a正对准销5),将手轮重新推入,这时销5在压块1的作用下滑向环形槽E的外侧,利用杠杆原理将滑移齿轮Z28推向右端,与轴ⅪⅤ的Z28相啮合。其余3个销子仍处于环形槽E中,相应的滑移齿轮也处于非啮合状态。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床3.溜板箱图2-18是CA6140型卧式车床的溜板箱,下面介绍其主要结构。1)开合螺母(对开螺母)开合螺母的功用是接通或断开从丝杠传来的运动。车削螺纹时,将开合螺母合上,丝杠通过开合螺母就能带动溜板箱及刀架。开合螺母的结构见图2-18中的A—A剖视图。它是由下半螺母18和上半螺母19组成的。半螺母18和19可沿溜板箱中垂直的燕尾形导轨上下移动。每个半螺母上分别装有一个圆柱销20,它们分别插入固定在手柄轴4上的槽盘21的两条曲线槽b中(见C—C视图)。转动手柄15时,就可使开合螺母张开或闭合。槽盘21上的曲线槽b是一段偏心圆弧,此圆弧在接近槽盘21的中心部分的倾斜角比较小,目的是使开合螺母闭合后能自锁。螺钉17的作用是限定开合螺母的啮合位置。拧动螺钉17,可以调整丝杠与螺母间的间隙。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床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是由一个手柄集中操纵的(见图2-18的下图及图2-19)。当需要刀架作纵向移动时,向相应方向(向左或向右)扳动操纵手柄1。由于轴14用台阶及卡环轴向固定在箱体上,操纵手柄1只能绕销a摆动,驱使轴3作轴向移动。轴3通过杠杆7及推杆8使鼓形凸轮9转动,凸轮9的曲线槽迫使拨叉10移动,从而操纵ⅩⅩⅣ轴上的牙嵌式离合器M6向相应方向啮合(参见图2-19)。这时如光杠转动,就可使刀架作纵向机动进给。如将操纵手柄1上端的快速移动按钮按下,启动快速电动机,刀架就可作快速移动;松开快速移动按钮,则自动转为工作进给。如向前或向后扳动手柄1,可通过轴14使鼓形凸轮13转动,凸轮13的曲线槽迫使杠杆12摆动,并拨动拨叉11移动,从而操纵ⅩⅩⅢ轴上的牙嵌式离合器M7向相应方向啮合。这时如光杠转动或快速电动机启动,就可使横刀架实现向前或向后的横向机动进给或快移运动上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床操纵手柄1处于中间位置时,离合器M6和M7脱开,这时机动进给及快速移动均被断开。为了避免同时接通纵向和横向的机动进给,在手柄盖2的底座上开有十字形槽,十字形槽限制手柄1的位置,使它不能同时接通纵向和横向运动。3)互锁机构为了避免损坏机床,在接通机动进给或快速移动时,开合螺母应无法合上;反之,在合上开合螺母时,就不允许接通机动进给或快速移动。图2-19中表示了开合螺母操纵手柄15与刀架及快移操纵手柄1之间的互锁机构。图2-20是互锁机构工作原理图。当操纵手柄处于中间位置时,机动进给(或快速移动)未接通,开合螺母处于脱开状态,所以可任意地操作开合螺母操纵手柄15或机动进给操纵手柄1。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床图2-20(a)是合上开合螺母时的情况,这时由于手柄15所操纵的轴4顺时针方向转过了一个角度,它的凸肩旋入到轴14的槽中,将轴14卡住,使之不能转动.同时凸肩又将销子5压入到轴3的孔中,由于销子5的另一半尚留在固定套2中,使轴3不能轴向移动。由此可见,如合上开合螺母,机动进给及快移的操纵手柄1就被锁住,不能扳动,因此就能避免同时再接通机动进给或快速移动,图2-20(b)是向左扳动机动进给及快移操纵手柄1时的情况(接通向左的纵向进给或快速移动),这时轴3向右移动,轴3上的圆孔及安装在圆孔内的弹簧销6也随之移开,销子5被轴3的外圆表面顶住而不能再往下移动(销子5的圆柱段均处在固定套2的圆孔中),而它的上端则卡在轴4的V形槽内,将手柄轴4锁住,使操纵手柄15不能转动,也就是使开合螺母不能再闭合。