第3章　金屬切削機床概述

3.1　車床

3.1.1　CA6140型普通車床的組成

1.車削加工工藝范圍

車削是機械加工中最基本、應用最廣泛的一種加工方法，主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)外圓柱表面、內(nèi)外圓錐表面、成形回轉(zhuǎn)面和回轉(zhuǎn)體的端面等。通常，車削的主運動由工件隨主軸旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，進給運動由刀架的縱、橫向移動來完成。車床使用的刀具為各種車刀，也可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、鏜刀進行孔加工，用絲錐、板牙加工內(nèi)外螺紋表面。由于大多數(shù)機器零件都具有回轉(zhuǎn)表面，車床的工藝范圍又較廣，因此，車削加工的應用極為廣泛。如圖3-1所示是臥式車床所能加工的典型表面。

2.車床的分類

在所有車床類機床中，臥式車床和立式車床（如圖3-2所示）應用最廣。此外，還有轉(zhuǎn)塔車床、馬鞍車床、單軸自動車床和半自動車床、仿形車床、數(shù)控車床及各種大批量生產(chǎn)中使用的專用車床等。

如圖3-2（a）所示為單柱立式車床，圖3-2（b）所示為雙柱立式車床，它們與臥式車床的不同之處是主軸豎立，工件安裝在由主軸帶動旋轉(zhuǎn)的工作臺2上，橫梁5上裝有垂直刀架4，可作上下左右移動。立式車床適合用于加工直徑大而長度短的重型盤類零件。

轉(zhuǎn)塔車床（如圖3-3所示）有一個可旋轉(zhuǎn)換位的六角刀架3，以替代臥式車床的尾座，在六角刀架上可同時安裝鉆頭、鉸刀和板牙等各種切削刀具，這些刀具通常是按工件的加工順序安裝的，因此，在一個零件的加工過程中，只要使六角刀架依次轉(zhuǎn)位，便可迅速更換刀具。此外，六角刀架上的刀具與方刀架上的刀具可同時進行加工。

3. CA6140型臥式車床的組成部件

普通車床應用最多，所占比例較大，代表型號CA6140 。車床的加工工藝范圍很廣，它適用于加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如：內(nèi)圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面、端面及各種常用螺紋，還可以進行鉆孔、擴孔、鉸孔和滾花等工藝。最大的特點是通用性強，價格低廉，加工范圍廣泛，但生產(chǎn)率低，操作工人勞動強度高，適用于單件小批生產(chǎn)。如圖3-4所示為CA6140型臥式車床的外形圖，其主要組成部件及其功用如下。

（1）CA6140車床的布局及主要技術(shù)性能　由于臥式車床主要加工軸類和直徑不大的盤套類零件，所以采用臥式布局，其主要性能：

床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 　　　　　　　400mm

最大工件長度 750mm；1000mm；1500mm；2000mm

刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 210mm

主軸轉(zhuǎn)速　　　　　　正轉(zhuǎn)　　　　　　 24級　10～1400r/min

反轉(zhuǎn) 12級　4～1580r/min

進給量 縱向 64級　0.028～6.33mm/r

橫向 64級　0.014～3.16mm/r

車削螺紋范圍 米制螺紋 44種　P=1～192mm

英制螺紋 20種　α=2～24牙/in

模數(shù)螺紋 39種　m=0.25～48mm

徑節(jié)螺紋 37種　DP=1～96牙/in

主電機功率 7.5kW

（2）車床的主要組成部件　CA6140臥式車床主要由主軸箱、進給箱、溜板箱、床鞍、尾座、床身、中滑板、小滑板、回轉(zhuǎn)盤、方刀架、左右床腿、光杠、絲杠、掛輪架、操縱手柄等部分構(gòu)成。

①主軸箱　主軸箱1（又稱為床頭箱或主變速箱）固定在床身8的左端。其內(nèi)裝有主軸和變速、換向機構(gòu)，由電動機經(jīng)變速機構(gòu)帶動主軸旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)主運動，并獲得所需轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。主軸前端可安裝三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤等夾具，用以裝夾工件。

