CA6140车床进给箱设计论文

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第二章 CA6140进给箱传动方案设计

2.1 CA6140普通车床简介

CA6140型卧式车床是普通精度级的万能机床，它能完成多种加工工艺：轴类、

套筒类和盘类的回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转面，车削端面及各种常用螺纹，还可以进行扩孔、钻孔、绞孔、和滚花等工作。

CA6140型普通车床的加工范围较广，由于它的结构复杂，而且自动化程度低，所以适用于单件、小批生产及修配车间，它的结构主要部件组成有：（1）主轴箱：主轴箱内装有主轴，以及主轴变速和变向的传动齿轮。通过卡盘等夹具装夹工件，使主轴带动工件按需要的转速旋转，以实现主运动；（2）刀装部件：主要由床鞍（大拖板）、横拖板、小拖板和四方刀架等组成，用于装夹车刀，并使车刀作纵向、横向或斜向的运动；（3）尾架：主要用其后顶尖支撑工件，也可安装钻头、绞刀导孔加工刀具，以进行孔加工，还可适当调整，实现加工长锥形的工件；（4）进给箱：进给箱内有进给运动的变速装置及操纵机构，其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量；（5）溜板箱：溜板箱的功能是把进给箱的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给，快速移动或车螺纹；（6）床身：床身是车床的基本支撑件，为机床各部件的安装基准，使机床各部件在工作过程中保持准确的相对位置；（7）光杠和丝杠：光杠用于一般车削，丝杠用于车削螺纹。CA6140普通车床的主要技术性能如下： 主要参数及要求：

⑴ 工件最大回转直径400mm，工件最大长度1000mm；

⑵ 主轴转速：正转（24级）10-1400 r/min，反转（12级）14-1580 r/min； ⑶ 加工螺纹：公制螺纹导程1-192 mm，英制螺纹2-24牙/英寸，模数螺纹m=0.25-48mm，径节螺纹1-96牙/英寸；

⑷ 进给范围：纵向（64级）0.023-25.4mm/r，横向（64级）0.011-12.6mm/r；

⑸ 电机功率：主电机7.5KW。 刀架纵向快速速度： 4米/分。

车削螺纹范围： 公制螺纹44种 S=1~192mm。

英制螺纹20种 α=2~24牙/英寸。

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模数螺纹39种 m=0.25~48mm。 径节螺纹37种 DP=1~96牙/英寸。

主电动机： 7.5千瓦，1450转/分。

2.2 进给箱的传动机构

CA6140型卧式车床进给箱又叫走刀箱，它固定在床身左前面，内装有进给变速机构，用来变换进给量和各种螺纹的导程，进给运动链使刀架实现纵向或横向的进给运动及变速换向。

进给链从主轴起经换向机构、挂轮、进给箱，再经光杠或丝杠，溜板箱最后至纵溜板或横溜板。

普通车床的特有功能是车削一定范围内的各种螺纹，要求进给传动链的变速机构能严格准确地按照标准螺距数列来变化。所以普通车床进给传动链的变速机构（包括挂轮和进给箱的变速机构）主要是依据各种螺纹的标准螺距数列的有要求，同时兼顾到以便车削的进给量范围来设计的。

传动链中的螺纹进给传动链是主轴一转，刀架移动S毫米（导程S=kP,其中k为实数，P为螺距）。

1?U0×Ux×P丝=S--------------------------------------------------------------------------(1.2-1) 其中U0为主轴至丝杠之间全部定比传动机构的固定传动比，是一个常数 Ux为主轴至丝杠之间换置机构的可变传动比 P丝为机床丝杠的螺距，CA6140机床的P丝=12mm S为被加工螺纹的导程

2.3 进给箱切螺纹机构设计

CA6140型车床具有切削公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹和径节螺纹的功能，机床的纵向丝杠螺纹用公制，螺距P=12(mm)代入式(1.2-1)得主轴每转一下，刀架移动量为S毫米，这即为车削螺纹的导程值。对于单头螺纹是螺距值，因此当螺纹的基本参数不是用螺距表示时必须将其加以换算，然后代入式（1.2-1）。具体方法如下：

