车床详细结构原理讲.ppt
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1、,常用车刀的名称、形状和工作位置如图1所示。45、75右偏刀(由床尾向床头方向进给)适合加工外圆;90右偏刀适于修正外圆和直角台阶;宽刃光刀适于精加工外圆;90端面车刀适于加工端面;右偏刀适于加工外圆和直角台阶;内孔车刀适于加工通孔;内孔端面车刀适于加工不通孔端面。,图1 常用9种车刀的工作位置,5,10.1.1 车削刀具,6,10.1.2 车削加工的工艺特点,车削加工是应用最为广泛的加工工艺。其主要特点为:(1)易于保证各加工面之间的位置精度。车削时,工件作主运动绕某一固定轴回转,各表面具有同一的回转轴线。因此,各加工表面的位置精度容易控制和保证。(2)切削过程比较平稳。一般情况下车削过程是
2、连续进行的,不像铣削和刨削,在一次走刀过程中,刀齿有多次切入和切出,产生冲击。并且当刀具几何形状、以及ap和 f 一定时,切削层的截面尺寸稳定不变,切削面积和切削力基本不变,故切削过程比铣削、刨削稳定。又由于车削的主运动为回转运动,避免了惯性力和冲击的影响,所以车削允许采用较大的切削用量,进行高速切削或强力切削,有利于生产率的提高。,车削加工特点3,7,(3)刀具简单 车刀是机床刀具中最简单的一种,制造、刃磨和安装都比较方便。车削加工的经济精度为IT11IT7,也可达IT6;表面粗糙度Ra值为12.50.8m。,8,10.2 卧式车床,在现代机器制造中,车床是各种金属切削机床中应用最多的一种,
3、约占金属切削机床总数的20%35。车床中又以卧式车床应用最为广泛。其特点是万能性好,适用于加工一般的工件。卧式车床的主要结构如动画19所示,由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、光杠、丝杠、后顶尖、底座和卡盘等组成。(1)床身。是支撑车床的基础部分,联接各主要部件并保证各部件之间有准确的相对位置,床身上面有两条相互平行的纵向导轨,分别来承放刀架和尾架。,10.2.1 卧式车床的组成,9,动画19 卧式车床的主要结构,(2)主轴箱,。装有主轴和主轴变速机构。通过改变变速机构手柄的位置使主轴获得各档转速。主轴为一空心轴,前端的内锥面用来安装顶尖,外锥面可安装卡盘等车床附件。主轴带动工件旋转,
4、同时通过传动齿轮带动挂轮旋转,将运动传至进给箱。(3)进给箱。内装有进给运动的变换机构,用以改变进给量或加工螺纹的导程,进给箱的作用是将主轴的旋转运动传给光杠或丝杠。(4)溜板箱。车床进给运动的操纵箱。溜板箱内有纵横向进给传动机构、反正向机构、开合螺母机构、快速移动机构、过载保护机构、互锁机构等。通过箱内的齿轮变换,将光杠传来的旋转运动变为车刀的直线运动;也可操纵对开螺母,由丝杠带动车刀作纵向移动,车削螺纹。,10,11,(5)刀架,。由大拖板、中拖板、转盘、小拖板和方刀架组成。用来装夹车刀并可作纵向、横向和斜向运动。(6)尾座。支撑工件,安装孔加工刀具,可在导轨上纵向移动并固定在所需位置上。
5、(7)光杠。将进给箱的运动传给溜板箱,使车刀作自动进给。(8)丝杠。在车削螺纹时使车刀按要求作纵向移动。,动画20 卧式车床的主要结构,10.2.2 车床的传动系统,C6132型卧式车床传动系统如动画21所示。,12,动画21 C6132车床传动系统,10.2.3 车床常用附件,为了满足各种车削工艺的需要,车床上常配备各种附件。车床常用附件有三爪卡盘、四爪卡盘、花盘、顶尖、心轴、中心架和跟刀架等。,13,1.三爪卡盘,三爪卡盘是自定心夹紧装置,用锥齿轮传动(见动画22、视频1)。适宜于夹持圆形、正三角形或正六边形等工件。其重复定位精度高、夹持范围大、夹紧力大、调整方便,应用比较广泛。在装夹较长
6、的工件时,远离卡盘的一端中心与车床轴心产生偏差,因此需用划线盘帮助校正工件的位置。,动画22 三爪卡盘,视频1 三爪卡盘安装,14,三爪卡盘一般有正反两副卡爪或一副正反都可使用的卡爪,各爪都有编号,在装卡爪时应按顺序安装。用正爪装夹工件时,工件的直径不能太大,卡爪伸出卡盘圆周一般不超过卡爪长度的1/3,否则卡爪与平面螺纹啮合很少,受力时易使卡爪上的螺纹碎裂而产生事故。所以在装夹大直径工件时应尽量使用反爪。,三爪卡盘适用于装夹大批量生产的中小型规则零件。,2.四爪卡盘,15,四爪卡盘主要用来夹持方形、椭圆或不规则形状的工件。它四个卡爪是用扳手分别调整的(见动画23、视频2)。故不能自动定心,需在