②床鞍　床鞍2（又稱為大拖板）位于床身8的中部，并可帶動中滑板3、回轉(zhuǎn)盤4、小滑板6和方刀架5沿床身上的導軌作縱向進給運動。

③溜板箱　溜板箱12固定在床鞍2的底部，可帶動方刀架5一起作縱向運動。溜板箱的功用是將進給箱14傳來的運動傳遞給方刀架，使方刀架實現(xiàn)縱向進給、橫向進給、快速移動或車螺紋。在溜板箱上裝有各種操縱手柄及按鈕，可以方便地選擇縱、橫機動進給運動的接通、斷開及變向。溜板箱內(nèi)設(shè)有連鎖裝置，可以避免光杠10和絲杠11同時轉(zhuǎn)動。

④進給箱　進給箱14固定在床身8的左前側(cè)。進給箱是進給運動傳動鏈中主要的傳動比變換裝置，它的功用是改變被加工螺紋的導程或機動進給的進給量。

⑤方刀架　方刀架5用來夾持車刀，并使其作縱向、橫向或斜向移動。方刀架安裝在小滑板6上，用來夾持車刀；小滑板裝在回轉(zhuǎn)盤4上，可沿回轉(zhuǎn)盤上導軌作短距離移動；回轉(zhuǎn)盤可帶動方刀架5在中滑板3上順時針或逆時針轉(zhuǎn)動一定的角度；中滑板可在床鞍2（大拖板）的橫向?qū)к壣厦孀鞔怪庇诖采淼臋M向移動；床鞍可沿床身的導軌作縱向移動。

⑥尾座　尾座7安裝于床身8的尾座導軌上。其上的套筒可安裝頂尖，以便支承較長工件的一端；也可裝夾鉆頭、鉸刀等孔加工刀具，對工件進行加工，此時可搖動手輪使套筒軸向移動，以實現(xiàn)縱向進給。尾座可沿床身頂面的一組導軌（尾座導軌）作縱向調(diào)整移動，然后夾緊在所需要的位置上，以適應加工不同長度工件的需要。尾座還可以相對其底座沿橫向調(diào)整位置，以車削較長且錐度較小的外圓錐面。

⑦床身　床身8固定在左床腿13和右床腿9上。床身是車床的基本支承件。車床的各個主要部件均安裝于床身上，并保持各部件間具有準確的相對位置。

⑧絲杠　絲杠用于車螺紋加工，將進給箱的運動傳給溜板箱。

⑨光杠　光杠用于一般的車削加工，進給時將進給箱的運動傳給溜板箱。

3.1.2　CA6140型臥式車床的傳動系統(tǒng)分析

CA6140型臥式車床的傳動系統(tǒng)由主運動傳動鏈、車螺紋運動傳動鏈、縱向進給運動傳動鏈、橫向進給運動傳動鏈、刀架的快速空行程傳動鏈組成。

傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。

主運動傳動鏈的兩端件是主電動機與主軸，它的功能是把動力源的運動及動力傳給主軸，并滿足臥式車床主軸開、停、變速和換向的要求。

（1）兩端件　電動機—主軸。

（2）計算位移　所謂計算位移，是指傳動鏈首末傳動件之間相對運動量的對應關(guān)系。CA6140型臥式車床的主運動傳動鏈是一條外聯(lián)系傳動鏈，電動機與主軸各自轉(zhuǎn)動時運動量的關(guān)系為各自的轉(zhuǎn)速，即：主電動機—主軸1450（r/min）—n（r/min）。

