实验典型机床现场教学及典型机构认识DOC.docx

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实验1典型机床现场教学及典型机构观察

一、实验内容

普通车床、升降台卧式铣床、滚齿机、单轴六角自动车床、摇臂钻床和外圆磨床的外观、型号和用途.机床的组成部件名称及其功用.典型机构的观察。

二、实验目的

通过现场讲解和观察,来建立整机的概念,达到了解机床的运动和用途。

为学习机床建立感性认识。

三、实验设备和工具书

1、CA6140型普通车床及三箱模型；

2、X62W型万能升降台卧式铣床及操纵机构模型；

3、Y3150E型滚齿机和合成机构模型；

4、C1312型单轴六角自动车床及回转刀架模型；

5、Z3032型摇摆钻床；

6、M1432A型万能外圆磨床。

四、实验方法和步骤

（一）CA6140型普通车床

1、介绍车床的型号和名称

2、介绍车床的用途

车床主要是用于切削加工。

在车床上可以加工各种回转表面和端面,如内圆柱面,圆锥面及成形回转表面等,多数车床还能加工螺旋面。

在车床上使用的刀具等。

车床的主要运动是功件的旋转运动;进给运动是刀具的直线移动。

普通车床适用于加工各种轴类。

套筒类和盘类零件的回转表面,如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面;车削端面及加工各种常用的公制、英制、

模数制和径节制螺纹;钻孔、扩孔、铰孔、滚花、攻丝等工作如图1-1所示。

CA6140型普通车床的加工范围较广泛,但其结构复杂且自动化程度低,所以适用于单件小批量生产。

3、车床的主要组成部件及其功用

图1-2所示为CA6140型普通车床的外形.车床的主要组成部件如下:

（1）床身固定在左床腿7和右床腿5上,是车床的基本支承件。

床身的功用是支撑各主要部件并使它们在工作时保持准确的相对位置。

（2）主轴箱固定在床身4的左面，装载主轴箱中的主轴,通过卡盘等夹具装夹工件。

主轴箱的功用是支承主轴,使主轴带动工件按规定的转速旋转,以实现主运动。

（3）尾座装在床身4的尾架导轨上,并可沿此导轨调整纵身位置.尾座的功用是用后顶尖支承工件或安装钻头等孔加工刀具，以进行孔加工。

（4）装在床身4的刀架导轨上,并可沿此导轨纵向移动.刀架部件由床鞍、中滑板及刀架组成。

它的功用是装夹车刀，并使车刀作纵向、横向或斜向的移动，以实现进给运动。

（5）溜板箱固定在刀架部件2的床鞍的底部，可带动刀架一起运动，溜板箱的功用是把传车的运动传递给刀架，使其实现纵向、横向进给，快速移动和车螺纹。

在溜板箱上装有各种操作手柄及按钮方便操作。

（6）进给箱固定在床身4的左前侧，进给箱是进给运动中的传动比变换装置（变速装置），它的功用是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。

4、车床的主要技术规格

CA6140型车床的主要技术规格如下:

床身上最大工件回转直径D=400mm

刀架上最大工件回转直径D1=200mm

最大工件长度750100015002000mm；

最大车削长度65090014001900mm；

主轴内孔直径48mm

主轴孔前端锥度莫氏6号；

主轴转速n正转24级10-1400r/min；

正转12级14-1580r/min；

进给量纵横向各64级

纵身进给量f纵0.028-6.33mm/r;

横向进给量f横0.014-3.16mm/r;

溜板及刀架纵向快移速度4m/min;

车削螺纹的范围

公制螺纹44种P=1-192mm;

英制螺纹20种DP=1-96牙/英寸;

主电机7.5KW,1450r/min；

溜板快速电机370W,2600r/min。

5、讲解各操作手柄的作用和操作方法，开动机床观察机床的运动。

6、重点介绍机床一、二种典型机构的结构、特点和作用，并指定学生画下一种典型机构传动简图。

（二）X62W型万能升降台铣床

1、介绍机床的型号和名称

2、介绍机床的用途、性能和各部件的名称及功用,铣床是在切削加工中生产效率较高、应用较广的机床之一。

它是采用铣刀进行铣削的机床，通过切削加工过程，铣刀切除金属毛坯上多余的材料，从而获得具有一定尺寸、形状、精度和表面粗糙度的零件。

在铣床上采用不同形状或种类（如单刃和多刃等）的铣刀能铣削平表面、沟槽、角度、物形面、花键轴、螺旋槽、离合器、齿轮等各种形状和结构，还可以用于切割（图1-4）X62W型万能升降台铣床（图1-5）是目前结构比较完善，用途较广的一种铣床。

