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南昌航空大学南昌航空大学机械制造装备机械制造装备1南昌航空大学南昌航空大学第四部分第四部分 金属切削机床金属切削机床第一章第一章 金属切削机床金属切削机床2南昌航空大学南昌航空大学第二节第二节 车床车床 本章主要内容：本章主要内容：车床概述（用途、运动、分类、工艺范围、车床概述（用途、运动、分类、工艺范围、组成部分）；组成部分）；CA6140型车床；型车床；其它车床。其它车床。3南昌航空大学南昌航空大学一、一、概概 述述车床占机床总数的车床占机床总数的20%35%；（一）车床的用途和运动（一）车床的用途和运动1、用途：用途：主要用于主要用于加工各种回转表面加工各种回转表面。2、车床上使用的、车床上使用的刀具：刀具：主要是主要是各种车刀各种车刀，还可使用，还可使用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙等钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙等孔加工刀具孔加工刀具和和螺纹加工刀具。螺纹加工刀具。4南昌航空大学南昌航空大学3、车床的运动、车床的运动(1)表面成形运动表面成形运动主运动：主运动：工件的旋转运动工件的旋转运动，其转速较高，消，其转速较高，消耗机床功率的主要部分。耗机床功率的主要部分。进给运动：进给运动：刀具的移动刀具的移动。(2)辅助运动：辅助运动：切入运动、刀架的纵横向机动快切入运动、刀架的纵横向机动快移、尾架的机动快移。移、尾架的机动快移。5南昌航空大学南昌航空大学（二）卧式车床的主参数（二）卧式车床的主参数 主参数是主参数是床身上最大工件回转直径床身上最大工件回转直径。第二主参数是第二主参数是最大工件长度最大工件长度。6南昌航空大学南昌航空大学例：例：CA6140型卧式车床的型卧式车床的主参数主参数为为床身上最大床身上最大工件回转直径工件回转直径400mm，第二主参数是最大工件长度第二主参数是最大工件长度。但但刀架上最大工件回转直径刀架上最大工件回转直径为为210mm，在加工，在加工较长的轴、较长的轴、套类工件时，套类工件时，由于受到中由于受到中滑板的限制，滑板的限制，这也是一个这也是一个重要的参数重要的参数。7南昌航空大学南昌航空大学（三）车床的分类（三）车床的分类 P6表表1-2。组别组别0：仪表车床；：仪表车床；1：单轴自动、半自动车床；：单轴自动、半自动车床；2：多轴自动、半自动车床；：多轴自动、半自动车床；3：回抡车床；：回抡车床；4：曲轴及凸轮轴车床；：曲轴及凸轮轴车床；5：立式车床：立式车床 6：落地及卧式车床；：落地及卧式车床；7：仿形及多刀车床：仿形及多刀车床 8：轮、轴、辊、锭及铲齿车床：轮、轴、辊、锭及铲齿车床 9：其它车床：其它车床8南昌航空大学南昌航空大学（四）（四）卧式车床的工艺范围和布局卧式车床的工艺范围和布局钻中心孔（或顶尖孔）；钻孔；镗内孔（或车内孔）；铰孔；镗内圆锥孔钻中心孔（或顶尖孔）；钻孔；镗内孔（或车内孔）；铰孔；镗内圆锥孔（或车内圆锥孔）；车端面；切槽或切断；车螺纹；滚花；车外圆锥面；车外（或车内圆锥孔）；车端面；切槽或切断；车螺纹；滚花；车外圆锥面；车外圆锥体；车外圆；车成形面；攻丝；车外圆，倒角。圆锥体；车外圆；车成形面；攻丝；车外圆，倒角。9南昌航空大学南昌航空大学卧式车床的布局卧式车床的布局 10南昌航空大学南昌航空大学二、二、CA6140型车床型车床（一）特点（一）特点：1、CA6140型车床是型车床是普通精度普通精度的卧式车床。的卧式车床。经济加工精度经济加工精度IT8IT7,表面粗糙度表面粗糙度Ra1.252.5。