资源描述
第三章 车床1.CA61401.CA6140车床的传动系统分析车床的传动系统分析 主传动系统主传动系统 螺纹进给传动螺纹进给传动 纵、横向进给传动纵、横向进给传动2.CA61402.CA6140车床的主要结构车床的主要结构 主轴箱主轴箱 进给箱进给箱 溜板箱溜板箱本章重点本章重点本章难点本章难点1.1.传动系统的分析方法；传动系统的分析方法；2.2.掌握机床典型结构的分析方法；掌握机床典型结构的分析方法；3.3.对其它机床能做到举一反三。对其它机床能做到举一反三。2024/7/282024/7/282 2第一节第一节 概述概述车床是制造业中使用最广泛的一类机床。以主轴带动车床是制造业中使用最广泛的一类机床。以主轴带动工件旋转作为主运动，刀架带动刀具移动作为进给运工件旋转作为主运动，刀架带动刀具移动作为进给运动来完成工件和刀具之间的相对运动的一类机床。动来完成工件和刀具之间的相对运动的一类机床。主要用来加工各种回转表面，如内外圆柱面、圆锥表主要用来加工各种回转表面，如内外圆柱面、圆锥表面，成形回转表面和回转体的端面等，有些车床还能面，成形回转表面和回转体的端面等，有些车床还能加工螺纹。加工螺纹。在车床上使用的刀具主要是车刀，有些车床还可采用在车床上使用的刀具主要是车刀，有些车床还可采用各种孔加工刀具，如钻头、镗刀、铰刀、丝锥、板牙各种孔加工刀具，如钻头、镗刀、铰刀、丝锥、板牙等。等。一、车床的用途和运动一、车床的用途和运动2024/7/282024/7/283 3 为了加工出所要求的工件表面，必须使刀为了加工出所要求的工件表面，必须使刀具和工件实现一系列相对运动：具和工件实现一系列相对运动：1.1.表面成形运动表面成形运动 工件的旋转运动工件的旋转运动主运动；主运动；刀具的直线移动刀具的直线移动进给运动。其形式有：进给运动。其形式有：纵向进给运动、横向进给运动、斜向进给运动纵向进给运动、横向进给运动、斜向进给运动及曲线运动。及曲线运动。2.2.辅助运动辅助运动为成形运动创造条件为成形运动创造条件 1 1）切入运动；）切入运动；2 2）快速引进和退回运动）快速引进和退回运动 3 3）机床的启动、停止、变向、机动快移以）机床的启动、停止、变向、机动快移以及部件和工件的夹紧、松开等操纵控制运动。及部件和工件的夹紧、松开等操纵控制运动。2024/7/282024/7/284 4二、车床的分类二、车床的分类 卧式车床和落地车床 立式车床 转塔车床种类：单轴和多轴自动和半自动车床 仿形车床和多刀车床 数控车床和车削中心 各种专门化车床（曲轴、凸轮轴、铲齿车床、车轮车床等）2024/7/282024/7/285 5立式车床立式车床单柱式和双柱式 一般用于加工直径大，长度短且质量较大的工件。立式车床的工作台的台面是水平面，主轴的轴心线垂直于台面，工件的矫正，装夹比较方便，工件和工作台的重量均匀地作用在工作台下面的圆导轨上。立式车床立式车床转塔车床转塔车床其他车床卧式及落地车床卧式及落地车床仪表车床仪表车床单轴全自单轴全自动车床动车床第二节 卧式车床的工艺范围和布局一、工艺范围一、工艺范围 图图3-1 卧式车床所能加工的典型表面卧式车床所能加工的典型表面各种轴类、套类和盘类零件上的回转表面各种轴类、套类和盘类零件上的回转表面2024/7/282024/7/281515运动：工件旋转运动主运动 刀具直线移动进给运动工艺范围工艺范围 ：车削内、外圆柱面、圆锥面、回转体成形面、环车削内、外圆柱面、圆锥面、回转体成形面、环形槽、端面、螺纹、钻孔、扩孔、铰孔；攻螺纹、滚花形槽、端面、螺纹、钻孔、扩孔、铰孔；攻螺纹、滚花卧式车床卧式车床 原理图原理图 进给运动类型进给运动类型：纵向运动 横向运动 斜向运动 曲线运动2024/7/282024/7/281616卧式车床特点：卧式车床特点：1 1）通用性较大；）通用性较大；2 2）结构复杂但自动化程度低；）结构复杂但自动化程度低；3 3）加工复杂工件时，换刀麻烦；）加工复杂工件时，换刀麻烦；4 4）辅助时间长，生产率低；）辅助时间长，生产率低；5 5）适用于单件小批生产及修理）适用于单件小批生产及修理车间。车间。2024/7/282024/7/281717二、布局及组成进给箱主轴箱刀架溜板箱床身尾座光杠丝杠2024/7/282024/7/281818 1.主轴箱 由箱体、主轴、传动轴、轴上传动件、变速操纵机构、润滑密封件等组成。主轴通过前端的卡盘或者花盘带动工件完成旋转作主运动，也可以装前顶尖通过拨盘带动工件旋转。2.刀架及滑板 四方刀架2装在小滑板上，而小滑板装在中滑板上，中滑板又装在纵滑板上，纵滑板可沿床身导轨纵向移动，从而带动刀具纵向移动，用来车外圆镗内孔等，而中滑板相对于纵滑板作横向移动用来带动刀具加工端面，切断、切槽等；最后小滑板可相对中滑板改变角度后带动刀具斜进给，用来车削内外短锥面。