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1、 .wd.金属切削机床实验指导书中北大学机械工程与自动化学院实验一 普通车床各部件的构造和功用一、实验目的普通车床具有较典型的机械传动系统及操纵机构，应用了较多的机械传动机构如带传动、齿轮传动、链传动、摩擦传动、螺旋机构、凸轮机构、曲柄机构、杠杆机构等等和较多的机械零件如轴承、齿轮、链轮、带轮、键、花键、联轴器、离合器等零件。本实验的目的一是了解这些机构和零件是怎样组合完成一定的功用的；二是掌握以普通车床为代表的机床各部件的传动系统的传动原理及路线、构造特点和功用。二、实验内容1了解车床的用途、布局、各操纵手柄的作用和操作方法；2了解主运动、进给运动的传动路线；2了解主运动、进给运动的调整方法
2、；3了解和分析机床主要机构的构造及工作原理。三、实验步骤学生在实验指导人员带着下，到CA6140型普通车床现场教学。1观察CA6140型普通车床的主轴箱构造，注意调整方法；2观察、了解进给互锁机构及丝杠螺母机构的工作原理；3根据实物了解车床主要附件的使用。四：CA6140型车床的传动系统一、机床的功用及主要技术性能CA6140型普通车床是一种通用性能好的典型机床，它除用作车内外圆柱及圆锥外表、车端面、切槽、切断外，还可车削公制、英制、模数制、径节等四种螺纹。如在尾架锥孔内安装钻头或铰刀、那么可以进展钻孔及铰孔。CA6140型普通车床主要技术性能；床身上最大工件回转直径 400mm最大工件长度四
3、种规格 750、1000、1500、2000 mm最大车削长度四种规格 650、900、1400、1900 mm刀架上最大工件回转直径 210 mm主轴中心高 205 mm， 主轴内孔直径48 mm，主轴内孔前端锥度 莫氏6号主轴转速范围：正转24级10 1400r/min， 反转12级141500 r/min进给量范围：纵向64种0.0286.33mm/r， 横向64种0.0143.16 mm/r刀架快速移动速度：纵向 4.9m/min， 横向 2.45 m/min加工螺纹范围：公制螺纹44种 1192mm 英制螺纹20种 224牙/in 模数螺纹39种 0.2548mm 径节螺纹37种 1
4、96牙/in主电机7.5KW ，1450 r/min，溜板快速移动电机 370 ，2600 r/min二、机床的主运动传动链1传动系统图概述1传动原理图和传动框图表示的传动关系通过传动系统图表达；2传动系统图画在一个能反映机床 基本外形和主要部件相互位置的平面上，并尽可能绘制在机床外形的轮廓线内；3各种传动元件用简单的规定符号代表，各齿轮所标注的数字代表齿数；4各传动元件应尽可能按运动的传递顺序安排；5该图只表示传动关系，不代表传动元件的实际尺寸和空间位置。五、CA6140型车床的主要构造一、主轴变速箱1.主轴正、反转及制动装置 轴上的双向磨擦离合器是控制主轴正、反转的；内磨擦片3与轴靠花键联
5、接，外磨擦片2空套在轴上，直径略大于花键，外圆上有4个凸起，嵌在空套齿轮1的缺口中。内外摩擦片相间安装，杆7的左、右移动使销5推动压块8将内、外磨擦片压紧，那么内磨擦片通过磨擦力带动外磨擦片转动，再利用外磨擦片外圆上的四个凸起带动齿轮转动。压块8处于中间位置时，左右离合器都脱开，轴以后的各轴停转。摩擦离合器的位置，由手柄18操纵，向上扳，杆20向外，使曲柄21和齿扇17作顺时针转动，齿条22向右移动。驱动齿条上的拨叉23带动滑套12也向右移动。滑套12内孔的两端为锥孔，中间为圆柱孔，当滑套12向右移动时，就将元宝销杠杆6的右端向下压。杠杆6的支点固定在轴上，当滑套12移动时压下它的右端时，元宝
