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1、第二章 車床 車床實物圖 第一節(jié) 車床的用途、運動和分類用 途 ： 主 要 用 于 加 工 各 種 回 轉 表 面 ，如內(nèi) 外 圓 柱 面 ， 圓 錐 面 及 成 形回 轉 表 面 和 回 轉 體 的 端 面 等 ， 有 些 車 床 可 以 加 工 螺 紋 面 。運 動 ： 1.表 面 成 形 運 動 (1)工 件 的 旋 轉 運 動 :這 是 車 床 的 主 運 動 ,其 轉 速 較 高 ,消 耗 機 床 功 率 的 主 要 部 分 。 (2)刀 具 的 移 動 ： 車 床 的 進 給 運 動 。 2.輔 助 運 動：切 入 運 動 ， 刀 架 縱 、 橫 向 的 機 動 快 移 。分 類：

2、按 其 用 途 和 結 構 的 不 同 ， 主 要 分 為 ： 臥 式 車 床 及 落 地 車 床 、立 式 車 床 、 轉 塔 車 床 、 儀 表 車 床 、 單 軸 自 動 和 半 自 動 車 床 、 多 軸 自 動 和 半 自 動 車 床 、 彷 形 車 床 及 車 床 、 多 刀 專 門 化 車 床 第二節(jié) CA6140A型臥式車床一.機床的工藝范圍 它 適 用 于 加 工 各 種 軸 類 ， 套 筒 類 和 盤 類 零 件 上 的 回 轉 表 面 ，如 ： 內(nèi) 圓 柱 面 、 圓 錐 面 、 環(huán) 槽 及 成 形 回 轉 表 面 ； 端 面 及 各 種 常 用螺 紋 ； 還 可 以 進

3、 行 鉆 孔 、 擴 孔 、 鉸 孔 和 滾 花 等 工 藝 。 臥式車床所能加工的經(jīng)典表面 二. 機床的總布局 機 床 的 總 布 局 就 是 機 床 各 主 要 部 件 之 間 的 相 互 位 置 關 系 ， 及它 們 之 間 的 運 動 關 系 。 CA6140的 主 要 組 成 部 分 如 下 ：1） 主 軸 箱 （ Headstock） 固 定 在 床 身 左 上 端 ， 內(nèi) 裝 有 主 軸 及 換 向 、變 速 機 構 。 2） 刀 架 部 件 （ Tool slide） 沿 床 身 導 軌 作 縱 向 移 動 ， 使 車 刀 作 縱 向、 橫 向 或 斜 向 運 動 。3） 尾

4、座 （ Tailstock） 頂 尖 伸 出 用 于 支 承 工 件 。 同 時 尾 架 還 可 以 安裝 鉆 頭 等 孔 加 工 刀 具 ， 進 行 孔 加 工 。 4） 進 給 箱 （ Feedbox） 通 過 不 同 齒 輪 嚙 合 以 改 變 機 動 進 給 的 進 給 量和 加 工 螺 紋 的 導 程 ， 實 現(xiàn) 不 同 的 進 給 速 度 。 5） 溜 板 箱 （ Apron） 溜 板 箱 實 現(xiàn) 刀 架 縱 向 或 橫 向 進 給 、 快 速 移 動 或車 螺 紋 ， 通 過 溜 板 箱 上 的 手 柄 和 按 鈕 來 操 控 機 床 。6） 床 身 （ Bed） 主 要 起 支

5、 承 作 用 ， 床 身 一 般 為 鑄 鐵 材 料 ， 耐 壓 不 受拉 。 尾座主軸箱安裝工件獲旋轉運動刀架安裝刀具直線移動進給箱溜板箱提供所需運動床身決定布局導軌動力 CA6140 型臥式車床外形圖 三、CA6140主要技術性能床 身 上 最 大 工 件 回 轉 直 徑 :400mm最 大 工 件 長 度 :750； 1000； 1500； 2000mm刀 架 上 最 大 工 件 回 轉 直 徑 :210mm主 軸 轉 速 ： 正 轉 24級 10 1400r/min 反 轉 12級 14 1580r/min進 給 量 ： 縱 向 64級 0.028 6.33mm/r 橫 向 64級 0

6、.014 3.16mm/r車 削 螺 紋 范 圍 ： 米 制 螺 紋 44種 P=1 192mm 英 制 螺 紋 20種 =2 24牙 /in 模 數(shù) 螺 紋 39種 m=0.25 48mm 徑 節(jié) 螺 紋 37種 DP=1 96牙 /in 主 電 動 機 功 率 ： 7.5kW 第三節(jié) CA6140A型臥式車床的傳動系統(tǒng) （一）機床傳動系統(tǒng)圖 CA6140車床傳動系統(tǒng)圖 主 運 動 傳 動 鏈 : 把 動 力 源 （ 電 動 機 ） 的 運 動 及 動 力 傳 給 主 軸 ， 使主 軸 帶 動 工 件 旋 轉 實 現(xiàn) 主 運 動 ， 并 滿 足 臥 式 車 床 主 軸 變 速 和 換 向的

7、要 求 。 a)傳 動 路 線 電 動 機 (7.5kw， 1450r/min)V帶 輪 主 軸 箱 中 的 軸 I雙 向 多 片 摩 擦 離 分 器 M1。 接 下 來 有 三 種 傳 動 路 線 ： 1.壓 緊 離 合 器 M1左 部 的 摩 擦 片 ， 軸 I軸（ 正 轉 ） ； 2.壓 緊 離 合 器 M 1右 部 的 摩 擦 片 ， 軸 I軸（ 反 轉 ） ； 3.離 合 器 M1 處 于 中 間 位 置 ， 主 軸 停 轉 。兩 末 端 件 ： 主 電 動 機 主 軸 傳 動 路 線 表 達 式 :（主軸）合右左電機（ 5063 )(M258265150802050508020 5