各主要组成部件功用2024/7/282024/7/2820203.尾座3 尾座3可沿其导轨纵向调整位置，其上可装顶尖支承长工件的后端以加工长圆柱体，也可以安装孔加工刀具加工孔。尾座可横向做少量的调整，用于加工小锥度的外锥面。4.进给箱8 进给箱内装有进给运动的传动及操纵装置，改变进给量的大小、所加工螺纹的种类及导程。5.床身4及床腿5、7 床身是机床的支承件，左床腿和右床腿支承在地基上。床身上安装着机床的各部件，并保证它们之间具有要求的相互准确位置。床身上面有纵向进给运动导轨和尾座纵向调整移动的导轨。6.溜板箱6 溜板箱与纵向滑板（床鞍）相连，溜板箱内装有纵、横向机动进给的传动换向机构和快速进给机构等。2024/7/282024/7/282121三、卧式车床的主要参数床身上最大工件回转直径 400mm刀架上最大工件回转直径 210mm主轴内孔直径 48mm最大工件长度 750、1000、1500、2000最大加工长度 650、900、1400、1900主轴转速范围正转 101400r/min 24级 反转 14.51580 r/min 12级2024/7/282024/7/282222进给量范围 纵向 0.0286.33mm/r 共64级 横向 0.0143.16mm/r 共64级螺纹加工范围米制螺纹 p=1192mm 44种 英制螺纹 a=224扣/in 20种 模数制螺纹 m=0.2548mm 39种 径节制螺纹 Dp=196牙/in 37种主电动机：7.5kw 1450r/min机床外表尺寸：（长宽高）对于1500mm的机床为：3168mm1000mm1267mm2024/7/282024/7/2823232024/7/282024/7/282424第三节 CA6140型车床的传动系统卧式车床传动原理图2024/7/282024/7/282525卧式车床传动框图卧式车床传动框图 电动机经主换向机构、主变速机构拖动主轴。主换向机构主要用于切削螺纹：一刀切削结束，换向机构使主轴连同刀架一起换向，回到切削起点处，再切削第二刀。这一段相当于传动原理图的l-2段。主变速机构用于变速，相当于iv。主变速机构至主轴为定比传动，相当于3-4段。进给链（切螺纹时为螺纹链）从主轴开始，经进给换向机构、挂轮和进给箱内的进给变换机构、转换机构光杠（普通车削）、溜板箱内的转换机构传至刀架；或经丝杠（车螺纹）和溜板箱内的螺母传至刀架。2024/7/282024/7/282727 进进给给换换向向机机构构主主要要用用来来决决定定车车削削右右旋旋或或左左旋旋螺螺纹纹。这这一一段段相相当当于于4545段段。挂挂轮轮和和进进给给变变换换机机构构用用以以变变换换被被切切螺螺纹纹的的导导程程或或进进给给量量，相相当当于于i if f。卧卧式式车车床床既既能能切切螺螺纹纹，又又能能进进行行普普通通车车削削，所所以以进进给给箱箱内内设设置置转转换换机机构构以以决决定定将将运运动动传传至至丝丝杠杠或或光光杠杠。如如果果传传给给丝丝杠杠，则则从从主主轴轴到到刀刀架架间间的的传传动动链链是是内内联联系系传传动动链链螺螺纹纹链链；如如果果传传给给光光杠杠，则则是是外外联联系系传传动动链链进进给给链链。从从进进给给变变速速机机构构至至刀刀架，相当于架，相当于6767段。段。2024/7/282024/7/282828 溜溜板板箱箱中中的的转转换换机机构构改改变变进进给给的的方方向向：纵纵向向或或横横向向，正正向向或或反反向向。如如果果用用快快速速电电动动机机经经溜溜板板箱的转换机构驱动刀架，则可实现刀架的快移。箱的转换机构驱动刀架，则可实现刀架的快移。机机床床的的传传动动系系统统图图画画在在一一个个能能反反映映机机床床基基本本外外形形和和各各主主要要部部件件相相互互位位置置的的平平面面上上，并并尽尽可可能能绘绘制制在在机机床床外外形形的的轮轮廓廓线线内内。各各传传动动元元件件应应尽尽可可能能按按运运动动传传递递的的顺顺序序安安排排。该该图图只只表表示示传传动动关关系系，不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。一、主运动传动链一、主运动传动链传动系统图传动系统图1.简单的规定符号简单的规定符号(GB4460-84)2.尽可能按运动传递的顺序安排尽可能按运动传递的顺序安排3.只表示传动关系只表示传动关系,不代表实际尺寸和位置不代表实际尺寸和位置2024/7/282024/7/2830302024/7/282024/7/283232主运动传动链：动力源（主电动机）执行件（主轴）主要功用：把动力源的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转，实现主运动。