（3）傳動路線表達式　主運動由主電動機（7.5kW，1450r/min）經(jīng)V帶傳動Ⅰ軸而輸入主軸箱。軸Ⅰ上安裝有雙向多片式摩擦離合器M1，以控制主軸的啟動、停轉(zhuǎn)及旋轉(zhuǎn)方向。M1左邊摩擦片結(jié)合時，空套的z51、z56雙聯(lián)齒輪與Ⅰ軸一起轉(zhuǎn)動，通過兩對齒輪副56/38、51/43帶動Ⅱ軸實現(xiàn)主軸正轉(zhuǎn)。右邊摩擦片結(jié)合時，由齒輪z50與Ⅰ軸一起轉(zhuǎn)動，齒輪z50通過Ⅶ軸的中間齒輪z34帶動Ⅱ軸上的齒輪z30實現(xiàn)主軸反轉(zhuǎn)。當兩邊摩擦片都脫開時，則Ⅰ軸空轉(zhuǎn)，此時主軸靜止不動。Ⅱ軸的運動通過Ⅱ—Ⅲ軸之間的3對齒輪副39/41、22/58、30/50帶動Ⅲ軸。Ⅲ軸的運動可由兩種傳動路線至主軸，當主軸Ⅵ軸的滑移齒輪z50處于左邊位置時，軸Ⅲ的運動直接由齒輪z63傳至與主軸用花鍵連接的滑移齒輪z50，從而帶動主軸以高速旋轉(zhuǎn)；當主軸Ⅵ軸的滑移齒輪z50右移，脫開與軸Ⅲ上齒輪z63的嚙合，并通過其內(nèi)齒輪與主軸上齒輪z58左端齒輪嚙合（即M2結(jié)合）時，軸Ⅲ的運動經(jīng)軸Ⅲ—Ⅳ間及軸Ⅳ—Ⅴ間兩組雙聯(lián)滑移齒輪變速裝置傳至軸Ⅴ，再經(jīng)齒輪副26/58使主軸獲得中、低轉(zhuǎn)速。其傳動路線表達式為：

（4）主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)　由傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達式可以看出，主軸正轉(zhuǎn)時，適用各滑動齒輪軸向位置的各種不同組合，主軸共可獲得Z=2×3×（1+2×2）=30級轉(zhuǎn)速，軸Ⅲ—Ⅴ間的4種傳動比為：u1=（50/50）×（51/50）≈1，u3=（20/80）×（51/50）≈1/4，u2=（50/50）×（20/80）=1/4，u4=（20/80）×（20/80）=1/16。由于u2≈u3，所以主軸實際上獲得的轉(zhuǎn)速級數(shù)為：Z=2×3×［1+（2×2-1）］=24級。同理，反轉(zhuǎn)時：Z'=1×3×［1+（2×2-1）］=12級。

（5）運動平衡式　主軸的轉(zhuǎn)速可按下列運動平衡式計算：

n主=1450×（130/230）×（1-ε）uⅠ—ⅡuⅡ—ⅢuⅢ—Ⅵ

最低轉(zhuǎn)速：

nmin=1450×（130/230）×（1-0.02）×（51/43）×（22/58）×（20/80）×（20/80）×（26/58）

≈10（r/min）

最高轉(zhuǎn)速：

nmax=1450×（130/230）×（1-0.02）×（56/38）×（39/41）×（63/50）=1418（r/min）

式中　　　　　　　n主——主軸轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；

ε——V帶傳動的滑動系數(shù)，近似取ε=0.02；

uⅠ—Ⅱ、uⅡ—Ⅲ、uⅢ—Ⅵ——軸Ⅰ—Ⅱ、Ⅱ—Ⅲ、Ⅲ—Ⅵ間的傳動比。

主軸各級轉(zhuǎn)速的數(shù)值，可根據(jù)主運動傳動所經(jīng)過的傳動件的運動參數(shù)（如帶輪直徑、齒輪齒數(shù)等）列出運動平衡式來求出。圖3-6所示為CA6140型臥式車床主運動的轉(zhuǎn)速圖。

3.1.3　車削螺紋傳動鏈

CA6140型臥式車床可車削米制、模數(shù)制、英制和徑節(jié)制4種標準螺紋，另外還可加工大導程螺紋、非標準螺紋及較精密螺紋。

3.1.4　車削米制螺紋

米制螺紋是應用最廣泛的一種螺紋，在車削螺紋時，應滿足主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架帶動刀具軸向進給所加工螺紋的一個導程。國家標準規(guī)定了米制螺紋的標準導程值，表3-1列出了CA6140型車床能車制的常用米制螺紋標準導程值。

從表3-1中可以看出，每一行的導程組成等差數(shù)列，行與行之間的導程值成一公比為2的等比數(shù)列，在車削米制螺紋的傳動鏈中設(shè)置的換置機構(gòu)應能將標準螺紋加工出來，并且滿足傳動鏈盡量簡便。