也是目前工厂中拥有量较多的一种通用铣床。

这种铣床的特点：

转速高、功率大、

刚性好、工作台装有间隙调整机构，可以进行顺、逆铣以及高速铣削。

铣床的操作比较方便，并且工作台纵向行程可以实现自动循环。

（1）床身机床的主体，

是用来安装和连接机床其它部件的，床身的前壁有燕尾形的垂直导轨，是给升降台上下移动用的，床身的上面有水平导轨，横梁可在上面移动。

床身的右面部分装有主传动系统电动机、床身的内部装有主传动系统结构部件和电器。

（2）悬梁用来支承铣刀心轴前端的。

拧紧床身侧面的两个螺母，可以把悬梁固定在床身上；放轮螺母，可以使悬梁伸出需要长度。

悬梁的一端有可移动的刀杆支架。

在铣床上加工大型工件时，可以用悬梁支架来支持悬梁，以减少切削时的振动。

（3）升降台用来支持工作台，并带动工作台上下移动。

工作台还可以在升降台上横向移动。

升降台下装有垂直丝杆，它不仅可以使工作台升降，而且还支持升降台重量。

机床的进给传动系统中的电动机、变速机构和部分传动件都装在升降台内。

升降台上还有两个螺钉用来紧固连接工作台和悬梁支架。

（4）纵向工作台：

用来安装分度头、夹具和工件的，并带着它们作纵向移动。

工作台上面有三条T形槽是用来安装T型螺栓的。

工作台前侧面的4个螺钉，可使纵向工作台固定不动。

（5）床鞍：

纵向工作台和升降台之间的一部分，装有下拖板和回转盘（回转拖板），用来带动工作台横向（前后）移动和使工作台作45°转动。

（6）主轴及主传动系统：

用来使铣刀作旋转运动以便切削工件。

主传动系统由电动机、变速机构和主轴等零部件组成。

（7）铣刀心轴（刀轴）用来安装铣刀的，它的一端是锥柄，用来安插在主轴锥孔中，另一端由安装在悬梁上的刀杆支架来支承。

刀轴的转动直接由主轴带动。

（8）主传动系统电动机：

通过变速机构中的齿轮使主轴作旋转运动。

（9）底座：

用来支承铣床的全部重量，以及盛放切削液。

3、讲解各操纵手柄作用及操作方法，开动机床观察机床运动情况

4、重点介绍机床一、二种典型机构的结构、特点和作用。

并指定学生画下一种典型机构的传动简图。

（三）Y3150滚齿机：

1、介绍机床型号及名称

2、介绍机床用途、性能

滚齿机用于加工直齿和螺旋齿圆柱齿轮，并可用手动纵向进给加工蜗轮，使用滚刀，采用展成法加工，机床的主运动是滚刀旋转运动，进给运动是滚刀直线移动。

主要技术参数：

加工齿轮最大直径：

500mm

最大宽度：

250mm

最大模数：

8mm

最少齿数：

5K（K为滚刀头数）

允许安装滚刀最大直径160mm

允许安装滚刀最大长度160mm

3、滚齿机的主要组成部件及其功用：

①床身:

是用来安装和支承各主要部件,水平导轨是给溜板作左右移动,内部还安装有液压集成板和液压部件以及盛润滑油和冷却油。

②立柱:

