车床377-机械制造技术A.pptx

第七章第七章 车床车床车床的用途及分类车床的用途及分类（1）车床的用途车床的用途加工各种回转表面及其加工各种回转表面及其端面、螺纹。端面、螺纹。录象录象图图7-1卧式车床加工的典型表面卧式车床加工的典型表面（2）车床的分类）车床的分类1）卧式车床）卧式车床2）立式车床）立式车床3）转塔车床）转塔车床4）回转车床）回转车床5）仿形车床）仿形车床6）单轴自动车床）单轴自动车床7）多轴自动及半自动车床）多轴自动及半自动车床一、概况1.1.组成：组成：1-主轴箱；主轴箱；2-进给箱进给箱；3-前床腿；前床腿；4-溜板箱溜板箱；5-刀架刀架；6-尾座尾座；7-床身床身；8-丝杠；丝杠；9-光杠；光杠；10-后床脚；后床脚；1 12 23 34 45 56 68 87 79 910107-1CA6140型卧式车床型卧式车床“三三箱箱尾尾座座一一床床身身，床床身身上上面面有有刀刀架架”一、一、CA6140CA6140型卧式车床的传动系统型卧式车床的传动系统 传动原理传动原理传动系统图的传动系统图的特点特点：1、表达在能反映机床外形与各重要部件关系的投影面内；、表达在能反映机床外形与各重要部件关系的投影面内；2、按传动次序展开；各传动轴的编号按传动次序用大写罗马、按传动次序展开；各传动轴的编号按传动次序用大写罗马数字标注（数字标注（、等）等）；3、若无法表达传动副的传动关系时用大括弧或虚线连接；若无法表达传动副的传动关系时用大括弧或虚线连接；4、只表达传动关系，不代表元件的实际尺寸和位置。、只表达传动关系，不代表元件的实际尺寸和位置。CA6140传动系统图传动系统图实际结构实际结构一、一、CA6140CA6140型卧式车床的传动系统型卧式车床的传动系统 传动原理传动原理分析方法：“抓两端，连中间”（一）主运动传动链主运动传动链的两末端件是电动机与主轴。1.传动路线传动副及符号M1M2主轴箱传动系统图7.5KW1450r/minu传动路线表达式如下：传动路线表达式如下：（M2左移）左移）（M2右移）右移）2.主轴的主轴的转速级数转速级数与与转速值转速值计算计算正转时正转时，主轴得到，主轴得到Z=23（1+22）=30级转速，但级转速，但轴轴之间的四种转动比为：之间的四种转动比为：由于由于U2U3，所以主轴所以主轴实际实际上获得的上获得的转速级数转速级数为为Z=231+（221）=24级级同理：同理：反转时反转时，Z=131+（22-1）=12级级主轴的各级转速值主轴的各级转速值可按下列运动平衡式计算：可按下列运动平衡式计算：主主=1450（130/230）U-图中主轴转速值：图中主轴转速值：（二）进给运动传动链传动原理传动原理u实现螺纹进给运动的螺纹进给传动链螺纹进给传动链u实现纵向进给运动的纵向进给传动链纵向进给传动链u实现横向进给运动的横向进给传动链横向进给传动链u两端件两端件：主轴主轴主轴主轴-刀架刀架刀架刀架u任务任务:联系主轴和刀架纵向溜板联系主轴和刀架纵向溜板 保证工件和刀具之间的严格运动关系保证工件和刀具之间的严格运动关系 通过调整换置机构通过调整换置机构u uf f，加工出不同种类、不同，加工出不同种类、不同导程的各种螺纹导程的各种螺纹u内联系传动链内联系传动链1.车削螺纹车削螺纹母线母线母线母线（螺纹的截面）（螺纹的截面）成形法，不需要成形运动。