機(jī)械制造基礎(chǔ)-車(chē)床及車(chē)削加工(一)

注：（1）有“（）”的代號(hào)或數(shù)字，當(dāng)無(wú)內(nèi)容時(shí)則不表示，有內(nèi)容時(shí)應(yīng)去掉括號(hào)。（2）有“○”符號(hào)者，為大寫(xiě)的漢語(yǔ)拼音字母。（3）有“△”符號(hào)者，為阿拉伯?dāng)?shù)字。

O

(O)

△

△

△

(×△)

(O)

類(lèi)別代號(hào)通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號(hào)組別代號(hào)系別代號(hào)主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號(hào)主軸數(shù)或第二主參數(shù)重大改進(jìn)序號(hào)知識(shí)回顧1、說(shuō)明機(jī)床型號(hào)編制方法類(lèi)別車(chē)床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨床拉床切斷機(jī)床其他機(jī)床代號(hào)讀音C車(chē)Z鉆T鏜M磨2M2磨3M3磨Y牙S絲X銑B刨L拉G割Q其2、填寫(xiě)每類(lèi)機(jī)床的代號(hào)及讀音知識(shí)回顧通用特性高精度精密自動(dòng)半自動(dòng)數(shù)字程序控制自動(dòng)換刀仿形輕型萬(wàn)能簡(jiǎn)式代號(hào)讀音3、填空機(jī)床通用特性的代號(hào)及讀音G高M(jìn)密Z自B半K控H換F仿Q輕W萬(wàn)J簡(jiǎn)知識(shí)回顧知識(shí)回顧

C

A

6

1

4

0主參數(shù)（最大車(chē)削直徑400mm）系別代號(hào)

（臥式車(chē)床系）組別代號(hào)（落地及臥式車(chē)床組）特性代號(hào)（結(jié)構(gòu)不同）類(lèi)別代號(hào)（車(chē)床類(lèi)）4、指出機(jī)床CA6140的含義3.3CA6140型車(chē)床一、CA6140車(chē)床概述臥式車(chē)床所能完成的典型加工:車(chē)床是機(jī)械加工中最常用的一種機(jī)床。1、車(chē)外圓2、鉆孔3、鏜孔4、鉸孔5、鏜錐孔6、車(chē)端面7、切槽8、車(chē)螺紋9、滾花10、車(chē)大錐度錐面11、車(chē)小錐度錐面12、打中心孔13、車(chē)成形表面14、攻絲15、倒角1、車(chē)床的主要組成部件主軸箱卡盤(pán)溜板刀架冷卻管尾座床身溜板箱盛液盤(pán)絲杠光杠操縱桿進(jìn)給箱掛輪箱練習(xí)：指出車(chē)床的各主要部件的名稱主軸箱卡盤(pán)溜板刀架冷卻管尾座床身溜板箱盛液盤(pán)絲杠光杠操縱桿進(jìn)給箱掛輪箱

刀架裝四組刀具，按需要手動(dòng)轉(zhuǎn)位使用。溜板包括床鞍、中滑板、小滑板，實(shí)現(xiàn)各種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。溜板箱與床鞍固定在一起，將進(jìn)給箱傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)通過(guò)光杠傳遞給床鞍的中滑板，使刀架實(shí)現(xiàn)縱、橫向進(jìn)給和快速移動(dòng)。絲桿與溜板箱上的開(kāi)合螺母配合,專(zhuān)用于驅(qū)動(dòng)溜板箱車(chē)螺紋時(shí)的縱向走刀。（1）主軸箱

主軸箱用來(lái)支承主軸并通過(guò)操作縱機(jī)構(gòu)變換主軸正、反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速，主軸通過(guò)三爪或四爪卡盤(pán)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。（2）溜板部分

