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1、1,第三章 车床,3.1 概述 3.2 卧式车床 3.3 CA6140型车床的传动系统 3.4 CA6140型车床的主要构造,第三章 车床,2,3.1 概述,车床及功用 以轴、盘套类零件为主要加工对象，主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、锥面、回转体成形面、端面等，有些车床还能加工螺纹）。 用于车削加工，是以车刀为主要切削工具进行车削加工的机床。有些车床还可以采用各种孔加工刀具进行孔加工。 在机械加工工厂中，车床占机床总数的比重最大为20-35%。 车床的运动 表面成形运动： 工件的旋转运动主运动，工件的旋转运动，转速较高，消耗功率较大，机动。 刀具的直线移动进给运动，消耗功率较小，机动+手
2、动。 辅助运动： 切入运动使工件达到尺寸要求（手动进给运动）。 刀架的快速移动刀架快速接近或离开工件，机动。,3.1 概述,3,3.1 概述,车床的分类 卧式车床及落地车床； 立式车床； 转塔车床； 仿形车床； 单轴自动及半自动车床 多轴自动和半自动车床 仿形车床 专门化车床 数控车床和车削中心,4,落地车床,3.1 概述,图例,5,双柱式立式车床,3.1 概述,图例,6,单立柱立式车床,3.1 概述,图例,7,转塔式六角车床,3.1 概述,图例,8,转塔式六角车床加工实例,3.1 概述,图例,9,半自动转塔车床,3.1 概述,图例,10,回轮式六角车床,3.1 概述,图例,11,回轮式六角车
3、床刀架,3.1 概述,图例,12,单轴六角自动车床,3.1 概述,图例,13,单轴纵切自动车床,3.1 概述,图例,14,单轴仿形自动车床（液压）,3.1 概述,图例,15,立式多轴自动和半自动车床）,卧式多轴自动和半自动车床）,3.1 概述,图例,16,大型曲轴颈车床,3.1 概述,图例,17,3.2 卧式车床的工艺范围和布局,3.2.1 工艺范围 卧式车床工艺范围示意图,3.2 卧式车床的工艺范围和布局（CA6140）,卧式车床工艺范围,18,3.2 卧式车床的工艺范围和布局,3.2.1 工艺范围 卧式车床工艺范围动画,3.2 卧式车床的工艺范围和布局（CA6140）,卧式车床工艺范围动画
4、,19,3.2 卧式车床的工艺范围和布局,3.2.1 工艺范围 卧式车床工艺范围动画,3.2 卧式车床的工艺范围和布局（CA6140）,卧式车床工艺范围动画,20,3.2 卧式车床的工艺范围和布局,3.2.1 工艺范围 卧式车床工艺范围动画,3.2 卧式车床的工艺范围和布局（CA6140）,卧式车床工艺范围动画,21,3.2 卧式车床的工艺范围和布局,3.2.2 机床总布局 CA6140型车床实物照片,CA6140型车床实物照片,22,3.2 卧式车床的工艺范围和布局,3.2.2 机床的布局 CA6140型车床外观,CA6140型车床外观,23,3.2 卧式车床的工艺范围和布局,3.2.2 机
5、床的布局 主轴箱1固定在床身4的左端，用于支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动。 刀架2分为几层，最下层溜板可沿床身4上的导轨作纵向移动，上一层可沿溜板导轨作横向运动，再上层可相对转动，最上层沿可转动方向的小导轨作斜向运动。 尾座3安装在床身4右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整其位置。功用是用后顶尖支承长工件，也可安装钻头、铰刀等孔加工刀具 床身4固定在左右床腿7和5上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。 进给箱8固定在床身4的左端前侧。是进给传动链中主要的传动比换置装置，改变机动进给的进给量或所加工螺