内部装有主传动系统结构部件和电器。

垂直导轨是给刀架溜板作上下移动。

③刀架溜板：

它安装回转刀架，并转刀架作270°转动，来调整滚刀安装角。

④刀杆：

安装滚刀

⑤回转刀架：

安装刀杆、主轴能做轴向调整55mm。

⑥支架：

用于支承心轴来提高心轴的刚度。

⑦心轴：

用于安装工件。

⑧后立柱：

安装在溜板上，垂直导轨上安有支架并使它在垂直位置移动，并保护准确的相对位置。

⑨工作台：

用于安装工件或用于安装工件的夹具。

4、讲解机床各操作手柄作用和操作方法，开动机床并观察其运动情况

5、重点介绍机床的一、二种机构的结构、特点和作用。

（四）C1312型单轴六角自动车床

1、介绍机床的型号和名称

2、介绍机床的用途、各部件的名称及其功用

C1312型单轴六角自动车床适用于直径§12mm以下的冷拨棒料加工成所需的零件。

冷拨棒料的截面形状主要有圆形、六角形、方形等。

机床可以完成车削外圆、成形回转体表面、切槽、倒角、滚花、车端面、钻孔、扩孔、铰孔、用丝锥或板牙加工螺纹，切断等工作。

机床的外形如图所示

（1）底座1用来固定床身，内部还装有主电动机及主运动传动机构，冷却、润滑油、电器柜等。

（2）床身2固定在底座1上，上部的左侧固定有主轴箱；上部的右侧装有回转刀架8，在床身导轨上可作纵向快速移动和进给运动；前面和右面装有两根等速旋转的分配轴，二者互相垂直；后面装有一根辅助轴（图中未示出）。

（3）主轴箱4固定在床身的左侧

上，右侧分别装有前刀架5，后刀架7，主刀架6，它们各自独立地作径向（横向）快速移动和进给运动。

（4）前后刀架用来车削成形回转体表面，沟槽、倒棱、滚花。

（5）主刀架专用来作最后切断工作。

（6）回转刀架8装在床身的右侧上，在床身导轨上可作纵向地快速移动和进给运动，回转刀架的圆周上有六个均布的刀具安装孔通过辅具可分别装夹一组刀具，依次对工件进行加工，以完成车外圆、钻孔、扩孔、铰孔、攻内螺纹、套外螺纹等工作。

（7）分配轴装载床身的前面和后面的两根相互垂直的等速旋转轴，其上装有凸轮和具有可调荡块的定时轮，以控制各部件的运动，实现机床的自动工作循环。

（8）辅助轴装在床身的后面，用右侧的手轮可以直接摇摆，其上装有定转离合器，定转地接通各工作部件使它们完成一个辅助动作。

如送类料，主轴变速向以及回转刀架转位等，辅助周由辅助电机经蜗轮蜗杆减速器直接带动。

3、机床的自动工作循环

主轴通孔内有送料弹簧夹头和夹料弹簧夹头，通过主轴箱内的送料机构和夹料机构，可以将冷拨棒料送出和夹紧。

回转刀架的工作循环为：

带动刀具快速接近工件-工作进给-快退-回转刀架转位。

前、后，立刀架的工作循环为：

带动刀具快速接近工作-工作进给-快速退回。

上述刀架的工作循环全部由凸轮，挡块及杠杆系统来实现。

在加工过程中，这些刀架可以单独对工件进行加工，也可以几个刀架同时进行加工。

机床的自动工作循环大致如下：

（1）主轴箱内的夹料机构将棒料松开，然后由送料机构按事先调好的长度将棒料向前送进（即送料），送料完毕，夹料机构将棒料夹紧，最后夹料机构复位，为下一次送料作好准备。

这样，送夹料机构便完成了一次工作循环。

（2）回转刀架快速接近坯料后转为工作进给，进行第一道工序加工；加工完毕后快速退离工件并开始转位。

由此依次进行第二、第三……等工序的加工。

（3）在回转刀架进行其中某一工序加工时，前后刀架便参加切削工作（分别参与或同时参与工作，视工艺过程安排而定）。

（4）当回转刀架，前后刀架加工终了或接近终了时，立刀架快速接过，继而转换为工作进给，进行工件的切断工作。

每加工一个工件，机床便完成一个自动工作循环。

在机床的一个自动工作

循环中，根据需要，机床还有自动变换主轴转速和旋转方向等工作过程。

4、机床的主要技术规格

加工棒料最大直径§12mm，最大送棒料长度60mm，最大车削长度50mm，最大钻孔直径§8mm，最大告速钻孔直径§4mm，最大加工螺纹直径M8,单件加工时间2-180s,其余见8-2。