8、8225030413930343450)M1( 41533658)M1(230130 r/min) 7.5kw,1450 注 :) 在 軸上 裝 有 雙 向 多 片 摩 擦 離 合 器 M1， 使 主 軸 正 轉 、 反 轉 或停 止 。 M1左 部 壓 緊 時 ， 正 轉 ； M1右 部 壓 緊 時 反 轉 ； 中 位 停 車 ； )齒 輪 與 軸 的 連 接 方 式 ： 固 定 、 滑 移 、 空 套 ； )主 軸 上 的 滑 移 齒 輪 50移 至 右 端 ， 使 其 與 主 軸 上 的 齒 式 離 合 器 M2嚙合 。 主 軸 獲 得 11.2r/min 560r/min的 低 轉 速

9、 ；)齒 式 離 合 器 M2嚙 合 脫 開 ， 運 動 由 軸直 接 傳 給 主 軸 ， 得 到 6級 高轉 速 ， 500r/min 1600r/min。 運 動 平 衡 式 計 算 電主 uuunn )1(230130 V帶 輪 的 滑 動 系 數(shù) ， 可 取 =0.02； u -為 軸 I和 軸 間 的 可 變 傳 動 比 ， 其 余 類 推 。 b)主 軸 轉 速 級 數(shù) 和 轉 速 經(jīng) 低 速 傳 動 路 線 時 ， 主 軸 獲 得 的 實 際 轉 速 是 2 3 （2 2-1） =18級 轉 速 ， 加 上 由 高 速 傳 動 路 線 獲 得 的 6級 轉 速 ， 主軸 共 可

10、獲 得 24級 正 轉 轉 速 。 主 軸 反 轉 時 ， 有 3 1+（ 2 2-1） =12級 轉 速 。 主 軸 各 級 轉 速 按 運 動 平 衡 式 計 算 。 例 如 ： 某 級 轉 速 為 ： min/5005063582241532301301450 rn 主注 ： 主 軸 反 轉 通 常 不 是 用 于 切 削 ， 而 是 用 于 車 削 螺 紋 時 ，在 不 斷 開 主 軸 和 刀 架 間 傳 動 聯(lián) 系 的 情 況 下 ， 車 刀 沿 螺 紋線 退 回 到 起 始 位 置 。 反 轉 轉 速 較 高 ， 節(jié) 省 輔 助 時 間 。 CA6140A型臥式車床主傳動系統(tǒng)轉速圖

11、 進 給 運 動 傳 動 鏈 功 用 是 使 刀 架 實 現(xiàn) 縱 向 及 橫 向 移 動 變 速 與 換 向 。 它 包 括 車 螺 紋 進給 運 動 傳 動 鏈 和 機 動 進 給 運 動 傳 動 鏈 。 兩 個 末 端 件 ： 主 軸 刀 架 （ 絲 杠 ） a) 車 螺 紋 進 給 運 動 傳 動 鏈 CA6140型 臥 式 車 床 能 車 削 米 制 、 英 制 、 模 數(shù) 制 和 徑 節(jié) 制 四 種 標 準螺 紋 ， 可 以 車 削 大 導 程 、 非 標 準 和 較 精 密 的 螺 紋 。 它 可 以 車 削 右旋 螺 紋 ， 也 可 以 車 削 左 旋 螺 紋 。 計 算 位 移

12、 ： 主 軸 1r刀 架 移 動加 工 螺 紋 的 一 個 導 程 L工 (mm) 運 動 平 衡 方 程 式 : u 從 主 軸 到 絲 杠 之 間 的 總 傳 動 比 ； L絲 機 床 絲 杠 的 導 程 ， CA6140型 車 床 的 L絲 =12mm； L工 被 加 工 螺 紋 的 導 程 （ mm )。 工絲主軸LLu1 )車削米制螺紋 傳 動 路 線 ：刀架（絲杠）（嚙合）（左螺紋）（右螺紋）主軸 倍 536252536 3625751001006333252533 33335858基 Muu 運 動 平 衡 式 ：化 簡 后 得 ：u基 、 u倍 分 別 為 基 本 變 速 組

13、傳 動 比 和 增 倍 變 速 組 傳 動 比 。 如 適 當 選 擇 u基 和 u倍 值 ， 就 可 得 到 米 制 螺 紋 導 程 L 的 各 值 （ 1 12mm） 。 mmuuL 122536362536257510010063333358581 )( 倍基主軸倍基uuL 7 進 給 箱 中 的 基 本 變 速 組 是 雙 軸 滑 移 齒 輪 變 速 機 構 ， V軸 上的 四 個 滑 移 齒 輪 可 分 別 與 軸 上 鄰 近 的 兩 個 固 定 齒 輪 相 嚙 合 ，共 有 8種 傳 動 比 ： 75.628261 基u 7728282 基u 792836 4 基u 7828323

14、 基u 75.914195 基u 71014206 基u 71121337 基u 7122136 8 基u 增 倍 變 速 組 由 軸 間 的 三 軸 滑 移 齒 輪 機 構 組 成 。 可 變換 四 種 傳 動 比 ：它 們 之 間 依 次 相 差 2倍 ， 其 作 用 是 將 基 本 組 的 傳 動 比 成 倍 地 增 加 或 縮小 ， 從 而 可 以 加 工 出 不 同 螺 距 的 螺 紋 。 變 換 u 基 和 u倍 的 值 ， 就 可 得 到32種 導 程 值 ， 其 中 標 準 的 有 20種 。81481545181 倍u 41481535282 倍u 21283545183 倍

15、u 1283535284 倍u 擴 大 導 程 傳 動 路 線 從 傳 動 路 線 表 達 式 可 知 ， 擴 大 螺 紋 導 程 時 ， 主 軸到 軸的傳 動 比 為 ： 當 主 軸 轉 速 為 45-140r/min時 ， ）（接正常導程傳動路線（正常導程）（擴大導程）主軸 5858 582644442080505020802658 458264444505020802658 1 擴u 當 主 軸 轉 速 為 11.2-35.5r/min 時，而 正 常 螺 紋 導 程 時 ， 主 軸 到 軸 的 傳 動 比 為 ：所 以 ， 通 過 擴 大 導 程 傳 動 路 線 可 將 正 常 螺 紋