2024/7/282024/7/2833332024/7/282024/7/2834342024/7/282024/7/2835352024/7/282024/7/2836361.主运动传动链2024/7/282024/7/2837372主轴的转速级数与转速计算-轴之间的传动比 2024/7/282024/7/283838n主=1450130/230u1-2 u2-3 u3-6 计算主轴正转时的最高转速n，在计算时应选到轴的最大传动比的。和 的选择也用样是用最大的传动比。同样可方便的算出主轴正转时的最低转速：2024/7/282024/7/283939主轴正转时的主轴正转时的2424级转速为级转速为10-1400r/min10-1400r/min；反转；反转时的时的1212级转速为级转速为14-1580r/min14-1580r/min，主轴反转通常，主轴反转通常不是用于切削，而是用于车削螺纹时，切削完不是用于切削，而是用于车削螺纹时，切削完一刀后使车刀沿螺旋线退回，所以转速较高以一刀后使车刀沿螺旋线退回，所以转速较高以节约辅助时间。节约辅助时间。数控车床中，主轴所需的运动转速完全由可以数控车床中，主轴所需的运动转速完全由可以无级变速的主轴伺服电机或电主轴来实现，不无级变速的主轴伺服电机或电主轴来实现，不需分级变速机构；也有将主轴伺服电机和一个需分级变速机构；也有将主轴伺服电机和一个简单的简单的2-42-4级机械分级变速机构串联使用，以级机械分级变速机构串联使用，以扩大转速范围。扩大转速范围。2024/7/282024/7/284040二、进给运动传动链 进给传动链是实现刀具纵向或横向移动的传动链。卧进给传动链是实现刀具纵向或横向移动的传动链。卧式车床在切削螺纹时，进给传动链是式车床在切削螺纹时，进给传动链是内联系传动链内联系传动链。主轴。主轴每转刀架的移动量应等于螺纹的导程。在切削圆柱面和端每转刀架的移动量应等于螺纹的导程。在切削圆柱面和端面时，进给传动链是外联系传动链，进给量也以工件每转面时，进给传动链是外联系传动链，进给量也以工件每转刀架的移动量计。因此在分析传动链时，都把主轴和刀架刀架的移动量计。因此在分析传动链时，都把主轴和刀架当作传动链的两端。当作传动链的两端。2024/7/282024/7/2841411.1.车削螺纹车削螺纹 车螺纹时，要保证主轴每转一转，刀具准确地车螺纹时，要保证主轴每转一转，刀具准确地移动移动 加工螺纹一个导程的距离。加工螺纹一个导程的距离。主轴主轴-刀架刀架 1r S1r S 螺纹进给传动链的运动平衡式如下螺纹进给传动链的运动平衡式如下 1 1（主（主 轴）轴）iSiS丝丝 =S=Sii从主轴到丝杠之间的总传动比从主轴到丝杠之间的总传动比S S丝丝机床丝杠导程机床丝杠导程(mm),S(mm),S丝丝=12mm=12mmS S被加工螺纹的导程被加工螺纹的导程2024/7/282024/7/284242 1 1）车米制螺纹）车米制螺纹 米制螺纹是我国常用的螺纹米制螺纹是我国常用的螺纹 标准螺距值特点标准螺距值特点:分段等差数列分段等差数列传动路线:进给箱中的离合器M3、M4脱开，M5接合（如后图所示）2024/7/282024/7/2843432024/7/282024/7/2844442024/7/282024/7/284646进给运动传动链（进给运动传动链（i ij j）2024/7/282024/7/284747进给运动传动链（进给运动传动链（i ib b）2024/7/282024/7/284848车螺纹进给传动链车螺纹进给传动链2024/7/282024/7/2849492024/7/282024/7/285050基本组传动比 i基1=26/28=6.5/7 i基2=28/28=7/7 i基3=32/28=8/7 i基4=36/28=9/7 i基5=19/14=9.5/7 i基6=20/14=10/7 i基7=33/21=11/7 i基8=36/21=12/7 和若不看若不看 和和 ，其，其余的余的6 6个传动比组成一个传动比组成一个等差数列，这是为加个等差数列，这是为加工表工表3-13-1中每一行成等中每一行成等差导程的螺纹而设置的，差导程的螺纹而设置的，是加工螺纹必不可少的是加工螺纹必不可少的变速机构，通常称为变速机构，通常称为基基本组本组，其传动比用，其传动比用 表示表示表示.2024/7/282024/7/285151增 倍 组 传 动 比i i倍倍4 4 28/3535/28 28/3535/28 1 1 i i倍倍3 3 18/4535/28 18/4535/28 1/21/2i i倍倍2 2 28/3515/48 28/3515/48 1/4 1/4 i i倍倍1 1 18/4515/48 18/4515/48 1/81/8 按倍数关系排列按倍数关系排列 用于扩大机床车削螺纹导程的种数用于扩大机床车削螺纹导程的种数 传动比的数值组成等比数列，公比为传动比的数值组成等比数列，公比为2,2,这是加工表这是加工表3-13-1中的一列等比导程的螺纹而设置的，所以这个变速组中的一列等比导程的螺纹而设置的，所以这个变速组称为称为增倍组增倍组，传动比值用，传动比值用 表示。