工信版(中职)机电设备概论第三章教学课件.ppt
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1、YCF(中职)机电设备概论第三章教学课件第三章第三章 机床的应用机床的应用第一节第一节 金属切削机床金属切削机床第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧式车床第三节第三节 数控机床数控机床第一节第一节 金属切削机床金属切削机床 一、金属切削机床的分类一、金属切削机床的分类 金属切削机床可按不同的分类方法划分为多种类型。金属切削机床可按不同的分类方法划分为多种类型。按加工方式或加工对象可分为按加工方式或加工对象可分为:车床、钻床、镬床、磨床、车床、钻床、镬床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床
2、、锯床和刻线机等。插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。通用机床按工作原理可分为通用机床按工作原理可分为:车床、钻床、镬床、磨床、齿车床、钻床、镬床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床,必要时,每类机床又可分为若干类型。通用机床其他机床,必要时,每类机床又可分为若干类型。通用机床的类别及分类代号见的类别及分类代号见表表3-1(GB/T 15375-1994金属金属切削机床型号编制方法切削机床型号编制方法)。下一页返回第一节第一节 金属切削机床金属切削机床二、金属切削机床的型号二、金属切削机床的型号(1)机
3、床型号表示方法机床型号表示方法通用金属切削机床型号表示方法及含义如下通用金属切削机床型号表示方法及含义如下:上一页 下一页返回第一节第一节 金属切削机床金属切削机床(2)机床的类、组、系的划分及其代号机床的类组划分及代机床的类、组、系的划分及其代号机床的类组划分及代号见号见表表3-2。位于型号首位的是金属切削机床的类。类代号。位于型号首位的是金属切削机床的类。类代号用汉语拼音字母表示,如车床用用汉语拼音字母表示,如车床用C表示。如果类中还有分,那表示。如果类中还有分,那么在类代号前加阿拉伯数字表示分类代号,其中第一分类代么在类代号前加阿拉伯数字表示分类代号,其中第一分类代号数字号数字“1”省略
4、,例如,磨床类分为省略,例如,磨床类分为M,2M,3M三个分类。三个分类。(3)机床的通用特性代号及结构特性代号当某类型机床除普机床的通用特性代号及结构特性代号当某类型机床除普通型外,还有某种通用特性时,要在类代号之后加通用特性通型外,还有某种通用特性时,要在类代号之后加通用特性代号表示区别。通用特性代号用汉语拼音字母表示,在各类代号表示区别。通用特性代号用汉语拼音字母表示,在各类机床中所表示的意义相同。机床的通用特性代号见机床中所表示的意义相同。机床的通用特性代号见表表3-3上一页 下一页返回第一节第一节 金属切削机床金属切削机床(4)机床主参数或设计顺序号、主轴数或第二主参数机床的机床主参
5、数或设计顺序号、主轴数或第二主参数机床的主参数位于系代号之后。主参数的计量单位有统一规定,尺主参数位于系代号之后。主参数的计量单位有统一规定,尺寸单位为寸单位为mm,力的单位为,力的单位为kN,功率单位为,功率单位为W型号中主参型号中主参数用折算值表示。当无法用一个主参数表示时,则在型号中数用折算值表示。当无法用一个主参数表示时,则在型号中用设计顺序号表示。用设计顺序号表示。(5)机床的重大改进顺序号对于性能和结构布局有着重大改机床的重大改进顺序号对于性能和结构布局有着重大改进,并按新产品重新设计、试制和鉴定的机床,应在原机床进,并按新产品重新设计、试制和鉴定的机床,应在原机床型号尾部加改进顺
6、序号,与原机床型号区别开。改进顺序号型号尾部加改进顺序号,与原机床型号区别开。改进顺序号按按A,B,C汉语拼音字母的顺序选用,但汉语拼音字母的顺序选用,但“I、0”字母不字母不允许选用。允许选用。上一页 下一页返回第一节第一节 金属切削机床金属切削机床三、机床的技术经济指标三、机床的技术经济指标 1.工艺的可能性工艺的可能性 工艺的可能性是指机床适应不同生产要求的能力。通用机工艺的可能性是指机床适应不同生产要求的能力。通用机床可以完成一定尺寸范围内各种零件多工序加工,工艺的可床可以完成一定尺寸范围内各种零件多工序加工,工艺的可能性较宽,因而结构相对复杂,适应于单件小批生产。专用能性较宽,因而结
