機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第3章

第三章車(chē)削加工3.2數(shù)控車(chē)床3.3車(chē)削3.4車(chē)刀3.5車(chē)床夾具教學(xué)重點(diǎn)：

車(chē)床的主要加工工藝類(lèi)型，車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，車(chē)床的主要結(jié)構(gòu)，車(chē)削用量的確定，典型車(chē)床夾具。3.1臥式車(chē)床(CA6140型)1用途：主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)外圓柱面，圓錐面及成形回轉(zhuǎn)表面和回轉(zhuǎn)體的端面等，有些車(chē)床可以加工螺紋面。運(yùn)動(dòng)：1.表面成形運(yùn)動(dòng)/切削運(yùn)動(dòng)(1)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng):這是車(chē)床的主運(yùn)動(dòng),其轉(zhuǎn)速較高,消耗機(jī)床功率的主要部分。(2)刀具的移動(dòng)：車(chē)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

2.輔助運(yùn)動(dòng)：

切入運(yùn)動(dòng)，刀架縱、橫向的機(jī)動(dòng)快移。第三章車(chē)削加工2最常見(jiàn)機(jī)械加工中應(yīng)用最多的方法之一。車(chē)床是完成車(chē)削加工必須的設(shè)備。車(chē)床所能加工的經(jīng)典表面3第三章車(chē)削加工第三章車(chē)削加工3.1臥式車(chē)床(CA6140型)4

最普遍、工藝范圍最廣。通用性強(qiáng)，但自動(dòng)化程度低，換刀麻煩，生產(chǎn)率低，多適用于單件小批量生產(chǎn)。CA6140C——類(lèi)別代號(hào)（車(chē)床類(lèi)）A——結(jié)構(gòu)特性（用以區(qū)別C6140）6——組別代號(hào)1——系別代號(hào)40——主參數(shù)（最大旋轉(zhuǎn)直徑400mm）（臥式）第三章車(chē)削加工5CA6140型臥式車(chē)床外形圖第三章車(chē)削加工6一.

主要組成：

機(jī)床的總布局就是機(jī)床各主要部件之間的相互位置關(guān)系，及它們之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。CA6140的主要組成部分如下：1）主軸箱（Headstock）固定在床身左上端，內(nèi)裝有主軸及換向、變速機(jī)構(gòu)。

2）刀架部件（Toolslide）沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，使車(chē)刀作縱向、橫向或斜向運(yùn)動(dòng)。3）尾座（Tailstock）頂尖伸出用于支承工件。同時(shí)尾架還可以安裝鉆頭等孔加工刀具，進(jìn)行孔加工。

4）進(jìn)給箱（Feedbox）通過(guò)不同齒輪嚙合以改變機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量和加工螺紋的導(dǎo)程，實(shí)現(xiàn)不同的進(jìn)給速度。

5）溜板箱（Apron）刀架底部，實(shí)現(xiàn)刀架縱向或橫向進(jìn)給、快速移動(dòng)或車(chē)螺紋，通過(guò)溜板箱上的手柄和按鈕來(lái)操控機(jī)床。6）床身（Bed）主要起支承作用，床身一般為鑄鐵材料，耐壓不受拉。安裝工件獲旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)安裝刀具直線進(jìn)給移動(dòng)后頂尖支承工件/安裝鉆頭等刀具進(jìn)行孔加工提供所需運(yùn)動(dòng)決定布局第三章車(chē)削加工7二.

機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)：

第三章車(chē)削加工81.主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)：

把動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)）的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳給主軸，使主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)，并滿足臥式車(chē)床主軸變速和換向的要求。起始件：主電動(dòng)機(jī)末端件：主軸a.傳動(dòng)路線：電動(dòng)機(jī)(7.5kw，1450r/min)—V帶輪—主軸箱軸I—雙向多片式摩擦離分器M1。軸I—軸II有三種傳動(dòng)路線：1.壓緊離合器M1左部的摩擦片，軸I—軸Ⅱ（正轉(zhuǎn)）；2.壓緊離合器M1右部的摩擦片，軸I—軸Ⅱ（反轉(zhuǎn)）；3.離合器M1處于中間位置，主軸停轉(zhuǎn)。第三章車(chē)削加工91.壓緊離合器M1左部的摩擦片，軸I—軸Ⅱ（正轉(zhuǎn)）雙聯(lián)滑移齒輪56/38或51/43齒輪嚙合軸II兩種轉(zhuǎn)速2.壓緊離合器M1右部的摩擦片，軸I—軸Ⅱ（反轉(zhuǎn)）

