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模块一 CA6140车削概论
任务1 认识CA6140型车床的结构
知识点
◎ CA6140型车床部件及其作用
◎ CA6140型车床传动系统简介
◎ 车床型号简介
技能点
◎ 认识CA6140型车床的结构与传动系统

一、任务分析
在各类金属切削机床中,车床是应用最多、最广泛的一种机床，在一般机械加工车间的机床配置中，车床约占50%。卧式车床在车床中使用最多，它适合于单件、小批量的轴类、盘类工件加工。车工应该了解车床的基本结构，能够正确操操作和维护车床。
二、相关专业知识
1．CA6140型车床的结构
CA6140型车床的结构如图1－1所示。
图1－1 CA6140型车床
1－主轴箱 2－刀架 3－冷却、照明装置 4－尾座 5－床身 6、11－床脚
7－丝杠 8－操纵杠 9－溜板箱 10－光杠 12－进给箱 13－交换齿轮箱
（1）床身
床身是车床的大型基础部件，有两条精度很高的V形导轨和矩形导轨，主要用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。
（2）主轴箱
主轴箱1支撑主轴并带动工件做旋转主运动。箱内装有齿轮、轴等，组成变速传动机构。变换主轴箱外的手柄位置可使主轴得到多种转速，并带动装在卡盘上的工件旋转，以实现车削。
（3） 交换齿轮箱
交换齿轮箱13把主轴的转动传递给进给箱。交换齿轮箱接受主轴箱传递的转动，并由此传递给进给箱。它由多级齿轮啮合，通过更换箱内齿轮搭配或配合进给箱，完成车削螺纹或车削时纵、横向进刀的需要。
（4）进给箱（又称变速箱）
进给箱12接受交换齿轮箱传递的转动，并由此传递给光杠或丝杠，完成机动进给，实现车削旋转表面和车削各种螺纹。
（5）溜板箱
溜板箱10接受光杠或丝杠传递的运动，以驱动床鞍和中、小滑板及刀架实现车刀的纵向或横向运动；操纵箱外的手柄或按钮可以实现机动、手动、车螺纹及快速移动等运动。
（6）刀架部分
刀架部分2由床鞍、两层滑板（中、小滑板）与刀架体共同组成，用于装夹车刀并带动车刀作纵向、横向、斜向运动和曲线运动。沿工件轴线方向的运动称为纵向运动，垂直于工件轴线方向的运动称为横向运动。
（7）尾座
尾座4安装在床身导轨上，并沿导轨纵向移动，以调整其工作位置。尾座主要用来装夹后顶尖，以支撑较长工件；也可装夹钻头、铰刀等进行孔加工。
（8）床脚
前后两个床脚11与6分别与庂身前后两端下部连为一体，用以支撑安装在床身上的䐄个部件，并用地脚螺栓（或吸盘）把整台车床固定在工作场地上。
（9）冷却装置
冷却装置主要通过冷却泵将切削涰加压后经冷却嘴喷射到切削区域，降低切削温度、冲走切屑。
2．CA6140型车床型号简介
金属切削机床简称为机床，是机械ሶ造中的主要加工设备，其中车床是使用最普通的一类机床。根据GB/T 15375 －1994编制方法规定。它由汉语拼音字母及阿拉伯数字组成，CA6140型车床型号中字母及数字的含义个：
C A 6 1 40
主参数折算值（床身最大工件回转直径的1/10）
系代号（卧式车床系）
组代号（卧式车床组）
结构特性代号
类代号（车床类）
（1）类代号
按照机床的工作原理、结构性能及使用范围，一般可将其分为11类。机床的类代号用大写的汉语拼音字母表示，见表1－1。
表1－1 机床的类代号
类 别
车 床
钻 床
镗 床

