主轴箱.docx

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主轴箱

主轴箱：

支承主轴，使其↓，实现起、停、高速、变向

1.组成实物二十幅

2.卸荷式皮带轮六幅不受力只传扭矩

摩擦离合器（制动器）主要讲操纵

3.齿轮（整块滑移或拼装）大齿轮靠近支承，弯曲力↓

4.主轴组件：

二十一幅、三幅

内孔：

前端莫氏锥度、装，后端1∶20锥度，工艺孔

卡盘连接：

Cb20-1螺纹：

易松动，精度保持性差，不易装卸、CA6140改进（五幅）

支承：

C620-1

双支承D级3182000，7000CA6140三支承刚度↑，D级3182000，E级单向力球，E级3182000，后端固定（受力分析）单推球轴承（前端固定，轴承间隙调整），双斜齿轮（要用离合器操纵、大齿轮也是）。

5.操纵机构

1）主轴高速操纵：

控制主轴起、停、制动、高速、变向，集中操纵方式，C620-1

四个：

Ⅱ、Ⅲ轴上滑齿：

二十二幅→手柄1七幅CA6140

Ⅳ上为二个双联滑齿，二十三幅→手柄1合并，八幅

主轴上M2二十三幅→手柄6——单独操纵

Ⅶ轴加工螺纹（正常、扩大）二十三幅上手柄5——单独操纵

2）进给箱传动操纵机构

C620-1

①基本高速组：

塔轮二十五幅→十一幅CA6140四个技块手轮控制

②增倍高速组：

二十五幅手柄1，3。

③交换螺纹种类：

M3合开，二十五幅手柄4

④光、丝杠，M5开合，二十五幅，手柄2

习题：

新吉大书P1631，2（思考一下）3，4，7

3）溜板箱传动操纵机构

丝杠传动刀架：

二十七幅开合螺母

纵横向切削头杠传动刀架：

[C620-1不霁]CA6140十四幅→M6纵横十字槽互锁

手柄1，24扭接快速电机

互锁机构：

（为防止同时接通光，丝杠）[C620-1不讲]CA6140，十四幅

（c）都未通

（d）开合螺母合，轴4不能→，轴23不能（横）

（e）纵向轴4→圆锁顶位，轴6槽定位，不能开合螺母不动

（f）横向轴23长槽移开，半园缺13肩被顶住，不能，开合螺母不动，

机动进给时：

过载保护，安全保险装置（刀架碰到挡块，切削时过载）

主轴箱，丝杠车螺纹

（A）脱落蜗杆（C620-1上用）二十八幅，蜗杆空套，另一端齿面与轴键联端面有螺旋曲面，牙嵌式离合器，弹簧过载，蜗杆不转→离合器开→弹簧力小于

重新接通，抬起手柄3，负载能力调节螺母14，杠杆→手柄3→蜗杆倾斜不传动蜗轮。

（B）安全与超越离合器（CA6140上用）十五幅

（1）单向超越离合器（图P2915-1挂图册）

∵接通快电机时，光杠仍已机动进给通，两种速度不可同时传，∴要有

机动进给时齿轮6逆C，8越挤，快速——9086进快，8松开

（2）安全离合器（过载保护）（图P2915-2挂图）

由螺母7调弹簧力，

B.摩擦离合器

·功用：

控制主轴开、停、过载保护、主轴正反转变向，挂图第六幅（P12）

·I轴上M1M1左主轴正转外8片内9片用于切削，扭矩大，片数多（结合第二幅P4）

形状如图，M1右，主轴反转，外4片，内5片，用于退刀，片数少。

内片与I轴花键联接，外片与空套齿轮槽联接

M1断开，内、外片分开，I轴转，空套齿轮不转

M1合上，内、外片靠拢，靠摩擦力，I轴转→内片转→外片转→齿轮转

·摩擦离合器的操纵

由元宝销控制左、中、右三位置

操纵手柄有2个（一个在溜板箱右、一个在进给箱右）（实物或挂图第一幅P2）

操纵过程参看（图第六幅P12）

·摩擦片间隙调整

定位销22↓，螺母缺口，转动左侧螺母，调左间隙，转动右侧螺母，调右间隙

调好后22弹出，重新卡住缺口以防松脱。

C.制动器（钢带式Ⅳ轴上）挂图第六幅（P12）

功用：

当M1脱开时，为克服主轴转动惯量，使主轴立即停转。

制动器与M1共用一套操纵机构

M1开，杠杆18处于24轴的凸位，18逆时针摆动，拉紧钢带，使Ⅳ轴和主轴迅速停止转动。

