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c——表示车床.
6——表示车床类第六组,以前没有系别。
16——表示床面到主轴中心高的1/10。
图6-3机床型号编制方法简图
6.1.1卧式车床的结构
1.卧式车床的型号
卧式车床用C61×
×
来表示,其中C棗机床分类号,表示车床类机床;
61棗组系代号,表示卧式。
其它表示车床的有关参数和改进号。
图6—4C6132普通车床的外形
2.卧式车床各部分的名称和用途
C6132普通车床的外形如图6-3所示。
(1)变速箱变速箱用来改变主轴的转速。
主要由传动轴和变速齿轮组成。
通过操纵变速箱和主轴箱外面的变速手柄棗改变齿轮或离合器的位置,可使主轴获得
12种不同的速度。
主轴的反转是通过电动机的反转来实现的。
(2)主轴箱主轴箱用来支承主轴,并使其作各种速度旋转运动;
主轴是空心的,便于穿过长的工件;
在主轴的前端可以利用锥孔安装顶尖,也可利用主轴前端圆锥面安装卡盘和拨盘,以便装夹工件。
(3)挂轮箱挂轮箱用来搭配不同齿数的齿轮,以获得不同的进给量。
主要用于车削不同种类的螺纹。
(4)进给箱进给箱用来改变进给量。
主轴经挂轮箱传入进给箱的运动,通过移动变速手柄来改变进给箱中滑动齿轮的啮合位置,便可使光杆或丝杆获得不同的转速。
(5)溜板箱溜板箱用来使光杠和丝杠的转动改变为刀架的自动进给运动。
光杠用于一般的车削,丝杠只用于车螺纹。
溜板箱中设有互锁机构,使两者不能同时使用。
(6)刀架刀架用来夹持车刀并使其作纵向、横向或斜向进给运动。
它由以下几个部分组成(见图6-4):
1)床鞍。
它与溜板箱连接,可沿床身导轨作纵向移动,其上面有横向导轨。
2)中滑板。
可沿床鞍上的导轨作横向移动。
3)转盘。
它与中滑板用螺钉紧固,松开螺钉便可在水平面内扳转任意角度。
4)小滑板。
它可沿转盘上面的导轨作短距离移动;
当将转盘偏转若干角度后,可使小滑板作斜向进给,以便车锥面。
5)方刀架它固定在小滑板上,可同时装夹四把车刀;
松开锁紧手柄,即可转动方刀架,把所需要的车刀更换到工作位置上。
7)尾座尾座用于安装后顶尖以支持工件,或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工。
尾座的结构如图6-5所示,它主要由套筒、尾座体、底座等几部分组成。
转动手轮,可调整套筒伸缩一定距离,并且尾座还可沿床身导轨推移至所需位置,以适应不同工件加工的要求。
8)床身床身固定在床腿上,床身是车床的基本支承件,床身的功用是支承各主要部件并使它们在工作时保持准确的相对位置。
9)丝杠丝杠能带动大拖板作纵向移动,用来车削螺纹。
丝杠是车床中主要精密件之一,一般不用丝杠自动进给,以便长期保持丝杠的精度。
10)光杠光杠用于机动进给时传递运动。
通过光杠可把进给箱的运动传递给溜板箱,使刀架作纵向或横向进给运动。
11)操纵杆操纵杆是车床的控制机构,在操纵杆左端和拖板箱右侧各装有一个手柄,操作工人可以很方便地操纵手柄以控制车床主轴正转、反转或停车。
图6-4刀架
图6-5尾座
1—顶尖2—套筒锁紧手柄3—顶尖套筒4—丝杆
5—螺母6—尾座锁紧手柄7—手轮8—尾座体9—底座
6.1.2卧式车床的传动系统
如图6-6是C6136卧式车床传动系统图。
电动机输出的动力,经变速箱通过带传动传给主轴,更换变速箱和主轴箱外的手柄位置,得到不同的齿轮组啮合,从而得到不同的主轴转速。
主轴通过卡盘带动工件作旋转运动。
同时,主轴的旋转运动通过换向机构、交换齿轮、进给箱、光杠(或丝杠)传给溜板箱,使溜板箱带动刀架沿床身作直线进给运动。
框图如下:
图6-6C6136卧式车床传动系统图
6.1.3卧式车床的各种手柄和基本操作
1.卧式车床的调整及手柄的使用
C6132车床的调整主要是通过变换各自相应的手柄位置进行的,详见图6-7。
图6-7C6132车床的调整手柄
1、2、6—主运动变速手柄3、4—进给运动变速手柄5—刀架左右移动的换向手柄7—刀架横向手动手柄8—方刀架锁紧手柄9—小刀架移动手柄10—尾座套筒锁紧手柄11—尾座锁紧手柄12—尾座套筒移动手轮13—主轴正反转及停止手柄14—“开合螺母”开合手柄15—刀架横向自动手柄16—刀架纵向自动手柄17—刀架纵向手动手轮18—光杠、丝杠更换使用的离合器
2.卧式车床的基本操作
(1)停车练习(主轴正反转及停止手柄13在停止位置)