（1）車削米制螺紋

①車削米制螺紋的傳動路線　車削米制螺紋時，運動由主軸Ⅵ經(jīng)齒輪副58/58至軸Ⅸ，再經(jīng)三星輪換向機構(gòu)33/33（車左螺紋時經(jīng)33/25×25/33）傳動軸Ⅹ，再經(jīng)掛輪63/100×100/75傳到進給箱中軸XⅢ，進給箱中的離合器M3和M4脫開，M5接合，再經(jīng)移換機構(gòu)的齒輪副25/36傳到軸ⅪⅤ，由軸ⅪⅤ和ⅩⅤ間的基本變速組uj、移換機構(gòu)的齒輪副25/36×36/25將運動傳到軸ⅩⅥ，再經(jīng)增倍變速組ub傳至軸ⅩⅧ，最后經(jīng)齒式離合器M5，傳動絲杠ⅩⅨ，經(jīng)溜板箱帶動刀架縱向運動，完成米制螺紋的加工。其傳動路線表達如下：

②車削米制螺紋的運動平衡式　由傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達式，可以列出車削米制螺紋的運動平衡式：

式中　uj、ub——基本變速組傳動比和增倍變速組傳動比。

將上式化簡可得：

P=7ujub

進給箱中的基本變速組uj為雙軸滑移齒輪變速機構(gòu)，由軸ⅪⅤ上的8個固定齒輪和軸ⅩⅤ上的四個滑移齒輪組成，每個滑移齒輪可分別與鄰近的兩個固定齒輪相嚙合，共有8種不同的傳動比：

不難看出，除了uj1和uj5外，其余的6個傳動比組成一個等差數(shù)列。改變uj的值，就可以車削出按等差數(shù)列排列的導程組。

進給箱中的增倍變速組ub由軸ⅩⅥ—軸ⅩⅧ間的三軸滑移齒輪機構(gòu)組成，可變換4種不同的傳動比：

它們之間依次相差2倍，改變ub的值，可將基本組的傳動比成倍地增加或縮小。

把uj、ub的值代入上式，得到8×4=32種導程值，其中符合標準的有20種，見表3-1。可以看出，表中的每一行都是按等差數(shù)列排列的，而行與行之間成倍數(shù)關(guān)系。

③擴大導程傳動路線　從表3-1可以看出，此傳動路線能加工的最大螺紋導程是12mm。如果需車削導程大于12mm的米制螺紋，應采用擴大導程傳動路線。這時，主軸Ⅵ的運動（此時M2接合，主軸處于低速狀態(tài)）經(jīng)斜齒輪傳動副58/26到軸Ⅴ，背輪機構(gòu)80/20與80/20或50/50至軸Ⅲ，再經(jīng)44/44、26/58（軸Ⅸ滑移齒輪z58處于右位與軸Ⅷz 26嚙合）傳到軸Ⅸ，其傳動路線表達式為：

（主軸）Ⅵ—-Ⅸ-（按正常導程傳動路線）

從傳動路線表達式可知，擴大螺紋導程時，主軸Ⅵ到軸Ⅸ的傳動比為：

當主軸轉(zhuǎn)速為40～125r/min時，

當主軸轉(zhuǎn)速為10～32r/min 時，

而正常螺紋導程時，主軸Ⅵ到軸Ⅸ的傳動比為：

所以，通過擴大導程傳動路線可將正常螺紋導程擴大4倍或16倍。CA6140型車床車削大導程米制螺紋時，最大螺紋導程為Pmax=12×16=192mm。

（2）車削英制螺紋　英制螺紋以每英寸長度上的螺紋扣數(shù)α（扣/in）表示，其標準值也按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列。英制螺紋的導程Pα=1/α（in）。由于CA6140型車床的絲杠是米制螺紋，被加工的英制螺紋也應換算成以毫米為單位的相應導程值，即

車削英制螺紋時，對傳動路線作如下變動，首先，改變傳動鏈中部分傳動副的傳動比，使其包含特殊因子25.4；其次，將基本組兩軸的主、被動關(guān)系對調(diào)，以便使分母為等差級數(shù)。其余部分的傳動路線與車削米制螺紋時相同。其運動平衡式為：

將Pα=25.4/α代入上式得

變換uj、ub的值，就可得到各種標準的英制螺紋。

（3）車削模數(shù)螺紋　模數(shù)螺紋主要用在米制蝸桿中，模數(shù)螺紋螺距P=πm，P也是分段等差數(shù)列。所以模數(shù)螺紋的導程為：

