机械加工一体化教材—车削模块 - (1)

1、模块二 车削模块第一章 安全文明生产第一节 安全、文明生产的重要性没有安全、文明生产的实习，是没有明安全保障的实习，建立起“安全第一，预防为主”，以人为本，尊重学生，关心学生，爱护学生，珍惜生命，安全生产，文明生产，防止工伤和设备事故；同时也时企业工厂科学管理的一项十分重要的手段。安全、文明生产直接影响到人身安全、产品质量和生产效率的提高，影响设备和工、夹、量具的使用寿命和操作工人技术水平的正常发挥。安全、文明生产的一些具体要求是在长期生产活动中的实践经验和血的教训的总结，要求操作者必须严格执行。第二节 安全生产相关要求为保证车削加工的安全，操作者应做到：一、穿紧身防护服，袖口不要敝开，长发要

2、戴防护帽，操作时不能戴手套。夏季禁止穿裙子、短裤和凉鞋上机操作。二、在机床主轴上装卸卡盘应在停机后进行，不可用电动机的力量取下卡盘，不准用手去刹住转动着的卡盘。卡盘必须有保险装置，装夹好工件后，卡盘扳手必须随即从卡盘上取下。 三、夹持工件的卡盘、拨盘、鸡心夹的凸出部分最好使用防护罩，以免绞住衣服及身体的其他部位。如无防护罩，操作时应注意距离，不要靠近。四、用顶尖装夹工件时，顶尖与中心孔应完全一致，不能用破损或歪斜的顶尖，使用前应将顶尖和中心孔擦净。后尾座顶尖要顶牢。五、车削细长工件时，为保证安全应采用中心架或跟刀架，长出车床部分应有标志。六、车削形状不规则的工件时，应装平衡块，并试转平衡后再切

3、削。七、工件和车刀必须装夹牢固，否则会飞出伤人。刀头伸出部分不要超出刀体高度1.5倍，垫片的形状尺寸应与刀体形状尺寸相一致，垫片应尽可能的少而平。八、凡装卸工件、更换刀具、测量加工表面及变换速度时，必须先停车。九、对切削下来的带状切屑、螺旋状长切屑，应用钩子及时清除，严禁用手拉。十、工作时，头不能离工件太近，以防止切屑飞入眼中。为防崩碎切屑伤人，应在合适的位置上安装透明挡板。为防止切屑崩碎飞散，必须戴防护眼镜。十一、用砂布打磨工件表面时，应把刀具移动到安全位置，不要让衣服和手接触工件表面。加工内孔时，不可用手指支持砂布，应用木棍代替，同时速度不宜太快。十二、禁止把工具、夹具或工件放在车床床身上

4、和主轴变速箱上。十三、不要随意拆装电气设备，以免发生触电事故。十四、工作中若发现机床、电气设备有故障，应及时上报实习指导教师，由专业人员检修，未修复不得使用。十五、在开机前应检查车床上各手柄是否在正常的位置。第三节 文明生产相关要求为保证车削加工的文明生产，操作者应做到：一、开车前检查车床各部分机构及防护设备是否完好，各手柄是否灵活、位置是否正确。二、主轴变速必须先停车，变换进给箱手柄要在低速进行。为保证丝杠的精度，除车削螺纹外，不得使用丝杠进行机动进给。三、刀具、量具及工具等的放置要稳妥、整齐、合理，有固定的位置，便于操作时取用，用后应放回原处。主轴箱盖上不应放置任何物品。四、工具箱内应分类

5、摆放物件。精度高的应放置稳妥，重物放下层、轻物放上层，不可乱放，以免损坏和丢失。五、正确使用和爱护量具。经常保持清洁、用后擦净、涂油、放入盒内。所使用量具必须定期校验，以保证其度量准确。六、不允许在卡盘及床身导轨上敲击或校直工件，床面上不准放置工具或工件。装夹、找正较重工件时，应用木板保护床面。下班时若工件不卸下，应用千斤顶支撑。七、车刀磨损后，应及时刃磨，不允许用钝刃车刀继续车刀，以免增加车床负荷、损坏车床，影响工件表面的加工质量和生产率。八、批量生产的零件，首件应送检。在确认合格后，方可继续加工。精车工件要注意防锈处理。九、毛坯、半成品和成品应分开放置。半成品和成品应堆放整齐、轻拿轻放，严

