车床及CA6140型车床传动系统ppt课件.ppt

传统机械制造装备,2022年11月19日,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,一、机床的分类,机床的传统分类主要按加工性质和所用的刀具进行分类。,分为：车床、钻床、铣床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床及其它机床等12类。,在每一类机床中，按工艺范围、布局形式和结构等，分为若干组，每一组又细分为若干系列。,1. 根据机床型号分类,2. 根据应用范围分类,（1）普通机床 用于多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构比较复杂。主要适用于单件小批生产。,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,（2）专门化机床 专门用于加工某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序，工艺范围较窄。如曲轴车床、凸轮轴车床。,铲齿车床,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,（3）专用机床 工艺范围最窄，只用于加工某一类零件的某一道特定工序，适用于大批量生产。如：机床主轴箱专用镗床、导轨专用磨床、钻缸体端面孔组合机床等。,立卧式组合钻床,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,3. 按精度、自动化、重量和工作部件数目分类,（1）按工作精度分有 普通机床 、精密机床和高精度机床。,（2）按自动化程度分有 手动、机动、半自动和全自动机床。,（3）按重量和尺寸分有 仪表、中型、大型和重型机床。,（4）按机床主要工作部件分有 单轴、多轴、单刀和多刀机床。,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,4. 数控机床的分类,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,1. 普通机床的型号,二、机床型号的编制方法,（1）机床类、组、系的划分及其代号,第一节 金属切削机床的分类及型号编制, 通用特性代号 设在类别代号之后。如“CK”表示数控车床；“MBG”表示半自动高精度磨床。 结构特性代号 主要区分主参数相同而结构不同的机床。如CA6140卧式车床型号中的“A”。,（2）机床的特性代号,表示机床的通用特性和结构特性，用字母表示。,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,表示某些机床在基本型号的基础上，改变机床的部分性能结构。通常在机床的基本型号之后加1、2、3、变型代号。,（3）机床的主参数、第二主参数, 机床主参数 代表机床规格大小，用折算值表示。如 C6140 第二主参数 指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台面长度等等，也用折算值表示。,（4）机床的重大改进顺序号,表示机床在性能及结构布局上的重大改进顺序。通常在原型号的尾部，添加A、B、C、字母顺序表示新型机床。,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,（5）同一型号机床的变型代号,例1-1 CA6140 卧式车床,C A 6 1 40,结构特性代号（结构不同）,组别代号（落地及卧式车床组）,系别代号（卧式车床系）,主参数（最大车削直径400mm）,类别代号（车床类）,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,例1-2 MG1432A高精度万能外圆磨床,M G 1 4 32 A,通用特性代号（高精度）,组别代号（外圆磨床组）,系别代号（万能外圆磨床系）,主参数（最大磨削直径320mm）,类别代号（磨床类）,重大改进顺序号 (第一次重大改进）,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,例1-3 Z304012型摇臂钻床,Z 3 0 40 12,组别代号（摇臂钻床组）,系别代号（摇臂钻床系）,主参数（最大钻孔直径40mm）,机床类别代号（钻床类）,第二主参数代号 （最大跨距1200mm，用分开）,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,2. 