车床培训讲学

1、车床3.检验项目检验项目 机床的精度是设计装配质量的体现，是设备性能的保证，各类车床的精度检验项目有20项左右，可归纳为： (1)几何精度，即机床基础件的精度，它是决定加工性能的基本条件。主要包括：床身导轨的直线度、主轴回转精度、溜板、尾座等移动部件的移动方向与导轨、主轴回转轴线的平行度或垂直度等。 (2)传动精度，是指内联系统传动链两端件运动相互关系的准确度，车床主要是指主轴和丝杠间传动链精度。 (3)定位精度，是指机床某运动部件从某一位置到达预定的另一理论位置和运动所达实际位置的差值。数控机床对定位精度要求很高。 (4)工作精度，即机床加工精度，包括：精车外圆的圆度，即在纵截面内直径的一致

2、性、精车端面的平面度和精车螺纹的螺距累积误差等。第一节概述一、表面成形运动(1)工件的旋转运动。 车床通常以工件的旋转运动作为主运动，用n(rmin)表示。主运动是实现切削最基本的运动，其特点是速度高且消耗的动力较大。(2)刀具的移动。 这是车床的进给运动，常用f（mmr)表示。进给运动方向可以是平行于工件的轴线或垂直于工件轴线，也可以是与中心线成一定角度或做曲线运动。进给运动速度较低，所消耗的动力也较少。二、辅助运动为成形运动创造条件的运动称为辅助运动。 切入运动和分度运动。 卧式车床上的切入运动通常与进给运动的方向相垂直，且由工人手动操纵刀架来实现。 刀架纵向及横向的快速移动。第二节第二节

3、 卧式车床的工艺范围和布局卧式车床的工艺范围和布局 （自学）（自学） 机床的主要技术性能机床的主要技术性能：床身上最大工件回转直径床身上最大工件回转直径-400mm最大工件长度最大工件长度-650；900；1400；1900mm刀架上最大工件回转直径刀架上最大工件回转直径-210mm主轴转速：正转主轴转速：正转 24级级-101400r/min反转反转 12级级- - 141580r/min进给量：进给量： 纵向纵向 64级级-0.0286.33mm/r横向横向 64级级-0.0143.16mm/r车削螺纹范围：米制螺纹车削螺纹范围：米制螺纹 44种种-P=1192mm英制螺纹英制螺纹 20种

4、种-=224牙牙/in模数螺纹模数螺纹 39种种-m=0.2548mm径节螺纹径节螺纹 37种种-DP=196牙牙/in主电机功率：主电机功率：-7.5kW第三节CA6140型车床的传动系统 CA系列产品，以“A”型号为基型，派生出几种变形产品。床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中类淬火，经久耐磨。机床操作灵便集中，溜板设有快移机构。采用单手柄形象化操作，宜人性好。机床结构刚度与传动刚度均高于一般车床，功率利用率高，适于强力高带切削。主轴孔径大，可选用附件齐全。CA6140ACA6240ACA6150ACA6250ACA6161ACA6261A 主轴的转动-工件通过卡盘等夹具装夹在主轴

5、的前端，由主轴带动工件按照规定的转速旋转，以实现主运动。 刀架部件的移动-进给箱带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。实现进给运动 在普通车床的床身的右端装有尾座，其上可装后顶尖，以支承长工件的另一端，也可以安装孔加工刀具，以进行孔加工。尾座可沿床身顶面的一组导轨（尾座导转作纵向调整移动，以适应加工不同长度工件的需要。 （2）传动系统）传动系统 动画：CA6140主传动系统1）主运动传动链）主运动传动链 轴轴的运动可通过轴的运动可通过轴、间三对齿轮中的任一对传至轴间三对齿轮中的任一对传至轴，故轴，故轴获得获得2 3=6种转速。种转速。轴轴传往主轴有传往主轴有2条