Pm=kπm

式中　Pm——模數(shù)螺紋的導程，mm；

k——螺紋的頭數(shù)；

m——螺紋模數(shù)。

模數(shù)螺紋的標準模數(shù)m也是分段等差數(shù)列。車削時的傳動路線與車削米制螺紋的傳動路線基本相同。由于模數(shù)螺紋的螺距中含有π因子，因此車削模數(shù)螺紋時所用的掛輪與車削米制螺紋時不同，需用來引入常數(shù)π，其運動平衡式為

上式中，將運動平衡方程式整理后得：

變換uj、ub的值，就可得到各種不同模數(shù)的螺紋。

（4）車削徑節(jié)螺紋　徑節(jié)螺紋主要用于同英制蝸輪相配合，即為英制蝸桿，其標準參數(shù)為徑節(jié)，用DP表示，其定義為：對于英制蝸輪，將其總齒數(shù)折算到每一英寸分度圓直徑上所得的齒數(shù)值，稱為徑節(jié)。根據(jù)徑節(jié)的定義可得蝸輪齒距為：

式中　z——蝸輪的齒數(shù)；

D——蝸輪的分度圓直徑，in。

只有英制蝸桿的軸向齒距PDP與蝸輪齒距π/DP相等才能正確嚙合，而徑節(jié)制螺紋的導程為英制蝸桿的軸向齒距為：

標準徑節(jié)的數(shù)列也是分段等差數(shù)列。徑節(jié)螺紋的導程排列的規(guī)律與英制螺紋相同，只是含有特殊因子25.4π。車削徑節(jié)螺紋時，可采用英制螺紋的傳動路線，但掛輪需換為，其運動平衡式為：

上式中　，將運動平衡方程式整理后得：

變換uj、ub的值，可得常用的24種螺紋徑節(jié)。

（5）車削非標準螺紋和精密螺紋　所謂非標準螺紋是指利用上述傳動路線無法得到的螺紋。這時需將進給箱中的齒式離合器M1、M4和M5全部嚙合，被加工螺紋的導程LⅠ依靠調(diào)整掛輪的傳動比μ傳來實現(xiàn)。其運動平衡式為：

所以，掛輪的換置公式為

適當?shù)剡x擇掛輪a、b、c及d的齒數(shù)，就可車出所需要的非標準螺紋。同時，由于螺紋傳動鏈不再經(jīng)過進給箱中任何齒輪傳動，減少了傳動件制造和裝配誤差對被加工螺紋導程的影響，若選擇高精度的齒輪作掛輪，則可加工精密螺紋。

（6）機動進給運動傳動鏈　進給運動傳動鏈的首末端件分別為主軸和刀架。但與車螺紋傳動鏈不同，它為一條外聯(lián)系傳動鏈。由主軸至進給箱ⅩⅦ軸的傳動路線與車螺紋相同，其后運動經(jīng)齒輪副28/56及聯(lián)軸器傳至光杠（ⅩⅢ軸），再由光杠經(jīng)溜板箱中的傳動機構(gòu)，分別傳至齒輪條機構(gòu)（縱進給）和絲杠螺母機構(gòu)（橫進給），使刀架作縱向或橫向機動進給。其傳動路線表達式如下：

①縱向機動進給傳動鏈　CA6140型車床縱向機動進給量有64種。當運動由主軸經(jīng)正常導程的米制螺紋傳動路線時，可獲得正常進給量。這時的運動平衡式為：

將上式化簡可得：

f縱=0.711ujub

通過變換uj、ub的值，可得到32種正常進給量（范圍為0.08～1.22mm/r），其余32種進給量可分別通過英制螺紋傳動路線和擴大導程傳動路線得到。

②橫向機動進給傳動鏈　由傳動系統(tǒng)圖分析可知，當橫向機動進給與縱向進給的傳動路線一致時，所得到的橫向進給量是縱向進給量的一半，橫向與縱向進給量的種數(shù)相同，都為64種。

③刀架快速機動移動　刀架的快速移動由裝于溜板箱內(nèi)的快速電動機（0.25kW，2800r/min）帶動。快速電動機的運動經(jīng)齒輪副傳至ⅩⅩ軸，再經(jīng)溜板箱與進給運動相同的傳動路線傳至刀架，使刀架快速縱移或橫移。

