1.卧式车床
2.1 概述
车工是机械加工中最常用的一个工种。在金属切削机床中,各类车床约占总数的一半左右。无论是在成批大量生产,还是在单件小批生产以及在机械的维护修理方面,车削加工都占有重要的地位。
车床的加工范围较广。在车床上主要加工工艺内容包括:内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、成形面、端面、沟槽以及滚花等。
车床的种类很多,主要有卧式车床、转塔车床、立式车床、多刀车床、自动及半自动车床、仪表车床、数控车床等。一般车床加工的公差等级为IT10~IT8,表面粗糙度可达Ra6.3~0.8μm。随着生产的发展,高效率、自动化和高精度的车床不断出现,为车削加工提供了广阔的前景,但卧式车床仍是各类车床的基础。
2.2车床介绍
2.2.1 卧式车床的编号
车工实习常有的卧式车床有C61
36、C6132等几种型号,现以C6136的编号为例介绍:
C—是“车床”汉语拼音的第一个字母(大写); 6—代表组别代号,为落地及卧式车床组; 1—代表系别代号,为卧式车床;
36—代表车床的基本参数,即最大工件直径的1/10,此为360mm。
2.2.2 卧式车床的组成部分
卧式车床的组成部分有:床身、床头箱(也叫主轴箱)、进给箱(也叫送进箱)、光杠、丝杠、溜板箱、刀架、尾架及床腿等。图2-2是C6136车床的示意图。
图2-1 C6136车床示意图
Ⅰ—变速箱 Ⅱ—进给箱 Ⅲ—主轴箱 Ⅳ—刀架 Ⅴ—尾座 Ⅵ—丝杠 Ⅶ—光杠 Ⅷ—床身 Ⅸ—床腿 Ⅹ—溜板箱
1、
2、6—主运动变速手柄
3、4—进给运动变速手柄 5—刀架纵向移动变速手柄 7—刀架横向运动手柄 8—方刀架锁紧手柄 9—小滑板移动手柄 10—尾座套筒锁紧手柄
11—尾座锁紧手柄 12—尾座套筒移动手轮 13—主轴正反转及停止手柄 14—开合螺母开合手柄 15—横向进给自动手柄 16—纵向进给自动手柄
17—纵向进给手动手柄 18—光杠、丝杠更换使用的离合器
床身:车床的基础零件,用以联接各主要部件并保证各个部件之间有正确的相对位置。床身上的导轨,用以引导刀架和尾架相对于床头箱进行正确的移动。 床头箱:内装主轴和主轴变速机构。电动机的运动经V带传动传给床头箱,通过变速机构使主轴得到不同的转速。主轴又通过传动齿轮带动挂轮旋转,将运动传给进给箱。
主轴为空心结构(如下图所示)。
图2-2 C6136车床主轴结构示意图
前部外锥面安装附件(如卡盘等)来夹持工件,前部内锥面用来安装顶尖,细长孔可穿入棒料。 进给箱:内装进给运动的变速机构,可按所需要的进给量或螺距调整其变速机构,改变进给速度。
光杠、丝杠: 将进给箱的运动传给溜板箱。自动走刀用光杠,车削螺纹用丝杠。
溜板箱:是车床进给运动的操纵箱。它可将光杠传来的旋转运动变为车刀需要的纵向或横向直线运动,也可操纵对开螺母使刀架由丝杠直接带动车削螺纹。 刀架:是用来夹持车刀使其作纵向、横向或斜向进给运动,由大刀架、横刀架、转盘、小刀架和方刀架组成。见图6-4。
大拖板:与溜板箱联接,带动车刀沿床身导轨作纵向移动。 中滑板:带动车刀沿大刀架上面的导轨作横向移动。
转盘:与横刀架用螺栓紧固。松开螺母,便可在水平面内扳转任意角度。 小刀架(也叫小拖板):可沿转盘上面的导轨作短距离移动。将转盘扳转若干角度后,小刀架带动车刀可作相应的斜向移动。
方刀架:用于装卡刀具,可同时安装四把车刀。
尾架:安装于床身导轨上。在尾架的套筒内装上顶尖可用来支承工件,也可装上钻头、铰刀在工件上钻孔、铰孔。
床腿:支承床身,并与地基联接。
2.3车刀
2.3.1车刀的组成与种类
车刀由刀头和刀体两部分组成。刀头用于切削,刀体用于安装。刀头一般由三面,两刃、一尖组成。
前刀面:是切屑流经过的表面。 主后刀面:是与工件切削表面相对的表面。 副后刀面:是与工件已加工表面相对的表面。
主切削刃:是前刀面与主后刀面的交线,担负主要的切削工作。
副切削刃:是前刀面与副后刀面的交线,担负少量的切削工作,起一定的修光作用。 刀尖:是主切削刃与副切削刃的相交部分,一般为一小段过渡圆弧。
