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1、第二章 车床,车床实物图,第一节 车床的用途、运动和分类,用途：主要用于加工各种回转表面 ，如内外圆柱面，圆锥面及成形回转表面和回转体的端面等，有些车床可以加工螺纹面。运动：1.表面成形运动(1)工件的旋转运动:这是车床的主运动,其转 速较高,消耗机床功率的主要部分。(2)刀具的移动：车床的进给运动。2.辅助运动：切入运动，刀架纵、横向的机动快移。分类：按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车床、立式车床、转塔车床、仪表车床、单轴自动和半自动车床、多轴 自动和半自动车床、彷形车床及车床、多刀专门化车床,第二节 CA6140A型卧式车床,一.机床的工艺范围它适用于加工各种轴类，套筒类和盘
2、类零件上的回转表面，如：内圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面；端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工艺。,卧式车床所能加工的经典表面,二. 机床的总布局机床的总布局就是机床各主要部件之间的相互位置关系，及它们之间的运动关系。CA6140的主要组成部分如下： 1）主轴箱（Headstock）固定在床身左上端，内装有主轴及换向、变速机构。 2）刀架部件（Tool slide）沿床身导轨作纵向移动，使车刀作纵向、横向或斜向运动。 3）尾座（Tailstock）顶尖伸出用于支承工件。同时尾架还可以安装钻头等孔加工刀具，进行孔加工。 4）进给箱（Feedbox）通过不同齿轮啮合以改变机
3、动进给的进给量和加工螺纹的导程，实现不同的进给速度。 5）溜板箱（Apron）溜板箱实现刀架纵向或横向进给、快速移动或车螺纹，通过溜板箱上的手柄和按钮来操控机床。 6）床身（Bed）主要起支承作用，床身一般为铸铁材料，耐压不受拉。,CA6140 型卧式车床外形图,三、CA6140主要技术性能,床身上最大工件回转直径:400mm 最大工件长度:750；1000；1500；2000mm 刀架上最大工件回转直径:210mm 主轴转速：正转 24级 101400r/min反转 12级 141580r/min 进给量： 纵向 64级 0.0286.33mm/r横向 64级 0.0143.16mm/r 车
4、削螺纹范围：米制螺纹 44种 P=1192mm 英制螺纹 20种 =224牙/in模数螺纹 39种 m=0.2548mm径节螺纹 37种 DP=196牙/in 主电动机功率：7.5kW,第三节 CA6140A型卧式车床的传动系统,（一）机床传动系统图,CA6140车床传动系统图,主运动传动链: 把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。a)传动路线电动机(7.5kw，1450r/min)V带轮主轴箱中的轴I双向多片摩擦离分器M1。接下来有三种传动路线：1.压紧离合器M1左部的摩擦片，轴I轴（正转）；2.压紧离合器M1右部的摩擦片，
5、轴I轴（反转）；3.离合器M1 处于中间位置，主轴停转。两末端件：主电动机主轴,传动路线表达式:,注:) 在轴上装有双向多片摩擦离合器M1，使主轴正转、反转或停止。M1左部压紧时，正转； M1右部压紧时反转；中位停车；,)齿轮与轴的连接方式：固定、滑移、空套；,)主轴上的滑移齿轮50移至右端，使其与主轴上的齿式离合器M2啮合。主轴获得11.2r/min560r/min的低转速； )齿式离合器M2啮合脱开，运动由轴直接传给主轴，得到6级高转速，500r/min1600r/min。,运动平衡式计算,V带轮的滑动系数，可取=0.02；u-为轴I和轴间的可变传动比，其余类推。,b)主轴转速级数和转速经