7、构相对复杂,适应于单件小批生产。专用机床只能完成一个或几个零件的特定工序,其工艺的可能性机床只能完成一个或几个零件的特定工序,其工艺的可能性较窄,适用于大批量生产,可以提高生产率,保证加工质量,较窄,适用于大批量生产,可以提高生产率,保证加工质量,简化机床结构,降低机床成本。简化机床结构,降低机床成本。上一页 下一页返回第一节第一节 金属切削机床金属切削机床2.加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度 要保证被加工零件的精度和表面粗糙度,机床本身必须具要保证被加工零件的精度和表面粗糙度,机床本身必须具备一定的精度。备一定的精度。3.生产率生产率 生产率用单位时间内机床所能加工的工件数表示。机床
8、在生产率用单位时间内机床所能加工的工件数表示。机床在单位时间内生产的产品数量越多,机床的生产率就越高。要单位时间内生产的产品数量越多,机床的生产率就越高。要想提高生产率,可以采取措施减少切削加工时间、每个工件想提高生产率,可以采取措施减少切削加工时间、每个工件的辅助时间和每批工件的准备和结束时间。如采用高速切削、的辅助时间和每批工件的准备和结束时间。如采用高速切削、多刀切削,并且在机床结构上考虑减多刀切削,并且在机床结构上考虑减上一页 下一页返回第一节第一节 金属切削机床金属切削机床少加工的准备和结束时间等措施。少加工的准备和结束时间等措施。4.系列化、通用化、标准化程度系列化、通用化、标准化
9、程度 .机床系列化机床系列化:系列型谱的制定和产品系列的设计,以少的系列型谱的制定和产品系列的设计,以少的规格、品种满足各部门的需要规格、品种满足各部门的需要;.部件通用化部件通用化:可扩大零件制造未匕量,便于生产组织、降可扩大零件制造未匕量,便于生产组织、降低成本、缩短生产周期,提高可靠性低成本、缩短生产周期,提高可靠性;.零件标准化零件标准化:有利于组织零件的集中成批或大批生产,降有利于组织零件的集中成批或大批生产,降低成本、缩短生产周期、提高材料利用率。低成本、缩短生产周期、提高材料利用率。机床的系列化、通用化、标准化是密切联系的,品种系列机床的系列化、通用化、标准化是密切联系的,品种系
10、列化是部件通用化和零件标准化的基础,而部件的通用化和零化是部件通用化和零件标准化的基础,而部件的通用化和零件的标准化又促进和推动品种系列化工作。件的标准化又促进和推动品种系列化工作。5.机床的寿命机床的寿命 机床结构的可靠性和耐磨性是衡量机床寿命的主要指标。机床结构的可靠性和耐磨性是衡量机床寿命的主要指标。上一页返回第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧式车床 卧式车床是典型的机树满身构复杂而电气控制系统简单的机卧式车床是典型的机树满身构复杂而电气控制系统简单的机电设备。电设备。CA6140型卧式车床是一种卧式车床,在我国机械型卧式车床是一种卧式车床,在我国机械制造类工厂中使用极为广泛月纱卜
11、形如制造类工厂中使用极为广泛月纱卜形如图图3-1所示。所示。一、卧式车床的工艺范围一、卧式车床的工艺范围 卧式车床的工艺范围很广,如卧式车床的工艺范围很广,如图图3-2所示。能完成多种加所示。能完成多种加工工序。如工工序。如:车削内圆柱面、圆锥面、成形回转面和环形槽,车削内圆柱面、圆锥面、成形回转面和环形槽,车削端面和各种螺纹,还可进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、车削端面和各种螺纹,还可进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹和滚花等工作。卧式车床自动化程度较低,加工形状套螺纹和滚花等工作。卧式车床自动化程度较低,加工形状复杂的工件时,换刀较麻烦,加工过程中辅助时间较多。只复杂的工件时,换刀较麻烦,
12、加工过程中辅助时间较多。只适用于单件、小批生产及修理车间。适用于单件、小批生产及修理车间。下一页返回第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧式车床 由图由图3-2所示可以看出,为了加工出各种回转表面,车床必所示可以看出,为了加工出各种回转表面,车床必须具有工件的旋转运动和刀具的移动。工件的旋转运动是车须具有工件的旋转运动和刀具的移动。工件的旋转运动是车床的主运动,其转速常以床的主运动,其转速常以n(单位为单位为r/min表示。主运动是实表示。主运动是实现切削最基本的运动,它的运动速度较高,消耗的功率较大。现切削最基本的运动,它的运动速度较高,消耗的功率较大。刀具的移动是车床的进给运动。刀具可以
