机械制造技术：车床

机械制造技术：车床一、车床1.应用：主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面，圆锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些车床可以加工螺纹面。2.运动：车床的主运动是由工件的旋转运动实现的；车床的进给运动则由刀具的直线移动完成的。3.分类：车床种类繁多，按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，彷形车床及多刀车床，专门化车床。（一）CA6140型卧式车床1.工艺范围：很广，它适用于加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的回转表面，如：内圆柱面，圆锥面，环槽及成形回转表面；端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔，扩孔，铰孔，和滚花等工艺.2.机床布局及主要级数性能由于卧式车床主要加工轴类和直径不太大的盘套类零件，所以采用卧式布局其主要性能：机床的主要技术性能：床身上最大工件回转直径400mm最大工件长度750；1000；1500；2000mm刀架上最大工件回转直径210mm主轴转速：正转24级10～1400r/min反转12级14～1580r/min进给量：纵向64级0.028～6.33mm/r横向64级0.014～3.16mm/r车削螺纹范围：米制螺纹44种P=1～192mm英制螺纹20种α=2～24牙/in模数螺纹39种m=0.25～48mm径节螺纹37种DP=1～96牙/in主电机功率：7.5kW3．卧式车床的传动系统主运动传动链：两个末端分别是主电动机和主轴，它的功用是把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。进给运动传动链：两个末端分别是主轴和刀架，其功用是使刀架实现纵向或横向移动及变速与换向。⑴主运动传动链主运动传动链的两末端件是主电动机与主轴，它的功用是把动力源(电动机)的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。1）主运动传动路线主运动的动力源是电动机，执行件是主轴。运动由电动机经V带轮传动副φ130/φ230传至主轴箱中的轴Ⅰ。轴I上装有双向多片摩擦离合器M1，离合器左半部接合时，主轴正转；右半部接合时，主轴反转；左右都不接合时，轴Ⅰ空转，主轴停止转动。轴I运动经M1→轴Ⅱ→轴Ⅲ，然后分成两条路线传给主轴：当主轴Ⅵ上的滑移齿轮（Z=50）移至左边位置时，运动从轴Ⅲ经齿轮副63/50直接传给主轴Ⅵ，使主轴得到高转速；当主轴Ⅵ上的滑移齿轮（Z=50）向右移，使齿轮式离合器M2接合时，则运动经轴Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ传给主轴Ⅵ，使主轴获得中、低转速。主运动传动路线表达如下：由传动系统图和传动路线表达式可以看出，主轴正转时，轴Ⅱ上的双联滑移齿轮可有两种啮合位置，分别经56/38或51/43使轴Ⅱ获得两种速度。其中的每种转速经轴Ⅲ的三联滑移齿轮39/41或30/50或22/58的齿轮啮合，使轴Ⅲ获得三种转速，因此轴Ⅱ的两种转速可使轴Ⅲ获得2x3＝6种转速。经高速分支传动路线时，由齿轮副63/50使主轴Ⅵ获得6种高转运。经低速分支传动路线时，轴Ⅲ的6种转速经轴Ⅳ上的两对双联滑移齿轮，使主轴得到6×2×2＝24种低转速。因为轴Ⅲ到轴V间的两个双联滑移齿轮变速组得到的四种传动比中，有两种重复，即基本相等，因此经低速传动路线时，主轴Ⅵ获得的实际只有6×（4－1）=18级转速，其中有6种重复转速。同理，主轴反转时，只能获得3十3×(2×2—1)＝12级转速。（2）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，其作用是实现刀具纵向或横向移动及变速与换向。它包括车螺纹进给运动传动链和机动进给运动传动链。1）车螺纹进给运动传动链CA6140型普通车床可以车削米制、英制、模数和径节四种螺纹。车削螺纹时，主轴与刀架之间必须保持严格的传动比关系，即主轴每转一转，刀架应均匀地移动一个导程P。由此可列出车削螺纹传动链的运动平衡方程式为：运动平衡式1主轴×uS丝＝S式中——从主轴到丝杠之间全部传动副的总传动比——机床丝杠的导程，CA6140型车床＝12mm；P——被加工工件的导程（mm）。a）车削米制螺纹①车削米制螺纹的传动路线车削米制螺纹时，运动由主轴Ⅵ经齿轮副58/58至轴Ⅸ，再经三星轮换向机构33/33（车左螺纹时经33/25×25/33）传动轴Ⅹ，再经挂轮63/100×100/75传到进给箱中轴XⅢ，进给箱中的离合器M3和M4脱开，M5接合，再经移换机构的齿轮副25/36传到轴ⅪV，由轴ⅪV和XV间的基本变速组、移换机构的齿轮副25/36×36/25将运动传到轴ⅩⅥ，再经增倍变速组传至轴ⅩⅧ，最后经齿式离合器M5，传动丝杠ⅩⅨ，经溜板箱带动刀架纵向运动，完成米制螺纹的加工。其传动路线表达如下：②车削米制螺纹的运动平衡式由传动系统图和传动路线表达式，可以列出车削米制螺纹的运动平衡式：S=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7u基u倍式中u基、u倍——分别为基本变速组传动比和增倍变速组传动比。进给箱中的基本变速组为双轴滑移齿轮变速机构，由轴ⅪV上的8个固定齿轮和和轴XV上的四个滑移齿轮组成，每个滑移齿轮可分别与邻近的两个固定齿轮相啮合，共有8种不同的传动比：不难看出，除了和外，其余的6个传动比组成一个等差数列。改变的值，就可以车削出按等差数列排列的导程组。