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北京信息科技大学第五章车床 车床北京信息科技大学第五章车床o第一节第一节 CA6140 CA6140型卧式车床及其传动系统型卧式车床及其传动系统 o第二节第二节 CA6140 CA6140型卧式车床主要结构型卧式车床主要结构 o第三节第三节 车床刀具车床刀具 目录北京信息科技大学第五章车床 刀具刀具:车刀、孔加工刀具 加工加工对象对象:主要用于加工零件的各种回转表面 内外圆柱面、圆锥面及成型回转表面;回转体的端面;加工螺纹面;主主运动运动:工件的旋转运动 进进给运动给运动:刀具的直线移动来完成工件加工 CA6140卧式车床是最典型的普通车床一一 车床的用途车床的用途北京信息科技大学第五章车床二、车床的运动二、车床的运动(一)表面成形运动 工件的旋转运动 刀具的直线运动(二)辅助运动 切入运动 分度运动 操纵和控制运动 调位运动 各种空行程运动 北京信息科技大学第五章车床三、车床的分类三、车床的分类卧式车床及落地车床立式车床转塔车床仪表车床单轴自动和半自动车床多轴自动和半自动车床 仿形车床及多刀车床专门化车床专用车床北京信息科技大学第五章车床第一节 CA6140型卧式车床及传动系统北京信息科技大学第五章车床一、机床工艺范围一、机床工艺范围北京信息科技大学第五章车床o普通精度级。o机床能达到的加工精度;精车外圆为0.01mm,精车外圆的圆柱度为0.01mm/100mm,精车螺纹的 螺距精度为0.06mm/300mm,精车的表面粗糙度为1.252.5u。o通用性较大,但结构较复杂且自动化程度低,加工过程中的辅助时间较多。o适用于单件、小批生产及修理车间等。一、机床工艺范围一、机床工艺范围北京信息科技大学第五章车床二、机床的布局与组成二、机床的布局与组成o卧式布局,主轴水平安装,刀具在水平面内做纵、横向进给运动卧式车床的基本结构及运动1主轴箱 2夹盘 3刀架 4后顶尖 5尾座 6床身7光杠 8丝杠 9溜板箱 10底座 11进给箱XZn北京信息科技大学第五章车床1 1、主、主轴箱轴箱:又称床头箱,固定在床身的左边,内部装有主轴和变速传动机构。工件通过卡盘装夹在主轴前端。主轴箱的功用是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴,使主轴带动工件按需要的转速旋转,以实现主运动。2、进进给箱给箱:又称走刀箱,固定在床身的左端前侧。箱内装有进给运动的变换机构,其功用是改变机动进给量或加工螺纹的导程。3 3、溜、溜板箱板箱:位于床身前面,固定在刀架部件2的最下层纵向溜板下面,可与刀架一起作纵向运动。溜板箱的功用是把进给箱通过光杠(或丝杠)传来的运动传递给刀架,使刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或车螺纹。二、机床的布局与组成二、机床的布局与组成北京信息科技大学第五章车床4 4、刀、刀架架:由纵溜板、横溜板、上溜板和方刀架组成。它可沿床身上的导轨作纵向移动。它的功用是装夹车刀,实现纵向、横向或斜向进给运动。5 5、尾、尾座座:安装在床身右边的导轨上,可沿导轨纵向调整其位置。它的功用是用顶尖支承长工件,也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。6 6、床身、床身:安装在左床腿和右床腿上。在床身上安装着机床的各个主要部件,其功用是支承各主要部件,并使它们在工作时保持准确的相对位置。二、机床的布局与组成二、机床的布局与组成北京信息科技大学第五章车床床身最大回转直径:400mm刀架上最大回转直径:210mm最大工件长度:750、1000、1500、2000mm主轴转速:正转24级 反转12级进给量:纵向64种 横向64种车削螺纹范围:米制44种,英制20种主电机功率:7.5kw三、机床的主要技术性能三、机床的主要技术性能北京信息科技大学第五章车床四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床(一)主(一)主运动传动链运动传动链 主运动传动链的两末端件是主电动机与主轴。功用是把动力源的运动及动力传给主轴,使主轴带动工件按规定转速旋转,实现主运动。四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床1 1、传动、传动路线路线 o运动由电动机(7.5k,1450r/min)经带轮传动副130mm/230mm传至主轴箱中的轴I。o在轴I的双向片式摩擦离合器,使主轴正转、反转或停止。o当压紧离合器M1左部的摩擦片时,轴I的运动经齿轮副56/38或51/43传给轴II,使轴II获得两种转速。