【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 車床的工藝加工種類 CA6140 臥式車床的工藝范圍很廣，它適用于加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向與主軸軸線的不同可以實(shí)現(xiàn)多種工藝，如車削內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)面；車削端面及各種常用螺紋；還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、滾花、攻螺紋和套螺紋等。 車床的總體布局 臥式車床在加工過(guò)程主要是軸類零件和直徑不太大的盤類零件，因此采用臥式布局。為了適應(yīng)右手操作的習(xí)慣，主軸箱布置在左上端。下圖是臥式車床的外形圖，其主要 組成部件及功能如下。 圖 12 1 掛輪箱 2 主軸箱 3 刀架 4 溜板箱 5 尾座 6 床身導(dǎo)軌 7 后床腳 8 絲桿 9 光桿 10 操縱桿 11 前床腳 12 進(jìn)給箱 4 圖 13 CA6140 型臥式車床立體圖 主軸箱 支撐主軸并帶動(dòng)工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。箱內(nèi)裝有齒輪、軸等零件，組成變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，變換箱外手柄位置，可使主軸得到多種不同的轉(zhuǎn)速。 進(jìn)給箱 是進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的變速機(jī)構(gòu)。它把交換齒輪箱傳遞來(lái)的運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)變速后傳遞給絲桿，以實(shí)現(xiàn)各種螺紋的車削或機(jī)動(dòng)進(jìn)給。 交換齒輪箱 用來(lái)將主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到進(jìn)給箱。更換箱內(nèi)的齒輪，配合進(jìn)給箱變速機(jī)構(gòu)，可以得到車削各種螺距的螺紋的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；并滿足車削時(shí)對(duì)不同縱、橫向進(jìn)給量的需求。 溜板箱 接受光桿傳遞的運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)床鞍和中、小滑板及刀架實(shí)現(xiàn)車刀的縱橫進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。溜板箱上裝有一些微手柄和按鈕?？梢苑奖愕夭倏v車床上來(lái)選擇諸如機(jī)動(dòng)、手動(dòng)、車螺紋及快速移動(dòng)等到運(yùn)動(dòng)方式。 床身是車床的大型基礎(chǔ)部件，精度要求很高，用來(lái)支撐和連接車床的各個(gè)部件。床身上面有兩條精確的導(dǎo)軌，床鞍和尾座可沿著導(dǎo)軌移動(dòng)。 刀架部分由床鞍、兩層滑板 和刀架體共同組成用于裝夾車刀并帶動(dòng)車刀作縱向、橫向和斜向運(yùn)動(dòng)。 尾座安裝在床身導(dǎo)軌上，并可沿著導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，以調(diào)整結(jié)構(gòu)其工作位置。尾座主要用業(yè)安裝后頂尖，以支撐較長(zhǎng)的工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等切削刀具進(jìn)行孔加工。 床身前后兩個(gè)床腳分別與床身前后兩端下部連為一體，用以支撐床身及安裝在床身上的各個(gè)部件?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整墊塊把床身調(diào)整到水平狀態(tài)，并用其所長(zhǎng)地腳螺栓固定在此工作場(chǎng)地上。 冷卻裝置冷卻裝置主要通過(guò)冷卻泵將切削液加壓后經(jīng)冷卻嘴噴射到切削區(qū)域。 5 CA6140 型臥式車床的部分主要技術(shù)參數(shù)如下： 車床型號(hào) CA6140 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑 mm 400 刀架上回轉(zhuǎn)直徑 mm 210 二頂尖間距離 mm 1500 主軸通孔直徑 mm 52； 76； 80 主軸頭形式 — A6； C8； D8 床身導(dǎo)軌寬度 mm 400 床身導(dǎo)軌硬度 RC 52 主軸轉(zhuǎn)速范圍 （ 24） r/min 101400 進(jìn)給量范圍（標(biāo)準(zhǔn)） mm/r 進(jìn)給量范圍（細(xì)進(jìn)給） mm/r 進(jìn)給量范圍（加大進(jìn)給） mm/r 加工公制螺紋范圍（ 44 種） mm 1192 加工英制螺紋范圍（ 20 種） tpi 242 加工模數(shù)螺紋范圍（ 39 種） mm 加工徑節(jié)螺紋范圍（ 37 種） DP 961 主電機(jī)功率 kW 機(jī)床凈重 kg 2220 機(jī)床輪廓尺寸（長(zhǎng) 寬 高） mm 316810001267 機(jī)床包裝尺寸（長(zhǎng) 寬 高） mm 330012601760 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容 CA6140 型車床是我國(guó)設(shè)計(jì)制造的普通精度級(jí)臥式車床，在我國(guó)機(jī)械制造類工廠中使用非常廣泛。 