图2-20(c)是向前扳动操纵手柄1时的情况(接通向前的横向进给或快速移动),这是由于轴14转动,其上的长槽也随之转开而不对准轴4,于是轴4上的凸肩被轴14顶住,使轴4不能转动,故这时开合螺母也就不能再闭合。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床4)安全离合器在进给过程中,当进给力过大或刀架移动受到阻碍时,为了避免损坏传动机构,在溜板箱中设置有进给过载保险装置(亦称安全离合器)的结构,参见图2-18。由光杠ⅩⅩ传来的运动经齿轮Z36及齿轮Z12传给单向超越离合器的外齿轮27(即齿轮Z56),并通过滚子29传给轮毂(星形体)26,再经过平键传给安全离合器的左半部分25,然后由其螺旋形端面齿传至安全离合器的右半部分24,在经过花键传至ⅩⅫ轴带动四头蜗杆22旋转。在离合器右半部分24的后端装有弹簧3,利用弹簧的压力,使安全离合器的右半部分24与左半部分25相啮合,以克服此离合器M在传递最大许用扭矩中所产生的轴向分力。在正常机动进给情况下,运动由超越离合器经安全离合器传至蜗杆轴11。当出现过载时,蜗杆轴的扭矩增大并超过允许值。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床这时安全离合器螺旋形端面齿传递的扭矩亦随之增加,以致螺旋形端面齿处的轴向推力超过了弹簧9的压力,于是便将离合器右半部分12推开。这时离合器左半部分13继续旋转,而离合器右半部分12却不能被带动,所以在两者之间产生打滑现象,也就是传动链在安全离合器M安处被断开。因此,传动机构不致因过载而被损坏。当过载现象排除后,由于弹簧9的压力,安全离合器又自动地恢复到原来的正常状态。机床许用的最大进给力是由弹簧9的压力来决定的,弹簧的压力可由螺母6通过杆8及弹簧座10来调整。上一页下一页返回2.3CA6140型卧式车床5)超越离合器为了避免光杠和快速电动机同时传动给ⅩⅫ轴进而造成损坏,在溜板箱左端的齿轮与ⅩⅫ轴之间装有超越离合器。如图2-21所示,由光杠传来的进给运动(低速),使空套齿轮1按图示逆时针方向转动。三个滚柱3分别在弹簧5的弹力和其与齿轮1内圈摩擦力的作用下,压紧在齿轮1内圈和星形体2之间,齿轮和星形体一起转动,运动经过安全离合器M安传至ⅩⅫ轴,实现正常的机动进给。当按下快速进给按钮时,快速电动机的运动由齿轮副14/28传给ⅩⅫ轴,使星形体2获得一个与齿轮1同向但转速大得多的旋转运动(高速)。这时,由于滚柱3与齿轮1及星形体2之间的摩擦力,使得滚柱3通过顶销4压缩弹簧5而向楔形槽的大端滚动,滚柱实现自由滚动,从而脱开齿轮1与星形体2之间的传动。这时光杠不再驱动ⅩⅫ轴。因此,刀架可实现快速移动而不必断开机动进给传动链。上一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护2.4.1CA6140型普通车床常见故障分析与排除1.车削时工件出现圆度误差(1)主轴的轴承间隙过大。调整轴承的间隙,主轴轴承间隙过大直接影响加工精度,主轴的旋转精度主要有径向跳动及轴向窜动两种,径向跳动由主轴的前后双列向心短圆柱滚子轴承保证。在一般情况下,调整前轴承即可。调整后应进行一定时间的高速空转运转试验,主轴轴承不得超过70℃,否则应稍微松开点螺母。(2)主轴轴承磨损。更换滚动轴承。(3)滑动轴承的主轴轴颈磨损或椭圆度过大。修磨轴颈或重新刮研轴承。(4)主轴轴承套的外径或主轴箱体的轴孔呈椭圆形,或相互配合间隙过大。可更换轴承外套或修正主轴箱的轴孔。下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护(5)卡盘后面的连接盘的内孔、螺纹配合松动。重新修配卡盘后面的连接盘。(6)毛坯余量不均匀,在切削过程中吃刀量发生变化。在此工序前增加一道或两道粗车工序,使毛坯余量基本均匀,以减小误差,再进行此道工序加工。(7)工件用两顶尖安装时,中心孔接触不良,或后顶尖顶得不紧,以及回转顶尖产生振动。工件在两顶尖间安装必须松紧适当。