常用机床的介绍

CA6140型卧式车床传动系统图
一、主传动系统的分析 1．传动路线表达式
2．主轴转速值和级数的计算 （1）转速级数 正转 2×3×(1+2×2-1)=24种 反转 3×(1+2×2-1)＝12种 （2）转速运动平衡式
n主 n电
130 (1 )uⅠⅡ uⅡⅢ uⅢⅥ 230
2、传动原理图
现代机床从传动原理上来分析，机床加工过程中所需要的各种运动，是通 过运动源、传动装臵和执行件并以一定的规律所组成的传动链来实现的。 ①动力源 ②传动装臵 ③执行机构 为了便于研究机床的传动联系,常用一些简明的符号把传动原理和传动路线 表示出来,这就构成传动原理图。图1.2.1为CA6140型卧式车床传动原理图。
CA6140主轴变速机构之二
扩大螺距与变向操纵机构
§1.3.2 进给传动系统典型部件结构
1．进给箱 进给箱的功用是变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得所需的各种机动进给 量。它通常由变换螺纹导程和进给量的变速机构、变换螺纹种类的移换机构以及操 纵机构等组成。加工不同种类的螺纹通常由调整进给箱中的移换机构和挂轮架上的 挂轮来实现。 进给箱中的变速机构分为基本螺距机构和增倍机构两部分 。增倍机构一般采用 滑移齿轮变速机构，基本螺距机构采用双轴滑移齿轮机构、摆移齿轮机构、三轴滑 移公用齿轮机构等三种形式。
1.3 CA6140卧式车床主要部件结构
1.3.1 主传动系统典型部件结构
1．卸荷式带轮 2．双向多片摩擦离合器 3．开停、换向及制动装臵 4．主轴组件 5．变速操纵机构
1.3.2 进给传动系统典型部件结构 1.3.3 溜板箱典型部件结构
1．纵、横向机动进给操纵机构 2．开合螺母机构 3．互锁机构 4．超越离合器 5．横向滑板进给机构 6. 方刀架
图c 三轴滑移公用齿轮进给箱传动系统（CM6132）
开合螺母机构
1、6-手柄 2、21--销轴 3-手柄座 4、9-球头销 5、 7、23-轴 8-弹簧销 10、15-拨叉轴 11、20-杠杆 12--连杆 13、22-凸轮 14、18、19-圆销 16、17-拨叉
2、开合螺母机构
1、用途
接通或断开从丝杠传来的运动。车螺纹时，将开合螺母扣合于丝杠上，丝 杠通过开合螺母带动溜板箱及刀架移动。
图1.1. 卧式车床所能加工的典型零件
1.1.2 车床种类
车床的种类很多，按其结构和用途可分为以下几类： ① 卧式车床 ② 立式车床 ③落地车床 ④转塔车床 ⑤回轮车床 ⑥液压仿形车床 ⑦多刀自动和半自动车床 ⑧专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床 。 图1.1.2 是常见的几种车床。
卧式车床
1.1.3 CA6140车床主要结构
②运动平衡式
58 33 63 100 25 25 36 P 1 u j ub 12 mm （主轴） 58 33 100 75 36 36 25
③扩大导程传动路线
（2）英制螺纹加工
58 33 63 100 1 36 P 1(主轴） ub 12 58 33 100 75 u j 25 4 1 25.4 ub 7 uj
床腿
1.2 CA6140型卧式车床传动系统分析
1.2.1 传动原理图
1.2.2 车床传动系统图
1.2.1 CA6140车床传动原理图 1、车床的运动
车床的表面成形运动有：主轴带动工件的旋转运动、刀具的进给运动。前 者是车床的主运动，其转速通过常以 n （r/min）表示。后者有几种情况：刀 具既可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动（车圆柱面），又可作垂直于工 件旋转轴线的横向进给运动（车端面），还可作与工件旋转轴线方向倾斜的运 动（车削圆锥面），或作曲线运动（车成型回转面）。进给运动以 f（mm/r） 表示。
化简得 纵 0.711 j ub f u
（2）横向机动进给