1)正确变换主轴转速。
变动变速箱和主轴箱外面的变速手柄1、2或6,可得到各种相对应的主轴转速。
当手柄拨动不顺利时,可用手稍转动卡盘即可。
2)正确变换进给量。
按所选的进给量查看进给箱上的标牌,再按标牌上进给变换手柄位置来变换手柄3和4的位置,即得到所选定的进给量。
3)熟悉掌握纵向和横向手动进给手柄的转动方向。
左手握纵向进给手动手轮17,右手握横向进给手动手柄7。
分别顺时针和逆时针旋转手轮,操纵刀架和溜板箱的移动方向。
4)熟悉掌握纵向或横向机动进给的操作。
光杠或丝杠接通手柄18位于光杠接通位置上,将纵向机动进给手柄16提起即可纵向进给,如将横向机动进给手柄15向上提起即可横向机动进给。
分别向下扳动则可停止纵、横机动进给。
5)尾座的操作。
尾座靠手动移动,其固定靠紧固螺栓螺母。
转动尾座移动套筒手轮12,可使套筒在尾架内移动,转动尾座锁紧手柄11,可将套筒固定在尾座内。
(2)低速开车练习练习前应先检查各手柄位置是否处于正确的位置,无误后进行开车练习。
1)主轴启动——电动机启动——操纵主轴转动——停止主轴转动——关闭电动机
2)机动进给——电动机启动——操纵主轴转动——手动纵横进给——机动纵横进给——手动退回——机动横向进给——手动退回——停止主轴转动——关闭电动机
特别注意:
1)机床未完全停止严禁变换主轴转速,否则发生严重的主轴箱内齿轮打齿现象甚至发生机床事故。
开车前要检查各手柄是否处于正确位置。
2)纵向和横向手柄进退方向不能摇错,尤其是快速进退刀时要千万注意,否则会发生工件报废和安全事故。
3)横向进给手动手柄每转一格时,刀具横向吃刀为0.02mm,其圆柱体直径方向切削量为0.04mm。
6.2车刀的结构、刃磨及其安装
6.2.1车刀的结构
车刀是由刀头和刀杆两部分所组成,刀头是车刀的切削部分,刀杆是车刀的夹持部分。
车刀从结构上分为四种形式,即整体式、焊接式、机夹式、可转位式车刀,如图6-8所示。
其结构特点及适用场合见表6-1。
图6-8车刀组成
表6-l车刀结构类型特点及用
名称
特点
适用场合
整体式
用整体高速钢制造,刃口可磨得较锋利
小型车床或加工非铁金属
焊接式
焊接硬质合金或高速钢刀片,结构紧凑,使用灵活
各类车刀特别是小刀具
机夹式
避免了焊接产生的应力、裂纹等缺陷,刀杆利用率高。
刀片可集中刃磨获得所需参数;
使用灵活方便
外圆、端面、镗孔、切断、螺纹车刀等
可转位式
避免了焊接刀的缺点,刀片可快换转位;
生产率高;
断屑稳定;
可使用涂层刀片
大中型车床加工外圆、端面、镗孔,特别适用于自动线、数控机床
6.2.2车刀的刃磨
车刀(指整体车刀与焊接车刀)用钝后重新刃磨是在砂轮机上刃磨的。
磨高速钢车刀用氧化铝砂轮(白色),磨硬质合金刀头用碳化硅砂轮(绿色)。
1.砂轮的选择
砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂和组织5个因素决定。
1)磨料,常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系3种。
船上和工厂常用的是氧化铝砂轮和碳化硅砂轮。
氧化铝砂轮磨粒硬度低(HV2000-HV2400)、韧性大,适用刃磨高速钢车刀,其中白色的叫做白刚玉,灰褐色的叫做棕刚玉。
碳化硅砂轮的磨粒硬度比氧化铝砂轮的磨粒高(Hv2800以上)。
性脆而锋利,并且具有良好的导热性和导电性,适用刃磨硬质合金。
其中常用的是黑色和绿色的碳化硅砂轮。
而绿色的碳化硅砂轮更适合刃磨硬质合金车刀。
2)粒度:
粒度表示磨粒大小的程度。
以磨粒能通过每英寸长度上多少个孔眼的数字作为表示符号。
例如60粒度是指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网。
因此,数字越大则表示磨粒越细。
粗磨车刀应选磨粒号数小的砂轮,精磨车刀应选号数大(即磨粒细)的砂轮。
船上常用的粒度为46号—台0号的中软或中硬的砂轮。
3)硬度:
砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下,从砂轮表面上脱落的难易程度。
砂轮硬,即表面磨粒难以脱落;
砂轮软,表示磨粒容易脱落。
砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念,必须区分清楚。
刃磨高速钢车刀和硬质合金车刀时应选软或中软的砂轮.