16、 導 程 擴 大 4倍 或 16倍 。CA6140型 車 床 車 削 大 導 程 米 制 螺 紋 時 ， 最 大 螺 紋 導 程 為 192mm。16582644442080208026582 擴u 1 5858 u CA6140型 車 床 公 制 螺 紋 表 (L/mm) ) 車 削 英 制 螺 紋 英 制 螺 紋 以 每 英 寸 長 度 上 的 螺 紋 扣 數(shù) (扣 /in)表 示 ， 其 標準 值 也 按 分 段 等 差 數(shù) 列 的 規(guī) 律 排 列。 英 制 螺 紋 的 導 程 ： L=1/(in) 由 于 CA6140型 車 床 的 絲 杠 是 米 制 螺 紋 ， 被 加 工 的 英

17、制 螺 紋 也應 換 算 成 以 毫 米 為 單 位 的 相 應 導 程 值 ， 即 ： )(4.25)(1 mminL 英 制 螺 紋 傳 動 路 線 與 米 制 螺 紋 路 線 相 比 有 以 下 調(diào) 整 ：改 變 傳 動 鏈 中 部 分 傳 動 副 的 傳 動 比 ， 使 其 包 含 特 殊 因 子 25.4； 將 基 本 組 兩 軸 的 主 、 被 動 關 系 對 調(diào) ， 以 便 使 分 母 為 等 差 級 數(shù) 。 其 余 部 分 的 傳 動 路 線 與 車 削 米 制 螺 紋 時 相 同 。運 動 平 衡 式 為 ： 將 L=25.4/代 入 上 式 ， 得 ： 變 換 u 基 和

18、u倍 的 值 ， 就 可 得 到 各 種 標 準 的 英 制 螺 紋 。倍基倍基主軸uu uuL 14.2574 12253617510010063333358581 )( )/47 inuu（扣倍基 CA6140型 車 床 英 制 螺 紋 表 (k=1時 ， a/牙 .in-1) )車削模數(shù)螺紋 模 數(shù) 螺 紋 主 要 用 在 米 制 蝸 桿 中 ， 用 模 數(shù) m表 示 螺 距 的 大 小 。螺 距 與 模 數(shù) 的 關 系 為 ： pm= m(mm) 模 數(shù) 螺 紋 的 導 程 為 ： Lm=k m(mm) （ k螺 紋 的 頭 數(shù) ） 模 數(shù) 螺 紋 的 標 準 模 數(shù) m也 是 分 段

19、 等 差 數(shù) 列 。 車 削 時 的 傳 動 路線 與 車 削 米 制 螺 紋 的 傳 動 路 線 基 本 相 同 。 由 于 模 數(shù) 螺 紋 的 螺 距 中含 有 因 子 ， 因 此 車 削 模 數(shù) 螺 紋 時 所 用 的 掛 輪 為9710010064 運 動 平 衡 式 為 ： 式 中 化 簡 后 得 只 要 變 換 u基 和 u倍 ， 就 可 車 削 各 種 不 同 模 數(shù) 的 螺 紋 。 122536362536259710010064333358581( 倍基主軸）uuLm 48736259710010064 倍基uukm 47 CA6140型 車 床 模 數(shù) 螺 紋 表 (k=1

20、時 ， m/mm) )車削徑節(jié)螺紋 徑 節(jié) 螺 紋 主 要 用 于 同 英 制 蝸 輪 相 配 合 ， 即 為 英 制 蝸 桿 。 其標 準 參 數(shù) 為 徑 節(jié) ， 用 DP表 示 ， 其 定 義 為 ： 對 于 英 制 蝸 輪 ， 將 其 總齒 數(shù) 折 算 到 每 一 英 寸 分 度 圓 直 徑 上 所 得 的 齒 數(shù) 值 ， 稱 為 徑 節(jié) 。 根據(jù) 徑 節(jié) 的 定 義 可 得 蝸 輪 齒 距 為 ： 式 中 z蝸 輪 的 齒 數(shù) ， D蝸 輪 的 分 度 圓 直 徑 （ in） 。 只 有 英 制 蝸 桿 的 軸 向 齒 距 PDP與 蝸 輪 齒 距 /DP相 等 才 能 正確 嚙 合

21、， 而 徑 節(jié) 制 螺 紋 的 導 程 為 英 制 蝸 桿 的 軸 向 齒 距 為 ： 標 準 徑 節(jié) 的 數(shù) 列 也 是 分 段 等 差 數(shù) 列 。 inDPDzzDp 蝸輪齒距mmDPkinDPP DP 4.25 車 削 徑 節(jié) 螺 紋 時 ， 可 采 用 英 制 螺 紋 的 傳 動 路 線 ， 但 掛 輪 需換 為 ： 運 動 平 衡 式 : 化 簡 得： 變 換 u基 和 u倍 可 得 常 用 的 24種 徑 節(jié) 螺 紋 。 12253619710010064333358581 倍基（主軸）uuLDP9710010064 倍基uukDP 7 CA6140型 車 床 徑 節(jié) 螺 紋 表

22、(k=1時 ， a/牙 .in-1) ) 車 削 非 標 準 螺 紋 和 精 密 螺 紋 所 謂 非 標 準 螺 紋 是 指 利 用 上 述 傳 動 路 線 無 法 得 到 的 螺 紋 。 傳 動 路 線 ： 離 合 器 M3、 M4和 M5全 部 嚙 合 ， 被 加 工 螺 紋 的 導 程 L工依 靠 調(diào) 整 掛 輪 的 傳 動 比 u掛 來 實 現(xiàn) 。 運 動 平 衡 式 ： 換 置 公 式 ： 由 于 傳 動 鏈 短 ， 誤 差 小 ， 若 選 擇 高 精 度 的 齒 輪 作 掛 輪 ， 則 可 加 工精 密 螺 紋 。 mmuL 12333358581 掛（主軸）工12工 掛Ldcba

23、u 縱 向 和 橫 向 進 給 傳 動 鏈 機 動 進 給 傳 動 鏈 主 要 是 用 來 加 工 圓 柱 面 和 端 面 ， 為 了 減 少 螺紋 傳 動 鏈 絲 杠 及 開 合 螺 母 磨 損 ， 保 證 螺 紋 傳 動 鏈 的 精 度 ， 機 動 進給 是 由 光 杠 經(jīng) 溜 扳 箱 傳 動 的 。 a) 縱 向 機 動 進 給 傳 動 鏈 兩 末 端 件 ： 主 軸 1r-刀 架 f(mm) 運 動 平 衡 式 ：rmm uuf /125.2802848303040294 5632323656282536362536257510010063333358581 倍基（主軸）縱 化 簡 后