6、防碰伤已加工表面。十、图样、工艺卡片应放置在便于阅读的位置，并注意保持其清洁和完整。十一、使用切削液前，应在床身导轨上涂油润滑，若车削铸铁或气割下料的工件应擦去导轨上的润滑油。铸件上的型砂、杂质应尽量去除干净，以免损坏床身导轨面。切削液应定期更换。十二、工作场地周围应保持清洁整齐，避免杂物堆放，防止绊倒。十三、工作完毕后，将所用过的物件擦净归位，清理机床、刷去切屑、擦净机床各部位的油污；按规定加注润滑油，最后把机床周围打扫干净；将床鞍摇至床尾一端，各转动手柄放到空挡位置，关闭电源。复习思考题1.阐述安全文明生产的重要性？2.简述安全生产的注意事项？3.简述文明生产的注意事项？第二章 车削的基本

7、知识第一节 常用车床结构简介一、车床简介车削时利用工件的旋转运动和刀具的直线运动来加工工件的，车床的主运动一般是工件的旋转运动（nr/min），进给运动时刀具的直线运动（fmm/r），车削加工所需切削运动是由车床来提供的。车床主要用以车削零件的旋转表面，如内外圆柱面、端（平）面、沟槽、圆锥面、成形面和螺旋面等，在车床上还可以完成钻孔、铰孔和滚花等工作，如图2-2-1所示。为满足加工需要，车床类型较多，主要有卧式车床、立式车床、转塔车床、仿形车床、多刀车床、单轴、多轴自动车床、自动车床和数控车床等。图2-2-1 车削工作a） 车外圆柱面 b）车端面 c）车沟槽 d）车内圆柱面 e）车圆锥面 f）

8、车成形面 g）车螺旋面二、常用普通车床简介CA6140型车床应用最为广泛，现以CA6140型车床为例介绍普通车床，如图2-2-2所示，CA6140车床床身上最大回转直径为400mm，在刀架上最大回转直径为210mm。最大工件长度由2000mm。主轴内孔直径为48mm，主电动机功率为7.5kw。机床型号均用汉语拼音和数字按一定规则组合编号以表示机床类型和主要参数。下面以CA6140型车床为例：CA6140 C：机床类别（车床类） A机构代号 6：组别（普通机床组） 1：型别（普通机床组） 40：基本参数1/10（加工工件最大回转直径的1/10）图2-2-2 CA6140型卧式车床外形1主轴箱 2

9、刀架 3尾座 4床身 5右床腿 6光杠 7丝杠 8溜板箱 9左床退 10进给箱 11挂轮变速机构1.床身：床身用于安装车床各部件并保持各部件相对正确位置，床身上有四条平行导轨，精度和平行度都很好，外面两条导轨供溜板作纵向移动，里面两条供尾座移动。2.主轴箱（又称床头箱）：主轴箱主要是支撑主轴，改变主轴转速，实现主轴旋转运动。主轴为空心结构，便于穿过长棒料，主轴右端由螺旋纹，用以连接卡盘、花盘等附件。通过箱内齿轮、轴组成变速传动机构，变换主轴箱的手柄位置，使主轴得到多种转速。3.交换齿轮箱（又称挂轮箱）：交换齿轮箱把主轴箱的转动传递给进给箱。更换箱内齿轮，配合进给箱内的变速机构，可以得到车削各种

10、螺距螺纹（或蜗杆）的进给运动；并满足车削时对不同纵、横向进给量的需求。CA6140型机床主轴箱和变速箱采用分离式结构，目的是减小主轴振动，提高加工精度。4.进给箱（又称走刀箱）：传递进给运动，改变进给量大小。主轴运动由交换齿轮传入进给箱，通过箱内齿轮不同组合，使光杠或丝杠获得不同转速，调整进给量大小或车螺纹时间调整螺距。5.溜板箱：溜板箱接受光杠或丝杠传递的运动，驱动床鞍和中、小滑板及刀架实现车刀的纵、横向进给运动。其上还装有一些手柄及按钮，可以很方便地操纵车床来选择诸如机动、手动、车螺纹及快速移动等运动方式。6.光杠、丝杠：光杠和丝杠都起传动作用。光杠是把进给箱的运动传给溜板箱，使车刀按要求

