CA6140普通車床傳動系統分析與結構組成分析

2022-07-09 13:18:04 字數 4839 閱讀 1442

1.效能簡介

ca6140 型普通車床是普通精度級的萬能工具機,它適用於加工各種軸類,套筒類和盤類零件上的內外迴轉表面,以及車削端麵。它還能加工各種常用的公制、英製、模數制和徑節制螺紋,以及作鑽孔、擴孔、鉸孔、滾花等工作。 其加工範圍較廣,由於它的結構複雜,而且自動化程度低,所以適用於單件小批生產及修配車間。

2.主要部件

圖1 ca6140普通車床的結構

1.主軸箱(床頭箱) 它固定在床身的左端。在主軸箱中裝有主軸,以及使主軸變速和變向的傳動齒輪,通過卡盤等夾具裝夾工件,使主軸帶動工件按需要的轉速旋轉,實現主運動。

2.刀架它裝在刀架導軌上,並可沿刀架導軌作縱向移動,刀架部件由床鞍(大拖板)、橫拖板、小拖板和四方刀架等組成。刀架部件是用於裝夾車刀,並使車刀作縱向、橫向和斜向的運動。

3.尾架它裝在床身右端,可沿尾架導軌作縱向位置的調整,尾架的功能是用後頂尖支承工件, 還可安裝鑽頭,鉸刀等孔加工工具,以進行孔加工,尾架作適當調整,以實現加工長錐形的工件。

4.進給箱它位於床身的左前側,進給箱中裝有進給運動的變速裝置及操縱機構,其功能是改變被加工螺紋的螺距或機動進給時的進給量。它用來傳遞進給運動,改變進給箱的手柄位置,可得到不同的進給速度,進給箱的運動通過光槓或絲槓傳出。

5.溜板箱它位於床身前側和刀袈部件相連線,它的功能是把進給箱的運動(光槓或絲槓的旋轉運動)傳遞給紿刀架,使刀架實現縱向進給、橫縱向進給、快速移動或車螺紋。

6.床身它固定在左右床腿上,它是車床的基本支承元件,是工具機各部件的安裝基準,是使工具機各部件在工作過程中保持準確的相對位置。

7.光槓和絲槓是將運動由進給箱傳到溜板箱的中間傳動元件。光槓用於一般車削,絲槓用於車螺紋。

3.傳動系統簡介

圖2 ca6140普通車床的傳動系統方框圖

由圖2及圖2-1-1可知,電動機經主換向機構、主變速機構帶動主軸完成主運動。進給傳動從主軸開始,經進給換向機構、交換齒輪和進給箱內的變速機構和轉換機構、溜板箱中的傳動機構和轉換機構傳至刀架。溜板箱中的轉換機構起改變進給方向的作用,使刀架做縱向或橫向、正向或反向進給運動。

4.主傳動系統及主要結構

1.主運動傳動鏈

ca6140型臥式車床的主運動傳動鏈的兩末端件是主電動機與主軸,它的功用是把運動源(電動機)的運動及動力傳給主軸,使主軸帶動工件旋轉實現主運動,並滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。

主傳動系統圖如下:

傳動路線如下:

運動由電動機經三角皮帶傳給主軸箱中的軸ⅰ。在軸ⅰ上裝有雙向多片式摩擦離合器。的作用使主軸(軸ⅵ)正轉、反轉或停止。

的左右兩部分分別與空套在軸ⅰ上的兩個齒輪連在一起。當壓緊離合左部的摩擦片時,軸ⅰ的運動經左部的摩擦片及齒輪副或傳給軸ⅱ。當壓緊離合器右部的摩擦片時,軸ⅰ的運動經離合器右部的摩擦片及齒輪,傳至軸ⅶ上的空套齒輪,然後再傳給軸ⅱ上的齒輪,使軸ⅱ轉動。

這時,由軸ⅰ傳到軸ⅱ的運動多經過了乙個中間齒輪,因此軸ⅱ的轉動方向與經離合器左部傳動時相反。運動經離合器的左部傳動時,使主軸正轉;運動經的右部傳動時,則使主軸反轉。軸ⅱ的運動可分別通過三對齒輪副

傳給軸ⅲ。運動由軸ⅲ到主軸有兩種不同的傳動路線。

(1)當主軸需要高速運轉(=450~1400)時,主軸上的滑動齒輪處於左端位置,(與軸ⅲ上的齒輪嚙合)軸ⅲ上的運動經齒輪副直接傳至主軸。

(2)當主軸需以較低的轉速運轉時(=10~500)這時,主

軸上的滑齒移到右端位置,使齒式離合器嚙合。於是軸ⅲ上的運動就經齒輪副或傳給軸ⅳ經齒輪副或、及齒式離合器傳給主軸。

ca6140普通車床的主運動傳動路線表示式為:

