机械制造装备概论(第2章 车床)-newnew
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朱明zhubob-机械制造工艺与设备2章
车削速度vc是指 车刀切削刃与工 件接触点上主运 动的最大线速度， 单位为m/min。
进给量f是指工件 每转一圈，车刀
沿进给运动方向
移动的距离，又 称为走刀量，单
位为mm/r。
背吃刀量ap是指 待加工表面与已 加工表面之间的 垂直距离，又称 为车削深度，单 位为mm。
授人以鱼不如授人以渔
2.2 CA6140型卧式车床
56 38 39 (M1左，主轴正转） — 41 51 43 130 22 电动机 — —Ⅰ— —Ⅱ— — Ⅲ — 50 34 230 (M1右，主轴反转） 58 — —Ⅶ— 34 30 30 50 M1中间位置，主轴停止 20 20 26 80 80 (M 2右，低速传动 ) — — Ⅳ — —Ⅴ— — M2 58 50 51 — Ⅵ（主轴） 50 50 63 — (M2 左，高速传动） 50
授人以鱼不如授人以渔
朱明工作室 zhubob
2)转速级数 由主运动传动链的传动路线表达式可知，主轴正转转速级数为n ＝2×3×(1＋2×2)＝30级。但实际上，主轴正转转速级数为n＝ 2×3×(1＋2×2－1)＝24 级。这是因为在Ⅲ轴到Ⅵ轴之间的四种传 动比分别为：
20 20 1 20 51 1 50 20 1 50 51 u1 ，u2 ，u3 ，u4 1 80 80 16 80 50 4 50 80 4 50 50
卧式车床典型的车削加工
授人以鱼不如授人以渔
朱明工作室 zhubob
2.1.2 车削加工的特点
机械制造装备概论(第2章车床)-newnew
• → 相当于从III轴获得较高转速
• 传动路线(关系推导)如下:
扩大导程传动路线示意:
• 此时，主轴Ⅵ至轴Ⅸ间的传动比U扩为:
•
而车削常用螺纹时,主轴Ⅵ与轴Ⅸ间的传动
比为1。这表明，当螺纹进给传动链其它调整(操
控)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
• 注意：
• 主轴反转时,轴Ⅰ--Ⅱ的传动比大于正转时的传
动比，所以反转转速高于正转。主轴反转主要用 于车螺纹时退回刀架。在不断开主轴和刀架间传 动链的情况下退刀，使刀架退至起始位置，采用 较高转速，可以节省辅助时间。
二、进给传动链
功用——使刀架实现纵
向及横向移动变速与换向。
传动原理图
它包括车螺纹进给运动传 动链和机动进给运动传动
运动：车床的主运动是由工件 的旋转运动实现的；进给运动则 由刀具的直线移动完成的。 分类：卧式、立式、转塔、仿 形、自动和半自动、专门化车床 （曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 数控车床。 所用刀具：车刀、钻头、扩孔 钻、铰刀、丝锥等； 加工精度：经济加工精度 IT8~IT7,表面粗糙度Ra1.25~2.5。
•
U倍为轴ⅩⅤI到轴ⅩⅦ间变速机构的可变传动
比，共4种:
上述四种传动比成倍数关系排列。这种变速机构 称为增倍机构，简称增倍组。
车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式为：
式中：L----螺纹导程（对于单线螺纹为螺距P），单 位为mm；
u基---轴ⅩⅣ--ⅩV间基本螺距机构传动比； u倍---轴ⅩⅤI--ⅩVIII间增倍机构的传动比。 K---螺纹头数；
• 换向装置
观看视频动画
• 轴II →轴III • 通过三对齿轮副(22/58,30/50,39/41) → 轴III
• 传动路线(关系推导)如下:
扩大导程传动路线示意:
• 此时，主轴Ⅵ至轴Ⅸ间的传动比U扩为:
•
而车削常用螺纹时,主轴Ⅵ与轴Ⅸ间的传动
比为1。这表明，当螺纹进给传动链其它调整(操
控)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
• 注意：
• 主轴反转时,轴Ⅰ--Ⅱ的传动比大于正转时的传
动比，所以反转转速高于正转。主轴反转主要用 于车螺纹时退回刀架。在不断开主轴和刀架间传 动链的情况下退刀，使刀架退至起始位置，采用 较高转速，可以节省辅助时间。
二、进给传动链
功用——使刀架实现纵
向及横向移动变速与换向。
传动原理图
它包括车螺纹进给运动传 动链和机动进给运动传动
运动：车床的主运动是由工件 的旋转运动实现的；进给运动则 由刀具的直线移动完成的。 分类：卧式、立式、转塔、仿 形、自动和半自动、专门化车床 （曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 数控车床。 所用刀具：车刀、钻头、扩孔 钻、铰刀、丝锥等； 加工精度：经济加工精度 IT8~IT7,表面粗糙度Ra1.25~2.5。
•
U倍为轴ⅩⅤI到轴ⅩⅦ间变速机构的可变传动
比，共4种:
上述四种传动比成倍数关系排列。这种变速机构 称为增倍机构，简称增倍组。
车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式为：