11、的速度作直线运动。加工螺纹时，必须用丝杠传动。7.刀架：刀架为多层结构，由方刀架、小溜板、中溜板、大溜板、转盘共同组成。如图2-2-3所示，各部分作用如下：（1）刀架：安装紧固刀具。（2）溜板：带动刀具作纵向、横向、斜向移动。（3）中溜板：带动刀具作横向移动，刻度盘控制工件切削深度。（4）大溜板：带动刀具作纵向移动，刻度盘控制工件长度。图2-2-3 刀架的组成8.尾座：支撑工件或钻孔、铰孔。将尾座偏移还可以加工较长锥体的工件。9.床脚：用以支撑安装在床身上的各个部件，同时通过地脚螺栓和调整垫块使车床固定在工作场地上，并使床身调整到水平状态。10.冷却装置：冷却装置主要通过冷却水泵将水箱中的切削

12、液加压后喷射到切削区域，降低切削温度，冲走切屑，润滑加工表面，以提高刀具使用寿命和工件的表面加工质量。第二节 常用车床传动系统简介CA6140型卧式车床的传动系统包括主轴的传动，即主传动和刀架的传动两部分。一、主传动主传动从电动机开始到主轴为止。电动机输出动力，后经皮带传给主轴箱，经主轴传给卡盘。变换操纵杆和主轴箱外的手柄位置，可使箱内不同的齿轮啮合，从而使主轴得到各种不同转速，主轴通过卡盘带动工件作旋转运动。其主传动系统图如2-2-4所示。图2-2-4 CA6140车床传动系统图传动路线表达式时传动系统图的数字化，传动系统图时传动路线表达式的图形化。它们是传动系统的两种不同表达式。都可以用来

13、计算转速级数和各级转数的大小，传动路线的表达式如下：根据传动系统图或传动路线表达式，该机床主轴正传级数应为：2×32×3×2×2=30（种）反转级数应为：33×2×2=15（种）但因轴到轴之间的4条传动路线传动比是：1=×=2=×3=×=4=×1其中23，所以实际只有3种传动比，因此主轴正传实有级数为：2×32×3×（2×21）=24（种）主轴反转实有级数为：33×（2×21）=12（种）每种转速均可由传动平衡式计算出来，如主轴正传的最

14、低转速为：nmin=1450××0.98×××××=10（r/min）如主轴正传的最高转速为：nmax=1450××0.98×××=1400（r/min）同理可写出其他各级转速的传动平衡式。二、刀架传动刀架可进行纵、横向进给运动和辅助运动，当车螺纹时，刀架纵向运动为单元运动，与另一单元运动，即主轴转动组成复合运动。刀架的运动源仍是主电动机。因车螺纹要求主轴转一周时刀架移动一个被加工螺纹的导程，并且车外圆进给量是以主轴转一周时刀架的移动量来表示，所以分析传动关系时，把主轴作为刀

15、架传动的始端。1.刀架传动系统的组成CA6140车床刀架传动系统组成如下：（1）扩大螺距传动组 轴上的滑移齿轮z58有左右两个位置，从主轴到轴的传动路线如下：显然，当z58在左位传动比为1，在右位传动比为4或16，既是前一条传动比的4倍或16倍。则刀架的位移量扩大了4倍或16倍，因此称为扩大螺距传动。用来增加进给量或扩大螺距。由于扩大螺距的传动路线是主轴传动路线的一部分，所以主轴转速确定后，其扩大倍数也就确定了。（2）变换左右螺纹传动组 为了车削左螺纹和右螺纹，在轴、3根轴的空间位置如图2-2-5所示。当轴上的z33在右位时运动从直接传到轴，用来加工右螺纹；当z33在左位时，运动从轴经轴传到轴

16、，传动比不变，只改变了轴的旋转方向，用来加工左螺纹。图2-2-5 变换左、右螺纹传动组（3）挂轮传动组 CA6140机床的挂轮装在轴和轴上，能配换两种传动比，用以加工不同种类的螺纹，其传动路线为：（4）基本变速组 轴和轴组成了基本变速组，共有8种传动比：这些传动比的分子成等差级数排列，使刀架的移动量也能以等差级数的规律变化。（5）增倍变速组 轴到轴之间的传动路线为：有1/8、1/4、1/2、1等4种传动比，这4种传动比成倍数关系排列，称增倍变速组，使基本组的传动比成互为倍数的分段等级数，以适应车削各种螺纹导程的需要。2.举例为了减轻工人劳动量，缩短辅助运动的时间，CA6140车床有刀架快速移动

