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主軸箱:又稱床頭箱,它的主要任務是將主電機傳來的運動經過一系列的變速機構使主軸所需的正反兩種轉向的不同轉速,同時主軸箱分出部分動力將運動傳給進給箱。主軸箱中的主軸是車床的關鍵零件。主軸在軸承上運轉的平穩(wěn)性直接影響工件的加工,一旦主軸的精度,則機床的使用價值就會。
進給箱:又稱走刀箱,進給箱中裝有進給運動的變速機構,其變速機構,可所需的進給量或螺距,通過光杠或絲杠將運動傳至刀架以進行切削。
絲杠與光杠:用以聯(lián)接進給箱與溜板箱,并把進給箱的運動和動力傳給溜板箱,使溜板箱縱向直線運動。絲杠是專門用來車削各種螺紋而設置的,在進行工件的其他表面車削時,只用光杠,不用絲杠。同學們要結合溜板箱的內容區(qū)分光杠與絲杠的區(qū)別。
溜板箱:是車床進給運動的操縱箱,內裝有將光杠和絲杠的運動變成刀架直線運動的機構,通過光杠傳動實現(xiàn)刀架的縱向進給運動、橫向進給運動和快速,通過絲杠帶動刀架作縱向直線運動,以便車削螺紋。
刀架:有兩層滑板(中、小滑板)、床鞍與刀架體共同組成。用于安裝車刀并帶動車刀作縱向、橫向或斜向運動。
尾架:安裝在床身導軌上,并沿此導軌縱向,以其工作位置。尾架主要用來安裝后,以支撐較長工件,也可安裝鉆頭、鉸刀等進行孔加工。
床身:是車床帶有精度要求很高的導軌(山形導軌和平導軌)的一個大型基礎部件。用于支撐和連接車床的各個部件,并保證各部件在工作時有準確的相對位置。
冷卻裝置:冷卻裝置主要通過冷卻水泵將水箱中的切削液加壓切削區(qū)域,切削溫度,沖走切屑,加工表面,以使用壽命和工件的表面加工。
折疊編輯本段車床發(fā)展
古代的車床是靠手拉或腳踏,
腳踏車床
腳踏車床
通過繩索使工件,并手持而進行切削的。1797年,英國機械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床,并于1800年采用交換齒輪,可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年,另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。為了機械化自動化程度,1845年,美國的菲奇發(fā)明轉塔車床。1848年,美國又出現(xiàn)回輪車床1873年,美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床,不久他又制成三軸自動車床。
普通車床
普通車床
20世紀初出現(xiàn)了由單獨電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。次大戰(zhàn)后,由于、汽車和其他機械工業(yè)的需要,各種自動車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了小批量工件的生產率,40年代末,帶液壓仿形裝置的車床推廣,與此同時,多刀車床也發(fā)展。50年代中,發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術于60年始用于車床,70年代后迅速發(fā)展。
折疊編輯本段車床類型
普通車床
加工對象廣,主軸轉速和進給量的范圍大,能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。這種車床主要由工人手工操作,生產效率低,適用于單件、小批生產和修配車間。
轉塔和回轉車床
具有能裝多把的轉塔刀架或回輪刀架,能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同完成多種工序,適用于成批生產。
自動車床
按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工,能自動上下料,重復加工一批同樣的工件,適用于大批、大量生產。
多刀半自動車床
有單軸、多軸、和立式之分。單軸的布局形式與普通車床相似,但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下,用于加工盤、環(huán)和軸類工件,其生產率比普通車床3~5倍。
仿形車床
能仿照樣板或樣件的形狀尺寸,自動完成工件的加工循環(huán)(見仿形機床),適用于形狀較復雜的工件的小批和成批生產,生產率比普通車床高10~15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型。
立式車床
主軸垂直于水平面,工件裝夾在水平的回轉工作臺上,刀架在橫梁或立柱上。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件,分單柱和雙柱兩大類。
鏟齒車床
在車削的同時,刀架周期地作徑向往復運動,用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件,由單獨電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。
專門化車床
