13第4章 车床与车刀(2)

1、2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭1 第第4 4章章 车床与车刀车床与车刀 第第2讲讲 CA6140车床的主要结构车床的主要结构 机械机械制造技术基础制造技术基础 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭2 n掌握车床的用途、运动和布局，牢固掌握掌握车床的用途、运动和布局，牢固掌握CA6140车床车床 的传动系统及主要结构；的传动系统及主要结构； n 掌握车刀的种类和结构、成形铣刀角度的形成方法；掌握车刀的种类和结构、成形铣刀角度的形成方法； 目的要求目的要求 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭3 主要内容 n一、车床的用途、运动和布局一、车床的用途、运动和布局

2、n二、二、CA6140型卧式车床的传动系统型卧式车床的传动系统 n（一）传动系统图（一）传动系统图 n（二）主运动传动链（二）主运动传动链 n（三）进给传动链（三）进给传动链 n三、三、CA6140型卧式车床的主要结构型卧式车床的主要结构 n（一）主轴箱（一）主轴箱 n（二）溜板箱内的操纵机构（二）溜板箱内的操纵机构 n四、车刀四、车刀 n（一）车刀的种类和结构（一）车刀的种类和结构 n（二）成形车刀（二）成形车刀 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭4 4.3 CA6140车床的主要结构车床的主要结构 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭5 CA6140型车床主轴箱展开图

3、型车床主轴箱展开图 1、5、8-螺母螺母2-圆形拨块圆形拨块3、6、7-轴承轴承4-隔套隔套 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭6 4.3.1 4.3.1 主轴箱主轴箱 n展开图展开图按各传动轴传递运动的先后顺序，沿其轴按各传动轴传递运动的先后顺序，沿其轴 心线剖开，并展开在一个平面上而形成的装配图。心线剖开，并展开在一个平面上而形成的装配图。 nCA6140主轴箱主轴箱主要有卸荷式皮带轮、双向多片式主要有卸荷式皮带轮、双向多片式 摩擦离合和制动器及操纵机构、主轴组件及变速操摩擦离合和制动器及操纵机构、主轴组件及变速操 纵机构等典型机构。纵机构等典型机构。 2021/6/13山东大

4、学机械工程学院 李凯岭7 1.1.双向多片式摩擦离合器、制动器及其操纵机构双向多片式摩擦离合器、制动器及其操纵机构 n双向摩擦离合器双向摩擦离合器(轴轴)由由内摩擦片内摩擦片3、外摩擦片、外摩擦片2、 止推片止推片10及及11、压块、压块8及空套齿轮及空套齿轮1等等组成。离合器组成。离合器 左、右两部分结构相同，分别用来传动左、右两部分结构相同，分别用来传动主轴正反转主轴正反转。 n内摩擦片内摩擦片3的内孔为的内孔为花键孔花键孔，装在轴，装在轴的花键部位上，的花键部位上， 与轴与轴一起旋转一起旋转。 n外摩擦片外摩擦片2外圆上有外圆上有四个凸起四个凸起，卡在空套齿轮，卡在空套齿轮1的缺的缺 口

5、槽中，内孔是光滑圆孔，口槽中，内孔是光滑圆孔，空套在轴空套在轴的花键外圆的花键外圆 上。上。 n内、外摩擦片相间安装，在未被压紧时，内、外摩内、外摩擦片相间安装，在未被压紧时，内、外摩 擦片互不联系。擦片互不联系。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭8 n1空套齿轮空套齿轮 2外摩擦片外摩擦片 3内摩擦片内摩擦片 4螺钉螺钉 5 销销 6元宝销元宝销 7杆杆 8 （内）压块（内）压块 9（外）压（外）压 块块 10、11止推片止推片 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭9 n当杆当杆7通过销通过销5向左推动压块向左推动压块8时时，内片与外片，内片与外片相互压相互压 紧紧，

6、轴，轴的运动便通过内、外摩擦片之间的摩擦力传的运动便通过内、外摩擦片之间的摩擦力传 给齿轮给齿轮1，使，使主轴正转。主轴正转。 n当压块当压块8向右压时，向右压时，主轴反转主轴反转。 n当当压块压块8处于中间位置时，左、右离合器都脱开处于中间位置时，左、右离合器都脱开，这，这 时轴时轴虽然转动，但离合器不传递运动，主轴处于停虽然转动，但离合器不传递运动，主轴处于停 止状态。止状态。 n离合器的左右接合或脱开由手柄离合器的左右接合或脱开由手柄18操纵。操纵。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭10 n12滑套滑套 13调节螺钉调节螺钉 14杠杆杠杆 15制动带制动带 16制动盘制动盘