5、讲解机床各操纵手柄作用和操作方法，开动机床观察其运动情况。

6、重点介绍机床的一、二种机构的结构、特点和作用，并指定学生画下其机构传动简图。

（五）Z3032型摇臂钻床

1、介绍机床的型号和名称

2、介绍机床的用途，各部件名称及其功用图所示为Z3032型摇臂钻床的外观图，它由底座、立柱、摇臂、主轴箱等部件组成。

（1）底座1用于安装工作台8，立柱2以及工件。

（2）立柱为双层结构。

由立柱2固定在底座1上，外立柱3可绕内立柱回转。

使摇臂与跟随它一起摆动。

（3）主轴箱6可在摇臂5的水平导轨上移动，内部里有传动系统，主轴部件及其平衡机构。

（4）摇臂5随外立柱3摆动外，还可以在外立柱3上作上下升降移动。

为此，摇臂钻床可以使主轴7很方便地在水平面上调整位置，使刀具对准被加工孔的中心，而工件则固定不动，使用于大中型工件上的孔加工。

摇臂钻床有主轴旋转运动即主运动，主轴轴向进给运动，主轴箱沿摇臂上的水平导轨移动，摇臂的摆动和升降移动等五个运动。

其中前两个当工作运动，后三个当辅助运动。

3、讲解机床各操纵手柄作用和操作方法，开动机床观察它的运动。

4、重点介绍机床的夹紧机构和配重机构的结构特点和作用。

（六）M1432A型外圆磨床

1、介绍机床的型号和名称

2、介绍机床的用途

M1432型外圆磨床用于磨削内外圆柱表面。

内外圆锥表面、阶梯轴轴肩和端面、简单的成形旋转体表面等。

图1-10为M1432A外圆磨床几种典型加工示意图。

磨床的主体运动都是砂轮的高速旋转运动，进给运动则取决于加工工件表面的形状以及所采用的磨削方法。

它可以由工件或砂轮来完成，也可以由两者共同来完成。

磨床作为精加工机床，是因为它容易获得较高的加工精度和细的表面粗糙度。

一般情况下，普通磨床的加工精度可达IT5-6级，表面粗糙度可达Ra0.32-1.25um。

3、磨床的主要组成及其功用

图1-11为M1432A型外圆磨床外圆图，它由床身、工件头架2、工作台3、内加圆磨具4、砂轮架5、尾架6和控制箱7等主要部件组成。

实验2普通车床结构与调整实验

一、实验内容

1、了解主要部件的组成。

2、了解机床变速箱、溜板箱的传动系统和结构。

3、观察机床操纵机构及掌握机床操作方法。

4、了解刀架及尾座的结构。

5、了解一些机构的结构调整。

二、实验内容

通过实验，巩固课堂所学普通车床的传动系统知识，并深入了解某些机构的结构和调整方法。

三、实验设备

CA6140型普通车床、三箱模型。

四、实验方法和步骤

1、简图介绍CA6140型普通车床的主要技术规格及加工范围。

2、打开变速箱盖，对照主运动传动系统和变速箱装配图，按下列顺序观察。

①卸荷皮带轮装置。

P36图2-5

②双向多片式摩擦离合器和制动器的结构及其调整。

P31-35图2-52-62-72-8

③

-

轴的六级变速操纵机构。

P36图2-9

④主轴部件的结构及轴承的调整。

P36图2-5

⑤车螺纹用的变向机构及挂轮。

3、进给箱及基本变速组的变速操纵机构。

P38-39图2-11

4、溜板箱

①超越离合器的结构及工作原理。

P41-42图2-14

②安全离合器的结构及其调整。

P42图2-14

③开合螺母的结构及其调整。

P42-44图2-15

④纵向和横向机动进给操纵机构。

P44-45图2-16

⑤互锁机构的结构原理。

P45-46图2-17

5、溜板刀架

①溜板燕尾导轨间隙调整方法。

