金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 第3章 車(chē)床.ppt

1、第三章 車(chē)床,車(chē)床：主要用于車(chē)削加工，是以車(chē)刀為主要切削工具進(jìn)行車(chē)削加工 的機(jī)床。有些機(jī)床還可以采用各種孔加工刀具進(jìn)行孔加工。 功用：以軸、盤(pán)套類(lèi)零件為主要加工對(duì)象，還可以加工螺紋,在機(jī)械 加工工廠中，車(chē)床占機(jī)床總數(shù)的比重最大為20-35%，還可以 加工孔等。 運(yùn)動(dòng)：通常是工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的直線移動(dòng)。 表面成形運(yùn)動(dòng)： 主運(yùn)動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速較高，消耗功率較大。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)刀具的直線移動(dòng)，消耗功率較小。 輔助運(yùn)動(dòng)： 切入運(yùn)動(dòng)使工件達(dá)到尺寸要求。 刀架的快速移動(dòng)刀架快速接近或離開(kāi)工件。,分類(lèi)： 1）臥式及落地車(chē)床 2）立式車(chē)床 (雙柱式立式車(chē)床 ) (雙柱式立式車(chē)床 ) 3）六角車(chē)床 (轉(zhuǎn)塔式)

2、 (回輪式) 4）單軸自動(dòng)及半自動(dòng)車(chē)床 5）多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車(chē)床 6）仿形車(chē)床及多刀車(chē)床 7）儀表車(chē)床 8）專門(mén)化車(chē)床 9) 數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心,分類(lèi),雙柱式立式車(chē)床,單立柱式車(chē)床,回輪式六角車(chē)床,回輪式六角車(chē)床,第一節(jié) CA6140型普通車(chē)床 CA6140型普通車(chē)床的工藝范圍很廣、應(yīng)用最廣。我們從機(jī)床的總布局、機(jī)床的用途、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能、機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)幾個(gè)方面加以介紹，其重點(diǎn)是機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)。 一、機(jī)床的布局 1、主軸箱(Headstock)1固定在床身4的左端，主軸箱的功用是支承主軸并把動(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)主運(yùn)動(dòng)。 2、刀架(Too

3、l slide)2可沿床身4上的刀架導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)。功用是裝夾車(chē)刀，實(shí)現(xiàn)縱向、橫向或斜向運(yùn)動(dòng)。 3、 尾座(Tailstcck)3安裝在床身4右端的尾座導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌縱向調(diào)整其位置。它的功用是用后頂尖支承長(zhǎng)工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進(jìn)行孔加工。 4、床身(Bed)4固定在左右床腿7和5上。在床身上安裝著車(chē)床的各個(gè)主要部件，使它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置或運(yùn)動(dòng)軌跡。,第一節(jié)CA6140型車(chē)床,5、進(jìn)給箱(Feedbox)8固定在床身4的左端前側(cè)。是進(jìn)給傳動(dòng)鏈中主要的傳動(dòng)比換置裝置，改變機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量或所加工螺紋的導(dǎo)程。 6、溜板箱(Apron)6與刀架2的最下層縱向溜板相連，與

4、刀架一起做縱向運(yùn)動(dòng)，功用是把進(jìn)給箱傳來(lái)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(chē)螺紋。溜板箱上裝有各種操縱手柄和按鈕。 7、掛輪架是聯(lián)結(jié)主軸箱和進(jìn)給箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以傳動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。 CA6140型普通車(chē)床與C6140型的區(qū)別： 1）有快速電鈕。 2）有三杠的區(qū)別：a、絲杠：車(chē)螺紋 b、光杠：機(jī)動(dòng)進(jìn)給 c、操縱杠：帶動(dòng)刀具運(yùn)動(dòng),車(chē)床外形圖,二、機(jī)床的用途 它的通用性較大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化程度低，適用于單件小批量生產(chǎn)及修理車(chē)間。加工范圍廣，適用于加工各種軸類(lèi)、套類(lèi)和盤(pán)類(lèi)零件上的回轉(zhuǎn)表面。加工精度8-9級(jí)，光潔度Ra1.6(粗糙度）。 三、機(jī)床的運(yùn)動(dòng) 1、主運(yùn)動(dòng)：主軸的旋