齒輪z50—軸VII—空套齒輪z34—固定齒輪z30軸II一種轉(zhuǎn)速軸Ⅱ—軸III傳動(dòng)：三聯(lián)滑移齒輪副39/41,30/50,22/58軸ⅡI—主軸VI傳動(dòng)：1.軸III齒輪z63—軸VI齒輪z50：主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)2.齒輪副20/80或50/50齒輪嚙合—軸IV—雙聯(lián)滑移齒輪20/80或51/50—軸V—齒輪副26/58—軸VI：主軸中、低速轉(zhuǎn)動(dòng)

注:

在軸Ⅰ上裝有雙向多片摩擦離合器M1，使主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。M1左部壓緊時(shí)，正轉(zhuǎn)；M1右部壓緊時(shí)反轉(zhuǎn)；中位停車(chē)；第三章車(chē)削加工

由結(jié)構(gòu)相同的左、右兩部分組成，左離合器傳動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)，右離合器傳動(dòng)主軸反轉(zhuǎn)。以左離合器為例說(shuō)明其原理：該離合器由若干形狀不同的內(nèi)、外摩擦片交疊組成。利用摩擦片在相互壓緊時(shí)的接觸面之間產(chǎn)生的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。帶花鍵孔的內(nèi)摩擦片3與4上的花鍵相連接，外摩擦片2的內(nèi)孔是光滑圓孔，空套在軸的花鍵外圓上。該摩擦片外圓上有四個(gè)凸齒，卡在空套齒輪1右端套筒部分的缺口內(nèi)。其內(nèi)、外摩擦片相間排列，在未被壓緊時(shí)，它們互不聯(lián)系，主軸停轉(zhuǎn)。當(dāng)操縱裝置10[見(jiàn)圖(a)]將滑環(huán)9向右移動(dòng)時(shí)，桿7（在花鍵軸的孔內(nèi)）上的擺桿8繞支點(diǎn)擺動(dòng)，其下端就撥動(dòng)桿向左移動(dòng)。桿左端有一固定銷(xiāo)，使螺圈6及加壓套5向左壓緊左邊的一組摩擦片，通過(guò)摩擦片間的摩擦力，將轉(zhuǎn)距由軸傳給空套齒輪，使主軸正轉(zhuǎn)。同理，當(dāng)操縱裝置將滑環(huán)向左移動(dòng)時(shí)，壓緊右邊的一組摩擦片，使主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)滑環(huán)在中間位置時(shí)，左、右兩組摩擦片都處在放松狀態(tài)，軸4的運(yùn)動(dòng)不能傳給齒輪，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)圖原理圖10ⅱ)齒輪與軸的連接方式：固定、滑移、空套；三聯(lián)滑移齒輪空套：當(dāng)齒輪不工作時(shí)，齒輪空轉(zhuǎn)，當(dāng)需要工作時(shí)，會(huì)有和其同軸的動(dòng)力連接裝置與齒輪進(jìn)行動(dòng)力連接，這時(shí)候，齒輪隨軸等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞動(dòng)力。第三章車(chē)削加工11b.傳動(dòng)路線表達(dá)式:第三章車(chē)削加工12

ε——V帶輪的滑動(dòng)系數(shù)，可取ε=0.02；

uⅠ-Ⅱ——軸I和軸Ⅱ間可變傳動(dòng)比，其余類(lèi)推。第三章車(chē)削加工c.運(yùn)動(dòng)平衡式計(jì)算:經(jīng)中、低速傳動(dòng)路線時(shí)，主軸正轉(zhuǎn)獲得的實(shí)際轉(zhuǎn)速是2×3×（2×2-1）=18級(jí)轉(zhuǎn)速，加上由高速傳動(dòng)路線獲得的6級(jí)轉(zhuǎn)速，主軸共可獲得24級(jí)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，有3×[1+（2×2-1）]=12級(jí)轉(zhuǎn)速。d.主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù):13主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速按運(yùn)動(dòng)平衡式計(jì)算。例如：某級(jí)轉(zhuǎn)速為：注：主軸反轉(zhuǎn)通常不是用于切削，而是用于車(chē)削螺紋時(shí)，在不斷開(kāi)主軸和刀架間傳動(dòng)聯(lián)系的情況下，車(chē)刀沿螺紋線退回到起始位置。反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速較高，節(jié)省輔助時(shí)間。第三章車(chē)削加工e.主軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速:14第三章車(chē)削加工152.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)：

車(chē)削加工時(shí)，由進(jìn)給傳動(dòng)鏈實(shí)現(xiàn)刀具的縱向或橫向移動(dòng)，進(jìn)給量一主軸每轉(zhuǎn)刀架的移動(dòng)量計(jì)算；車(chē)螺紋時(shí)，主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)量等于螺紋導(dǎo)程。起始件：主軸末端件：刀架第三章車(chē)削加工16A.螺紋進(jìn)給傳動(dòng)

