第四章___車削加工

1、第四章第四章 車削加工車削加工 本章主要介紹車削加工方法、工本章主要介紹車削加工方法、工藝特點及相應(yīng)的車削加工工藝裝備。藝特點及相應(yīng)的車削加工工藝裝備。以以CA6140普通臥式車床為例，介紹普通臥式車床為例，介紹車床的功能和運動、工藝裝備的特車床的功能和運動、工藝裝備的特點及應(yīng)用。點及應(yīng)用。 一、概述4.1 車削加工概述車削加工概述4.2 4.2 車床車床一、車床的主要類型和組成一、車床的主要類型和組成w 臥式車床臥式車床和落地車床；和落地車床；w 立式車床；立式車床；w 轉(zhuǎn)塔車床；轉(zhuǎn)塔車床；w 多刀半自動車床；多刀半自動車床；w 仿形車床及仿形半自動車床；仿形車床及仿形半自動車床；w 單軸自

2、動車床；單軸自動車床；w 多軸自動車床及多軸半自動車床；多軸自動車床及多軸半自動車床；w 專門化車床，例如凸輪軸車床、曲軸車床、鏟專門化車床，例如凸輪軸車床、曲軸車床、鏟齒車床、高精度絲杠車床等。齒車床、高精度絲杠車床等。進給箱進給箱 臥式車床臥式車床主軸箱主軸箱卡盤卡盤刀架刀架尾架尾架床身床身床床腿腿床腿床腿溜板箱溜板箱轉(zhuǎn)塔車床轉(zhuǎn)塔車床進給箱進給箱 主軸箱主軸箱前前刀架刀架轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架床身床身溜板箱溜板箱馬鞍車床馬鞍車床回輪車床回輪車床底座底座進給箱進給箱主軸箱主軸箱夾料夾頭夾料夾頭回輪刀架回輪刀架擋塊軸擋塊軸床身床身立式車床立式車床1.底座底座 2.工作臺工作臺 3.立柱立柱 4.垂直

3、刀架垂直刀架 5.橫梁橫梁 6.8.進給箱進給箱 7.側(cè)刀架側(cè)刀架 9.頂梁頂梁液壓仿形半自動車床液壓仿形半自動車床下刀架下刀架主軸主軸靠模靠模液壓仿形刀架液壓仿形刀架頂尖頂尖床身床身進給箱進給箱 臥式車床臥式車床主軸箱主軸箱卡盤卡盤刀架刀架尾架尾架床身床身床床腿腿床腿床腿溜板箱溜板箱二、二、CA6140CA6140臥式車床臥式車床1.1. 傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)車床的傳動原理圖車床的傳動原理圖內(nèi)聯(lián)系傳動鏈內(nèi)聯(lián)系傳動鏈: :主軸主軸4 45 5i if f6 67 7絲杠絲杠外聯(lián)系傳動鏈：外聯(lián)系傳動鏈： 電動機電動機1 12 2i iv v3 34 4主軸主軸 CA6140CA6140臥式車床的主運

4、動鏈臥式車床的主運動鏈 什么是機床傳動系統(tǒng)圖？什么是機床傳動系統(tǒng)圖？ 機床傳動系統(tǒng)圖是表示機床運機床傳動系統(tǒng)圖是表示機床運動傳遞關(guān)系的示意圖。動傳遞關(guān)系的示意圖。 CA6140型臥式車床的傳動系統(tǒng)圖型臥式車床的傳動系統(tǒng)圖 CA6140型臥式車床主軸轉(zhuǎn)速分布圖型臥式車床主軸轉(zhuǎn)速分布圖轉(zhuǎn)速公比=1.26 CA6140CA6140臥式車床的主運動鏈臥式車床的主運動鏈1.1.主運動傳動鏈的傳動路線主運動傳動鏈的傳動路線1 1）高速傳動鏈的傳動路線）高速傳動鏈的傳動路線2 2）低速傳動鏈的傳動路線）低速傳動鏈的傳動路線2.2.主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)和轉(zhuǎn)速值主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)和轉(zhuǎn)速值1 1）主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)）主軸的轉(zhuǎn)速