5、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，速度高，消耗的功率大，切削中起主要 作用。 2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：刀具的移動(dòng)（縱向移動(dòng)和橫向移動(dòng)）速度低，消耗的 功率 小，使金屬層不斷進(jìn)入切削。 3、切入運(yùn)動(dòng)：使刀具切入工件毛坯的運(yùn)動(dòng)，一般和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向相 垂直。 4、輔助運(yùn)動(dòng)：快速運(yùn)動(dòng)，使刀具快速靠近或離開(kāi)工件的運(yùn)動(dòng)。 四、機(jī)床的主要技術(shù)性能 1）車(chē)身上最大回轉(zhuǎn)直徑 D=400mm 2）主軸內(nèi)孔直徑 d =48 mm 3）正轉(zhuǎn)級(jí)數(shù) 24級(jí) 101400 r/min 4）反轉(zhuǎn)級(jí)數(shù) 12級(jí) 141580 r/min 5）主電機(jī)功率 7.5KW 1450 r/min,機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng),1、傳動(dòng)圖系統(tǒng)：用國(guó)家規(guī)定的符號(hào)代表傳動(dòng)元件，按機(jī)床傳動(dòng)的先

6、后順 序以展開(kāi)圖的形式繪制的表達(dá)機(jī)床全部運(yùn)動(dòng)關(guān)系的示意圖。 2、傳動(dòng)系統(tǒng)：機(jī)床上所有傳動(dòng)鏈構(gòu)成的系統(tǒng)叫傳動(dòng)系統(tǒng)。 3、傳動(dòng)系統(tǒng)圖中各運(yùn)動(dòng)元件的符號(hào)介紹：, 傳動(dòng)軸 用、表示,齒輪,固定齒輪： 即不能軸向移動(dòng)，又不能相對(duì)軸移動(dòng)。,空套齒輪： 跟軸能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，不能相對(duì)移動(dòng),滑移齒輪 ：跟軸能相對(duì)移動(dòng)，不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。,聯(lián)窄式齒輪,聯(lián)寬式齒輪,車(chē)床主軸,磨床主軸,1)摩擦離合器：用豎線表示,，表示壓緊方向，有兩 個(gè)方向的叫 雙向多片式摩擦離合器。,2）牙嵌式離合器：（嚙合式） 雙向牙嵌式離合器,3)齒輪式離合器：,內(nèi)齒輪是滑移的，外齒輪是空套的 內(nèi)齒輪滑移到外齒輪內(nèi)時(shí)離合器接通 內(nèi)齒輪 外齒輪,齒輪齒

7、條,第二節(jié) 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈,功用：傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，變速、換向 。 1、分析主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈部分應(yīng)解決兩個(gè)問(wèn)題： 主軸正轉(zhuǎn)24級(jí)轉(zhuǎn)速是如何獲得的？ 主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速值的計(jì)算？ 2、分析傳動(dòng)鏈采用機(jī)床調(diào)整計(jì)算的五個(gè)步驟： 1）找兩端件 2）確定兩端件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 3）分析傳動(dòng)路線，列傳動(dòng)路線表達(dá)式 4）列運(yùn)動(dòng)平衡方程 5）根據(jù)運(yùn)動(dòng)平衡方程式，導(dǎo)出傳動(dòng)鏈的換置公式。,第三節(jié) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈,功用：實(shí)現(xiàn)刀架的縱、橫向進(jìn)給和車(chē)螺紋。 機(jī)動(dòng)進(jìn)給：光杠帶動(dòng)溜板箱。 車(chē)螺紋：絲杠經(jīng)開(kāi)合螺母帶動(dòng)溜板箱。 表面成形運(yùn)動(dòng)：在機(jī)床上為了獲得切削運(yùn)動(dòng)，必須保證刀具與工 件間的必要相對(duì)運(yùn)動(dòng)，若這些運(yùn)動(dòng)是用來(lái)形成零 件表面的，則稱為表

8、面成形運(yùn)動(dòng)。 簡(jiǎn)單的表面成形運(yùn)動(dòng)：由直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的表面成形運(yùn) 動(dòng)。 復(fù)合的表面成形運(yùn)動(dòng)：由直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)以不同的搭配，按一定的傳動(dòng)比關(guān)系組合 實(shí)現(xiàn)的表面成形運(yùn)動(dòng)。,傳動(dòng)鏈：把動(dòng)力源和執(zhí)行件或執(zhí)行件和執(zhí)行件連接起來(lái)，構(gòu)成具有傳 動(dòng)聯(lián)系的一系列傳動(dòng)件。 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈：僅僅把運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力自動(dòng)源傳送到執(zhí)行件上去的傳動(dòng) 鏈，兩端件之間沒(méi)有嚴(yán)格傳動(dòng)比要求。（實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 表面成形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈） 內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈：兩端件之間有嚴(yán)格傳動(dòng)比要求。（實(shí)現(xiàn)復(fù)合表面成 形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈） 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈兩端件為：主軸刀架,一、車(chē)螺紋 CA6140型車(chē)床能車(chē)削四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋：米制螺紋（44種） 英