另外,在选择砂轮时还应考虑砂轮的结合剂和组织。
船上和工厂一般选用陶瓷结合剂(代号A)和中等组织的砂轮。
综上所述,我们应根据刀具材料正确选用砂轮。
刃磨高速钢车刀时,应选用粒度为46号到60号的软或中软的氧化铝砂轮。
刃磨硬质合金车刀时,应选用粒度为60号到80号的软或中软的碳化硅砂轮,两者不能搞错。
2.车刀刃磨的步骤如下:
图6-9外圆车刀刃磨的步骤
磨主后刀面,同时磨出主偏角及主后角,如图6-9a)所示;
磨副后刀面,同时磨出副偏角及副后角,如图6-9b)所示;
磨前面,同时磨出前角,如图6-9c)所示;
修磨各刀面及刀尖,如图6-9d)所示。
3.刃磨车刀的姿势及方法是:
(1)人站立在砂轮机的侧面,以防砂轮碎裂时,碎片飞出伤人;
(2)两手握刀的距离放开,两肘夹紧腰部,以减小磨刀时的抖动;
(3)磨刀时,车刀要放在砂轮的水平中心,刀尖略向上翘约3°
~8°
,车刀接触砂轮后应作左右方向水平移动。
当车刀离开砂轮时,车刀需向上抬起,以防磨好的刀刃被砂轮碰伤;
(4)磨后刀面时,刀杆尾部向左偏过一个主偏角的角度;
磨副后刀面时,刀杆尾部向右偏过一个副偏角的角度;
(5)修磨刀尖圆弧时,通常以左手握车刀前端为支点,用右手转动车刀的尾部。
4.磨刀安全知识
1)刃磨刀具前,应首先检查砂轮有无裂纹,砂轮轴螺母是否拧紧,并经试转后使用,以免砂轮碎裂或飞出伤人。
2)刃磨刀具不能用力过大,否则会使手打滑而触及砂轮面,造成工伤事故。
3)磨刀时应戴防护眼镜,以免砂砾和铁屑飞入眼中。
4)磨刀时不要正对砂轮的旋转方向站立,以防意外。
5)磨小刀头时,必须把小刀头装入刀杆上。
6)砂轮支架与砂轮的间隙不得大于3mm,入发现过大,应调整适当。
6.2.3车刀的安装
车刀必须正确牢固地安装在刀架上,如图6-10所示。
安装车刀步骤请看
安装车刀应注意下列几点:
1)刀头不宜伸出太长,否则切削时容易产生振动,影响工件加工精度和表面粗糙度。
一般刀头伸出长度不超过刀杆厚度的两倍,能看见刀尖车削即可。
2)刀尖应与车床主轴中心线等高。
车刀装得太高,后角减小,后睹嬗牍ぜ泳缒Σ粒暗锰停?
