金屬切削機(jī)床實(shí)驗(yàn)報(bào)告中北大學(xué)

金屬切削機(jī)床

實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)姓名學(xué)號(hào)中北大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)一普通車床各部件的結(jié)構(gòu)和功用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康钠胀ㄜ嚧簿哂休^典型的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及操縱機(jī)構(gòu)，應(yīng)用了較多的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、螺旋機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)等等和較多的機(jī)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(shí)驗(yàn)的目的一是了解這些機(jī)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(jī)床各部件的傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)原理及路線、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容了解車床的用途、布局、各操縱手柄的作用和操作方法；了解主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)路線；了解主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的調(diào)整方法；了解和分析機(jī)床主要機(jī)構(gòu)的構(gòu)造及工作原理。三、實(shí)驗(yàn)步驟學(xué)生在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員帶領(lǐng)下，到CA6140型普通車床現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。觀察CA6140型普通車床的主軸箱結(jié)構(gòu)，注意調(diào)整方法；觀察、了解進(jìn)給互鎖機(jī)構(gòu)及絲杠螺母機(jī)構(gòu)的工作原理；根據(jù)實(shí)物了解車床主要附件的使用。四、分析討論題結(jié)合實(shí)驗(yàn)說明C6140機(jī)床主軸正、反轉(zhuǎn)與操縱手柄位置的對(duì)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合器實(shí)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(gè)凸起，嵌在空套齒輪的缺口中，內(nèi)外摩擦片相間安裝。當(dāng)桿通過銷向左推動(dòng)壓塊時(shí)，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(shí)，使主軸反轉(zhuǎn)，當(dāng)壓塊處于中間位置時(shí)，離合器脫開，主軸停止運(yùn)動(dòng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(cè)機(jī)床精度；在制作一些需要精確重復(fù)定位的夾具時(shí)，作為定位基準(zhǔn)；可擴(kuò)大車床的使用范圍，可直接裝夾刀具。具有定心性好，自鎖性。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(dòng)作用？光杠傳動(dòng)與絲杠傳動(dòng)的互鎖如何實(shí)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(dòng)大拖板縱向移動(dòng)，用來車削螺紋；光杠用于機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)，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(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)合上開合螺母時(shí)，機(jī)動(dòng)進(jìn)給的操縱手柄就被鎖在中間位置不能扳動(dòng)，即不能再接通機(jī)動(dòng)進(jìn)給，則光杠不能動(dòng)，絲杠可動(dòng)；當(dāng)向左扳機(jī)動(dòng)進(jìn)給手柄，接通縱向進(jìn)給時(shí)，開合螺母操縱手柄不能轉(zhuǎn)動(dòng)，開合螺母不能閉合，則光杠能動(dòng)，絲杠不能動(dòng)。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(dòng)力經(jīng)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動(dòng)工件按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（2）刀架：裝夾車刀，實(shí)現(xiàn)縱向、橫向、斜向運(yùn)動(dòng)。（3）尾座：用后頂尖支承長(zhǎng)工件，也可安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進(jìn)行孔加工。（4）進(jìn)給箱：內(nèi)裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)，用于改變機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量或所加工螺紋的導(dǎo)程。（5）溜板箱：把進(jìn)給箱傳來的運(yùn)動(dòng)傳遞給刀架，使刀架實(shí)現(xiàn)縱向和橫向進(jìn)給或快速移動(dòng)或車螺紋。（6）床身：安裝車床的各個(gè)主要部件，使他們?cè)诠ぷ鲿r(shí)保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置或運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)驗(yàn)二數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)使學(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(jìn)給機(jī)構(gòu)、掌握立式加工中心刀庫、換刀機(jī)械手、換刀方法，使學(xué)生進(jìn)一步明確數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和用途。實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)關(guān)系、換刀機(jī)構(gòu)，分析數(shù)控車床的組成、加工過程、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)關(guān)系、刀架結(jié)構(gòu)的作用。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)及各部分主要零件的作用；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(diǎn)及各部分主要零件的作用；了解CK7136數(shù)控車床的布局，掌握刀塔的換刀過程；分析討論題標(biāo)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(cè)量反饋系統(tǒng)、機(jī)床本體。加工中心總體結(jié)構(gòu)：主軸箱、工作臺(tái)與進(jìn)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(tái)進(jìn)給裝置由工作臺(tái)、下拖板、底座及進(jìn)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(yùn)算后，程序中的信息代碼轉(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(jìn)給速度、控制刀庫換刀以及工件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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(jī)床加工原理中，PMC是數(shù)控機(jī)床的控制核心，與NC實(shí)現(xiàn)相互間信息傳遞，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床側(cè)的控制及信息傳遞。功能：加工中心有自動(dòng)換刀的功能、無級(jí)調(diào)整主軸速度與進(jìn)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(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、滾珠絲桿螺距補(bǔ)償?shù)榷喾N補(bǔ)償功能，通過PMC實(shí)現(xiàn)與NC及機(jī)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(jìn)行信息傳遞。