卧式车床部件

第三节　卧式车床部件

车床的部件很多，本节以CA6140为主介绍其主要典型部件。

一、主轴箱

机床主轴箱是一个比较复杂的传动部件，表达主轴箱中各传动部件的结构和装配关系，常用展开图，它基本上是按各传动轴传动的先后顺序，沿其轴心线剖开，并展开在一个平面上的装配图，如图5－10所示：

1—带轮　2—花键套　3—法兰　4—主轴箱体　5—双联空套齿轮　6—空套齿轮　7、33—双联滑移齿轮　8—半圆环　9、10、13、14、28—固定齿轮　11、25—隔套　12—三联滑移齿轮　15—双联固定齿轮　16、17—斜齿轮　18—双向推力角接触球轴承　19—盖板　20—轴承压盖　21—调整螺钉22、29—双列圆柱滚子轴承　23、26、30—螺母　24、32—轴承端盖　27—圆柱滚子轴承　31—套筒

图5－10　CA6140型卧式车床主轴箱展开图

1．开停换向装置

开停装置用于控制主轴的启动和停止，中型车床多采用机械式的摩擦离合器实现，少数机床也有采用电磁离合器或液压离合器的；换向装置用于改变主轴旋转方向，若开停采用摩擦离合器，则换向装置由同一离合器（双向的）和圆柱齿轮组成，大部分中型卧式车床都采用这种结构。

1—双联齿轮　2—内摩擦片　3—外摩擦片　4．7—螺母　5—压套　6—长销8—齿轮　9—拉杆　10—滑套　11—圆柱销　12—羊角形摆块　13—拨叉

图5－11　双向多片式摩擦离合器

图5－11为CA6140卧式车床的采用的控制主轴开停和换向的双向多片式摩擦离合器结构。它由结构相同的左右两部分组成，左离合器传动主轴正转，用于切削加工，需要传递的转矩较大，所以摩擦片数较多；右离合器传动主轴反转，主要用于退回，所以摩擦片数较少。下面以左离合器为例说明其工作原理。多个内摩擦片2和外摩擦片3相间安装，内摩擦片2以花键与轴I相联接，外摩擦片3以其四个凸轮与空套双联齿轮1相联接。内外摩擦片未被压紧时，彼此互不相联系，轴I不能带动双联齿轮传动。当用操纵机构拨动滑套10至右边位置时，滑套将羊角形摆块12压下，使其绕圆柱销11顺时针摆动，其下端凸起部分推动拉杆9向左，通过固定在拉杆左端的长销6，带动压套5和螺母4，将左离合器内外摩擦片压紧止推片上，通过摩擦片间的摩擦力，使轴I和双联齿轮联接，于是主轴沿正向旋转。右离合器结构和工作原理和左离合器一样，只是内外摩擦片少些；当拨动滑套10至左边位置时，压套5向右移，将右离合器的内外摩擦片压紧，空套齿轮8与轴I联接，主轴起动反转。滑套处于中间位置时，左右离合器的摩擦片都松开，主轴停转。

2．制动装置

制动装置的作用是在车床停车过程中克服主轴箱中各运动件的惯性，使主轴迅速停止转动，以缩短辅助时间。卧式车床主轴箱中常采用制动装置有闸带式制动器和片式制动器。

图5－12为CA6140车床上采用的闸带式制动器，结构如图所示。制动轮7是一个钢制圆盘，与轴Ⅳ8花键联接。周边围着制动带6，它是一条钢带，内侧有一层酚酞石棉以增加摩擦。制动带一端与杠杆4连接，另一端通过调节螺钉5等与箱体1连接。杠杆4可绕轴3摆动，当它的下端与齿条轴2上的圆弧凹部a或c接触时，制动带处于放松状态，制动器不起作用；移动齿条轴2，其上凸起部分b与杠杆4下端接触时，杠杆绕轴3逆时针摆动，使制动带包紧制动轮，产生摩擦力矩，轴8并通过传动齿轮使主轴迅速停止转动。制动时制动带的拉紧程度可用螺钉5进行调节，调节后应检查在压紧离合器时制动带是否松开。

1—箱体　2—齿条轴　3—杠杆支承轴　4—杠杆5—调节螺钉　6—制动钢带　7—制动轮　8—轴Ⅳ

图5－12　制动装置

3．操纵机构

操纵机构用于控制主轴箱中的主轴起动、停止、制动、变速、换向以及变换左右螺纹，为了操作的方便常采用集中操纵方式，即用一个手柄操纵几个传动件，以控制几个动作。

图5－13为CA6140车床的操作机构。为了便于操作，在操纵杆上装有两个手把，一个在进给箱左侧，如图中手把7，另一个在溜板箱右侧（图中未表示）。当向上扳动手把7时，通过由曲柄9，拉杆10和曲柄11组成的杠杆机构，使轴12和齿扇13顺时针转动，传动齿条轴14及固定在其左端的拨叉5右移，拨叉又带动滑套4右移，使双向多片式摩擦离合器的左离合器接合，主轴起动正转；当手把扳至下面时，双向多片摩擦离合器右离合器接合，主轴反转。手把扳至中间位置时，齿条轴14和滑套4也都处于中间位置，双向多片摩擦离合器的左右两组摩擦片都松开，主动链与动源断开，此时，齿条轴14的凸起部分压着制动杠杆5的下端，将制动带6拉紧，导致主轴制动。当齿条14移向左端或右端位置，离合器接合，主轴起动时，齿条轴14上圆弧形凹槽部分与杠杆5接触，制动带松开，主轴不受制动。

