金屬切削機床設(shè)計 第3章 車床.ppt

1、第三章 車床,車床：主要用于車削加工，是以車刀為主要切削工具進行車削加工 的機床。有些機床還可以采用各種孔加工刀具進行孔加工。 功用：以軸、盤套類零件為主要加工對象，還可以加工螺紋,在機械 加工工廠中，車床占機床總數(shù)的比重最大為20-35%，還可以 加工孔等。 運動：通常是工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的直線移動。 表面成形運動： 主運動工件的旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)速較高，消耗功率較大。 進給運動刀具的直線移動，消耗功率較小。 輔助運動： 切入運動使工件達到尺寸要求。 刀架的快速移動刀架快速接近或離開工件。,分類： 1）臥式及落地車床 2）立式車床 (雙柱式立式車床 ) (雙柱式立式車床 ) 3）六角車床 (轉(zhuǎn)塔式)

2、 (回輪式) 4）單軸自動及半自動車床 5）多軸自動和半自動車床 6）仿形車床及多刀車床 7）儀表車床 8）專門化車床 9) 數(shù)控車床和車削中心,分類,雙柱式立式車床,單立柱式車床,回輪式六角車床,回輪式六角車床,第一節(jié) CA6140型普通車床 CA6140型普通車床的工藝范圍很廣、應(yīng)用最廣。我們從機床的總布局、機床的用途、機床的運動、機床的運動性能、機床的傳動系統(tǒng)幾個方面加以介紹，其重點是機床的傳動系統(tǒng)。 一、機床的布局 1、主軸箱(Headstock)1固定在床身4的左端，主軸箱的功用是支承主軸并把動力經(jīng)變速傳動機構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動工件按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)主運動。 2、刀架(Too

3、l slide)2可沿床身4上的刀架導(dǎo)軌作縱向移動。功用是裝夾車刀，實現(xiàn)縱向、橫向或斜向運動。 3、 尾座(Tailstcck)3安裝在床身4右端的尾座導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌縱向調(diào)整其位置。它的功用是用后頂尖支承長工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進行孔加工。 4、床身(Bed)4固定在左右床腿7和5上。在床身上安裝著車床的各個主要部件，使它們在工作時保持準(zhǔn)確的相對位置或運動軌跡。,第一節(jié)CA6140型車床,5、進給箱(Feedbox)8固定在床身4的左端前側(cè)。是進給傳動鏈中主要的傳動比換置裝置，改變機動進給的進給量或所加工螺紋的導(dǎo)程。 6、溜板箱(Apron)6與刀架2的最下層縱向溜板相連，與

4、刀架一起做縱向運動，功用是把進給箱傳來的運動傳遞給刀架，使刀架實現(xiàn)縱向和橫向進給或快速移動或車螺紋。溜板箱上裝有各種操縱手柄和按鈕。 7、掛輪架是聯(lián)結(jié)主軸箱和進給箱的傳動機構(gòu)，用以傳動進給運動的動力和運動。 CA6140型普通車床與C6140型的區(qū)別： 1）有快速電鈕。 2）有三杠的區(qū)別：a、絲杠：車螺紋 b、光杠：機動進給 c、操縱杠：帶動刀具運動,車床外形圖,二、機床的用途 它的通用性較大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動化程度低，適用于單件小批量生產(chǎn)及修理車間。加工范圍廣，適用于加工各種軸類、套類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面。加工精度8-9級，光潔度Ra1.6(粗糙度）。 三、機床的運動 1、主運動：主軸的旋

5、轉(zhuǎn)運動，速度高，消耗的功率大，切削中起主要 作用。 2、進給運動：刀具的移動（縱向移動和橫向移動）速度低，消耗的 功率 小，使金屬層不斷進入切削。 3、切入運動：使刀具切入工件毛坯的運動，一般和進給運動的方向相 垂直。 4、輔助運動：快速運動，使刀具快速靠近或離開工件的運動。 四、機床的主要技術(shù)性能 1）車身上最大回轉(zhuǎn)直徑 D=400mm 2）主軸內(nèi)孔直徑 d =48 mm 3）正轉(zhuǎn)級數(shù) 24級 101400 r/min 4）反轉(zhuǎn)級數(shù) 12級 141580 r/min 5）主電機功率 7.5KW 1450 r/min,機床的傳動系統(tǒng),1、傳動圖系統(tǒng)：用國家規(guī)定的符號代表傳動元件，按機床傳動的先