M1合，杠杆18处于24轴的凹槽中（左右右）使钢带放松，主轴转动。

螺钉20调节制动力。

2.传动齿轮

大部分直齿：

多联滑移齿轮（整块或拼装）挂图第二幅（P4）第二十幅（P40）

齿轮与传动轴联接（固定，因向：

花键或平键）空套（与传动轴间有轴承Ⅰ轴上摩擦片上的齿轮或有铜套Ⅵ轴上斜齿轮有油孔润滑）轴向：

弹性挡圈轴肩隔套半园环等。

滑移：

花键

3.传动轴支承

转速高（一般用向心球轴承或园锥滚子轴承、双支承，对较长轴，提高刚度，采用三支承（Ⅲ轴、Ⅳ轴）、一端固定Ⅰ轴（热伸长）、一二端固定，Ⅴ轴

4.主轴在工作时受很大的切削力，要求有足够的刚度、较高的精度，挂图第二十一（P42）第三幅（P6）

内孔：

C620-138

CA614047以下的长棒料或穿钢棒卸顶尖，也可装气动、电动、液压夹紧机构。

主轴前端锥孔：

莫氏6号锥度，装顶尖，也可装心轴，可自锁。

C620-5号

后端锥孔：

1∶20锥度，加工主轴的工艺基准面

主轴前端：

C620-1用螺纹联接安装卡盘（P42挂图第二十一幅）

卡盘连接：

卡盘装卸不便，精度保持性差，主轴前端伸长影响其刚度，卡盘易自动松脱。

改进：

用矩锥法兰式轴头，挂图P10第五幅→卡盘由短锥面定心，靠主轴上的传动键3传扭矩。

装卸：

先将5拧入卡盘2，6拧在5左端，将卡盘同5，6一起插入1，4，逆转4，使5，6进入4的环槽中，再拧紧6，然后将7锁紧。

此结构虽在制造装配工艺上较复杂，但装卸方便，快，工作可靠，定心精度高，前端外伸小，刚性好。

普遍用。

主轴有前，中，后三支承，C620-1二支承。

保证主轴刚性好，但要求支承孔同心度好。

前支承：

CA6140

D级3182121型，此结构刚性好，精度高，尺寸小，承载力大，并内环可带滚子沿外环移动，∴不承受轴

推力轴承：

（双列60角）

承受正、反方向轴向力，承载力↑，刚度，极限转速，采用前端固定，受热向后伸长

两个，8215，8000型推力球轴承，分开前，后各一个。

后端固定，由后端承受轴向力由后端锥滚子轴承受向右力，由后端推力球轴承受向左力。

后支承：

E级3182115型双列向心，7514型园锥滚子

中间支承：

E级32216型单列向心短园柱

·轴承间隙调整

CA6140：

公开12→拧动4，使31800型轴承内圈右移→拧紧12→微向后拧动4，不使推力轴承过紧→拧紧4上的锁紧螺母，推力轴承要修磨轴套10。

此结构：

不能分别调整推力8000型、318000型轴承间隙，而且推力轴承紧靠螺母端面，螺母借螺纹定心，∴定心精度↓，螺母端面倾斜直接影响主轴旋转精度，后轴承调螺母6。

C620-1，松开13上的锁紧螺钉转13→14及轴承内环右移→拧紧13上的，后轴承与后推力轴承一起调整用螺母8。

支承处采用油沟式密封，回油，润滑开油孔。

润滑泵供油

内齿离合器：

CA6140

M2右移，斜齿轮传力方向为→减少磨损与纵向走刀时切削力方向相反，可↓前支承的轴向力（空套→内孔都压有铜轴衬以保护主轴外园柱面）。

C620-1：

两个空套斜齿轮，M2右移，斜齿轮12传主轴得低速档

M2左移，Ⅲ轴直接传主轴，高速↓，M2左移，斜齿轮11传主轴高速档

M2中间，主轴与Ⅲ轴，V轴脱开，可手动主轴，便于装夹，找正，测量等，中部装有两个单向推力球轴承承受11，12的轴向力，齿轮与固定在主轴上传动进给系统。

二、操纵机构

1.主轴高速操纵机构：

控制主轴的起动、停止、制动、变速，变向等，采用集中操纵方式——一个把手控制几个传动件。

参看实物（下页看挂图册第二十二（P44）第七（P14）第二十三（P46）第八（P16）

C620-1四个操纵机构：

①操纵轴Ⅱ，Ⅲ上的双联，三联滑齿；Ⅱ操纵轴Ⅳ上的变速18，15滑齿（二个双联）；③操纵主轴Ⅳ上的高，低速档的离合器M2；④操纵轴Ⅶ上用于加工螺纹（标准或扩大螺距）的齿轮。