24、 得 ：正 常 螺 距 的 米 制 螺 紋 加 工 路 線 得 到 進 給 量 0.08-1.22mm/r（ 32種 ）正 常 螺 距 的 英 制 螺 紋 加 工 路 線 得 到 進 給 量 0.86-1.59mm/r（ 8種 ）擴 大 螺 距 的 米 螺 紋 加 工 路 線 得 到 進 給 量 0.028-0.54mm/r（ 8種 ）擴 大 螺 距 英 制 螺 紋 加 工 路 線 得 到 進 給 量 1.71-6.33mm/r(16種 ） 倍基縱uuf 71.0 b) 橫 向 機 動 進 給 傳 動 鏈 -M6- - I-M8- II - - -M7- - (橫 ） 當 橫 向 機 動 進

25、給 與 縱 向 進 給 的 傳 動 路 線 一 致 時 ， 2f橫 =f縱 ， 橫 向與 縱 向 進 給 量 的 種 數(shù) 相 同 （ 64種 ） 。 C)刀 架 快 速 移 動 為 了 縮 短 輔 助 時 間 ， 提 高 生 產(chǎn) 效 率 ， CA6140型 臥 式 車 床 的 刀架 可 實 現(xiàn) 快 速 機 動 移 動 。 刀 架 的 縱 向 和 橫 向 快 速 移 動 由 快 速 移 動電 動 機 (P=0.25kw， n=1360r min)傳 動 ， 經(jīng) 齒 輪 副 18/24使 軸 高 速 轉 動 ， 再 經(jīng) 蝸 輪 蝸 桿 副 4/29、 溜 板 箱 內(nèi) 的 轉 換 機 構 ， 使 刀

26、 架實 現(xiàn) 縱 向 或 橫 向 的 快 速 移 動 。 快 移 方 向 由 溜 板 箱 中 雙 向 離 合 器 M6和 M7控 制 。 傳 動 路 線 表 達 式 為 : 刀 架 快 速 縱 向 右 移 的 速 度 橫向縱向快速移動電動機 762942418 MMmin/76.4125.280284830304029424181360 mv 縱右（快） 車床主傳動系統(tǒng)圖 分析圖示的傳動系統(tǒng)，寫出傳動路線表達式；求主軸的轉速級數(shù)；計算主軸的最高、最低轉速 CA6140型臥式車床的主要結構1主 軸 箱 主 軸 箱 是 車 床 的 主 要 部 件 ， 其 主 要 功 能 是 支 承 主 軸 ， 實

27、現(xiàn) 其開 、 停 、 換 向 、 制 動 和 變 速 ， 把 進 給 運 動 從 主 軸 傳 向 進 給 系 統(tǒng) 。 a)卸 荷 帶 輪 把 徑 向 載 荷 卸 給 箱 體 ， 即 避 免 因 V型 帶 的 拉 力 而 使 軸 產(chǎn) 生彎 曲 變 形 ， 提 高 了 傳 動 的 平 穩(wěn) 性 。 卸 荷 路 徑 ： F徑 向 （ 帶 輪 2） 螺 釘 花 鍵 套 1深 溝 球 軸 承 法 蘭 3箱 體 4 b)雙 向 多 片 式 摩 擦 離 合 器 、 制 動 器 及 其 操 縱 機 構 摩 擦 離 合 器 除 傳 遞 運 動 和 動 力 ， 使 主 軸 實 現(xiàn) 正 、 反 轉 、 停 車外 ，

28、還 能 起 過 載 保 險 裝 置 的 作 用 。 CA6140型臥式主軸箱展開圖 CA6140型 臥 式 車 床 主 軸 箱 側 面 圖 主軸箱的向視圖 主軸箱的剖面圖 摩擦離合器與制動器 雙向片式摩擦離合器機構(CA6140)1雙聯(lián)齒輪 2外摩擦片 3內(nèi)摩擦片 4a、4b螺母5圓銷 6彈簧銷 7拉桿 8滑套 9銷軸10羊角形擺塊、11、12止推片 13齒輪 14壓套 c)主 軸 組 件 主 軸 是 主 軸 箱 中 的 主 要 組 成 部 分 ， 主 軸 、 主 軸 上 齒 輪 、 軸 承等 一 系 列 零 件 組 成 主 軸 組 件 。 主軸前端短錐法蘭式結構1螺釘 2鎖緊盤 3主軸 4卡

29、盤座 5螺栓 6螺母 變速操縱機構示意圖(CA6140)1雙聯(lián)齒輪 2三聯(lián)齒輪 3撥叉 4撥銷 5曲軸 6盤形凸輪7軸 8鏈條 9變速手柄 10圓銷 11杠桿 12撥叉、傳動軸 d)變 速 操 縱 機 構 2進 給 箱 進 給 箱 的 功 用 是 變 換 被 加 工 螺 紋 的 種 類 和 導 程 ， 以 及 獲 得 所需 的 各 種 機 動 進 給 量 。 進 給 箱 由 以 下 幾 部 分 組 成 ： 變 換 螺 紋 導 程和 進 給 量 的 變 速 機 構 （ 包 括 基 本 組 1和 增 倍 組 2） 、 變 換 螺 紋 種 類的 移 換 機 構 4、 絲 杠 和 光 杠 的 轉 換

30、機 構 3以 及 操 縱 機 構 等 。 CA6140型臥式車床進給箱 3溜 板 箱 溜 板 箱 的 功 用 是 將 絲 桿 或 光 桿 傳 來 的 旋 轉 運 動 變 為 直 線 運 動并 帶 動 刀 架 進 給 ， 控 制 刀 架 運 動 的 接 通 、 斷 開 和 換 向 、 機 床 過 載保 護 ， 手 動 操 縱 刀 架 移 動 和 實 現(xiàn) 快 速 移 動 。 它 主 要 由 雙 向 牙 嵌 式離 合 器 ， 縱 、 橫 向 機 動 進 給 和 快 速 移 動 的 操 縱 機 構 ， 開 合 螺 母 及其 操 縱 機 構 ， 互 鎖 機 構 ， 超 越 離 合 器 和 安 全 離 合