CA6140型臥式車(chē)床能車(chē)削米制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，可以車(chē)削大導(dǎo)程、非標(biāo)準(zhǔn)和較精密的螺紋?？绍?chē)削右旋螺紋，也可車(chē)削左旋螺紋。

車(chē)螺紋時(shí)，主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)量等于螺紋導(dǎo)程Ph。

運(yùn)動(dòng)平衡方程式:

u─主軸到絲杠之間的總傳動(dòng)比；

Ph絲─機(jī)床絲杠導(dǎo)程，CA6140型車(chē)床的Ph絲=12mm；

Ph─被加工工件的螺紋導(dǎo)程（mm)。第三章車(chē)削加工17a.車(chē)削米制螺紋

1)傳動(dòng)路線表達(dá)式2)運(yùn)動(dòng)平衡方程式:u基─軸XIV—軸XV間基本導(dǎo)程變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比

u倍─軸XVI—軸XVIII間增倍變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比18第三章車(chē)削加工第三章車(chē)削加工19可得到32種導(dǎo)程值，其中標(biāo)準(zhǔn)的有20種

第三章車(chē)削加工標(biāo)準(zhǔn)螺紋的20個(gè)導(dǎo)程值

u基u倍26/2828/2832/2836/2819/1420/1433/2136/2118/45*15/48=1/8——1——1.25—1.528/35*15/48=1/4—1.7522.25—2.5—318/45*35/28=1/2—3.544.5—55.5628/35*35/28=1—789—101112CA6140型車(chē)床米制螺紋表(k=1時(shí))20擴(kuò)大導(dǎo)程傳動(dòng)路線

從傳動(dòng)路線表達(dá)式可知，擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程時(shí)，主軸Ⅵ到軸Ⅸ的傳動(dòng)比為：當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為45-140r/min時(shí)，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為11.2-35.5r/min時(shí)，

第三章車(chē)削加工所以，通過(guò)擴(kuò)大導(dǎo)程傳動(dòng)路線可將正常螺紋導(dǎo)程擴(kuò)大4倍或16倍。CA6140型車(chē)床車(chē)削大導(dǎo)程米制螺紋時(shí)，最大螺紋導(dǎo)程為192mm。21第三章車(chē)削加工22b.車(chē)削模數(shù)螺紋

模數(shù)螺紋主要用在米制蝸桿中，用模數(shù)m表示螺距的大小。螺距與模數(shù)的關(guān)系為：

Pm=πm(mm)模數(shù)螺紋的導(dǎo)程為：模數(shù)螺紋的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m也是分段等差數(shù)列。車(chē)削時(shí)的傳動(dòng)路線與車(chē)削米制螺紋的傳動(dòng)路線基本相同。由于模數(shù)螺紋的螺距中含有π因子，因此車(chē)削模數(shù)螺紋時(shí)所用的齒輪為：

運(yùn)動(dòng)平衡方程式:第三章車(chē)削加工23

u基u倍26/2828/2832/2836/2819/1420/1433/2136/2118/45*15/48=1/8——0.25—————28/35*15/48=1/4——0.5—————18/45*35/28=1/2——1——1.25—1.528/35*35/28=1—1.7522.25—2.52.753CA6140型車(chē)床模數(shù)螺紋表(k=1時(shí)，m/mm)第三章車(chē)削加工24c.車(chē)削英制螺紋

英制螺紋以每英寸長(zhǎng)度上的螺紋扣數(shù)α(扣/in)表示，其標(biāo)準(zhǔn)值也按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列。英制螺紋的導(dǎo)程：Pa=1/a(in)由于CA6140型車(chē)床的絲杠是米制螺紋，被加工的英制螺紋也應(yīng)換算成以毫米為單位的相應(yīng)導(dǎo)程值，即：

運(yùn)動(dòng)平衡方程式:英制螺紋傳動(dòng)路線與米制螺紋路線相比有以下調(diào)整：改變傳動(dòng)鏈中部分傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，使其包含特殊因子25.4；將基本組兩軸的主、被動(dòng)關(guān)系對(duì)調(diào)，以便使分母為等差級(jí)數(shù)。第三章車(chē)削加工25

u基u倍26/2828/2832/2836/2819/1420/1433/2136/2118/45*15/48=1/8—1416181920—2428/35*15/48=1/4—789—10111218/45*35/28=1/23.253.544.5—5—628/35*35/28=1——2————3CA6140型車(chē)床英制螺紋表(k=1時(shí)，a/牙.in-1)第三章車(chē)削加工26d.車(chē)削徑節(jié)螺紋