此種 臥式車床的工藝范圍很廣，它能完成多種 多樣的加工工序：加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成型回轉(zhuǎn)面；車削端面及各種常用的螺紋 (公制螺紋、英制螺紋、模數(shù)制螺紋和徑節(jié)制螺紋 )，還可以進(jìn)行擴(kuò)孔、鉆孔、鉸孔和滾花等工作。 CA6140型臥式車床的萬(wàn)能性較大，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜而且自動(dòng)化程度低，在加工形狀比較復(fù)雜的工件時(shí)，換刀較麻煩，加工過(guò)程中的輔助時(shí)間較多，所以適合于單件、小批生產(chǎn)及修理車間。 CA6140型臥式車床的加工對(duì)象主要是軸類零件和直徑不太大的盤類零件，故采用臥式布局。為了適應(yīng)工人用右手操縱的習(xí)慣和便于觀察 、測(cè)量，主軸箱布置在左端。車床主軸箱三支承均用滾動(dòng)軸承，進(jìn)給箱系統(tǒng)用雙軸滑移公 用齒輪機(jī)構(gòu)；6 縱向與橫向進(jìn)給由十字手柄操縱，并附有快速電機(jī)，該機(jī)床剛性好，功率大，操作方便。經(jīng)濟(jì)比較實(shí)惠。 所以研究 CA6140型車床具有經(jīng)濟(jì)，學(xué)術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)對(duì) CA6140型車床的主軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)和制造的設(shè)計(jì)與分析可以使我們對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的課程進(jìn)行一次較好的鞏固和提升。 7 第二章 CA6140 型臥式車床的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 車床傳動(dòng)系統(tǒng)概論 CA6140 型臥式車床主要有 主傳動(dòng)鏈和進(jìn)給傳動(dòng)鏈兩部分，電動(dòng)機(jī)經(jīng)主換向機(jī)構(gòu)，主變速機(jī)構(gòu)拖動(dòng)主軸。主換向機(jī)構(gòu)主要用于切削螺紋時(shí)換刀。進(jìn)給鏈從主軸開始，經(jīng)進(jìn)給換向機(jī)構(gòu)、掛輪和進(jìn)給箱內(nèi)的進(jìn)給變換機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu) —— 光杠（普通車床）、溜板箱內(nèi) 的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳至刀架；或經(jīng)絲杠（車螺紋）和溜板箱內(nèi)的螺母?jìng)髦恋都埽?如圖 21 所示為 傳動(dòng)系統(tǒng)框圖。 圖 21 CA6140型臥式車床傳動(dòng)框圖 皮帶輪 主軸箱 主軸 卡盤 工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 電動(dòng)機(jī) 掛輪箱 進(jìn)給箱 絲桿 光桿 溜板箱 床鞍 刀架 車螺紋 溜板箱 床鞍 刀架 車刀作縱橫直線運(yùn)動(dòng) 8 圖 22 CA6140 車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖 9 一、 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的兩末端件是主電動(dòng)機(jī)與主軸，它的功能是把動(dòng)力源的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳給主軸，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。 1. 傳動(dòng)路線 運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)經(jīng) V 帶輪傳至主軸箱中的 I 軸，在 I 軸上裝有雙向多片式摩擦離合器 M1，其作用是使主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。當(dāng)壓緊離合器 M1 左部的摩擦片時(shí)， I 軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪副 56/38 或 51/43 傳給 II 軸。當(dāng)壓緊離合器 M1 的右部摩擦片時(shí)， I 軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪 50 傳至 VII 軸上的空套齒輪 34， 然后再傳給II 軸上的固定齒輪 30，由于 I 軸至 II 軸的傳動(dòng)中多經(jīng)過(guò)一個(gè)齒輪 34 ， II 軸的傳動(dòng)方向與經(jīng) M1 左部傳動(dòng)時(shí)相反。當(dāng)離合器 M1 處于中間位置時(shí)，其左部和右部的摩擦片都不被壓緊，空套在 I 軸上的齒輪 56 、 51 和 50 都不轉(zhuǎn)動(dòng)， I 軸的 運(yùn)動(dòng)不能傳至 II 軸，主軸也就停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 II 軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)三對(duì)輪副傳至 III 軸， III 軸正轉(zhuǎn)共有 23=6 種轉(zhuǎn)速，反轉(zhuǎn)共有 13=3 種轉(zhuǎn)速。