機(jī)械制造技術(shù)：車床

機(jī)械制造技術(shù)：車床一、車床1.應(yīng)用：主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面，圓錐面及成形回轉(zhuǎn)表面）和回轉(zhuǎn)體的端面，有些車床可以加工螺紋面。2.運(yùn)動(dòng)：車床的主運(yùn)動(dòng)是由工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的；車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則由刀具的直線移動(dòng)完成的。3.分類：車床種類繁多，按其用途和結(jié)構(gòu)的不同，主要分為：臥式車床及落地車床，立式車床，轉(zhuǎn)塔車床，儀表車床，單軸自動(dòng)和半自動(dòng)車床，多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車床，彷形車床及多刀車床，專門化車床。（一）CA6140型臥式車床1.工藝范圍：很廣，它適用于加工各種軸類，套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如：內(nèi)圓柱面，圓錐面，環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面；端面及各種常用螺紋；還可以進(jìn)行鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔，和滾花等工藝.2.機(jī)床布局及主要級(jí)數(shù)性能由于臥式車床主要加工軸類和直徑不太大的盤套類零件，所以采用臥式布局其主要性能：機(jī)床的主要技術(shù)性能：床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑400mm最大工件長(zhǎng)度750；1000；1500；2000mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑210mm主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)24級(jí)10～1400r/min反轉(zhuǎn)12級(jí)14～1580r/min進(jìn)給量：縱向64級(jí)0.028～6.33mm/r橫向64級(jí)0.014～3.16mm/r車削螺紋范圍：米制螺紋44種P=1～192mm英制螺紋20種α=2～24牙/in模數(shù)螺紋39種m=0.25～48mm徑節(jié)螺紋37種DP=1～96牙/in主電機(jī)功率：7.5kW3．臥式車床的傳動(dòng)系統(tǒng)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：兩個(gè)末端分別是主電動(dòng)機(jī)和主軸，它的功用是把動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)）的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳給主軸，使主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：兩個(gè)末端分別是主軸和刀架，其功用是使刀架實(shí)現(xiàn)縱向或橫向移動(dòng)及變速與換向。⑴主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的兩末端件是主電動(dòng)機(jī)與主軸，它的功用是把動(dòng)力源(電動(dòng)機(jī))的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳給主軸，使主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。1）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，執(zhí)行件是主軸。運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)V帶輪傳動(dòng)副φ130/φ230傳至主軸箱中的軸Ⅰ。軸I上裝有雙向多片摩擦離合器M1，離合器左半部接合時(shí)，主軸正轉(zhuǎn)；右半部接合時(shí)，主軸反轉(zhuǎn)；左右都不接合時(shí)，軸Ⅰ空轉(zhuǎn)，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。軸I運(yùn)動(dòng)經(jīng)M1→軸Ⅱ→軸Ⅲ，然后分成兩條路線傳給主軸：當(dāng)主軸Ⅵ上的滑移齒輪（Z=50）移至左邊位置時(shí)，運(yùn)動(dòng)從軸Ⅲ經(jīng)齒輪副63/50直接傳給主軸Ⅵ，使主軸得到高轉(zhuǎn)速；當(dāng)主軸Ⅵ上的滑移齒輪（Z=50）向右移，使齒輪式離合器M2接合時(shí)，則運(yùn)動(dòng)經(jīng)軸Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ傳給主軸Ⅵ，使主軸獲得中、低轉(zhuǎn)速。主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線表達(dá)如下：由傳動(dòng)系統(tǒng)圖和傳動(dòng)路線表達(dá)式可以看出，主軸正轉(zhuǎn)時(shí)，軸Ⅱ上的雙聯(lián)滑移齒輪可有兩種嚙合位置，分別經(jīng)56/38或51/43使軸Ⅱ獲得兩種速度。其中的每種轉(zhuǎn)速經(jīng)軸Ⅲ的三聯(lián)滑移齒輪39/41或30/50或22/58的齒輪嚙合，使軸Ⅲ獲得三種轉(zhuǎn)速，因此軸Ⅱ的兩種轉(zhuǎn)速可使軸Ⅲ獲得2x3＝6種轉(zhuǎn)速。經(jīng)高速分支傳動(dòng)路線時(shí)，由齒輪副63/50使主軸Ⅵ獲得6種高轉(zhuǎn)運(yùn)。經(jīng)低速分支傳動(dòng)路線時(shí)，軸Ⅲ的6種轉(zhuǎn)速經(jīng)軸Ⅳ上的兩對(duì)雙聯(lián)滑移齒輪，使主軸得到6×2×2＝24種低轉(zhuǎn)速。