车床.ppt
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第三章车床机械制造装备设计机械制造装备设计本章重点1.CA6140车床的传动系统分析主运动传动螺纹进给传动纵、横向进给传动2.CA6140车床的主要结构主轴箱进给箱溜板箱机械制造装备设计难点1.传动系统的分析方法2.掌握机床典型结构的分析方法3.对其它机床能做到举一反三机械制造装备设计第一节概述机械制造中使用最广泛的一种机床工艺范围:
加工各种回转表面和回转体端面使用刀具:
车刀、钻头、铰刀、丝锥主运动:
工件的旋转运动进给运动:
刀具直线移动机械制造装备设计种类:
落地及卧式车床回轮、转塔车床立式车床仿形及多刀车床自动车床专门化车床:
曲轴、凸轮轴、铲齿车床机械制造装备设计第二节卧式车床的工艺范围及其组成机械制造装备设计一、工艺范围与运动工艺范围:
车削内、外圆柱面圆锥面回转体成形面环形槽端面螺纹钻孔、扩孔、铰孔攻螺纹机械制造装备设计机械制造装备设计运动:
工件旋转运动主运动刀具直线移动进给运动纵向运动横向运动斜向运动机械制造装备设计自动化程度低加工复杂工件时,换刀麻烦辅助时间长,生产率低适用于单件小批生产及修理车间机械制造装备设计二.组成部件进给箱主轴箱刀架溜板箱床身尾座光杠丝杠机械制造装备设计三、卧式车床的主要参数主参数:
床身上最大工件回转直径第二主参数:
最大工件长度其它参数:
刀架上最大回转直径主轴中心至床身矩形导轨的距离通过主轴孔的最大棒料直径主轴前端锥孔尺寸加工螺纹范围主轴的转速范围电动机功率机械制造装备设计机械制造装备设计机械制造装备设计第三节卧式车床的传动系统实现主运动的主传动链实现螺纹进给运动的螺纹进给传动链实现纵向进给运动的纵向进给传动链实现横向进给运动的横向进给传动链快速空行程传动链机械制造装备设计机械制造装备设计主传动链两端件:
主电动机主轴运动传动路线是:
主电动机-1-2-uv-3-4-主轴。
任务:
电动机的运动和动力传给主轴通过换置机构uv主轴获得各种转速外联系传动链机械制造装备设计螺纹进给传动链两端件:
主轴-刀架运动传动路线:
主轴-4-5-ux-6-8丝杠-刀架任务:
联系主轴和刀架纵向溜板保证工件和刀具之间的严格运动关系通过调整换置机构ux,加工出不同种类、不同导程的各种螺纹内联系传动链机械制造装备设计螺纹进给传动链(续)为保证螺纹导程精度,采用丝杠螺母丝杠可以制造得比较精密。
主轴与挂轮变速机构之间的换向机构,是在主轴转向不变时,改变刀架的运动方向(向左或向右),车削右旋或左旋螺纹。
机械制造装备设计纵向和横向进给传动链任务:
实现一般车削时的纵向和横向机动进给运动及其变速与换向两端件:
主轴-刀架外联系传动链,主轴被看作是该两个传动链的间接动源。
机械制造装备设计丝杠和光杠丝杠传动分支实现螺纹进给运动光杠传动分支实现纵、横向进给运动可大大减轻丝杠的磨损有利于长期保持丝杠的精度可获得一般车削所需的纵、横进给量(数值较小)机械制造装备设计机械制造装备设计机械制造装备设计机械制造装备设计一、主运动传动链分析1.传动路线分析机械制造装备设计2主轴的转速级数与转速计算转速级数23(22-1)+6=24n主=1450130/230(1-)u1-2u2-3u3-6CA6140车床主传动机械制造装备设计二、刀架传动链分析刀架可进行纵、横向进给运动和辅助运动。
刀架的运动源仍是主电动机。
卧式车床车削螺纹时,对应的位移关系是主轴转一圈,刀架移动一个螺纹的导程,进给链是内联传动链;车削端面或外圆时,位移量以主轴转一圈,刀架的移动距离计算,进给链是外联传动链。
分析传动关系时,把主轴作为刀架传动的始端。
传动链的两末端件是主轴和刀架。
机械制造装备设计机械制造装备设计1.刀架传动系统的组成CA6140车床刀架传动系统组成如下:
CA6140CA6140车床刀架传动系统组成车床刀架传动系统组成机械制造装备设计1)扩大螺距传动组轴上的滑移齿轮Z58有左右两个位置,从主轴到轴的传动路线如下:
显然,当Z58在左位传动比为1,在右位传动比为4或16,即是前一条传动比的4倍或16倍。
则刀架的位移量扩大了4倍或16倍,因此称为扩大螺距传动。
用来增加进给量或扩大螺距。
机械制造装备设计2)变换左右螺纹传动组为了车削左螺纹和右螺纹,在轴到轴之间有变向机构。
当轴上的Z33在右位时运动从轴直接传到轴,用来加工右旋螺纹;当Z33在左位时,运动从轴经轴传到轴,传动比不变,只改变了轴的旋转方向,用来加工左旋螺纹。
左右螺纹变换传动组机械制造装备设计3)挂轮传动组CA6140机床的挂轮装在轴和轴上,能配换两种传动比,用以加工不同种类的螺纹,其传动路线为:
机械制造装备设计4)基本变速组轴和轴组成了基本变速组,共有8种传动比:
机械制造装备设计5)增倍变速组轴到轴之间的传动路线为:
共有4种传动比,这4种传动比成倍数关系排列,称增倍变速组,使基本组的传动比成互为倍数的分段等级数,以适应车削各种螺纹导程的需要。
机械制造装备设计2.进给运动传动链1)车削螺纹CA6140型卧式车床能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种螺纹;此外,还可以车削加大螺距、非标准螺距及较精确的螺纹。
它既可以车削右旋螺纹,也可以车削左旋螺纹。
机械制造装备设计车削各种不同螺距的螺纹时,主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系,具体就是:
主轴每转一转,刀具准确地移动被加工螺纹一个导程的距离主轴-刀架1rS刀机械制造装备设计螺纹进给传动链的运动平衡式如下:
1(主轴)u0uxS丝=S刀式中:
u0-主轴至丝杠之间全部定比传动机构的固定传动比,是一个常数;ux-主轴至丝杠之间换置机构的可变传动比;S丝-机床丝杠的导程,CA6140型车床为:
S丝P12mm;S刀-被加工螺纹的导程,mm。
机械制造装备设计四种螺纹的螺距参数及其与螺距、导程之间的换算关系机械制造装备设计
(1)车削米制螺纹米制螺纹是我国常用的螺纹标准螺距值特点:
分段等差数列,行与行之间成倍数关系。
机械制造装备设计传动路线要点:
进给箱中的离合器M3、M4脱开,M5接合机械制造装备设计车削米制螺纹时传动路线表达式如下:
机械制造装备设计机械制造装备设计基本组传动比u基1=26/28=6.5/7u基2=28/28=7/7u基3=32/28=8/7u基4=36/28=9/7u基5=19/14=9.5/7u基6=20/14=10/7u基7=33/21=11/7u基8=36/21=12/7u基i=Sj/7,Sj=6.5,7,8,9,9.5,10,11,12机械制造装备设计机械制造装备设计增倍组传动比u倍128/3535/281u倍218/4535/281/2u倍328/3515/481/4u倍418/4515/481/8按倍数关系排列用于扩大机床车削螺纹导程的种数机械制造装备设计CA6140型车床米制螺纹表机械制造装备设计换置公式S=Kp=1(主轴)(58/58)(33/33)(63/100)(100/75)(25/36)uj(25/36)(36/25)ub12S=Kp=7ujub=7Sj/7ub=Sjub机械制造装备设计当机床需加工导程大于12mm的螺纹时,例如车削多线螺纹和拉油槽时,得使用扩大螺距机构。
这时应将轴IX上得滑移齿轮Z58,移至右端(下图的虚线)位置,与轴上的齿轮Z26相啮合机械制造装备设计主轴与丝杠通过下列传动路线实现传动联系:
此时,主轴至轴间的传动比U扩为:
机械制造装备设计车削常用螺纹时,主轴与轴间的传动比为1。
这表明,当螺纹进给传动链其它调整情况不变时,作上述调整可使主轴与丝杠间的传动比增大4倍或16倍,从而车出的螺纹导程也相应地扩大4倍或16倍。
因此,一般把上述传动机构称为扩大螺距机构。
机械制造装备设计必须指出,扩大螺纹螺距机构的传动齿轮就是主运动的传动齿轮,所以只有当主轴上的M2合上,即主轴处于低速状态时,才能用扩大螺距机构;主轴转速为1032r/min时,导程扩大16倍;主轴转速为40125r/min时,导程扩大4倍。