當快速電動機帶動ⅩⅩ軸快速旋轉(zhuǎn)時，為避免與進給箱傳來的慢速進給運動發(fā)生干涉，在ⅩⅩ軸上裝有單向超越離合器M6，可保證ⅩⅩ軸的工作安全。

單向超越離合器M6的結(jié)構(gòu)原理如圖3-7所示。它由空套齒輪1（即溜板箱中的Z56齒輪），星形體2，滾柱3，頂銷4和彈簧5組成。當機動進給運動由空套齒輪1傳入并逆時針轉(zhuǎn)動時，帶動滾柱3擠入楔縫，使星形體隨同齒輪1一起轉(zhuǎn)動，再經(jīng)安全離合器M7帶動ⅩⅩ軸轉(zhuǎn)動。當快速運動傳入時，星形體由ⅩⅩ軸帶動逆時針快速轉(zhuǎn)動時，由于星形體2超越齒輪1轉(zhuǎn)動，使?jié)L柱3退出楔縫，使星形體與齒輪1自動脫開，由進給箱傳至齒輪1的運動雖未停機，超越離合器將自動接合，刀架恢復正常的進給運動。

3.1.5　主軸箱

主軸箱主要由主軸部件、傳動機構(gòu)、開停與制動裝置、操縱機構(gòu)及潤滑裝置等組成。為了便于了解主軸箱內(nèi)各傳動件的傳動關(guān)系，傳動件的結(jié)構(gòu)、形狀、裝配方式及其支承結(jié)構(gòu)，常采用展開圖的形式表示。主軸箱基本上按主軸箱內(nèi)各傳動軸的傳動順序，沿其軸線取剖切面，展開繪制而成，其剖切面的位置如圖3-8所示。以下對主軸箱內(nèi)主要部件的結(jié)構(gòu)、工作原理及調(diào)整作簡單介紹。

主軸箱展開圖及中間軸間隙調(diào)整：

主軸上裝有3個齒輪，最右邊的是空套在主軸上的左旋斜齒輪，其傳動較平衡，當離合器M2接合時，此齒輪傳動所產(chǎn)生的軸向力指向前軸承，以抵消部分軸向切削力，減小前軸承所承受的軸向力。中間滑移齒輪用花鍵與主軸相連，該齒輪的圖示位置為高速傳動。當其處于中間空當位置時，可用手撥動主軸，以便裝夾和調(diào)整工件；當滑移齒輪移到最右邊位置時，其上的內(nèi)齒與斜齒輪左側(cè)的外齒相嚙合，即齒式離合器M2接合，此時獲低速傳動。最左邊的齒輪固定在主軸上，通過它把運動傳給進給系統(tǒng)。現(xiàn)以圖3-8中的軸Ⅲ為例說明其結(jié)構(gòu)及軸承的調(diào)整。花鍵軸Ⅲ較長，采用了三支承結(jié)構(gòu)，兩端為圓錐滾子軸承，中間為深溝球軸承。松開鎖緊螺母18，擰動螺釘17，推動壓蓋19及圓錐滾子軸承的外圈右移，消除了左端軸承間隙，然后軸部件向右移，由于右端圓錐滾子軸承的外圈被箱體的臺階孔所擋，因而又消除了右軸承的間隙。并由此而限定了軸Ⅲ組件在箱體上的軸向位置。共有4個臺階，兩端臺階分別安裝圓錐滾子軸承，右端的第二個臺階分別串裝有齒輪9、10、11及墊圈14，墊圈14為調(diào)整環(huán)，以限定上述零件在其上的軸向位置。齒輪12右端面緊靠深溝球軸承內(nèi)圈，左端由軸用彈簧卡圈13定位，從而限定了齒輪12的軸向位置。三聯(lián)齒輪15可以在軸上滑移，實現(xiàn)3種不同的工作位置。軸向位置不能限定，但必須有可靠而較準確的定位。方法是通過導向軸5上的3個定位槽和在撥叉8上安裝的彈簧鋼珠，實現(xiàn)三聯(lián)齒輪3種不同工作位置的定位。松開螺母7，擰動有內(nèi)六方孔的調(diào)節(jié)螺釘6可調(diào)節(jié)彈簧力的大小，以保證定位的可靠性。