6、后順 序以展開圖的形式繪制的表達機床全部運動關(guān)系的示意圖。 2、傳動系統(tǒng)：機床上所有傳動鏈構(gòu)成的系統(tǒng)叫傳動系統(tǒng)。 3、傳動系統(tǒng)圖中各運動元件的符號介紹：, 傳動軸 用、表示,齒輪,固定齒輪： 即不能軸向移動，又不能相對軸移動。,空套齒輪： 跟軸能相對轉(zhuǎn)動，不能相對移動,滑移齒輪 ：跟軸能相對移動，不能相對轉(zhuǎn)動。,聯(lián)窄式齒輪,聯(lián)寬式齒輪,車床主軸,磨床主軸,1)摩擦離合器：用豎線表示,，表示壓緊方向，有兩 個方向的叫 雙向多片式摩擦離合器。,2）牙嵌式離合器：（嚙合式） 雙向牙嵌式離合器,3)齒輪式離合器：,內(nèi)齒輪是滑移的，外齒輪是空套的 內(nèi)齒輪滑移到外齒輪內(nèi)時離合器接通 內(nèi)齒輪 外齒輪,齒輪齒

7、條,第二節(jié) 主運動傳動鏈,功用：傳遞運動和動力，變速、換向 。 1、分析主運動傳動鏈部分應(yīng)解決兩個問題： 主軸正轉(zhuǎn)24級轉(zhuǎn)速是如何獲得的？ 主軸各級轉(zhuǎn)速值的計算？ 2、分析傳動鏈采用機床調(diào)整計算的五個步驟： 1）找兩端件 2）確定兩端件的運動關(guān)系 3）分析傳動路線，列傳動路線表達式 4）列運動平衡方程 5）根據(jù)運動平衡方程式，導(dǎo)出傳動鏈的換置公式。,第三節(jié) 進給運動傳動鏈,功用：實現(xiàn)刀架的縱、橫向進給和車螺紋。 機動進給：光杠帶動溜板箱。 車螺紋：絲杠經(jīng)開合螺母帶動溜板箱。 表面成形運動：在機床上為了獲得切削運動，必須保證刀具與工 件間的必要相對運動，若這些運動是用來形成零 件表面的，則稱為表

8、面成形運動。 簡單的表面成形運動：由直線運動或旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)的表面成形運 動。 復(fù)合的表面成形運動：由直線運動和旋轉(zhuǎn)運動或旋轉(zhuǎn)運動和旋轉(zhuǎn)運 動以不同的搭配，按一定的傳動比關(guān)系組合 實現(xiàn)的表面成形運動。,傳動鏈：把動力源和執(zhí)行件或執(zhí)行件和執(zhí)行件連接起來，構(gòu)成具有傳 動聯(lián)系的一系列傳動件。 外聯(lián)系傳動鏈：僅僅把運動和動力自動源傳送到執(zhí)行件上去的傳動 鏈，兩端件之間沒有嚴(yán)格傳動比要求。（實現(xiàn)簡單 表面成形運動的傳動鏈） 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈：兩端件之間有嚴(yán)格傳動比要求。（實現(xiàn)復(fù)合表面成 形運動的傳動鏈） 進給運動傳動鏈兩端件為：主軸刀架,一、車螺紋 CA6140型車床能車削四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋：米制螺紋（44種） 英

9、制螺紋（20種） 模數(shù)螺紋（39種） 徑節(jié)螺紋（37種） 還可車削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋、擴大導(dǎo)程螺紋和精密螺紋。既可以車削右 螺紋，也可以車削左螺紋。 運動平衡方程式為：1it =S i從主軸到絲杠間的總傳動比 t機床絲杠的導(dǎo)程 t=12mm S被加工螺紋導(dǎo)程 1）米制螺紋（44種）,分析標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)程螺紋的分段等差且差值成倍數(shù)關(guān)系： 改變傳動付就能車削出各種按等差數(shù)列排列的導(dǎo)程值，這樣的變速組稱為基本組。,上述這種傳動比成倍數(shù)關(guān)系排列，可以擴大螺紋導(dǎo)程的種數(shù)，這樣的變速組叫增倍組。 （4）列運動平衡方程式 2）擴大導(dǎo)程機構(gòu) 功用：將螺紋導(dǎo)程擴大4倍或16倍 傳動路線表達式為：,當(dāng)采用正常傳動時，傳動比為1，

10、采用擴大導(dǎo)程機構(gòu)后，使螺紋擴大了4或16倍。 注意：（1）只有主軸處于低速時，才能用擴大導(dǎo)程機構(gòu)。 （2）當(dāng)主軸處于最低的6級轉(zhuǎn)速時，可以擴大16倍；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速 為最低的612級時，擴大4倍；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速高時 ，不能起到 擴大作用。 （3）螺紋加工時，不采用傳動比不準(zhǔn)確的傳動付。 3）模數(shù)螺紋（39種） 模數(shù)螺紋主要應(yīng)用在公制蝸桿中，模數(shù)螺紋用模數(shù)m 表示螺距的大小， 則導(dǎo)程為 其中K 為螺紋的頭數(shù) 模數(shù)m的標(biāo)準(zhǔn)值是按分段等差數(shù)列規(guī)律排列的，與米制螺紋不同的是，在模數(shù)螺紋導(dǎo)程 中含有特殊因子 。,運動平衡方程式為：,由此可車削出各種標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)螺紋。如應(yīng)用擴大螺紋導(dǎo)程機構(gòu)，可車削出大導(dǎo)程的模數(shù)螺紋。