专用机床型号,设计单位代号,组代号,设计顺序号,第一节 金属切削机床的分类及型号编制,第二节 车床概述,车床是一种主要用车刀在工件上加工旋转表面的机床，其特征是：工件上随主轴作旋转运动（主运动），车刀作移动（进给运动）。,第二节 车床概述,一、车床的用途,在车床上使用车刀，钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥和板牙等刀具，可加工出:内外圆柱表面、圆锥表面、成形回转表面、回转体的端面和螺纹面。,第二节 车床概述,二、车床的运动,第二节 车床概述,（1）卧式车床和落地车床,落地车床没有床身，它可以车削直径大而短的工件的内外表面。,三、车床的类型,立式车床用于加工直径大而轴向短，且形状复杂的大型或重型零件。车床的主轴垂直布置，装夹和校正笨重的零件比较方便。,（2）立式车床,第二节 车床概述,（3）转塔车床,第二节 车床概述,转塔刀架,前刀架,1 挡块控制送料 2 双刀车外圆 3 车外圆及倒角 4 打中心孔 5 钻孔 6 套切外螺纹 7 切槽 8 倒角 9 滚花 10 切断,第二节 车床概述,转塔车床上零件的加工举例,转塔刀架,前刀架,回轮车床用来加工直径较小的棒料工件。机床还可依靠回轮刀架作缓慢的移动实现横向进给，完成成形车削、切槽及切断加工。,（4）多刀车床,第二节 车床概述,挡块轴,回轮刀架,回轮车床,特点： 机床的主传动采用双速电机驱动，能根据工件的不同直径，在一次自动循环中前、后刀架可得到两种不同的合理切削速度。 纵、横向进给油缸由单独节流阀控制，可得到合理的进给量。 前、后刀架可分别回转一定角度进行锥度切削。,CP7620多刀车床,第二节 车床概述,该车床是加工盘类零件的高效率多刀半自动车床。,（5）数控车床,（6）车削中心,第二节 车床概述,（7）专门化车床,铲 齿 车 床,第二节 车床概述,第三节 CA6140型车床的主要构造,进给箱,主轴箱,卡盘,刀架,尾架,溜板箱,床身,底座,底座,实现刀架纵向、横向进给、快速移动或车螺纹,用于改变进给量或被切螺纹导程,装夹车刀，实现纵向、横向和斜向运动,传递动力，实现主轴变向、变速的主运动,支承长工件，安装孔加工刀具,支承、安装各主要部件,第三节 CA6140型车床的主要构造,一、主轴箱,1. 卸荷带轮,由电动机经V带传动使主轴箱的轴获得运动，为提高轴的运动平稳性，其上的带轮采用了卸荷结构。结构：带轮花键套、法兰套、轴承 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以它的内花键与轴相连。,卸荷带轮,第三节 CA6140型车床的主要构造,工作原理： 带轮的运动可通过花键套筒2带动轴旋转，但带传动所产生的拉力经法兰3直接传给箱体，使轴不受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。,卸荷带轮,第三节 CA6140型车床的主要构造,2. 双向多片摩擦离合器,作用：控制主轴正转、反转或停止。结构：该离合器装在轴I上，由内摩擦片3、外摩擦片2、止推片10及11、压块8及空套齿轮1等组成。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。,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。,第三节 CA6140型车床的主要构造,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。,第三节 CA6140型车床的主要构造,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,第四节 CA6140型车床的主要构造,双向多片摩擦离合器,第三节 CA6140型车床的主要构造,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。,第三节 CA6140型车床的主要构造,3.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，通过花键与轴联接。周围围着制动带2 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。