机械制造技术基础第三章机械制造技术基础车削加工基础知识

第三章 车削加工车削加工的特征车削加工的特征3.13.23.43.63.53.3车削加工的工件定位装夹方法车削加工的工件定位装夹方法卧式车床及其传动卧式车床及其传动卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构其他类型车床及其加工范围其他类型车床及其加工范围自动车床及其加工范围自动车床及其加工范围3-1 3-1 车削加工的特征车削加工的特征一、车削的用途及分类一、车削的用途及分类1卧式车床卧式车床 2立式车床立式车床 3转塔车床转塔车床4自动车床和半自动车床自动车床和半自动车床 5 仿形车床仿形车床 6专门化车床专门化车床二、车削的加工范围与运动二、车削的加工范围与运动卧卧式式车车床床的的典典型型加加工工工工序序q 车削加工范围 3-1 3-1 车削加工的特征车削加工的特征 用用来来形形成成被被加加工工外外表表形形状状的的运运动动称称为为外外表表成成形形运运动动，成成形形运运动动由由机机床床的的主运动和进给运动组成。主运动和进给运动组成。主运动主运动工件的旋转运动工件的旋转运动进给运动进给运动刀具的直线移动刀具的直线移动q 车削运动 主主运运动动和和进进给给运运动动是是两两个个相相对对独独立立的的运运动动，称称为为简简单单成形运动如外圆车削成形运动如外圆车削主主运运动动和和进进给给运运动动间间必必须须保保持持严严格格的的运运动动关关系系，称称为为复合成形运动如车螺纹、圆锥面。复合成形运动如车螺纹、圆锥面。3-1 3-1 车削加工的特征车削加工的特征三、车削加工中使用的刀具三、车削加工中使用的刀具1、外圆车刀2、端面车刀3、割刀4、镗刀5、成形车刀3-1 3-1 车削加工的特征车削加工的特征割刀割刀端面车刀端面车刀（1 1）横切端面车刀）横切端面车刀(a)(a)、(b)(b)（2 2）纵切端面车刀）纵切端面车刀(c)(c)3-1 3-1 车削加工的特征车削加工的特征成形车刀成形车刀1 1、杆形成形车刀、杆形成形车刀2 2、棱形成形车刀、棱形成形车刀3 3、圆形成形车刀、圆形成形车刀3-1 3-1 车削加工的特征车削加工的特征成成形形车车刀刀是是加加工工回回转转体体成成形形外外表表的的专专用用刀刀具具，切切削削刃刃形形状状根根据据工件的廓形设计。工件的廓形设计。四、车削的加工精度四、车削的加工精度尺寸加工精度尺寸加工精度 不超过不超过IT6IT6级级精车外表的粗糙度精车外表的粗糙度 Ra=1.6m 2.5m Ra=1.6m 2.5m精车外圆的圆度精车外圆的圆度 0.01mm 0.01mm精车外圆的圆柱度精车外圆的圆柱度 0.01mm 0.01mm100mm100mm精车端面的平面度精车端面的平面度 0.02mm 0.02mm300mm300mm精车螺纹的螺距精度精车螺纹的螺距精度 0.04mm 0.04mm100mm100mm；0.06mm0.06mm300mm300mm3-1 3-1 车削加工的特征车削加工的特征3-2 3-2 车削加工的工件定位装夹方法车削加工的工件定位装夹方法工件在顶尖上的定位装夹工件在顶尖上的定位装夹工件上加工工件上加工有中心孔有中心孔工件在卡盘上的定位装夹工件在卡盘上的定位装夹1 1、自动定心卡盘、自动定心卡盘 三爪卡盘三爪卡盘三爪卡盘2 2、普通卡盘、普通卡盘 四爪卡盘四爪卡盘四爪卡盘3-2 3-2 车削加工的工件定位装夹方法车削加工的工件定位装夹方法3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动 一卧式车床总布局一卧式车床总布局 主轴箱主轴箱刀架刀架尾座尾座床身床身溜板箱溜板箱进给箱进给箱右床腿右床腿左床腿左床腿 二卧式车床的传动系统二卧式车床的传动系统 为了实现运动，机床必须具备以下三个根本局部：执行件、为了实现运动，机床必须具备以下三个根本局部：执行件、动力源和传动装置，由这些构成的传动关系称为传动链，分为动力源和传动装置，由这些构成的传动关系称为传动链，分为外联系传动链和内联系传动链外联系传动链和内联系传动链 。卧式车床提供的运动：卧式车床提供的运动：（1 1）工件回转）工件回转（2 2）刀具纵向移动）刀具纵向移动（3 3）刀具横向移动）刀具横向移动3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动换置机构：可根据加工要求变换传换置机构：可根据加工要求变换传动比和传动方向，用菱形块动比和传动方向，用菱形块 表表示。如挂轮变速机构、滑移齿轮示。