6、纹的导程。 溜板箱6与刀架2的最下层纵向溜板相连，与刀架一起做纵向运动，功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向和横向进给或快速移动或车螺纹。溜板箱上装有各种操纵手柄和按钮。 挂轮架联结主轴箱和进给箱的传动机构。,24,3.3 CA6140型车床的传动系统,机床的运动： 主运动主轴的旋转运动，机动。 进给运动刀具的移动（纵向移动和横向移动），机动+手动。 切入运动刀具的移动，一般和进给运动的方向相垂直，手动。 辅助运动快速运动（纵向和横向），机动。 机床的主要技术参数： 车身上最大回转直径D=400mm 主轴内孔直径d =48 mm 主电机功率和转速7.5KW和1450 r/min
7、最大工件长度（mm）750、1000、1500、2000 最大加工长度（mm）650、900、1400、1900 主轴转速正24级、101400r/min，反12级、141580r/min 进给量纵64级 0.028633mm/r，横64级 0.0143.16mm/r 螺纹加工米制44种，英制20种，模数制39种，径节制37种 机床外形尺寸3168mm1000mm1267mm,3.3 CA6140型车床的传动系统,25,3.3 CA6140型车床的传动系统,术语： 传动系统机床上所有传动链构成的系统叫传动系统 传动系统图用国家规定的符号代表传动元件，按机床传动的先后顺序以展开图的形式绘制的表达
8、机床全部运动关系的示意图。 传动系统：,26,3.3 CA6140型车床的传动系统,CA6140型车床的传动系统图,27,3.3 CA6140型车床的传动系统,3.3.1 主运动传动链 简称主传动链，是主电机转动到主轴转动之间的传动联系。实现主轴旋转和分级变速。 分析传动链的五个步骤： 找两端件 确定两端件的运动关系 分析传动路线，列传动路线表达式 列运动平衡方程（式） 根据运动平衡方程式，导出传动链的换置公式。,28,3.3 CA6140型车床的传动系统,主传动链传动系统图,29,3.3 CA6140型车床的传动系统,（1）传动路线分析 两端传动件：主电动机主轴 运动关系：主电动机1450
9、r/min主轴n r/min 传动路线表达式： 主传动链的传动路线表达式如下，并分析。,30,3.3 CA6140型车床的传动系统,运动平衡式： 传动计算式即两端传动件之间相对运动量的关系式，或称运动平衡式。 （2）主轴转速级数和转速 主轴正转时： 6种高转速+24种低转速。 轴-之间的4条传动路线的传动比为： 因为i2 和i3 基本相同，所以经低速传动路线，主轴实际上只得到18级转速。加上6级高转速，主轴共可获得24级转速。 主轴反转时： 有12级转速。主轴反转通常是用于车削螺纹时，使车刀沿螺旋线退回，所以转速较高，以节约辅助时间。,31,3.3 CA6140型车床的传动系统,3.3.2 进
10、给运动传动链 实现刀架的纵、横向机动进给和车螺纹纵向进给，对应有不同传动链。 机动进给光杠带动溜板箱。车螺纹丝杠带动溜板箱。 （1）车削螺纹 能车削米（公）制、英制、模数制、径节制四种螺纹；可以是正常导程和扩大导程；可以是标准导程和非标准导程；可以车削左旋和右旋。 两端件：是主轴和刀架 传动关系：主轴1转刀架1个导程s 1）米制螺纹 米制螺纹的导程s的标准值为分段等差数列。,32,3.3 CA6140型车床的传动系统,螺纹米（公）制、英制、模数制、径节制四种螺纹；可以是正常导程和扩大导程；可以车削左旋和右旋。,33,3.3 CA6140型车床的传动系统,34,3.3 CA6140型车床的传动系