表示。2024/7/282024/7/285252 CA6140型车床米制螺纹表2024/7/282024/7/285353运动平衡式S=Kp=1(主轴)58/5833/3363/100100/7525/36ij25/3636/25 ib12 S=kp=7ijib=7Sjib/7=Sjib选择ij、ib，就可以得到各种标准米制螺纹的导程S,Sj最大为12，ib最大为1，故能加工的最大螺纹导程为12mm2024/7/282024/7/285454扩大导程路线加工米制螺纹 则主轴VI至IX轴的传动比为 2024/7/282024/7/285555可见加工螺纹时将正常螺距路线改为扩大导程传动路线，则加工出来的螺纹导程将扩大4倍，或者16倍，所以可将加工米制螺纹的运动平衡式写成 Sh=ns=7 若用扩大导程路线加工螺纹时，其扩大路线主轴VI轴至IX轴这一段路线中所经过的V-IV-这段路线是主运动传动路线的一部份。也就是说此时主轴是经过-来传动的，所以说只有当主轴是采用低速链传动时,才可能加工扩大导程螺纹，进一步来说当主轴由低速链传动必须使用下列传动路线时才能加工扩大导程螺纹，当主运动经 时螺纹导程可扩大16倍，当主运动经 时螺纹可扩大4倍，又由于传动比 不能准确等于1，所以主运动若使用 传动的话不能使用扩大路线加工螺纹 2024/7/282024/7/2856562）车模数螺纹 模数螺纹：米制蜗杆上的螺纹基本参数：与蜗杆相啮合的蜗轮 模数m表示螺距：蜗轮中心平面上的齿距长度Tm=m,即蜗杆走一个螺距，蜗轮转一个齿距标准m值：分段等差数列 可加工范围：0.25-48mm导程(或螺距)排列规律:米制螺纹相同,但有因子。2024/7/282024/7/285757Sm=KTm=Km螺距特点:含有特殊因子。必须将挂轮换成64/100100/97，以构造特殊因子。其余部分的传动路线与车削米制螺纹同。2024/7/282024/7/285858模数螺纹运动平衡式Sm=km=1(主轴)58/5833/3364/100100/9725/36ij25/3636/25ib1264/100100/9725/367/48Sm=km=7/4ijib改变ij、ib，就可以得到各种标准模数螺纹。2024/7/282024/7/285959运动平衡式举例:加工m=1.25的模数螺纹ij=10/7=20/14ib=1/2=18/45 35/282024/7/282024/7/2860603）车英制螺纹标准的a 值：分段等差数列单位：扣/英寸英制螺纹的导程的分母：分段等差级数导程换算：数值中含有特殊因子25.41英寸=25.4mm2024/7/282024/7/286161英制螺纹传动路线特点挂轮用63/100100/75。进给箱中离合器M3和M5接合，M4脱开。将基本组两轴(和)的主、被动关系对调，主，被，分母即为等差数列。轴左端的滑移齿轮Z25左移，与固定在轴上的齿轮Z36啮合。2024/7/282024/7/286262英制螺纹传动链 对米制螺纹传动路线作如下调整才能满足加工英制螺纹的要求：1）改变传动链中部分传动副的传动比，使其中包含特殊因子25.42）加工英制螺纹的传动路线为：由主轴V1轴到XIII轴与米制螺纹传动路线相同。进入进给箱后，M3结合，传XV轴经1/ij传XIV轴，XVI轴左边的25向左滑移至与XIV轴的固定齿轮36啮合，用36/25使XIV轴传动XVI轴，由XVI轴至刀架与米制螺纹传动路线相同。2024/7/282024/7/2863632024/7/282024/7/2864642024/7/282024/7/286565英制螺纹运动平衡式运动平衡式为：Sa=1（主 轴)58/5833/3363/100100/75（1/ij）36/25ib122024/7/282024/7/2866664）径节螺纹径节制螺纹多用于同英制蜗轮啮合，即为英制蜗杆，其标准参数为径节，用Dp表示,为分段等差数列。Dp定义为：对于英制蜗轮将其总齿数折算到每一英寸分度圆直径上所得的齿数值称为径节。径节制螺纹的导程：SDp 加工径节制螺纹的计算位移为：主轴1转刀架移动25.4n/mm（一个导程）2024/7/282024/7/286767若加工径节制螺纹时挂轮用可得出特殊因子，传动路线用英制螺纹的传动路线可满足PDp为调和数列的要求，同时可得出特殊因子25.4。