7、 17齿扇齿扇 18手柄手柄 19开关杠开关杠 20杆杆 21 曲柄曲柄 22齿条齿条 23拨叉拨叉 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭11 n向上扳动手柄向上扳动手柄18，杆，杆20向外移动，曲柄向外移动，曲柄21及齿扇及齿扇17顺顺 时针转动，齿条时针转动，齿条22向右移动，并通过拨叉向右移动，并通过拨叉23带动滑套带动滑套 12向右移动。滑套向右移动。滑套12内孔的两端为锥孔，中间为圆柱。内孔的两端为锥孔，中间为圆柱。 滑套滑套12向右移动时，向右移动时，将元宝销将元宝销6（其回转中心轴装在轴（其回转中心轴装在轴 上）的右端向下压，元宝销顺时针转动上）的右端向下压，元宝销顺时

8、针转动，其下端凸，其下端凸 缘推动装在轴缘推动装在轴内孔中的杆内孔中的杆7向左移动，并通过销向左移动，并通过销5带带 动压块动压块8向左压紧，主轴正转。向左压紧，主轴正转。 n同理，将同理，将手柄手柄18扳至下端位置扳至下端位置时，右离合器压紧，主时，右离合器压紧，主 轴反转。轴反转。 n当手柄当手柄18处于中间位置时，离合器脱开，主轴停转。处于中间位置时，离合器脱开，主轴停转。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭12 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭13 n摩擦离合器除了靠摩擦离合器除了靠摩擦力传递运动和转矩外摩擦力传递运动和转矩外，还能，还能 起起过载保护过载保护

9、的作用：的作用：机床过载时，摩擦片打滑机床过载时，摩擦片打滑，可，可 避免损坏机床。避免损坏机床。 n制动器制动器（刹车，装在轴（刹车，装在轴上上）功用：摩擦离合器脱功用：摩擦离合器脱 开时开时立刻制动主轴立刻制动主轴，以缩短辅助时间。，以缩短辅助时间。 n制动盘制动盘1616是一钢制圆盘，与轴是一钢制圆盘，与轴用花键联接。用花键联接。 n制动盘的周边围着制动盘的周边围着制动带制动带1515，制动带为一钢带，内，制动带为一钢带，内 侧固定一层酚醛石棉。制动带的一端与杠杆侧固定一层酚醛石棉。制动带的一端与杠杆1414连接，连接， 另一端通过调节螺钉另一端通过调节螺钉1313等与箱体相连。等与箱体

10、相连。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭14 n为操纵方便并不出错，为操纵方便并不出错，制动器和摩擦离合器共用一套制动器和摩擦离合器共用一套 操纵机构操纵机构，也由手柄，也由手柄1818操纵。操纵。 n当离合器脱开时，当离合器脱开时，齿条齿条2222处于中间位置处于中间位置，这时齿条轴，这时齿条轴 2222上的凸起正处于与杠杆上的凸起正处于与杠杆1414下端相接触的位置，使杠下端相接触的位置，使杠 杆杆1414向逆时针方向摆动，将制动带拉紧，使轴向逆时针方向摆动，将制动带拉紧，使轴和主和主 轴迅速停转。轴迅速停转。 n齿条轴齿条轴2222凸起的左右两边都是凹槽，在左、右离合器凸起

11、的左右两边都是凹槽，在左、右离合器 接合时，杠杆接合时，杠杆1414顺时针摆动，制动带放松，主轴旋转。顺时针摆动，制动带放松，主轴旋转。 n制动带的拉紧程度由调节螺钉制动带的拉紧程度由调节螺钉1313调整。调整后应保证调整。调整后应保证 在压紧离合器时制动带完全松开。在压紧离合器时制动带完全松开。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭15 2. 主轴组件主轴组件 vCA6140CA6140车床主轴是车床主轴是一个空心阶梯轴一个空心阶梯轴。 v主轴前端的莫氏主轴前端的莫氏6 6号锥孔用于安装前号锥孔用于安装前顶尖或心轴顶尖或心轴， 利用锥面配合的摩擦力带动顶尖或心轴转动。利用锥面配合的

12、摩擦力带动顶尖或心轴转动。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭16 主轴 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭17 主轴前端采用主轴前端采用短锥法兰式短锥法兰式C型结构，用于安装型结构，用于安装卡盘或拨盘卡盘或拨盘。拨盘或。拨盘或 卡盘座由主轴的法兰卡盘座由主轴的法兰端面和短圆锥面端面和短圆锥面定位，由卡口垫和插销螺栓紧定位，由卡口垫和插销螺栓紧 固，螺钉防松。该结构装卸方便，工作可靠，定心精度高，主轴前固，螺钉防松。该结构装卸方便，工作可靠，定心精度高，主轴前 端的悬伸长度较短，有利于提高主轴组件的刚度，应用很广。端的悬伸长度较短，有利于提高主轴组件的刚度，应用很广。