2、通用性好，加工范围通用性好，加工范围广。广。适于加工中、小型轴类、盘套类零件的内外回转适于加工中、小型轴类、盘套类零件的内外回转面、端面；面、端面；能加工米制、英制、模数制、径节制四种标准螺纹；能加工米制、英制、模数制、径节制四种标准螺纹；加大螺距、非标准螺距螺纹等。加大螺距、非标准螺距螺纹等。3、结构复杂，自动化程度低，适于单件小批生产及结构复杂，自动化程度低，适于单件小批生产及修配车间。修配车间。11南昌航空大学南昌航空大学（二）（二）CA6140型车床传动系统型车床传动系统传动系统包括：传动系统包括：主运动传动链主运动传动链进给运动传动链进给运动传动链（刀架传动）（刀架传动）12南昌航空大学南昌航空大学CA6140传动系统图传动系统图13南昌航空大学南昌航空大学1、主运动传动链、主运动传动链 传动路线传动路线 分析方法：分析方法：抓两端，连中间抓两端，连中间 两末端件两末端件是是主电动机主电动机、主轴主轴。14南昌航空大学南昌航空大学主运动传动链主运动传动链传动路线传动路线（2 2）主轴的转速及转速级数）主轴的转速及转速级数 1 1）主轴转速）主轴转速 运动平衡式为：运动平衡式为：n主主n电电d/D（1-)u1212u2323u3636 主轴最高转速为：主轴最高转速为：n主主1450130/230（1-0.02)56/3839/4163/501400 r/min 主轴最低转速为：主轴最低转速为：n主主1450130/230（1-0.02)51/4322/5820/80 20/80 26/58 10 r/min 2 2）主轴转速级数）主轴转速级数 正转时正转时 23(1+4)=30 级级 反转时反转时 13(1+4)=15 级级13015南昌航空大学南昌航空大学2.进给运动传动链进给运动传动链(1)车削螺纹车削螺纹 主轴转主轴转1 r刀具移动刀具移动S mm 运动平衡式运动平衡式 1主轴主轴uS丝丝S1）车削普通螺纹）车削普通螺纹 螺距值特点：按分段等差数列的规律排列的，螺距值特点：按分段等差数列的规律排列的，行与行之间成倍数关系。行与行之间成倍数关系。16南昌航空大学南昌航空大学i基基1=26/28=6.5/7 i基基2=28/28=7/7 i基基3=32/28=8/7 i基基4=36/28=9/7i基基5=19/14=9.5/7 i基基6=20/14=10/7 i基基7=33/21=11/7 i基基8=36/21=12/7 i倍倍1=（18/45）x（15/48）=1/8 i倍倍2=（28/35）x（15/48）=1/4 i倍倍3=（18/45）x（35/28）=1/2 i倍倍4=（28/35）x（35/28）=11）车削普通螺纹车削普通螺纹 运动平衡式：运动平衡式：S=158/5833/3363/100100/75 25/36u基基 25/3636/25u倍倍12 =7 7u基基 u倍倍改变改变u基基和和u倍倍值，可得到各种标准米值，可得到各种标准米制螺纹的导程制螺纹的导程.加工最大螺纹的导程为加工最大螺纹的导程为S=12mm 17南昌航空大学南昌航空大学扩大螺距机构扩大螺距机构 u扩扩1=（58/26）x（80/20）x（50/50）x（44/44）x（26/58）=4u扩扩2=（58/26）x（80/20）x（80/20）x（44/44）x（26/58）=16 18南昌航空大学南昌航空大学2）车削模数螺纹）车削模数螺纹（米制蜗杆）（米制蜗杆）模数螺纹的螺距参数为模数模数螺纹的螺距参数为模数m，国家标准规定的，国家标准规定的标准标准m值也是分段等差数列。值也是分段等差数列。模数螺纹的导程为模数螺纹的导程为Sm=Km（K为螺纹的线数）。为螺纹的线数）。