第二章車削(與司乃鈞主編《機械加工基礎》配套)

第二章車削2.1車床2.1.1CA6140型臥式車床1、CA6140型臥式車床的組成和應用CA6140型臥式車床由以下幾個主要部分組成：

主傳動部件：用來實現車床主運動的部件。

進給傳動部件：主要用來實現車床進給運動的部件，也用來實現車床的調整、退刀及快速運動等。

安裝工件的裝置

安裝刀具的裝置

支撐件：用來支承和連接機床各零件、部件的基礎構件。

動力源：為車床運動提供動力。

其他：冷卻、潤滑系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等。CA6140臥式車床的結構床頭箱卡盤刀架尾座床身溜板箱光杠絲杠床腿進給箱CA6140型臥式車床具有性能良好、結構先進、操作輕便、通用性廣等優(yōu)點。廣泛應用于內外圓柱表面加工、圓錐表面加工、成形回轉表面加工、回轉體的端面加工和螺紋面加工等。2、CA6140型臥式車床的傳動系統(tǒng)(1)傳動鏈與傳動系統(tǒng)圖用各種傳動機構把機床動力源和執(zhí)行件連成一個傳遞運動和動力的系統(tǒng)，可使執(zhí)行件進行運動，或者用傳動機構把兩個具有一定相對運動關系的執(zhí)行件連成一個系統(tǒng)，保證兩者按一定關系運動，這兩種系統(tǒng)都稱為傳動系統(tǒng)或傳動鏈。用來表示各個傳動系統(tǒng)的綜合簡圖稱為傳動系統(tǒng)圖。圖上用國家規(guī)定的簡單符號來表示傳動系統(tǒng)的各個機件(2)CA6140型臥式車床傳動系統(tǒng)分析臥式車床傳動框圖電動機主換向機構主變速機構進給換向機構進給箱掛輪架補充Z50Z20f1f21）主運動傳動鏈（電動機-主軸）主運動由電動機→帶輪→Ⅰ→M1（使主軸正轉、反轉或停止）傳動路線：①Ⅰ→M1左離合→56/38或51/43→Ⅱ（兩種轉速）②Ⅰ→

M1右離合→50/34→齒輪30→Ⅱ（一種轉速）③Ⅰ→

M1中位，運動不能傳至Ⅱ。主傳動鏈動畫主傳動鏈傳動系統(tǒng)表達式主軸轉速級數和轉數主軸正轉時，應得2×3=6種高轉速和2×3×2×2=24種低轉速。軸Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ之間的4條傳動路線的傳動比為：

因為i2和i3基本相同，所以經低速傳動路線，主軸實際上只得到2×3×（2×2-1）=18級轉速。加上6級高轉速，主軸共可獲得2×3×[1+（2×2-1）]=24級轉速。主軸反轉時，同理，有3×[1+（2×2-1）]=12級轉速。主軸各級轉速的計算可根據各滑移齒輪的嚙合狀態(tài)求得。在圖示嚙合位置時，主軸的轉速為：同理，可計算出主軸正轉時的24級轉速：10~1400r/min；反轉時的12級轉速：14~1580r/min。注意:主軸反轉通常是用于車削螺紋時，使車刀沿螺旋線退回，所以轉速較高，以節(jié)約輔助時間。2）進給傳動鏈車削螺紋傳動鏈CA6140車床可以車削米制、英制、模數制、徑節(jié)制等標準螺紋和大導程的非標準螺紋。兩端執(zhí)行件：主軸——刀架兩末端件計算位移：主軸轉1轉—刀架移動導程Lmm

