CA6140型臥式車床.ppt

第三章 CA6140型臥式車床 臥式車床是機械制造業(yè)中應用很廣泛、種類較 多的一種機床,其中CA6140型臥式車床是我國自 行設計、制造的機床。該機床萬能性大,適用于,加工各種軸類、套筒類、輪盤類零件上的回轉 表面。如圖3-1所示,可車削外圓柱面、車削端面 、切槽和切斷、鉆中心孔、鉆孔、鏜孔、鉸孔 、車削各種螺紋、車削內外圓錐面、車削特型 面、滾花和盤繞彈簧等。,圖3-1 車削加工的基本內容,CA6140型臥式車床因加工范圍廣、結構復雜、自動化程度不高, 所以一般用于單件、小批生產。其外形如圖3-2所示,組成機床的 部件有床身4、主軸箱1、進給箱10、溜板箱8、交換齒輪變速機 構11、刀架2、尾座3、絲杠7、光杠6、右床腿5、左床腿9等。,圖3-2 CA6140型臥式車床外形 1主軸箱 2刀架 3尾座 4床身 5右床腿 6光杠 7絲杠 8溜板箱 9左床腿 10進給箱 11交換齒輪變速機構,CA6140型臥式車床的主軸中心線在床身導軌面上的高度(中心高) 約為200mm,所以加工盤類零件的最大工件回轉直徑為400mm。 當加工軸類零件時,由于工件在滑板上通過,而橫向滑板的上平面 位于床身導軌之上,因而刀架滑板上的最大車削直徑受到限制,只 有210mm,如圖3-3所示。,圖3-3 臥式車床的中心高與最大車削直徑,CA6140型臥式車床為普通精度級機床,根據(jù)臥式車床的精度檢驗 標準,新機床應達到的工作精度為: 精車外圓的圓度 0.01 mm,0.06mm/300 mm 精車表面的粗糙度 Ra1.6 m,第一節(jié) 機床的傳動系統(tǒng),機床的傳動系統(tǒng)由主運動傳動鏈、車削螺紋運 動傳動鏈、縱向和橫向進給運動傳動鏈、快速 空程運動傳動鏈組成。,一、主運動傳動鏈 車床的主運動是主軸帶動工件的旋轉運動。,u1=; u2=,u3=; u4=1 其中,u3 u2,所以在中、低轉速傳動路線中,主軸獲得的實際轉速 只有23(22-1)=18級正轉轉速,即通過兩條傳動路線主軸可獲得 正轉轉速24級,反轉轉速12級。,u-、u-、u-、u-分別為軸-、-、- 、-間的可變傳動比。,將不同的傳動比值代入以上兩式,并乘以帶傳動副的滑動系數(shù),可 得低、中擋轉速18級:10、12.5、16、20、25、32、40、50、63、 80、100、125、160、200、250、320、400、500 r/min和6級高轉 速:450、560、710、900、1120、1400 r/min。,圖3-5 CA6410型臥式車床主運動傳動鏈(正轉)轉速圖,二、車削螺紋運動傳動鏈,CA6140型臥式車床可車削米制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種標 準螺紋,還可以車削大導程螺紋、非標準螺紋和較精密的螺紋。 CA6140型臥式車床既可以車削各種右螺紋,又可以車削各種左螺 紋。 車削螺紋運動傳動鏈的兩端件是主軸和刀架。,Ph絲機床縱向絲杠導程,CA6140型臥式車床Ph絲=12mm;,Ph工被加工工件螺紋導程(mm)。,CA6140型臥式車床縱向絲杠為米制螺紋,因此加工其他不同種類 的螺紋時,應將不同參數(shù)換算成相應的螺距值。換算關系式見表3- 1。,表3-1 螺距參數(shù)及其螺距、導程的換算關系,1.