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1、第六章自动车床基本原理第六章 自动车床基本原理 第六章 自动车床基本原理 单轴纵切自动车床 自动车床 单轴六角自动车床 多轴自动车床 6.1 单轴纵切自动车床 一、结构特点 图61 图62单轴纵切自动车床工作原理图 1中心架；2弹簧夹头；3主轴箱；4主轴；5棒料；6重锤；7推杆；8导管；9中心架导套；10附属装置；11刀具 结构简单，5个刀架，生产率较高 加工精度IT6IT9，粗糙度 ；加工细长形小尺寸零件；刀架：一天平；三立刀架；一纵刀架； 横刀架只作横向移动。棒料随主轴一起转动并作纵向进给；中心架靠近横刀架，增加棒料刚度； 纵刀架：钻轴向中心孔，切内外螺纹；刀具有钻头、划钻、丝锥、板牙等。
2、 二、加工范围 1. 车圆柱面：刀具先移到所需位置不动，然后主轴箱与棒料一起作纵向进给。 2. 车阶梯轴：完成1后，主轴箱停移，刀具后退到下一个阶梯位置不动，主轴继续纵 向进给。 3. 车凹槽、成形表面：主轴箱不作纵向进给，成形车刀作横向进给。 主轴箱不动，成形车刀横向进给 4. 车锥形表面： 工件纵向进给，尖头车刀横向进给 5. 车小倒角：工件不移动，刀具横向进给。 6. 端面挖槽、切凹坑 7. 加工轴向中心孔：用纵刀架完成，在棒料尚未从导套伸出时进行钻孔，钻孔精度 8. 加工螺纹：用纵刀架完成，刀具旋转。 差动法：螺纹刀具的旋向与主轴转向相同。 切右旋螺纹：刀具转速高于主轴转速 切左旋螺纹
3、：刀具转速低于主轴转速 图62单轴纵切自动车床工作原理图 三、CG1107单轴纵切自动车床 1. 主要技术规格 加工棒料最大直径 7mm；棒料最大进给长度 50mm；主轴转速范围 10456600 r/min；主轴转速级数 17级；分配轴转速范围 0.18238.4 r/min；刀架数目 5个；电动机功率及转速 2.2 kw、1430 r/min。 1 第六章 自动车床基本原理 2. 传动系统 1电动机；2交换皮带轮；3冷却油泵；4停车凸块；5主轴箱凸轮；6弹簧夹头松夹拨块；7立刀架凸轮；8天平刀架凸轮；9附属装置凸轮；10附属装置主轴 62 单轴六角自动车床 一、结构特点： 主轴可自动变速换
4、向，有四个刀架 生产率较高 加工精度IT9IT11 表面粗糙度加工具有较复杂内孔、内外螺纹的套 筒类零件 二、工作原理及加工范围 图64 CG1107单轴纵切自动车床传动系统 图65 图66 1主轴；4前刀架；5后刀架；6回转刀架 1. 前、后、立刀架只作横向进给 2. 回转刀架作纵向进给 功能：成形、切槽、倒角、切断。 功能：挡料、钻孔、车外圆、加工螺纹。 3. 前、后、立、回转刀架的进给由分配轴上的凸轮控制，而回转刀架的换位送夹料是通过辅助轴实现的。 4. 主轴可以高速反转低速正转，低速正转车螺纹后、高速反转退刀。 5. 车、钻、切槽、成形、切断 都是由快速反转进行加工的。 三、C1336
5、单轴六角自动车床传动系统 图67 C1336单轴六角自动车床传动系统图 C1336单轴六角自动车床主运动传动路线： 2860或1450-20/60-A/B： M2合-56/42210/172 M1合49/49210/172 -主轴得高速反转 2 第六章 自动车床基本原理 C/D25/97M3合210/172 -主轴得低速正转 63多轴自动车床 一、结构特点： 结构复杂，调整机床所用时间长 4个主轴同向转动，生产率高。 有5个刀架。 四个横刀架 六个横刀架 4轴 6轴 一个纵刀架 一个纵刀架 加工精度IT11IT12；表面粗糙度。 适于加工以圆形、方形、六方形、冷拔料或管料为毛坯的形状较复杂、尺
6、寸较大的工件 二、工作原理及加工范围 1鼓轮；2纵刀架；3工具轴；4独立送进机构 横刀架：只作横向进给。 功用：成形、切槽、倒角、切断。 纵刀架：只作纵向进给。 功用：加工孔。 独立送进机构：除作纵向进给外，刀具还可以转动。 功用：铰孔、加工螺纹、高速钻孔。 横、纵、独立刀架的进给由分配轴上的凸轮控制。 图68 鼓轮转位、送夹料由分配轴上的凸轮控制。 表61自动车床类型 名称 单轴纵切 结构特点 结构简单 5个刀架 主轴自动变速换向 4个刀架 4个或6个主轴同向转，5或7个刀架 型号 1 加工精度 IT6IT9 生产率 较高 粗糙度 0.8 单轴六角 2 IT9IT11 较高 1.6 多轴 3
7、 IT11IT12 较高 3.2 表中：1. C107A, CG1107, C112, CG1112 2. C1312, C1318, C1325, C1336. 3. C2150.4D C2150.6D, (4D,6D4轴，6轴) 注：数字后两位表示所加工料的最大直径。 自动车床调整设计的任务：根据工步安排，设计凸轮；根据生产率，确定皮带轮位置、确定交换齿轮。 6.4 CG1107单轴纵切自动车床调整设计 一、工作原理 3 第六章 自动车床基本原理 主轴转动： 轴主轴 电机分配轴转动： 交换皮带轮A.B宽皮带轮轴电机轴轴a.b.蜗轮交换齿轮轴链轮轴蜗杆分配轴 A.B三角皮带轮蜗杆.蜗轮分配轴