大导程螺纹只能在主轴低转速时车削,这是符合工艺上的需要的。
机械制造装备设计
(2)车削模数螺纹模数螺纹:
米制蜗杆上的螺纹基本参数:
与蜗杆相啮合的蜗轮模数m表示螺距:
蜗轮中心平面上的齿距长度Pm=km,即蜗杆走一个螺距,蜗轮转一个齿距。
k为蜗杆头数或螺纹线数。
机械制造装备设计标准m值:
分段等差数列可加工范围:
0.25-48mm导程(或螺距)排列规律:
米制螺纹相同m=P米/4,Pm=m=P米/4螺距特点:
比公制螺距小4倍,含有特殊因子。
必须将挂轮换成64/100100/97机械制造装备设计车削模数螺纹时传动链的传动路线表达式如下:
机械制造装备设计模数螺纹换置公式64/100100/9725/367/48Sm=km=1(主轴)(58/58)(33/33)(64/100)(100/97)(25/36)uj(25/36)(36/25)ub12Sm=km=7/4ujub机械制造装备设计换置公式举例:
m=1.25uj=10/7=20/14ub=1/2=18/4535/28机械制造装备设计CA6140型车床模数螺纹表机械制造装备设计(3)车削英制螺纹英制螺纹的螺距参数为每英寸长度上的螺纹牙(扣)数,以a表示,单位:
牙/英寸。
因此英制螺纹的导程:
机械制造装备设计a的标准值也是按分段等差数列的规律排列。
英制螺纹的螺距和导程值:
分段调和数列(分母是分段等差数列)。
螺距和导程换算,数值中含有特殊因子25.4车削英制螺纹时,应对传动路线作如下两点变动:
a).将上述车米制螺纹时基本组的主动与从动传动关系颠倒过来,即轴XV为主动,轴XIV为从动;b).在传动链中改变部分传动副的传动比,使其中包含特殊因子25.4。
机械制造装备设计机械制造装备设计车削英制螺纹传动路线特点挂轮用63/100100/75进给箱中离合器M3和M5接合,M4脱开轴左端的滑移齿轮Z25左移,与固定在轴上的齿轮Z36啮合机械制造装备设计此时传动路线表达式如下:
机械制造装备设计车削英制螺纹换置公式运动平衡式为:
Sa=kPa=25.4k/a=1(主轴)(58/58)(33/33)(63/100)(100/75)uj(36/25)ub12式中机械制造装备设计机械制造装备设计CA6140型车床英制螺纹表机械制造装备设计(4)车削径节螺纹径节螺纹主要用于英制蜗杆,用径节DP来表示。
径节DP=z/D(z为齿轮齿数,D为分度圆直径,单位为in),即蜗轮或齿轮折算每英寸分度圆直径上的齿数。
英制蜗杆的轴向齿距即径节螺纹的导程(单位为mm)为:
机械制造装备设计径节DP也按照分段等差数列规律排列。
根据径节螺纹的导程计算公式可看出,其导程的排列规律与英制螺纹相同,只是含有特殊因子25.4。
车削径节螺纹的传动路线与车削英制螺纹相同,利用挂轮(64/100)(100/97)及移换机构齿轮为36/25相配合以引入因子25.4。
机械制造装备设计其传动路线为:
由于:
导出计算公式为:
机械制造装备设计车削四种螺纹时,传动路线特征归纳为下表。
车削螺纹时,M5要接合机械制造装备设计(5)车削非标准螺纹和较精密螺纹需将齿式离合器M3、M4和M5全部啮合,进给箱中的传动路线是由轴VIII经轴XV及轴XVIII直接传动丝杠,被加工螺纹的导程L依靠调整挂轮的传动比U挂来实现。
运动平衡式为:
S=1(主轴)58/5833/33u挂12挂轮换置公式为:
u挂=a/bc/d=S/12机械制造装备设计机械制造装备设计应用此换置公式,适当地选择挂轮a、b、c及d的齿数,就可车削出所需导程L的螺纹。
这时,由于主轴至丝杠的传动路线大为缩短,减少了传动件制造误差和装配误差对工件螺纹螺距精度的影响,如选用较精确的挂轮,就可以车削出较精密的螺纹。
机械制造装备设计各种螺纹的传动特征CA6140车床车削螺纹传动示意图机械制造装备设计2)纵向和横向进给传动链车削外圆柱或圆
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