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1、Contents 加工中心3 作业 3 4 数控机床 3 2 第10讲 车床典型部件及数控机床与加工中心 本章考试类型 3 5 CA6140型卧式车床主轴箱简介 3 1 本讲要求 vv了解了解CA6140CA6140主轴箱主轴部件的基本要求及结构主轴箱主轴部件的基本要求及结构 vv了解数控机床的特点及其加工原理和组成；了解了解数控机床的特点及其加工原理和组成；了解 数控机床的分类。数控机床的分类。 vv明确加工中心的特点及其与数控机床的区别。明确加工中心的特点及其与数控机床的区别。 vv掌握本章内容的考试类型及要点。掌握本章内容的考试类型及要点。 前一讲内容回顾 v1.传动原理图 v2.传动框
2、图 v3.传动系统图 v4.转速分布图 2.3.3 CA61402.3.3 CA6140型卧式车床主轴箱简介型卧式车床主轴箱简介 vv主轴箱是一个比较复杂的部件。用于主轴箱是一个比较复杂的部件。用于支承支承主轴和主轴和 传动机构，并使其实现旋转、启动、停止、变速传动机构，并使其实现旋转、启动、停止、变速 、和换向等功用。主轴箱通常包含、和换向等功用。主轴箱通常包含传动机构传动机构，主主 轴部件轴部件，启启动、动、停停止以及止以及换向换向装置，装置，制动制动装置，装置， 操纵操纵机构和机构和润滑润滑装置等。装置等。 CA6140 CA6140型普通车床主轴箱展开图型普通车床主轴箱展开图 主轴组件
3、 卸荷带轮 双向多片摩擦离合器 制动器及其操纵机构 变速操纵机构 所谓所谓展开图，展开图，就是按照传动轴就是按照传动轴 传递运动的先后顺序，沿其轴传递运动的先后顺序，沿其轴 心线剖开，并将其展开在一个心线剖开，并将其展开在一个 平面上而形成的一种结构图。平面上而形成的一种结构图。 仅用主轴箱展开图是仅用主轴箱展开图是不足以不足以清楚反映主轴箱部件清楚反映主轴箱部件 结构的，这是因为展开图结构的，这是因为展开图不能表示不能表示出各传动件的出各传动件的 空间位置空间位置及及其它机构其它机构( (如操纵机构、润滑装置等等如操纵机构、润滑装置等等 ) )。所以，必须通过。所以，必须通过装配图装配图及必
4、要的及必要的向视图向视图及及剖面剖面 图图来加以补充说明来加以补充说明 CA6140CA6140型普通车床主轴箱展开图型普通车床主轴箱展开图 主轴箱 主轴箱主轴箱 vv三支承结三支承结 构构 1 1机床主轴部件的基本要求机床主轴部件的基本要求 vv 主轴部件主轴部件是机床的重要部件之一。主轴部件由是机床的重要部件之一。主轴部件由主轴主轴、主轴、主轴支承支承和安装在主和安装在主 轴上的轴上的传动件传动件、密封件密封件等组成。机床工作时，等组成。机床工作时，主轴主轴带动工件或刀具直接参带动工件或刀具直接参 加表面成形运动，并传递动力，它所加表面成形运动，并传递动力，它所传递的功率传递的功率约占整台
5、机床的约占整台机床的8080。主。主 轴部件又是工件或刀具的轴部件又是工件或刀具的支承件支承件，承受切削力、进给力驱动力及工件或刀，承受切削力、进给力驱动力及工件或刀 具的重力等，并要具的重力等，并要保证保证与机床其它有关部件间有精确的与机床其它有关部件间有精确的相对位置相对位置。主轴转。主轴转 速在很大程度上影响着机床的速在很大程度上影响着机床的生产率生产率；其旋转的精度在很大程度上影响着；其旋转的精度在很大程度上影响着 工件的工件的加工精度加工精度。 vv 1 1）主轴部件的基本要求）主轴部件的基本要求 vv 各种机床主轴的一个共同的要求，就是主轴在工作负载下，应能长期保持各种机床主轴的一