式中：L----螺纹导程（对于单线螺纹为螺距P），单 位为mm；
u基---轴ⅩⅣ--ⅩV间基本螺距机构传动比； u倍---轴ⅩⅤI--ⅩVIII间增倍机构的传动比。 K---螺纹头数；
• 换向装置
观看视频动画
• 轴II →轴III • 通过三对齿轮副(22/58,30/50,39/41) → 轴III
机械制造技术基础B 第二章 制造工艺装备4
计算位移 工件每转1转——刀架的轴向移动量 进给传动链 工件—7—8—if—9—10—刀架升降丝杠。 小结 展成法 需要展成运动链和主运 动链。 相切法 需要两个简单成形运动，
滚刀旋转（与展成法重合）和移动。
故需要1条外联系进给传动链。
第二章 制造工艺装备 第五节 齿轮加工机床
3. 滚刀的安装角δ 滚刀刀齿的螺旋升角为ω，加工直齿齿轮时，为使刀齿方向 与被切齿轮方向一致，滚刀轴线与被切齿轮的端面应倾斜一个角
如图，合成机构可将来自滚 刀的运动（点5）和来自刀架的 运动（点15）合并起来，在点6 输出，传给工件。 差动传动链 刀架12—13—uy—14—15—合成—6—7—ux—8— 9—工件。
第二章 制造工艺装备 第五节 齿轮加工机床
第二章 制造工艺装备 第五节 齿轮加工机床
齿轮的加工方法 按形成轮齿的原理，切削齿轮的方法分为两大类：成形法和
展成法。
♦ 成形法 采用与被加工轮齿形状相同的成形刀具切削轮齿，
有铣齿、刨齿和插齿法。成形法加工精度不高，生产率低。 如图，用盘形齿轮铣刀加工直齿齿轮。
母线（渐开线）——成形法。 导线——相切法。需要两个简单成形运动， 即铣刀的转动及沿齿坯的轴向移动。 分度运动：铣完一个齿槽后，铣刀退回，齿 坯作分度运动，每转过3600/z，铣下一个齿。
（5）数控车床及车削中心
第四节 车 床
第二章 制造工艺装备
二、CA6140型卧式车床
1. 车床的组成
传递动力，实现主轴 变向、变速的主运动
主轴箱
第四节 车 床
装夹车刀，实现纵向、 横向和斜向运动
刀架 尾架
支承长工件，安装 孔加工刀具 支承、安装 各主要部件
床身
进给箱
用于改变进给量或 所加工螺纹导程
滚刀旋转（与展成法重合）和移动。
故需要1条外联系进给传动链。
第二章 制造工艺装备 第五节 齿轮加工机床
3. 滚刀的安装角δ 滚刀刀齿的螺旋升角为ω，加工直齿齿轮时，为使刀齿方向 与被切齿轮方向一致，滚刀轴线与被切齿轮的端面应倾斜一个角
如图，合成机构可将来自滚 刀的运动（点5）和来自刀架的 运动（点15）合并起来，在点6 输出，传给工件。 差动传动链 刀架12—13—uy—14—15—合成—6—7—ux—8— 9—工件。
第二章 制造工艺装备 第五节 齿轮加工机床
第二章 制造工艺装备 第五节 齿轮加工机床
齿轮的加工方法 按形成轮齿的原理，切削齿轮的方法分为两大类：成形法和
展成法。
♦ 成形法 采用与被加工轮齿形状相同的成形刀具切削轮齿，
有铣齿、刨齿和插齿法。成形法加工精度不高，生产率低。 如图，用盘形齿轮铣刀加工直齿齿轮。
母线（渐开线）——成形法。 导线——相切法。需要两个简单成形运动， 即铣刀的转动及沿齿坯的轴向移动。 分度运动：铣完一个齿槽后，铣刀退回，齿 坯作分度运动，每转过3600/z，铣下一个齿。
（5）数控车床及车削中心
第四节 车 床
第二章 制造工艺装备
二、CA6140型卧式车床
1. 车床的组成
传递动力，实现主轴 变向、变速的主运动
主轴箱
第四节 车 床
装夹车刀，实现纵向、 横向和斜向运动
刀架 尾架
支承长工件，安装 孔加工刀具 支承、安装 各主要部件
床身
进给箱
用于改变进给量或 所加工螺纹导程
第2章常见机械加工设备及其刀具(1)
组成零件的基本表面主要有
成形表 面
圆柱面
圆锥面
平面
机械制造技术基础
2.1.2 工件表面的形成方法及机床所需的运动
工件表面的成形 （1）加工的实质：
工件相对刀具运动，获得一定尺寸、精度、形状的工件。 尺寸：通过调整（刀尖到轴的距离）来确定。 精度：通过工艺决定。 形状：通过机床的运动（刀具和工件相对运动）来决定。
组成
机械制造技术基础
2.2.2 普通卧式车床的工艺范围及其组成
CA6140主要技术参数：
床身上最大工件回转直径（mm） 400 刀架上最大工件回转直径（mm） 210 最大棒杆直径（mm） 最大工件长度（mm） 最大加工长度（mm） 主轴转速范围 进给量范围 47 750、1000、1500、2000 650、900、1400、1900
机械制造技术基础
2.1.2 工件表面的形成方法及机床所需的运动
工件表面的成形方法 工件表面的形状
任何常见的机械零件分为三大类机器或机 械装置都由零件组成
最常见的机械零件分为三大类
轴类零件 盘类零件
支架类零 件
机械制造技术基础
2.1.2 工件表面的形成方法及机床所需的运动
工件表面的形状
任何一个零件都是由若干个基本表面组成的
机械制造技术基础
2.1.2 工件表面的形成方法及机床所需的运动
机床的运动
（1）表面的成形运动
机械制造技术基础
2.1.2 工件表面的形成方法及机床所需的运动
机床的运动
（2）辅助运动
各种空行程运动 切入运动
分度运动
操纵和控制运动 调位运动