11、 ）英制螺紋（種） 英制螺紋以每英寸長度上的扣數(shù)a表示，英制螺紋的導(dǎo)程S= 英寸。即：,分析傳動路線，列運動平衡方程式： 由此可車削出各種標(biāo)準(zhǔn)的英制螺紋。 5）徑節(jié)螺紋 (37種) 用徑節(jié)DP來表示的,也是按分段等差數(shù)列規(guī)律排列的。,改變變速組中的傳動付 ，可得傳動比值 ： 由此可車削出各種標(biāo)準(zhǔn)的徑節(jié)螺紋。 6）非標(biāo)準(zhǔn)和較精密螺紋 此時，不能用進給變速機構(gòu)，離合器 M 全部嚙合，運動由掛輪機構(gòu)直接傳動絲杠。 上述各種螺紋的傳動路線表達式歸納如下：,二 、機動進給（車削圓柱面和端面） 縱向進給：64種進給量(齒輪齒條) 0.0286.33 mm/轉(zhuǎn) 橫向進給：64種進給量 (小絲杠) 1/2 縱

12、 兩端件 主軸-刀架 從進給箱進入溜板箱中的傳動路線表達式如下:,獲得64種進給量所走的傳動路線如下: 1) 用車公制螺紋,正常導(dǎo)程傳動路線得32種正常進給量(0.0281.22 mm/轉(zhuǎn) ) 運動平衡式為: 2) 用主軸正常導(dǎo)程及英制螺紋傳動路線且增倍組中取1,得8種較大進給量(0.861.58 mm/轉(zhuǎn) ) 3) 用主軸擴大導(dǎo)程機構(gòu)及英制螺紋傳動路線,可將進給量擴大4或16倍,得到16種加大進給量(1.736.33 mm/轉(zhuǎn) ) 4) 主軸用高速組,用擴大導(dǎo)程機構(gòu)部分公制螺紋傳動路線且增倍組中取1/8得到8種細進給量(0.0280.054 mm/轉(zhuǎn) ) 三、刀架的快速移動,CA6140型臥

13、式車床主軸箱展開圖,主軸傳動系統(tǒng)圖,主 軸,第四節(jié) 機床的典型機構(gòu),一、卸荷皮帶輪： 卸掉皮帶側(cè)向徑拉力對軸的作用，把它卸荷到箱體上去， 防止它作用到軸上，使軸不受彎曲變形，只受扭轉(zhuǎn)變形。 二、雙向多片式摩擦離合器：傳遞運動和動力，控制主軸正、反轉(zhuǎn)，使 主軸 啟動和停止，起過載保護作用。 三、制動器：在摩擦離合器脫開的時候，制動主軸，使主軸迅速停止轉(zhuǎn)動， 以縮短輔助時間。 四、軸和軸上滑動齒輪的操縱機構(gòu)：可使兩個滑移齒輪的軸向位 置實現(xiàn)6種不同的組合，使軸得到6種不同的轉(zhuǎn)速。 五、開合螺母（雙開螺母）：接通或斷開從絲杠傳來的運動，車螺紋時， 開合螺母合上，絲杠通過開合螺母帶動溜板箱及刀架。,六

14、、縱橫向機動進給操縱機構(gòu)：為了避免同時接通縱向和橫向機動進 給，在蓋上開有十字形槽，十字形槽限制了手柄的位置，使它不 能同時接通縱向和橫向進給運動。 七、超越離合器 ：節(jié)省輔助時間及簡化操作動作 ，在刀架快速移動過程 中，光杠仍可繼續(xù)轉(zhuǎn)動，不必脫開進給運動傳動鏈，避免光杠和 快速電機同時傳動軸，而使軸損壞。 八、互鎖機構(gòu) ：使開合螺母手柄和機動手柄不能同時接通，避免發(fā)生機 械事故。 九、安全離合器（過載保護裝置）：避免進給力過大或刀架移動受阻 而損壞傳動機構(gòu)，以便使刀架在過載時自動停止進給。 十、主軸和卡盤的聯(lián)接：,摩擦離合器及操縱機構(gòu)圖,主軸變速操縱機構(gòu),安全與超越離合器,主軸端部與卡盤的連接結(jié)構(gòu)圖,機 床 外 形 圖,主軸組件裝配結(jié)構(gòu)圖,床身結(jié)構(gòu)圖,刀架結(jié)構(gòu)圖,尾架結(jié)構(gòu)圖,螺紋變向及掛輪架結(jié)構(gòu),思考題: 1).我國目前機床型號是如何編制的