13、做平行于工件旋转刀具的移动是车床的进给运动。刀具可以做平行于工件旋转轴线的纵向进给运动轴线的纵向进给运动(车圆柱表面车圆柱表面)、做垂直于工件旋转轴线、做垂直于工件旋转轴线的横向进给运动的横向进给运动(车端面车端面)、做与工件旋转轴线成一定角度方、做与工件旋转轴线成一定角度方向的斜向运动向的斜向运动(车圆锥表面车圆锥表面)或做曲线运动或做曲线运动(车成形回转表面车成形回转表面)。进给量常以进给量常以f(单位为单位为mm/r)表示。进给运动的速度较低,表示。进给运动的速度较低,所消耗的功率也较少。主运动和进给运动是形成被加工表面所消耗的功率也较少。主运动和进给运动是形成被加工表面形状所必需的运动
14、,称为表面成形运动。形状所必需的运动,称为表面成形运动。上一页 下一页返回第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧式车床 二、车床的总布局与构成二、车床的总布局与构成 机床的总布局体现了机床各主要部件之间的相互位置关系,机床的总布局体现了机床各主要部件之间的相互位置关系,以及它们之间的相对运动关系。以及它们之间的相对运动关系。CA6140型卧式车床的加工型卧式车床的加工对象主要是轴类零件和直径不太大的盘类零件,故采用卧式对象主要是轴类零件和直径不太大的盘类零件,故采用卧式布局。为了适应工人用右手操纵的习惯和便于观察、测量,布局。为了适应工人用右手操纵的习惯和便于观察、测量,主轴箱布置在左端。主
15、轴箱布置在左端。1.卧式车床的组成及各个部分功能卧式车床的组成及各个部分功能 CA6140型卧式车床的主要构成部件及功能如下型卧式车床的主要构成部件及功能如下:(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来变速齿轮组成。通过操纵变速箱和主轴箱外面的变速手柄来改变齿轮或离合器的位置,可使主轴获得改变齿轮或离合器的位置,可使主轴获得12种不同的速度。种不同的速度。主轴的反转是通过电动机的反转来实现的。主轴的反转是通过电动机的反转来实现的。上一页 下一页返回第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧
16、式车床(2)主轴箱主轴箱用来支承主轴主轴箱主轴箱用来支承主轴,并使其做各种速度旋转运动并使其做各种速度旋转运动;主轴是空心的,便于穿过长的工件主轴是空心的,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。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。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。主轴经挂轮箱传人进进给箱进给箱用来改变进给量。
17、主轴经挂轮箱传人进给箱的运动,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。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。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。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做纵向、横向或斜向进刀架刀架用来夹持车刀并使其做纵向、横向或斜向进给运动。给
18、运动。上一页 下一页返回第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧式车床 三、车床的传动系统三、车床的传动系统 车床的运动是由动力源通过传动系统实现的。把执行件和车床的运动是由动力源通过传动系统实现的。把执行件和动力源动力源(例如,主轴和电动机例如,主轴和电动机),或者把执行件和执行件,或者把执行件和执行件(例如,例如,主轴和刀架主轴和刀架)之间连接起来,这种传动联系称为传动链。之间连接起来,这种传动联系称为传动链。根据传动联系的性质,传动链可以分为两类根据传动联系的性质,传动链可以分为两类:第一类是外联系传动链。它是联系动力源第一类是外联系传动链。它是联系动力源(如电动机如电动机)和机和机床执
19、行件床执行件(如主轴、刀架、工作台等如主轴、刀架、工作台等)之间的传动链。这样的之间的传动链。这样的传动链使执行件得到运动,而且运动的速度和方向能够改变,传动链使执行件得到运动,而且运动的速度和方向能够改变,动力源和执行件之间没有准确的传动关系要求。动力源和执行件之间没有准确的传动关系要求。第二类是内联系传动链。它是联系运动相关的各执行件之第二类是内联系传动链。它是联系运动相关的各执行件之间的传动链。传动链所联系的执行件相互之间的相对速度间的传动链。传动链所联系的执行件相互之间的相对速度(即即相对位移量相对位移量)有严格的要求,各传动带的传动比必须准确,以有严格的要求,各传动带的传动比必须准确
