第五章 车 床

1、第五章第五章 车车 床床 一、一、 车床的用途车床的用途 车床的作用是用各种车刀加工各种回转表面车床的作用是用各种车刀加工各种回转表面( (内外内外圆柱面、圆锥面及成型回转表面圆柱面、圆锥面及成型回转表面) )和回转体的端面及加和回转体的端面及加工螺纹面。工螺纹面。 二、车床的运动二、车床的运动 车床的主运动通常由工件的旋转运动实现，进给车床的主运动通常由工件的旋转运动实现，进给运动由刀具的直线移动来完成运动由刀具的直线移动来完成 。 （一）表面成形运动（一）表面成形运动（1 1） 工件的旋转运动工件的旋转运动 （主运动）（主运动）（2 2）刀具的直线移动）刀具的直线移动 （进给运动）（进给运

2、动） 车外圆车外圆 车端面车端面 车螺纹车螺纹（二）辅助运动（二）辅助运动 刀具的切入（进刀）运动。刀具的切入（进刀）运动。 三、车床的分类三、车床的分类 单立柱立式车床单立柱立式车床数控车床数控车床 CK6463-FK数控分度卡盘车床数控分度卡盘车床CK64150端面数控车床端面数控车床车削加工中心车削加工中心 TNA400车铣中心车铣中心CHD6126车铣中心车铣中心CHD6163车铣中心车铣中心TNA300车铣中心车铣中心 机床传动三部分机床传动三部分 执行件：执行机床的运动执行件：执行机床的运动 运动源：为执行件提供运动和动力运动源：为执行件提供运动和动力 传动装置：传递运动和动力、变

3、速变向传动装置：传递运动和动力、变速变向第一节第一节 CA6140CA6140车床的传动系统车床的传动系统 （一）（一）CA6140CA6140车床的工艺范围车床的工艺范围 可加工轴、套、盘类零件上的回转表面：可加工轴、套、盘类零件上的回转表面：a a 内外圆柱面、圆锥面、成形回转面（配靠模或成内外圆柱面、圆锥面、成形回转面（配靠模或成形车刀）形车刀）b b 端面、环槽、切断端面、环槽、切断 c c 标准和非标准米制、英制、模数、径节螺纹、标准和非标准米制、英制、模数、径节螺纹、大导程螺纹大导程螺纹 d d 钻、扩、铰孔、攻丝、套丝（只能手动进给）钻、扩、铰孔、攻丝、套丝（只能手动进给） e

4、e 滚压、滚花滚压、滚花5.1卧式车床能加工的典型表面卧式车床能加工的典型表面图图3.1 3.1 卧式车床卧式车床(7)铣床 四、四、CA6140卧式车床传动系统卧式车床传动系统 E 主运动传动链：主运动传动链：运动源（主电动机）运动源（主电动机）执行件（主轴）执行件（主轴）E主要功用：主要功用：把动力源的运动及动力传给主轴，使主轴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。带动工件旋转，实现主运动。5.3 CA61405.3 CA6140型卧式车床传动系统图型卧式车床传动系统图图图5.4 CA61405.4 CA6140型卧式车床传动系统图型卧式车床传动系统图（一）主运动传

5、动链（一）主运动传动链CA6140CA6140转速转速E 正转24级转速E 18级低转速6级高转速E 反转12级转速 主轴的各级转速可按下列运动平衡式计算：主轴的各级转速可按下列运动平衡式计算： IVIIIIVIIIIIIIIIIIIIIIIIII电主ZZZZZZ)(1DDnn式中式中 D D、DD主动和从动皮带轮直径；主动和从动皮带轮直径； VV带传动的滑动系数，可取带传动的滑动系数，可取0.020.02； Z Z- - 、 ZZ- - 轴轴和轴和轴 之间相啮之间相啮合的主动齿轮和从动齿轮齿数。合的主动齿轮和从动齿轮齿数。 进给运动传动链两末端件是主轴和刀架，进给运动传动链两末端件是主轴和刀

6、架，其功用是使刀架实现纵向或横向移动及变速与其功用是使刀架实现纵向或横向移动及变速与换向。换向。 2.2.车削螺纹传动路线车削螺纹传动路线 可以车削左旋和右旋的米制、英制、模数制可以车削左旋和右旋的米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹。和径节制四种标准螺纹。 (1).(1).车削米制螺纹车削米制螺纹 进给箱中的离合器进给箱中的离合器M M3 3和和M M4 4脱开，脱开，M M5 5结合。结合。 传动链结构式为传动链结构式为: : 二、进给运动传动链二、进给运动传动链125.4Sinmm倍基uu47 英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数（扣英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数（扣/in/in）表示。