車削螺紋運動分析 主軸的旋轉運動經(jīng)齒輪副 傳至軸,再經(jīng) 或 變向機,構傳至軸和交換齒輪傳動機構。,2.車削螺紋運動傳動鏈的傳動路線表達式,3.車削螺紋運動傳動鏈的調整計算 (1) 米制螺紋 米制螺紋是我國常用的螺紋,其螺距值已標準化,標 準螺距值按分段的等差級數(shù)排列。,表3-2 CA6140型臥式車床車削米制螺紋螺距表,表3-2 CA6140型臥式車床車削米制螺紋螺距表,1主軸u基u倍12=Ph工=kP 將上式化簡后得:,Pm=m,Phm=kPm=km 車削模數(shù)制螺紋時,因等差數(shù)列“m”與米制螺紋螺距P(或導程Ph) 都在分子上,所以應走與米制螺紋相同的傳動路線,使基本組的傳 動比仍為u基(即分子呈等差數(shù)列),而采用更換交換齒輪的方法來抵,消特殊因子“”。,1主軸u基u倍12=km=Phm=kPm 式中 。,表3-3 CA6140型臥式車床車削模數(shù)制螺紋模數(shù)表m(mm),表3-3 CA6140型臥式車床車削模數(shù)制螺紋模數(shù)表m(mm),Pha=kPa=k 式中有特殊因子“25.4”,而且英制螺紋的導程參數(shù)分母為分段的 等差數(shù)列(即每英寸牙數(shù)a在分母上),因此在CA6140型臥式車床上 車削英制螺紋時應在傳動鏈中設置抵消特殊因子“25.4”的傳動 比,并改變傳動路線的走向,使u基轉換為 ,以獲得分母為等差數(shù)列 的基本值。,= u倍12 顯然,因選用交換齒輪 與 相配合,得 , 從而抵消了特殊因子“25.4”(注:25.4的誤差為0.00006)。,CA6140型臥式車床可車削的英制螺紋見表3-4。,表3-4 CA6140型臥式車床車削英制螺紋每英寸牙數(shù)表,表3-4 CA6140型臥式車床車削英制螺紋每英寸牙數(shù)表,表3-5 CA6140型臥式車床車削徑節(jié)制螺紋徑節(jié)表,表3-5 CA6140型臥式車床車削徑節(jié)制螺紋徑節(jié)表,圖3-6 直聯(lián)絲杠傳動路線,1主軸u掛12=Ph=kP 將上式化簡后得交換齒輪傳動比的換置公式:,三、縱向和橫向進給運動傳動鏈 進行普通車削時,刀架可作機動的縱向或橫向進給運動。,從主軸至進給箱中軸的一段傳動路線與螺紋傳動鏈公用。,1.傳動路線,CA6140型臥式車床縱向機動進給量有64種,并由4種類型的傳動路 線來獲得。 (1) 縱向常用進給量 縱向常用進給量共有40種,由常用螺距螺紋 的米制傳動路線獲得32種,英制傳動路線獲得8種。,2.縱向進給量的計算,表3-6 CA6140型臥式車床縱向進給量表(mm/r),表3-6 CA6140型臥式車床縱向進給量表(mm/r),表3-6 CA6140型臥式車床縱向進給量表(mm/r),3.橫向進給量 按縱向進給量相同的傳動路線與計算方法也可獲得64級橫向進給 量。,四、刀架的快速移動傳動鏈 溜板箱內裝有250W、2800 r/min的快速移動電動機,當接通,縱向或橫向機動進給時,起動快速電動機,通過齒輪副 使 軸快速轉動,運動經(jīng)蝸輪蝸桿傳動副 沿工作進給相同 的傳動路線實現(xiàn)刀架的縱向或橫向快速移動。,第二節(jié) 機床的主要部件結構,一、主軸箱 主軸箱的功用是支承主軸和傳遞旋轉運動,并實現(xiàn)其起動、 停止、變速、變向等。,圖3-7 CA6140型臥式車床主軸箱左視圖,1.