運(yùn)動(dòng)由 III 軸傳到主軸有兩條路線： (1)高速傳動(dòng)路線 主軸上的滑移齒輪 50 移至左端，與 III 軸上右端的齒輪63 嚙合，運(yùn)動(dòng)由 III 軸直接傳給主 軸，使主軸得到 450～ 1400r/min 的高轉(zhuǎn)速。 (2)低速傳動(dòng)路線主軸上的滑移齒輪 50 移至右端（圖示位置），使主軸上的齒式離合器 M2 嚙合， III 軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng) IV 軸， V 軸，齒輪副 26/58 和齒式離合器M2 傳給主軸，使主軸獲得 10～ 500r/min 的低轉(zhuǎn)速。 2. 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和轉(zhuǎn)速值 由傳動(dòng)系統(tǒng)圖和傳動(dòng)路線表達(dá)式可以看出，主軸正轉(zhuǎn)時(shí)，利用各滑動(dòng)齒輪軸向位置的各種不同組合，共可得 23(1+2 2)=30 種傳動(dòng)主軸的路線。從 III軸到 V軸的 4 條傳動(dòng)路線的傳動(dòng)比為： 其中 u2 和 u3 基本相同，所以 實(shí)際上只有 3 種不同的傳動(dòng)比。運(yùn)動(dòng)經(jīng)低速傳動(dòng)路線時(shí)，主軸實(shí)際上只能得到 23(22 － l)=18 級(jí)轉(zhuǎn)速。加上由高速路線傳動(dòng)獲得的 6 級(jí)轉(zhuǎn)速，主軸總共可獲得 23〔 1+(22－ l)〕 =24 級(jí)轉(zhuǎn)速。 同理，主軸反轉(zhuǎn)時(shí)有 3〔 1+(22－ 1)〕 =12 級(jí)轉(zhuǎn)速。 主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速的數(shù)值，可根據(jù)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)所經(jīng)過(guò)的傳動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù) (如帶輪直徑、齒輪齒數(shù)等 )列出運(yùn)動(dòng)平衡式來(lái)求出。對(duì)于圖 47 中所示的齒輪嚙合位置，主軸的轉(zhuǎn)速 10 同理，可計(jì)算出主軸 、反轉(zhuǎn)時(shí)的其它轉(zhuǎn)速。主軸反轉(zhuǎn)主要用于車削螺紋時(shí)沿螺旋線退刀而不 斷開主軸和刀架間的傳動(dòng)鏈，以免下次切削時(shí) “亂扣 ”，為節(jié)省時(shí)間，主軸反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速比正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速略高 。 二、 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)菍?shí)現(xiàn)刀具縱向或橫向移動(dòng)的傳動(dòng)鏈。臥式車床在切削螺紋時(shí)，進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)莾?nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，主軸每均勻轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn) ， 刀架應(yīng)均勻移動(dòng)工件螺紋的導(dǎo)程。在切削圓柱面和端面時(shí)，進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)峭饴?lián)系傳動(dòng)鏈，進(jìn)給量也是以工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)刀架的移動(dòng)量來(lái)計(jì)算的。所以在分析進(jìn)給鏈時(shí)都是把主軸和刀架作為傳動(dòng)鏈的兩末端件。 進(jìn)給傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線 （見圖 22） 為：運(yùn)動(dòng)從主軸 VI 經(jīng) IX 軸 ( 或再經(jīng)XI 軸上的中間齒輪 Z25 使運(yùn) 動(dòng)反向 )傳至 X 軸，再經(jīng)過(guò)掛輪傳至 XIII 軸，傳入進(jìn)給箱。從進(jìn)給箱傳出的運(yùn)動(dòng)，一條路線是車削螺紋的傳動(dòng)鏈，經(jīng)絲杠 XIX 帶動(dòng)溜板箱，使刀架縱向運(yùn)動(dòng)；另一條路線是一般機(jī)動(dòng)進(jìn)給的傳動(dòng)鏈，經(jīng)光杠 XX和溜板箱帶動(dòng)刀架作縱向或橫向的機(jī)動(dòng)進(jìn)給。 CA6140 型車床可以車削米制、模數(shù)制、英制和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)的常用螺紋，還可以車削大導(dǎo)程、非標(biāo)準(zhǔn)和較精密的螺紋，而且既可車削右螺紋，又可車削左螺紋。車削螺紋時(shí)溜板箱中的開合螺母與絲杠嚙合，由絲杠帶動(dòng)溜板箱移動(dòng)。