车床

返章首第二章车床§2-1车床的用途、运动及分类§2-2CA6140型卧式车床§2-3车床附件及其使用方法回目录§2-4车床的加工精度返章首车削加工是机械加工中应用最广的加工方法。所用的机床为车床，是我们最常见、也是最常用的一种机床，在金属切削机床中所占的比重最大（约20％~35％），应用也最广。§2-1车床的用途、运动和分类1、用途：用于各种回转表面的粗加工或半精加工。内外圆柱表面回转体端面螺纹孔圆锥表面成形回转表面返章首3、使用刀具：车刀2、运动表面成形运动进给运动：刀具的直线运动主运动：工件的旋转运动辅助运动：切入运动卧式车床及落地车床立式车床转塔车床4、分类单轴自动自动车床多轴自动和半自动车床仿形车床和多刀车床专门化车床：如铲齿、曲轴、丝杆按照结构和用途的不同分返章首卧式车床及落地车床亦即现今高速车床的前身，动力车床的出现，已让机床刚性、头部转速与进给速度等性能上改善不少，虽然现今被归类为传统车床，但仍扮演十分重要的角色，由于属通用型工具机，加工范围大，只要操作者的技术纯熟，工件又不需很高的精度下皆可在此类型的车床完成，因此仍大量运用在较落后、人工成本低廉的地区，由于机床价格十分低廉，不少美国家庭的车库就有此类设备，甚至大型的轮船、军舰、渔船上亦常见其踪迹，是一种永不被淘汰的机型。返章首立式车床卧式车床的头部是水平摆放，但立式车床却是将头部转90°垂直摆放，如此工件上、下料方便，尤其是大型圆盘状工件更是非它莫属，而且少了卧式车床之夹头、工件因自重变形与易积屑的困扰，因此有愈来愈多的产业改用此类型车床加工，而且加工的工件更走向中、小型，甚至发展出将头部倒挂式的车床(称为倒立式车床)，头部除了夹持料件加工外，亦兼具上、下料的功用，自动化程度非常的高。返章首转塔车床(六角车床）与普通车床的差异只在于摆放刀具的地方以一个可放置六把刀，且可旋转定位的转塔取代，通常此类的车床会将尾座去除以获得最大的加工范围，由于换刀时间大幅缩短，刀数亦增加，颇适合大量生产，而且，此款车床成为后来通用型CNC车床的前身，而转塔的型式更变得非常的多样化。返章首自动车床由名称就了解此类车床被设计用来做为大量生产使用，可算是较偏向专用型的车床，此类车床大多由自动化的顺序控制，并搭配自动送料机与简易式的出料机构，不但加工效率非常的高，而且可长时间无人化运转，适用于大批量生产的，形状较复杂的粗加工和精加工的盘类零件。返章首加工范围广5、特点结构复杂自动化程度低6、适用范围：单件、小批生产及装配、维修车间退出返章首可转位刀退出返章首CA6140型车床是我国设计制造的典型的卧式车床，在我国机械制造类工厂中使用极为广泛。§2-2CA6140型卧式车床（一）工艺范围和布局一、机床的工艺范围二、机床的总布局三、主要技术参数（二）传动系统实现机床加工过程中全部成形运动和辅助运动的各传动链，组成一台机床的传动系统。机床的运动是通过传动系统实现的，为了认识和使用机床，必须对传动系统进行分析。返章首传动系统图——是表示实现机床全部运动传动关系的示意图。我们可以通过它了解和分析机床的运动和传动情况。用什么方法来了解机床的传动系统呢？一般是采用传动系统图作为工具来达到这个目的！CA6140型卧式车床传动系统图返章首●首先应弄清楚机床有几个执行件，工作时有哪些运动，它的动力源是什么根据传动系统图分析机床传动关系的要点●然后按照运动的传递顺序，从动力源至执行件依次分析各传动轴之间的传动结构和传动关系●分析传动结构时要特别注意齿轮、离合器等传动件与传动轴之间的连接关系（如固定、空套或滑移），从而找出运动的传递关系●分析传动系统图时要与传动原理图联系起来CA6140型卧式车床传动原理图方法抓两头——两端的末端件是什么看中间——找出两末端件的传动联系返章首一、主运动传动链两末端件是主电动机与主轴，功能是把电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，并满足主轴变速和换向的要求。