卧式车床结构

第二章车床本章目录一、车床的用途、运动和分类二、CA6140型卧式车床的组成三、CA6140型卧式车床的传动系统1、主运动传动链2、车螺纹运动传动链3、纵向、横向进给运动传动链4、刀架的快速空行程传动链四、CA6140型卧式车床的主要部件结构1、主轴箱2、进给箱3、溜板箱4、方刀架四、CA6140型卧式车床的主要部件结构4.1主轴箱4.2进给箱4.3溜板箱4.4方刀架4.1主轴箱主轴箱的功用:支承主轴和传动其旋转，使其实现开动、停止、变速和换向等，并把进给运动从主轴传往进给系统，使进给系统实现换向和扩大螺距等。主轴箱组成：主轴及其轴承，传动机构，开动、停止以及换向装置，制动装置，操纵机构和润滑装置等。主轴箱主轴箱剖视图4.1.1卸荷皮带装置由电动机经V带传动使主轴箱的轴Ⅰ获得运动，为提高轴Ⅰ的运动平稳性，其上的带轮Ⅰ采用了卸荷结构。结构：箱体4上通过螺钉固定一法兰3，带轮1用螺钉和定位销与花键套筒2连接并支承在法兰3内的两个深沟球轴承上，花键套筒2以它的内花键与轴Ⅰ相连。主轴箱剖视图工作原理：带轮的运动可通过花键套筒2带动轴Ⅰ旋转，但带传动所产生的拉力经法兰3直接传给箱体，使轴Ⅰ不受V带拉力的作用，减少弯曲变形，提高传动的平稳性。应用范围：卸荷带轮装置特别适用于要求传动平稳的精密机床主轴上。4.1.2主轴结构及轴承调整主轴部件是主轴箱的主要部分，它应具有较高的回转精度及足够的刚度和良好的抗振性能。主轴结构：采用了三支承结构，以提高其静刚度和抗振性。主轴前端可安装卡盘或过渡盘，用于装夹工件或安装夹具。1、三支承结构1）前后支承处各装有一个双列圆柱滚子轴承4和1作用：双列圆柱滚子轴承的刚度和承载能力大，旋转精度高，且内圈较薄，内孔是锥度为1：12的锥孔，可通过相对主轴轴颈轴向移动来调整轴承间隙，可保证主轴有较高的旋转精度和刚度。2）前支承处装有一个双向推力角接触球轴承3作用：用于承受左右两个方向的轴向力。向左的轴向力由主轴Ⅵ经螺母5、轴承4的内圈、轴承3传至箱体；向右的轴向力由主轴Ⅵ经螺母2、轴承3、隔套7、轴承4的外圈和轴承端盖6传至箱体。3）中间支承处则装有圆柱滚子轴承作用：作辅助支承，其配合较松，且间隙不能调整。2、轴承的间隙调整1）前轴承4——用螺母5和2调整调整原理：调整时先拧松螺母5，然后拧紧带锁紧螺钉的螺母2，使轴承4的内圈相对主轴锥形轴颈向右移动，由于锥面的作用，薄壁的轴承内圈产生径向弹性变形，将滚子与内、外圈滚道之间的间隙消除。调整妥当后，再将螺母5拧紧。2）后轴承1——可用螺母11调整调整原理：同前轴承。一般只调整前轴承即可。当调整前轴承不能达到要求的旋转精度时，才调整后轴承。3）双向推力角接触球轴承3——事先已调好调整原理：间隙增大需调整时，可磨削两内圈间的调整垫圈8，减小其厚度，以达到消除间隙的目的。3、轴承润滑主轴的轴承由油泵供给润滑油进行充分的润滑，为防止润滑油外漏，前后支承处都有油沟式密封装置。在螺母5和套筒10的外圆上有锯齿形环槽，主轴旋转时，依靠离心力的作用，把经过轴承向外流出的润滑油甩到轴承端盖6和9的接油槽里，然后经回油孔a、b流回主轴箱。3、主轴上齿轮主轴上装有三个齿轮：1）最右边齿轮——空套在主轴上的左旋斜齿轮①当离合器(M2)接合时，此齿轮传动所产生的轴向力指向前轴承，以抵消部分轴向切削力，减小前轴承所承受的轴向力。中间滑移齿轮以花键与主轴相联，该齿轮的图示位置为高速传动，②当其处于中间空挡位置时，可用手拨动主轴，以便装夹和调整工件，③当滑移齿轮移到最右边位置时，其上的内齿与斜齿轮上左侧的外齿相啮合，即齿式离合器(M2)接合，此时获低速传动。2）最左边齿轮——固定在主轴上，通过它把运动传给进给系统。4、主轴1）主轴结构——空心的阶梯轴①内孔——通过棒料和卸顶尖用的铁棒或通过气动、电动或液压等夹紧驱动装置。②主轴前端的6号莫氏锥度孔——安装顶尖或心轴；③主轴后端的锥孔——工艺孔。④主轴前端的短法兰式结构——安装卡盘或拨盘，它以短锥和轴肩端面作定位面。