发现回转顶尖产生振动,须及时修理或更换。2.车削时工件出现锥度(1)用卡盘安装工件纵向进给车削时,产生锥度是因为主轴轴心线在水平面和垂直面内相对溜板移动导轨的平行度超差。必须重新检查并调整主轴箱安装位置和刮研修正导轨。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护(2)车床安装时床身扭曲或调整垫铁松动,引起导轨精度发生变化。必须检查并调整床身导轨的精度。(3)床身导轨面严重磨损,主要的3项精度均已超差,即导轨在水平面内的直线度超差;由于山形导轨和平导轨磨损量不等,使溜板箱移动时产生倾斜误差;导轨在垂直面内的直线度超差。刮研导轨,必要时用导轨磨床磨削导轨恢复这3项主要精度。(4)用一夹一顶或两顶尖安装时,由于后顶尖不在主轴的轴线上或前后顶尖不等高及前后偏移。可调整尾座偏移量,使顶尖对准主轴中心线(5)用小滑板车外圆时产生锥度,是小滑板的位置不正所致,即小滑板的刻度线没有与中溜板的零刻度线对准。使用小滑板车外圆时,必须事先检查小滑扳的刻度线是否和中溜板的零刻度线对准。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护(6)工件安装时悬臂较长,车削时因径向切削力使前端让开,产生锥度。尽量减少工件的伸出长度,或另一端用尾座顶尖,增加工件的安装刚性(7)主轴箱温升过高,引起机床热变形。主轴箱热变形引起车床主轴中心线升高;热量从主轴箱底部传给床身,床身热变形引起主轴中心线的倾斜。主轴箱内主要热源是主轴轴承。检查并解决引起主轴箱温升的各种因素,如润滑油的质量等。3.精车圆柱表面时出现混乱的波纹(1)主轴的轴向间隙超差。可调整主轴后端的推力轴承的间隙。(2)主轴滚动轴承滚道磨损、滚珠磨损,或间隙过大。应调整或更换主轴的滚动轴承,并加强润滑。(3)主轴的滚动轴承外环与主轴箱上轴孔的间隙过大。可用千分尺等检查主轴孔。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护(4)用卡盘夹持工件切削时,因卡盘后面的连接盘磨损而与主轴配合松动,工件在车削中不稳定或者卡爪是喇叭孔形状,使工件松动。可拧紧卡盘后面的连接盘及安装卡盘的螺钉。(5)溜板(即床鞍、中滑板、小滑板)的滑动表面之间间隙过大。调整床鞍、中滑板、小滑板的镶条和压板到合适的配合,使其移动平稳、轻便。(6)刀架在夹紧车刀时发生变形,刀架底面与小滑板表面接触不良。在夹紧刀具后可用涂色法检查方刀架底面与小滑板接合面的接触精度,应保证方刀架在夹紧刀具时仍保持与它均匀地全面接触,否则就用刮研法修补。(7)使用尾座顶尖车削时,尾座顶尖套夹紧不稳固,或回转顶尖的轴承滚道磨损,间隙过大。应先检查顶尖套是否夹紧,如不是,则检查顶尖套与尾座体的配合以及夹紧装置是否配合合适;如果确定顶尖套与尾座体的配合过松,则应对尾座进行修理。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护(8)进给箱、溜板箱、托架的三支承不同轴,转动时有卡阻现象。找正光杠、丝杠与床身导轨的平行度,校正托架的安装位置,调整进给箱、溜板箱、托架三支承的同轴度,使床鞍在移动时无卡阻现象。4.粗车大端面工件时,在直径上每隔一定距离重复出现一次波纹(1)床鞍上导轨磨损,致使中滑板移动时出现间隙等不稳定情况。刮研配合导轨及镶条。(2)横向丝杠弯曲。校直横向丝杠。(3)中滑板的横向丝杠与螺母的间隙过大。中滑板下的横向丝杠与螺母由于磨损而间隙过大,中滑板产生窜动,应予以适当调整。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护5.车削螺纹时螺距不均匀及乱纹(指小螺距的螺纹)(1)机床的丝杠磨损、弯曲。如果丝杠的磨损不严重,仅仅是弯曲,常用压力校直法或敲打法来校直。如果因经常车制较短的螺纹工件而使近主轴箱一端的丝杠磨损较严重,就要采用修丝杠,配开合螺母的方法。