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第四章 自动和半自动车床（6学时）
基本内容：自动和半自动车床的概念、特点和主要类型、C1312型单轴六角车床、CB3463半自动车床的用途、布局、工作原理和自动工作循环、传动和控制系统。
教学重点：C1312自动车床主运动传动系统、CB3463半自动车床矩阵插销板控制系统。
教学难点：C1312自动车床控制系统中分配轴、辅助轴的工作原理。
基本要求：了解自动和半自动车床的概念、特点和主要类型；掌握C1312型单轴六角自动车床CB3463半自动车床的用途、布局、工作原理和自动工作循环、传动和控制系统，了解典型机构的工作原理。
第三章 自动、半自动车床（书第八章P216）
§3-1 概述
定义：一台机床在无需人工参与下能自动完成一切切削运动和辅助运动，一个工件加工完成后，还能自动重复进行，称自动机床。
能自动地完成除上料和卸工件以外的一切切削和辅助运动的机床，称半自动机床。——需人工装卸自动循环的实现：
靠自动控制系统：机械（凸轮，挡块）、液压（液压元件）、电气（数字程序控制、电气程序控制）也可几种联合使用。
控制机构的运动速度、方向、行程距离、位置、动作先后顺序和起止时间。
自动控制系统控制元件：
凸轮和挡块——C1312工作稳定可靠，但在换零件时需另行设计制造凸轮，停机调整时间长，∴用于大批量生产。
矩阵插销板——CB3463
穿孔带——NC
磁 带——NC
在换零件时，更换控制元件较易，缩短了生产准备时间。在中小批量中也有应用。
自动机分类：
1. 按自动化程度——自动、半自动
2. 按主轴数目——单轴、多轴
3. 按主轴放置方式——立式、卧式
4. 按工艺方法——横切、纵切
5. 按工件的复杂度，加工方式——平行作业，顺序作业，平行－顺序作业，连续作业。
参见新书P65，表2-1
自动机的选用：
自动、半自动——决定于毛坯形状和生产批量
全自动——棒料、大批量
半自动——件料
多轴——大批量（多个主轴、多把刀效率高，但主轴定位精度↓，价格贵）
卧式，立式——决定于毛坯的形状、尺寸（卧式：棒料、卷料）立式：直径大而重，盘、套、环类零件。
横切式——形状简单，尺寸较小的销轴类零件（刀具只作横向进给，垂直于主轴运动）
纵切式——盘、套类和细长的阶梯轴零件（主轴箱平行于主轴运动，刀具也可横向移动）。
平行作业——形状较简单零件（多把刀同时加工）
顺序作业——形状复杂，具有内孔，螺纹零件（多把刀轮流进行加工）
平行－顺序作业——生产量高，较简单零件（同时加工二种零件，每种零件按自己的顺序加工）
§3-2 C1312型单轴六角自动车床（新吉大书P82）
50年代南京机床厂仿造捷克机床A12
一、用途
加工大批量、形状复杂、须多把刀顺次工作的工件、棒料用冷拔棒料（园、方、六角料等）典型零件图新吉大书P82（图2-11）
可完成的工作：
车削—外园、成形面、切槽、切断、倒角、端面、台肩等
孔加工—钻孔、扩孔、铰孔、打定心孔等
螺纹加工—内、外螺纹（用丝锥或扳牙加工）精度低
安装附件—钻横孔、车螺纹、车锥面、铣螺钉头槽等，装件料自动送料装置——加工件料毛坯
二、布局
挂图册P58第二十九 挂图P58第二十九
主轴箱——工件旋转（含主轴及送夹料机构）
前刀架，后发架，上刀架（横刀架）——横向、径向进给（独立装一组刀具）
转塔刀架—六组刀具或辅具（可纵向快速进给，转位加工）
床身——安装基准
底座——下部装有冷却，电气装置
送料滑座——控制送料管移动
分配轴——转一转，完成一个工作循环，加工完一个零件。
两轴间用一对园锥齿轮相连：
分二段：与主轴平行：装有控制横刀架进给的工作凸轮和控制转塔刀架转位和送、夹料时间的时间轮。
与主轴垂直：装有控制转塔刀架纵向进给的工作凸轮。
三、自动工作循环
全自动机床，机床调整好，开机后就可自动工作。
松开夹料夹 送料（同时回转刀架上的档料杆限定送料长度）