压紧M1右部摩擦片时,经齿轮50(齿数)、轴VII上的空套齿轮34传给轴II上的固定齿轮30。这时轴I至轴II间多一个中间齿轮34,故轴II的转向与经左部传动时相反,反转转速只有一种。o当离合器处于中间位置时,左、右摩擦片都没有被压紧,轴I的运动不能传至轴II,主轴停转。四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床运动经v带轮传动副传至轴I,压紧轴I上的多片摩擦离合器M1左部经齿轮副运动传至轴II北京信息科技大学第五章车床高速路线 主轴上的滑移齿轮50向左移,使之与轴III上右端的齿轮63啮合,运动传至主轴得高转速。(6级高转速)运动由轴III传往主轴有两条路线四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床主轴箱传动系统图四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床低速传动路线 主轴上的滑移齿轮50向右移,使之与齿式离合器M2啮合,轴III的运动经齿轮副20/80传50/50至轴IV,又经齿轮副20/80或51/50传至轴V,再经齿轮副26/58和齿式离合器M2传至主轴获得低转速24级理论上低转速四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床传动路线表达式四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床(二)主轴转速级数和转速 主轴正转时,2*3=6种高转速,2*3*2*2=24种低转速。轴III至轴V间的两个双联滑移齿轮变速组得到的四种传动比中,有两种重复。四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床主轴转速级数o分析方法:抓两端,连中间 正转时 23(1+3)=6+18=24 级 反转时 13(1+3)=3+9=12 级四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统(二)主轴转速级数和转速 北京信息科技大学第五章车床 主轴转速运动平衡式为:n主n电d/D(1-)u12u23u36 主轴最高转速为:n主1450130/230(1-0.02)56/3839/4163/50 1400 r/min 主轴最低转速为:n主1450130/230(1-0.02)51/43 22/5820/8020/80 26/5810 r/min四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统(二)主轴转速级数和转速 北京信息科技大学第五章车床(二二)进给运动传动链进给运动传动链o主轴-刀架,实现刀架的进给、变速与换向。四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床1 1、车削螺纹传动链、车削螺纹传动链 米制螺纹、英制、模数制、径节制以及非标准螺纹。车螺纹时,两末端件的运动关系为:主轴转一转,刀架纵向移动一个导程S。其运动平衡式为:(二二)进给运动传动链进给运动传动链四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床(1)、米制螺纹的导程(GB)-1-1.25-1.51.7522.252.5-33.544.555.56789101112每一行的导程组成等差数列,行与行之间,即列成等比数列,在车削米制螺纹的传动链中设置的换置器官应能将标准螺纹加工出来,满足传动链尽量简便。首件为带动工件转动的主轴,末件为带动刀具移动的刀架(二二)进给运动传动链进给运动传动链四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床车米制螺纹:M3和M4脱开,M5结合。北京信息科技大学第五章车床车米制螺纹的传动路线四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床车米制螺纹的运动平衡式(右旋)扩大导程传动路线 四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床(2)英制螺纹o英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数 (扣/in)表示o英制螺纹的导程英寸oCA6140型车床的丝杠是米制螺纹,被加工的英制螺纹换算成以毫米为单位的相应导程值,mm四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床车英制螺纹的传动路线 将基本组两轴(轴和)的主、被动关系对调,使轴变为主动轴,轴变为被动轴,就可使分母为等差级数。