17、机构。其传动路线为：电动机2800r/min×13/294/29以下传动路线和工作进给相同，由上可见，工作进给和快速运动都传到了蜗杆轴，为了防止干涉而损坏机床零部件，并在工作进给时也能接通快速运动，节省时间、简化操作，在齿轮z56与轴之间有超越离合器。第三节 切削用量及工作要点一、切削用量切削用量（即切削三要素）是衡量切削运动大小、切削加工质量好坏、刀具磨损、机床动力消耗及生产的重要参数。1.切削速度ve：主运动的线速度。它表示主运动速度大小的参数。单位：米/分钟（m/min）ve=Dn/1000（m/min）式中：D工件待加工表面直径，mm；n车床主轴每分钟转速，r/min。2.进

18、给量f：主运动的一个循环内，刀具和工件之间沿进给方向相对移动距离。它是进给运动大小的参数（mm/r）。进给运动分纵向进给和横向进给。3.切削深度ap：待加工面和已加工面之间垂直距离（单位：mm）。ap=（Dd）/2式中：D待加工面直径，mm；d已加工面直径，mm。在切削加工时，一般按照有关工艺参数切削加工手册来选择切削用量。粗加工时，为了提高成产效率，选用较大的背吃刀量、进给量和较慢的切削速度。精加工时，为了保证工件的尺寸精度、表面粗糙度，应选取较小的背吃刀量、进给量，并相对提高切削速度。二、工作要点1.刻度盘和刻度盘手柄使用在车削过程中，为了正确控制切削深度，必须熟练使用中溜板上的刻度盘。例

19、如CA6140型车床横向丝杠螺距为5mm，刻度盘共100格。刻度盘旋转一周时，丝杠也转一周，螺母带着刀架横向移动一个螺距，故刻度盘每转一格，刀架横向移动的垂直距离为5mm/100=0.05mm。在加工工件时，由于工件时圆周运动，所以车刀从工件表面向中心切削后，切下部分刚好时切削深度的两倍。使用刻度盘时，由于丝杠和螺母之间存在间隙，会产生空行程，使用时必须慢慢把刻线对到所需格数。如不小心多转过几格需退刀时，刻度盘不能直接退到刻度，应反转约一周左右，在转到所需的格数上，如图2-2-6所示。加工工件外圆时，刻度盘手柄顺时针旋转，使刀向工件中心运动称为进刀，反之称为退刀。图2-2-6 消除刻度盘空行程

20、的方法2.对刀 试切 测量对刀、试切、测量时保证工件尺寸的手段，必须熟练掌握。在加工工件时，根据图纸要求，为了保证工件尺寸精度和表面粗糙度，可把车削加工分为粗车和精车两步骤。粗车的目的是尽快从毛坯上切去大部分加工余量，精车时切除粗车加工后剩余的加工余量。复习思考题1.简述常用车床的分类？2.简述CA6140型车床各组成部分的作用？3.根据CA6140型车床的传动系统图写出其主传动路线表达式？4.减速CA6140型车床刀架传动系统的组成，并分别写出其传动路线表达式？5.简要说明车削时的工作要点？第三章 车床的润滑和维护保养第一节 常用车床的润滑方式和作用一、车床润滑的作用为了保证车床的正常运转，

21、减少磨损，延长使用寿命，应对车床的所有摩擦部位进行润滑，并注意日常的维护保养。二、常用车床的润滑方式车床的润滑采用了多种形式。常用的有以下几种：1.浇油润滑常用于外露的滑动表面，如床身导轨面和滑板导轨面等。2.溅油润滑常用于密闭的箱体中。如车床主轴箱中的转动齿轮将箱底的润滑油溅射到箱体上部的油槽中，然后经槽内油孔流到各润滑点进行润滑。3.油绳导油润滑常用于进给箱和溜板箱的油池中。利用毛线既易吸油又易渗油的特性，通过毛线把油引入润滑点，间断地滴油润滑（见图2-3-1a所示）。4.弹子油杯注油润滑常用于尾座、中滑扳摇手柄及三杠（丝杠、光杠、开关杠）支架的轴承处。定期地用油枪端头油嘴压下油杯上的弹子

22、，将油注入。油嘴撤去，弹子又回复原位，封住注油口，以防尘屑入内（见图2-3-1b所示）。图2-3-1 润滑的几种方式 1毛线 2黄油杯 3黄油5.黄油杯润滑常用于交换齿轮箱挂轮架的中间轴或不便经常润滑处。事先在黄油杯中加满钙基润滑脂，需要润滑时，拧进油杯盖，则杯中的油脂就被挤压到润滑点中去（见图2-3-1c所示）。6.油泵输油润滑常用于转速高、需要大量润滑油连续强制润滑的机构。如主轴箱内许多润滑点就是采用这种方式，（见图2-3-2所示）。图2-3-2 主轴箱油泵循环润滑1网式滤油器 2回油管 3油泵 4、6、7、9、10油管 5过滤器 8分油器第二节 常用车床的润滑和日常保养要求一、常用车床的