机械制造技术基础
2.1.3 机床的传动联系及传动原理图
第二节机械制造装备
第二节 机械制造装备机械制造系统包含有大量的硬件组成，从普通的机床到先进的加工中心，从简单的锤子到复杂的刀具、夹具等各种制造装备，即制造设备与制造工艺装备。
它们是构成制造系统的基本要素，也是制造系统中的主要硬件。
生产中亦常将由制造设备、制造工艺装备及加工工件构成的加工环境称为机械制造工艺系统。
制造设备的种类很多，铸造、锻造、焊接设备等亦包括其中，由于生产中大部分制造设备用于金属切削，故这里主要介绍金属切削机床。
一、金属切削机床金属切削机床是用动力使刀具和工件产生相对运动而在工件上形成预先确定的几何形状的机器，是制造机器零件的主要设备。
它所负担的工作量，约占机器总制造工作量的40%～60%，所以又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称机床。
机床是完成制造工艺的主要载体，为成功地将机床集成到制造系统中以完成特定的制造任务，机床应满足一系列的要求。
现代制造中，最重要的要求是质量。
机床质量一般指机床的制造精度及其在交变力和热负载状态下几何精度和可靠性。
此外，机床在满足性能要求的基础上，其自动化程度、生产率高低、使用保养及维修的方便、成本的高低亦很关键，而安全性和环保性也逐步成为人们对机床的要求。
1、机床分类由于制造技术的不断发展，金属切削机床的品种也在不断增加，其功用、规格、结构及精度各不相同，为便于机床的区别、使用和管理，必须对机床进行分类。
机床分类主要按加工性质和所用刀具进行区分，据国家标准GB/T15375-94，机床可有十二大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床及其它机床。
在每类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构等，分为若干组，每组又细分为若干系。
除按上述方法分类外，还可按其他特征进行进一步分类。
对同类机床按通用性程度又可分为：（1）通用机床加工范围广，可用于多种零件的不同工序，如卧式车床、铣床等。
这类机床由于通用性强，结构较为复杂，主要使用于单件小批生产。
现代制造装备设计概论
造 3)辅助运动
装 备 设 计 概
பைடு நூலகம்
该运动不直接参与切削运动，但为切削加工的工 件运动创造了加工的必要条件 (1)切人运动。(2)分度运动 (3)操纵和控制运动 (4)调位运动 (5)各种空行程运动
论 三 机床的传动联系和传动原理图
十 二 五 规 划 创 新 教 材《机械制造装备设计》
1．机床传动的组成
装 平面、圆柱面、圆锥面以及各种成型面(见图 备 1—1)
设 工件表面可以看成是一条线沿着另一条线
计 运动而形成的。并且把这两条线叫做母线和
概 导线，统称发生线。如图1—2所示有些表面其 论 母线和导线可以互换，如圆柱面和直齿圆柱
齿轮的渐开线齿廓表面等，称为可逆表面。
而有些表面，其母线和导线不可互换，如圆
进给运动等4个运动
十 二 五 规 划 创 新 教 材《机械制造装备设计》
分析传动系统图的一般方法是：“抓两头、联中间”
现 代 制 造 装 备 设 计 概 论
十 二 五 规 划 创 新 教 材《机械制造装备设计》
下面以主运动传动链和进给运动传动链为例进行分析。
现 代
1．主运动传动链 卧式车床的主运动是主轴带动工件的旋转运动，其传动
运动 和刀具的等速直线移动 。它们之间必须保证
严格的运动关系。
十 二 五 规 划 创 新 教 材《机械制造装备设计》
2．成形运动按在切削过程中的作用分类 现 代 成形运动按其在切削过程中所起的作用， 制 又可分为主运动和进给运动。 造 1)主运动 装 主运动是指直接切除工件上多余材料(切削 备 层)，使之转变为切屑，以形成工件新表面的 设 运动。主运动只有一个 计 2)进给运动 概 进给运动是不断地把切削层投入切削，以 论 逐渐切出整个工件表面的运动。进给运动可
机械制造第2章(1)正
第2章机械制造装备2.1 金属切削机床一、机床基本构成、分类及型号编制1．机床的基本构成⑴定位部分⑵运动部分⑶动力部分⑷控制部分⑸冷却、润滑系统⑹其它装置以车床为例进行说明。
2．机床的分类按加工性质和所用的刀具，将机床分为11大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床及其他机床。
3．机床型号的编制方法（△）○（○）△△△（×△）（○）/（◎）（—◎）分类代号类别代号通用、结构特性代号组代号系代号主参数或设计顺序号主轴数或第二主参数重大改进顺序号其他特性代号企业代号机床的类别代号用汉语拼音大写字母表示。
若每类有分类，在类别代号前用数字表示，但第一分类不予表示，例如磨床类分为M、2M、3M三个分类。
机床的类别代号如表2-1所示。
表2-1 机床的类别代号机床的通用特性和结构特性代号用字母表示。
当某种机床除普通型外，还有有关通用特性时，应在类别代号后用相应的代号表示。
表2-2是常用的通用特性及其代号。