9、制螺紋（20種） 模數(shù)螺紋（39種） 徑節(jié)螺紋（37種） 還可車(chē)削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋、擴(kuò)大導(dǎo)程螺紋和精密螺紋。既可以車(chē)削右 螺紋，也可以車(chē)削左螺紋。 運(yùn)動(dòng)平衡方程式為：1it =S i從主軸到絲杠間的總傳動(dòng)比 t機(jī)床絲杠的導(dǎo)程 t=12mm S被加工螺紋導(dǎo)程 1）米制螺紋（44種）,分析標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)程螺紋的分段等差且差值成倍數(shù)關(guān)系： 改變傳動(dòng)付就能車(chē)削出各種按等差數(shù)列排列的導(dǎo)程值，這樣的變速組稱為基本組。,上述這種傳動(dòng)比成倍數(shù)關(guān)系排列，可以擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程的種數(shù)，這樣的變速組叫增倍組。 （4）列運(yùn)動(dòng)平衡方程式 2）擴(kuò)大導(dǎo)程機(jī)構(gòu) 功用：將螺紋導(dǎo)程擴(kuò)大4倍或16倍 傳動(dòng)路線表達(dá)式為：,當(dāng)采用正常傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比為1，

10、采用擴(kuò)大導(dǎo)程機(jī)構(gòu)后，使螺紋擴(kuò)大了4或16倍。 注意：（1）只有主軸處于低速時(shí)，才能用擴(kuò)大導(dǎo)程機(jī)構(gòu)。 （2）當(dāng)主軸處于最低的6級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)，可以擴(kuò)大16倍；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速 為最低的612級(jí)時(shí)，擴(kuò)大4倍；當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速高時(shí) ，不能起到 擴(kuò)大作用。 （3）螺紋加工時(shí)，不采用傳動(dòng)比不準(zhǔn)確的傳動(dòng)付。 3）模數(shù)螺紋（39種） 模數(shù)螺紋主要應(yīng)用在公制蝸桿中，模數(shù)螺紋用模數(shù)m 表示螺距的大小， 則導(dǎo)程為 其中K 為螺紋的頭數(shù) 模數(shù)m的標(biāo)準(zhǔn)值是按分段等差數(shù)列規(guī)律排列的，與米制螺紋不同的是，在模數(shù)螺紋導(dǎo)程 中含有特殊因子 。,運(yùn)動(dòng)平衡方程式為：,由此可車(chē)削出各種標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)螺紋。如應(yīng)用擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程機(jī)構(gòu)，可車(chē)削出大導(dǎo)程的模數(shù)螺紋。

11、 ）英制螺紋（種） 英制螺紋以每英寸長(zhǎng)度上的扣數(shù)a表示，英制螺紋的導(dǎo)程S= 英寸。即：,分析傳動(dòng)路線，列運(yùn)動(dòng)平衡方程式： 由此可車(chē)削出各種標(biāo)準(zhǔn)的英制螺紋。 5）徑節(jié)螺紋 (37種) 用徑節(jié)DP來(lái)表示的,也是按分段等差數(shù)列規(guī)律排列的。,改變變速組中的傳動(dòng)付 ，可得傳動(dòng)比值 ： 由此可車(chē)削出各種標(biāo)準(zhǔn)的徑節(jié)螺紋。 6）非標(biāo)準(zhǔn)和較精密螺紋 此時(shí)，不能用進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)，離合器 M 全部嚙合，運(yùn)動(dòng)由掛輪機(jī)構(gòu)直接傳動(dòng)絲杠。 上述各種螺紋的傳動(dòng)路線表達(dá)式歸納如下：,二 、機(jī)動(dòng)進(jìn)給（車(chē)削圓柱面和端面） 縱向進(jìn)給：64種進(jìn)給量(齒輪齒條) 0.0286.33 mm/轉(zhuǎn) 橫向進(jìn)給：64種進(jìn)給量 (小絲杠) 1/2 縱