電動機2.主傳動系統主要結構

①傳動機構

主軸箱中的傳動機構包括定比機構和變速機構兩部分,前者僅用於傳遞運動和動力,或進行公升速、降速,一般採用齒輪傳動副;後者用來使主軸變速,通常採用滑移齒輪變速機構,因其結構簡單緊湊,傳動效率高。

②傳動軸的支承結構

主軸箱中的傳動軸由於轉速較高,一般採用向心球軸承或圓錐滾子軸承支承。常採用的雙支承結構,對較長的傳動軸,為了提高其剛性,則採用三支承結構。例如,軸ⅲ、ⅳ的兩端各裝有乙個圓錐滾子軸承,在中間還裝有乙個向心球軸承作為輔助支承。

③傳動齒輪

主軸箱中的傳動齒輪多數是直齒的,為了使傳動平穩,在ⅴ—ⅵ軸間使用了一對斜齒輪。齒輪和傳動軸的連線,有固定、空套和滑移的三種。在主軸箱中共有七個滑移齒輪,其中:

軸ⅱ、ⅲ、ⅳ上的滑移齒輪和主軸ⅵ上的齒輪離合器m2上的齒輪是用於主軸變速的;軸ⅹ、ⅸ上的滑移齒輪是分別用於車削左、右旋螺紋及正常螺距、擴大螺距的變換。操縱這些滑移齒輪共用三套操縱機構。

④卸荷帶輪

主軸箱的運動由電機經皮帶傳入。為了改善主軸箱輸入軸的工作條件,並使傳動平穩,主軸箱運動輸入軸上的皮帶輪採用卸荷結構。皮帶輪與花鍵套用螺釘連線成一體,支承在法蘭體內的兩個向心球軸承上,而法蘭體則固定在主軸箱體上。

這樣,皮帶輪可通過花鍵套帶動ⅰ軸旋轉,而皮帶的張力經法蘭體直接傳至箱體上,軸ⅰ便不致受橫向力作用而產生彎曲變形,提高了傳動的平穩性。

⑤雙向多片式摩擦離合器、制動器及其操縱機構

在軸ⅰ上裝有雙向摩擦片式離合器,它用於主軸起動和控制正、反轉,並可起過載保護作用。該離合器由內摩擦片、外摩擦片、定位片、滑套及空套齒輪等組成。左離合器傳動主軸正轉,用於切削加工,傳遞的扭矩較大,因而片數多;右離合器片數少,傳動主軸反轉,主要用於退刀。

離合器的內外片鬆開時的間隙要適當,當發生間隙過大或過小時,必須進行調整。調整方法為:將定位銷壓入缺口,然後轉動左側螺母,可調整左邊摩擦片的間隙;轉動右側螺母,可調整右邊摩擦片的間隙。

調整好後,讓定位銷彈出,重新卡住螺母缺口,以防螺母在工作過程中鬆動。

為了縮短輔助時間,提高生產率,在軸ⅳ上裝有鋼帶式制動器(剎車),當需要工具機停止工作時,即當摩擦的時刻,為克服主軸的轉動慣量,該制動器立即使主軸停止轉動。制動器由槓桿、制動盤、調節螺釘及彈簧、制動帶等組成。制動盤和軸ⅳ用花鍵連線,鋼製制動帶的內側有一層夾鐵砂帆布,以增加摩擦面的摩擦係數,制動帶的一端與和槓桿相連線,另一端由接頭和調節螺釘固定於箱體。

制動器和摩擦離合器共用一套操縱機構。當操縱手柄使離合器脫開時,齒條軸處於中間位置,此時,齒條軸上的凸起部分剛好處於與槓桿下端相接觸的位置,使槓桿按逆時針方向擺動,使制動帶拉緊,使軸ⅳ和主軸迅速停止轉動。若摩擦離合器接合、主軸轉動時,槓桿處於齒條軸凸起部分的右邊或左邊的凹槽中,使制動帶放鬆,主軸就不再被制動。

這樣制動器和離合器兩者是互鎖的。制動帶對制動盤制動力(即制動帶的拉緊程度)可由調節螺釘進行調節。

⑥主軸部件

主軸是車床的主要零件之一,在工作時承受很大的切削力,故要求主軸具有足夠的剛度和較高的精度。它是乙個空心的階梯軸,其內孔(φ48㎜)用於通過φ47㎜以下的長棒料或穿入鋼棒以卸下頂尖,也可用於裝置氣動、電動和液壓夾緊機構。主軸前端的錐孔為莫氏6號錐度,用於安裝頂尖套及前頂尖;

