金屬切削機床實驗報告

1、金屬切削機床實驗報告-中北大 學(xué)金屬切削機床實驗報告班級姓名學(xué)號實驗一普通車床各部件的結(jié)構(gòu)和功用一、實驗?zāi)康钠胀ㄜ嚧簿哂休^典型的機械傳動系統(tǒng)及操縱機構(gòu)，應(yīng)用了較多的機械傳動 機構(gòu)如帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動、摩擦傳動、螺旋機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、曲柄機 構(gòu)、杠桿機構(gòu)等等和較多的機械零件如軸承、齒輪、鏈輪、帶輪、鍵、花鍵、 聯(lián)軸器、離合器等零件。本實驗的目的一是了解這些機構(gòu)和零件是怎樣組合完 成一定的功用的；二是掌握以普通車床為代表的機床各部件的傳動系統(tǒng)的傳動 原理及路線、結(jié)構(gòu)特點和功用。、實驗內(nèi)容1了解車床的用途、布局、各操縱手柄的作用和操作方法;2了解主運動、進給運動的傳動路線；2了解主運動、進給運動

2、的調(diào)整方法；3了解和分析機床主要機構(gòu)的構(gòu)造及工作原理。三、實驗步驟學(xué)生在實驗指導(dǎo)人員帶領(lǐng)下，到 CA6140型普通車床現(xiàn)場教學(xué)。1 觀察CA6140型普通車床的主軸箱結(jié)構(gòu)，注意調(diào)整方法；2 觀察、了解進給互鎖機構(gòu)及絲杠螺母機構(gòu)的工作原理；3 根據(jù)實物了解車床主要附件的使用。四.分析討論題1.結(jié)合實驗說明C6140機床主軸正、反轉(zhuǎn)與操縱手柄位置的對應(yīng)關(guān)系，并闡述 主軸正、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)的工作原理。主軸正轉(zhuǎn)：操縱手柄向上扳，左離合器壓緊，主軸正轉(zhuǎn)；主軸反轉(zhuǎn)：操縱手柄扳至下端，右離合器壓 緊，主軸反轉(zhuǎn)；主軸停轉(zhuǎn)：操縱手柄處于中間位置，離合器脫開，主軸停轉(zhuǎn)。工作原理：主軸的正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)是由雙向多 片摩擦離

3、合器實現(xiàn)的。摩擦離合器由內(nèi)外摩擦 片、止推片、壓塊、空套齒輪組成。例如左離合 器，內(nèi)摩擦片的孔是花鍵孔，裝在主軸花鍵上， 隨主軸旋轉(zhuǎn)的外摩擦片的孔是圓的，直徑略大于 花鍵外徑。外圓上有4個凸起，嵌在空套齒輪的 缺口中，內(nèi)外摩擦片相間安裝。當桿通過銷向左 推動壓塊時，將內(nèi)片與外片互相壓緊。軸的轉(zhuǎn)矩 便通過摩擦片間的摩擦力矩傳給齒輪， 使主軸正 轉(zhuǎn)，同理，壓塊向右時，使主軸反轉(zhuǎn)，當壓塊處 于中間位置時，離合器脫開，主軸停止運動。2.根據(jù)實驗觀察和教材189頁內(nèi)容，繪出C6140車床主軸的結(jié)構(gòu)。說明主軸中 孔與莫氏錐孔的作用。主軸中孔：是為了能通過較粗的棒料成管料。 莫氏錐孔：用來安裝心軸，檢測機床

4、精度； 在制作一些需要精確重復(fù)定位的夾具時，作為定位基準；可擴大車床的使用范圍，可直接裝夾刀 具。具有定心性好，自鎖性。3. 絲杠與光杠在結(jié)構(gòu)上有何不同？作用分別是什么？如何操作才能使絲杠起傳 動作用？光杠傳動與絲杠傳動的互鎖如何實現(xiàn)？（1）絲杠表面有螺紋；光杠截面為正六邊 形。（2）絲杠能帶動大拖板縱向移動，用來車 削螺紋；光杠用于機動進給時傳遞運動，用于 一般車削。（3）合上開合螺母（4）光杠與絲杠的互鎖是靠溜板箱中的互 鎖機構(gòu)實現(xiàn)的。當合上開合螺母時，機動進給的操縱手柄就 被鎖在中間位置不能扳動，即不能再接通機動進 給，則光杠不能動，絲杠可動；當向左扳機動進 給手柄，接通縱向進給時，開合