6、销6作顺时针方向转动，其尾部推动杆7，使它产生向左移动，并通过销5带动压块8向右压紧，主轴正转。离合器环能起过载保护作用，当机床过载时，摩擦片打滑，就可防止损坏机床。摩擦片间的压紧力是根据离合器应传递的额定转矩确定的。制动器装在轴上，在离合器脱开时制动主轴，以缩短辅助时间。制动盘与轴花键联接，周边围着制动带15。制动带的一端与杠杆制动器14联接，另一端通过调节螺钉13等与箱体相连，为了操纵方便并防止出错，制动器和摩擦离合器共用一套操纵机构，也由手柄18操纵。当离合器脱开时，齿条22处于中间位置。这时齿条轴22上的凸起正处于与杠杆14下端相接触的位置，使杠杆14作逆时针方向摆动，将制动带15压紧
7、在制动盘16上，使轴和主轴迅速停顿转动。齿条轴22凸起的左右边都是凹槽，左右离合器中任一个结合时，杠杆14端顺时针方向摆动，使制动带放松。2主轴变速操纵机构轴和轴上滑动齿轮的操纵机构：轴上的双联滑移齿轮和轴上的三联滑移齿轮是由一个手柄操纵的，变速手柄每转一转，变换全部6种转速，故手柄共有均布的6个位置，它每转60度就可变换一种主轴转速。手柄通过传动比为1:1的链轮传动，驱动固定在轴4上的盘形凸轮3和曲柄2转动。盘形凸轮3上有一条封闭曲线槽，有两段不同半径的圆弧和直线组成。当轴4转动时，盘形凸轮3可推动杠杆5摆动，从而带动杠杆5另一端从动轴上的双联滑动齿轮换位，由于盘形凸轮3有两段不同直径的曲线
8、，所以齿轮有两种不同的位置，与此同时，轴4左端的曲柄2通过拨叉1使从动轴上的三联滑动齿轮B换位，可依次和轴上的三个固定齿轮啮合。A、B两齿轮块六种位置的组合，使手柄每转60度得到一种不同的传动比，即改变了一次主轴转速。二、进给系统的典型机构1纵、横向机动进给及快速移动机构此机构由一个手柄操纵，当需纵向移动刀架时，向左或右方向扳动手柄1，轴14在台阶b及卡环c的作用下，只能转动而不能移动，使手柄只能绕销a 摆动，从而使轴3作轴向移动，通过杠杆7及推杆8使鼓形凸轮9转动，凸轮9的曲线槽使拨叉10作纵向移动。推动轴上的双向牙嵌离合器向相应的方向啮合。进给运动从光杠传给轴，使刀架作纵向机动进给。如按下
9、手柄1上的快速移动按纽，启动快速电机，刀架就可快速移动。如向前或向后扳动手柄1，可可使轴14和凸轮13转动，凸轮13上的曲线槽使杠杆12摆动，通过拨叉11拨动轴上的双向牙嵌离合器向相应方向啮合。可使刀架实现向前或向后的机动进给或快速移动。手柄1在中间位置时，离合器、均脱开，机动和快速移动均被断开。盖2上开有十字形槽，使操纵手柄不能同时接合纵向和横向运动。2开合螺母机构开合螺母的作用是接通或断开丝杠传动刀架的运动。车螺纹时，开合螺母合上，丝杠转动带动溜板箱及刀架运动。其构造见图中的B-B剖视，它由上、下两个半螺母19、18组成。半螺母18、19可沿溜板箱中垂直的导轨上下移动。半螺母上的圆住销20
10、，分别插入固定在手柄轴上的槽盘21的两条曲线槽d中。转动手柄15时就可使开合螺母张开或闭合，槽盘21上的偏心圆弧槽接近盘心局部的倾角较小，使开合螺母闭合后能自锁。限位螺钉17用以调节螺母与丝杠的间隙。3互锁机构 为了防止丝杠和光杠同时传动刀架而损坏机床，开合螺母操纵手柄和刀架机动进给及快速移动手柄应是互锁的，接通机动进给时，开合螺母不能闭合，合上开合螺母时，就不允许接通机动进给。如图为互锁机构的工作原理图。图a为中间位置的情况；这时机动进给未接通，开合螺母也处于脱开状态，这时可任意的扳动开合螺母操纵手柄15或机动进给操纵手柄。图b是开合螺母合上时的情况，这时由于手柄15带动轴4转了一个角度，它