車削米制螺紋的傳動路線：主軸IV→軸IX→軸X→掛輪→進給箱上的軸XII→M5結合（M3、M4脫開）。車削米制（右旋）螺紋的運動平衡式為

化簡，得

式中K—螺紋頭數，P—螺距，12—絲杠導程，L—螺紋導程。當M3,M4,M5結合時，車螺紋傳動鏈大為縮短，提高了螺紋的加工精度。車削不同螺距的螺紋時，可用調整掛輪的方法實現。3)車削圓柱面和端面進給傳動鏈兩末端件計算位移：主軸每轉1轉—刀架縱向或橫向移動量傳動路線縱向機動進給量當運動由主軸經正常導程的公制螺紋傳動路線時，運動平衡方程式為：化簡得：橫向機動進給量刀架的快速移動為減輕勞動強度和縮短輔助時間，快速電動機能使刀架實現縱向和橫向機動快速移動。為避免仍在轉動的光杠和快速電動機同時傳動軸XXII，在齒輪56與軸XXII之間裝有超越離合器。3、單手柄變速操縱機構主軸箱II軸上的雙聯滑移齒輪和III軸上的三聯滑移齒輪用一個手柄操縱。變換手柄每轉一轉，變換全部6種轉速，如圖示。2.1.2立式車床

立式車床屬于大型機械設備，用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對較小，形狀復雜的大型和重型工件。如各種盤，輪和套類工件的圓柱面，端面，圓錐面，圓柱孔，圓錐孔等。亦可借助附加裝置進行車螺紋，車球面，仿形，銑削和磨削等加工。與臥式車床相比，立式車床主軸軸線為垂直布局，工作臺臺面處于水平平面內，因此工件的裝夾與找正比較方便。這種布局減輕了主軸及軸承的荷載，因此立式車床能夠較長期的保持工作精度。2.2車刀與工件裝夾2.2.1車刀種類和用途成形車刀左刃直頭外圓車刀切槽鏜刀內螺紋車刀盲孔鏜刀通孔鏜刀切斷刀右刃偏刀外螺紋車刀偏刀彎頭外圓車刀(1)車刀的種類車刀按用途可分外圓車刀端面車刀,切斷刀,鏜孔刀,成形車刀和螺紋車刀等(2)車刀的用途

各種車刀的基本用途a、90°車刀：用來車削工件的外圓,階臺和端面。b、45°車刀：用來車削工件的外圓.端面和倒角。

c、切斷刀：用來切斷工件或工件上切出的溝槽。

d、鏜孔刀：用來車削工件的內孔。

e、成形車刀：用來車削階臺處的圓角,圓槽或車削特殊形狀工件。

f、螺紋車刀：用來車削螺紋

車刀按結構形式可分為焊接車刀、整體車刀和機夾式車刀三類。

焊接式車刀是將一定形狀的硬質合金刀片用黃銅、紫銅或其他特制的焊料焊接在刀桿的刀槽內制成的。該種車刀結構簡單、緊湊、剛性好，而且非常靈活，可以根據加上條件和加工要求選擇合適的硬質合金牌號和刀片的形狀規(guī)格。

整體式結構僅用于高速鋼車刀。焊接式車刀機械夾固式硬質合金車刀簡稱機夾式車刀。根據其使用情況不同又可以分為機夾重磨車刀和機夾可轉位車刀兩類。機夾重磨車刀是采用普通刀片，用機械夾固的方法夾持在刀桿上使用的車刀，車刀磨損后卸下，經過刃磨，裝上可繼續(xù)使用。機夾可轉位車刀又稱機夾不重磨車刀，它是采用機械夾固方法，將可轉位刀片夾緊，固定在刀桿上的一種車刀，刀片的每一條邊都可以用做刀刃，一個刀刃用鈍后，可以轉動刀片改用另一個新刀刃，直到刀片上所有刃口均已用鈍，刀片就可以報廢回收。機夾可轉位車刀2.2.2工件的裝夾方法1、卡盤裝夾三爪自定心卡盤可自動定心，裝夾迅速方便，應用廣，但夾緊力小，不適合夾持外形不規(guī)則的工件。四爪單動卡盤四個爪可單獨移動，裝夾工件需找正，夾緊力大，適于裝夾毛坯及截面形狀不規(guī)則和不對稱的較重、較大的工件。三爪自定心卡盤四爪單動卡盤2、花盤裝夾適于不能用卡盤裝夾的形狀不規(guī)則的工件。裝夾時應注重工件轉動的平衡和安全?；ūP裝夾3、頂尖裝夾雙頂尖裝夾適于較長的軸類工件。加工細長軸時，常用跟刀架或中心架作為輔助支承，以增加工件剛性。雙頂尖裝夾中心架跟刀架4、心軸裝夾適于加工以孔為定位基準的盤套類工件。裝夾迅速方便，易保證外圓、端面和內孔之間的位置精度。圓柱心軸裝夾圓錐心軸裝夾2.3車削加工在車床上使用車刀，鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐和板牙等刀具，可加工出:內外圓柱表面、圓錐表面、成形回轉表面、回轉體的端面和螺紋面。車床的主要工作2.3.1車外圓根據車刀的幾何角度、切削用量及車削達到的精度不同，車外圓分為粗車、半精車和精車。