光杠將進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳遞給溜板箱，使床鞍、中滑板和車(chē)刀按要求的速度做直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（4）交換齒輪交換齒輪位于掛輪箱內(nèi)，它將主軸的運(yùn)動(dòng)傳遞給進(jìn)給箱傳動(dòng)軸，通過(guò)進(jìn)給箱的齒輪變速機(jī)構(gòu)變速，使主軸與絲杠之間實(shí)現(xiàn)精確的傳動(dòng)比，用于車(chē)削各種不同導(dǎo)程的螺紋。（3）進(jìn)給部分

進(jìn)給箱里裝有齒輪變速機(jī)構(gòu)，可改變絲杠或光杠轉(zhuǎn)速，以獲得不同的螺距和進(jìn)給量。絲杠在車(chē)削螺紋時(shí)使用，使車(chē)刀按要求的速度做精確的直線運(yùn)動(dòng)。（5）尾座

可沿導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，調(diào)整位置，可安裝頂尖、鉆頭、鉸刀等。（6）床身、床腿床身、床腿用來(lái)支承和連接各主要部件的基礎(chǔ)構(gòu)件。2、CA6140型臥式車(chē)床的主要參數(shù)

臥式車(chē)床的主參數(shù)是床身上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑，CA6140臥式車(chē)床的主參數(shù)為400mm；第二主參數(shù)是，第二主參數(shù)有750、1000、1500、2000mm四種。（1）床身上工件的最大回轉(zhuǎn)直徑：400mm。（2）刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑：210mm。（3）最大棒桿直徑：47mm；（4）最大工件長(zhǎng)度（mm）：750、1000、1500、2000。（5）最大加工長(zhǎng)度（mm）：650、900、1400、1900。（6）主軸轉(zhuǎn)速范圍正轉(zhuǎn)：24級(jí)------10～1400r/min。反轉(zhuǎn)：12級(jí)-----14～1580r/min。（7）進(jìn)給量范圍縱向：64級(jí)----0.028～6.33mm/r。橫向：64級(jí)----0.014～3.16mm/r。（8）螺紋加工范圍米制螺紋

44種P=1～192mm英制螺紋

20種2～24牙/in模數(shù)螺紋

39種0.25～48mm徑節(jié)螺紋

37種DP=1～96牙/in（9）主電動(dòng)機(jī)功率：7.5kW，1450r/min。（10）機(jī)床外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：對(duì)于最大工件長(zhǎng)度1500mm的機(jī)床為3168mm×1000mm×1267mm。3、車(chē)床種類(lèi)（1）普通車(chē)床及落地車(chē)床（2）立式車(chē)床

立式車(chē)床一般可分為單柱式和雙柱式。小型立式車(chē)床一般做成單柱式，大型立式車(chē)床做成雙柱式。立車(chē)主要用于加工直徑大、長(zhǎng)度短的大型、重型工件和不易在臥式車(chē)床上裝夾的工件。單柱立式車(chē)床雙柱立式車(chē)床（3）轉(zhuǎn)塔車(chē)床

轉(zhuǎn)塔車(chē)床有能裝多把刀具的刀架。刀架可以轉(zhuǎn)位，過(guò)去刀架多呈六角形，故轉(zhuǎn)塔車(chē)床舊稱六角車(chē)床。通常用于對(duì)夾持在彈簧夾頭中的棒料或裝在卡盤(pán)中的坯件進(jìn)行車(chē)削、鉆削和鉸削等加工。轉(zhuǎn)塔車(chē)床適用于成批生產(chǎn)。（4）多刀半自動(dòng)車(chē)床

有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車(chē)床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤(pán)、環(huán)和軸類(lèi)工件，其生產(chǎn)率比普通車(chē)床提高3～5倍。（5）仿形車(chē)床及仿形半自動(dòng)車(chē)床

仿形車(chē)床是指能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動(dòng)完成工件的加工循環(huán)的數(shù)控車(chē)床，適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率比普通車(chē)床高10～15倍。（6）單軸自動(dòng)車(chē)床