徑節(jié)螺紋主要用于同英制蝸輪相配合，即為英制蝸桿。其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為徑節(jié)，用DP(牙/in)表示，其定義為：對(duì)于英制蝸輪，將其總齒數(shù)折算到每一英寸分度圓直徑上所得的齒數(shù)值，稱為徑節(jié)，即DP=z/D(z為蝸輪齒數(shù)，D為分度圓直徑/in)。根據(jù)徑節(jié)的定義可得蝸輪齒距為：

螺紋導(dǎo)程由于模數(shù)螺紋的螺距中含有π因子，因此車(chē)削徑節(jié)螺紋時(shí)所用的齒輪為第三章車(chē)削加工27

運(yùn)動(dòng)平衡方程式:

u基u倍26/2828/2832/2836/2819/1420/1433/2136/2118/45*15/48=1/8—566472—80889628/35*15/48=1/4—283236—40444818/45*35/28=1/2—141618—20222428/35*35/28=1—789—101112第三章車(chē)削加工28e.車(chē)削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋和精密螺紋

所謂非標(biāo)準(zhǔn)螺紋是指利用上述傳動(dòng)路線無(wú)法得到的螺紋。傳動(dòng)路線：離合器M3、M4和M5全部嚙合，被加工螺紋的導(dǎo)程Ph依靠調(diào)整掛輪的傳動(dòng)比u掛來(lái)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)平衡式：換置公式：由于傳動(dòng)鏈短，誤差小，若選擇高精度的齒輪作掛輪，則可加工精密螺紋。B.縱向和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈車(chē)削圓柱面、圓錐面、端面等進(jìn)給運(yùn)動(dòng)應(yīng)使用機(jī)動(dòng)進(jìn)給。為了減少螺紋傳動(dòng)鏈絲杠及開(kāi)合螺母磨損，保證螺紋傳動(dòng)鏈的精度，機(jī)動(dòng)進(jìn)給由光杠經(jīng)溜扳箱傳動(dòng)。

a)縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈兩末端件：主軸—刀架f(mm)

運(yùn)動(dòng)平衡式：第三章車(chē)削加工29化簡(jiǎn)后得：正常螺距的米制螺紋加工路線得到縱向進(jìn)給量0.08—-1.22mm/r（32種）正常螺距的英制螺紋加工路線得到縱向進(jìn)給量0.86—-1.59mm/r（8種）擴(kuò)大螺距的米螺紋加工路線得到縱向進(jìn)給量0.028—-0.054mm/r（8種）擴(kuò)大螺距英制螺紋加工路線得到縱向進(jìn)給量1.71—-6.33mm/r(16種）CA6140型臥式車(chē)床共64級(jí)縱向進(jìn)給量，變換范圍0.028-6.33mm/r。

第三章車(chē)削加工30b)橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈

ⅩⅩⅣ—M6—ⅩⅩⅤⅩⅩ—ⅩⅩI—M8—ⅩⅩIIⅩⅩⅣ—ⅩⅩⅤ—ⅩⅩⅤⅢ—M7—ⅩⅩⅨ—ⅩⅩⅩ(橫）當(dāng)橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給與縱向進(jìn)給的傳動(dòng)路線一致時(shí)，2f橫

=f縱，橫向與縱向進(jìn)給量的種數(shù)相同（64種）。第三章車(chē)削加工31C)刀架快速移動(dòng)為了縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，CA6140型臥式車(chē)床的刀架可實(shí)現(xiàn)快速機(jī)動(dòng)移動(dòng)。刀架的縱向和橫向快速移動(dòng)由快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)(P=0.25kw，n=1360r／min)傳動(dòng)，經(jīng)齒輪副13/29使軸ⅩⅫ高速轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)蝸輪蝸桿副4/29、溜板箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，使刀架實(shí)現(xiàn)縱向或橫向的快速移動(dòng)?？煲品较蛴闪锇逑渲须p向離合器M6和M7控制。傳動(dòng)路線表達(dá)式為:刀架快速縱向右移的速度第三章車(chē)削加工32第三章車(chē)削加工33分析圖示的傳動(dòng)系統(tǒng)，寫(xiě)出傳動(dòng)路線表達(dá)式；求主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；計(jì)算主軸的最高、最低轉(zhuǎn)速。

3*2*2=12級(jí)第三章車(chē)削加工34CA6140型臥式車(chē)床外形圖三.臥式車(chē)床的主要結(jié)構(gòu)：

第三章車(chē)削加工351.主軸箱主軸箱是車(chē)床的主要部件，其主要功能是支承主軸，實(shí)現(xiàn)其開(kāi)、停、換向和變速，把進(jìn)給運(yùn)動(dòng)從主軸傳向進(jìn)給系統(tǒng)。包含：主軸及其軸承，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，啟動(dòng)、停止以及換向裝置，制動(dòng)裝置，操縱機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑裝置等。

