车床结构剖析

学习情境4 CA6140车床的结构分析

教学目标：

知识目标：掌握机床主要部件结构、传动原理。

机床的传动系统部件和功能及其调整。

能力目标：掌握机床的传动系统部件和功能及其调整方法。

情感目标：通过创设情景、问题、激发学生的好奇心和求知欲。

教学重点与难点：

重点：机床主运动和进给运动机构的传动。

难点：超越离合器、卸荷带轮、集中操纵机构。

教学方法：

项目教学法：项目教学是将需要的问题或需要完成的任务交给学生，在老师的指导下，师生一起按照实际工作过程的完整程序进行任务分析决策、实施、成果展示、评估总结的过程。教学中，根据项目任务，遵循教师为主导、学生为主体、实际训练为主线的原则，以教师提出的问题为主线引导学生完成掌握相应的理论知识，结合创设情景，分析比较、查阅手册、讨论思考、实践操作、换位思考、评估总结等一系列活动，充分跳动学生的主动性和积极性，让学生自主地学、主动地学。

学法：问题引导法、直观分析法、分段教学法、学练相结合的方法。

学时、教具和课前准备：

学时：1学时

教具：多媒体课件等。

课前准备：CA6140型卧式车床等

教学过程：

[工作场景]

工作对象：CA6140卧式车床传动系统结构。

本情景教学任务是要求学生熟练掌握CA6140卧式车床的传动系统部件和功能。

[引导问题]

1、CA6140卧式车床有哪些主要组成部件，它们的作用是什么？

2、CA6140卧式车床的主轴间隙是如何调整的？

3、CA6140卧式车床是如何实现换向和启动、停止的？

4、如何保证机床在过载的时候不受损坏？

5、如何保证快速运动和进给运动不干涉？

6、如何实现纵向运动和横向运动的互锁？

三、卧式车床的主要组成部件和功能

卧式车床的主参数以在床身上的最大加工直径表示，CA6140型车床加工工件的最大直径为400mm。机床厂生产有最大加工长度为650mm、900mm、1400 mm、1 900 mm的4种CA6140型车床供用户选用，其外形如图2-6所示。

图2-6 CA6140型卧式车床的外形

1.机床的主要组成部件及其功用

(1)主轴箱主轴箱固定在床身的左端，其内部装有主轴和传动轴，变速、变向、润滑等机构，由电动机经变速机构带动主轴旋转，实现主运动，并获得需要的转速及转向。主轴前端可安装三爪卡盘、四爪卡盘等附件，用以装夹工件。

(2)进给箱进给箱固定在床身的左前侧面，用以改变被加工螺纹的导程或机动进给的进给量。

(3)溜板箱溜板箱固定在床鞍的底部，其功用是将进给箱通过光杠或丝杠传来的运动传递给刀架，使刀架进行纵向进给、横向进给或车螺纹运动。另外，通过纵、横向的操纵手柄和上面的电器按钮，可起动装在溜板箱中的快速电动机，实现刀架的纵、横向快速移动。在溜板箱上装有多种手柄及按钮，可以方便地操纵机床。

(4)床鞍床鞍位于床身的上部，并可沿床身上的导轨作纵向移动，其上装有中溜板、回转盘、小溜板和刀架，可使刀具作纵、横或斜向进给运动。

(5)尾座尾座安装于床身的尾座导轨上，可沿导轨作纵向调整移动，然后固定在需要的位置，以适应不同长度的工件。尾座上的套筒可安装顶尖以及各种孔加工刀具，用来支承工件或对工件进行孔加工，摇动手轮使套筒移动可实现刀具的纵向进给。

(6)床身床身固定在左床腿和右床腿上。床身是车床的基本支承件，车床的各主要部件均安装于床身上，它保证了各部件间具有准确的相对位置，并且承受了切削力和各部件的重量。

2．机床的主要结构

(1)主轴箱主轴箱是车床的一个重要部件，包括箱体、主运动的全部变速机构及操纵机构、实现主轴正反转及开停车的片式摩擦离合器、制动器、润滑装置等。

①主轴部件的结构及轴承的调整主轴部件是主轴箱中最主要的部件。对它有很高的技术要求，除了有很高的回转精度外，还应有足够的刚性和良好的抗振性，只有这样才能满足加工的需要。

