第3章-X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制

第3章X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制1.功用:平面（水平面、垂直面）；沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽）；多齿零件（齿轮、链轮、棘轮、花键轴）；螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）；曲面、回转体表面。2.成形运动：主运动：铣刀的旋转运动。进给运动：工件垂直于铣刀轴线方向的直线运动；3、特性：①多刃刀具加工。生产率较高，表面粗糙度较高。②切削力周期性变化，切削过程断续，易引起机床振动。所以，铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。4、铣床的分类铣床种类很多，一般按布局形式和范围来分，主要有：升降台铣床（包括卧式、立式、万能等）工作台不升降铣床龙门铣床工具铣床仿行铣床单柱铣床和单臂铣床仪表铣床专门化铣床（花键铣床、曲轴铣床等）卧式升降台铣床立式升降台铣床万能升降台铣床工作台不升降铣床龙门铣床万能工具铣床仿形铣床单柱平面铣床仪表铣床X6132A万能卧式升降台铣床：主要用于中、小零件的加工，是铣床中应用最多的一种。其主轴轴线水平；工作台可作纵向、横向和垂直运动，并可在水平面内调整一定角度。(+450)5、X6132A万能卧式铣床的组成卧式铣床工作台刀杆支架刀杆悬梁主轴主轴变速盘回转盘床鞍底座操作盘机床的主要组成部件升降台床鞍回转盘工作台X6132A万能卧式升降台铣床升降台刀杆支架主轴床身悬梁底座床身是机床的主体，大部分部件都安装在床身上，如主轴组件、主传动装置及变速操纵机构等装在床身的内部。主轴转速的变换是由一个手柄和一个刻度盘来实现，（1）床身6、机床的布局悬梁可以沿燕尾导轨移动，以调整工作位置。在横梁上安装着支架，用来支承刀杆的悬出端，以增强刀杆的刚性。（2）悬梁（3）升降台它是工作台的支座，在升降台上安装着铣床的纵向工作台、横向工作台和转台。变换进给速度由一个蘑菇形手柄控制，允许在开车的情况下进行变速。升降台可以沿床身的垂直导轨移动。在升降台的下面有一根垂直丝杆，它不仅使升降台升降，并且支撑着升降台。用来安装工件或夹具，并带着工件作纵向进给运动。纵向工作台的上面有三条T形槽，用来安装压板螺栓（T形螺栓）。这三条T形槽中，当中一条精度较高，其余两条精度较低。工作台前侧面有一条小T形槽，用来安装行程挡铁。（4）纵向工作台位于纵向工作台的下面，用以带动纵向工作台作前后移动。这样，有了纵向工作台、横向工作台和升降台，便可以使工件在三个互相垂直的坐标方向移动，以满足加工要求。（5）横向工作台万能铣床在纵向工作台和横向工作台之间，还有一层转台，其唯一作用是能将纵向工作台在水平面内回转一个正、反不超过45°的角度，以便铣削螺旋槽。有无转台是区分万能卧铣和一般卧铣的唯一标志。用于安装或通过刀杆来安装铣刀，并带动铣刀旋转。主轴是一根空心轴，前端是锥度为7﹕24的圆锥孔，用于装铣刀或铣刀杆，并用长螺栓穿过主轴通孔从后面将其紧固。（6）主轴整个铣床的基础，承受铣床的全部重量，以及盛放切削液。（7）底座此外，还有：吊架、刀杆等附属装置。主轴结构：阶梯形空心轴，前孔径后端孔径，使主轴获得较大的抗变形能力。主轴前端：7：24的精密锥孔，用于安装铣刀杆或端铣刀刀柄。使其准确定心，保证铣刀或端铣刀的旋转中心与主轴同心，从而有高的回转精度（由于7:24锥度不自锁，故空心轴内通过拉杆从尾部将刀具或心轴拉紧，用螺钉帽拧紧。）一、主轴部件前后要求回转精度、刚性和抗震能力高，以保证精度及表面质量。采用三支承结构，以提高主轴刚度，前支承用P5级的圆锥滚子轴承，承受径向力和向左的轴向力；中间支承用P6级的圆锥滚子轴承，承受径向力和向右的轴向力；后支承用P5级的深沟球轴承，只承受径向力。主轴的回转精度主要由前支承和中间支承来保证，后支承起辅助作用。回转精度还取决轴承间隙调整。