3.1.6　雙向式多片摩擦離合器結(jié)構(gòu)

如圖3-9所示，摩擦離合器由內(nèi)摩擦片3、外摩擦片2、壓塊8和螺母9、銷子5和推拉桿7等組成，離合器左右兩部分的結(jié)構(gòu)是相同的。圖3-9表示的是左離合器結(jié)構(gòu)，內(nèi)摩擦片3的孔是花鍵孔，裝在軸Ⅰ的花鍵上，隨軸Ⅰ旋轉(zhuǎn)，其外徑略小于雙聯(lián)空套齒輪1套筒的內(nèi)孔，不能直接傳動齒輪1。外摩擦片2的孔是圓孔，其孔徑略大于花鍵軸的外徑，其外圓上有4個凸起，嵌在空套齒輪1套筒的4個缺口中，所以齒輪1隨外摩擦片一起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外摩擦片相間安裝。當推拉桿7通過銷子5向左推動壓塊8時，將內(nèi)外摩擦片壓緊。軸Ⅰ的轉(zhuǎn)矩由內(nèi)摩擦片1通過內(nèi)外摩擦片之間的摩擦力傳給外摩擦片2，再由外摩擦片2傳動齒輪1，使主軸正轉(zhuǎn)。同理，當壓塊8向右壓時，主軸反轉(zhuǎn)。壓塊8處于中間位置時，左右內(nèi)外摩擦片無壓力作用，離合器脫開，主軸停轉(zhuǎn)。摩擦離合器不但實現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)和停止，并且在接通主運動鏈時還能起過載保護作用。當機床過載時，摩擦片打滑，避免損壞機床部件。摩擦片傳遞轉(zhuǎn)矩大小在摩擦片數(shù)量一定的情況下取決于摩擦片之間壓緊力的大小，其壓緊力的大小是根據(jù)額定轉(zhuǎn)矩調(diào)整的。當摩擦片磨損后，壓緊力減小，這時可進行調(diào)整，其調(diào)整方法是用工具將防松的彈簧銷4壓進壓塊8的孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)螺母9，使螺母9相對壓塊8轉(zhuǎn)動，螺母9相對壓塊8產(chǎn)生軸向左移，直到能可靠壓緊摩擦片，松開彈簧銷4，并使其重新卡入螺母9的缺口中，防止其松動。

3.1.7　溜板箱

溜板箱的作用是將絲杠和光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)榈都苓M給運動，控制刀架運動的接通、斷開和換向。溜板箱是由接通、斷開和轉(zhuǎn)換縱、橫向進給運動的操縱機構(gòu)，接通絲杠傳動的開合螺母機構(gòu)，保證機床工作安全的互鎖機構(gòu)，保證機床工作安全的過載保護機構(gòu)和實現(xiàn)刀架快慢速自動轉(zhuǎn)換的超越離合器等幾部分組成的。下面將介紹主要機構(gòu)的機構(gòu)、工作原理及有關(guān)調(diào)整。

3.1.8　安全離合器的結(jié)構(gòu)

安全離合器是防止進給機構(gòu)過載或發(fā)生偶然事故時機床部件的保護裝置。在刀架機動進給過程中，如進給抗力過大或刀架移動受到阻礙時，安全離合器能自動斷開軸的運動，如圖3-10所示，安全離合器由端面帶螺旋齒爪的4和10兩半部分組成，左半部4用平鍵9與超越離合器的星形體5連接，右半部10與軸用花鍵連接。正常工作情況下，通過彈簧3的作用，使離合器左右兩半部經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，以傳遞由超越離合器星形體5傳來的運動和轉(zhuǎn)矩，并經(jīng)花鍵傳給軸。此時，安全離合器螺旋齒面上產(chǎn)生的軸向分力，由彈簧3平衡。當進給抗力過大或刀架移動受到阻礙時，通過安全離合器齒爪傳遞的轉(zhuǎn)矩及產(chǎn)生的軸向分力將增大，當軸向分力大于彈簧3的作用力時，離合器的右半部10將壓縮彈簧3而向右滑移，與左半部4脫開接合，安全離合器打滑，從而斷開架的機動進給。過載現(xiàn)象排除后，彈簧3又將安全離合器自動接合，恢復正常的機動進給；調(diào)整螺母7，通過軸承內(nèi)孔中的拉桿11及圓柱銷2調(diào)整彈簧座12的軸向位置，可以改變彈簧3的壓縮量，以調(diào)整安全離合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩大小。