1、传动路线为简便起见，常用传动路线表达式来表示机床的传动路线右移左移右移左移双向摩擦离合器M1向左——主轴正传向右——主轴反转中间——主轴停止换向机构中间齿轮（空套）用于主轴反转，一般用于车螺纹时退刀空套齿轮齿式离合器M1电机V带传动当压紧左部的摩擦片时当压紧右部的摩擦片时当左、右摩擦片都不压紧都不转动轴Ⅰ的运动不能传至轴Ⅱ，主轴停止转动轴Ⅱ的运动经三对齿轮副传给轴Ⅲ运动由轴Ⅲ传到主轴有两条传动路线滑移齿轮主轴第一条：高速传动路线第二条：低速传动路线滑移齿轮主轴返章首2、主轴转速级数和转速值根据传动系统图和传动路线表达式，正转时主轴可以得到2×3×（1+2×2）=30级转速。23221共30级但由于轴Ⅲ到轴Ⅴ间的四种传动比为：u2和u3基本上相同返章首由于u2和u3基本上相同，所以实际上只有3种不同的传动比。故运动经低速传动路线时，主轴实际只能得到2×3×(2×2-1)=18级，再加上经齿轮副直接传动的2×3=6级高速，主轴总共只能得到2×3×（1+3）=24级转速。23221共18级23共6级3共24级23同理，主轴反转时也只能获得3×[1+(2×2-1)=12级不同转速3122共12级返章首主轴的转速值可应用下列运动平衡式计算：式中：n主——主轴转速，单位为r/min；ε——V带传动的滑动系数，ε＝0.02；uⅠ--Ⅱ、uⅡ--Ⅲ、uⅢ--Ⅵ——分别为轴Ⅰ--Ⅱ、Ⅱ--Ⅲ、Ⅲ--Ⅵ间的可变传动比。主轴正转的最低转速为：10r/min取最小传动比返章首应用上述运动平衡式，可以计算出主轴正转时的24级转速为：10～1400r/min同理，可以计算出主轴反转时的12级转速为：14～1580r/min可看出，主轴反转的速度比正转速度高，主要原因是：主轴反转通常不是用于切削，而是用于车螺纹，在完成一次切削后使车刀沿螺旋线退回，而不断开主轴和刀架间的传动链，以免在下一次切削时发生“乱扣”现象。主轴反转的速度比正转速度高，就是为了节省退回时间返章首传动路线二、进给运动传动链两末端件是主轴与刀架，功能是使刀架实现纵向或横向移动，及变速与换向。切削螺纹时，是内联系传动链；切削圆柱面和端面时，是外联系传动链。换向机构中间齿轮（三星轮返向，用于车左螺纹）挂轮丝杆光杆333325主轴进给箱刀架纵向运动车螺纹刀架纵向或横向运动车圆柱或端面返章首1、车削螺纹CA6140型卧式车床能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种螺纹；此外，还可以车削加大导程、非标准导程及较精确的螺纹。它既可以车削右旋螺纹，也可以车削左旋螺纹SuPl转（主轴）1从前面学习已知：为了形成一定导程的螺旋线，必须保证主轴转一转，刀具必须准确地移动一个导程。其运动平衡式为：从主轴到丝杆之间的总传动比车床丝杠导程，CA6140型车床的=12mmS—被加工螺纹的导程（mm）—lP—ulP由此可见：为了车削不同类型、不同导程的螺纹，必须对车削螺纹的传动链进行适当调整，使作出相应的改变。u返章首不同标准的螺纹用不同的参数来表示其螺距：K——螺纹头数返章首传动路线（1）车削米制螺纹（普通螺纹、公制螺纹）从公制螺纹导程的国家标准表可以看出，表中的每一行都是按等差数列排列的，列与列之间成倍数关系。脱开脱开接合车削米制螺纹M3、M4脱开，M5接合挂轮换向机构移换机构双轴滑移变速机构移换机构2组滑移变速机构离合器M5丝杆开合螺母开启主轴齿轮副传动路线表达式刀架纵向运动车螺纹7510010063车左螺纹换向机构注意挂轮返章首轴ⅩⅣ－ⅩⅤ间变速机构的可变传动比，共8种：这些传动副的传动比值成等差级数的规律排列，这套变速机构称为基本组基本组返章首轴ⅩⅥ到轴ⅩⅧ间变速机构的可变传动比，共4种:上述四种传动比成倍数关系排列。这种变速机构称为增倍机构或增倍组。增倍组返章首根据传动系统图或传动路线表达式，可列出车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式为：化简后得：基本组的传动比倍增组的传动比—基u—倍uSS选择和的值，就可以得到各种S值。