P47图2-18

②横向进给丝杆双螺母结构及其调整P47图2-18

③方刀架结构及其换位过程P48图2-19

6、尾座的结构和调整。

实验记录普通车床结构与调整

机床型号

出厂日期

转速范围

进给范围

纵向：

横向：

主电机功率

机床外廓尺寸（长×宽×高）：

1、画出变速箱内双向多片摩擦离合器的摩擦片图形并注其大略尺寸

2、画出横向丝杆双螺母结构

3、画出主轴前轴间隙调整装置的示意图

实验日期：

年月日

实验4滚切斜齿圆柱齿轮实验

一、实验内容

1、了解主要部件的结构和各操纵机构的作用；

2、了解挂轮、滚刀、工件安装和调整；

3、掌握各配换挂轮的计算和调整；

4、初步掌握滚切圆柱齿轮的加工方法。

二、实验目的

通过实验，巩固课堂所学的滚齿机的传动系统知识，了解主要部件的结构和调整方法，初步掌握机床的加工调整。

三、所需设备及仪器

1、Y3150E型滚齿机一台

2、公法线千分尺或公法线千分表卡规一把

3、千分表及表架一具

4、滚刀一把

5、齿轮毛胚一件

6、机床所附挂轮齿数

20（2个）23242526273032333435374041434445464750525357585960（2件）616265677071737579808385868990959798100

M=2mm

四、传动链的挂轮计算

1、主连动挂轮

主轴转速计算公式：

n=1000v切/∏Drpm

式中—滚刀直径（毫米）

V切----滚齿时的切削速度m/min（米/分）。

用高速钢滚刀滚齿时，V切克参考表4-1选取。

表4-1

材料及强度

切削速度Vm/min（米分）

粗切

精切

铸铁

钢（b≤60kgf/mm2）

钢（b>0kgf/mm2）

16~20

25~28

20~25

25~30

30~35

25~30

青铜

塑料

25~50

25~40

本表运用于“逆铣法”。

若采用“顺铣法”可将表中值提高20%~30%。

注：

粗滚一般用小切削速度、大走刀量；精滚一般用大切削速度、小走刀量。

根据选取的V切和滚刀直径代入公式计算得N刀，对照主轴转速表4-2确定转还和挂轮

图4-1加工斜齿圆柱齿轮时，展成运动挂搭配：

2.展成运动挂轮

展成运动挂轮的调整公式如下：

=

其中K是滚刀头数，Z是被加工齿轮齿数，

当5

当21<8/k≤142时，用e=36,f=36

当143≤z/k时，用e=24，f=24

把k、z、e、f代入公式所得的值用因子分解法选择a、b、c挂轮架上，并且挂轮齿数应是机床上所配备有的挂轮齿数；为了保证挂轮能安装架上，必须符合下列二个不等式；①Za+Zb>Zc+15②Zc+Za>Zb+15,其他配换挂轮也应满足这些要求以下不再说明。

加工斜齿轮时，合成机构就采用离合器M2，配换挂轮的挂法参考图4-1所示。

用右旋滚刀是选择A）、B）两种中的其中一种。

图4-1C）、D）中的齿轮副Z=36即为惰轮

注意：

使用说明书中规定，工作台的最高速度nmax<6rpm,当心机床未工作600小时以前，应使工作台nmax<5rpm。

3.垂直进给运动挂轮

垂直进给量可根据工作材料、滚刀材料、滚刀耐用度，齿面光洁度及粗、精加工等要求，推荐在0.5~3mm/r范围内选择。

加工材料是低碳或中碳合金钢（以及铸铁），硬度在HB170~217范围内，采用普通高速钢滚刀，耐用度以粗滚按360分钟，精滚按240分钟计算，铸铁按480分钟计算。