磨 床
齿轮加工机床
螺纹加工机床
铣 床
刨 插 床
拉 床
锯 床
其他机床

代号

C

Z

T

M

2M

3M

Y

S

X

B

L

G

Q

读音

车

钻

镗

磨

二磨

三磨

牙

丝

铣

刨

拉

割

其

（2）机床的特性代号
机床的特性代号包括通用特性代号和结构特性代号，它们位于类代号之后，均用大写的汉语拼音字母表示。
1）通用特性代号 当某些类型的机床除有普通型外，还有某种通用特性时，则在类代号之后加通用特性代号予以区分。机床的通用特性代号及读音，见表1－2
表1－2 机床的通用特性代号及读音

通用特性
高
精
度

精密

自动

半自动

数控
加工中心
（自动换刀）

仿形

轻型

加重型
简式或经济式
柔性加工单元

数显

高速
代号
G
M
Z
B
K
H
F
Q
C
J
R
X
S
读音
高
密
自
半
控
换
仿
轻
重
简
柔
显
速
2）结构特性代号 对主参数值相同而结构、性能不同的机床，在型号中用结构特性代号予以区分。结构特性代号在型号中没有统一的含义，只在同类机床中起区分机床结构、性能不同的作用。
当型号中有通用特性代号时，结构特性代号应排在通用特性代号之后。结构特性代号用汉语拼音字母表示，但是通用特性代号已用的字母和“I”“O”两字母不能用。当单个字母不够时，可将两字母组合起来使用，如AD、AE、DA、EA等。
（3）机床的组、系代号
国家标准规定，每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系。机床的组代号用一位阿拉伯数字表示，位于类代号或特性代号之后。机床的系代号用一位阿拉伯数字表示，位于组代号之后，见表1－3。
表1－3 车床组、系划分（部分）
组
系
代号
名称
代号
名 称

5
立式车床

1
2
3
4
5
7
8
单柱立式车床
双柱立式车床
单柱移动立式车床
双柱移动立式车床
工作台移动单柱立式车床
定梁单柱立式车床
定梁双柱立式车床

6
落地及卧式车床
0
1
2
3
4
5

落地车床
卧式车床
马鞍车床
轴车床
卡盘车床
球面车床

（4）机床的主参数
机床的主参数代表机床规格的大小，常用折算值（主参数乘以折算值系数）表示，位于系代号之后。车床主参数及折算系数见表1－4。
表1－4 常用车床主参数及折算系数

车床
主参数及折算系数
主 参 数
折 算 系 数
单柱及双柱立式车床
最大车削直径
1/100
卧式车床
床身上最大工件回转直径
1/10

（5）机床重大改进序号
当对机床的结构性能有更高的要求，并需按新产品先后重新设计、试制和鉴定时，可按改进的先后顺序选用A、B、C…汉语拼音字母，加在型号基本部分的尾部，以区别原机床型号。例如CA6140A型车床是最大车削直径为400mm，经过第一次重大改进后的车床。
3．机床的传动系统及运动
机床中把电动机的旋转运动转化为工件和车刀运动的一系列部件和机构称为传动系统。把运动经过的传递机构称为传动路线。
机床的主运动是工件的高速旋转运动。机床的进给运动是车刀或滑板的纵向或横向直线运动。操作者通过传动系统控制主运动和进给运动，按照要求完成所需要的切削加工。
请作者补充主运动、进给运动的正确定义。
三、任务实施
1．认识CA6140型车床的结构
CA6140型车床是我国自行设计制造的卧式车床,其通用性好，精度较高，性能较优越。根据其外形结构（图1－1），在加工车间，实地分辨其床身、主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱和床鞍、刀架、尾座及冷却、照明等部分（表1－5），了解各个部分的结构及作用。
表1-5 CA6140车床各部分结构及作用

名称
结构及作用及图示
主
轴
箱
主轴箱支撑主轴，带动工件做旋转运动。箱内有齿轮、轴、拨叉等；箱外有手柄，变换手柄位置，可使主轴得到多种转速。卡盘装在主轴上，卡盘夹持工件作旋转运动，以实现车削