6、低速传动路线时，主轴获得的实际转速是23（22-1）=18级转速，加上由高速传动路线获得的6级转速，主轴共可获得24级正转转速。主轴反转时，有31+（22-1）=12级转速。,主轴各级转速按运动平衡式计算。例如：某级转速为：,注：主轴反转通常不是用于切削，而是用于车削螺纹时， 在不断开主轴和刀架间传动联系的情况下，车刀沿螺纹 线退回到起始位置。反转转速较高，节省辅助时间。,CA6140A型卧式车床主传动系统转速图,进给运动传动链功用是使刀架实现纵向及横向移动变速与换向。它包括车螺纹进给运动传动链和机动进给运动传动链。两个末端件：主轴刀架（丝杠）a) 车螺纹进给运动传动链 CA6140型卧式车床
7、能车削米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹，可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。它可以车削右旋螺纹，也可以车削左旋螺纹。计算位移：主轴1r刀架移动加工螺纹的一个导程L工(mm)运动平衡方程式:u 从主轴到丝杠之间的总传动比 ；L丝 机床丝杠的导程，CA6140型车床的L丝=12mm； L工 被加工螺纹的导程（mm )。,)车削米制螺纹 传动路线 ：,运动平衡式 ：化简后得 ：u基、u倍分别为基本变速组传动比和增倍变速组传动比。如适当选择u基和u倍值，就可得到米制螺纹导程L 的各值（112mm）。,进给箱中的基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，V轴上的四个滑移齿轮可分别与轴上邻近的两个固定齿轮
8、相啮合，共有8种传动比：,增倍变速组由轴 间的三轴滑移齿轮机构组成。可变换四种传动比：它们之间依次相差2倍，其作用是将基本组的传动比成倍地增加或缩 小，从而可以加工出不同螺距的螺纹。变换u基和u倍的值，就可得到32种导程值，其中标准的有20种。,扩大导程传动路线从传动路线表达式可知，扩大螺纹导程时，主轴到轴的传动比为：当主轴转速为45-140r/min时，,当主轴转速为11.2-35.5r/min 时，而正常螺纹导程时，主轴到轴的传动比为：所以，通过扩大导程传动路线可将正常螺纹导程扩大4倍或16倍。CA6140型车床车削大导程米制螺纹时，最大螺纹导程为192mm。,CA6140型车床公制螺纹表
9、(L/mm),) 车削英制螺纹英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数(扣/in)表示，其标 准值也按分段等差数列的规律排列。英制螺纹的导程 ：L=1/(in) 由于CA6140型车床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹也 应换算成以毫米为单位的相应导程值，即 ：,英制螺纹传动路线与米制螺纹路线相比有以下调整： 改变传动链中部分传动副的传动比，使其包含特殊因子 25.4； 将基本组两轴的主、被动关系对调，以便使分母为等差级数。其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。 运动平衡式为 ： 将L=25.4/代入上式，得：变换u基和u倍的值，就可得到各种标准的英制螺纹。,CA6140型车床英制螺纹表(k=1时，
10、 a/牙.in-1),)车削模数螺纹模数螺纹主要用在米制蜗杆中，用模数m表示螺距的大小。螺距与模数的关系为 ：pm=m(mm)模数螺纹的导程为：Lm=km(mm) （k螺纹的头数 ）模数螺纹的标准模数m也是分段等差数列。车削时的传动路线与车削米制螺纹的传动路线基本相同。由于模数螺纹的螺距中含有因子，因此车削模数螺纹时所用的挂轮为,运动平衡式为： 式中化简后得 只要变换u基和u倍，就可车削各种不同模数的螺纹。,CA6140型车床模数螺纹表(k=1时，m/mm),)车削径节螺纹径节螺纹主要用于同英制蜗轮相配合，即为英制蜗杆。其标准参数为径节，用DP表示，其定义为：对于英制蜗轮，将其总齿数折算到每一