5、級數(shù)2 2）主軸轉(zhuǎn)速值）主軸轉(zhuǎn)速值CA6140CA6140臥式車床的進給運動鏈臥式車床的進給運動鏈1. 1. 運動鏈的內(nèi)部聯(lián)系和外部聯(lián)系運動鏈的內(nèi)部聯(lián)系和外部聯(lián)系2. 2. 進給傳動鏈進給傳動鏈1 1）車削螺紋的傳動鏈）車削螺紋的傳動鏈車削米（公）制螺紋的傳動鏈車削米（公）制螺紋的傳動鏈2 2）車削外圓表面和端面的傳動路線）車削外圓表面和端面的傳動路線（一）主運動傳動鏈（一）主運動傳動鏈 1 1、傳動路線、傳動路線 CA6140型臥式車床主運動，是由主電動機經(jīng)三角皮帶傳至主軸箱中的軸I，軸I上裝有一個雙向多片式摩擦離合器M1，用以控制主軸的啟動停止和換向。軸I的運動經(jīng)離合器M1和軸II-III

6、間變速齒輪傳至軸III，然后分兩路傳遞給主軸。 （1）高速傳動路線 主軸VI上的滑移齒輪Z50處于左邊位置，運動經(jīng)齒輪副直接傳給主軸。503434305143電動機M1(左）M1(右）5638208050502080515039412258305063502658IIIIIIIVVVI(主軸）M2130230（7.5KW 1450r/m)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)（2）中低速傳動路線 主軸VI上的滑移齒輪Z50處于右邊位置，且使齒式離合器M2接合，運動經(jīng)軸III-IV-V間的背輪機構(gòu)和齒輪副傳給主軸。傳動路線是分析和認識機床的基礎(chǔ)，常用的方法是“抓兩端，連中間”：首先找到傳動鏈的兩端件，然后按照運動傳遞或聯(lián)系順

7、序，從一個端件到另一個端件，依次分析各傳動軸之間的傳動結(jié)構(gòu)和運動傳遞關(guān)系。 2 2、主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)與轉(zhuǎn)速計算、主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)與轉(zhuǎn)速計算根據(jù)傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達式，主軸正轉(zhuǎn)可獲得23(221)23=24級不同轉(zhuǎn)速。同理，主軸反轉(zhuǎn)12級。 主軸的轉(zhuǎn)速可按下列運動平衡式計算：主主軸反轉(zhuǎn)一般不用來進行車削，而是為了在車螺紋時，使刀架在主軸與刀架之間的傳動鏈不脫開的情況下退回至起始位置，以免下次走刀發(fā)生“亂扣”現(xiàn)象.同時為了節(jié)省退刀時間，主軸反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速高于正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。VIIIIIIIIIIIIuuu12301301450（二）螺紋進給運動傳動鏈（二）螺紋進給運動傳動鏈CA6140型臥式車床螺紋進給運動傳

8、動鏈，可以保證機床車削公制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種標準螺紋。此外，還可以車削大導(dǎo)程、非標準和較精密的螺紋。這些螺紋可以是右旋的，也可以是左旋的。不同標準的螺紋用不同的參數(shù)表示其螺距。 無論車削哪一種螺紋，都必須在加工中保證主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具準確地移動被加工螺紋一個導(dǎo)程的距離。由此可列出螺紋進給傳動鏈的運動平衡式：1（主軸）u0uxL絲=L工 由上式可知，被加工螺紋的導(dǎo)程正比于傳動鏈中換置機構(gòu)的可變傳動比。為此，車削不同標準和不同導(dǎo)程的各種螺紋時，必須對螺紋進給傳動鏈進行適當調(diào)整，使其傳動比根據(jù)不同種類螺紋的標準數(shù)列作相應(yīng)改變。公制螺紋是我國常用的螺紋，在國家標準中已規(guī)定了其標準螺距值。公制螺

