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机床的基本知识C 1-4-2.机床上的运动 工件表面形成方法所决定的刀具和工件之间的相对运动是由执行件来完成。 一、运动的种类 1.按运动的功用分类 按机床上运动的功用来看,可分为成形运动和非成形运动两大类。 1).成形运动机床上的刀具和工件,为了形成表面发生线而作的相对运动,称为表面成形运动,简称成形运动。 成形运动可能是简单的运动,也可能是复合运动。以车削回转体表面为例(图2-7),工件回转和刀具直线移动是速度各自独立的运动,即为两个简单的表面成形运动。 车削锥螺纹(图2-8左)则是三个单元运动所组成的一个复合成形运动。
而铲制圆柱形 (图2-8中)及圆锥形丝锥(图2-8右)的齿背时,则应有三个及四个单元运动所组成的复合成形运动。
现举例说明形成工件表面所需的成形运动,如下图: 图b 表示用宽车刀车削外圆时,母线为直线,由成型法形成,不需要成形运动;导线为圆,由描迹法形成,需要一个简单的成形运动n 。 图c 表示用螺纹车刀车削螺纹时,母线为螺纹轴向剖面轮廓形,车刀的刀刃形状与它的形状一致,即由成型法形成,因而不需运动;导线为螺旋线,由描迹法形成,需要一个复合的成形运动(n1、n2),由两个单元运动,即工件旋转n1 和刀具移动n2 复合而成。 2).非成形运动 a).切入运动和辅助运动;b).分度运动 在机床上除了上述表面成形运动之外,还必须具备与形成发生线无关的一些成形运动,主要:切入运动、分度运动、辅助运动、控制运动和校正运动等。 ①.切入运动 使刀具切入工件,以获得进行成形运动所需的工件和刀具位置的运动,称为切入运动(以c代表)。 ②.分度运动 当整个工件表面是由若干局部表面所组成时,由一个局部表面过度到另一个局部表面所作的运动。如车多头螺纹时,车完一条螺纹后,工件回转d,相当于1/K周,K为螺纹头数。 ③.辅助运动 使切削过程重复进行的运动,称为辅助运动。如图2-10a中的退刀a1、返回a2和趋近a3等均为辅助运动。 ④.控制运动 接通或断开某个传动链的运动、操纵变速机构和换向机构的运动,称为控制运动。 ⑤.校正运动 在精密机床上为了消除传动误差的运动,称为校正运动。 2、按运动的性质分类 机床上的运动,按其运动的性质来,则可分为简单运动和复合运动。 1).简单运动 只包含一个单元的运动称为简单运动,简单运动一般为转动或直线移动。 2).复合运动 由两个或两个以上单元运动组成独立的运动,各个单元运动之间必须保持严格的速比关系,这种运动称为复合运动。 二、运动的主要要素 一般情况下,每一个独立的运动都有五个要素:即轨迹、速度、方向、行程和位置,在分析运动时,必须逐一加以研究。 现以牛头刨床为例来说明,如图2-11所示。 图2-11 运动五要素
1-4-3.机床的传动 一、传动的基本组成部分 1.运动源 为了驱动机床的执行件,实现机床的运动,必须要有动力来源,称为运动源,通常为电动机。可以几个运动共用一个运动源;也可以每个运动单独有运动源。 2.传动件 为了将运动源的动力和运动按要求传递给执行件,就必须有传递动力和运动的零件,称为传动件,如齿轮、链轮、胶带轮、丝杆、螺母等,有的传动件还起变换运动的性质、方向、速度等作用如“齿轮-齿条”、“丝杆-螺母”、“蜗杆-蜗轮”。 3.执行件 机床上直接夹持刀具或工件并实现其运动的零部件,称为执行件。常见的执行件有主轴、刀架、工作台等,它是传递运动的末端件。 二.机床的传动联系 为了在机床上得到所需的运动,必须通过一系列的传动件把运动源和执行件或执行件和执行件联系起来,称为传动联系,该一系列串联着的传动件,称为“传动链”。 传动链按运动性质分为: 1、外联系 运动源与执行件之间的传动联系,称为外联系。 机床上运动源和执行件之间为了实现外联系而顺次串联的传动副,称为外联系传动链(对简单运动而言)。例:车外圆时,电机——主轴(外联系传动链),如下图所示。 图2-12 外联系传动链示意图a).机械式b).直联式 2、内联系 例如,图2-13所示为在卧式车床上车单头螺纹时的内联系。内联系传动链由3对齿轮串联而成,其作用是将两执行件,即主轴与刀架联系起来,保证主轴转一周,刀架移动一个被加工导程,从而将两个单元运动,即主轴旋转n1 和刀架纵向移动n2 ,组成复合运动(n1 n2)。 机床上为了将两个或两个以上单元运动组成复合的成形运动。执行件与执行件之间的传递联系称为内联系。机床上两个执行件之间为了实现内联系而顺次串联的传动副,称为内联系传动链。 图2-13 内联系传动链(车单头螺纹)
三、传动原理图及传动系统图 传动原理图与传动系统图的主要区别如下:
2.传动系统图具体表示了传动链中各传动件的结构形式,如轴、齿轮、胶带轮等;而传动原理图则仅用一些简单的符号来表示运动源与执行件,执行件与执行件之间的传动联系,如图所示。 图:传动原理图常用符号 a).电动机 b).机床主轴 c).车刀 d).滚刀 e).合成机构 f).传动比可变换的换置机构 g).传动比不变的传动链 因此,采用传动原理图作为工具来研究机床的传动联系,重点突出、清晰明了。下面以卧式车床上用螺纹车刀车螺纹为例,来说明机床传动原理图的画法: 1).画出工件、刀具示意图及其运动; 2).画出主轴、刀架、丝杆螺母; 3).画出运动源(电动机); 4).画出该机床上的特殊机构符号,如 Uv 、Ux等; 5).再用虚线代表传动比不变的传动链,把它们之间关联的部分联接起来。其它的中间传动件则一概不画,这样就可以得到了一幅简洁明了的图形,这种图形表示了机床传动最基本的特征。
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