如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等变速机构、离合器换向机构等3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动主运动传动链外联系传动链：主运动传动链外联系传动链：主电动机主电动机12x(12x(变速换置变速换置机构机构)34)34主轴。主轴。螺纹传动链内联系传动链螺纹传动链内联系传动链 ：主轴主轴45x6845x68丝杠丝杠刀架。刀架。纵向、横向进给传动链外联系传动链：纵向、横向进给传动链外联系传动链：主电动机主电动机 1 1 2 2 v v 3 3 4 4 主轴主轴5 5 x x 6 6 7 7 齿轮齿条齿轮齿条刀架刀架纵向进给。纵向进给。主电动机主电动机主轴主轴 5 5 x x 6 6 9 9 横向进给丝杠横向进给丝杠刀架刀架横向进给。横向进给。3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动分析传动链的方法：分析传动链的方法：首先找到传动链所联系的两个末端首先找到传动链所联系的两个末端件，然后从一个末端件向另一个末端件查明传动路线，最后件，然后从一个末端件向另一个末端件查明传动路线，最后对传动链中的机件作运动计算。对传动链中的机件作运动计算。两个末端分别是主电动机和主轴，它的功用是把动力源两个末端分别是主电动机和主轴，它的功用是把动力源电动机的运动及动力传给主轴，使主轴带开工件旋转，电动机的运动及动力传给主轴，使主轴带开工件旋转，并满足主轴变速和换向的要求。并满足主轴变速和换向的要求。3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动CA6140CA6140型卧式车床传动系统图型卧式车床传动系统图3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动 CA6140 CA6140型卧式车床传动系统图型卧式车床传动系统图 1 1高速传动路线高速传动路线 2 2低速传动低速传动路线路线 3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动式中式中 D D、DD主动和从动皮带轮直径；主动和从动皮带轮直径；VV带传动的滑动系数，可取带传动的滑动系数，可取0.020.02；Z Z-、ZZ-轴轴和轴和轴 之间相啮合的之间相啮合的主动齿轮和从动齿轮齿数。主动齿轮和从动齿轮齿数。主轴的各级转速可按以下运动平衡式计算：主轴的各级转速可按以下运动平衡式计算：3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动2 2、进给运动传动链、进给运动传动链 两两个个末末端端件件分分别别是是主主轴轴和和刀刀架架，其其功功用用是是使使刀刀架架实实现现纵纵向向或横向移动及变速与换向。或横向移动及变速与换向。A.A.螺纹进给传动链螺纹进给传动链 可以车削左旋和右旋的公制、英制、模数制和径节制四种可以车削左旋和右旋的公制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹。标准螺纹。主轴转主轴转1 1r r 刀具移动刀具移动L L mmmm L螺纹导程K螺纹头数3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动a.a.车削公制螺纹车削公制螺纹 3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动是是一一个个等等差差数数列列，该该变变速速机机构构称称为根本组。为根本组。是个等比数列，称为增倍组。是个等比数列，称为增倍组。3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动车削公制螺纹右旋的运动平衡式为车削公制螺纹右旋的运动平衡式为:化简后得：化简后得：该式叫换置公式，应选择不同的基和倍之值，就可以得到各种标准米制螺纹的导程L。3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动车车削削扩扩大大螺螺纹纹传动路线：传动路线：轴轴VIVI轴轴IXIX的传动比：的传动比：说明：只能当说明：只能当M2M2合上，主轴处于低速状态时，合上，主轴处于低速状态时，才能用扩大导程。才能用扩大导程。3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动 Lm中含有特殊因子,挂轮需换为：,其余与车削公制螺纹时完全相同。