11、英寸分度圆直径上所得的齿数值，称为径节。根据径节的定义可得蜗轮齿距为：式中 z蜗轮的齿数 ， D蜗轮的分度圆直径（in）。 只有英制蜗杆的轴向齿距PDP与蜗轮齿距/DP相等才能正确啮合，而径节制螺纹的导程为英制蜗杆的轴向齿距为： 标准径节的数列也是分段等差数列。,车削径节螺纹时，可采用英制螺纹的传动路线，但挂轮需 换为：运动平衡式:化简得：变换u基和u倍可得常用的24种径节螺纹。,CA6140型车床径节螺纹表(k=1时，a/牙.in-1),) 车削非标准螺纹和精密螺纹 所谓非标准螺纹是指利用上述传动路线无法得到的螺纹 。传动路线：离合器M3、M4和M5全部啮合 ，被加工螺纹的导程L工依靠调整挂
12、轮的传动比u挂来实现。运动平衡式 ：换置公式：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。,纵向和横向进给传动链机动进给传动链主要是用来加工圆柱面和端面，为了减少螺纹传动链丝杠及开合螺母磨损，保证螺纹传动链的精度，机动进给是由光杠经溜扳箱传动的。 a) 纵向机动进给传动链两末端件：主轴1r-刀架f(mm) 运动平衡式 ：,化简后得：正常螺距的米制螺纹加工路线得到进给量0.08-1.22mm/r（32种） 正常螺距的英制螺纹加工路线得到进给量0.86-1.59mm/r（8种） 扩大螺距的米螺纹加工路线得到进给量0.028-0.54mm/r（8种） 扩大螺距英制螺纹加工路线得
13、到进给量1.71-6.33mm/r(16种）,b) 横向机动进给传动链 -M6-I-M8-II -M7- - (横）当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，2f横 =f纵，横向与纵向进给量的种数相同（64种）。,C)刀架快速移动为了缩短辅助时间，提高生产效率，CA6140型卧式车床的刀架可实现快速机动移动。刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机(P=0.25kw，n=1360rmin)传动，经齿轮副18/24使轴高速转动，再经蜗轮蜗杆副4/29、溜板箱内的转换机构，使刀架实现纵向或横向的快速移动。快移方向由溜板箱中双向离合器M6和M7控制。传动路线表达式为:刀架快速纵向右移的速度,车床主传
14、动系统图,分析图示的传动系统，写出传动路线表达式；求主轴的转速级数；计算主轴的最高、最低转速,CA6140型卧式车床的主要结构,1主轴箱 主轴箱是车床的主要部件，其主要功能是支承主轴，实现其开、停、换向、制动和变速，把进给运动从主轴传向进给系统。a)卸荷带轮把径向载荷卸给箱体，即避免因V型带的拉力而使轴产生弯曲变形，提高了传动的平稳性。卸荷路径：F径向（带轮2） 螺钉花键套1深沟球轴承法兰3箱体4b)双向多片式摩擦离合器、制动器及其操纵机构 摩擦离合器除传递运动和动力，使主轴实现正、反转、停车外，还能起过载保险装置的作用。,CA6140型卧式主轴箱展开图,CA6140型卧式车床主轴箱侧面图,主
15、轴箱的向视图,主轴箱的剖面图,摩擦离合器与制动器,双向片式摩擦离合器机构(CA6140) 1双联齿轮 2外摩擦片 3内摩擦片 4a、4b螺母 5圆销 6弹簧销 7拉杆 8滑套 9销轴 10羊角形摆块、11、12止推片 13齿轮 14压套,c)主轴组件主轴是主轴箱中的主要组成部分，主轴、主轴上齿轮、轴承等一系列零件组成主轴组件。,主轴前端短锥法兰式结构 1螺钉 2锁紧盘 3主轴 4卡盘座 5螺栓 6螺母,变速操纵机构示意图(CA6140) 1双联齿轮 2三联齿轮 3拨叉 4拨销 5曲轴 6盘形凸轮 7轴 8链条 9变速手柄 10圆销 11杠杆 12拨叉、传动轴,d)变速操纵机构,2进给箱进给箱的功用是变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得所需的各种机动进给量。进给箱由以下几部分组成：变换螺纹导程和进给量的变速机构（包括基本组1和增倍组2）、变换螺纹种类的移换机构4、丝杠和光杠的转换机构3以及操纵机构等。,CA6140型卧式车床进给箱,3溜板箱溜板箱的功用是将丝杆或光杆传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向、机床过载保护，手动操纵刀架移动和实现快速移动。它主要由双向牙嵌式离合器，纵、横向机动进给和快速移动的操纵机构，开合螺母及其操纵机构，互锁机构，超越离合器和安全离合器等组成。,