主轴部件主要由主轴、主轴支承及安装在其上的齿轮组成。主轴是外部有花键的空心阶梯轴，内孔为直径48 mm的通孔，前端为莫氏6号的锥孔，用于安装前顶尖或心轴，主轴前端的短法兰式结构用于安装卡盘、拨盘或专用夹具，端面键用于传递扭矩(如图2-7所示)。 CA6140型车床的主轴部件采用了三支承结构，以提高其静刚度和抗振性，其前后支承处各装有一个双列短圆柱滚子轴承7(NN3021K/P5)和3(NN3015K/P6)。双列短圆柱滚子轴承能承受很大的径向载荷，刚度好，有很高的旋转精度，其内圈较薄，内孔是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，因而保证主轴有很高的旋转精度和刚度。前支承还装有一个60°接触角的双向推力角接触球轴承6，用于承受左右两个方向的轴向力。在主轴的中间支承处，装有一圆柱滚子轴承(NN216)，它作为辅助支承，其配合较松，且间隙不能调整。

轴承有了间隙要及时调整，前轴承7可用螺母4、8进行调整，先拧松螺母8和螺母4上的锁紧螺钉5，拧调整螺母4使轴承7的18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弹性变形，将滚子与内、外圈滚道之间的间隙消除，调好后再将螺母8、锁紧螺钉5拧紧。后轴承调整方法与前轴承相同。一般情况，只调整前轴承即可，只有调整前轴承后仍达不到旋转精度时，才调后轴承。

图2-7 CA6140型车床主轴部件

1、4、8-调整螺母；

2、5-锁紧螺钉；

3、6、7-轴承；9-端面键；10-套筒；11、12-回油口

主轴轴承由液压泵供油充分润滑，为了防止润滑油外漏，前后轴承处都有油沟式密封装

置，在螺母8、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前后轴承端盖的接油槽内，分别经回油口11、12流回主轴箱。

②双向多片式摩擦离合器及制动机构双向多片式摩擦离合器如图2—7所示。它安装在轴I上，用以控制主轴的正转、停止和反转。轴I的右半部为空心轴，在其右端安装有可绕圆柱销11摆动的元宝形摆块12，元宝形摆块下端弧形尾部卡在杆9的缺口槽内。当拨叉lO,由操纵机构控制，拨动滑环10右移时，摆块12绕销子11顺时针摆动，其尾部拨动杆9向左移动，杆9通过固定在其左端的固定销6带动螺圈5和加压套4压紧左离合器的内外摩擦片3、2。内摩擦片3是内孔为花键孔的圆形薄片，与轴I花键连接，外摩擦片2的内孔为光滑圆孔，空套在轴I花键外圆上，其外圆开有4个凸爪，卡在空套齿轮1的右端套筒内。内外摩擦片相间安装。由于离合器中还装有止推片，当螺圈5向左移动时才能将内外摩擦片压紧。压紧之后将轴I的运动传至空套其上的空套齿轮1，再传出使主轴得到正转。当滑环10向左移动，元宝形摆块逆时针摆动，从而使杆9通过螺圈5、加压套7使右离合器内、外摩擦片压紧，并使轴I运动传至空套齿轮8，再传出，使主轴得到反向转动。当滑环10处于中间位置时，左右离合器的内、外摩擦片均松开，主轴Ⅵ停转。如果摩擦离合器中摩擦片间的间隙过大，由于杆9轴向移动距离有限，就会产生压紧力不足，不能传递足够的摩擦力矩，车削时就会产生“闷车”现象，摩擦片之间要打滑；间隙过小也不好，开车费劲，易损坏操纵机构零件，内外片不能完全脱开，同样会产生摩擦片之间相对打滑发热，还会使制动不灵。调整摩擦片间隙的方法，就是改变加压套4或7的轴向位置，调整左离合器时先压下定位的弹簧销15，转动加压套4即可调整。右离合器的调整方法与左离合器相同。

图2-8双向多片式摩擦离合器