常用机床的介绍

主要授课内容车床及其切削加工的介绍铣床及其切削加工的介绍刨床及其切削加工的介绍镗床及其切削加工的介绍磨床及其切削加工的介绍1.1.1车削工艺范围1.1.2车床种类车床及其切削加工的介绍1.1.3CA6140车床主要结构车床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、内外圆锥表面、成型回转面和回转体端面等，有些车床还能加工螺纹面。由于大多数机器零件都具有回转表面，车床的通用性又较广，因此，车床的应用极为广泛，在金属切削机床中所占的比重最大，约占机床总数的20%～35%。（车床概述.MPG）在车床上使用的刀具，主要是各种车刀，有些车床还可以使用各种孔加工刀具（如钻头、扩孔钻、铰刀等）和螺纹刀具。图1.1.1是卧式车床所能加工的典型表面。1.1.1车削工艺范围图1.1.卧式车床所能加工的典型零件车床的种类很多，按其结构和用途可分为以下几类：①卧式车床②立式车床③落地车床④转塔车床⑤回轮车床⑥液压仿形车床⑦多刀自动和半自动车床⑧专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床。图1.1.2是常见的几种车床。1.1.2车床种类卧式车床CA6140型卧式车床主要由主轴箱、进给箱、溜板箱、挂轮、床身、刀架和尾架等部件组成。1.1.3CA6140车床主要结构刀架：夹持车刀尾座：在尾座套筒内安装顶尖，可支承工件床身：连接各主要部件并保证各部件之间有正确的相对位置床腿光杠：实现纵向或横向自动进给丝杠：将进给运动传给溜板箱，完成螺纹车削溜板箱：将光杠传来的旋转运动变为车刀的纵向或横向的直线移动进给箱：将运动传至光杠或丝杠主轴箱：支承主轴部件挂轮床腿1.2.1传动原理图1.2.2车床传动系统图1.2CA6140型卧式车床传动系统分析1、车床的运动车床的表面成形运动有：主轴带动工件的旋转运动、刀具的进给运动。前者是车床的主运动，其转速通过常以n（r/min）表示。后者有几种情况：刀具既可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动（车圆柱面），又可作垂直于工件旋转轴线的横向进给运动（车端面），还可作与工件旋转轴线方向倾斜的运动（车削圆锥面），或作曲线运动（车成型回转面）。进给运动以f（mm/r）表示。2、传动原理图现代机床从传动原理上来分析，机床加工过程中所需要的各种运动，是通过运动源、传动装置和执行件并以一定的规律所组成的传动链来实现的。①动力源②传动装置③执行机构为了便于研究机床的传动联系,常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来,这就构成传动原理图。图1.2.1为CA6140型卧式车床传动原理图。1.2.1CA6140车床传动原理图图1.2.1CA6140型卧式车床传动原理图机床的加工过程中，需要有多少个运动就应该有多少条传动链。所有这些传动链和它们之间的相互联系就组成了一台机床的传动系统。分析传动系统也就是分析各传动链，分析各传动链时，应按下述步骤进行：（1）根据机床所具有的运动，确定各传动链两端件。(抓两端)（2）根据传动链两端件的运动关系，确定计算位移量。（3）根据计算位移量及传动链中各传动副的传动比，列出运动平衡式。（4）根据运动平衡式，推导出传动链的换置公式。传动链中换置机构的传动比一经确定，就可根据运动平衡式计算出机床执行件的运动速度或位移量。要实现机床所需的运动，CA6140型卧式车床的传动系统需具备以下传动链：（1）实现主运动的主传动链；（2）实现螺纹进给运动的螺纹进给传动链；（3）实现纵向进给运动的纵向进给传动链；（4）实现横向进给运动的横向进给传动链；（5）实现刀架快速退离或趋近工件的快速空行程传动链。1.2.2CA6140车床传动系统图CA6140型卧式车床传动系统图一、主传动系统的分析1．传动路线表达式2．