理论教育 卧式车床及其应用范围

卧式车床及其应用范围

时间:2023-06-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在所有车床中,卧式车床应用最为广泛。(一)卧式车床卧式车床主轴转速和进给量的调整范围大,加工对象广,车床所具有的加工功能,卧式车床几乎都具备,其数量约占车床总数的65%。床身和床腿构成车床的基础,床身上装有车床的主要部件。此外车床上还有冷却润滑装置、照明装置及盛液盘等。卡盘式数控车床没有尾座,夹紧方式多为电动或液动控制。

卧式车床及其应用范围

车床是用作纵向或横向直线移动的车刀对旋转工件进行车削加工的机床,是各类机床中应用最广、机械制造业中最基本的机床。车床加工范围较广,可以加工内、外旋转表面、内、外螺纹面和端平面。

车床按用途和结构的不同,主要分为卧式车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动车床、多轴半自动车床、仿形车床、多刀车床和各种专门化车床,如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床、铲齿车床。在所有车床中,卧式车床应用最为广泛。近年来,计算机技术被广泛运用到机床制造业中,随之出现了数控车床、车削加工中心等机电一体化的产品。

(一)卧式车床

卧式车床主轴转速和进给量的调整范围大,加工对象广,车床所具有的加工功能,卧式车床几乎都具备,其数量约占车床总数的65%。

下面以常见的CA6140A型车床为例进行介绍。CA6140A型车床属于普通级精度机床,结构复杂,加工范围广,可用中心钻钻中心孔、车外圆、车端面、使用麻花钻钻孔、镗孔、切槽与切断、车螺纹、用滚花刀滚花、车锥面和车特形面等,但生产效率低,适用于单件、小批生产。

1.卧式车床结构

卧式车床主要由主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、丝杠、光杠、床身、床腿、刀架和尾座组成,如图9-1所示。

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图9-1 卧式车床的结构

主轴箱用来支承主轴,并通过变换主轴箱外部手柄的位置使主轴获得多种转速,从而使其端部的卡盘带动工件旋转。

交换齿轮箱传递主轴箱的旋转运动给进给箱,通过变换交换齿轮箱内的齿轮与进给箱相配合,可获得各种不同的进给量或加工各种不同的螺纹。

进给箱通过变换进给箱体外面的手柄位置,改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。

溜板箱把光杠或丝杠的转动变为拖板的移动,将运动传给刀架,实现刀架的纵向或横向进给等。

车外圆、车端面和车锥面等自动进给时,用光杠传动;车螺纹或蜗杆时用丝杠传动,但光杠和丝杠不得同时使用。床身和床腿构成车床的基础,床身上装有车床的主要部件。床身上有四条精确的导轨,以引导拖板和尾座移动。床腿支承床身,并与地基连接。刀架用来装夹车刀,安装在床身右端的导轨上,可根据加工需要左右调节位置,其上也可安装后顶尖以支承工件或安装钻头等。此外车床上还有冷却润滑装置、照明装置及盛液盘等。

2.卧式车床的尺寸系列

车床的主参数是床身上的最大车削直径,如CA6140A型车床,床身上最大的加工直径是400mm。为了满足加工各种直径零件的需要,把同一类的车床床身上最大车削直径制成大小不一的系列尺寸,分别为250mm、320mm、400mm、500mm、630mm、800mm、1000mm、1250mm 8个品种,如CA6132型、CA6140型。图9-1中尾座标有“400×1000”,其中“1000”就是车床的第二主参数,表示该车床加工工件的最长长度为1000mm。车床的第二主参数也按一定规律形成尺寸系列,分别为350mm、500mm、750mm、 1000mm、1500mm、2000mm、3000mm、4000mm、5000mm、6000mm、7000mm、8000mm、10000mm、12000mm。

3.卧式车床的型谱

机床的型谱由基型系列与派生系列编成统一图表,综合表明各商品的尺寸参数的系列性与商品间结构的相似性。通常尺寸系列代表商品型谱的纵向发展趋势,如CA6140A、CA6150A;而同一尺寸的各种派生商品系列代表该商品型谱的横向发展趋势,如CA6140、CA6140A。