在使用的机床符合工艺要求（主要指规格）的情况下，起进给量选择可参考4-3。

表4-3

零件性质

加工要求

铜件铸铁

M≤5

>5-8

>8~12

m≤5

>5-8

>8-12

粗滚Ra12.5~6.3

1.25~2.0

1.5~2.5

2.0~3.5

1.5~2.25

1.75~2.25

2.5~4.0

精滚Ra1.6~3.2

0.6~0.8

0.7~0.9

0.8~1.2

0.7~1.2

1.0~1.5

1.2~2.0

注：

1、按上表选用时，各种情况的修正予数可在范围内选用。

（1）当材料硬度在HB217~321范围时，K1=0.9~0.6。

（2）当采用修正系数较大的滚刀或带触角滚刀时，K2=0.8~0.9。

（3）当采用双头滚刀时，K3=0.8。

（4）当采用新型高速滚齿机，钻高速滚刀或大前角大直径滚刀时，K4=1.2~1.4。

（5）当加工斜齿轮（β=20°-40°）时，K5=0.85~0.65。

（6）当加工齿数Z≥45时，K6=1.1~1.2；当加工齿数Z<25时，K7=0.8~0.9。

2、当精滚齿余量很小时（如单边≤0.30毫米），进刀量可采用2~3.5毫米/转，滚刀转速适当提高，也可以达到3.2齿面的光洁度。

由上述条件确定的进给量再与表4-4进行对照，来确定垂直进给运动挂轮a1/b1和进给量。

表4-4轴向进给量的调整

3、附加运动挂轮

附加运动挂轮的调整公式如下：

μ=

=

9

式中

β-----被加工齿轮的螺旋角

mn-----被加工齿轮的法面模数

K--------滚刀头数

式中

值表示工件附加运动的旋转方向，正号表示不用惰轮，负号表示使用惰轮，正负号判定可参考4-5

表4-5

调整公式

正负确定（计算结果为负值时加惰轮）

=

9

刀具

工件

右旋

左旋

右旋

_

+

左旋

+

_

把β、mn、k值代入式中求得μ值不能用简单的因子分解法求得挂轮数，就应用对数法。

对数法，将μ值分解为μ1、μ2两部分，犹豫1gμ=1g（μ1μ2）=1g（μ*μ）+1gμ2,因此，可确定一绝对值小于[1gμ]的值1gμ2=1gμ-1gμ1再求C2/d2挂轮齿数。

（注：

当算出的对数值是“-”时，可直接用查出的挂轮齿数；当“+”时需将分子分母颠倒使用）。

犹豫选取的对数值往往是近似值，需要根据加工工件精度要求验算传动比误差。

可用下列公式计算：

传动比误差：

σ=2.3（1gμ-1gμ实）

式中μ---要求的挂轮传动比（理论传动比）；

μ实---选取挂轮后的实际传动比；

σ---传动比相对误差[σ]为mm

保证江都要求传动比相对误差要求如下：

8级精度齿轮σ=

7级精度齿轮σ=

上述取得附加运动挂轮后，配换挂轮的挂法可参考图4-2所示。

图4-2切屑斜齿圆柱齿轮时附加运动挂轮的搭配

五、机床的工作调整及主要部件结构

1、挂轮的安装和调整

根据以上选择的挂轮搭配方法对其挂轮进行安装，安装时要求挂轮有打印齿数的那一面朝外，以便检查，挂轮相互啮合的齿面间的间隙要求在0.1~0.2之间。

2、滚刀的安装和滚刀轴间位置的调整

①刀架的结构

见P133~134图7-13

②滚刀的安装

安装滚刀之前，先校正刀杆的径向跳动和轴向窜动，起允许值见表4—7，检验方法如图4—3所示。

具体同车床的径向跳动和轴向窜动。

表4-7滚刀刀杆调整精度要求

被加工齿轮

精度等级

允许偏差mm

A处

B处

C处

7

0.010

0.015

0.005

8

0.015

0.020

0.010

③滚刀杆的轴向位置调整见P133~134

3、工件的安装

①工作台的结构见P134~136图7-14

②工件的安装

工件在工作台上安装有两种定位形式，一种是以孔和断面定位，一种是以外圆和断面定位。

前者是安装在心轴上，但对安装在工作台上的心轴要进行检查，如图4-4所示的A、B、C三点的跳动量，参考表4-8的要求。

后者在夹具上安装要找正外圆确定中心位置，但工件毛胚外圆的径向跳动量要≤0.02mm。

本实验是采用心轴定位，工件套在心轴上，加上垫套，用锁紧螺母先用手轻轻旋紧，等心轴端部圆挂面体套上支架后再用板手锁紧。

4、滚刀架板动角度的方法

①滚刀架刀架板动角度的大小和方向

见P132~133图7-12

②滚刀架板动角度的方法

见P133-134图7-13

六、机床的操作过程

1、认真的阅读实验指导书和机床说明书。

熟悉机床各手柄、旋钮、