2024/7/282024/7/2868685）车非标准和较精密螺纹 M3、M4、M5全部接合，使轴12、14、18和丝杠联成一体运动平衡式为：S=1（主轴）58/5833/33i挂12 挂轮运动平衡式为：i挂=a/bc/d=S/122024/7/282024/7/2869692024/7/282024/7/287070例例S=2.8挂轮运动平衡式为：u挂=a/bc/d=2.8/12 =28/120=28/4020/60 S=1（主轴）58/5833/33 28/4020/60 12 2024/7/282024/7/287171各种螺纹的传动特征2024/7/282024/7/287272加工各种螺纹时的传动路线2024/7/282024/7/2873732.车削圆柱面和端面1）传动路线）传动路线2024/7/282024/7/287474传动路线表达式传动路线表达式2024/7/282024/7/287575 2 2）纵向机动进给量）纵向机动进给量普通螺纹正常螺距路线，普通螺纹正常螺距路线，3232种纵向进给量种纵向进给量英制螺纹：常螺距英制螺纹：常螺距8 8种较大，大螺距种较大，大螺距1616种大进给量种大进给量普通螺纹扩大螺距机构，普通螺纹扩大螺距机构，8 8 种小进给量种小进给量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=0.355 u基基u倍倍 mm/r 3）横向机动进给量）横向机动进给量 f横横/f纵纵1/22024/7/282024/7/2876763.刀架的快速移动在CA6140型卧式车床上加工零件时，为了缩短辅助时间，提高生产效率，刀架可实现机动纵向、横向快速移动。快速电动机P=250W，n=2800r/min，是点动控制，按下快速按钮，快速电动机起动，经18/24传动XXII轴，通过4/29蜗杆蜗轮传动副传动XXIII再经M6或者M7分别驱动纵向进给传动机构或者横向进给传动机构。若松开快速按钮，快速电动机断电停止转动，其传动路线表达式如下：2024/7/282024/7/287777刀架快速移动时的移动方向由M6、M7控制，同机动进给时的进给方向控制完全相同，在快速接通时，机动进给传动链不须脱开，为了避免机动进给由光杠经 及快速电动机经 同时传动XXII轴造成运动干涉，齿轮56通过安全超越离合器M8传动XXII轴。2024/7/282024/7/287878第四节 CA6140型车床的主要构造一、主轴箱功用:支承主轴和传动其旋转,并使其实现起动、停止、变速和换向等。主轴箱结构：主轴及其轴承 传动机构 起动、停止以及换向装置 制动装置 操纵机构 润滑装置等 2024/7/282024/7/2879792024/7/282024/7/288080沿轴沿轴（）的轴线剖切后展开的轴线剖切后展开2024/7/282024/7/288181CA6140卧式车床主轴箱展开图2024/7/282024/7/288282 图图36 主轴箱的向视图和剖面图主轴箱的向视图和剖面图定比传动、变速机构 定比传动:仅用于传递运动和动力，一般采用齿轮传动副；变速机构:一般采用滑移齿轮变速机构；特点:结构简单，传动效率高，传动比准确 当变速齿轮为斜齿或尺寸较大时，则采用离合器变速。2024/7/282024/7/288585离合器变速机构 1.卸荷带轮目 的：减少轴I受径向力的作用，减少弯曲变形，提高传动的平稳，改善主轴箱运动输入轴的工作条件原理：皮带轮皮带轮2 2与花键套与花键套1 1用螺钉联成一体，支用螺钉联成一体，支承在法兰承在法兰3 3内的两个深沟球轴承上，而法兰内的两个深沟球轴承上，而法兰3 3固固定在主轴箱体定在主轴箱体4 4上，这样皮带轮上，这样皮带轮2 2可通过花键套可通过花键套1 1带动轴带动轴1 1旋转，而皮带的张力经法兰旋转，而皮带的张力经法兰3 3直接传至直接传至箱体箱体4 4上，轴上，轴1 1不受此径向力的作用。不受此径向力的作用。2024/7/282024/7/288787 2.双向多片摩擦离合器、制动器及其操纵机构 双向摩擦离合器就是传动系统图中的M1，其结构及工作原理见图3-7。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、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。2024/7/282024/7/289090 摩擦离合器2024/7/282024/7/289393 上图是左离合器结构，内摩擦片3的孔是花键孔，装在轴I的花键上，随轴I旋转，其外径略小于双联空套齿轮1套筒的内孔，不能直接传动齿轮1。