成形法，不需要成形运动。导线导线导线导线（螺旋线）（螺旋线）轨迹法，需要一个复合的成形运动。轨迹法，需要一个复合的成形运动。运动平衡式：运动平衡式：u-从主轴到丝杠之间的总传动比；从主轴到丝杠之间的总传动比；P-机床丝杠的导程，机床丝杠的导程，CA6140型车床的型车床的P=12mm；S-被加工螺纹的导程（被加工螺纹的导程（mm）。）。CA6140卧式车床的螺纹进给传动链能保证卧式车床的螺纹进给传动链能保证车削车削公公（米）制米）制、模数制模数制、英制英制、径节制径节制四种标四种标准螺纹。不同标准的螺纹用不同参数表示其螺距。准螺纹。不同标准的螺纹用不同参数表示其螺距。（1）车削公制螺纹（普通螺纹）车削公制螺纹（普通螺纹）导程数列特点导程数列特点：a）螺纹导程为分段等差数列）螺纹导程为分段等差数列;b）段与段之间成倍数关系。）段与段之间成倍数关系。A、普通螺距的传动路线、普通螺距的传动路线 1 1.25 1.51.75 2 2.25 2.5 33.5 4 4.5 5 5.5 67 8 9 10 11 1258M3M4M5（M3、M4脱开，脱开，M5接合）接合）M5传动链的传动路线表达式：传动链的传动路线表达式：主轴主轴刀架刀架（右螺纹）（右螺纹）（左螺纹）（左螺纹）U倍倍U基基M5丝杠丝杠u基1=26/28=6.5/7 u基5=19/14=9.5/7 u基2=28/28=7/7 u基6=20/14=10/7 u基3=32/28=8/7 u基7=33/21=11/7 u基4=36/28=9/7 u基8=36/21=12/7 轴轴间变速机构可变换间变速机构可变换8种不同的传动比：种不同的传动比：这套变速机构是获得各种螺纹导程的基本机构，故称这套变速机构是获得各种螺纹导程的基本机构，故称基本组基本组。u倍1 28/3535/28 1 u倍2 18/4535/28 1/2u倍3 28/3515/48 1/4 u倍4 18/4515/48 1/8轴轴间变速机构的可变换间变速机构的可变换4种传动比：种传动比：这套变速机构是使螺纹导程值成倍数关系变化的，称为这套变速机构是使螺纹导程值成倍数关系变化的，称为增倍机构增倍机构或增倍组。或增倍组。传动链的传动路线表达式：传动链的传动路线表达式：主轴主轴刀架刀架（右螺纹）（右螺纹）（左螺纹）（左螺纹）U倍倍U基基M5丝杠丝杠车削公制螺纹的运动平衡式（车削公制螺纹的运动平衡式（换置公式换置公式）：）：化简：化简：B、扩大螺距的传动路线、扩大螺距的传动路线A、普通螺距的传动路线、普通螺距的传动路线讨论：能加工的最大导程是多少？M3M4M5M2205150803625281845B、扩大螺距的传动路线、扩大螺距的传动路线主轴主轴主轴主轴与轴与轴之间的传动路线表达式：之间的传动路线表达式：（正常螺纹导程）（正常螺纹导程）（扩大螺纹导程）（扩大螺纹导程）从主轴与轴之间的传动比：（2）车削模数螺纹）车削模数螺纹导程特点导程特点：模数螺纹用模数螺纹用m表示导程大小（表示导程大小（m值为值为分段等差数列）分段等差数列）。模数螺纹的模数螺纹的导程导程为为:Pm=kmk-螺纹的头数螺纹的头数观察得：观察得：特点特点：导程为分段等差数列，且含有特殊因子：导程为分段等差数列，且含有特殊因子。其运动平衡式为：其运动平衡式为：化简后得：化简后得：仅改变挂轮为仅改变挂轮为。