31、 器 等 組 成 。 超越離合器1、8彈簧2離合器右半部3離合器左半部4星形體5外環(huán)6圓柱滾子7柱銷 安全離合器的工作原理圖a)正常機動進給b)過載時推開離合器右半部c)傳動鏈斷開1彈簧2離合器右半部3離合器左半部 溜板箱操縱機構立體圖 互鎖機構的工作原理圖 第三節(jié) 其他車床簡介一 .車 床 自 動 化 的 發(fā) 展 普 通 臥 式 車 床 的 優(yōu) 點 ： 使 用 范 圍 廣 ， 靈 活 性 大 。 普 通 臥 式 車 床 的 局 限 性 ： 能 安 裝 的 刀 具 較 少 ， 自 動 化 程 度 低， 只 適 用 于 單 件 小 批 生 產(chǎn) 和 修 理 車 間 。 由 于 普 通 臥 式 車

32、床 的 輔 助 運 動 主 要 靠 工 人 操 縱 ， 當 加 工 形 狀比 較 復 雜 ， 特 別 是 帶 有 內(nèi) 外 螺 紋 的 工 件 時 ， 工 人 必 須 多 次 裝 卸 刀具 ， 移 動 尾 座 以 及 頻 繁 對 刀 、 試 切 和 測 量 尺 寸 等 ， 生 產(chǎn) 率 低 。 計算 機 數(shù) 控 磚 塔 車 床 正 是 隨 著 車 床 自 動 化 和 柔 性 化 的 需 要 而 發(fā) 展 起來 的 。 轉 塔 車 床 與 臥 式 車 床 在 結 構 上 最 主 要 的 區(qū) 別 是 ， 它 沒 有 尾 座和 絲 杠 ， 而 在 尾 座 的 位 置 安 裝 一 個 可 縱 向 移 動 的

33、 多 工 位 刀 架 ， 刀架 上 安 裝 多 把 刀 具 。 它 具 有 一 個 可 繞 垂 直 軸 線 轉 位 的 六 角 轉 塔 刀架 ， 在 六 個 面 上 各 可 安 裝 一 把 或 一 組 刀 具 ， 通 常 ， 轉 塔 刀 架 由 溜板 箱 驅 動 ， 只 能 作 縱 向 進 給 運 動 ， 用 于 車 削 內(nèi) 外 圓 柱 面 、 鉆 、 擴， 鉸 孔 及 攻 螺 紋 和 套 螺 紋 等 。 轉 塔 車 床 還 有 一 個 前 刀 架 ， 這 個 刀架 既 可 以 在 床 身 的 導 軌 上 作 縱 向 進 給 ， 切 削 大 直 徑 的 外 圓 柱 面 ，還 可 以 作 橫 向

34、 進 給 加 工 內(nèi) ， 外 端 面 和 溝 槽 。 轉 塔 刀 架 上 還 設 有 定程 機 構 。 主 軸 箱 和 進 給 箱 裝 在 機 床 的 左 部 ， 這 與 臥 式 車 床 的 布 局相 同 。 CK 3263B型 數(shù) 控 轉 塔 車 床 CK3263B型 計 算 機 數(shù) 控 轉 塔 車 床 是 沈 陽 第 三 機 床 廣 在 引 進 國內(nèi) 外 先 進 技 術 的 基 礎 上 開 發(fā) 的 新 產(chǎn) 品 ， 具 有 驅 動 功 率 大 、 加 工 精度 高 、 適 應 性 強 和 便 于 現(xiàn) 代 化 生 產(chǎn) 管 理 等 許 多 特 點 。 該 產(chǎn) 品 在 我國 最 先 通 過 了 數(shù)

35、 控 機 床 的 可 靠 性 考 核 ， 在 數(shù) 控 車 床 產(chǎn) 品 中 具 有 一定 的 代 表 性 。 CK3263B型 計 算 機 數(shù) 控 轉 塔 車 床 綜 合 了 臥 式 車 床 、 轉 塔 車 床、 仿 形 車 床 和 多 刀 半 自 動 車 床 的 功 能 ， 是 一 種 柔 性 、 高 效 自 動 化的 現(xiàn) 代 機 床 。 轉塔車床的加工實例1.擋塊限送料長度； 2.雙刀同時車外圓； 3.車外圓及倒角；4.打中心孔； 5.鉆孔； 6.套車外螺紋； 7.前刀架刀切槽；8.前刀架刀倒角； 9.前刀架刀滾花； 10.切斷刀切下工件 在 轉 塔 車 床 上 加 工 時 ， 須 根 據(jù)

36、工 件 加 工 工 藝 過 程 ， 預 先 將 所用 的 全 部 刀 具 部 安 裝 在 刀 架 上 ， 并 根 據(jù) 工 件 加 工 尺 寸 調(diào) 整 好 位 置， 同 時 調(diào) 整 好 定 程 機 構 上 的 擋 塊 ， 以 控 制 每 組 刀 具 的 行 程 終 點 位置 。 加 工 時 這 些 刀 具 依 次 轉 到 加 工 位 且 順 序 地 對 工 件 進 行 加 工 。上 圖 是 轉 塔 車 床 的 加 工 實 例 。 被 加 工 毛 坯 為 圓 棒 料 ， 加 工 過 程 共分 9個 工 步 ：1)送 料 至 送 料 擋 塊 ， 棒 料 夾 緊 后 ， 轉 塔 刀 架 退 回 并 轉

37、 位 ；2)鉆 中 心 孔 ； 3)車 外 圓 、 倒 角 及 鉆 孔 ； 4)鉆 孔 ； 5)鉸 孔 ；6)用 板 牙 套 外 螺 紋 ；7)用 前 刀 架 上 的 車 刀 成 形 車 削 ；8)用 前 刀 架 上 的 滾 花 滾 子 滾 花 ；9)用 前 刀 架 上 的 切 斷 刀 切 斷 。 轉塔車床上加工的典型零件 二 .機 床 的 用 途 和 運 動(一 )機 床 的 用 途 和 布 局 CK3263B型 計 算 機 數(shù) 控 轉 塔 車 床 是 兩 坐 標 (x向 和 z向 )連 續(xù) 控制 的 (CNC)車 床 ， 可 完 成 外 圓 、 內(nèi) 孔 、 端 面 、 成 形 回 轉 表