4.车床型号举例

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(二)数控车床

数控车床主要用来加工轴类、盘套类等回转体零件,能够通过程序控制自动完成内、外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等工序的切削加工,并进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作,是目前国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床,约占数控机床总数的25%,是集机械、电气液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。而数控车削中心和数控车铣中心,在一次装夹中可以完成更多的加工工序,提高了加工质量和生产率,因此特别适合复杂形状的回转体类零件的加工。

1.数控车床的结构

数控车床由数控系统和机床本体组成。数控系统是所有数控设备的核心,其基本组成部分有程序的输入、输出装置、数控装置和伺服驱动装置。机床本体包括床身、电动机、主轴箱、电动回转刀架、进给传动系统、冷却系统、润滑系统和安全保护系统等组成。

在国际市场上,中、高档数控系统主要由以日本发那科公司、德国西门子公司、日本三菱公司为代表的少数企业所垄断,其中发那科的约占50%。国内自主研发的数控系统主要有华中世纪星等。

从机械结构上看,数控车床没有传统的进给箱、溜板箱和交换齿轮箱,而是直接用伺服电动机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具,实现进给运动,因而大大简化了进给系统的结构。由于要实现计算机数字控制(Computer numerical control,CNC),因此,数控车床要有计算机数字控制装置和CRT控制面板,如图9-2所示。

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图9-2 数控车床

2.数控车床的分类(www.daowen.com)

数控车床品种繁多,规格不一,可按以下方法进行分类。

(1)按主轴位置分类 数控车床可分为卧式数控车床和立式数控车床,如图9-3所示。卧式数控车床又有水平导轨和倾斜导轨两种,档次较高的数控卧式车床一般都采用倾斜导轨。立式数控车床的主轴垂直于水平面,用一个直径很大的圆形工作台来装夹工件。

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图9-3 卧式车床和立式车床

a)卧式数控车床 b)立式数控车床

(2)按加工零件的基本类型分类 数控车床可分为卡盘式数控车床和顶尖式数控车床,如图9-4所示。卡盘式数控车床没有尾座,夹紧方式多为电动或液动控制。顶尖式数控车床配有普通尾座或数控尾座。

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图9-4 卡盘式数控车床和顶尖式数控车床

a)卡盘式数控车床 b)顶尖式数控车床

(3)按刀架数量分类 数控车床可分为单刀架数控车床和双刀架数控车床,如图9-5所示。单刀架数控车床一般都配置有各种形式的单刀架,如四工位卧式转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。双刀架数控车床的双刀架配置平行分布,也可以相互垂直分布。

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图9-5 单刀架数控车床和双刀架数控车床

a)单刀架数控车床 b)双刀架数控车床

(4)按数控系统的功能和机械构成分类 数控车床还可分为经济型数控车床、多功能数控车床和数控车削加工中心。

经济型数控车床成本较低,自动化程度和功能都比较差,加工精度较低,适用于要求不高的回转体类零件的加工。

多功能数控车床也称全功能型数控车床,一般采用后置转塔式刀架,可装刀具数量较多,主轴为伺服驱动,车床采用倾斜床身结构,便于排屑,数控系统的功能较多,可靠性较好。

数控车削中心在普通数控车床的基础上,增加了C轴和铣削动力头,更高级的车削加工中心带有刀库,可控制XZC三个坐标轴,联动控制轴可以是(XZ轴)、(XC轴)或(ZC轴)。由于增加了C轴和铣削动力头,数控车削中心的加工功能大大增强,除可以进行一般车削外,还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转轴线的孔和径向孔的钻削等加工。图9-6所示为数控车削中心加工图。

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图9-6 数控车削中心加工图

3.数控车床的特点

①传动链短。数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电动机驱动。伺服电动机直接与丝杠联接从而带动刀架运动,而且主轴箱内的结构已比传统车床简单得多。

②精度高。数控车床的刚性高是为了与控制系统的高精度控制相匹配,以便适应高精度的加工。

③拖动轻。刀架移动一般采用丝杠副带动,采用油雾自动润滑,拖动轻便。

为了提高数控车床导轨的耐磨性,一般采用镶钢导轨,这样机床精度保持的时间就比较长,也可延长其使用寿命。另外,数控车床还具有加工冷却充分、防护严密等结构特点,自动运转时都处于全封闭或半封闭状态。数控车床一般还配有自动排屑装置。

4.数控车床型号举例

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CK1480/1500、CK1480/2000中,1500、2000分别表示机床系列号。

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