單軸自動(dòng)車(chē)床為主軸箱固定型單軸自動(dòng)車(chē)床，采用凸輪式控制，適用于電子、電器、汽車(chē)、摩托車(chē)、燃?xì)饩?、儀器儀表、包裝機(jī)械和五金等行業(yè)零件的大批量加工。（7）多軸自動(dòng)車(chē)床及多軸半自動(dòng)車(chē)床

多軸自動(dòng)車(chē)是多功能復(fù)合機(jī)床，具有若干根水平布置的主軸，具有車(chē)、銑、鉆、攻絲等功能，能完成自動(dòng)循環(huán)，主要用于對(duì)棒料或盤(pán)形工件進(jìn)行加工的車(chē)床。此外，還有各種專(zhuān)門(mén)化車(chē)床，如：凸輪車(chē)床曲軸車(chē)床鏟齒車(chē)床車(chē)輪車(chē)床用于鏟車(chē)或鏟磨模數(shù)1-12mm的齒輪滾刀和其他各種類(lèi)型的齒輪刀具二、表面成型法與機(jī)床運(yùn)動(dòng)1、加工表面和表面成型方法

在切削加工中，機(jī)床上的刀具和工件，按一定的規(guī)律作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，毛坯的多余金屬被刀刃切除，形成一定形狀尺寸的工件的表面。工件表面一般是由平面、圓柱面以及各種成形面等組成。零件的常用的各種表面平面圓錐面圓柱面成形表面

上述基本形狀的表面都屬于線性表面。任何一種線性表面都是由一根母線沿著導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)而形成的。

平面是由一根直線1（母線）沿著另一根直線2（導(dǎo)線）運(yùn)動(dòng)而形成的。形成表面的母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。

圓柱面和圓錐面是由一根直線（母線）沿著一個(gè)圓導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)而形成的。

普通螺紋的螺旋面是由“^”形線（母線）沿螺旋線（導(dǎo)線）運(yùn)動(dòng)而形成的。

直齒圓齒輪的漸開(kāi)線齒廓表面是由漸開(kāi)線（母線）沿直線（導(dǎo)線）運(yùn)動(dòng)而形成的。12

機(jī)床上形成發(fā)生線的方法有軌跡法、成型法、相切法和范成法。（1）軌跡法

用尖頭車(chē)刀、刨刀等刀具加工時(shí)，切削刃與被加工表面近似為點(diǎn)接觸，切削刃可看作一個(gè)點(diǎn)。如刨削，刨刀沿A1方向做直線運(yùn)動(dòng)，形成了直線形的母線，刨刀沿箭頭A2方向做曲線運(yùn)動(dòng)，形成了曲線形的導(dǎo)線。（2）成型法

采用各成型刀具加工時(shí)，切削刃是與所要形成的發(fā)生線完全吻合的切削線。（3）相切法

利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法，如圖所示。用相切法得到的發(fā)生線需要兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)，即刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具中心按一定規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。（4）范成法2、機(jī)床運(yùn)動(dòng)在臥式車(chē)床上，用車(chē)刀車(chē)削外圓柱面，屬于軌跡法。工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生母線（圓），刀具的縱向直線移動(dòng)產(chǎn)生導(dǎo)線（直線），這是兩個(gè)簡(jiǎn)單的表面成型運(yùn)動(dòng)。