20、,以保证执行件的运动轨迹。保证执行件的运动轨迹。CA6140型卧式车床的传动系统图,如图型卧式车床的传动系统图,如图3-3所示。所示。上一页 下一页返回第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧式车床四、车床的主要结构四、车床的主要结构 1.主轴箱主轴箱 机床主轴是一个比较复杂的传动部件,其内部有多片摩擦机床主轴是一个比较复杂的传动部件,其内部有多片摩擦式离合器、制动器及其操纵机构、主轴组件、变速操纵机构。式离合器、制动器及其操纵机构、主轴组件、变速操纵机构。双向摩擦离合器装在轴双向摩擦离合器装在轴I上上(图图3-3中中M1),左离合器传动,左离合器传动主轴正转,用于切削加工,右离合器传动主轴反
21、转,主要用主轴正转,用于切削加工,右离合器传动主轴反转,主要用于退刀。摩擦离合器除了靠摩擦力传递运动和转矩外,还能于退刀。摩擦离合器除了靠摩擦力传递运动和转矩外,还能起过载保护的作用。当机床过载时,摩擦片打滑,就可避免起过载保护的作用。当机床过载时,摩擦片打滑,就可避免损坏机床。损坏机床。上一页 下一页返回第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧式车床制动器制动器(刹车刹车)安装在轴安装在轴N上。它的作用是在摩擦离合器脱开上。它的作用是在摩擦离合器脱开时立刻制动主轴,以缩短制动时间。时立刻制动主轴,以缩短制动时间。主轴是一个空心的阶梯轴。主轴内孔用于通过长的棒料或主轴是一个空心的阶梯轴。主轴内
22、孔用于通过长的棒料或穿人钢棒打出顶尖,或通过气动、液压、电气夹紧装置的管穿人钢棒打出顶尖,或通过气动、液压、电气夹紧装置的管道、导线。主轴前端的莫氏道、导线。主轴前端的莫氏6号锥孔用于安装前顶尖,也可安号锥孔用于安装前顶尖,也可安装心轴,利用锥面配合的摩擦力直接带动顶尖或心轴转动。装心轴,利用锥面配合的摩擦力直接带动顶尖或心轴转动。主轴后锥孔是工艺基准面。主轴前端采用短锥法兰式结构,主轴后锥孔是工艺基准面。主轴前端采用短锥法兰式结构,用于安装卡盘或拨盘。主轴尾端的圆柱面是安装各种辅具用于安装卡盘或拨盘。主轴尾端的圆柱面是安装各种辅具(气气动、液压或电气装置动、液压或电气装置)的安装基面。的安装
23、基面。主轴箱中共有主轴箱中共有7个滑动齿轮块,其中个滑动齿轮块,其中5个用于改变主轴转个用于改变主轴转速,速,1个用于车削左、右螺纹的变换,个用于车削左、右螺纹的变换,1个用于正常导程与扩个用于正常导程与扩大导程的变换。主轴箱中共有三套操纵机构分别操纵这些滑大导程的变换。主轴箱中共有三套操纵机构分别操纵这些滑动齿轮块。操纵机构的立体图如动齿轮块。操纵机构的立体图如图图3-4所示,此操纵机构的所示,此操纵机构的变速手柄也装在主轴箱前侧。扳动变速手柄,通过扇形齿轮变速手柄也装在主轴箱前侧。扳动变速手柄,通过扇形齿轮传动使操纵轴转动。在操纵轴的前、后端各固定着盘形凸轮传动使操纵轴转动。在操纵轴的前、
24、后端各固定着盘形凸轮1和和20凸轮上标出的凸轮上标出的6个变速位置个变速位置1-6,分别与用不同的,分别与用不同的6种种颜色表示的颜色表示的6种变速位置相对应。种变速位置相对应。上一页 下一页返回第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧式车床 凸轮凸轮1的曲线槽中有三种半径不同的圆弧,它们的中心线分的曲线槽中有三种半径不同的圆弧,它们的中心线分别处于半径为别处于半径为R1,R2及及R3的位置上。当杠杆的位置上。当杠杆2的滚子中心处的滚子中心处于凸轮曲线中的于凸轮曲线中的R1位置时,轴位置时,轴W上左侧的双联滑动齿轮处于上左侧的双联滑动齿轮处于右端位置,杠杆右端位置,杠杆2的滚子中心处于的滚子中
25、心处于R1位置时,此齿轮移到左位置时,此齿轮移到左端位置。当杠杆端位置。当杠杆3的滚子中心处于的滚子中心处于R2位置时,轴位置时,轴W上右侧的上右侧的双联滑动齿轮处于右端位置,而当滚子处于双联滑动齿轮处于右端位置,而当滚子处于R3位置时,则该位置时,则该齿轮处于左端位置。齿轮处于左端位置。由此可知,只要将变速手柄扳至一定的位置,就可接通所由此可知,只要将变速手柄扳至一定的位置,就可接通所需要的传动路线。变速手柄位置与滑动齿轮位置对照关系如需要的传动路线。变速手柄位置与滑动齿轮位置对照关系如表表3-4所示。所示。上一页 下一页返回第二节第二节 CA6140型卧式车床型卧式车床 2.进给箱进给箱
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