5、螺母操縱手柄不 能轉(zhuǎn)動，開合螺母不能閉合，則光杠能動，絲杠 不能動。4. 根據(jù)觀察闡述C6140車床組成部件的名稱及作用。（1）主軸箱：支承主軸并把動力經(jīng)變速傳動 機構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動工件按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋 轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)運動。（2）刀架：裝夾車刀，實現(xiàn)縱向、橫向、斜 向運動。（3）尾座：用后頂尖支承長工件，也可安裝 鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進行孔加工。（4）進給箱：內(nèi)裝有進給運動的變速機構(gòu)， 用于改變機動進給的進給量或所加工螺紋的導(dǎo) 程。（5）溜板箱：把進給箱傳來的運動傳遞給刀 架，使刀架實現(xiàn)縱向和橫向進給或快速移動或車 螺紋。（6）床身：安裝車床的各個主要部件，使他 們在工作時保持準確的相對位置

6、或運動軌跡。實驗二 數(shù)控機床結(jié)構(gòu)了解、實驗?zāi)康谋緦嶒炇箤W(xué)生了解 FA-40M型立式加工中心和CJK6163數(shù)控車床布局、主軸系統(tǒng)、進給機構(gòu)、 掌握立式加工中心刀庫、換刀機械手、換刀方法, 使學(xué)生進一步明確數(shù)控機床的特點和用途。二. 實驗內(nèi)容使學(xué)生了解和掌握FA-40M立式加工中心的 組成、主運動、進給運動傳動關(guān)系、換刀機構(gòu)， 分析數(shù)控車床的組成、加工過程、進給運動、主 運動傳動關(guān)系、刀架結(jié)構(gòu)的作用。三. 實驗步驟1. 了解FA-40M立式加工中心的布局，掌握主軸系 統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點及各部分主要零件的 作用；2. 了解CJK6163數(shù)控車床的布局，掌握主軸系統(tǒng) 的工作原理和結(jié)構(gòu)特點及各部分

7、主要零件的作 用；3. 了解CK7136數(shù)控車床的布局，掌握刀塔的換刀 過程；四. 分析討論題1.標出FA-40M立式加工中心的主要組成部分名稱，敘述 FA-40M立式加工中心 的工作原理與功能？加工中心組成：輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服 與測量反饋系統(tǒng)、機床本體。加工中心總體結(jié) 構(gòu)：主軸箱、工作臺與進給裝置、刀庫、底座與 立柱。主軸系統(tǒng)包括：主軸與軸承、拉桿裝置、主軸 箱。工作臺進給裝置由工作臺、下拖板、底座及 進給裝置等構(gòu)件組成。斗笠式刀庫由刀盤、選刀回轉(zhuǎn)裝置、刀庫橫 移裝置等構(gòu)件組成。工作原理：根據(jù)零件圖紙技術(shù)要求，制定工 藝方案，編寫零件加工程序并輸入數(shù)控裝置， 經(jīng) 處理與運算后，程序中的

8、信息代碼轉(zhuǎn)換為脈沖信 息，通過伺服系統(tǒng)功率放大、調(diào)整主軸與進給速 度、控制刀庫換刀以及工件與刀具相對運動，按 零件的加工工藝與輪廓規(guī)跡加工所需要的零件。 在數(shù)控機床加工原理中，PMC是數(shù)控機床的控 制核心，與NC實現(xiàn)相互間信息傳遞，還能實現(xiàn) 對機床側(cè)的控制及信息傳遞。功能：加工中心有自動換刀的功能、無級調(diào) 整主軸速度與進給速率的功能，立式加工中心在 主軸部件中有主軸箱平衡功能，在銑削加工中有 刀具半徑補償、刀具長度補償、滾珠絲桿螺距補 償?shù)榷喾N補償功能，通過PMC實現(xiàn)與NC及機 床側(cè)間的信息傳遞，應(yīng)用 DNC技術(shù)，由輸入裝 置與輸出裝置在以太網(wǎng)上進行信息傳遞。2. 標出FA-40M立式加工中心