因?yàn)檩SⅢ到軸V間的兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪變速組得到的四種傳動(dòng)比中，有兩種重復(fù)，即基本相等，因此經(jīng)低速傳動(dòng)路線時(shí)，主軸Ⅵ獲得的實(shí)際只有6×（4－1）=18級(jí)轉(zhuǎn)速，其中有6種重復(fù)轉(zhuǎn)速。同理，主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，只能獲得3十3×(2×2—1)＝12級(jí)轉(zhuǎn)速。（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的兩個(gè)末端件分別是主軸和刀架，其作用是實(shí)現(xiàn)刀具縱向或橫向移動(dòng)及變速與換向。它包括車螺紋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。1）車螺紋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈CA6140型普通車床可以車削米制、英制、模數(shù)和徑節(jié)四種螺紋。車削螺紋時(shí)，主軸與刀架之間必須保持嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系，即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架應(yīng)均勻地移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程P。由此可列出車削螺紋傳動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)平衡方程式為：運(yùn)動(dòng)平衡式1主軸×uS絲＝S式中——從主軸到絲杠之間全部傳動(dòng)副的總傳動(dòng)比——機(jī)床絲杠的導(dǎo)程，CA6140型車床＝12mm；P——被加工工件的導(dǎo)程（mm）。a）車削米制螺紋①車削米制螺紋的傳動(dòng)路線車削米制螺紋時(shí)，運(yùn)動(dòng)由主軸Ⅵ經(jīng)齒輪副58/58至軸Ⅸ，再經(jīng)三星輪換向機(jī)構(gòu)33/33（車左螺紋時(shí)經(jīng)33/25×25/33）傳動(dòng)軸Ⅹ，再經(jīng)掛輪63/100×100/75傳到進(jìn)給箱中軸XⅢ，進(jìn)給箱中的離合器M3和M4脫開(kāi)，M5接合，再經(jīng)移換機(jī)構(gòu)的齒輪副25/36傳到軸ⅪV，由軸ⅪV和XV間的基本變速組、移換機(jī)構(gòu)的齒輪副25/36×36/25將運(yùn)動(dòng)傳到軸ⅩⅥ，再經(jīng)增倍變速組傳至軸ⅩⅧ，最后經(jīng)齒式離合器M5，傳動(dòng)絲杠ⅩⅨ，經(jīng)溜板箱帶動(dòng)刀架縱向運(yùn)動(dòng)，完成米制螺紋的加工。其傳動(dòng)路線表達(dá)如下：②車削米制螺紋的運(yùn)動(dòng)平衡式由傳動(dòng)系統(tǒng)圖和傳動(dòng)路線表達(dá)式，可以列出車削米制螺紋的運(yùn)動(dòng)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倍式中u基、u倍——分別為基本變速組傳動(dòng)比和增倍變速組傳動(dòng)比。進(jìn)給箱中的基本變速組為雙軸滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，由軸ⅪV上的8個(gè)固定齒輪和和軸XV上的四個(gè)滑移齒輪組成，每個(gè)滑移齒輪可分別與鄰近的兩個(gè)固定齒輪相嚙合，共有8種不同的傳動(dòng)比：不難看出，除了和外，其余的6個(gè)傳動(dòng)比組成一個(gè)等差數(shù)列。改變的值，就可以車削出按等差數(shù)列排列的導(dǎo)程組?？傻?×4=32種導(dǎo)程值，符合標(biāo)準(zhǔn)的只有20種，通過(guò)背輪可車24種大螺距螺紋表4-5CA6140型普通車床米制螺紋導(dǎo)程（單位：mm）基本組導(dǎo)程P增倍組－－1－－1.25－1.5－1.7522.25－2.5－3－3.544.5－55.56－789－101112b）車削英制螺紋英制螺紋是英、美等少數(shù)英寸制國(guó)家所采用的螺紋標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)部分管螺紋也采用英制螺紋。英制螺紋以每英寸長(zhǎng)度上的螺紋扣數(shù)α(扣/in)表示，其標(biāo)準(zhǔn)值也按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列。英制螺紋的導(dǎo)程。由于CA6140型車床的絲杠是米制螺紋，被加工的英制螺紋也應(yīng)換算成以毫米為單位的相應(yīng)導(dǎo)程值，即Sa=KPa=K×25.4/a車削英制螺紋時(shí)，對(duì)傳動(dòng)路線作如下變動(dòng)，首先，改變傳動(dòng)鏈中部分傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，使其包含特殊因子25.4；其次，將基本組兩軸的主、被動(dòng)關(guān)系對(duì)調(diào)，以便使分母為等差級(jí)數(shù)。其余部分的傳動(dòng)路線與車削米制螺紋時(shí)相同。其運(yùn)動(dòng)平衡式為：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）c）車削模數(shù)螺紋模數(shù)螺紋主要用在米制蝸桿中，模數(shù)螺紋螺距P=πm，P也是分段等差數(shù)列。所以模數(shù)螺紋的導(dǎo)程為：Pm=Kπm式中Pm—一模數(shù)螺紋的導(dǎo)程（mm）；k—一螺紋的頭數(shù)；m——螺紋模數(shù)。模數(shù)螺紋的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m也是分段等差數(shù)列。車削時(shí)的傳動(dòng)路線與車削米制螺紋的傳動(dòng)路線基本相同。