主轴箱结构
交
换
齿
轮
箱
交换齿轮箱接受主轴箱传递的转动，并由此传递给进给箱。它由多级齿轮啮合，通过齿轮搭配或配合进给箱，完成车削螺纹或车削时纵、横向进刀的需要

交换齿轮箱结构
进
给
箱
进给箱接受交换齿轮箱传递的转动，并由此传递给光杠或丝杠，完成机动进给，通过调节面板上的手柄和手轮位子可以实现车削旋转表面和车削各种螺纹，

进给箱结构
溜
板
箱
溜板箱接受光杠或丝杠传递的运动，以驱动床鞍、中、小溜扳及刀架,实现车刀的纵、横向自动进给运动
溜板箱结构

刀
架
刀架安装在小溜板上，由床鞍、中、小滑板的运动带动其做直线（斜线、弧线）运动，从而使车刀完成工件表面的各项车削加工

刀架结构
尾
座
尾座安装在床身导轨上，并沿此导轨纵向移动。它用来装夹顶尖、支顶较长工件，还可以装夹钻头、铰刀、中心钻等

尾座
床

身
床身支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有精确的相对位置。车床上精度要求很高的带导轨（山型、平型）就安装在床身上

床身
床
脚
床脚支撑安装在车床床身上的各个部件。床脚上的地脚螺栓将整台车床固定在工作场地上，而其上的调整垫块可以使床身调整到水平状态

床脚

照明、冷却装置
照明灯使用安全电流，提供操作者充足的光线，保证明亮清晰的操作环境。
切削液被冷却泵加压后，通过冷却管喷射到切削区域，降低切削温度，冲走切屑，润滑加工表面，以提高刀具寿命和工件的表面加工质量

照明灯

照明、冷却装置

2．认识CA6140型车床的传动系统
图1－2是CA6140型车床的传动路线图（进给箱齿轮不是塔式的）

图1－2 CA6140型车床的传动路线
a) 示意图 b)传动路线图
主运动是通过电动机驱动带轮，把运动输入到主轴箱。通过变速机构变速齿轮使主轴得到不同的转速，再经卡盘（或夹具）带动工件旋转。进给运动则是由主轴箱齿轮把旋转运动通过交换齿轮传给进给箱变速后由丝杠（或光杠）驱动溜板箱、床鞍、滑板、刀架，从而控制车刀的运动轨迹完成车削各种表面的工作。

任务2 三爪自定心卡盘的装拆
知识点
◎ 三爪自定心卡盘的结构
◎ 三爪自定心卡盘的装夹准备工作
技能点
◎ 三爪自定心卡盘装夹、拆卸方法

一、任务分析
三爪自定心卡盘是车床上应用最为广泛的一种通用夹具，用以装夹工件并随主轴一起旋转做主运动，能够自动定心装夹工件，快捷方便，一般用于精度要求不是很高，形状规则（如圆柱形、正三角形、正六边形等）的中、小工件的装夹。三爪自定心卡盘结构如图1－3所示。学生应掌握三爪自定心卡盘的装拆，以便于掌握工件的装夹方法。

图1－3 三爪自定心卡盘
二、相关专业知识
1．三爪自定心卡盘的结构

图1－4三爪自定心卡盘结构
1－方孔 2－小锥齿轮 3－大锥齿轮 4－平面螺纹 5－卡爪
三爪自定心卡盘的结构如图1－4所示。它主要由外壳体、三个卡爪、三个小锥齿轮、一个大锥齿轮等零件组成。当卡盘扳手方榫插入小锥齿轮2的方孔1中转动时，小锥齿轮就带动大锥齿轮3转动，大锥齿轮的背面是平面螺纹4，卡爪5背面的螺纹与平面螺纹啮合，从而驱动三个卡爪同时沿径向夹紧或松开工件。常用的卡盘规格有φ150mm、φ200mm、φ250mm。
2．三爪自定心卡盘安装前的准备工作
由于三爪自定心卡盘是通过连接盘与车床主轴连为一体的，所以连接盘与车床主轴、三爪自定心卡盘之间的同轴度要求很高。连接盘与主轴及卡盘间的连接方式如图1－5所示。