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前角减少,切削不顺利,会使刀尖崩碎。
刀尖的高低,可根据尾架顶尖高低来调整。
车刀的安装如图6-10a)所示。
图6-10车刀的安装
a)正确b)错误
3)车刀底面的垫片要平整,并尽可能用厚垫片,以减少垫片数量。
调整好刀尖高低后,至少要用两个螺钉交替将车刀拧紧。
6.3车外圆、端面和台阶
6.3.1三爪自定心卡盘安装工件
1.用三爪自定心卡盘安装工件
图6-11三爪自定心卡盘结构和工件安装
a)结构b)夹持棒料c)反爪夹持大棒料
三爪自定心卡盘的结构如图6-11a)所示,当用卡盘扳手转动小锥齿轮时,大锥齿轮也随之转动,在大锥齿轮背面平面螺纹的作用下,使三个爪同时向心移动或退出,以夹紧或松开工件。
它的特点是对中性好,自动定心精度可达到0.05~0.15㎜。
可以装夹直径较小的工件,如图6-11b所示。
当装夹直径较大的外圆工件时可用三个反爪进行,如图6-11c所示。
但三爪自定心卡盘由于夹紧力不大,所以一般只适宜于重量较轻的工件,当重量较重的工件进行装夹时,宜用四爪单动卡盘或其它专用夹具。
2.用一夹一顶安装工件
对于一般较短的回转体类工件,较适用于用三爪自定心卡盘装夹,但对于较长的回转体类工件,用此方法则刚性较差。
所以,对一般较长的工件,尤其是较重要的工件,不能直接用三爪自定心卡盘装夹,而要用一端夹住,另一端用后顶尖顶住的装夹方法。
这种装夹方法能承受较大的轴向切削力,且刚性大大提高,同时可提高切削用量。
6.3.2车外圆
1.安装工件和校正工件
安装工件的方法主要有用三爪自定心卡盘或者四爪卡盘、心轴等(详见6.8车床附件的使用)。
校正工件的方法有划针或者百分表校正(详见6.8车床附件的使用中图8-49)。
2.选择车刀
车外圆可用图6-12所示的各种车刀。
直头车刀(尖刀)的形状简单,主要用于粗车外圆;
弯头车刀不但可以车外圆,还可以车端面,加工台阶轴和细长轴则常用偏刀。
图6-12车外圆的几种情况
3.调整车床
车床的调整包括主轴转速和车刀的进给量。
主轴的转速是根据切削速度计算选取的。
而切削速度的选择则和工件材料、刀具材料以及工件加工精度有关。
用高速钢车刀车削时,V=0.3~1m/s,用硬质合金刀时,V=1~3m/s。
车硬度高钢比车硬度低钢的转速低一些。
根据选定的切削速度计算出车床主轴的转速,再对照车床主轴转速铭牌,选取车床上最近似计算值而偏小的一档,然后如表6-2所示的手柄要求,扳动手柄即可。
但特别要注意的是,必须在停车状态下扳动手柄。
表6-2C6132型车床主轴转数铭牌
手柄位置
I
Ⅱ
长手柄
↖
↑
↗
短手柄
45
66
94
360
530
750
120
173
248
958
1380
1980
例如用硬质合金车刀加工直径D=200毫米的铸铁带轮,选取的切削速度V=0.9米/秒,计算主轴的转速为:
(转/分)
从主轴转速铭牌中选取偏小一档的近似值为94转/分,即短手柄扳向左方,长手柄扳向右方,主轴箱手柄放在低速挡位置I。
进给量是根据工件加工要求确定。
粗车时,一般取0.2~0.3毫米/转;
精车时,随所需要的表面粗糙度而定。
例如表面粗糙度为Ra3.2时,选用0.1~0.2毫米/转;
Ra1.6时,选用0.06~0.12毫米/转,等等。
进给量的调整可对照车床进给量表扳动手柄位置,具体方法与调整主轴转速相似。
4.粗车和精车
车削前要试刀
粗车的目的是尽快地切去多余的金属层,使工件接近于最后的形状和尺寸。
粗车后应留下0.5~1毫米的加工余量。
精车是切去余下少量的金属层以获得零件所求的精度和表面粗糙度,因此背吃刀量较小,约0.1~0.2毫米,切削速度则可用较高或较低速,初学者可用较低速。
为了提高工件表面粗糙度,用于精车的车刀的前、后刀面应采用油石加机油磨光,有时刀尖磨成一个小圆弧。
为了保证加工的尺寸精度,应采用试切法车削。
试切法的步骤如图6-13所示。
图6-13试切步骤
a)开车对刀,使车刀和工件表面轻微接触b)向右退出车刀