第三章車(chē)削加工36(1)主軸：主軸箱中的主要組成部分空心階梯軸，內(nèi)孔可通過(guò)長(zhǎng)棒料或傳入鋼棒卸下頂尖，也可用于氣動(dòng)、電動(dòng)及液壓夾緊裝置機(jī)構(gòu)。

主軸前端短錐法蘭式結(jié)構(gòu)1—螺釘2—鎖緊盤(pán)3—主軸4—卡盤(pán)座5—螺栓6—螺母第三章車(chē)削加工37雙向片式摩擦離合器機(jī)構(gòu)(CA6140)1—雙聯(lián)齒輪2—外摩擦片3—內(nèi)摩擦片4a、4b—螺母5—圓銷(xiāo)6—彈簧銷(xiāo)7—拉桿8—滑環(huán)9—銷(xiāo)軸10—羊角形擺塊、11、12—止推片13—齒輪14—壓套第三章車(chē)削加工(2)雙向多片式摩擦離合器

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注:

在軸Ⅰ上裝有雙向多片摩擦離合器M1，使主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。M1左部壓緊時(shí)，正轉(zhuǎn)；M1右部壓緊時(shí)反轉(zhuǎn)；中位停車(chē)；第三章車(chē)削加工

由結(jié)構(gòu)相同的左、右兩部分組成，左離合器傳動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)，右離合器傳動(dòng)主軸反轉(zhuǎn)。以左離合器為例說(shuō)明其原理：該離合器由若干形狀不同的內(nèi)、外摩擦片交疊組成。利用摩擦片在相互壓緊時(shí)的接觸面之間產(chǎn)生的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。帶花鍵孔的內(nèi)摩擦片3與4上的花鍵相連接，外摩擦片2的內(nèi)孔是光滑圓孔，空套在軸的花鍵外圓上。該摩擦片外圓上有四個(gè)凸齒，卡在空套齒輪1右端套筒部分的缺口內(nèi)。其內(nèi)、外摩擦片相間排列，在未被壓緊時(shí)，它們互不聯(lián)系，主軸停轉(zhuǎn)。當(dāng)操縱裝置10[見(jiàn)圖(a)]將滑環(huán)9向右移動(dòng)時(shí)，桿7（在花鍵軸的孔內(nèi)）上的擺桿8繞支點(diǎn)擺動(dòng)，其下端就撥動(dòng)桿向左移動(dòng)。桿左端有一固定銷(xiāo)，使螺圈6及加壓套5向左壓緊左邊的一組摩擦片，通過(guò)摩擦片間的摩擦力，將轉(zhuǎn)距由軸傳給空套齒輪，使主軸正轉(zhuǎn)。同理，當(dāng)操縱裝置將滑環(huán)向左移動(dòng)時(shí)，壓緊右邊的一組摩擦片，使主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)滑環(huán)在中間位置時(shí)，左、右兩組摩擦片都處在放松狀態(tài)，軸4的運(yùn)動(dòng)不能傳給齒輪，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)圖原理圖39變速操縱機(jī)構(gòu)示意圖(CA6140)1—雙聯(lián)齒輪2—三聯(lián)齒輪3—撥叉4—撥銷(xiāo)5—曲柄6—盤(pán)形凸輪7—軸8—鏈條9—變速手柄10—圓銷(xiāo)11—杠桿12—撥叉Ⅱ、Ⅲ—傳動(dòng)軸第三章車(chē)削加工(3)變速操縱機(jī)構(gòu)

40第三章車(chē)削加工412.溜板箱溜板箱是將絲杠或光杠傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)刀架進(jìn)給，同時(shí)控制刀架運(yùn)動(dòng)的接通、斷開(kāi)和換向。機(jī)床過(guò)載是可控制刀架自動(dòng)停止進(jìn)給以及手動(dòng)操縱刀架移動(dòng)或?qū)崿F(xiàn)刀架快速移動(dòng)等。

(1)開(kāi)合螺母機(jī)構(gòu)

第三章車(chē)削加工42(2)操縱機(jī)構(gòu)

第三章車(chē)削加工43(3)超越離合器及安全離合器

3.進(jìn)給箱

進(jìn)給箱的功用是變換被加工螺紋的種類(lèi)和導(dǎo)程，以及獲得所需的各種機(jī)動(dòng)進(jìn)給量。進(jìn)給箱由以下幾部分組成：變換螺紋導(dǎo)程和進(jìn)給量的變速機(jī)構(gòu)（包括基本組1和增倍組2）、變換螺紋種類(lèi)的移換機(jī)構(gòu)4、絲杠和光杠的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3以及操縱機(jī)構(gòu)等。CA6140型臥式車(chē)床進(jìn)給箱第三章車(chē)削加工44第三章車(chē)削加工3.2數(shù)控車(chē)床45