(2)开合螺母磨损,因与丝杠不同轴而造成啮合不良或间隙过大,并且因为其燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合式不稳定。调节丝杠和开合螺母的间隙。(3)由主轴而来的传动链(特别是交换齿轮机构)间隙或偏摆过大。检查各种传动件的啮合间隙,凡属可以调整的均予以调整,使之啮合良好,传动正常。(4)丝杠的轴向游隙(包括轴向窜动)过大。进行丝杠的轴向窜动测量。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护(5)公制、英制手柄挂错,或拨叉位置不对,或交换齿轮架上的交换齿轮挂错。检查手柄拨叉的位置和交换齿轮的齿数是否正确,如果有差错,应予以更正。(6)床鞍运动不稳定,如爬行、床鞍手柄的旋转不一、溜般箱内的齿轮缺损或啮合不良。检查齿轮情况,调整相应机构的间隙。(7)主轴有轴向窜动。调整主轴后端的角接触球轴承,使主轴的轴向游隙控制在0.01~0.02mm,测定主轴轴肩支承面的跳动允差0.015mm。6.精车螺纹表面有波纹(1)因机床导轨磨损而使床鞍倾斜下沉造成丝杠弯曲与开合螺母的啮合不良。(2)托架支撑孔磨损,使丝杠回转中心线不稳定。(3)丝杠的轴向游隙过大。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护(4)用于进给运动的交换齿轮轴弯曲、扭曲。(5)所有的滑动导轨面(指床鞍、中滑板、小滑板)间有间隙,可能过大(6)方刀架与小滑板的接触面接触不良。(7)切削长螺纹工件时,因工件本身弯曲而引起的表面波纹。(8)因电动机、机床本身的固有频率而引起的振动。7.重载切削时主轴转速低于标牌上的转速(甚至发生停机现象)(1)主轴箱内的摩擦离合器调整过松,或者是调整好的摩擦片因机床切削超荷,摩擦片之间产生相对滑动现象,甚至表面被磨出较深的沟道。如果表面渗碳硬层被全部磨掉,摩擦离合器就失去效能。调整摩擦离合器,修磨或更换摩擦片。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护(2)摩擦离合器操纵机构接头与垂直杆的连接松动。打开配电箱盖,紧固变向机构接头上的螺钉,使接头与主轴之间不发生松动。(3)摩擦离合器上的元宝销,滑套和拉杆严重磨损。修焊或更换元宝销、滑套和拉杆。(4)摩擦离合器上的弹簧销或调整压力的螺母松动。检查定位销中的弹簧是否失效,如果缺少弹性就要换新的弹簧,调整好锁紧螺母后把弹簧定位销卡入螺母的圆口中防止螺母在转动时松动。(5)主轴箱内集中操纵手柄的销子或滑块磨损,手柄定位弹簧过松而使齿轮脱开。更换销子、滑块,选择弹性较强的弹簧,使手柄定位准确可靠,确保齿轮啮合传动正常。(6)主电动机传动V带调节过松。调整V带张紧机构。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护8.停机后主轴有自转现象或制动时间太长(1)摩擦离合器调整过紧,停机后摩擦片仍未完全脱开。调整好摩擦离合器。(2)主轴制动机构制动力不够。调整主轴制动机构。9.主轴箱某一挡或几挡转动噪声特别大(1)主轴箱内传递这一挡或几挡转速的啮合齿轮齿廓有缺损或变形。按照机床传动系统图分别检查齿轮的好坏。(2)这一挡或几挡转速涉及的轴承有异常。如果传动链中有关传动轴的轴承有异常,也可采用上述方法通过转速图找出有关的传动轴,逐一检查分析确诊异常轴承所在轴,更换产生噪声的轴承,问题就能解决。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护10.车床纵向和横向机动进给动作无法实现在CA6140型卧式车床溜板箱内传动机动进给时要经过装在轴上的单向超越离合器,这个超越离合器,在正常机动进给时由光杠传来的运动通过超越离合器外环,齿轮Z56逆时针方向旋转,3个短圆柱滚子便楔紧在外环和星形体之间,外环通过滚子带动星形体一起转动,经过安全离合器传至轴。这时操纵手柄扳到相应的位置,便可获得相应纵向、横向机动进给。