辅助轴11——装有用于传递送夹料和转塔刀架转位运动的定转离合器，接受分配轴的信号，接通上述运动。它以2r/s的固定转速转动。
按工艺过程加工各表面回转刀架转位——快速接近零件、加工——快速退回——又转位……可转6次，有时3次（与此同时，三个横刀架根据加工需要分别工作）
用横刀架（一般用上刀架），切断同时成品托盘抬起，切断后切断刀立即快速退回。
四、机床的运动
主要成形运动：1. 主轴旋转——主运动
2. 三个横刀架运动——横向进给、快移
3. 转塔刀架作轴向移动——纵向进给或快移
为实现自动循环：
辅助运动：4. 送夹料
5. 切断、接料
6. 转塔转位
五、主要技术性能
挂图册P57，新吉大书P84
最大加工棒料直么 12mm
最大加工长度 50mm
最大钻孔直径 mm
最大加工螺纹直径 钢M8；铜M10
加工工件单件循环时间 2~180秒
主轴转速：顺时 865~4520转/分
逆时 135~2270转/分
转塔刀架的最大行程 50mm
前、后刀架的最大行程 32mm
上刀架的最大行程 28mm
主电机 1430转/分；3千瓦
六、机床的传动、控制系统和主要结构
（一）传动与控制系统
1. 主运动
低速——加工螺纹（逆时针转，相当于普通车床的正转，∵大多数为右旋螺纹）
高速——[主轴反转]车削、钻孔、扩孔、螺纹退刀，顺时针转（与普通车床相反）[主轴正转]
传动路线：
末端件：（3KW，1430rpm）电机——主轴
电机主轴
——高速变速挂轮 M1通断控制
，——低速高速挂轮 M2通断控制，分配轴上，时间轮N控制
轮有4对，齿轮齿数，，，，∴有8种转速级数
，配合：∴挂轮还是用上述4对，∴用了一对则只剩3对
∴ 有6种转速级数
∴ 低速逆转时 Z = 8×6 = 48(种)
低速逆转时 Z = 8 (种)
参见书P222，表8-2
2. 辅助运动
功用：根据分配轴发出的指令使机床实现辅助运动。新吉大书P87图2-13a）
传动路线
末端件：
电机（0.6KW420rpm）——辅助轴Ⅰ
电机－辅助轴Ⅰ
其旋向与转速都是恒定的：
n辅 =
即每转时间为0.5s。
辅助轴I上有保险销U：发生故障，超载时，剪断。
辅助轴——四个离合器（牙嵌式）（有手轮的轴）
M3——控制自动或手动：脱开：手动R轮，调机应酬位置用；接通：电机
M4——控制高速钻孔附件
M5——控制送、夹料（定转离合器）
M6——控制转塔刀架转位（定转离合器）
3. 分配轴传动
每转过一转，机床就完成一个自动工作循环，转动的快慢直接影响生产率。（是控制机就运动的发令器信，机床自动工作循环的全部运动都由分配轴上的凸轮及时间轮来控制）
传动路线： 大挂图 P220，图8-5(a)
末端件：辅助轴Ⅰ——分配轴Ⅳ、Ⅲ
辅助轴Ⅰ
平衡式：
∵辅助轴Ⅰ n辅 = 2r/s ∴完成一个工作循环所需时间T（s）Ⅰ轴共转2T转。
辅助轴Ⅰ——分配轴Ⅳ、Ⅲ
2T转 1转

适当选可得：T = 2~180（s）
，配换齿轮齿数可查表8-3（P224）
分配轴——有四个凸轮，三个定时轮
轴Ⅳ上－E——控制转塔刀架纵向进给 凸轮
轴Ⅲ上（H）——控制前切架横向进给 凸轮
轴Ⅲ上（L）——控制后切架横向进给 凸轮
轴Ⅲ上（M）——控制上切架横向进给 凸轮
轴Ⅲ上（G）——控制M5运动（转塔转位）——定时轮
轴Ⅲ上（F）——控制M6运动（送夹料，接料盘动作）——定时轮
轴Ⅲ上（N）——控制M1M2运动（主轴变速、变向）——定时轮
4. 高速钻孔附件
钻一般孔时，主轴顺转，须用左旋钻头。钻小孔时，要提高转速，在转塔上装其附件。
传动路线：
电机—钻削主轴（0.6KW，1420r/min）
钻头速度：n钻 =
∵钻头旋向与主轴旋向相反
∴实际钻削速度
n = n主轴+n钻
仍须用左旋钻头
习题：
1. 概论学习指导书P9，1，4
2. 试述自动车床、半自动车、普通车之间的主要区别
3. 印顾维邦习题第三章P2，2，3，4，5
金切机床习题P15，1，P22，1，2，4，7