6、路线：条路线： 高速传动路线高速传动路线 主轴上的滑移齿轮主轴上的滑移齿轮50向左移，使之与轴向左移，使之与轴上右端的上右端的齿轮齿轮63啮合，运动由轴啮合，运动由轴经齿轮副经齿轮副6350直接传给主轴，得到直接传给主轴，得到4501400rmin的的6级高转速。级高转速。 低速传动路线低速传动路线 主轴上的滑移齿轮主轴上的滑移齿轮50移至右端，使其与主轴上的齿移至右端，使其与主轴上的齿式离合器式离合器M2啮合。轴啮合。轴的运动经齿轮副的运动经齿轮副2080或或5050传给轴传给轴，又，又经齿轮副经齿轮副2080或或5150传给轴传给轴，再经齿轮副，再经齿轮副2658和齿式离合器和齿式离合器M

7、2传至主轴，使主轴获得传至主轴，使主轴获得10500rmin的中低转速。的中低转速。 VIMVIVIIIIIVIIMMI5063582650518020505080205030582241393034345043513856230130211右左电动机传动路线表达式表示如下：传动路线表达式表示如下： 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： 1VIIIIVIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIZZZZZZDDnn电主2）进给运动传动链）进给运动传动链 进给运动传动链的两个末端件分别是主轴和刀架，其功用是使刀架进给运动传动链的两个末端件分别是主轴和刀架，其功

8、用是使刀架实现纵向或横向移动及变速与换向。实现纵向或横向移动及变速与换向。车削螺纹传动路线车削螺纹传动路线 CA6140能车削能车削米制、英制、模数制和径节制米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹，四种标准螺纹，此外，还可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。既可以车削右旋此外，还可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。既可以车削右旋螺纹，也可以车削左旋螺纹。螺纹，也可以车削左旋螺纹。车削螺纹时传动链的运动平衡式为：车削螺纹时传动链的运动平衡式为：工丝主轴LLu1 a米制螺纹米制螺纹 标准米制螺纹导程标准米制螺纹导程 （mm） 11.251.51.7522.252.533.544.555.5678

9、9101112车削米制螺纹的运动平衡式为：车削米制螺纹的运动平衡式为：化简后得：化简后得： 由上式可知，如适当选择由上式可知，如适当选择U基基和和U倍倍值，就可得到米制螺纹导程值，就可得到米制螺纹导程L的各值。的各值。 mmuuL122536362536257510010063333358581倍基主轴倍基uuL7 进给箱中的基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，由轴进给箱中的基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，由轴XIII上的上的8个固定齿轮和轴个固定齿轮和轴XIV上的四个滑移齿轮组成，共有上的四个滑移齿轮组成，共有8种传动比（除种传动比（除U基基1 、 U基基5外外成等差数列排列成等差数列排列）

10、。）。 75 . 628261基u7728282基u7828323基u7928364基u75 . 914195基u71014206基u71121337基u71221368基u 增倍变速组由轴增倍变速组由轴XVXVII间的三轴滑移齿轮机构组成。可变换间的三轴滑移齿轮机构组成。可变换4种传动比（种传动比（成等比数列排列成等比数列排列）。）。 81481545181倍u 41481535282倍u 21283545183倍u1283535284倍ub模数螺纹模数螺纹模数螺纹主要用在米制蜗杆中，用模数模数螺纹主要用在米制蜗杆中，用模数m表示螺距的大小。表示螺距的大小。螺距与模数的关系为螺距与模数的关系

11、为 （mm）所以模数螺纹的导程为所以模数螺纹的导程为 （mm），式中），式中k为螺纹的头数。为螺纹的头数。 模数螺纹的标准模数模数螺纹的标准模数m也是分段等差数列。也是分段等差数列。车削时的传动路线与车车削时的传动路线与车削米制螺纹的传动路线基本相同。削米制螺纹的传动路线基本相同。 由于模数螺纹的螺距中含有由于模数螺纹的螺距中含有 因子，因此用挂轮因子，因此用挂轮 来引入常来引入常数数 ，其运动平衡式为，其运动平衡式为 mPmmkLm9710010064122536362536259710010064333358581倍基主轴uuLmc. 英制螺纹英制螺纹 英制螺纹在英、美等英寸制国家中广泛应