如CM 6132型精密普通车床结构特性代号无统一规定，也用汉语拼音字母表示，在不同的机床中含义也不相同，用于区别主参数相同而结构、性能不同的机床。
例如，CA6140型普通车床型号中的“A”。
当机床有通用特性代号时，结构特性代号应排在通用特性代号之后。
表2-2 通用特性代号机床的组别和系别代号，用两位阿拉伯数字表示，位于类代号或特性代号之后。
机床的主参数表示机床的规格大小，是机床的最主要的技术参数，反映机床的加工能力，影响机床的其他参数和结构大小，通常以最大加工尺寸或机床工作台尺寸作为主参数。
机床重大改进序号用于表示机床的性能和结构上的重大改进，按其设计改进的次序分别用汉语拼音字母“A、B、C、D……”表示，附在机床型号的末尾，以示区别。
例如，M1432A型万能外圆磨床，型号中的代号及数字的涵义如下：M 1 4 32 A机床类别代号（磨床类）机床组别代号（外圆磨床组）机床系别代号（万能外圆磨床系）机床主要参数代号（最大磨削直径320mm）重大改进顺序号（第一次改进）二、机床的传动原理及传动系统机床的运动部分必须包括三个基本部分：执行件、运动源和传动装置。
机械制造技术与装备第2章车削加工课件
机械制造技术与装备 第2章 车削加工
2.2 车床
(1) 主轴箱和主轴部件 图2-4是CA6140型卧式车床的主轴箱展开图。 (2)溜板箱 溜板箱内主要有实现刀架快慢自动转换的超越离合器、 起过载保护作用的安全离合器、控制丝杠传动通断的开合螺母机构、 纵/横向机动进给运动的接通/断开和转换机构及避免运动干涉的互锁 机构等。 1)纵、横向机动进给操纵机构 纵、横向机动进给运动的接通、断 开和转换由一个手柄集中操纵，工作原理如图2-7所示。
机械制造技术与装备 第2章 车削加工
2.2 车床
6)尾座 安装于床身的尾部，可沿导轨纵向移动调整位置。 (2)CA6140型卧式车床的主要技术参数 车床中的一些最主要的技术 规格一般用主参数来描述。 2. CA6140型卧式车床的传动系统 (1)主运动传动链 图2-3所示的传动系统图可看出，运动由主电动机 经V带轮传至主轴箱中的轴Ⅰ，轴Ⅰ上装有双向多片摩擦离合器M1， 其作用是使主轴正、反转或停止。 (2)螺纹进给传动链 车削各种不同螺距的螺纹时，必须保证主轴和 刀具之间有准确的运动关系。 1)车削米制螺纹
机械制造技术与装备 第2章 车削加工
2.2 车床
2.2.1 车床的主要类型及组成 1.车床的类型 2.车床的组成 (1)主传动部件 用来实现车床的主运动，如车床的主轴箱。 (2)进给运动部件 用来实现车床的进给运动、退刀及快速运动等， 如车床的进给箱、溜板箱等。 (3)动力源 为车床提供动力，如电动机等。 (4)刀具的安装装置 用来安装刀具，如车床的刀架。 (5)工件的安装装置 用来安装工件，如车床的卡盘和尾座等。 (6)支承件 用来支承和连接车床各零部件，如车床的床身、床腿等， 是车床的骨架。 2.2.2 CA6140型卧式车床
2.2 车床
2.2 车床
(1) 主轴箱和主轴部件 图2-4是CA6140型卧式车床的主轴箱展开图。 (2)溜板箱 溜板箱内主要有实现刀架快慢自动转换的超越离合器、 起过载保护作用的安全离合器、控制丝杠传动通断的开合螺母机构、 纵/横向机动进给运动的接通/断开和转换机构及避免运动干涉的互锁 机构等。 1)纵、横向机动进给操纵机构 纵、横向机动进给运动的接通、断 开和转换由一个手柄集中操纵，工作原理如图2-7所示。
机械制造技术与装备 第2章 车削加工
2.2 车床
6)尾座 安装于床身的尾部，可沿导轨纵向移动调整位置。 (2)CA6140型卧式车床的主要技术参数 车床中的一些最主要的技术 规格一般用主参数来描述。 2. CA6140型卧式车床的传动系统 (1)主运动传动链 图2-3所示的传动系统图可看出，运动由主电动机 经V带轮传至主轴箱中的轴Ⅰ，轴Ⅰ上装有双向多片摩擦离合器M1， 其作用是使主轴正、反转或停止。 (2)螺纹进给传动链 车削各种不同螺距的螺纹时，必须保证主轴和 刀具之间有准确的运动关系。 1)车削米制螺纹
机械制造技术与装备 第2章 车削加工
2.2 车床
2.2.1 车床的主要类型及组成 1.车床的类型 2.车床的组成 (1)主传动部件 用来实现车床的主运动，如车床的主轴箱。 (2)进给运动部件 用来实现车床的进给运动、退刀及快速运动等， 如车床的进给箱、溜板箱等。 (3)动力源 为车床提供动力，如电动机等。 (4)刀具的安装装置 用来安装刀具，如车床的刀架。 (5)工件的安装装置 用来安装工件，如车床的卡盘和尾座等。 (6)支承件 用来支承和连接车床各零部件，如车床的床身、床腿等， 是车床的骨架。 2.2.2 CA6140型卧式车床
2.2 车床
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轴Ⅸ的传动路线如下： •
主轴Ⅵ → 轴Ⅸ(高速+低速) → → 进给系统
Z58 左移 → 传动比1:1
Z58 右移
→
传动比4:1或16:1
• 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。
扩大导程传动路线示意:
• 此时，主轴Ⅵ至轴Ⅸ间的传动比U扩为:
•