公制螺纹：其基本参数为螺距P(mm),因而S=P(mm)；

英制螺纹：基本参数l为每一英寸长度内包含的牙数a即a（牙/英寸）因而，英制螺纹的螺距为Sa=24.5/a毫米；

模数螺纹：公制螺杆上的螺纹称模数螺纹，它的基本参数是以螺杆相啮合的蜗轮

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模数m（mm）来表示，因而，模数螺纹的螺距Tm应等于蜗杆的周节长度，即Pm=πm，Sm =kPm=kπm；

径节螺纹：英制蜗杆上的螺纹称为径节螺纹，它的基本参数是以与螺杆相啮合的蜗轮参数径节DP来表示，径节的DP=Z/D（牙/英寸）其中Z和D分别为蜗轮的齿数和分度圆直径（英寸），即蜗轮或齿轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数。因而径节螺纹的导程为：

PDP=π/DP（in）≈25.4π/DP，SDP=k PDP=25.4kπ/DP

螺纹种类 螺纹种类 公制螺纹 英制螺纹 模数螺纹 径节螺纹 参数 螺距 每英寸牙数 模数 径节 螺纹公称参数 代号 P a m DP 单位 Mm 牙/英寸 mm 英寸 螺距S（mm） S=kP Sa=kPa=25.4R/a Sm=kPm=km SDP=kPDP=25.4kπ/DP 表1.3-1各种螺纹的公称参数及螺距

一、米制螺纹

将常用的米制螺纹标准数据t的数列1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、5、5.5、6、7、8、9、10、11、12排列成下表1.3-1所示：

—— 1.75 3.5 7 1 2 4 8 —— 2.25 4.5 9 1.25 2.5 5 10 —— —— 5.5 11 1.5 3 6 12 表1.3-2 标准米制螺纹导程

由表中可以看出各横行的螺距数列是等差数列，而纵列是等比数列即1、2、4、8的公比数是2，根据这些特点，在进给箱中可用一个变速组来变换得到某一横行的等差数列，这个变速组的传动比应是等差数列，通常称为基本组。以此为基础，再串联一个扩大组，把基本组得到的螺距按1：2：4：8关系增大或缩小，而得到全部螺距数列，此扩大组通常称“增倍组”。根据进给传动降速机构在后的原则，取ib=1、

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1/2、1/4、1/8。机床所能加工的其他三种螺纹中，径节螺纹较少用，这三种螺纹的公称参数列在表中。

公制和英制螺纹及模数和径节螺纹之间的倒数关系和特殊因子为25.4；公制和模数螺纹及英制和径节螺纹之间特殊因子为π。

上述倒数关系和特殊因子25.4及π的关系都要在设计切螺纹系统时给予解决。现将车床上这四种螺纹所能加工的螺距T及其和公制螺纹的关系列于表1.3-3和表1.3-4。

从表中可以看出这四种螺纹的基本参数有一个共同的变化特点，即在横行上是等差数列，而在纵行上按2倍的关系扩大或缩小，我们可以考虑到用车公制螺纹的基本组和扩大组来加工另外三种螺纹。 二、模数螺纹

我们只需改变公制螺纹传动链中的某个传动比，使平衡式左边产生一个特殊因子π，以便在运动中与螺距Pm=πm的因子π消去，从而变换基本组和增倍组的传动比，就可以像公制螺纹那样，得到分段等差数列的模数系列。 倍比关系 1/32 1/16 1/8 1/4 1/2 1 —— —— —— 1.75 3.5 7 公制及模数螺纹（P及m） 0.25 0.5 1 2 4 8 —— —— —— [2.25] 4.5 9 —— —— 1.25 2.5 5 10 —— 0.75 1.5 3 6 12 —— —— —— [2.75] 5.5 [11] 表1.3-3CA6140车床加工螺纹基本参数的排列规律

注：[ ]内数值为模数螺纹所独有。 三、英制螺纹

它和公制螺纹螺距数列有两点区别：

a、英制螺纹每英寸牙数a换算成螺距Ta=25.4/a(mm)后，a在分母上如果将上述公制螺纹的基本组的主动与从动关系颠倒过来，即基本组的传动比变为1/ij，那么就

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