性能特点：该制动器尺寸小，能以较小的操纵力产生较大的制动力矩，但是制动带在制动轮上产生较大的径向单侧压力，对IV轴有不良影响。,第三节 CA6140型车床的主要构造,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，轴快速停止。,第三节 CA6140型车床的主要构造,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,第三节 CA6140型车床的主要构造,4. 操纵机构,作用：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、右螺纹结构：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。,第三节 CA6140型车床的主要构造,轴六级变速操纵机构,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沿轴左右移换，实现左、中、右位置的变换。,第三节 CA6140型车床的主要构造,轴六级变速操纵机构,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沿轴改变左、右位置。,第三节 CA6140型车床的主要构造,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；,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。实现轴上六级变速。,第三节 CA6140型车床的主要构造,5. 主轴和卡盘的联接,主轴的前端为短锥和法兰，用于安装卡盘或拨盘。如图示，拨盘或卡盘座4由主轴3的短圆锥面定位。,安装步骤 将装在拨盘或卡盘座上的四个双头螺栓5及其螺母6，穿通法兰及环形锁紧盘2的圆柱孔； 旋转锁紧盘，使螺栓处于锁紧盘的小槽内； 拧紧螺钉1和螺母6。,第三节 CA6140型车床的主要构造,作用： 将丝杠或光杠传来的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向，手动操纵刀架移动和实现快速移动，机床过载时控制刀架自动停止进给等。组成： 1）接通、断开和转换纵、横向进给运动的操纵机构； 2）接通丝杠传动的开合螺母机构； 3）保证机床工作安全的互锁机构； 4）保证机床工作安全的过载保护机构； 5）实现刀架快慢速自动转换的超越离合器,二、溜板箱,第三节 CA6140型车床的主要构造,结构： 由上、下两个半螺母26和25组成，它们分别装在溜板箱箱体后壁的燕尾导轨中。上、下半螺母的背面各装有一圆柱销27，其伸出一端分别插在圆盘28的两条曲线槽中。工作原理： 1、扳动手柄6经轴7使圆盘28逆时针转动，曲线槽迫使两圆柱销27互相靠近，带动上、下半螺母合拢，与丝杠啮合，刀架便由丝杠螺母经溜板箱传动进给； 2、扳动手柄6使圆盘28顺时针转动，曲线槽通过圆销使两半螺母相互分离，与丝杠脱开啮合，刀架停止进给。,1. 开合螺母机构,第三节 CA6140型车床的主要构造,调整：开合螺母的开合量： 利用螺钉31，即调整开合螺母合上后与丝杠之间的间隙。螺母的伸出长度： 拧动螺钉31，可调整销钉30相对下，从而限定上、下两个半螺母合上时的位置，以调整丝杠与螺母间的问隙。开合螺母与燕尾导轨间的间隙： 用螺钉33经平镶条29可调整,1. 开合螺母机构,第三节 CA6140型车床的主要构造,2. 纵、横向机动进给及快速移动的操纵机构,该机构由一个手柄集中操纵，可实现溜板刀架的纵向机动进给，横向机动进给，机动进给停止，快速移动等功能。,第三节 CA6140型车床的主要构造,3. 互锁机构,机床工作时，如因误操作而同时将丝杠传动和纵、横向机动进给(或快速运动)接通，则将损坏机床零部件。为了防止发生上述事故，溜板箱中设有互锁机构，以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。,横向机动进给接通,纵向机动进给接通,机动进给和开合螺母均脱开,开合螺母闭合,第三节 CA6140型车床的主要构造,3. 互锁机构,工作原理： a、合上开合螺母向下扳动手柄6，轴7顺时针转过一个角度，其上凸肩a嵌入轴23的槽中，将轴23卡住，使其不能转动，同时，凸肩a又将装在支承套24横向孔中的球头销9压下，其下端插入轴5的孔中将轴5锁住，使轴5不能左右移动，此时纵、横向机动进给均不能接通。