而车削常用螺纹时,主轴Ⅵ与轴Ⅸ间的传动 比为1。这表明，当螺纹进给传动链其它调整(操 控)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。
• 2. 车床的运动 • (1) 表面成形运动 • -----工件的旋转运动(主运动)---转速高/功耗高 • ------刀具的直线运动(进给运动)---转速低/功耗低 • (2) 辅助运动 • ----切入运动,快进退,调整 • 如图所示工艺及其成形运动
3. 车床的传动链 （1）主运动←主传动链 （2）螺纹进给运动 ← ←螺纹进给传动链 （3）纵横向机动进给运动 ← ←机动进给运动链
•
主轴转1转－－刀架移动 L mm
• 上述关系称为车削螺纹时进给运动传动链的“计 算位移”。车螺纹的运动平衡式：
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； L丝---机床丝杠的导程，CA6140型车床为：L丝＝P＝12mm； L工---被加工螺纹的导程，单位为mm。
两端件：
螺纹：主轴——刀架（丝 杠）
（1）纵横向机动进给运动 ←机动进给运动链 （纵向进给传动链+横向进给传动链） ←电机——刀架（丝杠） （2）螺纹进给运动 ←螺纹进给传动链 ←主轴——刀架（丝杠）
（成形法）+（主轴 1r→ 刀架L ← 内联系传动链）
展示软件课件视频
• 1. 进给传动系统的组成 • CA6140车床进给传动系统组成如下 ：
（纵向进给传动链+横向进给传动链）
← 机动进给传动系统 （3）螺纹进给运动← ← 螺纹进给传动链 ←螺纹进给传动系统
• 传动系统框图
• CA6140型车床是普通精度的卧式车床。下图是其传动系统原 理图，传动系统包括主传动和进给传动两部分。
床头箱：切削速度
CA6140传动系统图 进给箱：进给速度
第三章 车床
CA6140A型卧式车床外观图 1—主轴箱 2—刀架 3—尾座 4—右床腿 5—床身 6—溜板箱 7—左床腿 8—进给箱
§2-1 车床的用途、运动和分类
应用：通用性广，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。占20%～ 35%。 运动：车床的主运动是由工件 的旋转运动实现的；进给运动则 由刀具的直线移动完成的。 分类：卧式、立式、转塔、仿 形、自动和半自动、专门化车床 （曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 数控车床。 所用刀具：车刀、钻头、扩孔 钻、铰刀、丝锥等； 加工精度：经济加工精度 IT8~IT7,表面3).挂轮传动组
CA6140机床的挂轮装在轴Ⅹ和轴ⅩⅢ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：
轴Ⅹ→
XII
→轴ⅩⅢ
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CA6140型车床进给传动(进给箱)
• 4). 基本变速组
• 轴ⅩⅤ和轴ⅩⅣ组成了基本变速组U基或1/ U基：
• ⅩⅢ → (M3断) → ⅩⅣ → ⅩⅤ • (M3通，直传) → ⅩⅤ → ⅩⅣ • 共有8种传动比：
• 换向装臵
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• 轴II →轴III • 通过三对齿轮副(22/58,30/50,39/41) → 轴III
• 由轴Ⅲ到主轴VI可以有两种不同的传动路线:
• 轴III → 轴VI(高速路线,直通)
•
M2脱开(z50 左移) III →63/50 → 轴VI • 轴III → 轴IV →轴V →轴VI(低速路线)
第二章 车床
重点： 1.车床的工艺范围+运动分析+传动链分析。 2.车床主传动和进给系统的组成及传动路线 与表达式分析方法 。 3.重要传动件（如主轴）装配结构，调整件 结构（如离合器、制动器等）及操纵机构（IIIII轴滑移齿轮操纵机构、开合螺母、机动进给 操纵机构及互锁机构）的作用与结构特点。 了解： 1.加工不同螺纹的种类及传动路线的调整。 2. 其他一般传动件装配结构、调整元件及 操纵机构的作用与结构特点。
• 进给运动传动链是使刀架实现纵向或横向运动 的传动链。传动链的两末端件是主轴和刀架。
• (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。 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:
• 最大车削直径
§2-3 车床传动系统
第三章 车床
CA6140A型卧式车床外观图 1—主轴箱 2—刀架 3—尾座 4—右床腿 5—床身 6—溜板箱 7—左床腿 8—进给箱
机床的传动系统对应（包 括）以下传动链： （1）主运动 ←主运动传动链 ←主传动系统 （2）纵横向机动进给运动←机动进给传动链
•
• 3) 尾座
•
4).床身
床身是车床的基本支承件。在床身上安装着车床的各 个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动 轨迹。