CA6140有三个操纵机构②，③合二为一。

定位：

弹簧钢球C620-1

①Ⅱ轴：

手柄1↓→齿轮4→9→凸轮13→连杆12→技叉5（双联齿左，右位置）

Ⅲ轴：

手柄1↓→齿轮4→9→技叉8三联齿左，中，右位置

手柄转盘读数（转速标志）与凸轮传动位置一致，得到六个不同转速组合（图22-1P43表）

CA6140无齿轮4，9以连杆滑块代替

②C620-1

∵在Ⅲ，Ⅳ之间有一组传动比为重复，∴实际上只构成三组传动比

∴两个双联有三个相对位置

1逆转→销13，12使技叉14左移→双联15左移

继续1逆转→13，12脱开，10，9→啮合使拔叉8左移→双联18左移

实现三个组合位置（图23-1表P45）

③④单独手柄操纵（6向左高速，6向右低，5向右扩大螺距5向左正常）

CA6140

②，③合为一个手柄，通过凸轮，连杆处于不同位置，而得到6种组合。

2.进给箱操纵机构

C620-1有五个手柄：

①基本组操纵机构；②倍数组操纵机构；③移换机构操纵机构；④用丝杠或光杠传动操纵机构；

CA6140③，④合二为一，C620-1基本组

①摆移齿轮机构

塔轮与滑移齿轮间有个过桥齿轮15，摆动手柄同时先拔出插销5（中间有弹簧）→通过17→使15脱开塔轮→再移动弓形架→再插入销定位。

（挂图第二十五幅（P50））

CA6140

四个拨块5拨动四个滑移齿轮，由各自的园柱销3分别通过杠杆4夹控制，手轮1有环形槽E，四个园柱销均布在E中，E中有二个相距45的孔内分别装有内斜面的围压块7，外斜面的围压块9，通过斜观园压块，园柱销，杠杆，拨块，使四个滑移齿轮在不同的时刻处于左、中、右三个位置（挂图第十一幅，P22）

如图（a）为如个园柱销在E槽中的位置

图（b）此时齿轮C处于左边位置（园柱销在内斜面园压块上）

图（c）此时齿轮C处于右边位置（园柱销在外斜面园压块上）

图（d）此时齿轮C处于空档边位置（园柱销不在两斜面园压块上）

∴四个滑轮齿轮可得到八个不同的齿合位置（与八个固定齿轮啮合）

操作过程：

手轮1拖出螺钉2沿6的轴向槽移动到6的环形槽中，钢球8在6的环形槽中使手轮不能再轴向移动→手轮1可转动（转动位置可通过手轮缺口观察→使四个园柱销处于不同位置）

注：

螺钉2为手轮1的周向定位件，钢球8为手轮1的轴向定位件。

②C620-1倍数组

转动手柄1→杠杆24摆动→双联齿18左，右移还可嵌入到M4中（内齿离合器）用于车非标螺纹转动手柄3→杠杆25摆动→拨叉拨动双联齿6左右移（挂图第二十五幅P50）

CA6140（与C620-1比少一个手柄）

上，下两双联齿轮由一个手柄1通过各自的偏心销控制。

（挂图第十二幅P24）

③C620-1交换螺纹种类

手柄4下摆→如图示位置（M3脱开）→塔轮（主动轮）→齿轮14（车公制螺纹）手柄4上摆→销8拨齿轮7左移，同时轴10，杠杆11→拨叉12→内齿离合器M3合→齿轮14→塔轮（车英制螺纹）被动（挂图第二十五幅P50）

④C620-1丝杠，光杠通断

手丙2向上、向下通过杠杆22左、右摆动→杠杆21左、右摆动→20嵌入M5→车螺纹、20脱开M5→光杠走刀

CA6140

③，④合

通过杠杆7-8-9→控制移换机构（螺纹种类交换）杠杆25→控制丝杠，光杠通断（由凸轮盘24控制）挂图第十二幅，P24

3.溜板箱传动操纵机构

①接通由丝杠传动刀架，操纵开合螺母手柄1；

②接通由光杠传动刀架，控制纵，横向进给手柄3；之间有互锁机构

③控制脱落蜗杆机构手柄2

①开合螺母

C620-1

开合螺母7有上、下两部分，可在导轨上上、下移动，转手柄1→轴12→操纵盘9顺、逆转（有两条偏心螺旋槽）→园柱销8（上、下两个）→（合、开）开合螺母（挂图第二十七P54）