13、2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭18 卡卡 盘盘 (Chuck) na) 三爪 b) 四爪 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭19 vCA6140车床的主轴组件为车床的主轴组件为两支承结构两支承结构，后端轴向定位，后端轴向定位 n前支承前支承3是是D级精度的级精度的3182121型型双列圆柱滚子轴承双列圆柱滚子轴承，用于，用于 承受径向力。这种轴承刚性好、精度高、尺寸小、承载承受径向力。这种轴承刚性好、精度高、尺寸小、承载 能力大。能力大。 n后支承有后支承有两个滚动轴承两个滚动轴承，向心推力球轴承向心推力球轴承用于承受径向用于承受径向 力和向右的轴向力，力和向右的轴

14、向力，推力轴承推力轴承用于承受向左的轴向力。用于承受向左的轴向力。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭20 v主轴轴承应在无间隙（或少量过盈）条件下运转，主轴轴承应在无间隙（或少量过盈）条件下运转， 故主轴组件应在结构上保证能故主轴组件应在结构上保证能调整轴承间隙调整轴承间隙。 n调前支承间隙调前支承间隙：先适当松开螺母：先适当松开螺母2，再松开螺母，再松开螺母5上上 的锁紧螺钉，拧动螺母的锁紧螺钉，拧动螺母5，通过隔套，通过隔套4推动轴承推动轴承3的的 内环沿主轴上的推面向右移动，并产生径向膨胀，内环沿主轴上的推面向右移动，并产生径向膨胀， 从而消除轴承从而消除轴承3的间隙。的间

15、隙。 n调后支承间隙调后支承间隙：通过拧动螺母：通过拧动螺母8同时消除轴承同时消除轴承6和和7 的间隙。的间隙。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭21 变速操纵机构变速操纵机构 3. 变速操纵机构变速操纵机构(轴轴和轴和轴上上) n轴轴上的双联齿轮和轴上的双联齿轮和轴上的三联齿轮用一个上的三联齿轮用一个 手柄同时操纵手柄同时操纵 v手柄在主轴箱前壁面，通过链传动使轴手柄在主轴箱前壁面，通过链传动使轴4转动，在转动，在 轴轴4上固定有盘形凸轮上固定有盘形凸轮3和曲柄和曲柄2，分别用于操纵轴，分别用于操纵轴 和轴和轴上的滑动齿轮。上的滑动齿轮。 2021/6/13山东大学机械工程学院

16、 李凯岭22 变速操纵机构变速操纵机构 n1拨叉 2曲柄 3凸轮 4轴 5杠杆 6拨叉 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭23 n凸轮凸轮3上有一条封闭的曲线槽，它由两段不同半径上有一条封闭的曲线槽，它由两段不同半径 的圆弧和直线组成。凸轮上有的圆弧和直线组成。凸轮上有6个不同的变速位置。个不同的变速位置。 凸轮曲线槽通过杠杆凸轮曲线槽通过杠杆5操纵轴操纵轴上的双联滑动齿轮。上的双联滑动齿轮。 曲柄曲柄2上的圆销的伸出端套有滚子，嵌在拨叉上的圆销的伸出端套有滚子，嵌在拨叉1的长的长 槽中。槽中。 n当曲柄当曲柄2随着轴随着轴4转动时，可带动拨叉转动时，可带动拨叉1拨动轴拨动轴上上

17、的滑动齿轮，使它处于左、中、右三种不同的位置。的滑动齿轮，使它处于左、中、右三种不同的位置。 顺次地转动手柄至各个变速位置，就可使两个滑动顺次地转动手柄至各个变速位置，就可使两个滑动 齿轮块的轴向位置实现齿轮块的轴向位置实现6种不同的组合，使轴种不同的组合，使轴得得 到到6种转速。种转速。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭24 4.3.2 4.3.2 溜板箱操纵机构溜板箱操纵机构 1. 1. 纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构 n由一个手柄集中操纵。由一个手柄集中操纵。 n纵向机动进给纵向机动进给：向相应方向（向左或向右）扳动操纵：向相应

18、方向（向左或向右）扳动操纵 手柄手柄1 1。操纵手柄。操纵手柄1 1绕销绕销a a摆动，其下部的开口槽就拨摆动，其下部的开口槽就拨 动轴动轴3 3轴向移动。轴轴向移动。轴3 3通过杠杆通过杠杆7 7和推杆和推杆8 8使鼓形凸轮使鼓形凸轮9 9 转动，凸轮转动，凸轮9 9的曲线槽迫使拔叉的曲线槽迫使拔叉1010移动，从而操纵轴移动，从而操纵轴 上的牙嵌式双向离合器上的牙嵌式双向离合器M M6 6向相应方向啮合，运向相应方向啮合，运 动传给轴动传给轴，从而使刀架纵向机动进给，从而使刀架纵向机动进给 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭25 溜板箱操纵机构溜板箱操纵机构 n1手柄手柄 2开