其运动平衡式为：其运动平衡式为：化简后，得化简后，得 3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动传动路线要作两点变动：传动路线要作两点变动：1 1将将根根本本组组两两轴轴的的主主被被动动关关系系对对调调，XVXV为为主主动动，XIVXIV为为被被动，即动，即M3M3、M5M5合上，合上，M4M4脱开。脱开。2 2在传动链中实现特殊因子在传动链中实现特殊因子25.4 25.4，挂轮改用，挂轮改用 。运动平衡式：运动平衡式：3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动运动平衡式：运动平衡式：传动路线变动：传动路线变动：在在传传动动链链中中实实现现特特殊殊因因子子25.4 25.4，挂挂轮轮改改用用 。其余与车削英制螺纹完全相同。其余与车削英制螺纹完全相同。3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动挂轮的换置公式为：挂轮的换置公式为：3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动B.B.纵向和横向进给传动链纵向和横向进给传动链3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动f纵纵=158/5833/3363/100100/7525/36 u基基25/36 36/25 u倍倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4828/802.5 12=0.71 u基基u倍倍 mm/rf横横=158/5833/3363/100100/7525/36 u基基25/36 36/25 u倍倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4859/185 mm/rf横横=158/5833/3363/100100/7525/36 u基基25/36 36/25 u倍倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4859/185 mm/rf横横=158/5833/3363/100100/7525/36 u基基25/36 36/25 u倍倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4859/185 mm/r3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动 刀架快速移动由装在溜板箱内的快速电动机刀架快速移动由装在溜板箱内的快速电动机(0.25kw(0.25kw，2800r2800rmin)min)传动。传动。3-3 3-3 卧式车床及其传动卧式车床及其传动1 1、主轴箱、主轴箱功用：功用：支承主轴和支承主轴和传动主轴旋转，并传动主轴旋转，并使其实现起动、停使其实现起动、停止、变速和换向等。止、变速和换向等。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构 卸荷式带轮卸荷式带轮 径向载荷不作径向载荷不作用在轴用在轴上，而上，而把它卸给箱体。把它卸给箱体。双向多片摩擦离合器双向多片摩擦离合器控控制制主主轴轴开开停停和和换向装置换向装置 摩擦离合器能起过载摩擦离合器能起过载保护的作用，当机床过载保护的作用，当机床过载时，摩擦片打滑，就可防时，摩擦片打滑，就可防止损坏机床。止损坏机床。摩擦片间的压紧力可摩擦片间的压紧力可用拧在压套上的螺母用拧在压套上的螺母9a9a和和9b9b来调整。来调整。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构手柄手柄2 2向上提，拉杆向上提，拉杆3 3向外移，左离合器的内外摩擦片压紧，实现主轴正转。向外移，左离合器的内外摩擦片压紧，实现主轴正转。手柄手柄2 2向下压，右离合器内、外摩擦片压紧，主轴反转。向下压，右离合器内、外摩擦片压紧，主轴反转。手柄手柄2 2处于中间位置时，主轴停止转动。处于中间位置时，主轴停止转动。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构摩擦式离合器.avi 制动器制动器功用：功用：在摩擦离合器脱开时在摩擦离合器脱开时制动主轴，以缩短辅助时间。