在传动链中得到特殊因子25.4,将送给箱中的离合器M3(轴XIV右端齿轮25向左与轴XIV上的齿轮36啮合,向右则与轴XV左端内齿轮形成离合器)和M5接合,M4脱开,轴XVI左端的滑移齿轮25移至左面位置,与固定在轴XIV上的齿轮36相啮合。运动由轴XIII经先传到轴XV,然后传至轴XIV,再经齿轮副传给轴XVI。其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。(2)英制螺纹四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床车英制螺纹离合器M3和M5接合,M4脱开北京信息科技大学第五章车床车英制螺纹的运动平衡式其中,(传动比相对误差为0.00006),并将代入,整理得(2)英制螺纹四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床作业作业o准备讲述模数螺纹和径节螺纹(0502班)o非标准螺纹和精密螺纹(0503班)o要求准备PPT,讲述该螺纹的特点、传动路线、运动平衡式,加上图。10分钟左右。全体准备、抽签决定4人讲。北京信息科技大学第五章车床(二)纵向和横向机动送给传动链(二)纵向和横向机动送给传动链 纵向进送给一般用于车削圆柱面,而横向进给用于车削端面四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床机动进给量运动平衡式f纵=158/5833/3363/100100/7525/36 u基25/36 36/25 u倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4828/80 2.5 12=0.71 u基u倍 mm/rf横=158/5833/3363/100100/7525/36 u基25/36 36/25 u倍28/56 36/32 32/564/2940/3030/4859/185mm/r f横/f纵1/2四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床o刀架可以实现纵向和横向的机动快速移动。快速移动是由装在溜板箱内的快速电机(0.25k,2800r/min)驱动的。o接通快速电机后,运动经齿轮副18/24使轴XXII高速转动,再经蜗杆副4/29、溜板箱内的纵、横向转换机构,使刀架实现纵向或横向的快速移动。刀架快速移动时,可不必脱开机动进给传动链。在齿轮56与轴XXII之间装有超越离合器,可保证光杠和快速电机同时传给轴XXII运动而不相互干涉。o 2600 13/29 刀架的快速移动四、四、CA6140CA6140型卧式车床传动系统型卧式车床传动系统北京信息科技大学第五章车床第二节 CA6140型卧式车床结构介绍北京信息科技大学第五章车床 主轴部件 主运动传动链及传动链中的变速、换向、制动机构操纵装置 进给传动链中左右螺纹换向的三星轮换向机构 润滑容封装置等。一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床 主轴箱的展开图:是按照传动路线中各传动轴的先后传动顺序,沿轴IVIIIIII(V)VIXIX的轴线剖切,展开在一个平面上而得到的。展开图是把立体展开在一个平面上,因而其中有些轴之间的距离拉开,使原来相互啮合的齿轮副分开了,如轴IV和轴III、轴V之间,展开图不表示各轴的实际空间位置。展开图上的轴向尺寸和各轴上所有的零件是按尺寸比例绘出的,图中表示了主轴箱内全部传动件、支承件及有关结构。为了表示出各轴的空间相互位置和各变速操纵机构的实际情况,还需要有主轴箱的向视图和横剖面图。一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床1-花键套 2-带轮 3-法兰 4-箱体 5-定位钢球 6-左空套齿轮 7-摩擦片 8-压块 9-调整螺母 10-右空套齿轮 11-滑套12-元宝13-制动轮 14-制动杠杆 15-齿条 16-推拉杆 17-拨叉 18-扇形齿轮 19-端面键北京信息科技大学第五章车床CA6140型卧式车床主轴箱侧面图一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床车床主轴箱端面图北京信息科技大学第五章车床(一)卸荷式皮带轮(一)卸荷式皮带轮o电动机经型带将运动传至轴I左端的带轮2上(图5-5)o带轮2与花键套1用螺钉连接成一体,支承在支承套3内孔中的两个深沟球轴承上。支承套3固定在主轴箱体4上。o作用在带轮2上的皮带拉力,通过花键套1、滚动轴承和支承套3,最后传给主轴箱体。而扭矩则由带轮经过花键套1传给轴I。这样,轴I只传递扭矩而避免了由皮带拉力产生的弯曲变形。