二、溜板箱

溜板箱的功用是：将丝杠或光杠传来的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给；控制刀架运动的接通、断开和换向；机床过载时控制刀架停止进给；手动操纵刀架移动和实现快速移动等。下面就其主要部件结构和工作原理进行介绍。

1—双联齿轮　2—齿轮　3—羊角形摆块　4—滑套　5—杠杆　6—制动带　7—手柄8—操纵杆　9、11—曲柄　10、16—拉杆　12—轴　13—扇形齿轮　14—齿条轴　15—拨叉

图5－13　摩擦离合器及制动装置的操纵机构

1．开合螺母机构

开合螺母机构结构如图5－14所示，开合螺母由上下两个半螺母1和2组成，装在溜板箱体后壁的燕尾形导轨中，可上下移动。上下半螺母的背面各装有一个圆柱销3，它们分别插入槽盘4的两条曲线槽中。扳动手柄6，经轴7使槽盘逆时针转动时，曲线槽迫使两圆销互相靠近，带动上下半螺母合拢，与丝杠啮合，刀架便由丝杠螺母经溜板箱传给进给。槽盘顺时针转动时，曲线槽通过圆销使两半螺母相互分离，与丝杠脱开啮合，刀架便停止进给。调节螺母与丝杠的间隙可以用限位螺钉。

2．纵、横向机动进给及快速移动的操纵机构

纵、横向机动进给及快速移动的操纵机构是由一个手柄集中操纵的且手柄操纵方向与刀架运动方向一致，操作非常方便直观。其结构见图5－15。向左或右扳动手柄1，使手柄座3绕着销轴2摆动时（销轴2装在销轴23上），手柄座下端的开口槽通过球头销4拨动轴5轴向移动，再经杠杆11和连杆12使凸轮13转动，凸轮上的曲线槽又通过圆销14带动轴15以及固定在它上面的拨叉16向前或后运动，拨叉拨动双向牙嵌离合器M8，使之与轴XXII上两个空套齿轮之一啮合，于是纵向机动进给运动接通，刀架相应地向左或右移动。如按下手柄1上端的快速移动按钮，快速电机起动，刀架就可向相应的方向快速移动。

横向进给时，向前或后扳动手柄1，使轴23和凸轮22转动，凸轮上的曲线槽使杠杆20摆动，通过拨叉17拨动轴XXV上的双向牙嵌离合器M9向相应的方向啮合。手柄1处于中间位置时，离合器M8和M9都断开，机动进给脱开。

3．互锁机构

机床工作时，为了避免同时将丝杠传动和纵、横向机动进给接通损坏机床，溜板箱中设有互锁机构，以保证开合螺母合上时，机动进给不能接通，反之机动进给接通时，开合螺母就不能合上。图5－16为互锁机构的工作原理图，其工作原理简述如下。图5－16（a）为中间位置状态，即开合螺母脱开，机动进给也未接通。当手柄6（图5－15）顺时针向下转动使开合螺母合上时，则轴7顺时针转过一个角度，其上凸肩a嵌入轴23的槽中，将轴23卡住，使其不能转动，同时，凸肩又将装在支承套24横向孔中的球头销9压下，使它的下端插入轴5的孔中，将轴5锁住，使其不能左右移动［见图5－16（b）］，这时纵、横向机动进给都不能接通。如果接通纵向机动进给，则因轴5沿轴线方向移动了一个位置，其上的横孔与球头销9错位（轴线不在同一直线上），使球头销不能往下移动，因而轴7被锁住而无法转动［见图5－16（c）］。当接通横向机动进给时，由于轴23转动了位置，其上的沟槽不再对准轴7的凸肩a，使轴7无法转动［见图5－12（d）］，因此，接通纵向或横向机动进给后、开合螺母均不能合上。

1、2—半螺母　3—圆柱销　4—槽盘　5—镶条

6—手柄　7—轴　8—螺钉　9—螺母

图5－14　CA6140开合螺母机构

1、6—手柄　2、21—销轴　3—手柄座　4、9—球头销　5、7、23—轴　8—弹簧销　10、15—拨叉轴11、20—杠杆　12—连杆　13—圆柱形凸轮　14、18、19—圆销　16、17—拨叉　22—凸轮　23—轴S—按钮

图5－15　纵、横向机动进给操纵机构

5、23—轴　7—手柄轴　8—弹簧销　9—球头销　24—支承套

图5－16　互锁机构工作原理

4．超越离合器

为了避免光杠和快速电动机同时传动XXII轴而造成损坏，在溜板箱左端的齿轮56与XXII轴之间装有超越离合器（见图5－17）。由光杠传来的低速进给运动，使齿轮56（即外环27）按图示逆时针方向转动，三个短圆柱滚子29分别在弹簧33的弹力及滚子29与外环27之间摩擦力作用下，楔紧在外环27和星形体26之间，于是外环27通过滚子29带动星形体26一起转动，运动便经过安全离合器（件号25和24）传至XXII轴，实现正常的机动进给。当按下快移按钮时，快速电动机的运动由齿轮副14／28传至XXII轴，使星形体26得到一个与齿轮56转向相同而转速却快得多的旋转运动（高速）。这时，在与外环27及星形体26之间的摩擦力作用下，通过柱销32压缩弹簧33而向楔形槽的宽端滚动，从而脱开外环27与星形体26及XXII轴间的传动联系，光杠XX不再驱动XXII轴，刀架可实现快速移动。

23—弹簧　24、25—安全离合器右、左半部　26—星形体　27—外环

29—滚子　32—柱销　33—弹簧

图5－17　超越离合器