溜板箱中的双向牙嵌式离合器M8、M9和齿轮传副组成的两个换向机构，分别用于变换 纵向和横向进给运动的方向。利用进给箱中的基本螺距机构和增倍机构，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。 纵向和横向进给传动链的两端件的计算位移为： 纵向进给：主轴转一转———刀架纵向移动f 纵（单位：mm） 横向进给：主轴转一转———刀架横向移动f 横（单位：mm） 由传动分析可知，横向机动进给在其与纵向机动进给传路线一致时，所得的横向 进给量是纵向进给量的一半。
三轴滑移公用齿轮机构
三轴滑移公用齿轮 进给箱传动系统具有 双轴滑移齿轮进给箱 的优点，即传动链刚 件好，制造工艺性好 等，它应用在国产的 一些车床上，如 C6140、CY6140、 C6150、CM6132等。
图c 三轴滑移公用齿轮进给箱传动系统（CM6132）
三轴滑移公用齿轮机构
三轴滑移公用齿轮 进给箱传动系统具有 双轴滑移齿轮进给箱 的优点，即传动链刚 件好，制造工艺性好 等，它应用在国产的 一些车床上，如 C6140、CY6140、 C6150、CM6132等。
思考题
为什么卧式车床主轴箱的运动输入轴（Ⅰ轴）常采用卸荷式带轮结构？对照传 动系统图说明转矩是如何传递到轴Ⅰ的。 答：卸荷式带轮结构是为了避免 V 带的拉力使Ⅰ轴产生弯曲变形。 因V 带 对Ⅰ轴的是指向电机轴的单向拉力，它会使Ⅰ轴产生弯曲。 传动系统图中，转矩传递到轴Ⅰ的原理为：V 形带轮的旋转传递的转矩，通 过与轴Ⅰ花键相连的套，而花键套又与 V 形带轮固定，而将转矩传递到Ⅰ轴；V 形带轮受到的单向拉力则通过支撑花键套的深沟球轴承传递给固定在主轴箱体上法 兰盘，再传递到箱体上。实际上是使 V 形带轮受到的单向拉力，随着花键套在法 兰内的转动，将拉力由支撑花键套的深沟球轴承的内圈传到滚珠， 滚珠再将拉力 扩散到轴成外圈，然后传到箱体。
2．机动进给传动系统
实现一般车削时刀架机动进给的纵向和横向进给传动链，由主轴至进给箱中轴 XVII的传动路线与车公制或英制常用螺纹的传动路线相同，其后运动经齿轮副传至 光杠XIX（此时离合器M5脱开，齿轮Z28与轴XIX 齿轮Z56 啮合)，再由光杠经溜板 箱中的传动机构，分别传至光杠齿轮齿条机构和横向进给丝杠XXVII，使刀架作纵 向或横向机动进给，其纵向机动进给传动路线表达式如下：
（3）转速值计算
一、进给传动系统的分析 1．车削螺纹（米制、英制、模数和径节四种螺纹） 运动平衡式：
1 （主轴） u L丝 P
（1）米制螺纹加工 （2）英制螺纹加工 （3）模数螺纹加工 （4）径节螺纹加工
（1）米制螺纹加工
①传动路线
33 （右螺纹） 58 63 100 25 33 主轴Ⅵ Ⅸ XII XIII XI 33 25 58 100 75 36 X （左螺纹） 33 25 36 25 u XIV XV u XVII M （啮合） XVIII（丝杠） 刀架 j b 5 25 36
CA6140型卧式车床主要由主轴箱、进给箱、 溜板箱、挂轮、床身、刀架和尾架等部件组成。
主轴箱Βιβλιοθήκη Baidu 挂轮 支承主轴 部件
刀架：夹 持车刀
尾座：在尾座套 筒内安装顶尖， 可支承工件
床身：连接各主 要部件并保证各 部件之间有正确 的相对位置
进给箱：将运 床腿 动传至光杠或 丝杠
丝杠：将进给运 溜板箱：将光杠传来 动传给溜板箱， 光杠：实现纵 的旋转运动变为车刀的 完成螺纹车削 向或横向自动 纵向或横向的直线移动 进给
2、结构和工作原理
3、互锁机构
1、用途
保证开合螺母合上时，机动进给不能接通；反之，机动进给接通时，开合 螺母不能合上
2、结构和工作原理
溜板箱互锁机构图
4、超越离合器
1、用途
当快速电动机使传动轴XX快速旋转时，依靠齿轮Z56与轴XX间的超越离分 器M6，可避免与进给箱传来的慢速工作进给运动发生矛盾。
图a CA6140主轴箱图
CA6140主轴图
图 b 主轴展开图的剖切顺序
展开图的剖切面
CA6140型卧式车床主轴箱展开图
1、卸荷式带轮
