第二章-车床.ppt

2020/7/141目的和要求：1、掌握机床传动系统的分析和传动链的调整计算；2、熟悉卧式车床的正确使用和调整；3、熟悉CM1107型精密单轴纵切自动车床的用途、工作原理及机床的传动和控制系统；4、了解回轮转塔车床的用途。第二章车床2020/7/142主要教学内容：第一节车床的用途、运动和分类第二节CA6140型卧式车床的工艺范围和布局第三节CA6140型卧式车床的传动系统一、主运动传动链二、进给运动传动链（一）车螺纹传动链(二)机动进给传动链第四节CA6140型卧式车床的主要结构其它车床简介2020/7/143第二章车床第一节车床的用途、运动和分类一、车床的用途和运动（一）车床的用途车床占机床总数的20%～35%；加工范围：轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹面等；所用刀具：车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等；（二）车床的运动1、表面成型运动（1）工件旋转运动：这是主运动，为主轴带动工件作回转运动（2）刀具移动：纵向、横向运动2、辅助运动为了将毛坯加工到所需尺寸,车床还应具有切入运动。2020/7/144二、车床的分类车床种类：卧式、立式、转塔、仿形、自动和半自动、专门化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床）加工精度：经济加工精度IT8~IT7,表面粗糙度Ra1.25~2.52020/7/145一、机床的工艺范围（图2-1）通用性好，加工范围广，适于加工中、小型轴类、盘套类零件的内外回转面、端面，能加工米制、英制、模数制、径节制四种标准螺纹及加大螺距、非标准螺距螺纹等。但结构复杂，自动化程度低，适于单件小批生产及修配车间二、机床的总布局（图2-2）第二节CA6140型卧式车床的工艺范围和布局2020/7/146CA6140机床布局（录象）卧式车床主要加工轴类和直径不太大的盘、套类零件，故采用卧式布局。主轴水平安装，刀具在水平面内作纵、横向进给运动。另：车床主轴箱进给箱溜板箱尾座床身挂轮机构刀架床腿光杠丝杠2020/7/147车削加工2020/7/148在前一章已分析了卧式车床的传动原理图，是运动分析的基础；图2-3为卧式车床的传动框图，表示了各种传动联系和运动；传动原理图和传动框图所表示的传动关系最后通过传动系统图体现出来，如图2-4。为便于了解和分析机床的运动和传动情况，常用机床的传动系统图。传动系统可分解为主运动传动链和进给运动传动链。进给运动传动链又可分为纵向机动和横向机动进给传动链、螺纹进给传动链，还有刀架快速移动传动链。（录象）第三节CA6140型卧式车床的传动系统2020/7/149一、主运动传动链（一）传动路线分析方法：抓两端，连中间（二）主轴的转速及转速级数1）主轴转速运动平衡式为：n主＝n电d/D（1-ε)u12u23u36主轴最高转速为：n主＝1450×130/230（1-0.02)56/38×39/41×63/50≈1400r/min主轴最低转速为：n主＝1450×130/230（1-0.02)51/43×22/58×20/80×20/80×26/58≈10r/minΦ1302）主轴转速级数正转时2×3×(1+3)=6+18=24级反转时1×3×(1+3)=3+9=12级2020/7/1410注：（1）在轴Ⅰ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；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。（2）齿轮与轴的连接方式：固定、滑移、空套；（3）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10r/min～500r/min的低转速；（4）齿式离合器M2啮合脱开，运动由轴Ⅲ直接传给主轴，得到6级高转速，450r/min～1400r/min。2020/7/1411二、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）（一）车螺纹进给运动传动链CA6140型卧式车床能车削米制、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)。工丝主轴LLu12020/7/1412二、进给运动传动链(一)车削螺纹主轴转1r—刀具移动Smm运动平衡式1主轴×uS丝＝S1、车削普通螺纹运动平衡式：S=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7u基u倍可得8×4=32种导程值，符合标准的只有20种，通过背轮可车24种大螺距螺纹2、车削模数螺纹（米制蜗杆）导程为：Sm=Kπm运动平衡式：Sm=1×58/58×33/33×64/100×100/97×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7π/4u基u倍m=7u基u倍/(4K)螺纹2020/7/1413进给箱中的基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，ⅩⅣ轴上的四个滑移齿轮可分别与ⅩⅢ轴上邻近的两个固定齿轮相啮合，共有8种传动比：75.628261基u7728282基u7928364基u7828323基u75.914195基u71014206基u71121337基u71221368基u除了u基1和u基5外，其余各传动比用分数表示时，分子按等差数列排列。