5).溜板箱
溜板箱的功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使 刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或螺纹。在溜板 箱上有各种操作手柄或按钮。
6).进给箱
进给箱内装有进给运动的变换机构，用于改变运动的 进给量或改变被加工螺纹的导程。
（纵向进给传动链+横向进给传 动链）
• 3.主要部件 1).主轴箱
•
•
主轴前端装有卡盘，用以夹持工件，由电动机经变速 机构，把动力传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋 转，以实现主运动。
2) 刀架/床鞍
刀架部件由几层刀架组成，它用于装夹车刀，并使车 刀纵向、横向或斜向运动。 尾座的功用是用后顶尖支承长工件。在尾座上还可以 安装钻头等孔加工刀具进行孔加工。
床头箱：切削速度
CA6140传动系统图
进给箱：进给速度 溜板箱：纵、横向机动进给， 加工螺纹控制
Φ 130
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-------CA6140型车床主传动(主轴箱)系统图
观看动画---软件课件讲解
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CA6140型车床进给传动(进给箱)
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• 1).普通与扩大螺距传动组 • 轴Ⅸ上的滑移齿轮Z58有左右两个位置，从主轴Ⅵ到
• 注意： • 主轴反转时,轴Ⅰ--Ⅱ的传动比大于正转时的传
动比，所以反转转速高于正转。主轴反转主要用 于车螺纹时退回刀架。在不断开主轴和刀架间传 动链的情况下退刀，使刀架退至起始位臵，采用 较高转速，可以节省辅助时间。
二、进给传动链
传动原理图
功用——使刀架实现纵 向及横向移动变速与换向。 它包括车螺纹进给运动传 动链和机动进给运动传动 链。
2).变换左右螺纹传动组
为了车削左螺纹和右螺纹，在轴Ⅸ到轴Ⅹ之间有变向机 构。当轴Ⅹ上的Z33在右位时运动从轴Ⅸ直接传到轴Ⅹ，用 来加工右旋螺纹；当Z33在左位时，运动从轴Ⅸ经轴Ⅺ传到 轴Ⅹ，传动比不变，只改变了轴Ⅹ的旋转方向，用来加工左 旋螺纹。
轴Ⅸ
→ Z33(右位-右旋) (左位-左旋)
→ 轴Ⅹ
= SjxU倍 传动比分子！！
• CA6140型车床米制螺纹导程表
•
当机床需加工导程大于12mm的螺纹时，例如车 削多线螺纹合拉油槽时，得使用扩大螺距机构。 • 轴IX上的滑移齿轮Z58，移至右端位置，与轴Ⅷ 上的齿轮Z26相啮合 → Z58/Z26 →
• → 相当于从III轴获得较高转速 • 传动路线(关系推导)如下:
•
• • •
其中u2和u3基本上相同，所以实际上只有3种不同的传 动比，故主轴正转的实有级数为：
2 ×3 ×(2 × 2 -1)=18级
再加上经齿轮副直接传动的6级高速，主轴正转时实际 上只能获得24级不同转速。
同理，主轴反转时也只能获得3 + 3 ×( 2 × 2 - 1 )=12级不同转速。
• 主轴的转速可应用下列运动平衡式计算：
溜板箱：纵、横向机动进给， 加工螺纹控制
Φ 130
CA6140型车床主传动(主轴箱)
CA6140型车床刀架传动(进给箱)
CA6140型车床刀架传动（溜板箱）
一.主运动传动链
把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动 工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。 主传动链传动路线： 分析方法： 抓两端，连中间----逐级分析 （先路线，后表达式） 传动原理图
→主电动机---（传动路线+表达式）---主轴
展示主传动链运动视频
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-------CA6140型车床主传动(主轴箱)系统图
• 1. 传动路线(轴I →轴VI) • 轴I →轴II
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• (1) 离合器M1的功用为控制主轴（轴Ⅵ）正转、反转或停止。 • (2)当M1向左接合时，主轴正转 • 轴I→M1左部摩擦片及齿轮副 或 →轴Ⅱ。 • (3)当离合器M1向右接合时，主轴反转 • 轴I → M1右部的摩擦片及齿轮Z50 →轴VII上的空套齿轮 Z34 →轴Ⅱ上的齿轮Z30 • (4)离合器M1处于中间位置，左、右都脱开时，主轴停转。
•
•
M2啮合(z50 右移)III→20/80 →IV→ 20/80
主轴Ⅵ → 轴Ⅸ(高速+低速) → → 进给系统
Z58 左移 → 传动比1:1
Z58 右移
→
传动比4:1或16:1
• 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。