带轮与花键套用螺钉连接 成一体，支承在法兰内的 两个深沟球轴承上，而法 兰则固定在主轴箱体上。 这样，带轮可通过花键套 带动轴I旋转，而带的拉力 则经法兰直接传至箱体 （卸下了径向载荷）。从 而避免因拉力而使轴I产生 弯曲变形，提高了传动平 稳性。卸荷式带轮特别适 用于要求传动平稳性高的 精密机床。
2、双向多片摩擦离合器
3、开停、换向及制动装臵
主轴开停及制动操纵机构
主轴的开停、换向及制动联动控制原理
4、主轴组件
CA6140车床主轴是一个空心的阶梯轴，其内孔可 用来通过棒料、拆卸顶尖，安装夹紧装臵的杠件。 主轴前端的锥孔用以安装顶尖或心轴，主轴后端 的锥孔是加工主轴时的工艺基面。主轴尾端的外 圆柱面可作为安装各种辅具的基面。
主要授课内容
车床及其切削加工的介绍 铣床及其切削加工的介绍 镗床及其切削加工的介绍 刨床及其切削加工的介绍 磨床及其切削加工的介绍
车床及其切削加工的介绍
1.1.1 车削工艺范围 1.1.2 车床种类 1.1.3 CA6140车床主要结构
1.1.1 车削工艺范围
车床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表 面、内外圆锥表面、成型回转面和回转体端面等，有 些车床还能加工螺纹面。由于大多数机器零件都具有 回转表面，车床的通用性又较广，因此，车床的应用 极为广泛，在金属切削机床中所占的比重最大，约占 机床总数的 20% ～ 35% 。（车床概述.MPG） 在车床上使用的刀具，主要是各种车刀，有些车 床还可以使用各种孔加工刀具（如钻头、扩孔钻、铰 刀等）和螺纹刀具。图1.1.1 是卧式车床所能加工的 典型表面。
图1.2.1
CA6140型卧式车床传动原理图
1.2.2 CA6140车床传动系统图
机床的加工过程中，需要有多少个运动就应该有多少条传动链。所有这些 传动链和它们之间的相互联系就组成了一台机床的传动系统。分析传动系统也 就是分析各传动链，分析各传动链时，应按下述步骤进行： （1）根据机床所具有的运动，确定各传动链两端件。(抓两端) （2）根据传动链两端件的运动关系，确定计算位移量。 （3）根据计算位移量及传动链中各传动副的传动比，列出运动平衡式。 （4）根据运动平衡式，推导出传动链的换置公式。 传动链中换置机构的传动比一经确定，就可根据运动平衡式计算出机床执 行件的运动速度或位移量。 要实现机床所需的运动，CA6140型卧式车床的传动系统需具备以下传动 链： （1）实现主运动的主传动链； （2）实现螺纹进给运动的螺纹进给传动链； （3）实现纵向进给运动的纵向进给传动链； （4）实现横向进给运动的横向进给传动链； （5）实现刀架快速退离或趋近工件的快速空行程传动链。
卡盘的连接（车床主轴轴端的结构形式）
主轴前端用来安装卡盘或拨盘，短圆锥作定位基面。法兰外圈的11个螺纹 孔用来拉紧四爪卡盘或拨盘，另一个孔装定位销传递转矩。内圈有8个螺纹 孔用来安装三爪卡盘。这种结构的优点是装卸方便、安全可靠、定心精度 高、主轴前端悬伸短。
卡盘
5、变速操纵机构
CA6140主轴变速机构之一
（3）刀架快速机动移动
刀架的快速移动是使刀具机动地快速退离或接近 加工部位，以减轻工人的劳动强度和缩短辅助时间。 当需要快速移动时，可按下快速移动按钮，装在溜板 箱中的快速电动机（0.25kW，2800r/min）的运动便经 齿轮副传至轴XX，然后再经溜板箱中与机动进给相同 的传动路线传至刀架，使其实现纵向和横向的快速移 动。 为了节省辅助时间及简化操作，在刀架快速移动 过程中光杠仍可继续传动，不必脱开进给传动链。这 时，为了避免光杠和快速电动机同时传动轴XX而导致 其损坏，在齿轮Z56 及轴XX之间装有超越离合器，即 可避免二者发生的矛盾。
（1）纵向机动进给
f 纵 1主轴
58 33 63 100 25 25 36 28 36 32 u j ub 58 33 100 75 36 36 25 56 32 36 4 40 28 2.5 12 m m/ r 29 48 80