3.1.9　超越離合器的結(jié)構(gòu)

超越離合器的作用是實現(xiàn)同一軸運動的快、慢速自動轉(zhuǎn)換。如圖3-10中A—A剖面圖所示，超越離合器由齒輪6（它作為離合器的外殼）、星形體5、3個滾柱8、頂銷13和彈簧14組成。當?shù)都軝C動工作進給時，空套齒輪6為主動逆時針方向旋轉(zhuǎn)，在彈簧14及頂銷13的作用下，使?jié)L柱8擠向楔縫，并依靠滾柱8與齒輪6內(nèi)孔孔壁間的摩擦力帶動星形體5隨同齒輪6一起轉(zhuǎn)動，再經(jīng)安全離合器M7帶動軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機動進給。當快速電動機啟動時，運動由齒輪副13/29傳至軸ⅩⅩ，則星形體5由軸帶動作逆時針方向的快速旋轉(zhuǎn)，此時，在滾柱8與齒輪6及星形體5之間的摩擦力和慣性力的作用下，使?jié)L柱8退縮，頂銷移向楔縫的大端，從而脫開齒輪6與星形體5（即軸）間的傳動聯(lián)系，齒輪6并不再為軸ⅩⅩ傳遞運動，軸ⅩⅩ是由快速電動機帶動作快速轉(zhuǎn)動，刀架實現(xiàn)快速運動。當快速電動機停止轉(zhuǎn)動時，在彈簧及頂銷和摩擦力的作用下，使?jié)L柱8又瞬間嵌入楔縫，并楔緊于齒輪6和星形體5之間，刀架立即恢復正常的工作進給運動。由此可見，超越離合器M6可實現(xiàn)軸快、慢速運動的自動轉(zhuǎn)換。

3.1.10　方刀架的結(jié)構(gòu)

如圖3-11所示，方刀架安裝在小滑板上，用小滑板的圓柱凸臺D定心。方刀架可轉(zhuǎn)動間隔為90°的4個位置，使裝在它四側(cè)的4把車刀依次進入工作位置。每次轉(zhuǎn)位后，定位銷8插入刀架滑板上的定位孔中進行定位。方刀架每次轉(zhuǎn)位過程中的松夾、拔銷、轉(zhuǎn)位、定位以及夾緊等動作，都由手柄16操縱。逆時針轉(zhuǎn)動手柄16，使其從軸6頂端的螺紋向上退松，刀架體10便被松開。同時，手柄通過內(nèi)花鍵套筒13（用騎縫螺釘與手柄連接）帶動花鍵套筒15轉(zhuǎn)動，花鍵套筒15的下端的端面齒與凸輪5上的端面齒嚙合，因而凸輪也被帶動著逆時針轉(zhuǎn)動。凸輪轉(zhuǎn)動時，先由其上的斜面a將定位銷8從定位孔中拔出，接著凸輪的垂直側(cè)面b與安裝在刀架體中的固定銷18相碰，于是帶動刀架體10一起轉(zhuǎn)動，鋼球3從定位孔中滑出。當?shù)都苻D(zhuǎn)至所需位置時，鋼球3在彈簧2作用下，進入另一定位孔中進行預定位。然后反向轉(zhuǎn)動手柄16，同時凸輪5也被帶動一起反轉(zhuǎn)。當凸輪在斜面a退離定位銷8的勾形尾部時，在彈簧的作用下，定位銷8插入新的定位孔，使刀架實現(xiàn)精確定位。刀架被定位后，凸輪的另一垂直側(cè)面c與固定銷18相碰，凸輪便被固定銷18擋住不再轉(zhuǎn)動。于是，凸輪與花鍵套筒間的斷面齒離合器便開始打滑，直至手柄16繼續(xù)轉(zhuǎn)動到夾緊刀架為止。修磨墊片12的厚度，可調(diào)整手柄16在夾緊方刀架后的正確位置。