扩大导程传动路线示意:
• 此时，主轴Ⅵ至轴Ⅸ间的传动比U扩为:
•
而车削常用螺纹时,主轴Ⅵ与轴Ⅸ间的传动 比为1。这表明，当螺纹进给传动链其它调整(操 控)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。
• 2. 车床的运动 • (1) 表面成形运动 • -----工件的旋转运动(主运动)---转速高/功耗高 • ------刀具的直线运动(进给运动)---转速低/功耗低 • (2) 辅助运动 • ----切入运动,快进退,调整 • 如图所示工艺及其成形运动
3. 车床的传动链 （1）主运动←主传动链 （2）螺纹进给运动 ← ←螺纹进给传动链 （3）纵横向机动进给运动 ← ←机动进给运动链
•
主轴转1转－－刀架移动 L mm
• 上述关系称为车削螺纹时进给运动传动链的“计 算位移”。车螺纹的运动平衡式：
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； L丝---机床丝杠的导程，CA6140型车床为：L丝＝P＝12mm； L工---被加工螺纹的导程，单位为mm。
两端件：
螺纹：主轴——刀架（丝 杠）
（1）纵横向机动进给运动 ←机动进给运动链 （纵向进给传动链+横向进给传动链） ←电机——刀架（丝杠） （2）螺纹进给运动 ←螺纹进给传动链 ←主轴——刀架（丝杠）
（成形法）+（主轴 1r→ 刀架L ← 内联系传动链）
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• 1. 进给传动系统的组成 • CA6140车床进给传动系统组成如下 ：
（纵向进给传动链+横向进给传动链）
← 机动进给传动系统 （3）螺纹进给运动← ← 螺纹进给传动链 ←螺纹进给传动系统
• 传动系统框图
• CA6140型车床是普通精度的卧式车床。下图是其传动系统原 理图，传动系统包括主传动和进给传动两部分。
床头箱：切削速度
CA6140传动系统图 进给箱：进给速度
第三章 车床
CA6140A型卧式车床外观图 1—主轴箱 2—刀架 3—尾座 4—右床腿 5—床身 6—溜板箱 7—左床腿 8—进给箱
§2-1 车床的用途、运动和分类
应用：通用性广，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。占20%～ 35%。 运动：车床的主运动是由工件 的旋转运动实现的；进给运动则 由刀具的直线移动完成的。 分类：卧式、立式、转塔、仿 形、自动和半自动、专门化车床 （曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 数控车床。 所用刀具：车刀、钻头、扩孔 钻、铰刀、丝锥等； 加工精度：经济加工精度 IT8~IT7,表面3).挂轮传动组
CA6140机床的挂轮装在轴Ⅹ和轴ⅩⅢ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：
轴Ⅹ→
XII
→轴ⅩⅢ
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CA6140型车床进给传动(进给箱)
• 4). 基本变速组
• 轴ⅩⅤ和轴ⅩⅣ组成了基本变速组U基或1/ U基：
• ⅩⅢ → (M3断) → ⅩⅣ → ⅩⅤ • (M3通，直传) → ⅩⅤ → ⅩⅣ • 共有8种传动比：
• 换向装臵
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• 轴II →轴III • 通过三对齿轮副(22/58,30/50,39/41) → 轴III
• 由轴Ⅲ到主轴VI可以有两种不同的传动路线:
• 轴III → 轴VI(高速路线,直通)
•
M2脱开(z50 左移) III →63/50 → 轴VI • 轴III → 轴IV →轴V →轴VI(低速路线)
第二章 车床
重点： 1.车床的工艺范围+运动分析+传动链分析。 2.车床主传动和进给系统的组成及传动路线 与表达式分析方法 。 3.重要传动件（如主轴）装配结构，调整件 结构（如离合器、制动器等）及操纵机构（IIIII轴滑移齿轮操纵机构、开合螺母、机动进给 操纵机构及互锁机构）的作用与结构特点。 了解： 1.加工不同螺纹的种类及传动路线的调整。 2. 其他一般传动件装配结构、调整元件及 操纵机构的作用与结构特点。
• 进给运动传动链是使刀架实现纵向或横向运动 的传动链。传动链的两末端件是主轴和刀架。
• (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。 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:
• 最大车削直径
§2-3 车床传动系统
第三章 车床
CA6140A型卧式车床外观图 1—主轴箱 2—刀架 3—尾座 4—右床腿 5—床身 6—溜板箱 7—左床腿 8—进给箱
机床的传动系统对应（包 括）以下传动链： （1）主运动 ←主运动传动链 ←主传动系统 （2）纵横向机动进给运动←机动进给传动链