12、用，我国部分管螺纹也采英制螺纹在英、美等英寸制国家中广泛应用，我国部分管螺纹也采用英制螺纹。英制螺纹的标准值以每英寸长度上的螺纹扣数用英制螺纹。英制螺纹的标准值以每英寸长度上的螺纹扣数 （扣（扣in）表示，表示，其标准值也按分段等差数列的规律排列。其标准值也按分段等差数列的规律排列。英制螺纹的导程英制螺纹的导程L 1 （in）。由于）。由于CA6140型车床的丝杠是米制螺纹，所以被加工的英制型车床的丝杠是米制螺纹，所以被加工的英制螺纹也应换算成以毫米为单位的相应导程值，即螺纹也应换算成以毫米为单位的相应导程值，即 车削英制螺纹时，对传动路线作如下变动。首先，使传动链的传动车削英制螺纹时，对传动

13、路线作如下变动。首先，使传动链的传动比包含特殊因子比包含特殊因子25.4；其次，将基本组两轴的主、被动关系对调，以便；其次，将基本组两轴的主、被动关系对调，以便使分母为等差级数。其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。其运使分母为等差级数。其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。其运动平衡式为：动平衡式为： mminL4 .251倍基倍基主轴uuuuL14 .257412253617510010063333358581d径节螺纹径节螺纹 径节螺纹主要用于英制蜗杆，其标准值用径节径节螺纹主要用于英制蜗杆，其标准值用径节DP表示。径节代表齿表示。径节代表齿轮或蜗轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数，故

14、英制蜗杆的轴向齿距为轮或蜗轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数，故英制蜗杆的轴向齿距为 mm 标准径节的数列也是分段等差数列。标准径节的数列也是分段等差数列。径节螺纹的导程排列的规律与英制径节螺纹的导程排列的规律与英制螺纹相同，只是含有特殊因子螺纹相同，只是含有特殊因子25.4 。车削径节螺纹时，可采用英制螺。车削径节螺纹时，可采用英制螺纹的传动路线，但挂轮需换为纹的传动路线，但挂轮需换为 ，其运动平衡式为，其运动平衡式为 ： 式中式中 DPkinDPLDP4 .25971001006412253619710010064333358581倍基主轴uuLDP844 .2525369710010064

15、 小结：小结：车削米制螺纹：车削米制螺纹：车削模数制螺纹：用挂轮引入车削模数制螺纹：用挂轮引入 ，其余同，其余同米制螺纹米制螺纹车削英制螺纹：分母为等差级数。将车削米制螺纹时的基本组两轴的车削英制螺纹：分母为等差级数。将车削米制螺纹时的基本组两轴的主、被动关系对调，主、被动关系对调，其余同其余同米制螺纹米制螺纹车削径节制螺纹：分母为等差级数，同时用挂轮引入车削径节制螺纹：分母为等差级数，同时用挂轮引入 。倍基uuL7e. 非标准螺纹和精密螺纹非标准螺纹和精密螺纹 此时需将进给箱中的齿式离合器此时需将进给箱中的齿式离合器M3、M4和和M5全部啮合，被加工螺全部啮合，被加工螺纹的导程纹的导程L工工

16、依靠调整挂轮的传动比依靠调整挂轮的传动比u挂来实现。其运动平衡式为挂来实现。其运动平衡式为 mm挂轮的换置公式为挂轮的换置公式为 12333358581挂主轴工uL12工挂Ldcbau纵向和横向进给传动链纵向和横向进给传动链 为了减少丝杠的磨损和便于操纵，机动进给是由光杠经溜板箱传动为了减少丝杠的磨损和便于操纵，机动进给是由光杠经溜板箱传动的。的。a纵向进给传动链纵向进给传动链 CA6140型车床纵向机动进给量有型车床纵向机动进给量有64种。当运动由主轴经正常导程种。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时的运动平衡式为的米制螺纹传动路线时的运动平衡式为化简后可得化简后可得 rmmuuf12