7、英制螺纹的导程）表示。英制螺纹的导程S S1/ 1/ 。按下面的公式换算为毫米单位：。按下面的公式换算为毫米单位：倍基uu14 .2574(58 336310013611258 33 1007525Suu倍主轴）基其运动平衡式为：将将S S25.4/ 25.4/ 代入，得代入，得 (2)(2)车削英制螺纹车削英制螺纹 挂轮用356310010075MM4，进给箱中和接合，M 脱开。倍基uukm47mSKmmm其运动平衡式为其运动平衡式为(5833641002525361125833 10097363625mSuu基倍主轴）化简后，得化简后，得 车削模数螺纹时，交换齿轮为64/100100/97

8、以得到特殊因子。其余的传动路线与米制相同。（3 3）车削径节螺纹和车削径节螺纹和模数螺纹 用模数m表示螺距的大小，导程为 需要啮合齿式离合器，导程 依靠调整挂轮的传动比 来实现，其运动平衡式为： S工挂u5833125833Slu工挂（主轴）挂轮的换置公式为dcbau挂 （4）.车削非标准螺纹和精密螺纹 离合器 M3、M4、M5全部接合。A、b、c、d的齿数可以任选，可以得到任意的传动比。第二节第二节 CA6140CA6140型卧式车床的主要结构型卧式车床的主要结构主轴箱主轴箱 功能是支承主轴，并实现其开、停、换 向、制动和变速，把进给运动从主轴传向进给系统。 其包括的主要机构和零件包括有：卸

9、荷带轮 、双向多片摩擦离合器及其操纵机构 、主轴组件 、变速操纵机构 。溜板箱溜板箱 功用是将进给运动或快速移动由进给 箱或快速移动电动机传给溜板和刀架，使刀架实现纵，横向和正、反向机动走刀或快速移动。其包括的主要机构有：开合螺母机构 、纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构 、互锁机构 、安全离合器 。机床变速机构（3）离合器变速机构离合器：指能将轴及轴上传动件按工作需要随时接通或分离，实现机床启、停、换向及过载保护等功能的构件。 牙嵌式 内齿式啮合式离合器特点：结构简单、紧凑，结合 可靠，传动比准确；但 不易在运动中随时啮合摩擦式离合器特点：结合方便，可在运动中 随时接通；但尺寸较大， 传

10、动比不准滑移齿轮变速机构 滑移齿轮变速机构通过与轴键链接的齿轮的位置变换，使不同齿数的齿轮对啮合，获得不同传动比。 特点：结构简单、紧凑，传动平稳，传动比准确；变速时需 停车。应用：广泛常用类型：双联和三联滑移齿轮变速机构。 滑移齿轮可作成整体式或拼装式，各具特点。若想获得四个及以上传动比，为方便滑移齿轮的制造，往往将齿轮块分组实现。但应注意互锁。图图5-6 5-6 双向多片摩擦离合器双向多片摩擦离合器磨擦离合器磨擦离合器离合器和制动器操纵机构离合器和制动器操纵机构 图示为集中式操纵机构，可同时操纵离合器和制动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下：当手把18向上扳动时，拉杆20

11、外移，齿扇17顺时针方向转动，带动齿条轴22右移，通过拨叉23使 滑套12右移，压下羊角形摆块6的右角，使推拉杆7向左移，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把18向下扳动，推拉杆7右移，右离合器接合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆7处于中间位置，左、右离合器均不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴22上的凸起部分正压在制动器杠杆14的下端，制动带15被拉紧，使主铀制动。制动器制动器（四）变速操纵机构（四）变速操纵机构变速操纵机构变速操纵机构图示图示 为为轴上双联滑移齿轴上双联滑移齿轮和轮和轴上三联滑移齿轮轴上三联滑移齿轮的操纵机构。转动手柄，的操纵机构。转动手柄，通过链传动带动轴通过链传

12、动带动轴4 4上的曲上的曲柄柄2 2和盘形凸轮和盘形凸轮3 3转动，链转动，链传动的传动比为传动的传动比为1 1：1 1，即，即手柄轴和轴手柄轴和轴4 4同步转动。曲同步转动。曲柄柄2 2上的拔销伸入拨叉上的拔销伸入拨叉1 1的长槽中，当曲柄转动时，通过拨叉的长槽中，当曲柄转动时，通过拨叉1 1使三联齿轮沿轴使三联齿轮沿轴左右左右移换位置。凸轮转动时，通过伸入曲线槽的圆销、杠杆移换位置。凸轮转动时，通过伸入曲线槽的圆销、杠杆5 5和拨和拨叉叉6 6，使双联齿轮沿轴，使双联齿轮沿轴移换位置。移换位置。二、二、 纵、横向机动进给操纵机构纵、横向机动进给操纵机构 图示 为纵、横向机动进给操纵机构的结