卸荷式帶裝置(見圖3-8) 主電動機經(jīng)V帶傳動帶輪230,使軸旋轉。,2.制動器,軸上裝有雙向片式摩擦離合器M1,用于實現(xiàn)主軸的起動、停止 及換向。,圖3-9 制動器 1箱體 2齒條軸 3軸 4制動杠桿 5調節(jié)螺釘 6制動帶 7制動輪,3.主軸開、停及制動操縱機構 制動器和離合器M1的工作是相互配合的,用一套操縱機構實現(xiàn)其 聯(lián)動。,4.六速變速操縱機構 主軸箱中,通過變換軸上的雙聯(lián)滑移齒輪、軸上的三聯(lián)滑移 齒輪的工作位置,可使,圖3-10 CA6140型臥式車床主軸開、停及制動操縱機構 1雙聯(lián)齒輪 2齒輪 3元寶形擺塊 4滑環(huán) 5制動杠桿 6制動帶 7操縱 手柄 8操縱桿 9偏心凸輪 10接桿 11偏心塊 12立軸 13扇形齒輪 14齒 條軸 15撥叉 16推桿 17a、17b調整螺母 18壓套 19推銷 20軸銷 21外摩擦片 22 內摩擦片,圖3-11 六速變速操縱機構,表3-7 軸上六級變速的組合情況,5.主軸部件結構和軸承的調整(見圖3-8),CA6140型臥式車床主軸是一空心階梯軸,有一直徑為48mm的通 孔,用以穿過47mm以下的棒料,主軸前端為莫氏6號錐孔,用來安 裝頂尖或心軸。主軸軸端為短錐法蘭型結構,用于安裝卡盤或夾 具。 主軸為三支承結構,前支承由一個LNN3021K/P5雙列短圓柱滾子 軸承44和兩個雙列推力球軸承41組成,分別用于承受徑向力和左 、右兩個方向的軸向力。,6.主軸箱中各傳動件的潤滑 為保證機床正常工作和減少零件的磨損,主軸箱中的軸承、齒輪 、離合器等都必須進行良好的潤滑。,圖3-12 主軸箱潤滑系統(tǒng) 1網(wǎng)式濾油器 2回油管 3液壓泵 4、6、7、9、10油管 5過濾器 8分油器 11油標,二、進給箱 進給箱的功用是變換加工螺紋的種類和導程,并獲得所需要 的各種進給量。,1.基本變速組及其操縱機構 圖3-13是基本變速組為雙軸滑移齒輪變速機構,由軸及軸上的 4個滑移齒輪、軸及其上的8個固定齒輪組成,可獲得8個按嚴 格規(guī)律排列的傳動比。,2.米制、英制傳動路線轉換及光杠、絲杠傳動的操縱機構,如圖3-15所示,杠桿4、5、6用于操縱兩個z25齒輪實現(xiàn)米制、英制 傳動路線的轉換。,圖3-15 螺紋種類移換及絲杠、光杠傳動操縱機構 1杠桿 2盤形凸輪 3空心軸(在空心孔內裝有另一操縱軸) 4、5、6杠桿,表3-8 米制、英制傳動路線,絲杠、光杠轉換情況,三、溜板箱 溜板箱固定安裝在沿床身導軌移動的縱向溜板下面,其主要,作用是將光杠和絲杠傳來的旋轉運動轉換為刀架的直線移 動,實現(xiàn)刀架的快慢速轉換,并控制刀架運動的接通、斷開、 換向以及實現(xiàn)過載保護、刀架的手動操縱。,圖3-16 溜板箱操縱圖 1縱向移動手輪 2手拉油泵手柄 3開合螺母手柄 4縱、橫向機動進給手柄 5 主軸開停制動手柄,1.開合螺母機構 如圖3-17所示,為開合螺母機構結構。,圖3-17 開合螺母機構 1手柄 2軸 3軸承套 4下半螺母 5上半螺母 6圓柱銷 7圓盤 8平鑲條 9螺釘 10定位鋼球 11螺釘 12銷釘,2.縱向、橫向進給操縱機構 如圖3-18所示,為縱、橫向機動進給操縱機構。,3.互鎖機構 在溜板箱中設置有互鎖機構,以保證開合螺母合上時,機動進給不 能接通;反之,機動進給接通時,開合螺母不能合上。