•
• 3) 尾座
•
4).床身
床身是车床的基本支承件。在床身上安装着车床的各 个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动 轨迹。
5).溜板箱
溜板箱的功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使 刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或螺纹。在溜板 箱上有各种操作手柄或按钮。
6).进给箱
进给箱内装有进给运动的变换机构，用于改变运动的 进给量或改变被加工螺纹的导程。
（纵向进给传动链+横向进给传 动链）
• 3.主要部件 1).主轴箱
•
•
主轴前端装有卡盘，用以夹持工件，由电动机经变速 机构，把动力传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋 转，以实现主运动。
2) 刀架/床鞍
刀架部件由几层刀架组成，它用于装夹车刀，并使车 刀纵向、横向或斜向运动。 尾座的功用是用后顶尖支承长工件。在尾座上还可以 安装钻头等孔加工刀具进行孔加工。
床头箱：切削速度
CA6140传动系统图
进给箱：进给速度 溜板箱：纵、横向机动进给， 加工螺纹控制
Φ 130
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-------CA6140型车床主传动(主轴箱)系统图
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CA6140型车床进给传动(进给箱)
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• 1).普通与扩大螺距传动组 • 轴Ⅸ上的滑移齿轮Z58有左右两个位置，从主轴Ⅵ到
• 注意： • 主轴反转时,轴Ⅰ--Ⅱ的传动比大于正转时的传
动比，所以反转转速高于正转。主轴反转主要用 于车螺纹时退回刀架。在不断开主轴和刀架间传 动链的情况下退刀，使刀架退至起始位臵，采用 较高转速，可以节省辅助时间。
二、进给传动链
传动原理图
功用——使刀架实现纵 向及横向移动变速与换向。 它包括车螺纹进给运动传 动链和机动进给运动传动 链。
2).变换左右螺纹传动组
为了车削左螺纹和右螺纹，在轴Ⅸ到轴Ⅹ之间有变向机 构。当轴Ⅹ上的Z33在右位时运动从轴Ⅸ直接传到轴Ⅹ，用 来加工右旋螺纹；当Z33在左位时，运动从轴Ⅸ经轴Ⅺ传到 轴Ⅹ，传动比不变，只改变了轴Ⅹ的旋转方向，用来加工左 旋螺纹。
轴Ⅸ
→ Z33(右位-右旋) (左位-左旋)
→ 轴Ⅹ
= SjxU倍 传动比分子！！
• CA6140型车床米制螺纹导程表
•
当机床需加工导程大于12mm的螺纹时，例如车 削多线螺纹合拉油槽时，得使用扩大螺距机构。 • 轴IX上的滑移齿轮Z58，移至右端位置，与轴Ⅷ 上的齿轮Z26相啮合 → Z58/Z26 →
• → 相当于从III轴获得较高转速 • 传动路线(关系推导)如下:
•
• • •
其中u2和u3基本上相同，所以实际上只有3种不同的传 动比，故主轴正转的实有级数为：
2 ×3 ×(2 × 2 -1)=18级
再加上经齿轮副直接传动的6级高速，主轴正转时实际 上只能获得24级不同转速。
同理，主轴反转时也只能获得3 + 3 ×( 2 × 2 - 1 )=12级不同转速。
• 主轴的转速可应用下列运动平衡式计算：
溜板箱：纵、横向机动进给， 加工螺纹控制
Φ 130
CA6140型车床主传动(主轴箱)
CA6140型车床刀架传动(进给箱)
CA6140型车床刀架传动（溜板箱）
一.主运动传动链
把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动 工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。 主传动链传动路线： 分析方法： 抓两端，连中间----逐级分析 （先路线，后表达式） 传动原理图
→主电动机---（传动路线+表达式）---主轴
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• 1. 传动路线(轴I →轴VI) • 轴I →轴II
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• (1) 离合器M1的功用为控制主轴（轴Ⅵ）正转、反转或停止。 • (2)当M1向左接合时，主轴正转 • 轴I→M1左部摩擦片及齿轮副 或 →轴Ⅱ。 • (3)当离合器M1向右接合时，主轴反转 • 轴I → M1右部的摩擦片及齿轮Z50 →轴VII上的空套齿轮 Z34 →轴Ⅱ上的齿轮Z30 • (4)离合器M1处于中间位置，左、右都脱开时，主轴停转。
•
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M2啮合(z50 右移)III→20/80 →IV→ 20/80