这种皮带轮起到了卸荷的作用。一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床(二)双向多片摩擦离合器、制动器及其操纵机构(二)双向多片摩擦离合器、制动器及其操纵机构 主要作用是实现主传动的换向,双向摩擦离合器就是传动系统图中的M1。摩擦离合器由内摩擦片3、外摩擦片2、止推片10及11、压块8和9螺母、销子5、推拉杆7等组成,离合器左右两部分的结构是相同的。左离合器通过Z56和Z51最终传动主轴正转,用于切削加工,需传递的转矩较大,所以片数较多,右离合器由Z50传动主轴反转,主要用于退回,片数较少。一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床双向摩擦离合器结构图双向摩擦离合器结构图一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床1-齿轮 2-外摩擦片 3-内摩擦片 4-弹簧销 5-销子 6-元宝 7-推拉杆8-压块 9-螺母10-止推片 11-止推片 北京信息科技大学第五章车床2-外摩擦片 3-内摩擦片 5-销子12-滑套 13-螺钉14-杠杆15-制动带 16-制 动 盘 17-齿扇18-手柄19-支撑轴 20-杆21-曲柄 22-齿条23-拨叉北京信息科技大学第五章车床双向多片摩擦离合器一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床(三)主轴部件(三)主轴部件 主轴部件由主轴、主轴轴承、主轴上的传动齿轮以及紧固件组成。机床工作时是由主轴直接带动工件旋转进行切削加工,主轴是机床上的一个关键部件。一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床o主轴主轴oCA6140型车床主轴是一个空心阶梯轴(见图5-5)。o主轴内孔用于通过长的棒料或穿入钢棒打出顶尖,或通过气动、液压或电气夹紧装置的管道。导线。o主轴前端的莫氏6号锥孔用于安装顶尖或心轴,利用锥孔配合的摩擦力直接带动顶尖或心轴转动。主o轴前端部采用短锥法兰式定位结构,用于安装卡盘或拨盘。(三)主轴部件(三)主轴部件 一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床主轴端部结构及卡盘的联接 CA6140型卧式车床主轴的前端内孔为莫氏6号锥度,用于安装前顶尖或者用来安装心轴。主轴前端的短外锥和法兰盘用于安装卡盘或者拨盘作为径向定心和轴向定位。法兰盘的端面上装有圆形端面键用于传递扭矩。(三)主轴部件(三)主轴部件 一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床o主轴上装有三个齿轮,从右至左为空套在主轴上的斜齿齿轮、与主轴花键连接的滑移齿和固定在主轴上的进给传动齿轮。o用斜齿齿轮传动时,主轴运转较平稳;且齿轮是左旋的,其传动时产生的作用于主轴的轴向力方向向前,与纵向切削力方向相反。可抵消一部分支承所受轴向力。o中间的滑移齿轮,在左边位置时,为高速传动;在右边时,作为内齿离合器与斜齿齿轮接合,为低速传动;在中间位置时,主轴空档,可较轻快地用手转动主轴,以便进行调整工作。(三)主轴部件(三)主轴部件 一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床o主轴支承主轴支承o CA6140型车床的主轴组件,近年来采用二支承结构及后端轴向定位。o主轴组件完全可以满足刚度与精度方面的要求(三)主轴部件(三)主轴部件 一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床(四四)变速操纵机构变速操纵机构 、轴变速操纵机构 轴上的双联齿轮(Z38和Z43)及三轴上的三联滑移齿轮(Z41、Z58、Z50)用一个手柄操纵,双联齿轮的左、右分别对应三联齿轮的左、中、右,其操纵手柄转一周有6个均布的工作位置对应齿轮的6组啮合位置,其结构工作原理见图5-12 一、主轴箱一、主轴箱北京信息科技大学第五章车床1-拨叉 2-曲柄 3-凸轮 4-轴 5-杠杆 6-拨叉图5-12 变速操纵机构北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床二、进给箱二、进给箱 进给箱内有三套操纵机构:一套操纵机构用于操纵基本组XV轴上的4个滑移齿轮。增倍组操纵机构 螺纹种类变换及光杠丝杠运动分配操纵机构。北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床三、溜板箱三、溜板箱o开合螺母机构o纵向和横向机动进给传动及操纵机构o螺纹进给与机动进给间的互锁机构o超越离合器和安全离合器等安全保险机构等。