调整前，先移开悬梁，拆下床身盖板，拧出中间轴承左螺母11上的紧固螺钉3，用专用勾头扳手锁住螺母，手动顺时针转主轴，从而使前、中轴承内圈之间的相对距离变小，两个轴承的间隙同时得到调整。调整后以最高转速试运转1h，轴承温升应不超60℃。飞轮9用螺钉和定位销与大齿轮紧固，飞轮高速旋转的惯性可减少铣刀齿断续切削产生的振动，使主轴运转平稳。飞轮2、集中式孔盘变速操纵机构X6132型铣床的主运动变速操纵机构采用孔盘变速操纵机构。图示为孔盘变速操纵机构原理图。由孔盘3、齿条2和2′、齿轮4及拔叉1组成。•拔叉1固定在齿条2的左端，用它来拔动滑移齿轮。齿条2和2′右端有圆形推杆，推杆上有直径不同的两段台阶m、n，齿轮4与齿条2和2′啮合。在孔盘3的不同直径圆周上钻有直径大小不同的两种孔，使孔盘有大孔、小孔和未钻孔三种状态。齿条上m、n两段台阶可分别插入孔盘3的大孔、小孔中。22’41322’变速时，先将孔盘3向右移动，使其离开齿条轴，根据变速要求，使孔盘3转动一定角度，再使孔盘左移复位。孔盘复位时，可通过孔盘上对应齿条轴的不同状态，使滑移齿轮获得三种不同的位置，从而达到变速的目的。•3•4（1）假设孔盘变速机构开始处于图a状态，此时齿条轴2对应孔盘3的无孔状态，向左推动孔盘3,2左移，通过与4啮合，使齿条轴2′右移，插入对应孔盘3的大孔中，直至到达其轴肩，滑移齿轮处于左位。退出孔盘，转动后再复位，此时齿条轴2对应孔盘3的小孔状态，齿条轴2′对应孔盘3的小孔状态，复位时，因为齿条轴2′的台肩m不能通过孔盘上的小孔，孔盘推动齿条轴2′向左移动，齿轮4顺时针转动，齿条轴2右移，台肩n刚好通过孔盘上的小孔，拔叉1带动滑移齿轮右移。•a•bbc学生自己思考，提问学生继续重复孔盘退出、转动、复位过程，使2’对着孔盘上无孔处，2对着孔盘上大孔处，可以使滑移齿轮处于右位，如图c。bc3、变速操纵机构变速机构操纵主运动链的2个三联滑移齿轮和1个双联滑移齿轮，使主轴获得18级变速，孔盘每转20°改变一种速度。变速是由手柄1、和速度盘4联合操纵。3、变速操纵机构变速机构操纵主运动链的2个三联滑移齿轮和1个双联滑移齿轮，使主轴获得18级变速，孔盘每转20°改变一种速度。变速是由手柄1、和速度盘4联合操纵。变速时，（1）将手柄外拉，使手柄绕销子3摆动而脱开定位销2，然后逆时针转手柄约250°，经操纵盘5、平键带动齿轮套筒6转动，再经齿轮9使齿条轴10右移，其上拔叉11拔动孔盘12右移并脱离各组齿条轴；（2）接着转动速度盘，经心轴，一对锥齿轮使孔盘转过相应角度（由速度盘的速度标记确定）；（3）最后反向转手柄，通过齿条轴，由拔叉将孔盘向左推入，推动各组变速齿条轴作相应移位，改变三个滑移齿轮的位置，实现变速，当手柄转回原位并由销2定位时，各滑移齿轮达到正确的啮合位置。为使滑移齿轮在移位过程易于啮合，设有主电动机瞬时冲动控制。变速操纵过程，齿轮9上的凸块8压动微动开关7，瞬时接通主电动机，使之产生瞬时点动，带动传动齿轮慢速转动，使滑移齿轮容易进入啮合。孔盘操纵机构的特点：优点：可以从任何一种速度直接变到另一种速度，而不需要经过中间的一系列速度，变速方便。缺点：结构比较复杂。可成为“超级变速机构”4、工作台的结构如图5-4所示，工作台部件由工作台7，床鞍1，回转盘3三层组成。床鞍回转盘工作台床鞍回转盘纵丝杠手轮前支架滑键花键套筒后支架螺栓螺栓手柄压板偏心轴双螺母工作台床鞍1用其矩形导轨与升降台导轨相配合，使工作台在升降台导轨上作横向移动。工作台不作横向移动时，可通过手柄14经偏心轴13的作用将床鞍夹紧在升降台上。工作台7可连同回转盘3一起绕锥齿轮的轴线ⅩⅧ回转±45°，并利用螺栓15和两块弧形压板2紧固在床鞍上。纵向丝杠4一端通过滑动轴承支承在后支架6上，另一端通过圆锥滚子轴承、推力球轴承支承在前支架11上，推力球轴承承受丝杠带动工作台移动时所产生的轴向力，螺母12用于调整轴承的间隙。轴XVIII的运动通过一对锥齿轮Z16、Z20传至Z20，Z20锥齿轮通过键带动离合器M5的左离合子运动，离合器M5的右离合子与丝杠滑键连接，当离合器的左右离合子啮合时，运动就传递到丝杠。由于双螺母是固定不动的，所以丝杠既转动，又移动，并通过支架6、11带动工作台作纵向进给运动。