38、面 、 車槽 、 倒 角 、 內(nèi) 外 螺 紋 ， 多 頭 螺 紋 ， 錐 螺 紋 等 多 道 工 序 的 加 工 ， 適合 于 精 度 要 求 較 高 、 形 狀 復 雜 的 階 梯 軸 類 ， 盤 類 和 套 類 零 件 的 加工 。 對 多 品 種 小 批 量 或 單 件 生 產(chǎn) 均 可 獲 得 較 高 的 技 術 經(jīng) 濟 效 益 。 機 床 外 形 如 圖 所 示 。 傾 斜 的 床 身 5裝 在 底 座 1上 。 床 身 導 軌 面與 水 平 面 的 夾 角 為 75 ， 利 于 排 屑 ， 操 作 ， 調(diào) 整 方 便 。 床 身 導 軌 6鑲 鋼 淬 硬 ， 并 經(jīng) 過 精 密 磨

39、削 ， 具 有 較 高 的 幾 何 精 度 和 精 度 保 持 性。 床 身 左 端 固 定 有 主 軸 箱 ， 圖 中 被 蓋 板 擋 住 ， 未 示 出 ， 床 身 中 部為 刀 架 溜 板 4， 分 為 兩 層 。 底 層 為 縱 向 溜 板 ， 可 沿 床 身 導 軌 面 5作縱 向 (z向 )移 動 ， 上 層 為 橫 向 溜 板 ， 可 沿 縱 向 溜 板 的 上 導 軌 面 作 橫向 (沿 床 身 傾 斜 方 向 ， 即 x向 )移 動 。 刀 架 溜 板 上 裝 有 轉 塔 刀 架 3，刀 架 具 有 8個 工 位 ， 可 裝 12把 刀 具 ， 在 加 工 過 程 中 ， 可

40、 按 照 零 件 加工 程 序 ， 自 動 轉 位 ， 將 所 需 的 刀 具 轉 到 加 工 位 置 。 CK3263B型數(shù)控車床外形圖 (二 )機 床 的 運 動1.表 面 成 形 運 動 數(shù) 控 車 床 的 表 面 成 形 運 動 與 臥 式 車 床 相 同 ， 但 在 傳動 聯(lián) 系 上 卻 有 明 顯 的 區(qū) 別 。 其 傳 動 原 理 圖 如 下 圖 所 示 。 數(shù)控車床的螺紋鏈和進給鏈 在 數(shù) 控 車 床 上 ， 主 軸 的 旋 轉 運 動 B1、 刀 架 的 縱 向 移 動 A2和 橫向 移 動 A3用 主 軸 脈 沖 發(fā) 生 器 P聯(lián) 系 起 來 ， 這 種 聯(lián) 系 不 是 機

41、 械 聯(lián) 系， 而 是 電 （ 脈 沖 ） 聯(lián) 系 ， 依 靠 這 種 聯(lián) 系 可 以 實 現(xiàn) 兩 坐 標 （ Z軸 和 X軸 ， 即 A2和 A3） 聯(lián) 動 。 (1)工 件 的 旋 轉 運 動 這 是 數(shù) 控 車 床 的 主 運 動 ， 運 動 由 主 電 動 機 ，經(jīng) 定 比 與 變 化 傳 動 機 構 傳 至 主 軸 ， 使 工 件 獲 得 旋 轉 運 動 B1。 車 削普 通 表 面 時 ， 工 件 的 旋 轉 運 動 是 一 個 簡 單 的 成 形 運 動 ， 車 削 螺 紋時 ， 工 件 旋 轉 運 動 是 復 合 成 形 運 動 的 一 個 組 成 部 分 ， 它 和 刀 架

42、的移 動 共 同 形 成 螺 旋 線 。 (2)刀 架 的 移 動 主 軸 旋 轉 時 ， 通 過 定 比 傳 動 使 主 軸 脈 沖 發(fā) 生 器 發(fā)出 脈 沖 信 號 ， 這 種 脈 沖 經(jīng) 過 數(shù) 控 裝 置 處 理 后 ， 可 分 別 驅 動 縱 向 或橫 向 伺 服 電 動 機 M1和 M2， 從 而 使 刀 架 實 現(xiàn) 縱 向 移 動 A2和 橫 向 移動 A3。(二 )輔 助 運 動 CK3263B型 計 算 機 數(shù) 控 轉 塔 車 床 是 高 度 自 動 化 的 機 床， 除 裝 卸 工 件 外 ， 一 切 輔 助 運 動 都 由 機 床 本 身 完 成 。 切 入 運 動 ，快

43、 進 和 快 退 運 動 由 伺 服 電 動 機 完 成 。 轉 塔 刀 架 轉 位 （ 換 刀 ） 動 作由 液 壓 機 驅 動 。 三 .機 床 的 傳 動 系 統(tǒng) CK3263B型數(shù)控車床傳動系統(tǒng)圖1、2、3聯(lián)軸器4柱銷5回轉輪6轉塔頭7凸輪 (一 )主 運 動 傳 動 鏈 主 運 動 傳 動 鏈 的 功 用 是 把 動 源 （ 主 電 機 ） 的 運 動 及 動 力 傳 遞 給 主 軸， 使 主 軸 帶 動 工 件 旋 轉 ， 并 滿 足 數(shù) 控 車 床 變 速 和 換 向 的 要 求 。 1.傳 動 路 線 表 達 式 （ 主 軸 ）主 電 機 III64275140II532229

44、46I2660r/min)-252M1(37KW 375170 2.主 軸 變 速 范 圍 和 轉 速 值 從 電 動 機 至 軸 III的 機 械 傳 動 比 有 4種 ：0794.0642753223751701 u 1476.0514053223751702 u 3034.0642729463751703 u 5640.0514029463751704 u 當 傳 動 比 為 u1時 ， 通 過 電 機 無 級 調(diào) 速 ， 使 主 軸 得 第 一 檔 的 變 速 范 圍， 其 最 低 轉 速 為 ：第 一 檔 的 最 高 轉 速 為 ：主 軸 第 一 檔 的 變 速 范 圍 為 ：同 理