與普通車(chē)床相比，數(shù)控車(chē)床加工靈活、通用性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、能適應(yīng)產(chǎn)品品種和規(guī)格頻繁變化的特點(diǎn)，主要用于加工各種軸類(lèi)、套筒類(lèi)和盤(pán)類(lèi)零件上的回轉(zhuǎn)表面。一、分類(lèi)1.數(shù)控系統(tǒng)功能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床：指具有針對(duì)性加工功能但功能水平較低且價(jià)格低廉的數(shù)控機(jī)床，它主要是由機(jī)械和電氣控制兩大部分組成。特點(diǎn)：主軸采用異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)開(kāi)環(huán)控制第三章車(chē)削加工46全功能型數(shù)控車(chē)床：一般為45度斜床身，也有60度、75度等特點(diǎn)：主軸采用能調(diào)速的交、直流主軸控制單元驅(qū)動(dòng)進(jìn)給采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)半閉環(huán)或閉環(huán)控制第三章車(chē)削加工47車(chē)削中心：以車(chē)床為基本體，并在其礎(chǔ)上進(jìn)一步增加動(dòng)力銑、鉆、鏜，以及副主軸的功能，使車(chē)件需要二次，三次加工的工序在車(chē)削中心上一次完成；是一種復(fù)合式的車(chē)削加工機(jī)械，能讓加工時(shí)間大大減少，不需要重新裝夾，以達(dá)到提高加工精度的要求。特點(diǎn)：在全功能數(shù)控車(chē)床基礎(chǔ)上配上刀庫(kù)、自動(dòng)換刀裝置以及動(dòng)力刀具第三章車(chē)削加工482.主軸配置形式臥式數(shù)控車(chē)床：主軸水平布置立式數(shù)控車(chē)床：主軸垂直布置兩根主軸的車(chē)床：雙軸臥式數(shù)控車(chē)床或雙軸立式數(shù)控車(chē)床第三章車(chē)削加工493.控制系統(tǒng)控制的軸數(shù)兩軸控制的數(shù)控車(chē)床：只有一個(gè)回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)四軸控制的數(shù)控車(chē)床：有兩個(gè)獨(dú)立回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)對(duì)車(chē)削中心或柔性制造單元，還要增加其他附加坐標(biāo)軸以滿足機(jī)床功能。第三章車(chē)削加工50二、組成TND360(CK6136)：C—車(chē)床K—數(shù)控6—組別普通1—型別臥式36—最大回轉(zhuǎn)直徑

基本組成：機(jī)床本體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、輔助裝置等主軸箱轉(zhuǎn)塔刀架數(shù)控裝置卡盤(pán)滑板伺服系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)等防護(hù)罩51第三章車(chē)削加工數(shù)控裝置：

數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。它根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，完成數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷、輸入輸出控制等。數(shù)控裝置一般由專(zhuān)用（或通用）計(jì)算機(jī)、輸入輸出接口板及可編程序控制器（PLC）等組成?？删幊绦蚩刂破髦饕糜趯?duì)數(shù)控機(jī)床輔助功能、主軸轉(zhuǎn)速功能和刀具功能的控制。伺服系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)包括主軸伺服單元、進(jìn)給伺服單元、機(jī)床控制線路、功率放大線路及驅(qū)動(dòng)裝置，它接受數(shù)控裝置發(fā)來(lái)的各種動(dòng)作命令，驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。它的伺服精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)是影響數(shù)控機(jī)床的加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。52第三章車(chē)削加工測(cè)量裝置：測(cè)量裝置的作用是通過(guò)位置傳感器將伺服電動(dòng)機(jī)的角位移或數(shù)控車(chē)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸送給數(shù)控裝置，使之與指令信號(hào)進(jìn)行比較，并由數(shù)控裝置發(fā)出指令，糾正所產(chǎn)生的誤差，使數(shù)控車(chē)床按工件加工程序要求的進(jìn)給位置和速度完成加工。機(jī)床本體：機(jī)床本體包括：主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)以及輔助裝置等。對(duì)于數(shù)控加工中心，還有存放刀具的刀庫(kù)、自動(dòng)換刀裝置（ATC）和自動(dòng)托盤(pán)交換裝置等。與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和抗振性，傳動(dòng)系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)的部件結(jié)構(gòu)，操作機(jī)構(gòu)等方面都發(fā)生了很大的變化，其目的是為了滿足數(shù)控技術(shù)的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。第三章車(chē)削加工53三、傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)鏈短第三章車(chē)削加工541、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)起始件：主電動(dòng)機(jī)末端件：主軸a.傳動(dòng)路線：直流主軸伺服電動(dòng)機(jī)(27kw)—V帶輪—主軸箱軸I—雙聯(lián)滑移齒輪齒輪副84/60或29/86—軸II(主軸)ε——V帶輪的滑動(dòng)系數(shù)，可取ε=0.02。b.運(yùn)動(dòng)平衡式計(jì)算:高速：(80-3150r/min)低速：(7-800r/min)主軸伺服電機(jī)無(wú)級(jí)變速第三章車(chē)削加工552、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)