其余部分的传。其余部分的传动路线与车削公制螺纹的相同。动路线与车削公制螺纹的相同。（3）车削英制螺纹）车削英制螺纹导程特点导程特点：英制螺纹以每英寸长度上的螺纹牙数英制螺纹以每英寸长度上的螺纹牙数a（牙（牙/英寸）表示。英寸）表示。英制螺纹的英制螺纹的螺距螺距为：为：英制螺纹的英制螺纹的导程导程为：为：特点特点：分母为分段等差数列，且含有特殊因子：分母为分段等差数列，且含有特殊因子25.4。要求：要求：主轴至刀架传动比的倒数是分段等差数列，且主轴至刀架传动比的倒数是分段等差数列，且传动比中应包含传动比中应包含25.4。思考？思考？英制螺纹进给传动链英制螺纹进给传动链作如下改动：作如下改动：1.将基本组的主、被动关系颠倒过来，即轴将基本组的主、被动关系颠倒过来，即轴为主动，为主动，轴轴为被动。为被动。2.改变传动链中部分传动比，使其中含有改变传动链中部分传动比，使其中含有25.4因子。因子。英制螺纹传动路线：英制螺纹传动路线：M3和和M5结合，结合，M4脱开，同时轴脱开，同时轴左端的滑移齿左端的滑移齿轮轮Z25移至左面位置。移至左面位置。58M3M4M5M3和和M5结合，结合，M4脱开，轴脱开，轴左端的滑移齿轮左端的滑移齿轮Z25移至左面位置。移至左面位置。英制螺纹传动链的传动路线表达式：英制螺纹传动链的传动路线表达式：主轴主轴刀架刀架（右螺纹）（右螺纹）（左螺纹）（左螺纹）U倍倍U基基M5丝杠丝杠M31车削英制螺纹的运动平衡式（车削英制螺纹的运动平衡式（换置公式换置公式）：）：其中：其中：化简：化简：（4）车削径节螺纹）车削径节螺纹用于车英制蜗杆用于车英制蜗杆径节螺纹的螺距径节螺纹的螺距为为：特点特点：分母为分段等差数列，且含有特殊因子：分母为分段等差数列，且含有特殊因子25.4和和特殊因子。特殊因子。要求：要求：-传动路线中的挂轮和模数螺纹相同，其他传动路线中的挂轮和模数螺纹相同，其他部分与车削英制螺纹的传动路线相同。部分与车削英制螺纹的传动路线相同。思考？思考？径节螺纹以径节螺纹以每一英寸分度圆直径上的牙数每一英寸分度圆直径上的牙数DP（牙（牙/英寸）来表示。英寸）来表示。传动路线采用英制螺纹的传动路线，挂轮改为传动路线采用英制螺纹的传动路线，挂轮改为:M3和和M5结合，结合，M4脱开，同时轴脱开，同时轴左端的滑移齿左端的滑移齿轮轮Z25移至左面位置。移至左面位置。英制螺纹的传动路线：英制螺纹的传动路线：58M3M4M5（5）车削非标准和较精密螺纹）车削非标准和较精密螺纹将将M3，M4和和M5全部接合全部接合。缩短了传动路。缩短了传动路线螺纹导程线，螺纹导程S依靠挂轮传动比的变化来调整。依靠挂轮传动比的变化来调整。传动路线：传动路线：58M3M4M5M3、M4、M5全部接合全部接合adcb求挂轮传动比求挂轮传动比（换置公式换置公式）：）：此时运动平衡式为：此时运动平衡式为：2.车削圆柱面和端面（车削圆柱面和端面（纵向和横向进给传动链纵向和横向进给传动链）M5脱脱开开，运运动动经经28/56传传光光杆杆，经经镏镏板板箱箱至至刀刀架架，使刀架作纵向或横向机动进给。使刀架作纵向或横向机动进给。