9、主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各部分的名稱（至少 6個以上）活塞主軸 拉桿彈力卡爪碟形彈簧軸套行程開關(guān)裝置角接觸軸承主軸前端蓋軸承擋塊傳動齒輪端面鍵刀具3. 標出FA-40M立式加工中心刀庫結(jié)構(gòu)各部分的名稱，并敘述換刀過程結(jié)構(gòu)：刀罩刀柄座軸電機氣缸托架 庫盤發(fā)信體防塵圈 拐盤導(dǎo)桿座壓桿 刀桿邊接座隔圈換刀過程：斗笠式刀庫裝置工作過程二步： 放回刀具與取出刀具。1、放回刀具過程：主軸 軸向準停至換刀位置，主軸周向準停使主軸上二 塊鍵與刀柄上鍵槽孔對準，斗笠式刀庫選空刀位 后向右橫移，夾住刀柄，打刀缸運動松刀夾，主 軸向上運動脫離刀柄，斗笠式刀庫向左橫移完成 放回刀具過程。2、取出刀具過程：斗笠式刀庫 選換刀位后向

10、右橫移，主軸向下運動，打刀缸運 動夾住刀柄，斗笠式刀庫向左橫移完成取出刀具 過程。4.標出CJK6163數(shù)控機床的主要組成部分名稱，敘述 CJK6163數(shù)控車床的工作 原理與功能？數(shù)控車床結(jié)構(gòu)：數(shù)控車床主要結(jié)構(gòu)有數(shù)控裝 置、床身、主軸箱、大拖板與中拖板進給裝置、 刀塔和尾架，還有液壓傳動系統(tǒng)、排屑裝置、潤 滑系統(tǒng)等輔助裝置。主軸箱：主軸箱內(nèi)有主軸與軸承、液壓卡 盤等構(gòu)件。液壓卡盤能自動裝夾工件，主軸電機 驅(qū)動主軸，主軸通過同步帶驅(qū)主軸編碼器，編碼 器起主軸準停、加工螺紋等作用。尾架：在尾架套筒內(nèi)裝上頂尖，主要功能是 夾持細長工件起定位作用。拖板：刀塔安裝在拖板上，隨著拖板做進給 運動，連續(xù)切削

11、加工工件。刀塔：按數(shù)控車床刀塔軸線的布置形式分 類，有刀塔軸線與主軸軸線垂直和刀塔軸線與主 軸軸線平行的二種形式。在刀塔上可以同時放置 多把切削刀具，如外圓刀與內(nèi)孔刀。工作原理：數(shù)控車床的工作原理基于數(shù)字 控制，數(shù)控機床是一臺裝有數(shù)控裝置的機床，能 夠方便應(yīng)用加工程序，通過脈沖技術(shù)控制伺服系 統(tǒng)工作，保證數(shù)控機床按零件輪廓軌跡加工所需 要的工件。數(shù)控車床的工作特點，通過工件旋轉(zhuǎn)， 刀具沿X軸與Z軸方向運動對工件進行切削加 工，數(shù)控車床有一個能自動換刀的刀塔和一個加 工細長軸需要固定定位的尾座。功能：1、切削加工功能：通過工件旋轉(zhuǎn)， 刀具沿X軸與Z軸方向運動對工件進行切削加 工；2、刀具補償功能