19、口槽开口槽 3轴轴 4轴轴 5销子销子 6弹簧销弹簧销 7杠杆杠杆 8推杆推杆 9凸轮凸轮 10拨叉拨叉 11拨叉拨叉 12杠杆杠杆 13凸轮凸轮 14轴轴 15手柄手柄 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭26 n纵向快速移动纵向快速移动：按下手柄：按下手柄1上端的快速移动按钮，快速上端的快速移动按钮，快速 电动机启动，刀架向相应方向快速移动，直到松开快速电动机启动，刀架向相应方向快速移动，直到松开快速 移动按钮为止；移动按钮为止； n横向机动进给或快速移动横向机动进给或快速移动：向前或向后扳动操纵手柄：向前或向后扳动操纵手柄1， 可通过轴可通过轴14使鼓形凸轮使鼓形凸轮13转动，

20、凸轮转动，凸轮13上的曲线槽迫使上的曲线槽迫使 杠杆杠杆12摆动，杠杆摆动，杠杆12又通过拨叉又通过拨叉11拨动轴拨动轴上的牙上的牙 嵌式双向高合器嵌式双向高合器M7向相应方向啮合，从而实现横向移动向相应方向啮合，从而实现横向移动 （机动或快速）。（机动或快速）。 n操纵手柄操纵手柄1处于中间位置时，离合器处于中间位置时，离合器M6和和M7脱开，机动脱开，机动 进给及快速移动均被断开。进给及快速移动均被断开。 n避免同时接通纵向和横向运动避免同时接通纵向和横向运动：在盖：在盖2上开有十字形槽上开有十字形槽 以限制操纵手柄以限制操纵手柄1的位置，使它不能同时接通纵向和横的位置，使它不能同时接通纵

21、向和横 向运动。向运动。 2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭27 4.3.3 4.3.3 互锁机构互锁机构 n开合螺母功用开合螺母功用接通或断开从丝杠传来的运动。车螺纹时，将开合接通或断开从丝杠传来的运动。车螺纹时，将开合 螺母扣合于丝杠上，丝杠通过开合螺母带动溜板箱及刀架移动。螺母扣合于丝杠上，丝杠通过开合螺母带动溜板箱及刀架移动。 n为避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，开合螺母不应闭为避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，开合螺母不应闭 合。反之，合上开合螺母时，也不许接通机动进给或快速移动。合。反之，合上开合螺母时，也不许接通机动进给或快速移动。 2021/6/1

22、3山东大学机械工程学院 李凯岭28 合上开合螺母的情况合上开合螺母的情况：手柄手柄15所操纵的轴所操纵的轴4转过了一个角度，它的转过了一个角度，它的 凸肩转入到轴凸肩转入到轴14的槽中，将轴的槽中，将轴14卡住，使它不能转动（不能横卡住，使它不能转动（不能横 向）；同时凸肩又将销于向）；同时凸肩又将销于5压入到轴压入到轴3的孔中，由于销子的孔中，由于销子5的另一半的另一半 尚留在固定套尚留在固定套16中，使轴中，使轴3也不能轴向移动（不能纵向）。因此，也不能轴向移动（不能纵向）。因此， 合上开合螺母，机动进给的操纵手柄合上开合螺母，机动进给的操纵手柄1就被锁住，不能扳动。就被锁住，不能扳动。

23、2021/6/13山东大学机械工程学院 李凯岭29 向左扳动机动进给及快移操纵手柄向左扳动机动进给及快移操纵手柄1的情况的情况：这时轴这时轴3向右移动，轴向右移动，轴 3上的圆孔及安装在圆孔内的弹簧销上的圆孔及安装在圆孔内的弹簧销6也随之移开，销子也随之移开，销子5被轴被轴3的表的表 面顶住不能往下移动，销子面顶住不能往下移动，销子5的圆柱段均处于固定套的圆柱段均处于固定套16的圆孔中，的圆孔中， 而它的上端则卡在轴而它的上端则卡在轴4的的VF形槽中，将手柄轴形槽中，将手柄轴4锁住，开合螺母不锁住，开合螺母不 能再闭合。能再闭合。 向前扳动操纵手柄向前扳动操纵手柄1：由于轴由于轴14转动，其上的长槽也随之转开而不转动，其上的长槽也随之转开而不 对准轴对准轴4上的凸肩，于是轴上的凸肩，于是轴4不能转动，这时开合螺母也不能闭合。不能转