《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》第三章《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》車削加工基礎(chǔ)知識

,第三章 車削加工,車削加工的特征,3.1,3.2,3.4,3.6,3.5,3.3,車削加工的工件定位裝夾方法,臥式車床及其傳動,臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),其他類型車床及其加工范圍,自動車床及其加工范圍,3-1 車削加工的特征,應(yīng)用：主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面，圓錐面及成形回轉(zhuǎn)表面）和回轉(zhuǎn)體的端面，有些車床可以加工螺紋面。,分類：,一、車削的用途及分類,（1）臥式車床 （2）立式車床 （3）轉(zhuǎn)塔車床,（4）自動車床和半自動車床 （5） 仿形車床 （6）專門化車床,二、車削的加工范圍與運(yùn)動,臥 式 車 床 的 典 型 加 工 工 序,車削加工范圍,3-1 車削加工的特征,用來形成被加工表面形狀的運(yùn)動稱為表面成形運(yùn)動，成形運(yùn)動由機(jī)床的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動組成。,車削運(yùn)動,主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動是兩個相對獨(dú)立的運(yùn)動，稱為簡單成形運(yùn)動（如外圓車削）,主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動間必須保持嚴(yán)格的運(yùn)動關(guān)系，稱為復(fù)合成形運(yùn)動（如車螺紋、圓錐面）。,3-1 車削加工的特征,三、車削加工中使用的刀具,1、外圓車刀 2、端面車刀 3、割刀 4、鏜刀 5、成形車刀,3-1 車削加工的特征,割刀,3-1 車削加工的特征,3-1 車削加工的特征,成形車刀是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用刀具，切削刃形狀根據(jù)工件的廓形設(shè)計(jì)。,四、車削的加工精度,尺寸加工精度 不超過IT6級 精車表面的粗糙度 Ra=1.6m 2.5m 精車外圓的圓度 0.01mm 精車外圓的圓柱度 0.01mm100mm 精車端面的平面度 0.02mm300mm 精車螺紋的螺距精度 0.04mm100mm；0.06mm300mm,3-1 車削加工的特征,3-2 車削加工的工件定位裝夾方法,工件上加工有中心孔,1、自動定心卡盤 （三爪卡盤）,三爪卡盤,2、普通卡盤 （四爪卡盤）,四爪卡盤,3-2 車削加工的工件定位裝夾方法,3-3 臥式車床及其傳動,一臥式車床總布局,主軸箱,刀架,尾座,床身,溜板箱,進(jìn)給箱,右床腿,左床腿,二臥式車床的傳動系統(tǒng),a.外聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系動力源和執(zhí)行件 ; b.內(nèi)聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系兩個相關(guān)的執(zhí)行件。,為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)動，機(jī)床必須具備以下三個基本部分：執(zhí)行件、動力源和傳動裝置，由這些構(gòu)成的傳動關(guān)系稱為傳動鏈，分為外聯(lián)系傳動鏈和內(nèi)聯(lián)系傳動鏈 。,1、傳動鏈,3-3 臥式車床及其傳動,執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)床上最終實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動的部件，如主軸、刀架、工作臺等，它們帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)或移動。 動力源 為執(zhí)行裝置提供運(yùn)動和動力的裝置，如電動機(jī)等?？梢詭讉€運(yùn)動共用一個動力源，也可以每個運(yùn)動單獨(dú)使用一個動力源。 傳動裝置 傳遞運(yùn)動和動力的裝置， 把執(zhí)行件和運(yùn)動源或相關(guān)的執(zhí)行件聯(lián)系起來，使執(zhí)行件獲得一定速度和方向的運(yùn)動。傳動系統(tǒng)還可以變換運(yùn)動的方向、速度及運(yùn)動的類別，如將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動。,3-3 臥式車床及其傳動,外聯(lián)系傳動鏈 聯(lián)系動力源與執(zhí)行件之間的傳動鏈。 使執(zhí)行件獲得一定的速度和運(yùn)動方向，其傳動比的變化，只影響生產(chǎn)率或表面粗糙度，不影響加工表面的形狀和精度。 因此，外聯(lián)系傳動鏈中不要求嚴(yán)格的傳動比關(guān)系。 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈 聯(lián)系一個執(zhí)行件和另一個執(zhí)行件之間運(yùn)動的傳動鏈。 決定著加工表面的形狀和精度，對執(zhí)行件之間的相對運(yùn)動有嚴(yán)格要求。 因此，內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的傳動比必須準(zhǔn)確，不應(yīng)有摩擦傳動或瞬時傳動比變化的傳動副（如皮帶傳動和鏈傳動）。