,第三节 CA6140型车床的主要构造,b、纵向机动进给接通此时轴5沿轴线方向移动了一定位置，其上横向孔与球头销9错位，使球头销9不能往下移动，因而轴7被锁住而无法转动，即开合螺母无法合上。c、横向机动进给接通此时轴23转动了位置，其上的沟槽不再对准轴7的凸肩，使轴7也无法转动。接通纵向或横向机动进给后，开合螺母均不能合上。,第三节 CA6140型车床的主要构造,4. 超越离合器,作用实现同一轴运动的快、慢速自动转换。组成齿轮6(它作为离合器的外壳)、星形体5、三个滚柱8、顶销13和弹簧14,第三节 CA6140型车床的主要构造,工作原理：1）当刀架机动工作进给时 空套齿轮6为主动逆时针方向旋转，在弹簧14及顶销13的作用下，使滚柱8挤向楔缝，并依靠滚柱8与齿轮6内孔孔壁间的摩擦力带动星形体5随同齿轮6一起转动，再经安全离合器M，带动轴X X转动，实现机动进给。,第三节 CA6140型车床的主要构造,2）当快速电动机起动时 运动由齿轮副13/29传至轴X X，则星形体5由轴X X带动做逆时针方向的快速旋转，此时，在滚柱8与齿轮6及星形体5之间的摩擦力和惯性力的作用下，使滚柱8压缩顶销而移向楔缝的大端，从而脱开齿轮6与星形体5(即轴X X)间的传动联系，齿轮16已不再为轴 X X传递运动，轴X X是由快速电动机带动作快速转动，刀架实现快速运动。,3）当快速电动机停止转动时 在弹簧及顶销和摩擦力的作用下，使滚柱8又瞬间嵌人楔缝，并楔紧于齿轮6和星形体之间，刀架立即恢复正常的工作进给运动。,第三节 CA6140型车床的主要构造,5. 安全离合器,机动进给时，如进给力过大或刀架移动受阻，有可能损坏机件。设置安全离合器能自动地停止机动进给。,如图示，当进给力超过预定值后，安全离合器脱开的过程。,第四节 CA6140型车床的传动系统,卧式车床传动框图,车床传动原理图,第四节 CA6140型车床的传动系统,CA6140型车床传动系统图,第三节 CA6140型车床的传动系统,一、主运动传动链（电动机-主轴）,M1左离合 56/38 或 51/43（两种转速） M1右离合 50/34VII34/30（一种转速） M1 中位， 运动不能传至。,第四节 CA6140型车床的传动系统,主传动系统,CA6140主传动,第四节 CA6140型车床的传动系统,主传动链传动路线表达式,第四节 CA6140型车床的传动系统,2. 主轴转速级数和转速,1）主轴正转时，有23=6种高转速和2322=24种低转速。轴-之间的4条传动路线的传动比为：,因为i2 和i3 基本相同，所以经低速传动路线，主轴实际上只得到23（22-1）=18级转速。加上6级高转速，主轴共可获得231+（22-1）=24级转速。,2）主轴反转时，有31+（22-1）=12级转速。,第四节 CA6140型车床的传动系统,3）主轴各级转速的计算 可根据各滑移齿轮的啮合状态求得。,在图示啮合位置时，主轴的转速为：,同理，可计算出主轴正转时的24级转速为101400r/min；反转时的12级转速为141580r/min。,注意: 主轴反转通常是用于车削螺纹时，使车刀沿螺旋线退回，所以转速较高，以节约辅助时间。,第四节 CA6140型车床的传动系统,C6140主轴箱,主传动系统链,第四节 CA6140型车床的传动系统,二、进给传动链,1. 车削螺纹传动链,CA6140车床可以车削米制、英制、模数制、径节制等标准螺纹和大导程的非标准螺纹。,两端执行件：主轴刀架,两末端件的计算位移：主轴转1转刀架移动一个导程 L mm,第四节 CA6140型车床的传动系统,车削米制螺纹的传动路线：主轴VI轴IX轴X挂轮进给箱上的轴XIIM5结合（M3、M4脱开）。,第四节 CA6140型车床的传动系统,车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式,第四节 CA6140型车床的传动系统,CA6140车床车削螺纹的传动路线如下：,第四节 CA6140型车床的传动系统,2. 车削圆柱面和端面进给传动链,两末端件计算位移：主轴每转1转刀架纵向或横向移动量,（1）传动路线,第四节 CA6140型车床的传动系统,CA6140型车床的传动系统图,第四节 CA6140型车床的传动系统,（2）纵向机动进给量,运动由主轴经公制螺纹传动路线时，运动平衡方程式为：,化简得：,（3）横向机动进给量,第四节 CA6140型车床的传动系统,（3）刀架的快速移动,快速电动机，使刀架实现纵向和横向的机动快速移动。为避免转动的光杠和快速电动机同时传动轴 XXII，在齿轮56与轴XXII之间装有超越离合器。,结束,