o车螺纹时,进给箱将运动传给丝杠。合上开合螺母,就可带动溜板箱和刀架纵向移动北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床超越离合器北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床图5-13 溜板箱开合螺母的结构 北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床(二)纵、横向机动进给及快速移动操纵机构(二)纵、横向机动进给及快速移动操纵机构 o纵、横向机动进给及快速移动是由一个四向操纵手柄1集中操纵的 三、溜板箱三、溜板箱北京信息科技大学第五章车床1-手柄 2-十字花槽 3-杆 4-轴 5-销子 6-弹簧销 7-杠杆8-连杆 9-凸轮 10-拨叉 11-拨叉 12-杠杆 13-圆柱凸轮14-轴图5-14 溜板箱操纵机构北京信息科技大学第五章车床四、车床四、车床刀架刀架1-纵滑板 2-横滑板 3-转盘 4-小滑板 5-方刀架 6-手柄图5-15 车床刀架46北京信息科技大学第五章车床车床刀架北京信息科技大学第五章车床四、车床刀架四、车床刀架1.纵滑板 它与溜板箱联接,可沿床身作纵向移动,如图的1,它上面装有横向滑板2。2.横滑板 见图中的2,由一对燕尾导轨副组成,其中静导轨联结在纵滑板上,动导轨作横向移动。3.转盘 见图中的3,它的底座用螺钉与横滑板台面,联接松开螺钉便可在水平面内调整角度。4.小滑板 见图中的4,它可利用其燕尾导轨副相对转盘作短距离移动。将转盘偏转若干度后,小滑板则作斜向进给,以车削短圆锥面。5.方刀架 图中的5,它固定在小滑板上,可装四把刀,松开手柄6,转动方刀架,可把所需要的车刀转到工作位置。加工时,必须把手柄扳紧,这样就可用四把刀以次对工件加工,提高加工效率及精度。北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床北京信息科技大学第五章车床第三节第三节 其它通用车床其它通用车床北京信息科技大学第五章车床一、一、CG6125BCG6125B型高精度车床型高精度车床 o CG6125B型高精度车床是精加工机床o该机床广泛用于加工仪表、仪器及精密机械制造中的高精度、低粗糙度零件。o车削较难加工的有色金属零件可达到:圆度 0.001mm;螺纹精度7级;粗糙度0.025 m。(一)机床的传统系统北京信息科技大学第五章车床二、立式二、立式车床车床 o立式车床的主轴垂直安装。与主轴相联的用于安装工件的圆形部件称作工作台,工作台面处于水平平面内,使得工件的装夹和找正比较方便;o工件和工作台的重量可均匀地作用在工作台导轨或推力轴承上,没有颠复力矩,能长期地保持机床工作精度。o立式车床适用于加工重量较大的大工件。北京信息科技大学第五章车床单柱式立式车床外观图 二、立式二、立式车床车床 北京信息科技大学第五章车床二、立式车床二、立式车床单柱式立式车床外观图 北京信息科技大学第五章车床1-底座 2-工作台 3-立柱 4-垂直刀架 5-横梁;6-垂直刀架进给箱 7-侧刀架 8-侧刀架进给箱 9-顶梁二、立式车床二、立式车床北京信息科技大学第五章车床第四节第四节 车床刀具车床刀具北京信息科技大学第五章车床 车刀是金属切削加工中应用最广泛的刀具,它可以用来加工外圆、内孔、端面、螺纹,也可用于切槽和切断等,因此车刀在形状、结构尺寸等方面也就各不相同,类型很多。一一.车刀的种类和用途车刀的种类和用途北京信息科技大学第五章车床车刀的种类 外圆车刀、端面车刀、切断刀及螺纹车刀、成型车刀等 按切削材料的不同,则可分为高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀、金刚石车刀等。按结构形式不同可以分为整体式、焊接式、机夹重磨式和机夹可转位式车刀。一一.车刀的种类和用途车刀的种类和用途北京信息科技大学第五章车床 常见车刀的结构示意图a)整体式车刀 b)焊接式车刀 c)机械可转位式车刀 车刀的种类一一.车刀的种类和用途车刀的种类和用途北京信息科技大学第五章车床车刀的种类一一.车刀的种类和用途车刀的种类和用途北京信息科技大学第五章车床螺纹切削螺纹切削车刀的种类一一.车刀的种类和用途车刀的种类和用途北京信息科技大学第五章车床车刀的种类一一.车刀的种类和用途车刀的种类和用途北京信息科技大学第五章车床车刀的种类一一.车刀的种类和用途车刀的种类和用途北京信息科技大学第五章车床 成型车刀示意图 a)平体成型车刀 b)棱体程行车刀 c)圆体成型车刀车刀的种类一一.车刀的种类和用途车刀的种类和用途
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