7、工件上划线进行找正,装夹比较费时。四爪卡盘夹紧力较大,可用于夹持尺寸较大的圆形工件。,动画23 四爪卡盘,视频2 四爪卡盘装夹工件,16,3.两顶尖安装工件,如视频3所视,顶尖的作用是定中心、承受工件的重量和切削力。顶尖分前顶尖和后顶尖两类。,视频3 用顶尖装夹工件,(1)前顶尖。,动画24 前顶尖,动画25 前顶尖2,插在主轴锥孔内与主轴一起旋转的顶尖称作前顶尖(见动画24)。前顶尖随工件一起转动,与中心孔无相对运动,不发生摩擦。有时为了准确和方便起见,也可以在三爪自定心卡盘上夹一段钢材,车成60代替前顶尖,如动画25所示。,17,(2)顶尖。,插入车床尾座套筒内的顶尖称为后顶尖,有固定顶尖
8、(见动画26)和回转顶尖(见图2)两种。在高速切削时,固定顶尖与工件中心孔因滑动摩擦而产生高热,碳钢顶尖和高速钢顶尖会出现退火现象。因此,目前多数使用镶硬质合金的顶尖,如动画26(b)所示。固定顶尖定心正确、刚性好,但工件和顶尖因滑动摩擦,易发热,一旦过热就会把中心孔或,动画26 固定顶尖,顶尖“烧坏”。因此,固定顶尖适用于低速加工,且精度要求较高的工件。支撑细小工件时可用反顶尖,如动画26(c)所示。,18,图2 回转顶尖,为了避免后顶尖与工件中心孔摩擦,常使用回转顶尖(如图2)。回转顶尖克服了固定顶尖的缺点,将顶尖与工件中心孔的滑动摩擦改成顶尖内部轴承的滚动摩擦,因此能承受很高的旋转速度,
9、目前应用很广。但回转顶尖存在一定的装配累积误差,尤其当滚动轴承磨损后,会使顶尖产生径向摆动,从而降低加工精度。,19,(3)工件的传动,。工件由插在主轴和尾座锥孔内的顶尖支持并定位后,由安装在主轴上的拨盘通过鸡心夹头带动旋转。鸡心夹头的一端装有方头螺钉,用来紧固工件(见动画27、视频4)。,20,动画27 用鸡心夹头传动工件,视频4 用鸡心夹头传动工件,动画28 用三爪自定心卡盘代替拨盘,有时也可用三爪自定心卡盘代替拨盘,如动画28所示。,21,4.一夹一顶安装工件,对于质量较大,或加工余量较大的工件,可采取前端用卡盘夹紧,后端用后顶尖顶住的装夹方法(见视频5)。为了防止工件轴向窜动,可在卡盘
10、内增加一个限位支撑,即轴向定位,见动画29(a)和视频4;也可利用工件上的台阶定位,见动画29(b)。,动画29 一夹一顶安装工件,视频5 一夹一顶安装工件,22,5.用反向顶尖不停机装夹工件,对于直径小于50mm,长度和最小直径比小于12的轴类零件,精度要求不高,外圆车削后还须磨削,则可采用反向顶尖不停机装夹工件,如动画30所示。,动画30 反向顶尖与活顶尖装夹工件,23,反向顶尖的锥孔孔径直径应比装夹工件外圆大78mm,圆锥斜角为1520,装夹时,要求较高的同轴度,以保证定位精度。反向顶尖的材料可用T7、T8,淬火硬度至4045HRC。,反向顶尖的优点是可以不停机装夹工件,生产效率高,但反
11、向顶尖装夹是靠反向顶尖和回转顶尖的摩擦力来带动工件旋转的,车削时必须注意后顶尖应顶紧,否则易产生滑动,造成打刀。,24,6 心轴安装,心轴安装是以工件内孔为基准保证零件加工的位置精度,中小型的套、带轮等零件,一般可用心轴安装。(1)实体心轴。有不带台阶和带台阶两种。不带台阶的实体心轴有1:10001:5000的锥度,又称小锥度心轴,如动画31(a)所示。其特点是制造容易,加工出的零件精度较高。缺点是轴向无法定位,承受切削力小,装卸不太方便。台阶式心轴,如动画31(b)所示,其圆柱部分和零件保持较小的间隙配合,工件靠螺母来压紧,一次可夹多个零件,但加工精度较低。如果装上快换垫圈,装卸工作就会很方