,3-3 臥式車床及其傳動,2、傳動原理圖,傳動原理圖：為了便于研究機(jī)床的傳動聯(lián)系,常用一些簡明的符號把傳動原理和傳動路線表示出來,這就是傳動原理圖。,定比傳動機(jī)構(gòu)：傳動比和傳動方向不變，用中心線表示。（如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等）,換置機(jī)構(gòu)：可根據(jù)加工要求變換傳動比和傳動方向，用菱形塊 表示。（如掛輪變速機(jī)構(gòu)、滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)、離合器換向機(jī)構(gòu)等）,3-3 臥式車床及其傳動,主運(yùn)動傳動鏈（外聯(lián)系傳動鏈）： 主電動機(jī)12x(變速換置機(jī)構(gòu)) 34主軸。,螺紋傳動鏈（內(nèi)聯(lián)系傳動鏈） ： 主軸45x68絲杠刀架。,縱向、橫向進(jìn)給傳動鏈（外聯(lián)系傳動鏈）：,3-3 臥式車床及其傳動,3、CA6140型臥式車床傳動系統(tǒng),CA6140型臥式車床的代號意義,3-3 臥式車床及其傳動,分析傳動鏈的方法： 首先找到傳動鏈所聯(lián)系的兩個末端件，然后從一個末端件向另一個末端件查明傳動路線，最后對傳動鏈中的機(jī)件作運(yùn)動計(jì)算。,1、主運(yùn)動傳動鏈,兩個末端分別是主電動機(jī)和主軸，它的功用是把動力源（電動機(jī)）的運(yùn)動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)，并滿足主軸變速和換向的要求。,3-3 臥式車床及其傳動,3-3 臥式車床及其傳動,CA6140型臥式車床傳動系統(tǒng)圖,3-3 臥式車床及其傳動,CA6140型臥式車床傳動系統(tǒng)圖 1）高速傳動路線 2）低速傳動路線,3-3 臥式車床及其傳動,主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) 正轉(zhuǎn)時 23( 1 + 3 )= 6 + 18 = 24 級 反轉(zhuǎn)時 13( 1 + 3 )= 3 + 9 = 12 級,式中 D、D主動和從動皮帶輪直徑； V帶傳動的滑動系數(shù)，可取0.02； Z- 、 Z- 軸和軸 之間相嚙合的主動齒輪和從動齒輪齒數(shù)。,主軸的各級轉(zhuǎn)速可按下列運(yùn)動平衡式計(jì)算：,3-3 臥式車床及其傳動,2、進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈, 運(yùn)動平衡式 LKP,兩個末端件分別是主軸和刀架，其功用是使刀架實(shí)現(xiàn)縱向或橫向移動及變速與換向。,A. 螺紋進(jìn)給傳動鏈, 可以車削左旋和右旋的公制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋。, 主軸轉(zhuǎn)1r 刀具移動L mm,L螺紋導(dǎo)程 K螺紋頭數(shù),3-3 臥式車床及其傳動,a.車削公制螺紋,3-3 臥式車床及其傳動,是一個等差數(shù)列，該變速機(jī)構(gòu)稱為基本組。,是個等比數(shù)列，稱為增倍組。,3-3 臥式車床及其傳動,車削公制螺紋（右旋）的運(yùn)動平衡式為:,化簡后得：,該式叫換置公式，故選擇不同的基和倍之值，就可以得到各種標(biāo)準(zhǔn)米制螺紋的導(dǎo)程L。,3-3 臥式車床及其傳動,車削擴(kuò)大螺紋傳動路線：,軸VI軸IX的傳動比：,說明：只能當(dāng)M2合上，主軸處于低速狀態(tài)時， 才能用擴(kuò)大導(dǎo)程。,3-3 臥式車床及其傳動,b.車削模數(shù)螺紋 （公制蝸桿）,模數(shù)螺紋的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)是m, 螺紋的導(dǎo)程:Lm=m。,Lm中含有特殊因子 , 掛輪需換為： ,其余與車削公制螺紋時完全相同。,其運(yùn)動平衡式為：,化簡后，得,3-3 臥式車床及其傳動,英制螺紋以每英寸長度上的螺紋扣數(shù)a表示。螺距,c.車削英制螺紋,傳動路線要作兩點(diǎn)變動：,（1）將基本組兩軸的主被動關(guān)系對調(diào)，XV為主動，XIV為被動，即M3、M5合上，M4脫開。 （2）在傳動鏈中實(shí)現(xiàn)特殊因子25.4 ，掛輪改用 。,運(yùn)動平衡式：,3-3 臥式車床及其傳動,d.車削徑節(jié)螺紋（英制蝸桿）,徑節(jié)螺紋螺距大小以徑節(jié)DP表示。英制蝸桿的導(dǎo)程為 ：,運(yùn)動平衡式：,傳動路線變動：,在傳動鏈中實(shí)現(xiàn)特殊因子25.4 ，掛輪改用 。其余與車削英制螺紋完全相同。,3-3 臥式車床及其傳動,e.車削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋和精密螺紋,離合器M3、M4、M5全部合上，螺紋導(dǎo)程LI依靠調(diào)整掛輪的傳動比u掛來實(shí)現(xiàn)。,運(yùn)動平衡式：,掛輪的換置公式為：,3-3 臥式車床及其傳動,3-3 臥式車床及其傳動,B.