數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)是控制X、Z坐標(biāo)軸的伺服系統(tǒng)的主要組成部分，它將伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為刀架的直線運(yùn)動(dòng)，而且對(duì)移動(dòng)精度要求很高，X軸最小移動(dòng)量為0.0005mm(直徑編程)，Z軸最小移動(dòng)量為0.001mm。采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副，可以有效地提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行。另外，消除絲杠螺母的配合間隙和絲杠兩端的軸承間隙，也有利于提高傳動(dòng)精度。第三章車(chē)削加工563、刀盤(pán)轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)

數(shù)控車(chē)床的刀盤(pán)轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)刀架上刀盤(pán)的開(kāi)定位、轉(zhuǎn)位、定位與夾緊的運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。a.傳動(dòng)路線：換刀交流電動(dòng)機(jī)(60W)—軸IV—斜齒輪副14/65—軸V—斜齒輪副14/96—軸VI———凸輪—撥叉—軸VII(刀盤(pán)開(kāi)定位、定位、夾緊動(dòng)作)—z96—槽輪機(jī)構(gòu)—軸VII(刀盤(pán)轉(zhuǎn)位動(dòng)作)與VIII相連的圓光柵記錄刀盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)刀位數(shù)57第三章車(chē)削加工四、主要結(jié)構(gòu)1、主軸組件主軸：空心階梯軸內(nèi)孔可通過(guò)長(zhǎng)棒料或傳入鋼棒卸下頂尖，也可用于氣動(dòng)、電動(dòng)及液壓夾緊裝置機(jī)構(gòu)。前端采用短圓錐法蘭式結(jié)構(gòu)，用于安裝卡盤(pán)和撥盤(pán)。58第三章車(chē)削加工2、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)縱向滑板、橫向滑板兩個(gè)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)?？v向滑板組成：直流伺服電機(jī)2安全聯(lián)軸器4、6滾珠絲杠螺母副10等檢測(cè)位置和速度構(gòu)成半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)59第三章車(chē)削加工1)、滾珠絲杠螺母副

由絲杠、螺母、滾珠等零件組成的傳動(dòng)副，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)分類(lèi)：內(nèi)循環(huán)外循環(huán)60第三章車(chē)削加工

絲杠、螺母上加工有弧形螺旋槽，套在一起是形成了螺旋滾道，內(nèi)裝滿滾珠。當(dāng)絲杠相對(duì)于螺母做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)吋，兩者間發(fā)生軸向位移.而滾珠則可沿著滾道滾動(dòng).減少摩擦阻力。滾珠在絲杠上滾過(guò)數(shù)圈后，通過(guò)回程引導(dǎo)裝置（回珠器）逐個(gè)滾回到絲杠和螺母之間構(gòu)成一個(gè)閉合的回路管道。61第三章車(chē)削加工絲杠滾道螺紋型面分類(lèi)：圓弧型面、雙圓弧型面外循環(huán)62第三章車(chē)削加工軸向間隙消除：

63第三章車(chē)削加工在傳動(dòng)時(shí)，滾珠與絲杠、螺母之間基本上是滾動(dòng)摩擦.因此它具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)傳動(dòng)效率高：滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率很高，可達(dá)92%~98%，是普通絲杠傳動(dòng)的2~4倍(2)定位精度和重復(fù)定位精度高滾珠絲杠副的驅(qū)動(dòng)力矩減少至滑動(dòng)絲杠的1/3左右，發(fā)熱率大幅降低，溫升減小.并且在安裝滾珠絲杠副時(shí)采取以預(yù)緊方式消除軸向間隙等措施.使?jié)L珠絲杠副具有高的定位精度和重復(fù)定位精度。(3)使用壽命長(zhǎng)滾珠絲杠副采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，其實(shí)際壽命遠(yuǎn)高于滑動(dòng)絲杠，從而彌補(bǔ)其制造成本高于滑動(dòng)絲杠的不足點(diǎn)。(4)剛度高滾珠絲杠副經(jīng)預(yù)緊后可以消除軸向間隙，提高系統(tǒng)的剛度。(5)傳動(dòng)的可逆性滾珠絲杠副消除了在傳動(dòng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的爬行現(xiàn)象，能夠?qū)崿F(xiàn)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并傳遞動(dòng)力這兩種傳動(dòng)方式。因?yàn)闈L珠絲杠副具有上述優(yōu)點(diǎn)，所以在各類(lèi)中、小型數(shù)控機(jī)床的直線進(jìn)給系統(tǒng)中普遍采用滾珠絲杠，但是由于滾珠絲杠副的摩擦因數(shù)小、不能自鎖，所以當(dāng)作用于垂直位置時(shí).為防止因突然停電而造成主軸箱自動(dòng)下滑，必須加有制動(dòng)裝置。64第三章車(chē)削加工2)消隙齒輪