外摩擦片2的孔是圆孔，其孔径略大于花键轴的外径，其外圆上有4个凸起，嵌在空套齿轮1套筒的4个缺口中，（见图3-5中的件6）。内外摩擦片相间安装。当杆7通过销5向左推动压块8时，将内外摩擦片相互压紧。轴I的扭矩由内摩擦片1通过内外摩擦片之间的摩擦力传给外摩擦片2，再由外摩擦片2传动齿轮1，使主轴正转。同理，当压块8向右压时，使主轴反转。压块8处于中间位置时，左右内外摩擦片无压力作用，离合器脱开，轴及以后的各轴停转。2024/7/282024/7/289494 摩擦离合器不但实现主轴的正反转和停止，并且在接通主运动链时还能起过载保护作用。当机床过载时，摩擦片打滑，避免损坏机床部件。摩擦片传递的扭矩大小在摩擦片数量一定的情况下取决于摩擦片之间压紧力的大小，其压紧力的大小是根据额定扭矩调整的。当摩擦片摩损后，压紧力减小，这时可进行调整，其调整方法是用工具将防松的弹簧销4压进压块8的孔内，旋动螺母9，使9相对8转动，9相对8产生轴向左移，直到能可靠压紧摩擦片。松开防松销4，使4重新卡入螺母9的缺口中，防止其松动。2024/7/282024/7/289595制动器2024/7/282024/7/289696 2024/7/282024/7/289898 制动器与离合器操纵机构联动，当离合器脱开时制动主轴，当离合器实现正反转接通时松开制动，制动的目的是为了缩短辅助时间，提高生产效率，同时具有安全保护作用。制动器的工作原理见上面两图，制动盘16是用花键装在轴IV上的一钢制件，周边围着制动带15。制动带是一钢带，内铡有一层酚醛石棉，以增加摩擦制动力矩。制动带的一端与杠杆14联接，另一端通过调节螺钉13等与箱体联接，为了操作方便和实现制动与接通传动链这两组动作的互锁，故采用同一操纵手柄18操纵。当离合器脱开时，齿条22处于中间位置，这时齿条轴22上的W型中凸部分接触杠杆14下端并推动杠杆14下端，2024/7/282024/7/289999 使杠杆14逆时针摆动，杠杆14上端将制动带拉紧，实现制动。齿条22的W型凸起部的左右都是凹槽，左、右离合器任一结合实现主运动传动链接通时，杠杆14的下端处于凹槽中，没有力的作用14按顺时针方向摆动，使制动带放松。制动带的拉紧程度由调节螺钉13调整。调整后应检查在压紧离合器时制动带是否松开，确保制动时接不通传动链，接通传动链时决不实现制动。2024/7/282024/7/281001003.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7730”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（见图3-5中的件19）用于传递扭矩。安装时，使装在拨盘或卡盘座4上的四个双线螺栓5及其螺母6穿过主轴法兰及环形锁紧盘2的圆柱孔。然后将锁紧盘2转过一个角度，使螺栓5处于锁紧盘的窄槽内。如图3-8所示。拧紧螺钉1和螺母6。这种结构装卸快捷，工作可靠，定心精度高，主轴悬伸长度较短，有利于提高主轴组件的刚度。2024/7/282024/7/28101101 图图3-8 主轴前端短锥法兰式结构主轴前端短锥法兰式结构1螺钉螺钉 2锁紧盘锁紧盘 3主轴主轴 4卡盘座卡盘座 5螺栓螺栓 6螺母螺母2024/7/282024/7/281031034.变速操纵机构 转动手柄时，通过链轮链条传动轴4，与轴4同时转动的有凸轮3和曲柄2，杠杆5一端的滚子插入凸轮3的槽中，另一端的销子拨动拨叉6，由于凸轮3上有一条封闭的曲线槽，由两段不同半径的圆弧和直线组成。凸轮上有6个变速位置，如图所示。位置1、2、3对应杠杆5上端的滚子处于凸轮槽曲线的大半径圆弧处。杠杆5经拨叉6将轴上的双联齿轮Z38、Z43移向左端位置。位置4、5、6对应杠杆5上端的滚子处于凸轮槽曲线的小半径圆弧处，将双联齿轮移向右端位置。2024/7/282024/7/28104104 轴4旋转同时带动曲柄2转动，曲柄2的销子带动拨叉1移动，拨叉拨动三联齿轮（Z41、Z58、Z50）移动，手柄按图示逆时针转动时，凸轮处于大半径圆弧1、2、3位置，双联齿轮位于左边啮合，三联齿轮分别位于左、中、右啮合，手柄连续转动分别使凸轮处于小半径圆弧4、5、6位置，双联齿轮于右边啮合，而三联齿轮分别位于右、中、左三位置啮合，从而实现手柄旋转一周6个均布位置，对应齿轮啮合位置有6种组合，使轴得到6种转速。2024/7/282024/7/28105105机床课件第三章仿真1.mpg机床课件第三章仿真2.mpg图3-9 变速操纵机构1-拨叉 2-曲柄 3-凸轮 4-轴 5-杠杆 6-拨叉2024/7/282024/7/28106106二、溜板箱功用：（1）将丝杠或光杠的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给；（2）控制刀架运动的接通、断开和换向；（3）机床过载时控制刀架自动停止进给；（4）手动操纵刀架移动和实现快速移动等。