2020/7/1414增倍变速组由轴ⅩⅤ—ⅩⅥ—ⅩⅦ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。(米制螺纹表）81481545181倍u41481535282倍u21283545183倍u1283535284倍u2020/7/1415扩大导程传动路线）（接正常导程传动路线Ⅸ————————————（正常导程）ⅢⅣⅤ（扩大导程）主轴Ⅵ5858582644442080505020802658从传动路线表达式可知，扩大螺纹导程时，主轴Ⅵ到轴Ⅸ的传动比为：当主轴转速为40-125r/min时，4582644445050208026581扩u2020/7/1416当主轴转速为10-32r/min时，而正常螺纹导程时，主轴Ⅵ到轴Ⅸ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。16582644442080208026582扩u15858u2020/7/14173、车削英制螺纹英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数α(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：Lα=1/α(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：)(4.25)(1mminL2020/7/1418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Lα=25.4/α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。倍基倍基主轴uuuuL14.257412253617510010063333358581)()/47inuu（扣倍基2020/7/14194、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π/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。inDPDzzDp蜗轮齿距mmDPkinDPPDP4.252020/7/1420二、进给运动传动链(一)车削螺纹主轴转1r—刀具移动Smm运动平衡式1主轴×uS丝＝S3、车削英制螺纹导程为：Sa=KPa=K×25.4/a运动平衡式：Sm=1×58/58×33/33×63/100×100/75×1/u基×36/25×u倍×12=4/7×25.4×u倍/u基a=7K/4×u基/u倍（扣/英寸）4、车削径节螺纹（英制蜗杆）径节DP＝Z/D分PDP=D分π/Z=π/DP吋导程为：SDP=KPDP=Kπ/DP×25.4mmSDP=1×58/58×33/33×64/100×100/97×1/u基×36/25×u倍×12=π/7×25.4×u倍/u基mmDP=7Ku基/u倍牙/英寸螺纹2020/7/1421二、进给运动传动链(一)车削螺纹主轴转1r—刀具移动Smm运动平衡式1主轴×uS丝＝S5、车削非标准螺距及精密螺纹离合器M3、M4、M5全部啮合,螺纹导程靠调整挂轮传动比u挂来实现运动平衡式：导程：S=KP非=1×58/58×33/33×u挂×12u挂=a/b×c/d=S/12=KP非/12螺纹2020/7/14221、纵向机动进给量①普通螺纹正常螺距路线，32种纵向进给量f纵=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×28/80×π×2.5×12=0.71u基u倍mm/rf横=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×59/18×5mm/r②英螺纹常螺距8种较大③普螺纹扩大螺距机构(6高速),8种细进给量④英螺大距16种大进量2、横向机动进给量f横/f纵≈1/23、刀架的快速移动2600×13/29×……(二)机动进给传动链2020/7/1423•超越离合器•快速电动机使刀架纵横快速移动，在蜗杆轴ⅩⅫ的左端与齿轮之间装有超越离合器，以避免光杠和快速电动机同时传动轴ⅩⅫ。超越离合器的结构如图所示。•图超越离合器•23—弹簧24—离合器的右半部分25—离合器的左半26—星形体•27—齿轮28—螺母29—圆柱滚子32—销33—弹簧2020/7/1424•工作原理•机动进给时，由光杠传来的低速进给运动，使齿轮27(即超越离合器的外环)按图示逆时针方向转动。3个圆柱滚子29在弹簧33的弹力和摩擦力的作用下，楔紧在齿轮27和星形体26之间。齿轮27就可经滚子29带动星形体26一起转动。进给运动再经超越离合器右边的安全离合器24、25传至轴ⅩⅫ。•按下快移按钮，快速电动机经齿轮副18/24、传动轴ⅩⅫ经安全离合器使星形体26得到一个与齿轮27转向相同但转速高得多的转动。这时，摩擦力使滚子29经销32、压缩弹簧33，向楔形槽的宽端滚动，脱开了外环与星形体之间的联系。因此，快移时可以不用脱开进给链。2020/7/1425第四节CA6140型卧式车床的主要结构一、主轴箱主轴箱是车床的主要部件，其主要功能是支承主轴，并实现其开、停、换向、制动和变速，把进给运动从主轴传向进给系统（展开图）。注：要表示清楚主轴箱部件的结构，仅有展开图是不够的，因为它不能表示出主轴箱的高度、深度和各传动轴的空间位置及其他一些较为复杂的机构和零件。因此，要完整地表示出主轴箱的全部结构，还需