《机械制造技术基础》第三章《机械制造技术基础》车削加工基础知识.ppt

,第三章 车削加工,车削加工的特征,3.1,3.2,3.4,3.6,3.5,3.3,车削加工的工件定位装夹方法,卧式车床及其传动,卧式车床的几个主要结构,其他类型车床及其加工范围,自动车床及其加工范围,§3-1 车削加工的特征,应用：主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面，圆锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些车床可以加工螺纹面。,分类：,一、车削的用途及分类,（1）卧式车床 （2）立式车床 （3）转塔车床,（4）自动车床和半自动车床 （5） 仿形车床 （6）专门化车床,二、车削的加工范围与运动,卧 式 车 床 的 典 型 加 工 工 序,车削加工范围,§3-1 车削加工的特征,用来形成被加工表面形状的运动称为表面成形运动，成形运动由机床的主运动和进给运动组成。,车削运动,主运动和进给运动是两个相对独立的运动，称为简单成形运动（如外圆车削）,主运动和进给运动间必须保持严格的运动关系，称为复合成形运动（如车螺纹、圆锥面）。,§3-1 车削加工的特征,三、车削加工中使用的刀具,1、外圆车刀 2、端面车刀 3、割刀 4、镗刀 5、成形车刀,§3-1 车削加工的特征,割刀,§3-1 车削加工的特征,§3-1 车削加工的特征,成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，切削刃形状根据工件的廓形设计。,四、车削的加工精度,尺寸加工精度 不超过IT6级 精车表面的粗糙度 Ra=1.6m 2.5m 精车外圆的圆度 0.01mm 精车外圆的圆柱度 0.01mm100mm 精车端面的平面度 0.02mm300mm 精车螺纹的螺距精度 0.04mm100mm；0.06mm300mm,§3-1 车削加工的特征,§3-2 车削加工的工件定位装夹方法,工件上加工有中心孔,1、自动定心卡盘 （三爪卡盘）,三爪卡盘,2、普通卡盘 （四爪卡盘）,四爪卡盘,§3-2 车削加工的工件定位装夹方法,§3-3 卧式车床及其传动,一卧式车床总布局,主轴箱,刀架,尾座,床身,溜板箱,进给箱,右床腿,左床腿,二卧式车床的传动系统,a.外联系传动链联系动力源和执行件 ; b.内联系传动链联系两个相关的执行件。,为了实现运动，机床必须具备以下三个基本部分：执行件、动力源和传动装置，由这些构成的传动关系称为传动链，分为外联系传动链和内联系传动链 。,1、传动链,§3-3 卧式车床及其传动,执行机构 机床上最终实现所需运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，它们带动工件或刀具旋转或移动。 动力源 为执行装置提供运动和动力的装置，如电动机等。可以几个运动共用一个动力源，也可以每个运动单独使用一个动力源。 传动装置 传递运动和动力的装置， 把执行件和运动源或相关的执行件联系起来，使执行件获得一定速度和方向的运动。传动系统还可以变换运动的方向、速度及运动的类别，如将旋转运动变为直线运动。,§3-3 卧式车床及其传动,外联系传动链 联系动力源与执行件之间的传动链。 使执行件获得一定的速度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表面的形状和精度。 因此，外联系传动链中不要求严格的传动比关系。 内联系传动链 联系一个执行件和另一个执行件之间运动的传动链。 决定着加工表面的形状和精度，对执行件之间的相对运动有严格要求。 因此，内联系传动链的传动比必须准确，不应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带传动和链传动）。,§3-3 卧式车床及其传动,2、传动原理图,传动原理图：为了便于研究机床的传动联系,常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来,这就是传动原理图。,定比传动机构：传动比和传动方向不变，用中心线表示。（如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等）,换置机构：可根据加工要求变换传动比和传动方向，用菱形块 表示。（如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等）,§3-3 卧式车床及其传动,主运动传动链（外联系传动链）： 主电动机12x(变速换置机构) 34主轴。,螺纹传动链（内联系传动链） ： 主轴45x68丝杠刀架。