23、润滑要求如图图2-3-3所示为CA6140型车床润滑系统润滑点的位置示意图。润滑部位用数字标出。图中除所注处的润滑部位是用2号钙基润滑脂进行润滑外，其余各部位都用30号机油润滑。换油时，应先将废油放尽，然后用煤油把箱内冲洗干净后，再注入新机油，注油时应用网过滤，且油面不得低于油标中心线。图中，表示30号机油，其分子数字表示润滑油类型，其分母数字表示两班制工作时换（添）油间隔的天数。主轴箱内的零件用油泵循环润滑或飞溅润滑。箱内润滑油一般三个月更换一次。主轴箱体上有一个油标，若发现油标内无油输出，说明油泵油系统有故障，应立即停车检查断油的原因，待修复后才能开动车床。进给箱内的齿轮和轴承，除了用齿轮

24、飞溅润滑外，在进给箱上部还有用于油绳导油润滑的储油槽，每班应给储油槽加一次油。交换齿轮箱中间齿轮轴轴承是黄油杯润滑，每班一次。7天加一次钙基脂。尾座和中、小滑板受柄及丝杠、光杠、刀架转动部位靠弹子油杯润滑，每班润滑一次。此外，床身导轨、滑板导轨在工作前后都要擦净用油枪加油。图2-3-3 CA6140型车床润滑系统二、车床日常保养的要求为了保证车床的加工精度、延长其使用寿命、保证加工质量、提高生产率，车工除了能熟练地操作机床外，还必须学会对车床进行合理的维护、保养。车床的日常维护、保养要求如下：1.每天工作后，切断电源，对车床各表面、各罩壳、导轨面、丝杠、光杠、各操纵手柄和操纵杆进行擦拭，做到无

25、油污、无铁屑、车床外表清洁。2.每周要求保养床身导轨面和中、小滑板导轨面及转动部位的清洁、润滑。要求油眼畅通、油标清晰，清洗油绳和护床油毛毡，保持车床外表清洁和工作场地整洁。三、车床一级保养的要求通常当车床运行500h后，需进行一级保养。其保养工作以操作工人为主，在维修工人的配合下进行。保养时，必须先切断电源，然后按下述顺序和要求进行。1.主轴箱的保养（1）清洗滤油器、使其无杂物。（2）检查主轴锁紧螺母有无松动，紧定螺钉是否拧紧。（3）调整制动器及离合器摩擦片间隙。2.交换齿轮箱的保养（1）清洗齿轮、轴套，并在油杯中注入新油脂。（2）调整齿轮啮合间隙。（3）检查轴套有无晃动现象。3.滑板和刀架

26、的保养拆洗刀架和中、小滑板，洗净擦干后重新组装，并调整中、小滑板与镶条的间隙。4.尾座的保养摇出尾座套筒，并擦净涂油，以保持内外清洁。5.润滑系统的保养（1）清洗冷却泵，滤油器和盛液盘。（2）保证油路畅通，油孔、油绳、油毡清洁无铁屑。（3）检查油质，保持良好，油杯齐全，油标清晰。6.电器的保养（1）清扫电动机、电气箱上的尘屑。（2）电气装置固定整齐。7.外表的保养（1）清洗车床外表面及各罩盖，保持其内、外清洁，无锈蚀、无油污。（2）清洗三杠。（3）检查并补齐各螺钉、手柄球、手柄。清洗擦净后，各部件进行必要的润滑。四、车床二级保养的要求序号部位内容要求完成一级保养内容符合一级保养规定1主轴变速箱检查、调整离合器及利车带松紧合适2挂轮机构（1）分解挂轮，清洗齿轮、轴、轴套（2）调整丝杠、丝母及楔铁间隙清洗，无毛刺适宜3中拖板及小刀架（1）分解、清洗中拖板及小刀架（2）操纵手柄放置空位，各移动部件放置在合理位置（3）切断电源清洁严格遵守严格遵守4尾座分解、清洁套筒、丝杠及丝母清洁，无毛刺5润滑与冷却装置（1）检查、清洗滤油器、分油器及加油点（2）检查油量（3）按润滑图表规定加注润滑油（4）检查、调整油压（5）清