而如果主轴箱控制螺纹旋向的手柄放在左螺纹位置上,光杠为反转,超越离合器外环做顺时针方向旋转,于是就使滚子压缩弹簧向楔形槽的宽端滚动,从而脱开外环和星形体间的传动关系。此时超越离合器不传递力,车床纵向和横向的机动进给就无法实现。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护2.4.2CA6140型普通车床的维护1.日保内容和要求班前:擦净机床外露导轨及滑动面的尘土,按规定润滑各部位,检查各手柄位置,空车试运转。班后:将铁屑全部清扫干净,擦净机床各部位,部件归位。2.二级保养内容和要求(1)保养部位:床头箱。一级保养。拆洗滤油器,检查主轴定位螺丝,调整适当,调整摩擦片间隙和刹车阀,保持油质良好。二级保养。拆洗滤油器,清洗换油,清洗并更换必要的磨损件。(2)保养部位:刀架、滑板。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护一级保养。拆洗刀架、小滑板、中滑板各件,安装时调整好中滑板、小滑板的丝杠间隙和塞铁间隙。二级保养。拆洗大滑板,疏通油路,清除毛刺,检查并更换必要的磨损件(3)保养部位:挂轮箱。一级保养。拆洗挂轮及挂轮架并检查轴套有没有晃动现象,安装时调整好齿轮间隙,并注入新油脂。二级保养。检查并更换必要的磨损件。(4)保养部位:尾座。一级保养。拆洗尾座各部,清除研伤毛刺,检查丝杠、丝母间隙,安装时要求达到灵活可靠。二级保养。检查、修复尾座套筒锥度,检查并更换必要的磨损件。上一页下一页返回2.4CA6140型普通车床常见故障及维护(5)保养部位:走刀箱、溜板箱。一级保养。清洗油线,注入新油。二级保养。走刀箱及溜板箱整体拆下清洗,检查并更换必要的磨损件(6)保养部位:外表。一级保养。清洗机床外表及死角,拆洗各罩盖,要求内外清洁,无锈蚀,无黄斑,漆见本色铁见光。清洗三杠及齿条,要求无油污,检查补齐螺钉、手球、手柄。二级保养。检查导轨面,修光毛刺,对研伤部位进行修复。(7)保养部位:润滑冷却。一级保养。清洗冷却泵、冷却槽,检查油质,保持良好,油杯齐全,油窗明亮,清洗油线、油毡,加注新机油,要求油路畅通。二级保养。拆洗油泵,检查并更换必要的磨损件,精度检查并调整使其主要几何精度能达到出厂标准或满足生产工艺要求。上一页返回2.5卧式车床的精度与精度检验2.5.1概述卧式车床的加工精度,是衡量其性能的一项重要指标。影响车床加工精度的因素很多,但其本身的精度是一个重要因素。其精度常用检验项目测出的误差来表示。误差越小,则精度就越高。对于卧式车床,其精度包括几何精度、传动精度、定位精度及工作精度等。在卧式车床中,较常用的精度主要是几何精度、传动精度、定位精度及工作精度几方面。1.几何精度几何精度是指车床(机床)在空载不运转或较低速运转时的精度,它规定了决定车床加工精度的主要零部件之间的相对位置允差,以及这些零部件运动轨迹间的相对位置允差。所有机床都有一定的几何精度要求。我国已经制订了普通车床这方面的标准,出厂时也根据它进行检验。下一页返回2.5卧式车床的精度与精度检验2.传动精度传动精度是指内联系传动链两末端件之间的相对运动精度。这方面的误差就称为该传动链的传动误差。例如车螺纹时,主轴每转一转,刀架的移动量应等于螺纹的导程。但实际上,由于主轴与刀架之间的传动链内,齿轮、丝杠及轴承(特别是主轴和丝杠的推力轴承)等存在着误差,使得刀架的实际移距与理想的移距之间有了误差;主轴与刀架之间瞬时传动比的误差,每一导程的误差和一定长度内的累积误差。这些就是车床螺纹传动链的传动误差。在机床精度标准中都规定了其传动精度。上一页下一页返回2.5卧式车床的精度与精度检验3.定位精度定位精度是指机床主要部件在到达终点的实际位置精度。实际位置与理想位置之间的误差称为定位误差。如铣床分度头的分度精度,六角车床(回轮及转塔)回转刀架的转位精度,点位控制机床的定位精度等的每一步的定位都有一定的定位精度要求,才能保证准确定位。4.工作精度工作精度是指车床在以工作状态的速度运动切削加工工件时的加工精度。这方面的误差,称为加工误差。加工误差与几何误差是不同的,它还受到运动速度、运