卧式镗床结构与传动系统分析

2.6　卧式镗床结构与传动系统分析

镗床可用来镗削圆柱孔，车削圆柱面及端面，圆周铣削和端铣，钻孔、锪孔和铰孔，切削内外螺纹以及加工轴线互相平行和垂直的各种孔。镗床主要分为卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床等。这里对卧式镗床的主要结构及传动系统进行简要分析。

2.6.1 卧式镗床功用与结构组成

1.卧式镗床的功用

卧式镗床因其工艺范围非常广泛而得到普遍应用。尤其适合大型、复杂的箱体类零件的孔加工，因为这些零件孔本身的精度、孔间距精度、孔的轴心线之间的同轴度、垂直度、平行度等都有严格要求，而在钻床上加工难以保证精度。卧式镗床除镗孔以外，还可车端面、铣平面、车外圆、车螺纹等，因此，一般情况下，零件可在一次安装中完成大部分甚至全部的加工工序。图2－22为卧式镗床主要加工方法。

2.卧式镗床的结构组成

卧式镗床的结构外形如图2－23所示。它由床身8、主轴箱1、前立柱2、后立柱10、下滑座7、上滑座6和工作台5等部件组成。主轴箱1可沿前立柱2的导轨上下移动。在主轴箱中，装有主轴部件、主运动和进给运动变速机构以及操纵机构。根据加工情况不同，刀具可以装在镗杆3上或平旋盘4上。加工时，镗杆3旋转完成主运动，并可沿轴向移动完成进给运动；平旋盘只能作旋转主运动。装在后立柱10上的后支架9，用于支承悬伸长度较大的镗杆的悬伸端，以增加刚性。后支架可沿后立柱上的导轨与主轴箱同步升降，以保持其上的支承孔与镗轴在同一轴线上。后立柱可沿床身8的导轨左右移动，以适应镗杆不同长度的需要。工件安装在工作台5上，可与工作台一起随下滑座7或上滑座6作纵向或横向移动。工作台还可绕上滑座的圆导轨在水平平面内转位，以便加工互相成一定角度的平面或孔。当刀具装在平旋盘4的径向刀架上时，径向刀架可带着刀具作径向进给，以车削端面（见图2－22（c））。

图2－22　卧式镗床的主要加工方法

图2－23　卧式镗床结构外形图

综上所述，卧式镗床具有下列工作运动：

（1）镗杆的旋转主运动；

（2）平旋盘的旋转主运动；

（3）镗杆的轴向进给运动；

（4）主轴箱垂直进给运动；

（5）工作台纵向进给运动；

（6）工作台横向进给运动；

（7）平旋盘径向刀架进给运动；

（8）辅助运动：主轴箱、工作台在进给方向上的快速调位运动、后立柱纵向调位运动、后支架垂直调位运动、后工作台的转位运动。这些辅助运动由快速电机传动。

2.6.2　卧式镗床传动系统分析

图2－24所示为T68型卧式镗床的传动系统，图中标注齿轮号所对应的齿数参阅表2－5。

1.机床主要技术性能

T68型卧式镗床的主要技术性能如下：

● 主轴直径　　　　　　　　　　　　　　　　　85mm

● 主轴最大行程　　　　　　　　　　　　　　　600mm

● 平旋盘径向刀架最大行程　　　　　　　　　　170mm

● 主轴中心线到工作台面距离　　　　　　　　　30～800mm

● 工作台纵向最大行程　　　　　　　　　　　　1140mm

● 工作台横向最大行程　　　　　　　　　　　　850mm

● 工作台工作面面积　　　　　　　　　　　　　1000×800mm

● 主轴转速范围（18级）　　　　　　　　　　　20～1000r／min

● 平旋盘转速范围（14级）　　　　　　　　　　10～200r／min

● 主轴每转主轴进给量范围（18级）　　　　　　0.05～16mm

● 平旋盘每转径向刀架的进给量范围　　　　　　0.025～8mm

● 主轴每转主轴箱和工作台的进给量范围（18级）0.025～8mm

● 主电机功率　　　　　　　　　　　　　　　　5.2／7kW

● 主电机转速　　　　　　　　　　　　　　　　1440／2900r／min

以上各参数中主轴直径是主参数。

表2－5　　　　　T68型卧式镗床传动系统图对照表

2.主运动传动系统分析

主运动的传动路线表达式如下：

主轴与平旋盘的转速应该都是18种，但对于平旋盘来说，最高的四种转速过高，不能用，实际能用的转速为14种。

3.进给运动传动系统分析

进给运动是从主轴Ⅴ上的齿轮z15或平旋盘主轴Ⅵ上的齿轮z17传出，其传动路线表达式如下：

进给变速机构应能得到24种进给量，其中6种是重复的，实际有用的只有18种。离合器M2用以接合或脱开进给。

从立光杠ⅩⅤ以后，进给运动按下列路线分配。

1）主轴的轴向进给

其传动路线如下：

轴ⅩⅧ与轴ⅪⅩ之间是挂轮架，可以配交换齿轮以切削螺纹。这时使z50与z51脱离啮合。

2）工作台进给

其传动路线如下：

3）镗头和后立柱支承架的升降

其传动路线如下：

4）平旋盘刀架的横向进给

当用平旋盘车削端面时，刀架在旋转的平旋盘上作径向进给。这时进给运动不能直接传给刀架，必须通过差动机构。

进给运动经离合器M4，齿轮付z73／z74传至轴ⅩⅪⅩ，然后经圆柱齿轮差动机构传至平旋盘径向刀架。这部分传动的放大图见图2－25。

图2－25　平旋盘径向刀架及差动机构

主运动经齿轮z17传动平旋盘主轴，使平旋盘回转。齿圈z81空套在平旋盘上。经齿轮z82、蜗杆蜗轮付z83／z84小齿轮z85，径向刀架上的齿条z86使径向刀架在平旋盘的径向导轨内作径向进给。如果齿圈z81与平旋盘（同时也是与齿轮z17）的转速和转向都相同，则齿轮z82不会自转，平旋盘刀架就不作径向进给。如果齿圈z81与平旋盘之间有相对转动，平旋盘刀架就能作径向进给。进给运动来自轴ⅩⅪⅩ。因此，当nⅩⅪⅩ＝0时，差动机构应使n₈₁＝n₁₇（转速相等，方向相同）。当nⅩⅪⅩ≠0，则n81≠n17，z82就自转，平旋盘刀架就作径向进给。

平旋盘与齿圈z81间的运动平衡式为：

式中：i_合——差动（合成）机构中心轮z78（轴ⅩⅩⅩ）与系杆间的传动比。根据行星轮系传动比的公式：

i_合＝1－i＇

式中：i＇——当系杆不转时，行星轮系两中心轮之间的速比。

式中：m——两中心轮间外啮合传动齿轮的对数，本例中m＝3对。所以

负号表示z75与z78的旋转方向相反。因此，

将i_合之值代入运动平衡式，并把齿数代入，可得

这就证明了这个运动平衡式成立。

当接合M4时，进给运动经z73／z74使轴ⅩⅪⅩ转动，齿圈z81的转速就与平旋盘的转速不等，因而使平旋盘刀架作径向进给。

5）快速移动

快速电动机经安全离合器M6，齿轮副z87／z88·z89／z90传至轴ⅩⅩ。然后按上述路线分配到各处去，得到各运动件的快速移动。快速电动机开关和离合器M2用一个手柄操纵，保证在接合快移电动机之前脱开离合器M2，以避免运动发生干涉。