进给丝杠的左端有空套手轮5，用于手动移动工作台。操作时，将手轮向右移动，压缩弹簧，使离合器M合上，即可转动手轮使工作台移动。而松开手轮时在弹簧的作用于下，手轮自动与离合器脱开，保证工作台在机动进给和快速移动时，手轮不转，以免打伤操作者。纵向丝杠右端有带键槽的轴头，用来安装配换交换齿轮。铣削可分为——端铣和周铣分别在立式铣床和卧式铣床上进行端铣——刀杆粗而短，刚性好，而且端铣刀直径大，通常镶嵌硬质合金刀片，所以不但容易实现高速铣削或强力铣削，而且每一行程的铣削宽度可达数百毫米（取决于铣刀直径）圆周铣削——铣刀刀杆细长，刚性很差；铣刀直径小；铣切宽度较窄（取决于铣刀宽度）端铣生产率高于周铣大批、大量生产中加工平面一般都采用端铣5、顺铣机构nfvfvn周铣方式a.顺铣b.逆铣顺铣逆铣刀具寿命长；工件表面质量高；有利于工件的加紧。工件表面质量低。刀具磨损严重；不利于工件的加紧。顺铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。逆铣：在切削部位铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。1.周铣顺铣和逆铣加工顺铣刀具从待加工表面切入，切削厚度由大逐渐减小，刀具切离工件时的垂直分力会使工件始终压向工作台，减小了工件在加工中的震动，因而能够提高零件的加工精度、表面加工质量和刀具的耐用度。顺铣和逆铣加工逆铣刀具从加工表面切入，切削厚度逐渐增大，刀具的刀齿容易磨损，而且刀具切离工件时的垂直分力会使工件脱离工作台，因此需要较大的加紧力。工作台右移时，丝杠螺纹左侧为工作表面，与螺母螺纹的右侧相接触。丝杠逆铣时铣削分力F纵与进给方向F相反，有助于使工作台丝杠与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。F纵不会产生工作台窜动，能保证工作台平稳进给。顺铣分力F纵传给工作台，使其受拉力，且作用力F纵不稳定，工作台产生窜动，严重时引起啃刀、打刀，工件也可能报废。铣床的螺母和丝杠间总会有或大或小的间隙，顺铣时假如工作台向右移动，丝杠和螺母在左侧贴紧，间隙留在右侧，而这时水平铣削分力也向右，因此当水平铣削分力大到一定程度时会推动工作台和丝杠一起向右窜动，把间隙留在左侧；随着丝杠继续转动，间隙又恢复到右侧，在这一瞬间工作台停止运动；当水平铣削分力又大到一定程度时有会推动工作台和丝杠再次向右窜动。这种周期性的窜动使得工作台运动很不平稳，容易造成刀齿损坏。所以在采用顺铣方式时，应设法消除丝杠与螺母之间的间隙（顺铣机构）。F纵为使工作台运动平稳采用双螺母机构称顺铣机构。由右旋丝杠3、左螺母1、右螺母2、冠状齿轮4及齿条5组成。在弹簧6的作用下，齿条右移，使冠状齿轮回转，带动螺母1和2沿相反方向回转。于是螺母1左侧与丝杠右侧靠紧，螺母2右侧与丝杠左侧靠紧。顺铣时，丝杠的轴向力由螺母1承受，由于丝杠与螺母1之间摩擦力的作用，使螺母1有随丝杠转动的趋势，并通过冠状齿轮使螺母2产生与丝杠反向旋转的趋势，从而消除螺母2与丝杠间的间隙，不会产生轴向窜动。3、顺铣与逆铣对比表（笔记）项目名称切削厚度滑行现象刀具磨损工件表面冷硬现象对工件作用消除丝杆与螺母间隙振动损耗能量表面光洁度适用场合顺铣从大到小无慢无压紧否大小好精加工逆铣从小到大有快有抬起是小大5%至15%差粗加工4.工作台的纵向进给操纵机构图3-7X6132A卧式升降台铣床工作台纵向进给操纵机构1-凸块；2-纵向丝杠；3-空套锥齿轮；4-离合器M5右半部；5-拨叉；6-拨叉轴；7、17、21-弹簧；8-调整螺母；9、14-叉子；10、12-销子；13-套筒；15-垂直轴；16-微动开关S1；18、20-可调螺钉；19-压块；22-微动开关S2；23-手柄5.工作台的横向和垂直进给操纵机构图3-8X6132A卧式升降台铣床工作台横向和垂直进给操纵机构1-手柄；2-平键；3-毂体；4-轴；5、6、8、9-顶销；7-鼓轮；S3、S4、S7、S8-微动开关；M3、M4-电磁离合器二、X6132A万能卧式铣床的传动系统主运动传动链横向进给运动传动链（前后）纵向进给运动传动链（左右）上