CA6140相同挂图第二十七P54

②纵、横向

C620-1

手柄3转→螺杆6→拨叉5→滑移齿轮4（前、后）移——横向、纵向

CA6140

手柄1左右摆动→轴4移动→杠杆10，11→柱面凸轮12转→拨叉13移动→M6（双面）合→纵向

手柄1前后摆动→轴23转→凸轮19转→拨叉15移→M7合（双面）—横向

手柄1中间位置，M6，M7脱开，断开进给与快移按24钮接通快进电机－快进（纵，横向）为避免同时接通纵，横向，盖2上开有十字槽。

互锁机构：

防止同时接通光杠，丝杠

C620-1（不讲）讲CA6140的C620-1用爪

开合螺母合→套筒11上的凸爪正好嵌入拨叉5凹槽中→拨叉5不能动→手柄3不能转

开合螺母开→套筒11上的凸爪转出拨叉5凹槽外→拨叉5可移动→手柄3可转

接通纵、横向进给时，∵拨叉5轴向移动了，∴套筒11上的凸爪不能进入拨叉5的凹槽中，使手柄1不能转，开合螺母就不能合。

（挂图第十四P28）

CA6140

图（c）开合螺母脱开、机动进给未通：

任意扳动手柄5、1。

图（d）开合螺母合：

轴6上半园缺凸肩进入23轴凹槽卡住轴23不能转、同时凸肩压园销8-半进入轴4中使轴4不能移动，即不能机动纵、横向进给。

图（e）向左纵向移动接通即手柄1向左扳→轴4右移→轴4的孔移开，园销8顶住不能下移，并上上端卡在手柄轴6的凹坑中→轴6锁住→手柄5不能转

图（f）向前横向移动接通即手柄1向前扳→轴23转动，23上的长槽转开→轴6上的凸肩被轴23顶住→轴6不能转→手柄5不能转，开合螺母不能闭合。

▲安全保险装置

机动进给时，进给力过大或进给运动受阻，为保护零件不发生损坏，溜板箱中装有过载保护装置，过载时，使进给运动自动停止。

（A）脱落蜗杆（在C620-1上用）挂图第二十八，P56

蜗杆4空套在轴ⅩⅧ上，蜗杆右端有螺旋曲面的牙嵌式离合器左半部，右半部与轴ⅩⅧ键联接，运动由变速齿轮→轴ⅩⅧ→右半部离合器→左半部→蜗杆→蜗轮。

当过载时（刀架碰到挡块，切削时过载），刀架不能移动→蜗杆不能转（使螺旋曲面的轴向推力↑），但由光杠传来的运动使ⅩⅧ轴及右半部离合器仍转，大于弹簧力时，向右推开右半部→支架2和与其同轴的支架12一起绕手柄3轴顺转（同时手柄3也顺转）→支架12上的销11压下蜗杆支架13→托架5，轴ⅩⅧ，蜗杆4一起绕绞链7下摆（如二十八幅图下图）→蜗杆与蜗轮脱开。

要重新接通机动进给时，向上抬手柄3，恢复啮合，其负载能力可由螺母14调节弹簧力决定。

（B）安全与超越离合器（在CA6140上用）挂图第十五，P30

（1）单向超越离合器

当接通快速进给时，快速电机由一对齿轮付→轴ⅩⅫ，但这时光杠仍可继续转，两种速度不可同时传给轴ⅩⅫ。

∴在齿轮6与轮ⅩⅫ间装有单向超越离合器。

机动进给时：

光杠→齿轮6逆转使滚柱8在楔缝中越挤越紧→带动星状体转→蜗杆轴ⅩⅫ作慢速运动，若接通快速电机，星状体9直接随轴ⅩⅫ一起快速逆转比齿轮6速度快，使滚柱8离开楔缝，使齿轮6的慢转不能传给星状体，机动进给停止。

当闭快速电机，一切恢复。

（2）安全离合器（过载保护）

由两端面接合5，4组成（图15-2）

接合子5与单向超离联为一体空套在轴ⅩⅫ上，接合子4与轴ⅩⅫ花键联接，靠弹簧力使两端面啮合。

正常：

运动由光杠→单超离→左接合子5→右4→轴ⅩⅫ转

当过载时：

轴ⅩⅫ扭矩↑，左接合子5扭矩↑，接合子端面轴向力↑，推开右接合子4，∴5继续转，而4不能转，两接合子打滑，不能带动轴ⅩⅫ转，蜗杆不能转。

最大进给力由螺母7通过拉杆3，园柱销11调节弹簧力决定。