传动路线：传动路线：58M3M4M5M5脱开，运动经脱开，运动经28/56传光杆传光杆M53636M8M6M712（公制螺纹传动路线）（公制螺纹传动路线）主轴（主轴（）28/56（英制螺纹传动路线）（英制螺纹传动路线）36/3232/56M8（超越离合器（超越离合器及及安全离合器安全离合器)4/2940/48-M628/80Z12齿条齿条刀架刀架40/3030/48-M6（纵向进给纵向进给）40/48-M748/4859/18刀架刀架40/3030/48-M7（横向进给横向进给）传动路线表达式为：传动路线表达式为：利用利用u基基和和u倍倍，以及进给传动链的不同传动，以及进给传动链的不同传动路线，可获得路线，可获得纵向和横向进给量各纵向和横向进给量各64种种。当运动经当运动经正常螺距米制螺纹正常螺距米制螺纹传动路线传动时，传动路线传动时，其运动平衡式：其运动平衡式：f纵纵=1主轴主轴58/5833/3363/100100/7525/36u基基25/3636/25u倍倍28/5636/3232/564/2940/4828/80122.5化简得：化简得：f纵纵=0.71u基基u倍倍3.刀架快速移动传动链刀架快速移动传动链（纵向进给）（纵向进给）快速电机快速电机13/29（横向进给）（横向进给）当快速电机使轴当快速电机使轴快速旋转时，依靠齿快速旋转时，依靠齿轮轮Z56与轴与轴间的超越离合器，可避免与进给间的超越离合器，可避免与进给箱传来的低速工作进给运动发生干涉。箱传来的低速工作进给运动发生干涉。三、三、CA6140型卧式车床的主要结构型卧式车床的主要结构（一）主轴箱（一）主轴箱结构图花键套花键套1带轮带轮2法兰法兰3主轴箱体主轴箱体4螺钉螺钉1.卸荷带轮：结构：带轮2与花键套1用螺钉连接，并支承在法兰3内的两个轴承上，当带轮转动时，带动花键套一起转动；法兰3固定在主轴箱体上。胶带拉力的传递线路：电动机-带轮2-花键套1-轴承-法兰3-箱体卸荷带轮的特点：使轴的花键只传递扭矩，不承受弯矩，从而避免因胶带拉力造成轴的弯曲变形。2.主轴的变向、制动及其操纵机构主轴的变向、制动及其操纵机构摩擦离合器摩擦离合器（图7-5）：主要组成：内摩擦片3：内孔为花键孔，装配在轴的花键上，随轴一起转动；外摩擦片2：外表面有4个凸起，该凸起卡在空套齿轮的缺口槽内，带动空套齿轮一起转动；内孔为光孔，空套在轴上；压块8：用于压紧内外摩擦片；调整螺母9：用于调整内外摩擦片的压紧力；元宝形杠杆6：通过该杠杆的推动，使压块移动压紧摩擦片。结构图制动装置：组成及各部件的作用：组成及各部件的作用：制动轮16，安装在轴上，在制动力的作用下停止转动时带动轴停止运动；制动带15，在杠杆的带动下拉紧制动轮使之停止转动；调节螺钉13，调节制动带的拉紧程度；杠杆14，带动制动带实现拉紧动作。主轴组件：主轴：空心阶梯轴，前端内孔为莫氏6号锥度。前端结构为短圆锥法兰结构，以短圆锥做定位面。短圆锥法兰结构特点：装卸方便、工作可靠、定心精度高、主轴刚性好。螺母20螺母21套筒23螺母24套筒26套筒27主轴支承：前支承：D级精度3182121型双列圆柱滚子轴承双列圆柱滚子轴承，用于承受径向力。双列短圆柱滚子轴承特点：刚性好、精度高、尺寸小、承载能力大。后支承后支承：D级精度46215型角接触球轴承角接触球轴承，承受径向力和由后向前的轴向力；D级精度的8215型推力球轴承推力球轴承，承受由前向后的轴向力。