加工某類工件的特定表面的車床,如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。
聯(lián)合車床
主要用于車削加工,但附加一些特殊部件和附件后還可進行鏜、銑、鉆、插、磨等加工,具有"一機多能"的特點,適用于工程車、船舶或修理站上的修配工作。
馬鞍車床
馬鞍車床在車頭箱處的左端床身為下沉狀,能夠容納直徑大的零件。車床的外形為兩頭高,中間低,形似馬鞍,所以稱為馬鞍車床。馬鞍車床適合加工徑向尺寸大,軸向尺寸小的零件,適于車削工件外圓、內孔、端面、切槽和公制、英制、模數(shù)、經節(jié)螺紋,還可進行鉆孔、鏜孔、鉸孔等工藝,特別適于單件、成批生產企業(yè)使用。馬鞍車床在馬鞍槽內可加工較大直徑工件。機床導軌經淬硬并精磨,操作方便可靠。車床具有功率大、轉速高,剛性強、精度高、噪音低等特點。
折疊編輯本段發(fā)展方向
數(shù)控技術的應用不但給制造業(yè)帶來了性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大,它對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。當前數(shù)控車床呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。
1 高速、高精密化
高速、精密是機床發(fā)展永恒的目標。隨著科學技術突飛猛進的發(fā)展,機電產品更新?lián)Q代速度加快,對零件加工的精度和表面的要求也愈來愈高。為這個復雜多變市場的需求,當前機床正向高速切削、干切削和準干切削方向發(fā)展,加工精度也在不斷地。另一方面,電主軸和直線電機的成功應用,陶瓷滾珠軸承、高精度大導程空心內冷和滾珠螺母強冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導軌副等機床功能部件的面市,也為機床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。數(shù)控車床采用電主軸,取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié),大大了主傳動的轉動慣量,了主軸動態(tài)響應速度和工作精度,徹底解決了主軸高速運轉時皮帶和帶輪等傳動的振動和噪聲問題。采用電主軸結構可使主軸轉速達到10000r/min以上。直線電機驅動速度高,加減速特性好,有優(yōu)越的響應特性和跟隨精度。用直線電機作伺服驅動,省去了滾珠絲杠這一中間傳動環(huán)節(jié),了傳動間隙(包括反向間隙),運動慣量小,剛性好,在高速下能精密定位,從而極大地了伺服精度。直線導軌副,由于其具有各向間隙為零和非常小的,磨損小,可忽略不計,有非常好的熱性,了全程的定位精度和重復定位精度。通過直線電機和直線導軌副的應用,可使機床的快速速度由原來的10~20m/min到60~80m/min,甚至高達120m/min。
2 高可靠性
數(shù)控機床的可靠性是數(shù)控機床產品的一項關鍵性指標。數(shù)控機床能否發(fā)揮其高性能、高精度和率,并良好的效益,關鍵取決于其可靠性的高低。
3 數(shù)控車床設計CAD化、結構設計模塊化
隨著計算機應用的普及及技術的發(fā)展,CAD技術了廣泛發(fā)展。CAD不僅可以替代人工完成繁瑣的繪圖工作,更重要的是可以進行設計方案選擇和大件整機的靜、動態(tài)特性分析、計算、及設計,可以對整機各工作部件進行動態(tài)模擬。在模塊化的基礎上在設計階段就可以看出產品的三維幾何模型和逼真的色彩。采用CAD,還可以大大工作效率,設計的一次成功率,從而縮短試制周期,設計成本,市場競爭能力。通過對機床部件進行模塊化設計,不僅能重復性勞動,而且可以快速響應市場,縮短產品設計周期。
4 功能復合化
功能復合化的目的是進一步機床的生產效率,使用于非加工輔助時間減至少。通過功能的復合化,可以擴大機床的使用范圍率,實現(xiàn)一機多用、一機多能,即一臺數(shù)控車床既可以實現(xiàn)車削功能,也可以實現(xiàn)銑削加工;或在以銑為主的機床上也可以實現(xiàn)磨削加工。寶雞機床廠已經研制成功的CX25Y數(shù)控車銑復合中心,該機床同時具有X、Z軸以及C軸和Y軸。通過C軸和Y軸,可以實現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。該機床還配置有強動力刀架和副主軸。副主軸采用內藏式電主軸結構,通過數(shù)控可直接實現(xiàn)主、副主軸轉速同步。該機床工件一次裝夾即可完成全部加工,極大地了效率。
5 智能化、網(wǎng)絡化、柔性化和集成化