2）卡盘工作原理：卡盘、拨盘等夹具通过卡盘座4，用四个螺柱5固定在主轴上，由装在主轴轴肩端面上的圆柱形端面键3传递转矩。安装卡盘时，只需将预先拧紧在卡盘座上的螺柱5连同螺母6一起从主轴轴肩和锁紧盘2上的孔中穿过，然后将锁紧盘2转过一个角度，使螺柱进入锁紧盘上宽度较窄的圆弧槽内，把螺母卡住，接着再把螺母6及螺钉7拧紧，就可使卡盘或拨盘座准确可靠地固定在主轴前端。4.1.3传动轴结构及轴承的调整1、传动轴结构主轴箱中的传动轴转速较高——深沟球轴承或圆锥滚子轴承来支承。轴上零件必须限定其轴向位置——防止工作中产生窜动现象传动轴必须限定其在箱体上的轴向位置——防止工作中产生窜动现象。现以轴Ⅲ为例说明其结构及轴承的调整：花键轴Ⅲ较长——采用了三支承结构，两端为圆锥滚子轴承，中间为深沟球轴承。2、调整轴承间隙消除左端轴承间隙——松开锁紧螺母18，拧动螺钉17，推动压盖19及圆锥滚子轴承的外圈右移。消除右轴承的间隙——轴组件向右移，由于右端圆锥滚子轴承的外圈被箱体上的台阶孔所挡，并由此而限定了轴Ⅲ组件在箱体上的轴向位置。3、轴向定位1）轴Ⅲ共有四个台阶，两端台阶——安装圆锥滚子轴承，右端的第二个台阶——串装有齿轮9、10、1l及垫圈14，垫圈14为调整环2）齿轮12——右端面紧靠深沟球轴承内圈，左端由轴用弹簧卡圈13定位。3）三联滑移齿轮15作用：在轴上滑移，轴向位置不能限定，必须准确定位。定位：导向轴5上的三个定位槽和在拨叉8上安装的弹簧钢珠实现三种位置的确定。调整：松开螺母7，拧动有内六方孔的调节螺钉6可调节弹簧力的大小，以保证定位的可靠性。4.1.4摩擦离合器和制动器1、双向摩擦离合器M——装在轴Ⅰ上，作用：控制主轴Ⅵ正转、反转或停止。2、制动器——安装在轴Ⅳ上，作用：摩擦离合器脱开时，用制动器进行制动，使主轴迅速停止。1、摩擦离合器1）结构：左离合器和右离合器两部分，左、右两部分的结构相似、工作原理相同。区别：左离合器——控制主轴正转，由于正转需传递的转矩较大，所以摩擦片的片数较多。右离合器——控制主轴反转、主要用于退刀，传递的转矩较小，摩擦片的片数较少。2）组成外摩擦片2、内摩擦片3、压套8、螺母9、止推片10和11及空套齿轮1等组成。安装：内摩擦片3——装在轴I的花键上，与轴I一起旋转。外摩擦片2、4个凸齿——装入空套双联齿轮1(用两个深沟球轴承支承在轴I上)的缺口中，多个外摩擦片2和内摩擦片3相间安装。3）工作原理滑套13移至右边：滑套将羊角形摆块6的右角压下，羊角绕销轴作顺时针摆动，其弧形尾部推动拉杆7向左，通过固定在拉杆左端的圆销5，带动压套8和螺母9a左移，将左离合器内外摩擦片压紧在止推片10和11上，通过摩擦片间的摩擦力，使轴I和双联齿轮联接，带动主轴正转。滑套13移至左边：压套8右移，将右离合器的内外摩擦片压紧，空套齿轮14与轴I联接，主轴实现反转。滑套处于中间，左右离合器的摩擦片均松开，主轴停止转动。4）过载保护当机床超载时，摩擦片打滑，于是主轴停止转动，从面避免损坏机床零部件。摩擦片压紧力的调整：根据离合器应传递的额定转矩来确定的。当摩擦片磨损后压紧力减小时可通过压套8上的螺母9来调整。压下弹簧销4，转动螺母9使其作小量轴向位移，即可调节摩擦片间的压紧力，从而改变离合器传递转矩的能力。调整妥当后弹簧销复位，插入螺母槽口中，使螺母在运转中不会自行松开。2、闸带式制动器作用：主轴快速停止运动组成：制动轮3、制动带2、杠杆7、齿条轴5和调节螺钉1。制动轮——钢制圆盘，通过花键与轴Ⅳ联接。制动带——钢带，其内侧固定着一层铜丝石棉，以增加摩擦面的摩擦力。工作原理：制动带绕在制动轮上，一端通过调节螺钉1与箱体4联接，另一端固定在杠杆7的上端。杠杆7可绕支承轴6摆动，当它的下端与齿条轴5上的圆弧形凹部口接触时，制动带处于放松状态，制动器不起作用；操纵齿条轴5，使其上凸起部分c与杠杆7下端接触时，杠杆7绕支承轴6逆时针摆动，制动带抱紧制动轮，产生摩擦制动力矩，轴Ⅳ快速停止。