9、紋的標準螺距是按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列的，為此，螺紋進給傳動鏈的變速機構(gòu)也應(yīng)按分段等差數(shù)列的規(guī)律變換其傳動比。這一要求是通過適當調(diào)整進給箱中的變速機構(gòu)來實現(xiàn)的。車削公制螺紋時，進給箱中的離合器M3、M4脫開，M5接合。其運動由主軸VI經(jīng)齒輪副，軸IX至軸XI間的左右螺紋換向機構(gòu)，掛輪，傳至進給箱的軸XII，然后再經(jīng)齒輪副，軸XIII-XIV間的滑移齒輪變速機構(gòu)（基本螺距機構(gòu)），齒輪副傳至軸XV，接下去再經(jīng)軸XVXVII間的兩組滑移齒輪變速機構(gòu)（增倍機構(gòu)）和離合器M5傳動絲杠XVIII旋轉(zhuǎn)。合上溜板箱中的開合螺母，使其與絲杠嚙合，便帶動了刀架縱向移動。其傳動路線表達式如下：5858XI刀架(絲杠

10、)VI(主軸）IX3333332525336310010075XIIXIIIXVXVIIXVIII2536u基u倍M525363625（右）（左）其中，u基為軸XIIIXIV間變速機構(gòu)的可變傳動比，共8種：26/28、28/28、32/28、36/28、19/14、20/14、33/21、36/21，即6.5/7、7/7、8/7、9/7、9.5/7、10/7、11/7、12/7。它們近似按等差數(shù)列的規(guī)律排列，是獲得各種螺紋導(dǎo)程的基本機構(gòu)，故通常稱之為基本螺距機構(gòu)，或基本組。 u倍為軸XVXVII間變速機構(gòu)的可變傳動比，共4種：28/35(35/28）、28/35(15/48）、18/45(35

11、/28）、18/45(15/48），即1、1/2、1/4、1/8。它們按倍數(shù)關(guān)系排列，用于擴大機床車削螺紋導(dǎo)程的種數(shù)，一般稱之為增倍機構(gòu)，或增倍組。 根據(jù)傳動系統(tǒng)圖或傳動鏈的傳動路線表達式，可列出車削公制螺紋的運動平衡式： L=kP=1（主軸）u基u倍12化簡得： L=7u基u倍由此可得84=32種導(dǎo)程值，其中符合標準的只有20種（見表4-6） 由上述可知，利用基本組中各傳動副傳動，可以車削出按等差數(shù)列規(guī)律排列的基本導(dǎo)程值；經(jīng)過增倍組后，又可把由基本組得到的8種基本導(dǎo)程值按1:2:4:8的關(guān)系增大或縮小，兩種變速機構(gòu)的不同組合，便可得到常用的、按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列的標準導(dǎo)程（或螺距）的公制

12、螺紋。加工其它不同種類和標準的螺紋時，只要通過離合器不同的離合狀態(tài)和掛輪適當組合即可。 （三）機動進給傳動鏈（三）機動進給傳動鏈 實現(xiàn)一般車削時刀架機動進給的縱向和橫向進給傳動鏈，由主軸至進給箱中軸XVII的傳動路線與車公制或英制常用螺紋的傳動路線相同，其后運動經(jīng)齒輪副傳至光杠XIX（此時離合器M5脫開，齒輪Z28與軸XIX 齒輪Z56 嚙合)，再由光杠經(jīng)溜板箱中的傳動機構(gòu)，分別傳至光杠齒輪齒條機構(gòu)和橫向進給絲杠XXVII，使刀架作縱向或橫向機動進給，其縱向機動進給傳動路線表達式如下：齒齒 條條VI(主主 軸軸 ）XVII2856M7 7M6 636323256公公 制制 螺螺 紋紋 鏈鏈 傳