主轴转速值和级数的计算（1）转速级数正转2×3×(1+2×2-1)=24种反转3×(1+2×2-1)＝12种（2）转速运动平衡式ⅥⅢⅢⅡⅡⅠ电主uuunn)1(230130（3）转速值计算运动平衡式：一、进给传动系统的分析1．车削螺纹（米制、英制、模数和径节四种螺纹）PLu丝（主轴）1（1）米制螺纹加工（2）英制螺纹加工（3）模数螺纹加工（4）径节螺纹加工（1）米制螺纹加工①传动路线刀架（丝杠）（啮合）（左螺纹）（右螺纹）Ⅸ主轴ⅥXVIIIMXVIIbuXVXIVjuXIIIXIIXIX536252536362575100100633325253333335858②运动平衡式mmuuPbj122536362536257510010063333358581（主轴）③扩大导程传动路线（2）英制螺纹加工bjbjuuuuP14.257412253617510010063333358581(主轴）2．机动进给传动系统实现一般车削时刀架机动进给的纵向和横向进给传动链，由主轴至进给箱中轴XVII的传动路线与车公制或英制常用螺纹的传动路线相同，其后运动经齿轮副传至光杠XIX（此时离合器M5脱开，齿轮Z28与轴XIX齿轮Z56啮合)，再由光杠经溜板箱中的传动机构，分别传至光杠齿轮齿条机构和横向进给丝杠XXVII，使刀架作纵向或横向机动进给，其纵向机动进给传动路线表达式如下：（1）纵向机动进给rmmuufbj/125.2802848402943632323656282536362536257510010063333358581主轴纵bjuuf711.0纵化简得（2）横向机动进给溜板箱中的双向牙嵌式离合器M8、M9和齿轮传副组成的两个换向机构，分别用于变换纵向和横向进给运动的方向。利用进给箱中的基本螺距机构和增倍机构，以及进给传动链的不同传动路线，可获得纵向和横向进给量各64种。纵向和横向进给传动链的两端件的计算位移为：纵向进给：主轴转一转———刀架纵向移动f纵（单位：mm）横向进给：主轴转一转———刀架横向移动f横（单位：mm）由传动分析可知，横向机动进给在其与纵向机动进给传路线一致时，所得的横向进给量是纵向进给量的一半。（3）刀架快速机动移动刀架的快速移动是使刀具机动地快速退离或接近加工部位，以减轻工人的劳动强度和缩短辅助时间。当需要快速移动时，可按下快速移动按钮，装在溜板箱中的快速电动机（0.25kW，2800r/min）的运动便经齿轮副传至轴XX，然后再经溜板箱中与机动进给相同的传动路线传至刀架，使其实现纵向和横向的快速移动。为了节省辅助时间及简化操作，在刀架快速移动过程中光杠仍可继续传动，不必脱开进给传动链。这时，为了避免光杠和快速电动机同时传动轴XX而导致其损坏，在齿轮Z56及轴XX之间装有超越离合器，即可避免二者发生的矛盾。1.3CA6140卧式车床主要部件结构1.3.1主传动系统典型部件结构1．卸荷式带轮2．双向多片摩擦离合器3．开停、换向及制动装置4．主轴组件5．变速操纵机构1.3.2进给传动系统典型部件结构1．纵、横向机动进给操纵机构2．开合螺母机构3．互锁机构4．超越离合器5．横向滑板进给机构6.方刀架1.3.3溜板箱典型部件结构图aCA6140主轴箱图CA6140主轴图图b主轴展开图的剖切顺序展开图的剖切面CA6140型卧式车床主轴箱展开图1、卸荷式带轮带轮与花键套用螺钉连接成一体，支承在法兰内的两个深沟球轴承上，而法兰则固定在主轴箱体上。这样，带轮可通过花键套带动轴I旋转，而带的拉力则经法兰直接传至箱体（卸下了径向载荷）。从而避免因拉力而使轴I产生弯曲变形，提高了传动平稳性。卸荷式带轮特别适用于要求传动平稳性高的精密机床。为什么卧式车床主轴箱的运动输入轴（Ⅰ轴）常采用卸荷式带轮结构？对照传动系统图说明转矩是如何传递到轴Ⅰ的。答：卸荷式带轮结构是为了避免V带的拉力使Ⅰ轴产生弯曲变形。因V带对Ⅰ轴的是指向电机轴的单向拉力，它会使Ⅰ轴产生弯曲。传动系统图中，转矩传递到轴Ⅰ的原理为：V形带轮的旋转传递的转矩，通过与轴Ⅰ花键相连的套，而花键套又与V形带轮固定，而将转矩传递到Ⅰ轴；V形带轮受到的单向拉力则通过支撑花键套的深沟球轴承传递给固定在主轴箱体上法兰盘，再传递到箱体上。