12、：刀具尺寸補償、刀具圓 弧半徑補償、刀具切削方向補償；3、滾珠絲桿 螺距等誤差的補償功能；4、車削循環(huán)功能、子 程序功能、宏子程序功能；5、加工變螺距功能； 6、恒線速度功能；7、尾座加工細長軸的固定 定位功能。5. 標出CJK6163數(shù)控車床主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各部分的名稱（至少 6個以上） 液壓缸主軸皮帶輪齒形皮帶輪螺釘齒形皮 帶主軸密封端面雙列滾子軸承液壓卡盤、主軸電機、編碼器主軸缸卡爪卡盤體拉桿6. 標出CK7136數(shù)控車床刀庫結(jié)構(gòu)各部分的名稱，并敘述換刀過程結(jié)構(gòu)：數(shù)控車床的自動換刀裝置稱為刀塔， 回轉(zhuǎn)圓盤式刀塔可同時安裝多把刀具。刀塔部件 由刀塔箱體、刀塔電機、刀盤與刀盤傳動軸、端 面齒盤（

13、二個）定位裝置、蝸輪蝸桿傳動裝置、 電磁制動器、微動開頭等構(gòu)件組成。刀盤傳動軸 有外螺紋，與蝸輪的內(nèi)螺紋連接，又與刀盤固定 連接，刀盤還與一個端面齒盤固定連接， 隨蝸輪 轉(zhuǎn)動，刀盤能軸向移動，又能周向轉(zhuǎn)動，刀塔箱 體與另一個端面齒盤固定連接，使這個端面齒盤 不能轉(zhuǎn)動，電磁制動器起制動電機軸作用，換刀 結(jié)束后，蝸輪蝸桿傳動裝置觸動微動開頭， 發(fā)出 換刀結(jié)束信號換刀過程：回轉(zhuǎn)刀塔由電動機作為動力源， 按數(shù)控裝置的指令，通過機械傳動，實現(xiàn)松開、 轉(zhuǎn)位、定位、夾緊四個動作。實驗三數(shù)控機床典型部件解析、實驗?zāi)康恼莆諗?shù)控機床典型部件的機械結(jié)構(gòu)與基本工作原理、實驗內(nèi)容內(nèi)容：軸承、滾珠絲杠副、伺服電機等數(shù)控機

14、 床典型部件結(jié)構(gòu)的理解。三、實驗步驟1.觀察、了解加工中心、數(shù)控車床伺服電 機2 觀察加工中心、數(shù)控機床滾珠絲杠副3了解滾動導(dǎo)軌的組成及作用4 學(xué)習(xí)數(shù)控機床軸承并分析受力情況四.分析討論題1.獲取FA-40M立式加工中心X, 丫軸伺服電機及聯(lián)軸器的圖形，說明數(shù)控機床 進給傳動與普通機床進給傳動的區(qū)別？工作臺進給系統(tǒng)主要由數(shù)控機床伺服控制,通過數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的速度和位移指令信號經(jīng)過 伺服驅(qū)動裝置和進給傳動系統(tǒng)，控制工作臺與刀 具相對運動，自動完成工件的切削加工。大部分 數(shù)控機床為多軸聯(lián)動，相互間能實現(xiàn)插補運動。 大多數(shù)數(shù)控機床工作臺進給系統(tǒng)的伺服電機與 滾珠絲桿直接連接，滾珠絲桿螺母又與工作臺固

15、定連接，這樣伺服電機旋轉(zhuǎn)運動，通過滾珠絲桿 與螺母副轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，使工作臺沿著導(dǎo)軌作 直線運動。伺服電機直接與滾珠絲桿直接連接方 式縮短了傳動鏈，使整個系統(tǒng)更為簡單，減少了 傳動鏈的傳動誤差，使得轉(zhuǎn)動慣量減少，伺服電 機的特性也有所改善。區(qū)別：數(shù)控機床進給傳動：傳動鏈少，傳動 精度高；普通機床進給傳動：傳動鏈多，傳動精度低。2.獲取FA-40M立式加工中心工作臺滾動支承及滾動導(dǎo)軌的圖形，補全截面圖 形后標注，說明其優(yōu)缺點。滾動支承：滾動導(dǎo)軌:優(yōu)點：運動輕便，摩擦力小，摩擦發(fā)熱少，磨損 小，可避免出現(xiàn)爬行，可得到較高的定位精度缺點：抗震性差，對臟物比較敏感，必須有良好 的防護裝置。3.標出FA-40M立式加工中心工作臺進給部分滾珠絲桿結(jié)構(gòu)圖中各部分名稱X軸滾珠絲桿