45、 可 得 其 余 各 檔 的 主 軸 最 低 、 最 高 轉 速 及 其 變 化 范 圍 ：min/20252 1min1 run min/2112660 1max1 run min/211201 rR min/39337 2 rR min/807763 rR min/15001424 rR 在 上 述 各 檔 變 速 范 圍 內(nèi) ， 機 床 可 進 行 恒 速 切 削 。 機 床 主 軸 總的 轉 速 變 化 范 圍 是 n=201500r/min， 在 此 范 圍 內(nèi) 主 軸 無 級 調(diào) 速 。當 改 變 主 電 機 旋 轉 方 向 時 ， 可 以 得 到 相 同 的 主 軸 正 反 轉

46、速 。(二 )進 給 傳 動 鏈 進 給 傳 動 鏈 的 功 用 是 實 現(xiàn) 刀 具 縱 向 或 橫 向 移 動 。 。 主 軸 旋 轉時 ， 運 動 通 過 齒 輪 副 79/79傳 至 軸， 使 裝 在 軸左 端 的 主 軸 脈 沖發(fā) 生 器 (P)發(fā) 出 脈 沖 信 號 。 主 軸 脈 沖 發(fā) 生 器 每 轉 發(fā) 出 兩 組 脈 沖 ， 一組 脈 沖 為 每 轉 1024個 脈 沖 ， 另 一 組 脈 沖 為 每 轉 1個 脈 沖 。 第 一 組 脈沖 (1024個 ） 通 過 微 機 (數(shù) 控 裴 置 )處 理 ， 按 數(shù) 控 程 序 所 規(guī) 定 的 進 給量 要 求 可 以 均 勻

47、地 取 出 F(進 給 量 ） 個 脈 沖 ， 然 后 發(fā) 出 進 給 指 令 分別 輸 送 給 縱 向 伺 服 電 機 或 橫 向 伺 服 電 機 ， 從 而 驅 動 縱 向 電 機 ， 或橫 向 電 機 。 縱 向 伺 服 電 機 的 旋 轉 運 動 通 過 聯(lián) 軸 器 1傳 給 縱 向 滾 珠 絲 杠 V，使 力 架 縱 向 移 動 ， 橫 向 伺 服 電 機 的 旋 轉 運 動 通 過 聯(lián) 軸 器 2傳 紿 橫 向滾 珠 絲 杠 VI， 使 刀 架 橫 向 移 動 。 縱 向 移 動 和 橫 向 移 動 的 距 離 和 速度 是 按 照 零 件 加 工 程 序 的 規(guī) 定 由 微 機

48、控 制 的 。 脈 沖 發(fā) 生 器 發(fā) 出 的 另 一 組 脈 沖 是 每 轉 一 個 脈 沖 ， 稱 為 同 步 脈沖 。 在 螺 紋 加 工 中 ， 同 步 脈 沖 極 為 重 要 。 因 為 在 螺 紋 加 工 中 ， 螺紋 必 須 經(jīng) 過 多 次 重 復 車 削 ， 為 了 保 證 每 次 走 刀 時 在 螺 紋 同 一 切 削點 加 工 ， 數(shù) 控 裝 置 必 須 控 制 螺 紋 車 刀 的 切 削 相 位 ， 這 樣 就 不 會 產(chǎn)生 螺 紋 “ 亂 扣 ” 的 現(xiàn) 象 。 同 步 脈 沖 是 保 證 螺 紋 加 工 中 不 “ 亂 扣 ”的 唯 一 控 制 信 號 。 (三 )轉

49、 塔 刀 架 傳 動 鏈 這 條 傳 動 鏈 的 功 用 是 驅 動 八 工 位 的 轉 塔 刀 架 回 轉 ， 完 成 換 刀動 作 。 動 力 源 是 液 壓 馬 達 Y， 它 通 過 聯(lián) 軸 器 3帶 動 凸 輪 軸， 軸 上裝 有 圓 柱 凸 輪 7。 凸 輪 轉 動 時 ， 它 撥 動 回 轉 輪 5上 的 柱 銷 4， 使 回 轉輪 5、 中 心 軸和 轉 塔 頭 6旋 轉 。 轉 塔 頭 轉 動 的 角 度 是 按 照 零 件 加工 程 序 的 要 求 由 微 機 發(fā) 出 指 令 控 制 的 。 四 .機 床 主 要 部 件 的 結 構(一 )主 軸 箱 由 于 數(shù) 控 車 床

50、用 電 動機 無 級 調(diào) 速 ， 所 以 它 的主 軸 箱 結 構 比 臥 式 車 床簡 單 得 多 。 下 圖 是CK3263B型 數(shù) 控 車 床 主軸 箱 的 展 開 圖 。 CK3263B型數(shù)控車床主軸箱展開圖1調(diào)整螺母2承受軸向力前軸承3墊片4承受徑向力前軸承5后軸承 1.主 軸 組 件 主 軸 及 其 軸 承 是 主 軸 箱 最 重 要 的 部 分 。 加 工 時 工 件 夾 持在 主 軸 上 ， 并 由 它 直 接 帶 動 旋 轉 ， 作 表 面 成 形 運 動 。 主 軸 的 旋 轉精 度 、 剛 度 和 抗 振 性 對 工 件 的 加 工 精 度 和 表 面 質(zhì) 量 有 直 接

51、 影 響 。2.主 軸 變 檔 操 縱 通 過 變 換 兩 個 雙 聯(lián) 滑 移 齒 輪 在 軸上 的 位 置 ， 可 以實 現(xiàn) 主 軸 的 4檔 機 械 變 速 。 滑 移 齒 輪 用 液 壓 缸 推 動 。 變 檔 過 程 是 自動 操 縱 的 。 主 電 機 接 到 變 檔 指 令 后 低 速 搖 擺 ， 以 便 于 齒 輪 嚙 合 。當 滑 移 齒 輪 在 液 壓 缸 的 推 動 下 嚙 合 后 壓 上 行 程 開 關 ， 命 令 電 機 停止 搖 擺 ， 并 啟 動 主 軸 運 轉 。3. 主 軸 脈 沖 發(fā) 生 器 數(shù) 控 車 床 的 主 運 動 鏈 和 進 給 運 動 鏈 分 別