標(biāo)出FA-40M立式加工中心主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各部分的名稱（至少6個(gè)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(dòng)齒輪端面鍵刀具標(biāo)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(jī)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(zhǔn)停至換刀位置，主軸周向準(zhǔn)停使主軸上二塊鍵與刀柄上鍵槽孔對(duì)準(zhǔn)，斗笠式刀庫選空刀位后向右橫移，夾住刀柄，打刀缸運(yùn)動(dòng)松刀夾，主軸向上運(yùn)動(dòng)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右橫移，主軸向下運(yùn)動(dòng)，打刀缸運(yùn)動(dòng)夾住刀柄，斗笠式刀庫向左橫移完成取出刀具過程。標(biāo)出CJK6163數(shù)控機(jī)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(jìn)給裝置、刀塔和尾架，還有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、排屑裝置、潤(rùn)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(dòng)裝夾工件，主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸，主軸通過同步帶驅(qū)主軸編碼器，編碼器起主軸準(zhǔn)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(xì)長(zhǎng)工件起定位作用。拖板：刀塔安裝在拖板上，隨著拖板做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，連續(xù)切削加工工件。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(shí)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(jī)床是一臺(tái)裝有數(shù)控裝置的機(jī)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(jī)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(diǎn)，通過工件旋轉(zhuǎn)，刀具沿X軸與Z軸方向運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行切削加工，數(shù)控車床有一個(gè)能自動(dòng)換刀的刀塔和一個(gè)加工細(xì)長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行切削加工；2、刀具補(bǔ)償功能：刀具尺寸補(bǔ)償、刀具圓弧半徑補(bǔ)償、刀具切削方向補(bǔ)償；3、滾珠絲桿螺距等誤差的補(bǔ)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(xì)長(zhǎng)軸的固定定位功能。標(biāo)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(gè)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(jī)、編碼器主軸缸卡爪卡盤體拉桿標(biāo)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(dòng)換刀裝置稱為刀塔，回轉(zhuǎn)圓盤式刀塔可同時(shí)安裝多把刀具。刀塔部件由刀塔箱體、刀塔電機(jī)、刀盤與刀盤傳動(dòng)軸、端面齒盤（二個(gè)）定位裝置、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、電磁制動(dòng)器、微動(dòng)開頭等構(gòu)件組成。刀盤傳動(dòng)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(gè)端面齒盤固定連接，隨蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，刀盤能軸向移動(dòng)，又能周向轉(zhuǎn)動(dòng)，刀塔箱體與另一個(gè)端面齒盤固定連接，使這個(gè)端面齒盤不能轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁制動(dòng)器起制動(dòng)電機(jī)軸作用，換刀結(jié)束后，蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置觸動(dòng)微動(dòng)開頭，發(fā)出換刀結(jié)束信號(hào)換刀過程：回轉(zhuǎn)刀塔由電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，按數(shù)控裝置的指令，通過機(jī)械傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)松開、轉(zhuǎn)位、定位、夾緊四個(gè)動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)三數(shù)控機(jī)床典型部件解析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諗?shù)控機(jī)床典型部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)與基本工作原理二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容內(nèi)容：軸承、滾珠絲杠副、伺服電機(jī)等數(shù)控機(jī)床典型部件結(jié)構(gòu)的理解。三、實(shí)驗(yàn)步驟1.觀察、了解加工中心、數(shù)控車床伺服電機(jī)2.觀察加工中心、數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠副了解滾動(dòng)導(dǎo)軌的組成及作用學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床軸承并分析受力情況四、分析討論題獲取FA-40M立式加工中心乂，Y軸伺服電機(jī)及聯(lián)軸器的圖形，說明數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)與普通機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)的區(qū)別？工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)主要由數(shù)控機(jī)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(hào)經(jīng)過伺服驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，控制工作臺(tái)與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)完成工件的切削加工。大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床為多軸聯(lián)動(dòng)，相互間能實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。大多數(shù)數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)的伺服電機(jī)與滾珠絲桿直接連接，滾珠絲桿螺母又與工作臺(tái)固定連接，這樣伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過滾珠絲桿與螺母副轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)沿著導(dǎo)軌作直線運(yùn)動(dòng)。伺服電機(jī)直接與滾珠絲桿直接連接方式縮短了傳動(dòng)鏈，使整個(gè)系統(tǒng)更為簡(jiǎn)單，減少了傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差，使得轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少，伺服電機(jī)的特性也有所改善。區(qū)別：數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)：傳動(dòng)鏈少，傳動(dòng)精度高；普通機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)：傳動(dòng)鏈多，傳動(dòng)精度低。獲取FA-40M立式加工中心工作臺(tái)滾動(dòng)支承及滾動(dòng)導(dǎo)軌的圖形，補(bǔ)全截面圖形后標(biāo)注，說明其優(yōu)缺點(diǎn)。滾動(dòng)支承：滾動(dòng)導(dǎo)軌：優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)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(diǎn)：抗震性差，對(duì)臟物比較敏感，必須有良好的防護(hù)裝置。標(biāo)出FA-40M立式加工中心工作臺(tái)進(jìn)給部分滾珠絲桿結(jié)構(gòu)圖中各部分名稱。X軸滾珠絲桿