12、 兩端件 主軸-刀架 從進(jìn)給箱進(jìn)入溜板箱中的傳動(dòng)路線表達(dá)式如下:,獲得64種進(jìn)給量所走的傳動(dòng)路線如下: 1) 用車(chē)公制螺紋,正常導(dǎo)程傳動(dòng)路線得32種正常進(jìn)給量(0.0281.22 mm/轉(zhuǎn) ) 運(yùn)動(dòng)平衡式為: 2) 用主軸正常導(dǎo)程及英制螺紋傳動(dòng)路線且增倍組中取1,得8種較大進(jìn)給量(0.861.58 mm/轉(zhuǎn) ) 3) 用主軸擴(kuò)大導(dǎo)程機(jī)構(gòu)及英制螺紋傳動(dòng)路線,可將進(jìn)給量擴(kuò)大4或16倍,得到16種加大進(jìn)給量(1.736.33 mm/轉(zhuǎn) ) 4) 主軸用高速組,用擴(kuò)大導(dǎo)程機(jī)構(gòu)部分公制螺紋傳動(dòng)路線且增倍組中取1/8得到8種細(xì)進(jìn)給量(0.0280.054 mm/轉(zhuǎn) ) 三、刀架的快速移動(dòng),CA6140型臥

13、式車(chē)床主軸箱展開(kāi)圖,主軸傳動(dòng)系統(tǒng)圖,主 軸,第四節(jié) 機(jī)床的典型機(jī)構(gòu),一、卸荷皮帶輪： 卸掉皮帶側(cè)向徑拉力對(duì)軸的作用，把它卸荷到箱體上去， 防止它作用到軸上，使軸不受彎曲變形，只受扭轉(zhuǎn)變形。 二、雙向多片式摩擦離合器：傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，控制主軸正、反轉(zhuǎn)，使 主軸 啟動(dòng)和停止，起過(guò)載保護(hù)作用。 三、制動(dòng)器：在摩擦離合器脫開(kāi)的時(shí)候，制動(dòng)主軸，使主軸迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 以縮短輔助時(shí)間。 四、軸和軸上滑動(dòng)齒輪的操縱機(jī)構(gòu)：可使兩個(gè)滑移齒輪的軸向位 置實(shí)現(xiàn)6種不同的組合，使軸得到6種不同的轉(zhuǎn)速。 五、開(kāi)合螺母（雙開(kāi)螺母）：接通或斷開(kāi)從絲杠傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)，車(chē)螺紋時(shí)， 開(kāi)合螺母合上，絲杠通過(guò)開(kāi)合螺母帶動(dòng)溜板箱及刀架。,六

14、、縱橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給操縱機(jī)構(gòu)：為了避免同時(shí)接通縱向和橫向機(jī)動(dòng)進(jìn) 給，在蓋上開(kāi)有十字形槽，十字形槽限制了手柄的位置，使它不 能同時(shí)接通縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 七、超越離合器 ：節(jié)省輔助時(shí)間及簡(jiǎn)化操作動(dòng)作 ，在刀架快速移動(dòng)過(guò)程 中，光杠仍可繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不必脫開(kāi)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，避免光杠和 快速電機(jī)同時(shí)傳動(dòng)軸，而使軸損壞。 八、互鎖機(jī)構(gòu) ：使開(kāi)合螺母手柄和機(jī)動(dòng)手柄不能同時(shí)接通，避免發(fā)生機(jī) 械事故。 九、安全離合器（過(guò)載保護(hù)裝置）：避免進(jìn)給力過(guò)大或刀架移動(dòng)受阻 而損壞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便使刀架在過(guò)載時(shí)自動(dòng)停止進(jìn)給。 十、主軸和卡盤(pán)的聯(lián)接：,摩擦離合器及操縱機(jī)構(gòu)圖,主軸變速操縱機(jī)構(gòu),安全與超越離合器,主軸端部與卡盤(pán)的連接結(jié)構(gòu)圖,機(jī) 床 外 形 圖,主軸組件裝配結(jié)構(gòu)圖,床身結(jié)構(gòu)圖,刀架結(jié)構(gòu)圖,尾架結(jié)構(gòu)圖,螺紋變向及掛輪架結(jié)構(gòu),思考題: 1).我國(guó)目前機(jī)床型號(hào)是如何編制的