齒輪齒側(cè)間隙會(huì)造成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向時(shí)丟失指令脈沖，產(chǎn)生反向死區(qū)，影響加工精度。消除齒側(cè)間隙方法：可傳遞較大動(dòng)力，但側(cè)隙不能自動(dòng)補(bǔ)償65第三章車(chē)削加工3、轉(zhuǎn)塔刀架換刀機(jī)構(gòu)、刀盤(pán)組成。

電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸IV，經(jīng)齒輪副14/65帶動(dòng)軸V，再經(jīng)齒輪副14/96帶動(dòng)傳動(dòng)軸5。

傳動(dòng)軸5上凸輪6的曲線槽升程段推動(dòng)滾子13，通過(guò)杠桿15和滾子14撥動(dòng)轉(zhuǎn)塔軸11向左移動(dòng)，刀盤(pán)10上的端面齒盤(pán)8與7脫開(kāi)(定位)，此時(shí)傳動(dòng)軸5上齒輪右端面上滾子4的槽桿撥動(dòng)槽輪3，實(shí)現(xiàn)刀盤(pán)轉(zhuǎn)位66第三章車(chē)削加工

轉(zhuǎn)位完成后，凸輪槽的降程段推動(dòng)滾子13，通過(guò)杠桿15和滾子14撥動(dòng)轉(zhuǎn)塔軸11向右移動(dòng)，是端面齒盤(pán)8和7嚙合(定位)，并壓縮碟形彈簧12，是轉(zhuǎn)塔軸11產(chǎn)生向右的軸向力夾緊刀盤(pán)，最后由無(wú)升降程的凸輪曲線槽鎖緊。刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，由齒輪1和2傳動(dòng)圓光柵，向數(shù)控系統(tǒng)控制器發(fā)信號(hào)，記錄刀位數(shù)。第三章車(chē)削加工3.3車(chē)削67一、車(chē)削加工精度粗車(chē)：公差等級(jí)IT11-IT13，表面粗糙度Ra12.5-50μm半精車(chē)：公差等級(jí)IT8-IT10，表面粗糙度Ra3.2-6.3μm精車(chē)：公差等級(jí)IT7-IT8，表面粗糙度Ra0.8-1.6μm精細(xì)車(chē)：公差等級(jí)IT6-IT7，表面粗糙度Ra0.025-0.4μm1.確定背吃刀量ap

根據(jù)加工余量確定。粗加工(Ra10-80μm)時(shí)，一次進(jìn)給盡可能切除全部余量；中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá)8-10mm；半精加工(Ra1.25-10μm)時(shí)，背吃刀量取0.5-2mm；精加工(Ra0.32-1.25μm)時(shí)，背吃刀量取為0.1-0.4mm。余量過(guò)大時(shí)可分2次走刀，第一次走刀的切削深度取單邊余量的2/3～3/4。2.確定進(jìn)給量

f粗切時(shí)根據(jù)工藝系統(tǒng)強(qiáng)度和剛度條件確定（計(jì)算或查表）精切時(shí)根據(jù)加工表面粗糙度要求確定（計(jì)算或查表）3.確定切削速度

v根據(jù)規(guī)定的刀具壽命、背吃刀量、進(jìn)給量確定切削速度v

（計(jì)算或查表）68第三章車(chē)削加工4.數(shù)控車(chē)削螺紋時(shí)確定主軸轉(zhuǎn)速n第三章車(chē)削加工3.4車(chē)刀69一、車(chē)刀分類(lèi)

1.用途外圓車(chē)刀、端面車(chē)刀、切斷刀等

2.材料高速工具鋼車(chē)刀、硬質(zhì)合金車(chē)刀、陶瓷車(chē)刀等

3.結(jié)構(gòu)整體式、機(jī)夾式、焊接式、成形車(chē)刀第三章車(chē)削加工70二、常用車(chē)刀及應(yīng)用1.硬質(zhì)合金焊接式車(chē)刀將一定形狀的硬質(zhì)合金刀片用黃銅、純銅或其他焊料焊接在刀