c)按要求横向进给ap1d)试切1~3毫米
e)向右退出,停车,测量f)调整切深至ap2后,自动进给车外圆
5.刻度盘的原理和应用
车削工件时,为了正确迅速地控制背吃刀量,可以利用中拖板上的刻度盘。
中拖板刻度盘安装在中拖板丝杠上。
当摇动中拖板手柄带动刻度盘转一周时,中拖板丝杠也转了一周。
这时,固定在中拖板上与丝杠配合的螺母沿丝杠轴线方向移动了一个螺距。
因此,安装在中拖板上的刀架也移动了一个螺距。
如果中拖板丝杠螺距为4mm,当手柄转一周时,刀架就横向移动4mm。
若刻度盘圆周上等分200格,则当刻度盘转过一格时,刀架就移动了0.02mm。
使用中拖板刻度盘控制背吃刀量时应注意的事项:
(1)由于丝杠和螺母之间有间隙存在,因此会产生空行程(即刻度盘转动,而刀架并未移动)。
使用时必须慢慢地把刻度盘转到所需要的位置(图6-14a)。
若不慎多转过几格,不能简单地退回几格(图6-14b),必须向相反方向退回全部空行程,再转到所需位置(图6-14C)。
图6-14手柄摇过头后的纠正方法
a)要求手柄转至30,但转过头成40b)错误:
直接退至30
c)正确:
反转约一周后,再转至所需位置30
(2)由于工件是旋转的,使用中拖板刻度盘时,车刀横向进给后的切除量刚好是背吃刀量的两倍,因此要注意,当工件外圆余量测得后,中拖板刻度盘控制的背吃刀量是外圆余量的二分之一,而小拖板的刻度值,则直接表示工件长度方向的切除量。
6.纵向进给
纵向进给到所需长度时,关停自动进给手柄,退出车刀,然后停车,检验。
7.车外圆时的质量分析
1)尺寸不正确:
原因时车削时粗心大意,看错尺寸;
刻度盘计算错误或操作失误;
测量时不仔细,不准确而造成的。
2)表面粗糙度不和要求:
原因是车刀刃磨角度不对;
刀具安装不正确或刀具磨损,以及切削用量选择不当;
车床各部分间隙过大而造成的。
3)外径有锥度:
原因是吃刀深度过大,刀具磨损;
刀具或拖板松动;
用小拖板车削时转盘下基准线不对准“0”线;
两顶尖车削时床尾“0”线不在轴心线上;
精车时加工余量不足造成的。
6.3.3车端面
对工件的端面进行车削的方法叫车端面。
端面的车削方法:
车端面时,刀具的主刀刃要与端面有一定的夹角。
工件伸出卡盘外部分应尽可能短些,车削时用中拖板横向走刀,走刀次数根据加工余量而定,可采用自外向中心走刀,也可以采用自圆中心向外走刀的方法。
常用端面车削时的几种情况如图6-15所示。
图6-15车端面的常用车刀
车端面时应注意以下几点:
1)车刀的刀尖应对准工件中心,以免车出的端面中心留有凸台。
2)偏刀车端面,当背吃刀量较大时,容易扎刀。
背吃刀量ap的选择:
粗车时ap=0.2mm~1mm,精车时ap=0.05mm~0.2mm。
3)端面的直径从外到中心是变化的,切削速度也在改变,在计算切削速度时必须按端面的最大直径计算。
4)车直径较大的端面,若出现凹心或凸肚时,应检查车刀和方刀架,以及大拖板是否锁紧。
车端面的质量分析:
1)端面不平,产生凸凹现象或端面中心留“小头”;
原因时车刀刃磨或安装不正确,刀尖没有对准工件中心,迟到深度过大,车床有间隙拖板移动造成。
2)表面粗糙度差。
原因是车刀不锋利,手动走刀摇动不均匀或太快,自动走刀切削用量选择不当
6.3.4车台阶
车削台阶的方法与车削外圆基本相同,但在车削时应兼顾外圆直径和台阶长度两个方向的尺寸要求,还必须保证台阶平面与工件轴线的垂直度要求。
车高度在5mm以下的台阶时,可用主偏角为90°
的偏刀在车外圆时同时车出;
车高度在5mm以上的台阶时,应分层进行切削,如图6-16所示。
图6-16台阶的车削
台阶长度尺寸的控制方法:
1)台阶长度尺寸要求较低时可直接用大拖板刻度盘控制。
2)台阶长度可用钢直尺或样板确定位置,如图6-17a、6-17b所示。
车削时先用刀尖车出比台阶长度略短的刻痕作为加工界限,台阶的准确长度可用游标卡尺或深
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