图2-3车刀的组成与车刀的种类 90°车刀:用来车削工件的外圆,阶台和端面。 45°车刀:用来车削工件的外圆.端面和倒角。 切断刀:用来切断工件或工件上切出的沟槽。 镗孔刀:用来车削工件的内孔。
成形车刀:用来车削阶台处的圆角,圆槽或车削特殊形状工件。 螺纹车刀:用来车削螺纹。
2.3.2车刀的结构形式
最常用的车刀结构形式有以下两种: (1)整体车刀:刀头的切削部分是靠刃磨得到的,整体车刀的材料多用高速钢制成,一般用于低速切削。
(2)焊接车刀:将硬质合金刀片焊在刀头部位,不同种类的车刀可使用不同形状的刀片。焊接的硬质合金车刀,可用于高速切削。
2.3.3车刀的安装
车刀安装在方刀架上,刀尖一般应与车床中心等高。此外,车刀在方刀架上伸出的长短要合适,垫刀片要放得平整,车刀与方刀架都要锁紧(见图2-4)车刀使用时必须正确安装。
图2-4 车刀的安装
车刀安装的基本要求如下:
(1) 刀尖应与车床主轴轴线等高且与尾座顶尖对齐,刀杆应与零件的轴线垂直,其底面应平放在方刀架上。
(2) 刀头伸出长度应小于刀杆厚度的1.5~2倍,以防切削时产生振动,影响加工质量。
(3) 刀具应垫平、放正、夹牢。垫片数量不宜过多,以1~3片为宜,一般用两个螺钉交替锁紧车刀。
(4) 锁紧方刀架。 (5) 装好零件和刀具后,检查加工极限位置是否会干涉、碰撞。
2.4 车床的进给传动系统
车床作一般进给时,刀架由光杠经过溜板箱中的传动机构来带动。为适应各种不同的加工要求,车床的进给量能作相应的改变。进给箱通过左端的挂轮与床头箱相联接,对于每一组挂轮,进给箱都可相应变化12种不同的进给量。C6136车床进给量的范围是:
纵向进给量:ƒ纵=0.043~2.37mm/r。 横向进给量:ƒ横=0.038~2.1mm/r。
加工螺纹时,车刀的纵向进给运动由丝杠带动溜板箱上的对合螺母,拖动刀架来实现。
C6132车床主轴共有12种转速,从45r/min~1980r/min。
C6132车床对于每一组挂轮,进给箱可变化20种进给量。进给量的范围是: 纵向进给量:ƒ纵=0.06~3.34mm/r。 横向进给量:ƒ横=0.04~2.45mm/r。
2.5 工件的安装及所用附件
C6136车床三爪卡盘和主轴的联接(如图2-5)所示。主轴前部的外锥面和卡盘的锥孔配合,起定心作用,键用来传递扭矩,螺母将卡盘锁紧在主轴上。安装时,要擦干净主轴的外锥面和卡盘的锥孔,在床面上垫以木板,防止卡盘掉下来砸坏床面。
图2-5 三爪卡盘和主轴联接
安装工件时,应该使要加工表面回转中心和车床主轴的中心线重合,以保证工件位置准确;同时还要把工件卡紧,以承受切削力,保证工作时安全。在车床上常用的装卡附件有三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、中心架、跟刀架、心轴、花盘和弯板等。
2.6工件测量量具——游标卡尺
游标卡尺(图2-6)是一种比较精密的量具,可以用它来测量零件的外径、内径、长度、宽度、厚度、深度和孔距等尺寸,应用范围很广。按照读数的准确度,游标卡尺可分为1/10,1/20,1/50三种,他们读数的准确度分别是0.1mm,0.05mm,0.02mm。游标卡尺的测量范围有0~125mm,0~200mm,0~300mm等数种规格。
图2-6 游标卡尺 游标卡尺主要由主尺和副尺(游标)组成。旋松固定游标用的螺即可移动游标调节内外卡角来测量内外表面。深度尺用来测量工件的深度和台阶的长度。
以1/50的游标卡尺为例,说明它的刻线原理和读数方法。
当主副两尺的卡脚贴合时,副尺上的零线对准主尺的零线如图2-7所示,主尺每一小格为1mm,取主尺49mm长度在副尺上等分为50格,即主尺上49mm刚好等于副尺上50格。
副尺每格长度=49/50=0.98mm。主尺与副尺每格之差1mm-0.98mm=0.02mm。 读数分为3个步骤:
首先读出游标零线左边在尺身上的整数毫米值;
接着,根据副尺零线以右与主尺刻线对准的刻线乘上0.02读出小数; 然后再将上面的两项加起来,即为被测表面的实际尺寸。 读数为:10mm+47*0.02=10.940mm。