13、傳 動動 路路 線線英英 制制 螺螺 紋紋 鏈鏈 傳傳 動動 路路 線線XIX（ 光光 桿桿 ）XXXXIXXIIXXIII4292856M8 840303048M8 82880Z1 12 2刀刀 架架 溜板箱中的雙向牙嵌式離合器M8、M9和齒輪傳副組成的兩個換向機構(gòu)，分別用于變換縱向和橫向進給運動的方向。利用進給箱中的基本螺距機構(gòu)和增倍機構(gòu)，以及進給傳動鏈的不同傳動路線，可獲得縱向和橫向進給量各64種。 縱向和橫向進給傳動鏈的兩端件的計算位移為：縱向進給：主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀架縱向移動f 縱（單位：mm）橫向進給：主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀架橫向移動f 橫（單位：mm）由傳動分析可知，橫向機動進給在其與縱向機動進

14、給傳路線一致時，所得的橫向進給量是縱向進給量的一半。（四）刀架的快速移動傳動路線（四）刀架的快速移動傳動路線 刀架的快速移動是使刀具機動地快速退離或接近加工部位，以減輕工人的勞動強度和縮短輔助時間。當需要快速移動時，可按下快速移動按鈕，裝在溜板箱中的快速電動機（0.25kW，2800r/min）的運動便經(jīng)齒輪副傳至軸XX，然后再經(jīng)溜板箱中與機動進給相同的傳動路線傳至刀架，使其實現(xiàn)縱向和橫向的快速移動。 為了節(jié)省輔助時間及簡化操作，在刀架快速移動過程中光杠仍可繼續(xù)傳動，不必脫開進給傳動鏈。這時，為了避免光杠和快速電動機同時傳動軸XX而導(dǎo)致其損壞，在齒輪Z56 及軸XX之間裝有超越離合器，即可避免

15、二者發(fā)生的矛盾。超越離合器結(jié)構(gòu)原理如教材圖4-4所示。 三、三、CA6140CA6140型臥式車床主要結(jié)構(gòu)型臥式車床主要結(jié)構(gòu)（一）主軸箱（一）主軸箱 CA6140車床的主軸箱包括：箱體、主軸部件、傳動機構(gòu)、操縱機構(gòu)、換向裝置、制動裝置和潤滑裝置等。其功用在于支承主軸和傳動其旋轉(zhuǎn)，并使其實現(xiàn)起動、停止、變速和換向等。機床的主軸箱是一個比較復(fù)雜的運動部件，它的裝配圖包括展開圖、各種向視圖和剖面圖，以表示出主軸箱的所有零件及其裝配關(guān)系。1 1、主軸部件、主軸部件 2 2、開停和換向裝置、開停和換向裝置 3 3、制動裝置、制動裝置多片離合多片離合器器 開?？刂疲ǘ┝锇逑洌ǘ┝锇逑淞锇逑涞墓τ檬牵簩?/p>

16、絲杠或光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動并帶動刀架進給；控制刀架運動的接通、斷開和換向；機床過載時控制刀架停止進給；手動操縱刀架移動和實現(xiàn)快速移動。因此，溜板箱通常設(shè)有以下幾種機構(gòu)：接通絲杠傳動的開合螺母機構(gòu)；將光杠的運動傳至縱向齒輪齒條和橫向進給絲杠的傳動機構(gòu)；接通、斷開和轉(zhuǎn)換縱、橫向進給的轉(zhuǎn)換機構(gòu)；保證機床工作安全的過載保險裝置和互鎖機構(gòu)；控制刀架運動的操縱機構(gòu)；改變縱、橫向機動進給運動方向的換向機構(gòu)；快速空行程傳動機構(gòu)。制動及部件制動及部件 1 1、縱橫向進給操縱機構(gòu)、縱橫向進給操縱機構(gòu)CA6140型車床的縱、橫機動進給運動的接通、斷開和換向，采用一個手柄集中操縱方式。當需要縱、橫向移動刀