21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的。智能化的內容包括在數(shù)控中的各個方面:為追求加工效率和加工方面的智能化,如加工的自適應控制,工藝參數(shù)自動生成;為驅動性能及使用連接方面的智能化,如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控等方面的內容,以方便的診斷及維修等。網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近年來機床發(fā)展的一個熱點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地生產線、制造、制造企業(yè)對信息集成的需求,也是實現(xiàn)新的制造,如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。數(shù)控機床向柔性自動化發(fā)展的趨勢是:從點(數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡集成制造)的方向發(fā)展,另一方面向注重應用性和經濟性方向發(fā)展。柔性自動化技術是制造業(yè)適應動態(tài)市場需求及產品迅速更新的主要手段,是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢,是先進制造領域的基礎技術。其重點是以的可靠性、實用化為前提,以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標,注重加強單元技術的開拓和完善。CNC單機向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展。數(shù)控機床及其構成柔性制造能方便地與CAD、CAM、CAPP及MTS等聯(lián)結,向信息集成方向發(fā)展。網(wǎng)絡向開放、集成和智能化方向發(fā)展。
折疊編輯本段拖動特點
從車床加工工藝出發(fā),對中小車床的拖動及控制有如下要求:1.為保證經濟、可靠,主拖動電動機一般選用籠型異步電動機。為調速范圍的要求,一般采用機械變速。2.主軸電動機的啟動、停止應能實現(xiàn)自動控制。一般中小型車床均采用直接啟動,當電動機容量較大時,常用YY-三角形降壓啟動,為實現(xiàn)快速停車,一般采用機械或電氣制動。3.為車削螺紋,要求主軸能正、反轉。小型車床主軸正、反轉悠主拖動電動機正、反轉來實現(xiàn),當主拖動電動機容量較大時,主軸正、反轉常用電磁離合器來實現(xiàn)。4.為冷卻車削加工時的與工件,應設有一臺冷卻泵。冷卻泵只需單向,且與主軸電動機有著連鎖關系。5.控制電路應設有必要的安全保護及安全可靠的局部照明。
折疊編輯本段工作
機床的及油脂的選擇是根據(jù)機床的結構、自動化程度、機床使用的工況及對精密度的要求進行綜合衡量而作出決定的,機床在減磨降耗的同時要力求避免溫升和振動。機床作為復雜而精密的機器,會采用多種多樣的傳動裝置,根據(jù)設備的種類、工作及所要求的精密度要求對油品的粘度、油性抗氧化性、抗極壓性能等相關性能都有不同的要求。
折疊要求
1、機床的點多而復雜,而且有許多機床同時,因而多采用自動,也稱強制循環(huán),以節(jié)省人力,并保證可靠的。2、機床多靠液壓傳動,為簡化,因而許多機床是液壓與共用的,因而要考慮在保證液壓工作正常的同時要各個點對的要求。在考慮運行成本的前提下盡可能選用粘度指數(shù)高,抗磨性能和抗氧化性能好的油(脂)。3、單機大型機床的導軌和主軸承的,通常采用重力加油(滴油、油芯)。用這種要考慮油的流動性,以保證油可以自動流進副。4、大型機床有很多齒輪傳動裝置、和軸承。特別是磨床都有很復雜的傳動裝置,因損失的功率達到30-40%,因此在選用油時必須考慮到適當?shù)恼扯燃傲己玫目鼓バ?,力限度的損失以節(jié)省動力消耗。5、粗加工機床大多是間歇式工作,因此會產生沖擊負荷并伴有邊界,所以要考慮適當?shù)哪甓取⒘己玫男阅芎涂箻O壓性能。6、精密機床的對油的溫升有很嚴格的要求,一般不能超過室溫2-5℃,因此對油品的粘度及及油箱的容量要做周密的計算和設計。7、機床、液壓及各個副密封不良,會使加工中的金屬磨屑、研磨粉粒進如到中,不但可能堵塞油路造成磨損還會加速油品的變質。因此對密封的關注是必要的!8、在金屬切削、研磨機床上為冷卻、和加工工件,大多使用乳化液以及在磨床上用的三鈉水溶液都有可能進入到油,促進油的貶變質和乳化。因此在選擇油時必須考慮到油品的抗乳化性、耐水、防銹及防腐蝕性。9、機床導軌是機床的重點和難點,導軌的運動是反復式的,而且速度及載荷變化很大,容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,造成加工精度甚至機床報廢。所以早選擇油時要考慮適當?shù)恼扯群涂古佬院玫挠汀?
折疊油的要求
機床的包括軸承、齒輪、導軌和的;機床油脂包括:液壓油、液壓導軌油和油(脂),不同的機床種類及工況的不同對油品的性能有不同的要求:
軸承的:
1)、軸承的:軸承是常用的傳動,油不僅要
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起到的作用還要起到冷卻的作用,因此需要用性能良好的低粘度的油,同時需要具備良好的抗氧化、抗磨性、防銹性及抗泡沫性。對于精密磨床的磨石主軸所用的精密軸承,因軸承間隙特小(1微米),轉速特別高(30000r/min以上)應使用粘度很小,抗磨油性的粘度為2.0mm2(40℃)的油.