52、有 獨 立 的動 源 ， 二 者 之 間 用 主 軸 脈 沖 發(fā) 生 器 聯(lián) 系 起 來 。 主軸脈沖發(fā)生器示意圖 主 軸 左 端 的 齒 輪 79與 軸 IV上 的 齒 輪 79處 于 經(jīng) 常 嚙 合 的 狀態(tài) ， 主 軸 的 旋 轉 運 動 1： 1的 傳給 軸 IV， 從 而 使 軸 IV左 端 的 主軸 脈 沖 發(fā) 生 器 P發(fā) 出 一 系 列 脈 沖 。 主 軸 脈 沖 發(fā) 生 器 中 有 一 個光 柵 盤 3， 在 盤 的 邊 緣 有 間 距 相等 的 明 暗 條 紋 ， 一 般 為 1024條 。由 光 源 1發(fā) 出 一 束 散 射 光 ， 經(jīng) 透鏡 聚 焦 成 一 束 平 行

53、光 線 ， 射 向 光 柵 盤 。 當 光 柵 盤 隨 軸 IV一 起 轉 動 時 ， 每轉 過 一 個 條 紋 就 發(fā) 生 一 次 光 線 的 明 暗 變 化 ， 在 光 柵 盤 的 另 一 面 就 產(chǎn) 生 明暗 光 帶 ， 這 光 帶 通 過 光 柵 板 4射 在 對 應 的 光 敏 元 件 5上 就 產(chǎn) 生 電 信 號 的 強弱 變 化 ， 對 它 進 行 整 形 、 放 大 和 微 分 處 理 后 ， 得 到 脈 沖 輸 出 信 號 。 主 軸每 一 轉 ， 脈 沖 發(fā) 生 器 發(fā) 出 1024個 脈 沖 。 在 光 柵 盤 3上 ， 除 邊 緣 有 1024條明 暗 條 紋 外 ，

54、在 其 內(nèi) 側 還 有 一 個 條 紋 ， 用 來 產(chǎn) 生 同 步 脈 沖 信 號 。 (二 )轉 塔 刀 架 轉 塔 刀 架 是 數(shù) 控 車 床 的 關 鍵 部 件 之 一 ， 它 的 精 度 與 可 靠 性 對數(shù) 控 車 床 有 著 至 關 重 要 的 影 響 。 數(shù) 控 車 床 的 轉 塔 刀 架 具 有 自 動 選擇 刀 具 的 性 能 ， 技 術 上 要 求 重 復 轉 位 精 度 高 剛 性 好 、 可 靠 性 高。 為 了 滿 足 換 刀 的 需 要 ， 數(shù) 控 轉 塔 刀 架 需 要 實 現(xiàn) 升 起 、 轉 位 ， 定位 、 落 下 和 夾 緊 等 動 作 ， 并 在 數(shù) 控

55、裝 置 的 控 制 下 實 現(xiàn) 這 些 動 作 。 下 圖 是 CK3263B型 數(shù) 控 車 床 轉 塔 刀 架 的 結 構 簡 圖 ， 刀 架 的 升起 、 轉 位 、 夾 緊 等 動 作 都 由 液 壓 驅 動 。 當 數(shù) 控 裝 置 發(fā) 出 換 刀 信 號以 后 ， 液 壓 油 進 入 液 壓 缸 5的 上 腔 ， 由 于 活 塞 17緊 固 在 座 體 15上 ，活 塞 與 座 體 部 是 固 定 不 動 的 ， 因 而 液 壓 缸 5上 移 ， 推 動 蓋 盤 3并 帶動 回 轉 頭 6抬 起 ， 上 鼠 齒 盤 7緊 固 在 回 轉 頭 6上 。 當 上 鼠 齒 盤 7與 下 鼠

56、齒 盤 8完 全 脫 開 時 ， 開 關 1動 作 ， 發(fā) 出 轉 位信 號 。 這 時 液 壓 馬 達 9旋 轉 ， 驅 動 凸 輪 軸 12、 圓 柱 凸 輪 13旋 轉 ， 凸輪 曲 線 槽 撥 動 柱 銷 14， 從 而 驅 動 回 轉 輪 1、 中 心 軸 4， 蓋 盤 3， 回 轉頭 6轉 動 。 當 刀 架 轉 至 新 的 預 選 工 位 時 ， 回 轉 頭 上 的 撥 塊 2壓 合 均布 的 固 定 開 關 20， 液 壓 馬 達 立 即 停 止 轉 動 。 轉 塔 靠 凸 輪 的 直 線 部分 進 行 粗 定 位 ， 隨 后 液 壓 缸 5的 上 腔 回 油 ， 液 壓 油

57、進 入 液 壓 缸 的 下腔 ， 液 壓 缸 5、 回 轉 頭 6下 移 ， 上 鼠 齒 盤 7落 下 ， 與 下 鼠 齒 盤 8嚙 合， 完 成 精 定 位 。 靠 液 壓 缸 壓 緊 力 壓 緊 。 此 時 開 關 l動 作 ， 發(fā) 出 轉 位結 束 信 號 ， 轉 塔 轉 位 過 程 結 束 。 轉 塔 轉 位 時 ， 由 滾 針 10和 18承 受徑 向 力 ， 止 推 軸 承 16和 19承 受 軸 向 力 。 該 轉 塔 刀 架 可 正 反 向 旋 轉 ， 自 動 選 擇 最 近 的 回 轉 路 程 ， 縮 短輔 助 時 間 。 由 于 鼠 齒 盤 的 制 造 與 裝 配 質(zhì) 量 較 高 ， 因 而 轉 位 的 分 度精 度 高 。 這 種 結 構 提 高 了 轉 塔 刀 架 工 作 的 可 靠 性 。 CK3263B型數(shù)控車床轉塔刀架的結構簡圖1開關2撥塊3蓋盤4中心軸5液壓缸6回轉頭7上鼠齒盤8下鼠齒盤9液壓馬達10、18滾針11回轉輪12凸輪軸13圓柱凸輪14柱銷15座體16、19推力軸承17活塞20固定開關