图1－5连接盘与主轴、卡盘的连接
1－主轴 2－锁紧盘 3－端面键 4－连接盘
5－螺栓 6－螺母 7、9－螺钉 8－卡盘
CA6140型车床主轴前端为短锥法兰盘型结构，用以安装连接盘。连接盘由主轴上的短圆锥定位。安装前，要根据主轴短圆锥面和卡盘后端的台阶孔径配制连接盘。安装时，让连接盘4的4个螺栓5及其上的螺母6从主轴轴肩和锁紧盘2上的孔内穿过，螺栓中部的圆柱与主轴轴肩上的孔精密配合，然后将锁紧盘转过一个角度，使螺栓进入锁紧盘上宽度较窄的圆弧槽段，把螺母卡住，接着再拧紧螺母，于是连接盘便可靠地安装在主轴上。
连接盘前面的台阶面是安装卡盘8的定位基面，与卡盘的后端面和台阶孔（俗称止口）配合，以确定卡盘相对于连接盘的正确位置（实际上是相对主轴中心的正确位置）。通过三个螺钉9将卡盘与连接盘连接在一起。这样，主轴、连接盘、卡盘三者可靠地连为一体，并保证了主轴与卡盘同轴心。
图1－5中端面键3可防止连接盘相对主轴转动，是保险装置。紧定螺钉7的作用为紧固连接盘。
三、任务实施
第一步 三爪自定心卡盘卡爪的装配
（1）确定选用正、反卡爪。正卡爪用于装夹外圆直径较小和内孔直径较大的工件；反卡爪用于装夹外圆直径较大的工件。
（2）安装卡爪时，要按卡爪上的号码1、2、3的顺序装配。若号码看不清楚，则可把三个卡爪并排放在一起，比较卡爪端面螺纹牙数的多少，多的为1号卡爪，少的为3号卡爪，如图1－6所示。
（3）将卡盘扳手的方榫插入卡盘外壳圆柱面上的方孔中，按顺时针方向旋转，以驱动大锥齿轮背面的平面螺纹，当平面螺纹的螺扣转到将要接近壳体上的1槽时，将1号卡爪插入壳体槽内，继续顺时针转动卡盘扳手，在卡盘壳体上的2槽、3槽处依次装入2号、3号卡爪。

图1－6 卡爪的安装
a)卡爪端面的螺纹 b)卡爪的安装
第二步 装夹三爪自定心卡盘
（1）装夹卡盘前应切断电动机电源，并将卡盘和连接盘各表面（尤其是定位配合表面）擦净并涂油。在靠近主轴处的床身导轨上垫一块木板，以保护导轨面不受意外撞击。
（2）用一根比主轴通孔直径稍小的硬木棒穿在卡盘中，将卡盘抬到连接盘端，将棒料一端插入主轴通孔内，另一端伸在卡盘外。
（3）小心地将卡盘背面的台阶孔装配在连接盘的定位基面上，并用三个螺钉将连接盘与卡盘可靠地连为一体，然后抽去木棒、撤去垫板。
安全操作：卡盘装在连接盘上后，应使卡盘背面与连接盘平面贴平、贴牢。
第三步 三爪自定心卡盘的拆卸
（1）拆卸卡盘前，应切断电源，注意安全，最好有两个人共同完成。并在主轴孔内插入一根硬质木棒，木棒另一端伸出卡盘之外并搁置在刀架上，垫好床身护板，以防意外撞伤床身导轨面。
（2）卸下连接盘与卡盘连接的3个螺钉，并用木锤轻敲卡盘背面，以使卡盘从连接盘的台阶上分离下来。
（3）小心地抬下卡盘。
（4） 拆卸卡爪的方法与装配卡爪的方法相反。