,纵向、横向进给传动链（外联系传动链）：,§3-3 卧式车床及其传动,3、CA6140型卧式车床传动系统,CA6140型卧式车床的代号意义,§3-3 卧式车床及其传动,分析传动链的方法： 首先找到传动链所联系的两个末端件，然后从一个末端件向另一个末端件查明传动路线，最后对传动链中的机件作运动计算。,1、主运动传动链,两个末端分别是主电动机和主轴，它的功用是把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转，并满足主轴变速和换向的要求。,§3-3 卧式车床及其传动,§3-3 卧式车床及其传动,CA6140型卧式车床传动系统图,§3-3 卧式车床及其传动,CA6140型卧式车床传动系统图 1）高速传动路线 2）低速传动路线,§3-3 卧式车床及其传动,主轴转速级数 正转时 2×3×( 1 + 3 )= 6 + 18 = 24 级 反转时 1×3×( 1 + 3 )= 3 + 9 = 12 级,式中 D、D主动和从动皮带轮直径； V带传动的滑动系数，可取0.02； Z- 、 Z- 轴和轴 之间相啮合的主动齿轮和从动齿轮齿数。,主轴的各级转速可按下列运动平衡式计算：,§3-3 卧式车床及其传动,2、进给运动传动链, 运动平衡式 LKP,两个末端件分别是主轴和刀架，其功用是使刀架实现纵向或横向移动及变速与换向。,A. 螺纹进给传动链, 可以车削左旋和右旋的公制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹。, 主轴转1r 刀具移动L mm,L螺纹导程 K螺纹头数,§3-3 卧式车床及其传动,a.车削公制螺纹,§3-3 卧式车床及其传动,是一个等差数列，该变速机构称为基本组。,是个等比数列，称为增倍组。,§3-3 卧式车床及其传动,车削公制螺纹（右旋）的运动平衡式为:,化简后得：,该式叫换置公式，故选择不同的基和倍之值，就可以得到各种标准米制螺纹的导程L。,§3-3 卧式车床及其传动,车削扩大螺纹传动路线：,轴VI轴IX的传动比：,说明：只能当M2合上，主轴处于低速状态时， 才能用扩大导程。,§3-3 卧式车床及其传动,b.车削模数螺纹 （公制蜗杆）,模数螺纹的标准参数是m, 螺纹的导程:Lm=m。,Lm中含有特殊因子 , 挂轮需换为： ,其余与车削公制螺纹时完全相同。,其运动平衡式为：,化简后，得,§3-3 卧式车床及其传动,英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数a表示。螺距,c.车削英制螺纹,传动路线要作两点变动：,（1）将基本组两轴的主被动关系对调，XV为主动，XIV为被动，即M3、M5合上，M4脱开。 （2）在传动链中实现特殊因子25.4 ，挂轮改用 。,运动平衡式：,§3-3 卧式车床及其传动,d.车削径节螺纹（英制蜗杆）,径节螺纹螺距大小以径节DP表示。英制蜗杆的导程为 ：,运动平衡式：,传动路线变动：,在传动链中实现特殊因子25.4 ，挂轮改用 。其余与车削英制螺纹完全相同。,§3-3 卧式车床及其传动,e.车削非标准螺纹和精密螺纹,离合器M3、M4、M5全部合上，螺纹导程LI依靠调整挂轮的传动比u挂来实现。,运动平衡式：,挂轮的换置公式为：,§3-3 卧式车床及其传动,§3-3 卧式车床及其传动,B.纵向和横向进给传动链,§3-3 卧式车床及其传动,f纵=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基×25/36 ×36/25 ×u倍×28/56 ×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×28/80××2.5 ×12=0.71 u基u倍 mm/r,f横=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基×25/36 ×36/25 ×u倍×28/56 ×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×59/18×5 mm/r,f横=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基×25/36 ×36/25 ×u倍×28/56 ×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×59/18×5 mm/r,f横=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基×25/36 ×36/25 ×u倍×28/56 ×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×59/18×5 mm/r,§3-3 卧式车床及其传动,C.