11、的凸肩转入轴14的槽中，使其不能转动，同时，凸肩又将销子5的一半压入到轴3的孔中，而销子的另一半尚在固定套16中，使轴3不能轴向移动，机动进给及快速操纵手柄1被锁住，光杠的运动不能传动刀架。图c是向左扳动手柄1接通纵向进给时的情况，这时轴3向右移动，其上的圆孔及安装在圆孔内的弹簧销6亦随之移开，销子5被轴3的外圆外表顶住而不能再往下移动，它的上端那么卡在轴4的V形槽内，将手柄轴4锁住，使开合螺母操纵手柄15不能转动，开合螺母不能合上。图d是向前扳动操纵手柄1接通横向进给时的情况，这时由于轴14转动，手柄轴4上的凸肩被轴14顶住，使轴4不能转动，开合螺母也不能闭合。实验二 数控机床构造了解一、实
12、验目的本实验使学生了解FA-40M立式加工中心和数控车床布局、传动系统、进给机构、掌握立式加工中心刀库、换刀机械手、换刀方法，使学生进一步明确数控机床的特点和用途，二实验内容进展FA-40M立式数控加工中心、数控车床的现场教学。使学生了解和掌握FA-40M立式数控加工中心的组成、主运动、进给运动传动关系、换刀机构，分析数控车床的组成、加工过程、进给运动、主运动传动关系、刀架构造、主轴编码器的作用。三实验步骤1.了解FA-40M立式加工中心的布局，掌握主轴系统的工作原理和构造特点及各局部主要零件的作用；1翻开创壹软件菜单中的“教学点击“FA-40M立式加工中心标出各主要局部名称掌握加工中心的工作
13、原理与功能2菜单中“机械原理主轴系统构造展示播放获得主轴构造图标注各局部名称3点击“FA-40M立式加工中心刀库装置原理演示播放标注各局部名称，表达换刀过程2.了解CJK6163数控车床的布局，掌握主轴系统的工作原理和构造特点及各局部主要零件的作用；1翻开创壹软件菜单中的“教学点击“CJK6163数控车床标出各主要局部名称掌握数控车床的工作原理与功能2菜单中“机械原理主轴系统构造展示播放获得主轴构造图标注各局部名称3.点击“CK7136数控车床机械原理刀塔原理演示播放表达换刀过程四立式数控加工中心一数控加工中心的特点加工中心与普通数控机床的区别主要在于它能在一台机床上完成由多台机床才能完成的工
14、作。加工中心包括以下内容：1.加工中心是在数控镗床、数控铣床或数控车床的根基上增加自动换刀装置，使工件在机床工作台上装夹后，可以连续完成对工件外表自动进展钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工步的加工，工序高度集中。2.加工中心一般可完成多个平面或多个角度位置的多工序加工。3.加工中心能自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助机能。4.加工中心工作效率高。二加工中心的工作原理加工中心的工作原理是根据零件图纸，制定工艺方案，采用手工或计算机自动编制零件加工程序，把零件所需的机床各种动作及全部工艺参数变成机床的数控装置能承受的信息代码，并把这些代码存储在信息载体上，将信息
15、载体送到输入装置，读出信息并送入数控装置。以上是最常用的程序输入方法。另一种方法是利用计算机和加工中心直接进展通信，实现零件程序的输入和输出。进入数控装置的信息，经过一系列处理和运算转变为脉冲信号。有的信号送到机床的伺服系统，通过伺服机构进展转换和放大，再经过传动机构，驱动机床有关零部件，使刀具和工件严格执行零件程序所规定的相应运动。还有的信号送到可编程序控制器中用以顺序控制机床的其他辅助动作，实现刀具自动更换。三加工中心的组成1.根基部件 由床身、立柱和工作台等大件组成，是加工中心的根基构件，它们可以是铸铁件，也可以是焊接钢构造件，均要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削载荷。故必须是刚度很高的部件，亦是加工中心质量和体积最大的