运动平衡式：运动平衡式：Sm=158/5833/3364/100100/97 25/36u基基 25/3636/25u倍倍12 =（7/4）u基基 u倍倍 m=7u基基 u倍倍/(4K)19南昌航空大学南昌航空大学5）车削非标准螺距及精密螺纹车削非标准螺距及精密螺纹 离合器离合器M3、M4、M5全部啮合全部啮合,螺纹导程靠调整挂轮传动比螺纹导程靠调整挂轮传动比u挂挂来实现来实现 运动平衡式：运动平衡式：导程：导程：S=K P非非 =158/5833/33u挂挂12 u挂挂=a/b c/d=S/12=K P非非/124）车削径节螺纹车削径节螺纹（英制蜗杆）（英制蜗杆）导程为：导程为：SDP=25.4K/DP mm径节径节DP也是按分段等差数列的规律排列的也是按分段等差数列的规律排列的 64/100100/9736/25=25.4/84SDP=158/5833/3364/100100/97 1/u基基 36/25u倍倍12 =（/7）25.4u倍倍/u基基 mm DP=7 7K K u基基/u倍倍 （牙牙/英寸）英寸）3）车削英制螺纹车削英制螺纹 导程为：导程为：Sa=K Pa=K25.4/aa是每英寸长度上的螺纹牙（扣）数，按分是每英寸长度上的螺纹牙（扣）数，按分段等差数列的规律排列的段等差数列的规律排列的 63/100 100/75 36/2525.4/21 运动平衡式：运动平衡式：Sm=158/5833/3363/100100/75 1/u基基 36/25u倍倍12 =4=4/725.4u倍倍/u基基 a=（7 7K K/4 ）u基基/u倍倍 （扣（扣/英寸）英寸）20南昌航空大学南昌航空大学5）车削非标准螺距及精密螺纹车削非标准螺距及精密螺纹 离合器离合器M3、M4、M5全部啮合全部啮合,螺纹导程靠调整挂轮传动比螺纹导程靠调整挂轮传动比u挂挂来实现来实现 运动平衡式：运动平衡式：导程：导程：S=K P非非 =158/5833/33u挂挂12 u挂挂=a/b c/d=S/12=K P非非/1221南昌航空大学南昌航空大学 1)纵向机动进给量纵向机动进给量 普通螺纹正常螺距路普通螺纹正常螺距路 线，线，32种种纵向进给量纵向进给量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/r英英螺纹常螺距螺纹常螺距8种种较大较大普螺纹普螺纹扩大螺距扩大螺距机构机构 (6高速高速),8 种种细进给量细进给量英英螺螺大距大距16种种大进量大进量2)横向机动进给量横向机动进给量 f横横/f纵纵1/23)刀架的快速移动刀架的快速移动 2600 13/29(2)(2)机动进给传动链机动进给传动链22南昌航空大学南昌航空大学（三）（三）CA6140型车床的主要构造型车床的主要构造1、主轴箱、主轴箱主轴箱主要由主轴箱主要由主轴部件、传动机构、开停与主轴部件、传动机构、开停与制动装置、操纵机构、润滑装置制动装置、操纵机构、润滑装置等组成。等组成。展开图展开图是基本上按主轴箱内各传动轴的传动是基本上按主轴箱内各传动轴的传动顺序，沿其轴心线剖开，并展开在一个平顺序，沿其轴心线剖开，并展开在一个平面上的装配图。展开图面上的装配图。展开图不表示各轴的实际不表示各轴的实际位置。位置。23南昌航空大学南昌航空大学24南昌航空大学南昌航空大学25南昌航空大学南昌航空大学（1 1）卧式车床的主轴u是是空心空心阶梯轴阶梯轴u内内孔孔作作用用：通通过过长长棒棒料料及及气气动动、液液压压等等夹夹紧紧驱驱动动装装置置（装装在在主轴后端）的传动杆；也用于穿入钢棒卸下顶尖主轴后端）的传动杆；也用于穿入钢棒卸下顶尖u前端有精密的前端有精密的莫氏锥孔莫氏锥孔，供安装顶尖或心轴之用。，供安装顶尖或心轴之用。