车床--机械制造技术

第七章车床教学要求掌握车床的工艺范围通过对CA6140车床的传动系统分析，掌握分析传动系统图的方法第七章车床车床的用途及分类（1）车床的用途——加工各种回转表面及其端面、螺纹。录象图7-1卧式车床加工的典型表面（2）车床的分类1）卧式车床2）立式车床3）转塔车床4）回转车床5）仿形车床6）单轴自动车床7）多轴自动及半自动车床一、概况1.组成：1-主轴箱；2-进给箱；3-前床腿；4-溜板箱；5-刀架；6-尾座；7-床身；8-丝杠；9-光杠；10-后床脚；12345687910§7-1CA6140型卧式车床“三箱尾座一床身，床身上面有刀架”一、CA6140型卧式车床的传动系统传动原理传动系统图的特点：1、表达在能反映机床外形与各重要部件关系的投影面内；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数字标注（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ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；4、只表达传动关系，不代表元件的实际尺寸和位置。CA6140传动系统图实际结构一、CA6140型卧式车床的传动系统传动原理分析方法：“抓两端，连中间”传动副及符号（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ⅧⅨⅥⅤⅣⅢⅡⅠM1M2主轴箱传动系统图(主运动传动链)Ⅲ7.5KW1450r/minⅦⅧⅨⅥⅤⅣⅢⅡⅠ传动路线表达式：（M2左移）（M2右移）M22.主轴的转速级数与转速值计算正转时，主轴得到Z=2×3×（1+2×2）=30级转速，15051505041802050504150518020161802080204321UUUU由于U2≈U3，所以主轴实际上获得的正转级数为Z=2×3×[1+（2×2-1）]=24级但轴Ⅲ~Ⅴ之间的四种转动比为：同理：反转时，Z′=1×3×[1+（2×2-1）]=12级低速？高速？2×32×3×（2×2-1）主轴的各级转速值可按下列运动平衡式计算：η主=1450×（130/230）×UⅠ-Ⅵmin/10582680208020582243512301301450rn主图中主轴转速值：（二）进给运动传动链传动原理实现螺纹进给运动的螺纹进给传动链实现纵向进给运动的纵向进给传动链实现横向进给运动的横向进给传动链两端件：主轴---刀架任务:1)联系主轴和刀架纵向进给；2)保证工件和刀具之间的严格运动关系；3)通过调整换置机构uf，加工出不同种类、不同导程的各种螺纹。内联系传动链1.车削螺纹母线（螺纹的截面）—成形法，不需要成形运动。导线（螺旋线）—轨迹法，需要一个复合的成形运动。运动平衡式：SPUr)(1u---从主轴到丝杠之间的总传动比；P---机床丝杠的导程，CA6140型车床的P=12mm；S---被加工螺纹的导程（mm）。工件导程S丝杠导程P主轴——4——5——uf——6——8——丝杆——刀架CA6140卧式车床的螺纹进给传动链能保证车削公（米）制、模数制、英制、径节制四种标准螺纹。不同标准的螺纹用不同参数表示其螺距。螺纹种类螺距参数螺距／mm导程／mm米制螺距P/mmPS=kP模数制模数m/mmPm=πmSm=kPm=kπm英制每英寸牙数a/（牙·in-1）Pa=25.4/aSa=kPa=25.4k/a径节制径节DP/（牙·in-1）PDP=25.4/DP×πSDP=kPDP=25.4k/a×π（1）车削公制螺纹（普通螺纹）导程数列特点：a）螺纹导程为分段等差数列;b）段与段之间成倍数关系。