2024/7/282024/7/28107107溜板箱中的主要机构：（1）开合螺母机构：接通丝杠传动；（2）传动机构：将光杠的运动传至纵向齿轮齿条和横向进给丝杠；（3）转换机构接通、断开和转换纵横进给；（4）过载保险装置和互锁机构保证机床工作安全；（5）操纵机构：控制刀架运动；（6）换向机构 改变纵、横机动进给运动方向；（7）快速空行程传动机构。2024/7/282024/7/281081081.开合螺母机构作用接通丝杠传动；组成上下两个半螺母26和25；装在溜板箱体后壁的燕尾形导轨中，可上下移动上下半螺母的背面各装有一个圆销27，伸出端嵌在槽盘28的两条曲线槽中。2024/7/282024/7/281091092024/7/282024/7/28110110 2.纵、横向机动进给操纵机构 利利用用一一个个手手柄柄集集中中操操纵纵纵纵、横横向向机机动动进进给给运运动动的的接接通通、断断开开和和换换向向,手手柄柄扳扳动动方方向向与与刀刀架架运运动动方方向向一一致致，使使用方便。用方便。纵纵、横横向向机机动动进进给给和和快快速速移移动动是是由由一一个个操操纵纵手手柄柄集集中中操操纵纵的的。操操纵纵手手柄柄在在一一水水平平的的十十字字滑滑槽槽中中，当当手手柄柄1 1向向左左或或向向右右扳扳动动时时，实实现现纵纵向向机机动动进进给给。当当手手柄柄向向前前或或向向后后扳扳动动时时，实实现现横横向向机机动动进进给给。当当手手柄柄处处于于十十字字的的中中间间位位置置时时，纵纵横横向向全全部部切切断断，可可见见此此操操纵纵机机构构就就是是操操纵纵图图3-33-3中中的的M6M6和和M7M7，当当机机动动进进给给接接通通时时按按下下手手柄柄1 1上上端端头头部部的的快快速速电电动动机机点点动动按按钮钮，快快速速电电动动机机起起动动带带动动刀刀架架实实现快速移动。现快速移动。2024/7/282024/7/281121122024/7/282024/7/28113113 在溜板箱操纵机构中，轴14有轴向定位，所以只转动不移动。因此手柄1只能绕销轴a摆动。而杆3由键槽作周向定位，所以杆3只移动不转动，见图3-12。当手柄1纵向板动向左（或向右）时，杆1绕销轴a摆动，拉（推）动杆3向右（或左）移动。杆3通过杠杆7推（拉）杆8向左（右）移动，杆8通过其圆柱销轴带动凸轮9顺时针(逆时针)转动,凸轮9上的曲线槽使拨叉10移动，从而带动XXIV轴上的双向牙嵌离合器M6向相应的方向啮合,从而将进给运动传给轴XXIV，使刀架作纵向机动进给。2024/7/282024/7/28115115 横向机动进给时，前后扳动手柄1，使轴14和圆柱凸轮13转动，凸轮13上的曲线槽使杠杆12摆动，通过拨叉11拨动轴XXVII上的双向牙嵌离合器M7向相应方向啮合，由于手柄1在十字滑槽中扳动，所以每一时刻机动进给只能接通四个方向的一个方向，实现前后左右四个方向的互锁。2024/7/282024/7/281161163.互锁机构 目的：防止机床工作时，因操作错误同时将丝杠传动和纵、横向机动进给（或快速运动）接通，造成损坏机床保证开合螺母合上时，机动进给不能接通；反之，机动进给接通时，开合螺母不能合上。2024/7/282024/7/28117117机动进给操纵手柄与开合螺母手柄之间 为何要互锁 当机动纵向进给时，溜板箱带动开合螺母移动，若开合螺母与丝杠啮合，此时就产生开合螺母要移动而丝杠轴向不能移动,从而产生运动干涉，造成机件损坏。2024/7/282024/7/28118118 从另一角度来说，若开合螺母工作时，此时丝杠转动通过开合螺母带动滑板移动见图3-3，这时XXV轴与溜板箱一起移动，则XXV轴上的小齿轮Z12与齿条啮合在齿条上滚动从而XXV轴自转。通过80/28带动XXIV，若M6啮合（即机动进给手柄工作）就通过48/40或者48/30*30/40带动XXIII，轴XXIII通过蜗轮传动蜗杆XXII，势必造成蜗杆蜗轮的逆传动，造成其传动副的损坏，所以说机动进给与车螺纹路线不但有M5实现动力互锁，而且还必须有机动进给操纵手柄与开合螺母操纵手柄之间的互锁。2024/7/282024/7/28119119图3-12 互锁机构的工作原理图2024/7/282024/7/28120120 图3-12a是中间位置，这时机动进给未接通，开合螺母也处于脱开状态，所以可以任意扳动开合螺母操纵手柄15或机动进给操纵手柄1。图3-12b是合上开合螺母时的情况，这时轴4转了一个角度，它的凸肩转入14的键槽中，将轴14卡住，使它不能转动，凸肩又将销子5的一半压入轴3的孔中，销子5的另一半尚留在固定套16中，使轴3不能轴向移动。