u前端结构有多种形式：安装卡盘、拨盘或其它夹具前端结构有多种形式：安装卡盘、拨盘或其它夹具26南昌航空大学南昌航空大学（2）主轴前端的结构形式）主轴前端的结构形式u主轴前端采用主轴前端采用短锥法兰式短锥法兰式结构。结构。u作用：安装卡盘和拨盘。作用：安装卡盘和拨盘。u特点：定心精度高，特点：定心精度高，联接刚度好，联接刚度好，卡盘悬伸长度短，卡盘悬伸长度短，装卸卡盘比较方便。装卸卡盘比较方便。27南昌航空大学南昌航空大学将皮带的张力将皮带的张力经法兰传至主经法兰传至主轴箱体上，轴轴箱体上，轴不受径向力，不受径向力，弯曲变形减少，弯曲变形减少，提高传动的平提高传动的平稳性。稳性。（3）卸荷机构）卸荷机构28南昌航空大学南昌航空大学（4）双向多片摩擦离合器）双向多片摩擦离合器 主轴的正反向主轴的正反向由装在由装在轴上的多片式轴上的多片式摩擦离合器实现。摩擦离合器实现。使主轴使主轴开停、换向开停、换向，并起，并起过载保护过载保护作作用。用。29南昌航空大学南昌航空大学30南昌航空大学南昌航空大学2、溜板箱、溜板箱 （1）超越离合器）超越离合器 CA6140的超越离合器的作用是的超越离合器的作用是避免光杠和避免光杠和快速电动机同时传动轴快速电动机同时传动轴X X。它安装在蜗。它安装在蜗杆轴杆轴X X的左端与齿轮之间。的左端与齿轮之间。31南昌航空大学南昌航空大学超越离合器超越离合器工作原理图工作原理图 32南昌航空大学南昌航空大学（2）安全离合器）安全离合器 安全离合器的作用是安全离合器的作用是提供过载保护提供过载保护，即当机床过载，即当机床过载或出现故障时能自动断开运动而保护机床不受损坏。或出现故障时能自动断开运动而保护机床不受损坏。33南昌航空大学南昌航空大学34南昌航空大学南昌航空大学三、其它车床三、其它车床（一）落地车床（一）落地车床用途：加工直径用途：加工直径短而大的工件。短而大的工件。35南昌航空大学南昌航空大学（二）立式车床二）立式车床 适于加工高度小于直径的大型盘套类零件适于加工高度小于直径的大型盘套类零件36南昌航空大学南昌航空大学（三）转塔车床（三）转塔车床（六角车床）（六角车床）适用范围：适用范围：成批加工形状成批加工形状复杂的盘套类零件复杂的盘套类零件结构特点：结构特点：没有丝杠和尾座，而在床尾装有一个可纵向移动没有丝杠和尾座，而在床尾装有一个可纵向移动 的转塔刀架，其上可装多把刀，工作中周期性转的转塔刀架，其上可装多把刀，工作中周期性转 位，顺序地对工件进行加工。刀具行程由挡块控位，顺序地对工件进行加工。刀具行程由挡块控 制，易保证精度，提高生产率。制，易保证精度，提高生产率。37南昌航空大学南昌航空大学1.挡块限送料长度；挡块限送料长度；2.双刀同时车外圆；双刀同时车外圆；3.车外圆及倒角；车外圆及倒角；4.4.打中心孔；打中心孔；5.5.钻孔；钻孔；6.6.套车外螺纹；套车外螺纹；7.7.前刀架刀切槽；前刀架刀切槽；8.8.前刀架刀倒角；前刀架刀倒角；9.9.前刀架刀滚花；前刀架刀滚花；10.10.切断刀切下工件切断刀切下工件38南昌航空大学南昌航空大学（四）（四）CM1107型精密单轴纵切自动车床型精密单轴纵切自动车床 1.1.机床的用途机床的用途 形状较复杂，精度要求高，一次成形的小型轴类零件。形状较复杂，精度要求高，一次成形的小型轴类零件。用于成批大量生产的钟表、仪器仪表行业。毛坯为棒料用于成批大量生产的钟表、仪器仪表行业。毛坯为棒料2.2.机床的工作原理机床的工作原理 送料、夹紧、放松、纵向和横向进给皆由送料、夹紧、放松、纵向和横向进给皆由分配轴分配轴上的鼓轮上的鼓轮 或凸轮分别进行控制。分配轴转一转，完成一个工作循环。或凸轮分别进行控制。分配轴转一转，完成一个工作循环。39
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