可得8×4=32种导程值，符合标准的只有20种，通过背轮可车24种大螺距螺纹表4-5CA6140型普通车床米制螺纹导程（单位：mm）基本组导程P增倍组－－1－－1.25－1.5－1.7522.25－2.5－3－3.544.5－55.56－789－101112b）车削英制螺纹英制螺纹是英、美等少数英寸制国家所采用的螺纹标准。我国部分管螺纹也采用英制螺纹。英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数α(扣/in)表示，其标准值也按分段等差数列的规律排列。英制螺纹的导程。由于CA6140型车床的丝杠是米制螺纹，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Sa=KPa=K×25.4/a车削英制螺纹时，对传动路线作如下变动，首先，改变传动链中部分传动副的传动比，使其包含特殊因子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：Sm=1×58/58×33/33×63/100×100/75×1/u基×36/25×u倍×12=4/7×25.4×u倍/u基a=7K/4×u基/u倍（扣/英寸）c）车削模数螺纹模数螺纹主要用在米制蜗杆中，模数螺纹螺距P=πm，P也是分段等差数列。所以模数螺纹的导程为：Pm=Kπm式中Pm—一模数螺纹的导程（mm）；k—一螺纹的头数；m——螺纹模数。模数螺纹的标准模数m也是分段等差数列。车削时的传动路线与车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π因子，因此车削模数螺纹时所用的挂轮与车削米制螺纹时不同，需用来引入常数π，其运动平衡式为Sm=1×58/58×33/33×64/100×100/97×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7π/4u基u倍m=7u基u倍/(4K)上式中，其绝对误差为0.00004，相对误差为0.00009，这种误差很小，一般可以忽略。d）车削径节螺纹?径节螺纹主要用于同英制蜗轮相配合，即为英制蜗杆，其标准参数为径节，用DP表示，其定义为：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。根据径节的定义可得蜗轮齿距为：DP＝Z/D分PDP=D分π/Z=π/DP吋式中z一—蜗轮的齿数；D——蜗轮的分度圆直径（in）。只有英制蜗杆的轴向齿距与蜗轮齿距π/DP相等才能正确啮合，而径节制螺纹的导程为英制蜗杆的轴向齿距为SDP=KPDP=Kπ/DP×25.4mmSDP=1×58/58×33/33×64/100×100/97×1/u基×36/25×u倍×12=π/7×25.4×u倍/u基mmDP=7Ku基/u倍牙/英寸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螺纹相同，只是含有特殊因子25.4π。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，其运动平衡式为：e）车削非标准螺纹和精密螺纹所谓非标准螺纹是指利用上述传动路线无法得到的螺纹。这时需将进给箱中的齿式离合器M1、M4和M5全部啮合，被加工螺纹的导程依靠调整挂轮的传动比来实现。其运动平衡式为：S=KP非=1×58/58×33/33×u挂×12u挂=a/b×c/d=S/12=KP非/12所以，拄轮的换置公式为（3）机动进给运动传动链机动进给传动链主要是用来加工圆柱面和端面，为了减少螺纹传动链丝杠及开合螺母磨损，保证螺纹传动链的精度，机动进给是由光杠经溜扳箱传动的。1）纵向机动进给传动链CA6140型车床纵向机动进给量有64种。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时，可获得正常进给量。这时的运动平衡式为：可得到32种正常进给量（范围为0.08~1.22mm/r），其余32种进给量可分别通过英制螺纹传动路线和扩大导程传动路线得到。2）横向机动进给传动链由传动系统图分析可知，当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，所得到的横向进给量是纵向进给量的一半，横向与纵向进给量的种数相同，都为64种。3）刀架快速机动移动为了缩短辅助时间，提高生产效率，CA6140型卧式车床的刀架可实现快速机动移动。刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机(P=0.25kw，n=2800r／min)传动，经齿轮副18/24使轴ⅩⅫ高速转动，再经蜗轮蜗杆副4/29、溜板箱内的转换机构，使刀架实现纵向或横向的快速移动。快移方向由溜板箱中双向离合器M6和M7控制。其传动路线表达式为：4.CA6140卧式车床的主要结构Ⅰ.主轴箱：车床的主要部件，其主要功能是支撑主轴，并实现其开，停换向，制动和变速；把进给运动及主轴传向进给系统。Ⅱ.溜板箱：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，横向或正，反向机动走刀或快速移动.（二）其他车床（1）立式车床（分单柱式和双柱式）:一般用于加工直径大，长度短且质量较大的工件。立式的工作台的台面是水平面，主轴的轴心线垂直于台面，工作的矫正，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。（2）转塔车床除了由前刀架外，还有以个转塔刀架。转塔刀架由六个装刀位置，可以沿床身导轨做纵向进给，每一个刀位加工完毕后，转塔刀架快速返回，转动60度。更换到下一个刀位进行加工。二、车