轴承间隙调整：轴承间隙调整：前支承：松开前端螺母20，拧动螺母21，推动套筒23，使D3182121轴承的内环沿轴向移动，由于内环较薄同时有1：12的锥度，所以内环作径向膨胀，从而使轴承的径向间隙得到调整。后支承：首先松开螺母24上的紧定螺钉，然后拧动螺母，推动套筒26，使角接触轴承的间隙得到调整；拧动螺母24的同时，向后拉主轴和套筒，推力轴承右端的套筒27在主轴轴肩的作用下压紧该轴承，使推力轴承的轴向间隙得到调整。螺母20螺母21套筒23螺母24套筒26套筒27主轴上的传动件右端齿轮右端齿轮：左旋左旋斜齿轮，空套在主轴上，传动时可抵消部分切削力。中间齿轮中间齿轮：可在花键上滑移。处于右边位置时，传递低速线路；处于左边位置时，传递高速线路；处于中间位置时，主轴与前面的传动链断开，可以轻快地转动。左端齿轮左端齿轮：连接进给传动链。M3M4M5M2205150803625281845变速操纵机构(六速操纵机构)图图7-7轴轴、轴、轴上滑动齿轮的操纵机械上滑动齿轮的操纵机械1轴轴2盘形凸轮盘形凸轮3杠杆杠杆4曲柄曲柄5拨叉拨叉工作原理工作原理工作原理工作原理：转动手柄，链条传动轴1转动，轴1通过键连接传动凸轮盘2和曲柄4转动，凸轮盘上的凸轮曲线槽位置随之发生变化，当连接杠杆3的滚子处在凸轮曲线中大曲率半径的位置时，杠杆的摆动通过拨叉拨动双联齿轮A处于左边位置；当连接杠杆3的滚子处在凸轮曲线中小曲率半径的位置时，杠杆的摆动通过拨叉拨动齿轮A处于右边位置。由此操纵双联齿轮A的两个位置。杠杆3的滚子在每一个曲率半径的曲线槽中运动的同时，曲柄4在转动中通过伸出的圆销拨动拨叉5，使之有左、中、右三个不同的位置，并通过拨叉5拨动三联齿轮B。两个曲率半径不同的曲线分别和曲柄4的三个位置组合，可实现6中不同的转速。M53636M8M6M712（二）溜板箱（二）溜板箱图图7-8溜溜板板箱箱操操纵纵机机构构下面图中的机构在机床中用于什么场合？说出该机构在机床中进下面图中的机构在机床中用于什么场合？说出该机构在机床中进行操作的方法和过程，并说明离合器行操作的方法和过程，并说明离合器M6和和M7的作用。（的作用。（12分分）（使用场合（使用场合2分，横向、纵向操纵各分，横向、纵向操纵各4分，分，M6和和M7的作用各的作用各1分）分）图中为车床的机动进给操纵机构。图中为车床的机动进给操纵机构。纵向操纵纵向操纵：纵向板动手柄1，带动连杆3移动，通过连杆带动凸轮转动，凸轮上曲线槽位置的变化迫使离合器M6动作，使离合器中间与轴有运动连接的部分移动到需要的位置，使纵向机动进给在需要工作的位置接通或断开。横横向向操操纵纵：横向板动手柄1，带动轴14转动，凸轮13随之转动凸轮上曲线槽位置的变化迫使离合器M7动作，使离合器中间与轴有运动连接的部分移动到需要的位置，使横向机动进给在需要工作的位置接通或断开。离合器M6操纵纵向机动进给在不同方向的动作。离合器M7操纵横向机动进给在不同方向的动作。2.互锁机构互锁机构固定套固定套销子销子弹簧销弹簧销轴轴（开合螺母）（开合螺母）轴轴（纵向进给）（纵向进给）轴轴（横向进给）（横向进给）固定套固定套销子销子弹簧销弹簧销轴轴（开合螺母）（开合螺母）轴轴（纵向进给）（纵向进给）轴轴（横向进给）（横向进给）销子销子轴轴（开合螺母）（开合螺母）轴轴（纵向进给）（纵向进给）轴轴（横向进给）（横向进给）轴轴（开合螺母）（开合螺母）Thankyouforyourlistening!1、CA6140的的工艺范围工艺范围有哪些？