17、5 . 28028483030402945632323656282536362536257510010063333358581倍基主轴纵倍基纵uuf71. 0b横向进给传动链横向进给传动链 通过运动平衡式的计算可知，当横向机动进给与纵向进给的传动路线通过运动平衡式的计算可知，当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，所得的横向进给量为纵向进给量的一半，横向与纵向进给量的一致时，所得的横向进给量为纵向进给量的一半，横向与纵向进给量的种数相同。种数相同。c刀架快速移动刀架快速移动 刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机（刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机（0.25kW，2800rmin）传

18、动，刀架快速纵向右移的速度为）传动，刀架快速纵向右移的速度为 min76. 4125 . 280284830304029429132800mv快纵右第四节第四节 CA6140的主要结构的主要结构 主要机构：主要机构：（1）主轴组件主轴组件（2）卸荷带轮卸荷带轮（3）双双向多片摩擦离合器、制动器及其操向多片摩擦离合器、制动器及其操纵机构纵机构 （4）变速操纵机构变速操纵机构 一一. 主轴箱主轴箱 支承主轴和使其旋转，及实现开动、停止变速支承主轴和使其旋转，及实现开动、停止变速等，并把进给运动从主轴传往进给运动系统，等，并把进给运动从主轴传往进给运动系统，使进给系统实现换向和扩大螺距。使进给系统实

19、现换向和扩大螺距。 1. 卸荷带轮卸荷带轮 花键套法兰结构图结构图b. 双向多片摩擦离合器及其操纵机构双向多片摩擦离合器及其操纵机构 （a）c. 变速操纵机构变速操纵机构 2.溜板箱溜板箱a. 开合螺母机构开合螺母机构 销子b纵、横向机动进给和快速移动的操纵机构纵、横向机动进给和快速移动的操纵机构 c互锁机构互锁机构 纵向、横向进给运动是通过十字滑槽互锁的。纵向、横向进给运动是通过十字滑槽互锁的。 纵向、横向进给运动与丝杆传动不能同时接通。纵向、横向进给运动与丝杆传动不能同时接通。开合螺母合上中间位置钢球压下横向纵向d. 安全离合器安全离合器 为避免进给力过大或刀架移动受阻导致机床损坏，为避免

20、进给力过大或刀架移动受阻导致机床损坏，CA6140安装了安全离合器，起安全保护作用。当过载消失安装了安全离合器，起安全保护作用。当过载消失后，机床可自动恢复正常工作。后，机床可自动恢复正常工作。 2数控车床与车削中心数控车床与车削中心 与普通车床相比，数控车床的纵向和横向运动都分别采用一个伺与普通车床相比，数控车床的纵向和横向运动都分别采用一个伺服电动机驱动。数控车床在主运动系统中安装了主轴脉冲发生器，当服电动机驱动。数控车床在主运动系统中安装了主轴脉冲发生器，当主轴每转一转时，主轴脉冲发生器发出一固定数目的脉冲，例如主轴每转一转时，主轴脉冲发生器发出一固定数目的脉冲，例如1024p/r，当检测到，当检测到1024p时，表示轴（带工件）旋转了时，表示轴（带工件）旋转了1转，计算机指转，计算机指挥纵向伺服电机旋转挥纵向伺服电机旋转 。X轴Z轴 数控车床的主轴一般是卧式的（即水平方向），按数控车床的主轴一般是卧式的（即水平方向），按ISO规定，数控机床的规定，数控机床的Z坐标与主轴同方向坐标与主轴同方向。 所以，所以，数控车床刀架纵向移动为数控车床刀架纵向移动为Z向，横向移动（即工向，横向移动（即工件的径向）为件的径向）为X方向。方向。当当Z与与X协调运动时，可形成各种复协调运动时，可形成各种复杂的平面曲线，以这条曲线为母线绕工件旋转时（主轴带动杂的平面曲线，以这条曲