将基本组和倍增组串联使用就可以车削出各种不同的米制标准导程。基u倍u返章首下表表示了CA6140机床能够车削的米制螺纹：从表中可知，经过这条传动路线能车削的米制螺纹最大导程为12mm。当需要车削导程大于12mm的螺纹时（如大导程多头螺纹、油槽），则必须：车削大导程米制螺纹轴Ⅸ上的Z58向右移动，与轴Ⅷ上的Z26啮合滑移齿轮传动路线表达式主轴常用螺纹传动路线丝杆而在加工正常螺纹导程时，主轴与轴间的传动比为15858正u因此当传动链其它部分不变时，上述调整可使螺纹导程比正常导程相应地扩大4倍或16倍上述传动机构称之为扩大螺纹导程机构注意：由于扩大螺纹导程机构的传动齿轮就是主运动的传动齿轮，所以只有当主轴上的M2合上，即主轴处于低速状态时才能用扩大螺纹导程机构通过扩大螺纹导程机构，再配合基本螺距机构和倍增机构，机床可以车削导程为14~192mm的米制螺纹24种；模数为3.25~48mm的模数螺纹28种；径节为1~6牙/in的径节螺纹13种Ⅳ返章首所以车模数螺纹时的传动路线与米制螺纹基本相同，唯一的差别就是这时挂轮成，以消除π因子。（2）车削模数螺纹模数螺纹主要是指米制蜗杆，因为在车床上车削蜗杆的方法和加工螺纹相同，某些丝杆的导程也是模数制的。模数螺纹的导程排列规律和米制螺纹相同，但：●导程的数值不一样●而且数值中还含有特殊因子π。9710010064返章首车削模数螺纹时传动链的传动路线表达式如下：运动平衡式如下：返章首（3）车削英制螺纹英制螺纹在采用英制的国家（如英、美等）应用较广泛，我国的部分管螺纹也采用英制螺纹。英制螺纹的螺距参数以每英寸长度上螺纹扣数a表示。●标准的a值也是按分段等差数列的规律排列的，因此导程是分段的调和数列（即分子相同，分母为等差数列●但将英寸为单位的导程值换算成以mm为单位的导程值时，含有特殊因子25.4。返章首为此：因此，要车削出各种英制螺纹，只须对米制螺纹的传动路线作如下两点变动：●将基本组的主动轴与被动轴对调，即轴变成主动轴，轴变成被动轴，这样可以得到8个按调和数列排列的传动比值●在传动链中实现特殊因子25.4接合脱开接合离合器M5丝杆开合螺母开启主轴传动路线表达式刀架纵向运动车螺纹注意挂轮2组滑移变速机构左移啮合车削英制螺纹M4脱开，M3、M5接合同时轴ⅩⅥ左端的Z25向至移动与轴ⅩⅣ的Z36啮合返章首运动平衡式如下：改变U基和U倍，就可以车削各种规格的英制螺纹SaSa返章首这些都和英制螺纹类似，故可采用英制螺纹的传动路线；但因螺距和导程值中还有一个特殊因子π，这和模数螺纹相同，所以需将挂轮换成。（4）车削径节螺纹径节螺纹主要是指英制蜗杆，其螺距参数以径节DP表示。●标准径节的数列也是分段等差数列，●而螺距和导程的数列则是分段调和数列，螺距和导程值中有特殊因子25.4，9710010064返章首车削径节螺纹时传动链的传动路线表达式如下：运动平衡式如下：返章首这时：当需要车削非标准螺纹时，用进给变速机构无法得到所要求的导程。（5）车削非标准螺纹和较精密螺纹接合接合接合丝杆车削非标准螺纹和较精密螺纹M3、M4、M5全部接合，把轴ⅩⅢ、ⅩⅤ、ⅩⅧ和丝杆联成一体，使运动由挂轮直接传到丝杆。被加工螺纹的导程S依靠调整挂轮架的传动比实现挂u挂u返章首挂u运动平衡式S丝杆导程=12简化后，得挂轮换置公式S适当地选择挂轮a、b、c及d的齿数，就可车削出所需导程S的螺纹。这时，由于主轴至丝杠的传动路线大为缩短，减少了传动件制造误差和装配误差对工件螺纹螺距精度的影响，如选用较精确的挂轮，就可以车削出较精密的螺纹。返章首螺纹进给运动传动链总结1、传动路线表达式如下：注意：1、加工米制螺纹和米制蜗杆时，ⅩⅣ是主动轴；加工英制螺纹或英制蜗杆时，ⅩⅤ是主动轴2、加工一般螺纹时应用挂轮；加工蜗杆时应用挂轮，以解决特殊因子π75100100639710010064返章首2、车削圆柱面和端面车削外圆或内圆表面时，可使用机动的纵向进给；车削端面时，可使用机动的横向进给。为了避免丝杠磨损过快及便于人工操作（将刀架运动的操纵机构放在溜板箱上），机动