6、个共同的要求，就是主轴在工作负载下，应能长期保持 所需要的所需要的稳定工作精度稳定工作精度，以保证工件合格的加工精度和表面粗糙度。，以保证工件合格的加工精度和表面粗糙度。 1 1机床主轴部件的基本要求机床主轴部件的基本要求 vv （1 1）旋转精度）旋转精度 主轴部件的旋转精度是指机床在主轴部件的旋转精度是指机床在空载低速空载低速 时，在主轴端安装工件、夹具或刀具部位上用千分表测得时，在主轴端安装工件、夹具或刀具部位上用千分表测得 的的径向跳动量径向跳动量和和轴向跳动量轴向跳动量。它是机床的一项主要精度指。它是机床的一项主要精度指 标，直接影响被加工零件的几何精度和表面粗糙度。主轴标，直接影响
7、被加工零件的几何精度和表面粗糙度。主轴 部件的部件的旋转精度旋转精度取决于主轴部件的主要零件取决于主轴部件的主要零件( (如主轴、轴如主轴、轴 承等承等) )的制造和装配精度。的制造和装配精度。 vv 主轴部件的旋转精度是在静态下测量的，能在一定程度上主轴部件的旋转精度是在静态下测量的，能在一定程度上 起到保证受载时主轴动态旋转精度的作用。对于高精度机起到保证受载时主轴动态旋转精度的作用。对于高精度机 床还需作动态旋转精度测定。床还需作动态旋转精度测定。 1 1机床主轴部件的基本要求机床主轴部件的基本要求 vv （2 2）静刚度）静刚度 主轴部件的静刚度是指在外力作用下主轴部件的静刚度是指在外
8、力作用下抵抗变形抵抗变形的能力，的能力， 也就是在外力作用下，主轴应仍能保持一定的工作精度。主轴部件刚也就是在外力作用下，主轴应仍能保持一定的工作精度。主轴部件刚 度的大小通常是以主轴前端产生单位位移时，在位移方向上所需施加度的大小通常是以主轴前端产生单位位移时，在位移方向上所需施加 的作用力的大小来表示的。它综合地反映了主轴和轴承的变形。在主的作用力的大小来表示的。它综合地反映了主轴和轴承的变形。在主 轴端部加以作用力轴端部加以作用力P P(N)(N)，如主轴端部产生的位移为，如主轴端部产生的位移为y y( ( mm) )，则主轴，则主轴 部件的刚度值为部件的刚度值为P Py y(N(Nmm
9、) )。因为这个。因为这个位移量位移量直接与加工精度有直接与加工精度有 关，但与工件或刀具的安装方式及其尺寸无关，因而它比较能反映主关，但与工件或刀具的安装方式及其尺寸无关，因而它比较能反映主 轴部件的轴部件的结构性能结构性能。 vv 影响影响主轴部件静刚度的主轴部件静刚度的因素因素较多，一般有主轴的较多，一般有主轴的结构尺寸结构尺寸、轴承的、轴承的类类 型型和和装置方式装置方式、轴承、轴承间隙的大小间隙的大小、传动件的、传动件的布置布置方式、以及主轴部件方式、以及主轴部件 的的制造和装配制造和装配质量等。质量等。 1 1机床主轴部件的基本要求机床主轴部件的基本要求 vv （3 3）抗振性）抗
10、振性 主轴部件的抗振性是指机床进行切削时，抵主轴部件的抗振性是指机床进行切削时，抵 抗振动抗振动保持平稳保持平稳地运转的工作能力。振动会影响工件的表地运转的工作能力。振动会影响工件的表 面质量、刀具耐用度和主轴轴承的寿命，还会产生噪声，面质量、刀具耐用度和主轴轴承的寿命，还会产生噪声， 影响工作环境。主轴部件在运转时应尽量减少振动，这对影响工作环境。主轴部件在运转时应尽量减少振动，这对 高速和高精度机床更为重要。高速和高精度机床更为重要。 vv 影响影响主轴部件抗振性的主要主轴部件抗振性的主要因素因素是主轴部件的是主轴部件的阻尼阻尼、刚度刚度 和和固有频率固有频率，并与主轴的传动方式、轴承类型
11、、主轴部件，并与主轴的传动方式、轴承类型、主轴部件 质量的分布情况、齿轮与轴承等零件制造与装配的质量有质量的分布情况、齿轮与轴承等零件制造与装配的质量有 关。关。 1 1机床主轴部件的基本要求机床主轴部件的基本要求 vv （4 4）温升和热变形）温升和热变形 主轴部件的热变形是指机床工作时，因各相对运主轴部件的热变形是指机床工作时，因各相对运 动处的摩擦等发热造成各部分间的动处的摩擦等发热造成各部分间的温差温差，使主轴部件在形状和位置上，使主轴部件在形状和位置上 产生的产生的畸变畸变。热变形应以主轴部件运转一段时间后因发热而造成的各。热变形应以主轴部件运转一段时间后因发热而造成的各 部分位置变