17、架時，向相應(yīng)的方向扳動操縱手柄1即可。 2 2、互鎖機構(gòu)、互鎖機構(gòu)為了避免損壞機床，必須保證橫、縱向機動進給運動和車螺紋進給運動不能同時接通。為此，CA6140型車床的溜板箱中設(shè)有互鎖機構(gòu)。因此，合上開合螺母后，縱橫向機動進給都不能接通。而接通縱向或橫向機動進給后，開合螺母都不能合上。機床主要附件機床主要附件 機床附件的作用在于擴大機床的工藝范圍，車床上常用的附件有以下幾種： 一、卡盤和頂尖一、卡盤和頂尖（一）三爪自定心卡盤 （二）頂尖 頂尖主要應(yīng)用于車床上，其作用是定中心，承受工件的重量和切削時的切削力。頂尖分前頂尖和后頂尖兩種。 二、花盤和角鐵二、花盤和角鐵當工件的形狀復(fù)雜或不規(guī)則，無法用

18、三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤或兩頂尖進行裝夾時，可采用花盤和角鐵裝夾。花盤和角鐵是常使用在車床上。三、中心架和跟刀架三、中心架和跟刀架車床上在加工剛性較差的細長軸、不能穿過主軸孔的粗長工件以及孔與外圓同軸度要求較高的較長工件時，往往采用中心架和跟刀架來增強剛性和提高加工精度。中心架的種類一般有兩種：普通中心架、帶滾動軸承中心架。跟刀架 常用跟刀架有兩種：兩爪跟刀架和三爪跟刀架。四、圓形工作臺四、圓形工作臺圓形工作臺是銑床的常用附件，其主要功用在于圓周進給、周向進給，可銑削圓弧、加工曲線形工件，有手動、自動之分。五、分度頭五、分度頭分度頭是銑床，特別是萬能銑床的重要附件。分度頭安裝在銑床工作臺上

19、，被加工工件支承在分度頭主軸頂尖與尾座頂尖之間或夾持在卡盤上，可以完成下列工作： （1）使工件周期地繞自身軸線回轉(zhuǎn)一定角度，完成等分或不等分的圓周分度工作，如加工方頭、六角頭、齒輪、花鍵以及刀具的等分或不等分刀齒等；（2）通過配換掛輪，由分度頭使工件連續(xù)轉(zhuǎn)動，并工作臺的縱向進給運動相配合，以加工螺旋齒輪、螺旋槽和阿基米德螺旋線凸輪等；（3）用卡盤加持工件，使工件軸線相對于銑床工作臺傾斜一定角度，以加工與工件軸線相交成一定角度的平面、溝槽等。分度頭有直接分度頭、萬能分度頭和光學(xué)分度頭等類型，其中以萬能分度頭最為常用。常見的萬能分度頭有FW125、FW200、FW250、FW300等幾種，代號中F代表分度頭，W代表萬能型，后面的數(shù)字代表最大回轉(zhuǎn)直徑，其單位為mm。機床主要結(jié)構(gòu)機床主要結(jié)構(gòu)w （一）主軸箱（一）主軸箱w 1、主軸部件、主軸部件 w 2、開停和換向裝置、開停和換向裝置 w 3、制動裝置、制動裝置w （二）溜板箱（二）溜板箱w 1、縱橫向進給操縱機構(gòu)、縱橫向進給操縱機構(gòu)w 2、互鎖機構(gòu)、互鎖機構(gòu) 4.3 車車 刀刀幾種常見車刀幾種常見車刀螺紋車刀螺紋車刀直頭外圓車刀直頭外圓車刀彎頭外圓車刀彎頭外圓車刀90外圓車刀外圓車刀寬刃外圓車刀寬刃外圓車刀內(nèi)孔車刀內(nèi)孔車刀端面車刀端面車刀切斷車刀切斷車刀車刀結(jié)構(gòu)a)整體式 b)焊接式 c)機