11、统,分析传动路线,主轴,正常导程,扩大导程 扩大组u扩,左或右旋,米(英)制或模数(径节)制 挂轮63/100100/75 或挂轮64/100100/97,基本等差数列导程 基本组u基,增加导程数 增倍组u倍,刀架,丝杠,35,3.3 CA6140型车床的传动系统,传动路线表达式 运动平衡式 正常螺距 化简得到 s=7u基u倍,36,3.3 CA6140型车床的传动系统,37,3.3 CA6140型车床的传动系统,扩大螺距传动路线 扩大螺距 s=7u扩7u基u倍,通过扩大螺距机构，再配合进给箱中的基本螺距机构和增倍机构，机床可以车削导程为 14192 mm 的米制螺纹24种，模数为3.2548
12、 mm的模数螺纹28种，径节为16牙/英寸的径节螺纹13种。,38,3.3 CA6140型车床的传动系统,结论 有换向机构，可加工左旋和右旋螺纹； 有基本组形成等差数列基本导程； 有增倍组形成成倍数的导程和增加导程数，1/8、1/4、1/2、1； 有扩大组，用于导程s12的螺纹，对主轴转速有限制，扩大16倍为、最低的6种转速，扩大4倍为低的7-12种转速； 使用63/100100/75挂轮； 运动平衡式为s=7u扩7u基u倍 离合器M3脱离； 离合器M5接合。,39,3.3 CA6140型车床的传动系统,2）模数制螺纹 模数螺纹主要应用在公制蜗杆中，模数螺纹用模数m表示，螺距的大小Tm =m
13、，则导程为sm =km （其中k为螺纹的头数）。 模数m的标准值是按分段等差数列规律排列的，与米制螺纹不同的是，在模数螺纹制导程中sm含有特殊因子（无理数），用挂轮解决，使用64/100 100/97挂轮。 传动关系 主轴1转刀架1个导程sm =km 传动路线 传动路线与车削公制螺纹唯一差别是挂轮不同。 运动平衡式 化简得到 km=7/4u扩u基u倍,！注意！,40,3.3 CA6140型车床的传动系统,3）英制螺纹 英制螺纹以每英寸长度上螺纹牙（扣）数表示，标准的值也是分段等差数列。英制螺纹的导程s=25.4k/(mm)。s即是分段调和数列，倒数为分段等差数列。把车削公制螺纹的基本组传动路线
14、反过来，即将主动轴变为被动轴，就可以解决。特殊因子25.4可以通过改变定比传动达到。 传动关系 主轴1转刀架1个导程s=25.4k/ 传动路线 传动路线与车削公制螺纹差别是M3挂接合（原齿轮传动自然断开）；将轴25齿轮左移，脱开与空套齿轮啮合，而与固定连接齿轮啮合。 运动平衡式 化简得到,41,3.3 CA6140型车床的传动系统,4）径节制螺纹 径节制螺纹用于英制蜗杆，对英制蜗轮将折算到每英分度圆直径上的齿数称为径节DP ,DP=Z/D 。标准的DP值也是分段等差数列。径节制螺纹的导程SDP=25.4k/DP(mm)。SDP即是分段调和数列，倒数为分段等差数列。与车削英制螺纹差因子，解决办法
15、为在英制螺纹传动基础上采用模数制挂轮。 传动关系 主轴1转刀架1个导程sDP=25.4k/DP 传动路线 运动平衡式 化简得到,42,3.3 CA6140型车床的传动系统,5）非标准螺纹 非标准螺纹也就是特殊导程螺纹。将离合器M3、M4和M5全部接合，被加工螺纹的导程S 依靠调整挂轮的传动比u挂来实现。 传动关系 主轴1转刀架1个导程s 传动路线 运动平衡式 化简得到 由于传动链短，误差小，若选择高精度的齿轮作挂轮，则可加工精密螺纹。,43,3.3 CA6140型车床的传动系统,6）车削螺纹传动总结,44,3.3 CA6140型车床的传动系统,（2）车削圆柱面和端面（机动进给） 纵向进给：64
16、种进给量(齿轮齿条) 0.028-6.33 mm/r 横向进给：64种进给量 (小丝杠) 1/2 纵 两端传动件及计算位移（传动关系） 主轴1转刀架f 传动系统图,45,3.3 CA6140型车床的传动系统,传动路线 从进给箱进入溜板箱中的传动路线表达式如下,46,3.3 CA6140型车床的传动系统,运动平衡式 64种进给量的获得如下： 用公制螺纹,正常导程得32种正常进给量(0.028-1.22mm/r)，运动平衡式为: 化简为 用英制螺纹，正常导程，且增倍组取1得8种较大进给量(0.86-1.58 mm/r ) 用英制螺纹，扩大导程可将进给量扩大4或16倍,得到16种加大进给量(1.73-6