制动主轴，以缩短辅助时间。为了操纵方便和防止出错，制动器和摩擦离合器共用一套操纵机构。松开离合器的同时就自动刹停主轴，压紧离合器的同时就放松制动带。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构 主轴支承及主轴与卡盘的连接主轴支承及主轴与卡盘的连接CA 6140CA 6140型车床主轴支承：型车床主轴支承：1 1前后各采用一个双列短圆柱滚子轴承前后各采用一个双列短圆柱滚子轴承8 8和和1212；2 2主轴中间配置一个单列向心短圆柱滚子轴承主轴中间配置一个单列向心短圆柱滚子轴承1111；3 3主轴前支座内专门配置一个主轴前支座内专门配置一个6060角接触的双列向心推力角接触的双列向心推力球轴承球轴承9 9，用以承受主轴两个方向的轴向力。，用以承受主轴两个方向的轴向力。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构 CA 6140 CA 6140型车床主轴前端采用短锥法兰结构安装型车床主轴前端采用短锥法兰结构安装卡盘或拨盘，由主轴的短圆锥面定位。卡盘或拨盘，由主轴的短圆锥面定位。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构 变速操纵机构变速操纵机构功用：功用：通过转动变速手柄，同时操纵轴、上的双联滑移齿轮和三联滑移齿轮，实现变换轴间的6种转速。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构2 2、溜板箱、溜板箱功用：功用：(1)(1)将丝杠或光杠传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架将丝杠或光杠传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架 做纵、横进给；做纵、横进给；(2)(2)控制刀架运动的接通、断开和换向；控制刀架运动的接通、断开和换向；(3)(3)机床过载时控制刀架自动停止进给；机床过载时控制刀架自动停止进给；(4)(4)手动操纵刀架移动和实现快速移动等。手动操纵刀架移动和实现快速移动等。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构 纵、横向机动进给操纵机构纵、横向机动进给操纵机构 利用一个手柄集中操纵纵、横向机动进给运动的接通、断开和换向，手柄扳动方向与刀架运动方向一致。M8纵向M9横向支点3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构 开合螺母机构开合螺母机构 开合螺母由上下两个半螺母和组成，装在溜板箱体后壁的燕尾形导轨中，闭合时通过丝杠带动刀架作螺纹运动。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构 超越离合器超越离合器1机动进给时传递由光杠传来的用于进给的低速运动；2快移时可以不要脱开进给链。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构 安全离合器安全离合器 在进给链中设置的过载保险装置，防止进给力过大或刀架移动受阻时机件被损坏。3-4 3-4 卧式车床的几个主要结构卧式车床的几个主要结构3-5 3-5 其他类型车床及其加工范围其他类型车床及其加工范围q 滑鞍转塔车床 前刀架可纵向进给，切削大直径外圆柱面，也可作横向进给，加工端面和内外沟槽；转塔刀架只能作纵向进给，用于车削内外圆柱面，钻、扩、铰和镗孔等。q 回轮车床 回轮车床上没有前刀架，只有一个可绕水平轴线转位的圆盘形回轮刀架。其回转轴线与主轴轴线平行。3-5 3-5 其他类型车床及其加工范围其他类型车床及其加工范围q 马鞍车床 马鞍车床的床身在靠近主轴箱一侧有一段可卸式导轨(马鞍)，卸去马鞍后就可使加工工件的最大直径增大。3-5 3-5 其他类型车床及其加工范围其他类型车床及其加工范围q 立式车床 立式车床用以加工厚度大、直径超过1000mm的大型工件的旋转外表。分单柱式和双柱式两类。单柱式立式车床只用于加工直径不大的工件。3-5 3-5 其他类型车床及其加工范围其他类型车床及其加工范围3-6 3-6 自动车床及其加工范围自动车床及其加工范围 不需要工人操作而能自动连续地完成整个加工过程，并能自动重复其工作循环的车床，称为自动车床。CM1107CM1107型纵切自动车床型纵切自动车床3-6 3-6 自动车床及其加工范围自动车床及其加工范围