由于模數(shù)螺紋的螺距中含有π因子，因此車削模數(shù)螺紋時(shí)所用的掛輪與車削米制螺紋時(shí)不同，需用來(lái)引入常數(shù)π，其運(yùn)動(dòng)平衡式為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)上式中，其絕對(duì)誤差為0.00004，相對(duì)誤差為0.00009，這種誤差很小，一般可以忽略。d）車削徑節(jié)螺紋?徑節(jié)螺紋主要用于同英制蝸輪相配合，即為英制蝸桿，其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為徑節(jié)，用DP表示，其定義為：對(duì)于英制蝸輪，將其總齒數(shù)折算到每一英寸分度圓直徑上所得的齒數(shù)值，稱為徑節(jié)。根據(jù)徑節(jié)的定義可得蝸輪齒距為：DP＝Z/D分PDP=D分π/Z=π/DP吋式中z一—蝸輪的齒數(shù)；D——蝸輪的分度圓直徑（in）。只有英制蝸桿的軸向齒距與蝸輪齒距π/DP相等才能正確嚙合，而徑節(jié)制螺紋的導(dǎo)程為英制蝸桿的軸向齒距為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/英寸標(biāo)準(zhǔn)徑節(jié)的數(shù)列也是分段等差數(shù)列。徑節(jié)螺紋的導(dǎo)程排列的規(guī)律與英制螺紋相同，只是含有特殊因子25.4π。車削徑節(jié)螺紋時(shí)，可采用英制螺紋的傳動(dòng)路線，但掛輪需換為，其運(yùn)動(dòng)平衡式為：e）車削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋和精密螺紋所謂非標(biāo)準(zhǔn)螺紋是指利用上述傳動(dòng)路線無(wú)法得到的螺紋。這時(shí)需將進(jìn)給箱中的齒式離合器M1、M4和M5全部嚙合，被加工螺紋的導(dǎo)程依靠調(diào)整掛輪的傳動(dòng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)。其運(yùn)動(dòng)平衡式為：S=KP非=1×58/58×33/33×u掛×12u掛=a/b×c/d=S/12=KP非/12所以，拄輪的換置公式為（3）機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈主要是用來(lái)加工圓柱面和端面，為了減少螺紋傳動(dòng)鏈絲杠及開(kāi)合螺母磨損，保證螺紋傳動(dòng)鏈的精度，機(jī)動(dòng)進(jìn)給是由光杠經(jīng)溜扳箱傳動(dòng)的。1）縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈CA6140型車床縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量有64種。當(dāng)運(yùn)動(dòng)由主軸經(jīng)正常導(dǎo)程的米制螺紋傳動(dòng)路線時(shí)，可獲得正常進(jìn)給量。這時(shí)的運(yùn)動(dòng)平衡式為：可得到32種正常進(jìn)給量（范圍為0.08~1.22mm/r），其余32種進(jìn)給量可分別通過(guò)英制螺紋傳動(dòng)路線和擴(kuò)大導(dǎo)程傳動(dòng)路線得到。2）橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈由傳動(dòng)系統(tǒng)圖分析可知，當(dāng)橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給與縱向進(jìn)給的傳動(dòng)路線一致時(shí)，所得到的橫向進(jìn)給量是縱向進(jìn)給量的一半，橫向與縱向進(jìn)給量的種數(shù)相同，都為64種。3）刀架快速機(jī)動(dòng)移動(dòng)為了縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，CA6140型臥式車床的刀架可實(shí)現(xiàn)快速機(jī)動(dòng)移動(dòng)。刀架的縱向和橫向快速移動(dòng)由快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)(P=0.25kw，n=2800r／min)傳動(dòng)，經(jīng)齒輪副18/24使軸ⅩⅫ高速轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)蝸輪蝸桿副4/29、溜板箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，使刀架實(shí)現(xiàn)縱向或橫向的快速移動(dòng)?？煲品较蛴闪锇逑渲须p向離合器M6和M7控制。其傳動(dòng)路線表達(dá)式為：4.CA6140臥式車床的主要結(jié)構(gòu)Ⅰ.主軸箱：車床的主要部件，其主要功能是支撐主軸，并實(shí)現(xiàn)其開(kāi)，停換向，制動(dòng)和變速；把進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及主軸傳向進(jìn)給系統(tǒng)。Ⅱ.溜板箱：將進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或快速移動(dòng)由進(jìn)給箱或快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)傳給溜板和刀架，使刀架實(shí)現(xiàn)縱，橫向或正，反向機(jī)動(dòng)走刀或快速移動(dòng).（二）其他車床（1）立式車床（分單柱式和雙柱式）:一般用于加工直徑大，長(zhǎng)度短且質(zhì)量較大的工件。立式的工作臺(tái)的臺(tái)面是水平面，主軸的軸心線垂直于臺(tái)面，工作的矯正，裝夾比較方便，工件和工作臺(tái)的重量均勻地作用在工作臺(tái)下面的圓導(dǎo)軌上。（2）轉(zhuǎn)塔車床除了由前刀架外，還有以個(gè)轉(zhuǎn)塔刀架。轉(zhuǎn)塔刀架由六個(gè)裝刀位置，可以沿床身導(dǎo)軌做縱向進(jìn)給，每一個(gè)刀位加工完畢后，轉(zhuǎn)塔刀架快速返回，轉(zhuǎn)動(dòng)60度。更換到下一個(gè)刀位進(jìn)行加工。二、車