車螺紋時(shí)的運(yùn)動(dòng)平衡式為： 1r ( 主軸 ) u Pl = S (21) 式中 :u ——從主軸到絲杠之間的總傳動(dòng)比 ； Pl ——機(jī)床絲杠的導(dǎo)程 ， CA6140 型車床的 Pl =12mm； S ——被加工螺紋的導(dǎo)程 (mm)。 改變傳動(dòng)比 u ，就可得到任一類型的各種導(dǎo)程的螺紋。 11 圖 23 進(jìn)給箱的裝配圖 1調(diào)節(jié)螺釘 2調(diào)整螺母 3， 4深溝球軸承 6支撐套 5， 7推力球軸承 8雙螺母 進(jìn)給箱簡(jiǎn)析及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) CA6140 型臥式車床進(jìn)給箱（見圖 23）又稱走刀箱，它固 定在車床床身左前面，它的功用是變換被加工螺紋的種類和導(dǎo)程，以及獲得各種機(jī)動(dòng)進(jìn)給量。它通常由以下幾部分組成： a 交換螺紋導(dǎo)程和進(jìn)給量的變速機(jī)構(gòu)，由基本螺距機(jī)構(gòu)和增倍機(jī)構(gòu)兩部分組成； b 交換螺紋種類的機(jī)構(gòu)，由掛輪和螺紋種類移換機(jī)構(gòu)組成； c 絲杠和光杠轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)； d 操縱機(jī)構(gòu) 12 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)沟都軐?shí)現(xiàn)縱向或橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及變速換向。臥式車床在切削螺紋時(shí)，進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)莾?nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。主軸每轉(zhuǎn)刀架的移動(dòng)量應(yīng)等于螺紋的導(dǎo)程。在切削圓柱面和端面時(shí)，進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)峭饴?lián)系傳動(dòng)鏈。進(jìn)給量也以工件每轉(zhuǎn)刀架的移動(dòng)量計(jì)。 普通車床的特有功能是能車削一 定范圍的各種螺紋，要求進(jìn)給傳動(dòng)鏈的變速機(jī)構(gòu)能嚴(yán)格準(zhǔn)確地按照標(biāo)準(zhǔn)螺距數(shù)列來(lái)變化。所以普通車床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的變速機(jī)構(gòu)（包括掛輪和進(jìn)給箱的變速機(jī)構(gòu)）主要是依據(jù)各種螺紋的標(biāo)準(zhǔn)螺距數(shù)列的要求，同時(shí)兼顧到一般車削的進(jìn)給量范圍來(lái)設(shè)計(jì)的。 傳動(dòng)鏈中的螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)侵鬏S一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng) T 毫米（導(dǎo)程 T=kt，其中 k 為頭數(shù)， t為螺距） 1（主軸） i 12=T （ 22） i =i c i a i u 其中 i 表示主軸到絲桿之間的總傳動(dòng)比， i c 、 i a 、 i u 分別為傳動(dòng)鏈中固定傳動(dòng)比，掛輪傳動(dòng)比，進(jìn)給箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 ,12 為縱向絲杠的螺距。 切削 螺紋類型及螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) CA6140 型臥式車床為普通常用車床，應(yīng)具有車削公制螺紋（又稱米制螺紋），英制螺紋，模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋四種標(biāo)準(zhǔn)常用螺紋的功能，機(jī)床的縱向絲杠螺紋為公制的，螺距為 12mm代入式（ ）得主軸每轉(zhuǎn)下刀架移動(dòng)量為 T毫米，這即為車削螺紋的導(dǎo)程值。對(duì)于單頭螺紋即螺距值，因此當(dāng)螺紋的基本參數(shù)不是用螺距表示時(shí)必須將其加以換算，然后代入式（ ）。 具體換算方法如下： 公制螺紋：其基本參數(shù)為螺距 t（ mm）。因此 T=t 毫米 英制螺紋：基本參數(shù)為每一英寸長(zhǎng)度內(nèi)包含的牙數(shù) a 即 a （牙 /英寸），因此，英制螺紋的螺距為 Ta = 模數(shù)螺紋：公制蝸桿上的螺紋稱為模數(shù)螺紋，它的基本參數(shù)是以螺桿相嚙合的蝸輪模數(shù) m（毫米）來(lái)表示，因此，模數(shù)螺紋的螺距 Tm 應(yīng)等于蝸輪的周節(jié)長(zhǎng)度，即 Tm =? m 毫米 徑節(jié)螺紋：英制蝸桿上的螺紋稱為徑節(jié)螺紋，它的基本參數(shù)是以與螺桿相嚙合的蝸輪參數(shù)徑節(jié) DP 來(lái)表示，徑節(jié)的 DP=Z/D（牙 /英寸）其中 Z 和 D 分別為蝸輪的齒數(shù)和分度圓直徑（英寸），徑節(jié)即等同于公制齒輪模數(shù) m 的倒數(shù)，因而徑節(jié)螺紋的 T=? /DP 毫米 于是根據(jù)式（ 21）可得車削 4種螺紋的運(yùn)動(dòng)平衡式分別為： 13 1