13、构原理图。当需要纵向进给时，扳动手柄当需要纵向进给时，扳动手柄1 1向左或向右，向左或向右，使手柄1绕销轴2左、右摆动，手柄座3下端的开口槽拨动轴5上的球头销4左、右移动，轴5左端的开口槽推、拉杠杆11，使连杆12左右移动，连杆12左端通过销子推、拉凸轮13转动，凸轮13上的曲线槽通过销子14使拨叉16向里或向外移动，从而带动离合器M8，使之与轴 XX上的两个空套齿轮中的一个的端面齿啮合，实现向左或向右的纵向机动进给。 当向里或向外扳动手柄当向里或向外扳动手柄1 1时，带动轴时，带动轴2323连同其左端的凸轮连同其左端的凸轮2222转动，凸轮转动，凸轮2222上的曲线槽通过圆销上的曲线槽通过圆

14、销1919使摆杆使摆杆2020摆动，摆杆另一端的圆销摆动，摆杆另一端的圆销1919推动拨叉推动拨叉1717向里或向里或向外移动，使离合器向外移动，使离合器M9M9与轴与轴XXVXXV上两个空套齿轮中的一个端面齿啮合，实现向上两个空套齿轮中的一个端面齿啮合，实现向里或向外的横向机动进给。里或向外的横向机动进给。 当手柄当手柄1 1处于中间位置时，离合器处于中间位置时，离合器M8M8和和M9M9也处于中间位置，此时设有纵、也处于中间位置，此时设有纵、横向机动进给。横向机动进给。当手柄1扳至左、右、里、外任一位置，并同时按下手柄1顶端的按钮S时，刀架即在相应方向作快速移动。超越离合器超越离合器机床保

15、险机构 防止因误操作或其它可能引发事故，确保安全。（1）保险装置 防止荷载较大超出额定范围或荷载过大而引发事故。 过载保险装置：传递动力超过额定值的25时，通过连接件的分离、切断或打滑来限制或中断动力传递，常用安全离合器事故保险装置：过载额度较大（超额定值125150%），传动链中设置薄弱环节，如剪断销图5.9 安全离合器 第三节 其他通用车床立式车床立式车床1 1底座；底座；2 2工作台；工作台；3 3侧刀架；侧刀架；4 4立柱；立柱；5 5垂直刀架；垂直刀架；6 6横梁；横梁；7 7顶梁顶梁第三节 其它车床其它车床单立柱立式车床单立柱立式车床立式车床的主要特点是工作台处于水平位置，且可承受

16、较大的质量，工件的安装与校正都较为方便。适用于直径较大的重型盘类零件的加工。见下图。 第四节第四节 车床刀具车床刀具图图5.12 5.12 车刀主要类型车刀主要类型1-1-端面车刀；端面车刀；2-2-仿形车刀；仿形车刀；3-3-车槽刀；车槽刀；4-4-外圆车刀；外圆车刀；5-5-螺纹车刀螺纹车刀 用以加工外圆、内孔、端面、螺纹以及车槽和车齿等，其主用以加工外圆、内孔、端面、螺纹以及车槽和车齿等，其主要类型如下图：要类型如下图：一、车刀的种类和用途一、车刀的种类和用途 1 1。车刀的类型车刀的类型. . 整体车刀整体车刀 焊接车刀焊接车刀 机夹车刀机夹车刀 可转位车刀可转位车刀 成形车刀：用在各

17、类车床上加工内，外回成形车刀：用在各类车床上加工内，外回转体成形表面，其刀形根据工件轮廓设计。该转体成形表面，其刀形根据工件轮廓设计。该种车刀有平体，棱体，圆体三种型式。种车刀有平体，棱体，圆体三种型式。二、常用车刀的结构二、常用车刀的结构硬质合金焊接车刀硬质合金焊接车刀2 2、焊接车刀、焊接车刀a a）平体螺纹梳刀）平体螺纹梳刀 b b）棱体螺纹梳刀）棱体螺纹梳刀 c c）圆体螺纹）圆体螺纹梳刀梳刀 螺纹梳刀示意图螺纹梳刀示意图车削成形面车削成形面 用成形车刀车成形面用成形车刀车成形面11成形刀成形刀 22燕尾燕尾 33夹紧螺钉夹紧螺钉 44夹持体夹持体车削螺纹车削螺纹样板安装螺纹车样板安装

18、螺纹车 3 3、可转位车刀、可转位车刀2）可转位刀片标记方）可转位刀片标记方法法（表（表5-26）1 1）可转位车刀的组成）可转位车刀的组成 超硬刀具材料包括天然金刚石、聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼三种。金刚石刀具主要用于加工高精度及粗糙度很低的非铁金属、耐磨材料和塑料，如铝及铝合金、黄铜、预烧结的硬质合金和陶瓷、石墨、玻璃纤维、橡胶及塑料等。立方氮化硼主要用于加工淬硬钢、喷涂材料、冷硬铸铁和耐热合金等。 天然金刚石是自然界最硬的材料，根据其质量的不同，硬度范围为HK800012000（HK，Knoop硬度，单位kgf/mm2），密度为3.483.56。由于天然金刚石是一种各向异性的单晶体，因此，在晶体上的取向不同，耐磨性及硬度也有差异，其耐热性为700800