刀架快速移动传动链,刀架快速向右移的速度为：,刀架快速移动由装在溜板箱内的快速电动机(0.25kw，2800rmin)传动。,§3-3 卧式车床及其传动,1、主轴箱,功用：支承主轴和传动主轴旋转，并使其实现起动、停止、变速和换向等。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,径向载荷不作用在轴上，而把它卸给箱体。,摩擦离合器能起过载保护的作用，当机床过载时，摩擦片打滑，就可避免损坏机床。,摩擦片间的压紧力可用拧在压套上的螺母9a和9b来调整。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,手柄2向上提，拉杆3向外移，左离合器的内外摩擦片压紧，实现主轴正转。 手柄2向下压，右离合器内、外摩擦片压紧，主轴反转。 手柄2处于中间位置时，主轴停止转动。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,摩擦式离合器.avi,功用：在摩擦离合器脱开时 制动主轴，以缩短辅助时间。,为了操纵方便和避免出错，制动器和摩擦离合器共用一套操纵机构。 松开离合器的同时就自动刹停主轴，压紧离合器的同时就放松制动带。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,主轴支承及主轴与卡盘的连接,CA 6140型车床主轴支承： （1）前后各采用一个双列短圆柱滚子轴承8和12； （2）主轴中间配置一个单列向心短圆柱滚子轴承11； （3）主轴前支座内专门配置一个60°角接触的双列向心推力球轴承9，用以承受主轴两个方向的轴向力。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,CA 6140型车床主轴前端采用短锥法兰结构安装卡盘或拨盘，由主轴的短圆锥面定位。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,功用：通过转动变速手柄，同时操纵轴、上的双联滑移齿轮和三联滑移齿轮，实现变换轴间的6种转速。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,2、溜板箱,功用：,(1)将丝杠或光杠传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架 做纵、横进给；,(2)控制刀架运动的接通、断开和换向；,(3)机床过载时控制刀架自动停止进给；,(4)手动操纵刀架移动和实现快速移动等。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,利用一个手柄集中操纵纵、横向机动进给运动的接通、断开和换向，手柄扳动方向与刀架运动方向一致。,M8（纵向）,M9（横向）,支点,§3-4 卧式车床的几个主要结构,开合螺母由上下两个半螺母和组成，装在溜板箱体后壁的燕尾形导轨中，闭合时通过丝杠带动刀架作螺纹运动。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,（1）机动进给时传递由光杠传来的用于进给的低速运动； （2）快移时可以不要脱开进给链。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,在进给链中设置的过载保险装置，防止进给力过大或刀架移动受阻时机件被损坏。,§3-4 卧式车床的几个主要结构,§3-5 其他类型车床及其加工范围,滑鞍转塔车床,前刀架可纵向进给，切削大直径外圆柱面，也可作横向进给，加工端面和内外沟槽；转塔刀架只能作纵向进给，用于车削内外圆柱面，钻、扩、铰和镗孔等。,回轮车床,回轮车床上没有前刀架，只有一个可绕水平轴线转位的圆盘形回轮刀架。其回转轴线与主轴轴线平行。,§3-5 其他类型车床及其加工范围,马鞍车床,马鞍车床的床身在靠近主轴箱一侧有一段可卸式导轨(马鞍)，卸去马鞍后就可使加工工件的最大直径增大。,§3-5 其他类型车床及其加工范围,立式车床,立式车床用以加工厚度大、直径超过1000mm的大型工件的旋转表面。分单柱式和双柱式两类。单柱式立式车床只用于加工直径不大的工件。,§3-5 其他类型车床及其加工范围,§3-6 自动车床及其加工范围,不需要工人操作而能自动连续地完成整个加工过程，并能自动重复其工作循环的车床，称为自动车床。,§3-6 自动车床及其加工范围,