A、普通螺距的传动路线11.251.51.7522.252.533.544.555.56789101112ⅥⅨⅪⅩⅫⅩⅢⅩⅣⅩⅧⅩⅤⅩⅦⅩⅥ58M3M4M5ⅩⅨ（离合器M3、M4脱开，M5接合）ⅩⅨⅩⅩM5ⅩⅧ传动链的传动路线表达式：主轴Ⅵ—5858——————ⅨⅪⅩ3333253333257510010063（右螺纹）（左螺纹）———ⅩⅢ刀架3625———ⅩⅣU倍ⅩⅤ———25363625ⅩⅥU基—ⅩⅧM5—丝杠ⅩⅨ—ⅥⅨⅪⅩⅫⅩⅢⅩⅣⅩⅧⅩⅤⅩⅦⅩⅥ传动链的传动路线表达式：主轴Ⅵ—5858—————————ⅨⅪⅩⅢⅩ刀架3333253333257510010063（右螺纹）（左螺纹）3625———ⅩⅣU倍ⅩⅤ———25363625ⅩⅥU基—ⅩⅧM5—丝杠ⅩⅨ—车削公制螺纹的运动平衡式（换置公式）：）（倍基mmuurS12253636253625751001006333335858)(1倍基uuS7化简：u基1=26/28=6.5/7u基5=19/14=9.5/7u基2=28/28=7/7u基6=20/14=10/7u基3=32/28=8/7u基7=33/21=11/7u基4=36/28=9/7u基8=36/21=12/7轴ⅩⅣ~ⅩⅤ间变速机构可变换8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，故称基本组。U基ⅥⅨⅪⅩⅫⅩⅢⅩⅣⅩⅧⅩⅤⅩⅦⅩⅥu倍1＝28/35×35/28＝1u倍2＝18/45×35/28＝1/2u倍3＝28/35×15/48＝1/4u倍4＝18/45×15/48＝1/8轴ⅩⅥ～ⅩⅧ间变速机构的可变换4种传动比：这套变速机构是使螺纹导程值成倍数关系变化，称为增倍机构或增倍组。ⅥⅨⅪⅩⅫⅩⅢⅩⅣⅩⅧⅩⅤⅩⅦⅩⅥU倍普通螺距：倍基uuS7u倍1＝1u倍2＝1/2u倍3＝1/4u倍4＝1/8u基1=6.5/7u基5=9.5/7u基2=7/7u基6=10/7u基3=8/7u基7=11/7u基4=9/7u基8=12/711.251.51.7522.252.533.544.555.56789101112B、扩大螺距的传动路线A、普通螺距的传动路线倍基uuS7讨论：能加工的最大导程是多少？M3M4M5M220515080ⅥⅤⅣⅢⅧⅡⅨⅩⅪⅫⅩⅢⅩⅣⅩⅤⅩⅥⅩⅦⅩⅧⅩⅨ3625281845主轴Ⅵ5858ⅧⅣ265820802080主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动路线表达式：Ⅴ5050Ⅲ44445826Ⅸ（正常螺纹导程）（扩大螺纹导程）B、扩大螺距的传动路线主轴Ⅵ5858ⅧⅣ265820802080主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动路线表达式：Ⅴ5050Ⅲ44445826Ⅸ（正常螺纹导程）（扩大螺纹导程）从主轴Ⅵ与轴Ⅸ之间的传动比：165826444420802080265845826444450502080265821扩扩uu（2）车削模数螺纹(主要用于公制蜗杆，而公制蜗杆的齿距为πm)模数螺纹的导程为:Pm=kπm其中：k---螺纹的头数475100100639710010064观察得：特点：导程为分段等差数列，且段与段之间成倍数关系，且含有特殊因子π。其运动平衡式为：化简后得：仅改变挂轮为。其余部分的传动路线与车削公制螺纹的相同。9710010064倍基uuPm47）（倍基mmuurPm12253636253625971001006433335858)(1（3）车削英制螺纹导程特点：英制螺纹以每英寸长度上的螺纹牙数a（牙/英寸）表示。mmaaSa4.25)(1英寸英制螺纹的螺距为：英制螺纹的导程为：mmaKaKPm4.25)(1英寸特点：分母为分段等差数列，且含有特殊因子25.4。要求：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25.4。英制螺纹进给传动链作如下改动：1.将基本组的主、被动关系颠倒过来，即轴ⅩⅤ为主动，轴ⅩⅣ为被动。2.改变传动链中部分传动比，使其中含有25.4因子。英制螺纹传动路线：M3和M5结合，M4脱开，同时轴ⅩⅥ左端的滑移齿轮Z25移至左面位置。58M3M4M5ⅩⅨM3和M5结合，M4脱开，轴ⅩⅥ左端的滑移齿轮Z25移至左面位置。