8、上： 5主轴箱凸轮 6弹簧夹头松夹按块 7立刀架凸轮 8天平刀架凸轮 9纵刀架凸轮 图69 自动车床调整设计的主要任务就是设计5、6、7、8、9轮。 二、调整计算实例 1.绘制零件图，填写零件名称、材料、棒料直径 轮轴 T8 7 2.选择刀具、确定杠杆比和刀具位置 杠杆比i凸轮的升距与刀具行程之比 确定i：主轴箱 2：1 天平刀架 3：1 3号刀架 1：1 4.5号刀架 2：1 选择刀架 1刀精车头部3-0.03外圆及5外圆 2刀精车7的右端面和尾部3-0.03外圆 3刀切断 4刀倒角 i 加工精度 i 的刀架安排主要表面的工作 刀具位置 、径向：12刀的起始位置为8 3、4刀的起始半径取R1
9、2 轴向： 图610 1刀距切端面以左0.5 2刀具导套端面0.5 3刀距中心架导套端面2 刀具宽度b=1.5 4刀的尖端中心距切断面为0.75 3. 安排工步的顺序 以切断刀3开始退回为工序的开始，根据工件的形状和技术要求，共安排24个工步 其中工步2与工步1，工步16与15为重合工步。为了保证切削工步最后位置的准确性，安排4、6、8、12、14、21为“停持”工步 详细工步说明见表 4 第六章 自动车床基本原理 4. 确定刀具及主轴箱行程 工步1：切断刀退回到R12处，行程为： L1=12+0.5=12.5 切断刀尖超越量 工步2：1刀进至3 L2=(8-3)/2=2.5 工步3：主轴箱送
10、进 L3=10+0.5=10.5 1刀距切断面 工步23：主轴箱退回 L23=L3+L7+L10+L13=23.5 5. 确定走刀量S 查表，填入调整卡 6计算各工作工步所需要主轴转数NI=L/S 如工步3：NI3=10.5/0.01=1050转 将该值填入卡片中所需主轴转数“本工步”栏内。本卡片中各切削工步都不相重合，故在“计算工步”栏内也填相同的数值。 7选择切削速度与主轴转速 切削速度按表选为V=30m/min (表6-3) 主轴转速按d=7,V=30m/min查表得n主=1310转/min (表6-8 P111) 8计算空行程角度 空行程角度是以凸轮上升或下降值，以及生产率的大小，按表
11、中的数据来计算 本零件较复杂，取生产率“Q8”，故空行程角度按“ Q8”栏内数据计算。 工步1：L1=12.5,i为1:1,凸轮下降值为12.5*1=12.5， 由表知每1为0.5，则空程角度为12.5*0.56 工步2：L2=2.5,I=3:1,凸轮下降值为2.5*3=7.5,则空程角度为7.5*0.5=3.75取4，因工步2与工步1重合，所以工步2空程角“计算工步”栏内数值为0。 总的空行程角度： 空 =6+2+3+2+2+5+10+2+2+4+11+8+2+10+23+15=107 9计算工作行程所需角度数 1） 先求所需工作角度数总和 工=360-空=360-107=253 2） 各工
12、作工步的主轴转数总和 N工=1050+150+310+500+350+450=2810转 5 第六章 自动车床基本原理 3） 各工作步骤所需凸轮角度 工=*N工 如工步3：3=253*1050/2810=95 10确定凸轮角度与半径 1） 根据各工步所需的角度数，按工步的次序顺次递增填写各工步凸轮角度的起止数值，重合工步的角度值按其重合位置填写。 2） 确定凸轮半径时取刀具到达最前位置时凸轮为最大半径，然后按凸轮上升下将值顺序加减而得到各工步的凸轮半径值。 11计算生产率Q及其它数据 加工一个零件所需主轴转数N： N=*360=2810*360/253=3990转 Q=nz/N=1310/39
13、90=0.328件/min 按表在转速1310转/min栏中取生产率相近值为0.318件/min 制造一个零件所需时间T： T=60/Q=60/0.318=190秒 查表得： 交换齿轮： a=38,b=80 交换皮带论：A=60,B=204 三角皮带轮：F，J 12凸轮设计 按调整卡片中的“绘凸轮曲线数据”绘制凸轮图 1） 主轴箱凸轮分度线方向与其他刀架的凸轮分度线方向不同。 2） 凸轮各工作工步的曲线段要绘制成阿基米德螺旋线(等速进给) 3） 凸轮各空行程曲线段按样板画出 4） 3、4、5刀架凸轮的非工作角度部分均空程下降至最小半径35圆弧处 5） 1刀的加工终了位置由刚性挡铁装置来确定,其凸轮的最小半径应略小于计算半径(一般小0.5) 6） 各凸轮在0分度线处应有明显刻线标记,以便凸轮的安装和调态. 各凸轮标号: 主轴箱凸轮A 天平刀架凸轮B 3号刀架凸轮C 4号刀架凸轮D 6