实际上是使V形带轮受到的单向拉力，随着花键套在法兰内的转动，将拉力由支撑花键套的深沟球轴承的内圈传到滚珠，滚珠再将拉力扩散到轴成外圈，然后传到箱体。思考题2、双向多片摩擦离合器主轴开停及制动操纵机构3、开停、换向及制动装置主轴的开停、换向及制动联动控制原理4、主轴组件CA6140车床主轴是一个空心的阶梯轴，其内孔可用来通过棒料、拆卸顶尖，安装夹紧装置的杠件。主轴前端的锥孔用以安装顶尖或心轴，主轴后端的锥孔是加工主轴时的工艺基面。主轴尾端的外圆柱面可作为安装各种辅具的基面。卡盘的连接（车床主轴轴端的结构形式）主轴前端用来安装卡盘或拨盘，短圆锥作定位基面。法兰外圈的11个螺纹孔用来拉紧四爪卡盘或拨盘，另一个孔装定位销传递转矩。内圈有8个螺纹孔用来安装三爪卡盘。这种结构的优点是装卸方便、安全可靠、定心精度高、主轴前端悬伸短。卡盘5、变速操纵机构CA6140主轴变速机构之一CA6140主轴变速机构之二扩大螺距与变向操纵机构§1.3.2进给传动系统典型部件结构1．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。它通常由变换螺纹导程和进给量的变速机构、变换螺纹种类的移换机构以及操纵机构等组成。加工不同种类的螺纹通常由调整进给箱中的移换机构和挂轮架上的挂轮来实现。进给箱中的变速机构分为基本螺距机构和增倍机构两部分。增倍机构一般采用滑移齿轮变速机构，基本螺距机构采用双轴滑移齿轮机构、摆移齿轮机构、三轴滑移公用齿轮机构等三种形式。三轴滑移公用齿轮机构图c三轴滑移公用齿轮进给箱传动系统（CM6132）三轴滑移公用齿轮进给箱传动系统具有双轴滑移齿轮进给箱的优点，即传动链刚件好，制造工艺性好等，它应用在国产的一些车床上，如C6140、CY6140、C6150、CM6132等。三轴滑移公用齿轮机构图c三轴滑移公用齿轮进给箱传动系统（CM6132）三轴滑移公用齿轮进给箱传动系统具有双轴滑移齿轮进给箱的优点，即传动链刚件好，制造工艺性好等，它应用在国产的一些车床上，如C6140、CY6140、C6150、CM6132等。开合螺母机构1、6-手柄2、21--销轴3-手柄座4、9-球头销5、7、23-轴8-弹簧销10、15-拨叉轴11、20-杠杆12--连杆13、22-凸轮14、18、19-圆销16、17-拨叉2、开合螺母机构1、用途接通或断开从丝杠传来的运动。车螺纹时，将开合螺母扣合于丝杠上，丝杠通过开合螺母带动溜板箱及刀架移动。2、结构和工作原理3、互锁机构1、用途保证开合螺母合上时，机动进给不能接通；反之，机动进给接通时，开合螺母不能合上2、结构和工作原理溜板箱互锁机构图4、超越离合器1、用途当快速电动机使传动轴XX快速旋转时，依靠齿轮Z56与轴XX间的超越离分器M6，可避免与进给箱传来的慢速工作进给运动发生矛盾。2、结构和工作原理它由端面带螺旋形齿爪的左右两半部5和6组成，其左半部分5用键装在超越离合器M6的星轮4上，切与轴XX空套，右半部6与轴XX用花键联接。在正常工作情况下，在弹簧9压力作用下，离合器左右两半部分相互啮合，由光杠传来的运动，经齿轮Z56、超越离合器M6和安全离合器M7，传至轴XX和蜗杆7，此时安全离合器螺旋齿面产生的轴向分力F轴，由弹簧9的压力来平衡。刀架上的载荷增大时，通过安全离合器齿爪传递的扭矩以及作用在螺旋齿面上的轴向分力都将随之增大。当轴向分力F轴超过弹簧9的压力时，离合器右半部6将压缩弹簧而向右移动，与左半部5脱开，导致安全离合器打滑。于是机动进给传动链断开，刀架停止进给。过载现象消除后，弹簧7使安全离合器重新自动接合，恢复正常工作。机床许用的最大进给力，决定于弹簧9调定的压力。拧转螺母3、通过装在轴XX内孔中的拉杆1和圆销10，可调整弹簧座8的轴向位置，改变弹簧9的压缩量，从而调整安全离合器能传送的扭矩大小。5、安全离合器1、用途安全离合器为过载保