也可安裝心軸,有自鎖作用,可借助於錐面配合的摩擦力直接帶動心軸和工件轉動。主軸後端具有錐度為1:2o的錐孔,它是加工主軸用的工藝基準面。

主軸前端採用短錐法蘭式結構,用於安裝卡盤或撥盤,由主軸端面上的圓形撥塊傳遞扭矩。主軸尾部的圓柱面用作安裝各種輔具(電氣、液壓及氣動裝置等)的安裝基面。

主軸有前、中、後三個支承,保證主軸具有較好的剛性。這種支承方式要求箱體上三個支承孔的同軸度好,否則不但裝配困難,並影響主軸的工作效能。採用三支承後,主軸空轉時摩擦功率的損耗較大。

前支承由兩個滾動軸承組成。前面是d級精度的318212型圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承,用於承受徑向力,這種軸承具有剛性好,精度高,尺寸小和承載能力大等優點。另外採用乙個d級精度雙列60°角接觸向心推力軸承,以承受正反兩方向的軸向力。

這種軸承的軸向承載能力、剛性和極限轉速都較高。該工具機主軸推力軸承安裝在前支承中,離加工部位的距離較近,中、後軸承都只能承受徑向載荷,而在軸向方向可以游動,當主軸在長時間運**熱膨脹時,可以允許向後微量伸長,以減少主軸的彎曲變形,因而對加工精度的影響較小。但結構複雜,裝配不方便。

後支承使用乙個e級精度的318212型圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承。主軸的中間支承是乙個e級精度的32216型單列向心短圓柱滾子軸承。主軸支承對主軸的運轉精度及剛度影響很大。

主軸軸承應在無間隙(或少量過盈)條件下進行運轉。軸承中的間隙,直接影響工具機的加工精度。因此,主軸軸承的間隙須定期地進行調整。

前軸承間隙的調整方法為:鬆開前端螺母,擰動帶鎖緊鍵的圓螺母,這時軸承的內環就相對主軸錐形軸頸向右移動;由於該軸承內環很薄,而且內孔也和主軸錐面一樣,具有1:12的錐度,因此,內環在軸向移動時,便產生向外的徑向彈性變形(脹大),達到調整軸承徑向間隙或預緊的目的。

主軸的徑向跳動和軸向跳動允差都是0.01㎜。 主軸的徑向跳動影響加工表面的圓度和同軸度;軸向跳動影響加工端麵的平面度和螺距精度。

當主軸跳動量超過許用值時,一般情況下是適當調整前支承的間隙,就可使主軸跳動量調整到許用值內。如徑向跳動仍達不到要求時,可調整後軸承的間隙,中間支承的間隙不可調整。

⑦潤滑裝置

為了保證工具機的正常工作和減少零件的磨損,需採用合理的潤滑裝置。潤滑方式有以下兩種:

1)濺油潤滑:依靠高速旋轉的齒輪將潤滑油飛濺各處。這種方式存在油量不能按需要控制,還會引起潤滑油發熱,潤滑油輸送到摩擦面之前不能濾淨等缺點。工具機很少採用,只使用在一些減速器中。

2)油幫浦供油迴圈潤滑:潤滑油由油幫浦從油箱中吸出經濾油器,濾清後輸送至分油器,然後經油管送至個各摩擦面。ca6140型車床採用了油幫浦供油箱外迴圈潤滑方式。這種潤滑方式有兩大優點:

a.可以把箱體內的熱量帶到箱外,降低主軸箱的溫公升,減少熱變形,有利於保證加工精度。

b.可使主軸箱內的贓物等及時排除,減少傳動件的磨損。

5.進給傳動系統及主要結構

1.進給運動傳動鏈

進給運動傳動鏈是使刀架實現縱向或橫向運動的傳動鏈。進給運動的動力**也是主電動機(7.5kw,1450)。

運動由電動機經主傳動鏈、主軸、進給傳動連至刀架,使刀架帶著車刀實現機動的縱向進給,橫向進給或車削螺紋。雖然刀架移動的動力來自電動機,但由於刀架的進給量及螺紋的的導程是以主軸每轉過一轉時刀架的移動量來表示的,所以我們在分析此傳動鏈時把主軸作為傳動鏈的起點,而把刀架作為傳動鏈的終點,即進給運動傳動鏈的兩末端件是主軸和刀架。

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