,圖3-18 縱向和橫向機動進給操縱機構立體示意圖 1點動按鈕 2手柄 3手柄座 4軸銷 5球頭銷 6轉軸 7軸 8開合 螺母操縱手柄 9彈簧銷 10球頭銷 11杠桿 12杠桿支點 13連桿 14偏心銷 15、27 鼓輪 16銷子 17軸 18撥叉 19M8 20M9 21撥叉 22、24、30軸 23、26銷子 25杠桿 28凸肩 29固定套 30軸,圖3-19 互鎖機構工作原理 6轉軸 7軸 9彈簧銷 10球頭銷 28凸肩 29固定套 30軸,19a所示的位置,手柄2所操縱的軸6、軸7,開合螺母操縱手柄8所操 縱的軸30均可自由轉動或移動,此時可任意接通某一運動。若合 上開合螺母,則軸30轉過一定角度,其上的凸肩28旋入軸6的槽中, 如圖3-19b所示,將軸6卡住,使之不能轉動;同時凸肩上V形槽轉開 使球頭銷10下移壓縮彈簧銷9,使球頭銷10的一部分進入軸7的孔 中,而另一半仍在固定套29內,使軸7不能移動。因此,當扳動開合 螺母操縱手柄8合上開合螺母后,手柄2被鎖住而扳不動,縱、橫向 機動進給不能接通。當需要接通縱向或橫向進給時,必須先將開 合螺母打開,使互鎖機構恢復圖3-19a所示位置,才能扳動手柄2。,若向左撥動手柄2,接通向左的縱向進給運動,則軸7連同其上的彈 簧銷9左移,使球頭銷10被軸7的外圓表面頂住不能下移,球頭銷10 的上端卡在凸肩28的V形槽中,因此開合螺母操縱手柄8不能扳動 。若向前扳動手柄2,接通向前的橫向機動進給,由于軸6轉過一定 角度,其半圓槽已隨之轉開,使凸肩28不能轉動,因此開合螺母操縱 手柄8也不能扳動,從而實現(xiàn)了機動進給與車削螺紋運動的互鎖。,第三節(jié) 機床的電氣控制原理,一、機床的電氣控制原理圖,機床的電路工作原理用電力拖動系統(tǒng)原理圖表示,目前常用 的原理圖為電氣元件展開圖。,圖3-20 CA6140型臥式車床電氣原理圖,二、機床的電氣控制原理分析,1.主電動機M1的起動與停止控制 合上隔離開關QS1,引入三相交流電源,此時溜板刻度環(huán)照明兼電源 指示信號燈HL亮,表示機床電路已處于供電狀態(tài)。,2.冷卻泵電動機的起動與停止控制 主電動機起動后,KM1(89)閉合,合上隔離開關QS2,中間繼電器線 圈KA1得電動作,其主觸頭閉合,接通電動機M2的電源,冷卻泵電動,機得電旋轉。,3.快速移動電動機的起動與停止控制 將縱、橫向機動進給手柄2(見圖3-18)扳至所需方向,按下手柄頂端 按鈕SB1(圖3-18中的1),中間繼電器線圈KA2得電吸合,快速移動電 動機M3得電直接起動旋轉,拖動刀架向所需方向快速移動。,表3-9 CA6140型臥式車床電氣元件表,3-1 CA6140型臥式車床車削螺紋傳動鏈中有哪些機構?各機構有 何作用?,3-2 在CA6140型臥式車床上,裝夾工件后找正時,欲以手輕快地轉 動主軸,主軸箱中各個滑移齒輪及離合器應處于什么位置?若用手 轉動主軸帶動軸1轉動,這些齒輪及離合器又應位于什么位置最省 力?,3-3 CA6140型臥式車床的縱向絲杠為螺距P=12 mm的米制螺紋, 為什么可以車削模數(shù)制、英制、徑節(jié)制的螺紋?,3-4 在CA6140型臥式車床上車削P=10 mm的米制螺紋和m=10 mm的模數(shù)制螺紋。試分別寫出四種不同的運動平衡方程式。,3-5 在CA6140型臥式車床進給箱右端可看出光杠和絲杠是不可 能同