主轴Ⅵ—5858—————————ⅨⅪⅩⅢⅩ刀架3333253333257510010063（右螺纹）（左螺纹）———ⅩⅣU倍ⅩⅤ———2536ⅩⅥU基—ⅩⅧM5—丝杠ⅩⅨ—M31—传动路线表达式：车削英制螺纹的运动平衡式（换置公式）：）（倍基mmuurSa12253613625751001006333335858)(1214.2525367510010063其中：基倍倍基uuuuSa4.2574121214.25化简：（4）车削径节螺纹—用于车英制蜗杆径节螺纹的螺距为：)(4.25)(mmDPDPPDP英寸特点：分母为分段等差数列，且含有特殊因子25.4和π特殊因子。要求：π--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。径节螺纹：以每一英寸分度圆直径上的牙数DP（牙/英寸）来表示。挂轮改为:9710010064M3和M5结合，M4脱开，同时轴ⅩⅥ左端的滑移齿轮Z25移至左面位置。其他部分同英制螺纹的传动路线：475100100639710010064DP4.2558M3M4M5ⅩⅨ（5）车削非标准和较精密螺纹将M3，M4和M5全部接合。缩短了传动路线，螺纹导程S依靠挂轮传动比的变化来调整。传动路线：58M3M4M5ⅩⅨM3、M4、M5全部结合挂挂uurS121233335858)(112Sdcbau挂adcb求挂轮传动比（换置公式）：此时运动平衡式为：车削非标准和较精密螺纹2.车削圆柱面和端面（纵向和横向进给传动链）传动路线：M5脱开，运动经28/56传光杆，经溜板箱至刀架，使刀架作纵向或横向机动进给。58M3M4M5ⅩⅨⅩⅩM5脱开，运动经28/56传光杆ⅩⅨⅩⅩM5ⅩⅧ36M8ⅩⅪⅩⅫⅩⅩⅢM6M7ⅩⅩⅣⅩⅩⅧⅩⅩⅤ12ⅩⅩⅦⅩⅩⅩⅩⅩⅨ（公制螺纹传动路线）主轴（Ⅵ）－－ⅩⅧ－28/56－ⅩⅩ－（英制螺纹传动路线）36/32×32/56－M8（超越离合器及安全离合器)－ⅩⅫ－4/29－ⅩⅩⅢ40/48-M6—ⅩⅩⅣ—28/80—ⅩⅩⅤ—Z12——齿条—刀架40/30×30/48-M6（纵向进给）—40/48-M7—ⅩⅩⅧ—48/48×59/18—ⅩⅩⅩ—刀架40/30×30/48-M7（横向进给）传动路线表达式为：利用u基和u倍，以及进给传动链的不同传动路线，可获得纵向和横向进给量各64种。当运动经正常螺距米制螺纹传动路线传动时，其运动平衡式：f纵=1(主轴)×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/48×28/80×12×π×2.5化简得：f纵=0.71u基u倍3.刀架快速移动传动链ⅩⅩⅢ3.刀架快速移动传动链（纵向进给）快速电机－13/29－ⅩⅫ－（横向进给）当快速电机使轴ⅩⅫ快速旋转时，依靠齿轮Z56与轴ⅩⅫ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。首先传递低速转动，当与低速转动转向相同的高速转动介入时，将高速转动与低速转动分离开，即不会将高速转动传递到低速端。1-外环2-星形体3-圆柱滚子4-柱销5-弹簧1、CA6140的工艺范围有哪些？2、CA6140的主运动和进给运动各是什么3、CA6140车床反转时的转速级数为多少?4、分析CA6140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，并推导运动平衡式(换置公式)。5、写出加工螺距P=4，螺纹头数k=2的螺纹运动平衡式.6、证明：f纵=2f横。作业：三、CA6140型卧式车床的主要结构（一）主轴箱结构图花键套1带轮2法兰3主轴箱体4螺钉1.卸荷带轮1.卸荷带轮：⑴结构：①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；②法兰3固定在主轴箱体上。⑵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⑶卸荷带轮的特点：使轴Ⅰ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Ⅰ的弯曲变形。2.主轴的变向、制动及其操纵机构⑴摩擦离合器（图7-5