12、便。(2)胀力心轴。是靠材料弹性变形所产生的胀力来固定工件,其制造简单,装卸方便,精度较高,应用很广泛,见动画31(c)。,25,动画31 各种常用心轴,用心轴装夹工件装卸方便,且加工容易达到技术要求(见视频5)。但遇到外圆较大,内孔较小,定位长度较短的工件时,建议不要采用心轴安装,而考虑以外圆为基准的安装方法。,视频6 用心轴装夹工件,26,花盘装夹常用于装夹形状复杂的工件,见动画32、视频6。在花盘上装夹工件时,找正加工位置比较费时。另外还要用平衡铁或弯板等平衡工件,以防止工件在旋转时产生振动。花盘装夹工艺见动画32、视频6。,7.花盘装夹,动画32 花盘装夹,视频7 花盘装夹工件,27,
13、8.中心架,动画34 利用中心架车端面,动画33 利用中心架车阶梯轴,中心架是固定在床身导轨上的,用以车削有台阶或需要调头车削的细长轴,以增加轴的刚度,避免加工时由于刚度不够而产生形状误差,见动画33、视频7。中心架也可用来车削细长轴的端面,以增加轴的刚度,见动画34。,28,跟刀架装在车床刀架的大拖板上,与整个刀架一起移动,用来车削细长的光轴,以增加轴的刚度,避免加工时由于刚度不够而产生形状误差,见动画35和视频7。,9.跟刀架,动画35 鸡心夹头和跟刀架传动,视频8 中心架和跟刀架,29,10.3车削加工基本方法,车削加工最基本的就是车削外圆。车外圆常须经过粗车和精车两个步骤。粗车的目的是
14、尽快地从毛坯上切去大部分加工余量,使工件接近最后形状和尺寸。为了保护刀刃,提高刀具的耐用度,减少基本工艺时间,粗车时第一刀的被吃刀量应尽量取得大些。并尽可能将粗车余量在一次或两次进给中切去。切铸件、锻件时,因表面有硬皮,可先车端面,或者先倒角,然后选择大于硬皮厚度的吃刀量,以免刀刃被硬皮过快磨损。粗车时在机床及刀具的强度及工件刚度许可的情况下,进给量也应尽量取大一些(0.31.2mm/r),切削速度采用中等或中等偏低的,以提高生产率及刀具的耐用度。,10.3.1 车削外圆,30,精车时主要考虑保证加工精度和表面粗糙度的要求,一般采用较小的被吃刀量和进给量,采用较高的切削速度。(1)正确安装工件
15、。即应使工件轴线与车床主轴轴线重合。同时工件应尽量夹紧。(2)正确安装车刀。即刀尖应与工件回转轴线等高。车刀刀杆应与车床轴线垂直。车刀在方刀架伸出的长度,一般以刀体高度的1.52倍为宜。刀杆下垫片应平整,且以少为宜。(3)机床调整。用变速手柄调整主轴转速和刀架进给量。(4)试切。通过试切来确定被吃刀量,以准确控制尺寸。(5)车削外圆。,车削外圆的步骤如下:,31,车削端面时,常用弯头车刀或偏刀,如动画3638所示。车刀安装时,刀尖应对准工件中心,不然车出的端面中心会留有凸台。,10.3.2 车削端面,动画36弯头车刀车端面,动画37偏刀车端面,动画38偏刀精车端面,32,10.3.3 车削锥面
16、,锥面分外锥面和内锥面两种。锥面车削的方法有:1.宽刀法(又称样板刀法,见动画39)这种方法仅适用于车削较短的内、外圆锥面。优点是生产率高,能加工任意角度的圆锥面。缺点是加工的圆锥面长度较小,且要求机床与工件系统有较好的刚度。,动画39 宽刀法车圆锥,33,2.转动小拖板法(又称转动小滑板法)(动画40、视频8),将刀架小拖板绕转盘轴线转角(为锥面的斜角),然后用螺钉紧固。加工时,转动小拖板手柄,使车刀沿锥面的母线移动,即可加工出所需的圆锥面。这种方法的优点是调整方便,操作简单,可以加工斜角为任意大小的内外圆锥面,因而应用广泛。缺点是所切圆锥面的长度受小拖板行程长度的限制,且不能自动进给。,动
17、画40 转动小拖板法车圆锥,视频9 转动小拖板法车圆锥,34,3.偏移尾座法(见动画41、视频9),长度较大,锥度又较小的圆锥体工件,可将工件装夹在两顶尖之间,将尾座顶尖偏移一个距离S,使工件的旋转轴线与机床主轴轴线相交一个角,利用车刀的纵向进给,车出所需的圆锥面。,动画41 偏移尾座法车圆锥,这种方法的优点是能自动进给车削较长的圆锥面,加工表面粗糙度小。缺点是不能加工锥孔和锥角很大的圆锥面(一般8),而且精确调整尾座偏移量较费时。根据动画41,可以方便地计算出尾座偏移量和锥角的关系。,35,视频10 偏移尾座法车削圆锥,36,4.靠模板法(动画42),对于长度较大,精度要求较高的圆锥体,一般
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