有哪些？2、CA6140的主运动和进给运动各是什么的主运动和进给运动各是什么3、CA6140车床车床反转时反转时的转速级数为多少的转速级数为多少?4、分析、分析CA6140车床传动系统的进给传动链，写出车削车床传动系统的进给传动链，写出车削英制螺纹和车削模数螺纹的传动路线表达式，并推导英制螺纹和车削模数螺纹的传动路线表达式，并推导运动平衡式运动平衡式(换置公式换置公式)。5、写出加工螺距、写出加工螺距P=4，螺纹头数，螺纹头数k=2的螺纹运动平衡式的螺纹运动平衡式.6、证明：、证明：f纵纵=2f横。横。7、叙述摩擦离合器的组成和作用。、叙述摩擦离合器的组成和作用。作业：作业：下面图中的结构在机床中用于什么场合？说出该结构的名下面图中的结构在机床中用于什么场合？说出该结构的名称，叙述其组成和工作原理称，叙述其组成和工作原理（12分）分）（使用场合2分，结构名称1分，内摩擦片结构2分，外摩擦片结构2分，内外摩擦片的结合动作过程及运动传递4分，压紧不同方向1分）答案：答案：图中的结构为摩擦离合器。该结构用于机床中传递图中的结构为摩擦离合器。该结构用于机床中传递扭矩、主轴的换向，还起过载保护作用。离合器中的扭矩、主轴的换向，还起过载保护作用。离合器中的3为为内摩擦片，内摩擦片，3通过花键内孔与轴通过花键内孔与轴连接，并随轴连接，并随轴一起转一起转动；动；2为外摩擦片，内孔为光孔，外圆上有为外摩擦片，内孔为光孔，外圆上有4个凸起，插个凸起，插入空套齿轮的槽中，带动空套齿轮一起转动，当压块压入空套齿轮的槽中，带动空套齿轮一起转动，当压块压紧内外摩擦片时，内摩擦片通过摩擦力带动外摩擦片转紧内外摩擦片时，内摩擦片通过摩擦力带动外摩擦片转动，外摩擦片通过外圆上的动，外摩擦片通过外圆上的4个凸起带动空套齿轮转动，个凸起带动空套齿轮转动，因此把轴因此把轴的转动传给空套齿轮，由此起到传递扭矩的的转动传给空套齿轮，由此起到传递扭矩的作用。随着摩擦片在不同方向的压紧，可以传递不同方作用。随着摩擦片在不同方向的压紧，可以传递不同方向的运动，从而起到换向作用。向的运动，从而起到换向作用。作业：1、CA6140的的工艺范围工艺范围有哪些？有哪些？2、CA6140的主运动和进给运动各是什么的主运动和进给运动各是什么3、CA6140车床车床反转时反转时的转速级数为多少的转速级数为多少?4、分析、分析CA6140车床传动系统的进给传动链，写出车床传动系统的进给传动链，写出车削英制螺纹和车削模数螺纹的传动路线表达式，车削英制螺纹和车削模数螺纹的传动路线表达式，并推导运动平衡式并推导运动平衡式()。5、证明：、证明：f纵纵=2f横。横。6、叙述摩擦离合器的组成和作用。、叙述摩擦离合器的组成和作用。答案：摩擦离合器由花键轴、内外摩擦片组组成。内摩擦片通过花键孔与花键轴连接，并随轴一起旋转；外摩擦片空套在花键轴上。当内外摩擦片挤压在一起且摩擦力足够时，外摩擦片随内摩擦片一起旋转，当摩擦力不够时，也会对旋转的摩擦片产生阻尼作用。车削公制螺纹的运动平衡式（车削公制螺纹的运动平衡式（换置公式换置公式）：）：化简：化简：从主轴与轴之间的传动比：英制螺纹传动路线：英制螺纹传动路线：M3和和M5结合，结合，M4脱开，同时轴脱开，同时轴左端的滑移齿轮左端的滑移齿轮Z25移至左面位置。移至左面位置。