2)、軸承的:軸承在機床上,由于具有系數(shù)小,并運轉安靜等優(yōu)點,因而機床上已大量采用軸承,內徑25mm,轉速30000r/min以下時,可用封入高速脂。超過30000r/min時,則應用強制或噴霧。需要注意的是軸承除大型、粗糙的特殊情況,一般不能使用含固體劑的脂。
二 齒輪的:
機床的齒輪的沖擊和振動不大,負荷較小,應而一般不需要使用含極壓添加劑的油。需要注意的是如何防止主軸箱的熱變形,沖擊負荷較大的沖壓或剪切機床的齒輪,應使用含抗磨劑的齒輪油,用于循環(huán)或油浴的齒輪油,除了要考慮抗氧化性,還要顧及抗腐蝕、抗磨、防銹蝕及抗泡性。根據(jù)齒輪的種類選擇的齒輪油和的粘度。
三 導軌的:
導軌的負荷及速度變化很大,一般導軌面的負荷為3-8N/cm2,但由于導軌的進行反復運動,因此容易產生邊界,甚至半干而爬行現(xiàn)象,除了機床設計和材料不良是爬行的主要原因。為克服爬行現(xiàn)象,除用氟系樹脂導軌貼面等,在方面,主要用含防爬劑的油,導軌一般選用粘度32、68、100、150的導軌油,西班牙老鷹導軌油BESLUXLUDER系列(32,46、68,100、150、220)符合ISO6743/4,L-HG級別。
四 機床是一種特殊的軸承。固定負荷不大,高速機床多采用回轉,復負荷較大,因此都采用封入脂來。
折疊編輯本段安全問題
車床技術安全操作規(guī)程:(1) 工作前按規(guī)定機床,檢查各手柄是否到位,并開慢車試運轉五分鐘,確認一切正常方能操作。(2)卡盤夾頭要上牢,開機時扳手不能留在卡盤或夾頭上。(3)工件和裝夾要牢固,刀桿不應伸出過長(鏜孔除外);轉動小刀架要停車,防止碰撞卡盤、工件或劃破手。(4)工件運轉時,操作者不能正對工件,身不靠車床,腳不踏油盤。(5)高速切削時,應使用斷屑器和擋護屏。(6)禁止高速反剎車,退車和停車要平穩(wěn)。(7)鐵屑,應用刷子或專用鉤。(8)用銼刀打光工件,必須右手在前,左手在后;用砂布打光工件,要用"手夾"等工具,以防絞傷。(9)一切在用工、量、刃具應放于附近的安全位置,做到整齊有序。(10)車床未停穩(wěn),禁止在車頭上取工件或測量工件。(11) 車床工作時,禁止打開或卸下防護裝置。(12) 臨近下班,應清掃和車床,并將尾座和溜板箱退到床身右端。
折疊編輯本段修整步驟
1)修整刀體的底平面,使刀體平直。2)粗磨前面,使前面與刀體底平面平行。3)粗磨主后面,主切削刃與砂輪外圓平行,刀體與砂輪傾斜60 -8。,以形成正確的主后角。4)以刀體左側平面為基準,車床磨刀體左側的副后面,同時保證副偏角和副后角。5)刃磨右側的副后面,兼顧以下要求:①以刀頭中心為對稱軸,保證主切削刃寬度。②保證刀頭長度。③磨出副偏角,并保證副后角。6)精磨前面,刃磨卷屑槽。車床采用帶斜角和較寬的開放式卷屑槽,以形成半徑較大的卷屑,向同一側有序。車床同時還應保證需要的前角。7)精磨主后面和過渡刃、切削刃倒角。
折疊編輯本段操作規(guī)程
1、車床開機前,首先檢查油路和轉動部件是否靈活正常,開機時要穿緊身工作服,袖口扣緊,長發(fā)要帶防護帽,禁止戴手套,切削工件和磨刀時必須戴眼鏡。2、開機時要觀察設備是否正常,車刀要夾牢固,吃刀深度不能超過設備本身的負荷,刀頭伸出部份不要超出刀體高度的1.5倍,轉動刀架時要把大刀退回到安全的位置,防止車刀碰撞卡盤,上落大工件,床面上要墊木板。用吊車配合裝卸工件時,夾盤未工件不允許卸下吊具,并且要把吊車的全部控制電源斷開。工件后車床轉動前,須將吊具卸下。3、使用砂布磨工件時,砂布要用硬木墊,車刀要移到安全位置、刀架面上不準放置工具和零件,劃針盤要放牢。4、車床變換轉速應停止車床轉動后方可以轉換,以免碰傷齒輪,開車時,車刀要慢慢接近工件,以免屑沫崩傷人或損壞工件。5、車床工作時間不能隨意離開工作崗位,禁止玩笑打鬧,有事離開必須停機斷電, 工作時思想要集中,機器運轉中不能測量工件,不能在運轉中的車床附近更換衣報,未能取得上崗證的人員不能單獨操作車床。
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