表面成型運(yùn)動(dòng)可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩類(lèi)。工件的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，車(chē)刀做平行于工件軸線的縱向移動(dòng)是縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；車(chē)刀做垂直于工件軸線的橫向移動(dòng)是橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。Φ130三、CA6140型車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)分析P.73圖3.8CA6140型臥式車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅩⅢⅩⅣⅩⅤⅩⅥⅩⅦⅩⅧⅩⅨⅩⅩΦ130三、CA6140型車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)分析主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)車(chē)螺紋進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)P.73圖3.8CA6140型臥式車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖1、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)軸上傳動(dòng)件與軸的連接關(guān)系和圖上的表示方法：固定連接：軸上傳動(dòng)件與軸在軸向與周向沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即固結(jié)在一起。如Ⅱ軸上的Z39、Z22和Z30與Ⅱ軸的連接關(guān)系。圖上表示方法:滑動(dòng)連接：傳動(dòng)件與軸在軸向可滑移，而在周向不能轉(zhuǎn)動(dòng)。如Ⅱ軸上的Z38、Z43雙聯(lián)齒輪與Ⅱ軸的連接關(guān)系。圖上表示方法:練習(xí)：找出下圖傳動(dòng)系統(tǒng)的滑動(dòng)連接?？仗走B接：傳動(dòng)件與軸在軸向不能相對(duì)滑移，而在周向可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。如Ⅶ軸上的Z34與Ⅶ軸的連接關(guān)系。圖上表示方法:傳動(dòng)比：12外嚙兩圓柱齒輪轉(zhuǎn)向相反。分析機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)四步驟：第一步：找出傳動(dòng)鏈的首末件；第二步：寫(xiě)出計(jì)算位移；第三步：寫(xiě)出傳動(dòng)路線表達(dá)式；第四步：列運(yùn)動(dòng)平衡方程式并分析計(jì)算。（1）首末件首件：電動(dòng)機(jī)，功率P=7.5kW，轉(zhuǎn)速n=1450r/min。末件：主軸Ⅵ軸。（2）計(jì)算位移計(jì)算位移：指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)啄┘g相對(duì)運(yùn)動(dòng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于CA6140，主電動(dòng)機(jī)為1450r/min，主軸為nr/min。（3）傳動(dòng)路線表達(dá)方法：“抓兩頭帶中間”，兩頭即主電動(dòng)機(jī)、主軸。（4）列運(yùn)動(dòng)平衡方程式ε為打滑系數(shù)，一般為0.98；iⅡ-Ⅰ為Ⅱ軸到Ⅰ軸的傳動(dòng)比。ⅥⅥ高速傳動(dòng)鏈Ⅵ低速傳動(dòng)鏈根據(jù)傳動(dòng)路線表達(dá)式分析主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：正轉(zhuǎn)時(shí)：高速路線：主電機(jī)——Ⅰ軸——Ⅱ軸——Ⅲ軸——Ⅵ軸Ⅵ1231主電機(jī)——————Ⅵ軸2×3＝6低速路線：主電機(jī)—Ⅰ軸—Ⅱ軸—Ⅲ軸—Ⅳ軸—Ⅴ軸—Ⅵ軸123221主電機(jī)————————Ⅵ軸2×3×2×2＝24所以共30級(jí)根據(jù)傳動(dòng)路線表達(dá)式分析主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：正轉(zhuǎn)時(shí)：Ⅵ2×3×（1+2×2）=30理論上Ⅲ—Ⅴ有四種傳動(dòng)比，即：所以，實(shí)際上Ⅲ—Ⅴ只有三種傳動(dòng)比。根據(jù)傳動(dòng)路線表達(dá)式分析主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：正轉(zhuǎn)時(shí)：Ⅵ2×3×（1+2×2－1）=24

所以，主軸正轉(zhuǎn)時(shí)共有24級(jí)轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速為1418.6r/min，最低轉(zhuǎn)速為10.12r/min。練習(xí)：試確定CA6140主軸反轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)。Ⅵ

主軸反轉(zhuǎn)通常是用于車(chē)削螺紋時(shí)，使車(chē)刀沿螺旋線退回，所以轉(zhuǎn)速較高，以節(jié)約輔助時(shí)間。根據(jù)傳動(dòng)路線表達(dá)式分析主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：反轉(zhuǎn)時(shí)：高速路線：主電機(jī)—Ⅰ軸—Ⅶ軸—Ⅱ軸—Ⅲ軸—Ⅵ軸Ⅵ1131主電機(jī)——Ⅵ軸3低速路線：主電機(jī)—Ⅰ軸—Ⅶ軸—Ⅱ軸—Ⅲ軸—Ⅳ軸—Ⅴ軸—Ⅵ軸1