縱向和橫向進(jìn)給傳動鏈,3-3 臥式車床及其傳動,f縱=158/5833/3363/100100/7525/36 u基25/36 36/25 u倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4828/802.5 12=0.71 u基u倍 mm/r,f橫=158/5833/3363/100100/7525/36 u基25/36 36/25 u倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4859/185 mm/r,f橫=158/5833/3363/100100/7525/36 u基25/36 36/25 u倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4859/185 mm/r,f橫=158/5833/3363/100100/7525/36 u基25/36 36/25 u倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4859/185 mm/r,3-3 臥式車床及其傳動,C.刀架快速移動傳動鏈,刀架快速向右移的速度為：,刀架快速移動由裝在溜板箱內(nèi)的快速電動機(jī)(0.25kw，2800rmin)傳動。,3-3 臥式車床及其傳動,1、主軸箱,功用：支承主軸和傳動主軸旋轉(zhuǎn)，并使其實(shí)現(xiàn)起動、停止、變速和換向等。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),徑向載荷不作用在軸上，而把它卸給箱體。,摩擦離合器能起過載保護(hù)的作用，當(dāng)機(jī)床過載時，摩擦片打滑，就可避免損壞機(jī)床。,摩擦片間的壓緊力可用擰在壓套上的螺母9a和9b來調(diào)整。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),手柄2向上提，拉桿3向外移，左離合器的內(nèi)外摩擦片壓緊，實(shí)現(xiàn)主軸正轉(zhuǎn)。 手柄2向下壓，右離合器內(nèi)、外摩擦片壓緊，主軸反轉(zhuǎn)。 手柄2處于中間位置時，主軸停止轉(zhuǎn)動。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),摩擦式離合器.avi,功用：在摩擦離合器脫開時 制動主軸，以縮短輔助時間。,為了操縱方便和避免出錯，制動器和摩擦離合器共用一套操縱機(jī)構(gòu)。 松開離合器的同時就自動剎停主軸，壓緊離合器的同時就放松制動帶。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),主軸支承及主軸與卡盤的連接,CA 6140型車床主軸支承： （1）前后各采用一個雙列短圓柱滾子軸承8和12； （2）主軸中間配置一個單列向心短圓柱滾子軸承11； （3）主軸前支座內(nèi)專門配置一個60角接觸的雙列向心推力球軸承9，用以承受主軸兩個方向的軸向力。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),CA 6140型車床主軸前端采用短錐法蘭結(jié)構(gòu)安裝卡盤或撥盤，由主軸的短圓錐面定位。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),功用：通過轉(zhuǎn)動變速手柄，同時操縱軸、上的雙聯(lián)滑移齒輪和三聯(lián)滑移齒輪，實(shí)現(xiàn)變換軸間的6種轉(zhuǎn)速。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),2、溜板箱,功用：,(1)將絲杠或光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動并帶動刀架 做縱、橫進(jìn)給；,(2)控制刀架運(yùn)動的接通、斷開和換向；,(3)機(jī)床過載時控制刀架自動停止進(jìn)給；,(4)手動操縱刀架移動和實(shí)現(xiàn)快速移動等。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),利用一個手柄集中操縱縱、橫向機(jī)動進(jìn)給運(yùn)動的接通、斷開和換向，手柄扳動方向與刀架運(yùn)動方向一致。,M8（縱向）,M9（橫向）,支點(diǎn),3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),開合螺母由上下兩個半螺母和組成，裝在溜板箱體后壁的燕尾形導(dǎo)軌中，閉合時通過絲杠帶動刀架作螺紋運(yùn)動。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),（1）機(jī)動進(jìn)給時傳遞由光杠傳來的用于進(jìn)給的低速運(yùn)動； （2）快移時可以不要脫開進(jìn)給鏈。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),在進(jìn)給鏈中設(shè)置的過載保險(xiǎn)裝置，防止進(jìn)給力過大或刀架移動受阻時機(jī)件被損壞。,3-4 臥式車床的幾個主要結(jié)構(gòu),3-5 其他類型車床及其加工范圍,滑鞍轉(zhuǎn)塔車床,前刀架可縱向進(jìn)給，切削大直徑外圓柱面，也可作橫向進(jìn)給，加工端面和內(nèi)外溝槽；轉(zhuǎn)塔刀架只能作縱向進(jìn)給，用于車削內(nèi)外圓柱面，鉆、擴(kuò)、鉸和鏜孔等。,回輪車床,回輪車床上沒有前刀架，只有一個可繞水平軸線轉(zhuǎn)位的圓盤形回輪刀架。其回轉(zhuǎn)軸線與主軸軸線平行。,3-5 其他類型車床及其加工范圍,馬鞍車床,馬鞍車床的床身在靠近主軸箱一側(cè)有一段可卸式導(dǎo)軌(馬鞍)，卸去馬鞍后就可使加工工件的最大直徑增大。,3-5 其他類型車床及其加工范圍,立式車床,立式車床用以加工厚度大、直徑超過1000mm的大型工件的旋轉(zhuǎn)表面。分單柱式和雙柱式兩類。單柱式立式車床只用于加工直徑不大的工件。,3-5 其他類型車床及其加工范圍,3-6 自動車床及其加工范圍,不需要工人操作而能自動連續(xù)地完成整個加工過程，并能自動重復(fù)其工作循環(huán)的車床，稱為自動車床。,3-6 自動車床及其加工范圍,