粗車時：主要考慮的是提高生產率，對尺寸精度、形位精度和表面粗糙度無太高要求。

半精車時：在粗車基礎上進一步提高精度和減小表面粗糙度值。

精車時：主要保證質量。車外圓2.3.2車內孔車內孔比較困難，生產率低，原因在于：內孔車刀尺寸受到工件內孔尺寸的限制孔內切削情況不能直接觀察排屑困難，切屑容易刮傷已加工工件表面切削液不易注入切削區(qū)車內孔的切削深度和進給量是車外圓的1/2~1/3，切削速度比車外圓低10%~20%車內孔2.3.3車斷車斷的切削條件：三面受工件和切屑包圍，散熱條件差，排屑困難。切削部分窄而長，強度和剛性很差，易振動。車斷方法分為正車車斷與反車車斷。正車車斷2.3.4車錐面與車成形面車錐面的方法：1、偏移尾座法2、靠模法3、寬刀法4、小滑板轉位法偏移尾座法靠模法小滑板轉位法車成形面的方法：1、手工控制法2、成形刀法3、靠模法車成形面的方法2.3.5車平面車平面主要用于加工回轉體零件的端面，又稱端面車削。車平面2.3.6車螺紋1、螺紋種類螺紋按用途分為兩大類，即連接螺紋和傳動螺紋。

（1）連接螺紋

即緊固螺紋，用于零件間的固定連接，常用的有普通螺紋和管螺紋等，螺紋牙型一般為三角形。如各種螺栓和螺釘的螺紋。連接螺紋:鐘表螺絲連接螺紋:螺栓（2）傳動螺紋用于傳遞動力、運動或位移，螺紋牙型一般為梯形或鋸齒形或矩形。如絲杠和測微螺桿的螺紋。傳動螺紋：臺虎鉗傳動螺紋：升降臺螺紋按制式分為米制、英制和模數制。螺紋按旋向分為右旋和左旋螺紋按線數分為單線、雙線和多線。右旋和左旋螺紋單線、雙線螺紋2、螺紋幾何要素（1）大徑（d或D）和小徑（d1或D1）、頂徑和底徑（2）中經（d2或D2）（3）螺距（P）和導程（Ph）（4）牙型角（α）（5）螺紋升角（Φ）與螺旋角（β）螺紋幾何要素3、螺紋的技術要求連接螺紋和無傳動精度要求的傳動螺紋：只要求中經和頂徑的精度普通螺紋：可旋入性和連接的可靠性管螺紋：密封性和連接的可靠性有傳動精度要求或用于讀數的螺紋：中經和頂徑的精度、螺距和牙側角的精度、粗糙度、硬度4、車削三角螺紋（1）螺紋車刀螺紋車刀切削部分的形狀應與螺紋軸向截面的牙槽形狀一致，兩側切削刃的夾角等于牙型角，前角為零。一般可先用正前角車刀粗車，再用零前角精車。螺紋車刀的兩側后角不能相等。