因此，若合上开合螺母，机动进给的操纵手柄1就被锁在中间位置不能扳动，也就不能再接通机动进给。2024/7/282024/7/28121121 图3-12c是向左扳机动进给手柄接通纵向进给时的情况。这时轴3向右移动，销5被轴3的表面顶住，不能往下移动，销子5的圆柱处在固定套16的圆孔中，上端则卡在轴4的V形窝中，将手柄轴4锁住不能转动，开合螺母操纵手柄不能动，开合螺母不能闭合。图3-12d是向前扳手柄1接通横向进给时的情况。这时轴14转动，轴14的键槽转开轴4上的凸肩,使轴轴4上凸肩的削平位与14轴外径的实体部位相接触，使轴4不能转动，开合螺母也就不能闭合。2024/7/282024/7/281221224.4.超越离合器超越离合器 快速电动机点动运行使刀架纵横快速移动，其起动按钮位于手柄1的顶部。在蜗杆轴XXII的左端与齿轮Z56之间装有超越离合器（见图3-10 溜板箱）。以避免光杠与快速电动机同时传动轴XXII。2024/7/282024/7/28123123 机动进给时，由光杠传来的低速进给运动，使齿轮27连同超越离合器的外环按图示逆时针方向转动。三个圆柱滚子29在弹簧33的弹力和外环与滚子之间的摩擦力作用下，滚子29往窄隙方向滚移，从而楔紧在外环29与星形体26之间。外环27就可经滚子29带动星体26一起转动。由26通过键传动25，25通过其螺旋端齿传动24，（称为安全离合器）24传动轴XXII。按下快速点动按钮，快速电动机起动经齿轮副18/24传动轴XXII，若其转动方向与光杠传递的运动方向相同时，这时XXII经安全离合器使星体26得到一个与外环27转向相同但转速高得多的运动，这时星体给滚子的摩擦力使滚子压销32和弹簧33，向楔形槽的宽端方向滚动，脱开了外环与星形体之间的联系。因此快速移动时可以不脱开进给传动链。2024/7/282024/7/281241245.安全离合器 在机动进给时，如进给力过大或进给运动受阻，在机动进给时，如进给力过大或进给运动受阻，则有可能损坏机件。因此在进给运动传动链中设置安则有可能损坏机件。因此在进给运动传动链中设置安全离合器来自动地停止进给。全离合器来自动地停止进给。超超越越离离合合器器的的星星形形体体2626空空套套在在轴轴XXIIXXII上上，安安全全离离合合器器的的左左半半2525用用键键与与星星形形体体联联接接。安安全全离离合合器器的的右右半半2424用用花花键键与与轴轴XXIIXXII相相联联。运运动动经经星星体体2626通通过过键键传传动动2525，再再由由2525的的端端齿齿与与2424的的传传动动2424，又又由由2424的的花花键传动轴键传动轴XXIIXXII。2024/7/282024/7/28125125安全离合器工作原理图2024/7/282024/7/281261262024/7/282024/7/28127127 工作原理：左半25与右半24端面齿啮合，啮合面之间为螺旋形端面齿。由于接触面是倾斜的，左半带动右半时两接触面之间产生的作用力为公法线方向上，此力可以分解成切向力和轴向力，切向力使24旋转，这个轴向力靠弹簧23来平衡。见图3-14b,当进给力超过预定值后，其轴向力变大压缩弹簧23，使24产生轴向位移，从而使端齿脱开产生打滑见图3-14c。2024/7/282024/7/281281282024/7/282024/7/28129129机床课件第三章安全离合器.mpg三、刀架和尾架功用：安装车刀，并由溜板带动其作纵向、横向和斜向进给运动。组成：它由床鞍、横向溜板、转盘、刀架溜板和方刀架等。2024/7/282024/7/28131131图3-17 刀架1-纵滑板 2-横滑板 3-转盘 4-手柄5-方刀架 6-小滑板 2024/7/282024/7/281321322024/7/282024/7/281331332024/7/282024/7/281341342024/7/282024/7/28135135其它车床立式车床立式车床1底座；底座；2工作台；工作台；3侧刀架；侧刀架；4立柱；立柱；5垂直刀架；垂直刀架；6横梁；横梁；7顶梁顶梁2024/7/282024/7/28136136立式车床工艺范围大型盘类零件内外圆柱面圆锥面端面成形回转面。2024/7/282024/7/28137137数控车床 2024/7/282024/7/28138138车削加工中心 2024/7/282024/7/28139139课堂练习：921 列出CA6140车床主轴正转时最高转速的具体传动路线表达式。作业：1.纵切自动车床的传动链（运动平衡方程式）；（各班1-15）2.CA6140车床刀架工作原理；（各班16-30）3.CA6140车床尾座工作原理；（各班31-最后一名同学）
展开阅读全文