12、化来度量，也可用各部分的温升近似地表示。部分位置变化来度量，也可用各部分的温升近似地表示。 vv 主轴部件在运转中温升过高会引起加工主轴部件在运转中温升过高会引起加工精度变化精度变化和抱轴的不良后果。和抱轴的不良后果。 vv 使主轴部件产生温升和热变形的使主轴部件产生温升和热变形的热源热源，主要是主轴支承中的径向和轴，主要是主轴支承中的径向和轴 向向轴承轴承、润滑油润滑油以及直接装在主轴上的以及直接装在主轴上的电动机电动机。按。按JB227878JB227878规定规定 ：主轴在最高转速运转达到稳定温度：主轴在最高转速运转达到稳定温度( (温度上升不超过每小时温度上升不超过每小时5 5) )时
13、，时， 滑动轴承温度不得超过滑动轴承温度不得超过6060，温升不得超过室温，温升不得超过室温3030；滚动轴承温度；滚动轴承温度 不得超过不得超过7070，温升不得超过室温，温升不得超过室温4040。高精度机床。高精度机床( (如坐标镗床如坐标镗床) ) 主轴轴承的温度不得超过室温主轴轴承的温度不得超过室温1010。 1 1机床主轴部件的基本要求机床主轴部件的基本要求 vv（5 5）精度持久性）精度持久性 主轴部件的精度持久性是指主轴部件的精度持久性是指长长 期保持期保持其原来制造精度的能力。为此主轴部件的其原来制造精度的能力。为此主轴部件的 各滑动表面，包括主轴轴颈和滑动轴承配合面、各滑动表
14、面，包括主轴轴颈和滑动轴承配合面、 钻镗床等轴向移动的主轴部件的导向表面以及主钻镗床等轴向移动的主轴部件的导向表面以及主 轴端部和内锥孔等都必须具有一定的轴端部和内锥孔等都必须具有一定的耐磨性耐磨性。 1 1、卸荷带轮、卸荷带轮 vv 电动机经皮带将运动传至轴电动机经皮带将运动传至轴I I左端的左端的 带轮带轮2 2。带轮带轮2 2与与花键套花键套1 1用螺钉连接用螺钉连接 成一体，成一体，支承在支承在法兰法兰3 3内的两个深沟内的两个深沟 球轴承上。法兰球轴承上。法兰3 3固定在主轴箱体固定在主轴箱体4 4 上，这样带轮上，这样带轮2 2可通过花键可通过花键1 1带动轴带动轴I I 旋转，旋
15、转，皮带的拉力则经轴承和法兰皮带的拉力则经轴承和法兰3 3 传至箱体传至箱体4 4。轴。轴I I的的花键花键部分只部分只传递传递 转距转距，从而可避免因皮带拉力而使轴，从而可避免因皮带拉力而使轴 I I产生弯曲变产生弯曲变 形。这种带轮是形。这种带轮是卸荷卸荷的的 （既把径向载荷卸给箱体）。（既把径向载荷卸给箱体）。 2 2、主轴组件、主轴组件 vv 近年来，近年来，CA6140CA6140型卧式车床的主轴部件在结构上做了较大改进，型卧式车床的主轴部件在结构上做了较大改进， 由原来的三支承结构改为由原来的三支承结构改为两支承两支承结构；由前端轴向定位改为结构；由前端轴向定位改为后端轴向后端轴向
16、 定位定位。前轴承为。前轴承为DD级精度的级精度的双列短圆柱滚子双列短圆柱滚子轴承，用于承受径向力。轴承，用于承受径向力。 后轴承为一个后轴承为一个推力球轴承和角接触球轴承推力球轴承和角接触球轴承，分别用于承受轴向力和径，分别用于承受轴向力和径 向力。向力。 D3182121 D46215 D8215 2 2、主轴组件、主轴组件 vv 轴承的间隙调整轴承的间隙调整 前轴承：前轴承：松开松开支承右端的螺母支承右端的螺母( (前端螺母前端螺母) )，拧动拧动支承左端带锁紧支承左端带锁紧 螺钉的螺钉的调整螺母调整螺母，这时轴承内环相对于主轴锥面向右移动，轴承的内环很薄，且内，这时轴承内环相对于主轴锥面向右移动，轴承的内环很薄，且内 孔也和主轴锥面一样，具有孔也和主轴锥面一样，具有1:121:12的锥度，因此，的锥度，因此，内环内环在轴向移