制动带抱紧的调整——调整调节螺钉1故障1：机床主轴转速缓慢下降或闷车现象，原因：摩擦片间的间隙过大、压紧力不足，不能传递足够的转矩，致使摩擦片间产生打滑，这种打滑会使摩擦片发热、急剧磨损，使主轴箱内传动件温度上升，严重时甚至会影响机床正常工作；故障2：主轴制动不灵现象，原因：摩擦片间的间隙过小，不能完全脱开，或是由于制动带太松，不起制动作用，主轴由于惯性作用而仍继续转动4.1.5操纵机构主轴箱操纵机构——控制主轴的正反转、停止、制动、变速、换向、变换左、右螺纹1．离合器及制动器的操纵机构在操纵杆4上共有两个操纵手柄3，位于进给箱及溜板箱的右侧。离合器工作原理：1）当把手柄向上搬动时：通过由零件5、8、9组成的杠杆机构使轴10和扇形齿板11顺时针转动，带动齿条轴12向右移，经拨叉15拨动滑套13右移，压下羊角形摆块6的右角，使拉杆16向左移，双向多片式摩擦离合器的左离合器接合，主轴正转；2）当把手柄3向下搬动时：双向多片摩擦离合器右离合器接合，主轴反转。3）当手柄处于中间位置时：拉杆16、滑套13及齿条轴12均处于中间位置，此时左右离合器均不接合，将主轴与动力源断开。制动器工作原理当手柄处于中间位置时，将主轴与动力源断开。而齿条轴12上的凸起部分压着制动杠杆7的下端，将制动带2拉紧，导致主轴快速停止。2、Ⅱ—Ⅲ轴六级变速操纵机构Ⅲ轴：转动手柄8通过链传动带动轴7上的曲柄5和盘形凸轮6转动，链传动的传动比为1:1，即手柄轴和轴7同步转动。固定在曲柄5上的销子4上装有一滑块，它插在拨叉3的长槽中。当曲柄带着销子4做圆周运动时，通过拨叉3使三联齿轮2沿轴Ⅲ左右移换，实现左、中、右位置的变换。Ⅱ轴：盘形凸轮6端面上的封闭曲线槽是由不同半径的两段圆弧和过渡直线组成，每段圆弧的中心角稍大于120，当凸轮转动时，曲线槽迫使杠杆10上的销子9带动杠杆10摆动，通过拨叉11使双联齿轮l沿轴Ⅱ改变左、右位置。Ⅲ轴：当顺序地转动手柄8并每次转60时，曲柄5上的销子4依次地处于a、b、c、d、e、f六个位置，使三联滑移齿轮2由拨叉3拨动分别处于左、中、右、右、中、左六个工作位置；Ⅱ轴：凸轮曲线槽使杠杆10上的销子9相应地处于a’、b’、c’、d’、e’、f’六个位置，使双联滑移齿轮1由拨叉ll拨动分别处于左、左、左、右、右、右六个工作位置。实现Ⅲ轴上六级变速。4.1.6主轴箱润滑1、工作原理：液压泵3装在左床腿上，由主电动机经v带传动其旋转。润滑油装在左床腿的油池中，经网式滤油器1吸入，并经油管4、滤油器5和油管6输送到分油器8。分油器又向三路送油，各处流回的油集中在主轴箱底部，经回油管2流人油池。①油管9和7分别对主轴前轴承及轴I上的摩擦离合器供油；②油管10通向油标11，以观察润滑系统工作情况。③分油器还从许多径向小孔向外喷油，对其他传动件和操纵机构进行润滑。2、润滑系统为箱外循环润滑方式4.2进给箱功用：变换被加工螺纹的种类和导程，获得各种机动进给量。轴XⅡ、XⅣ、XⅦ和XⅧ四轴同心，轴XⅢ、XⅥ和XⅨ三轴同心。4.2.1XⅡ、XⅣ、XⅦ、XⅧ同心轴结构及轴承间隙的调整轴XⅣ两端用半圆键联接着两个内齿轮，作为内齿离合器，并通过两个深沟球轴承3和4支承在箱体上；轴XⅧ左端也有一内齿离合器，上述三个内齿离合器的内孔均镗有轴承台阶孔，各安装有圆锥滚子轴承，以分别支承轴XⅡ和轴Ⅶ。轴XⅧ支承在支承套6上，两侧的推力球轴承5和7分别承受丝杠工作时所产生的两个方向的轴向力。松开锁紧双螺母8，调整另一螺母，则可调整推力球轴承的间隙，同时也限定了轴XⅧ在箱体上的轴向位置。由于深沟球轴承3和4的外圈的轴向位置没有固定，所以，通过螺母2便可调整同心轴上的所有圆锥滚子轴承间隙。4.2.2轴XⅢ、XⅥ、XⅨ同心轴的结构及轴承间隙的调整轴XⅨ左端的齿轮镗有一轴承台阶孔，并装有一圆锥滚子轴承，作为轴XⅥ的右支承；轴XⅢ为三支承结构，中间支承为深沟球轴承，其外圈的轴向位置不固定，所以，通过螺钉l