普通车床的构造和负载性质简介

6.3.1.1 大致构造

如图6-7所示，主要部件有：

1.头架

用于固定工件并带动工件旋转。内藏齿轮箱，是主要的传动机构之一。

2.尾架

用于顶住较长的工件，是固定工件用的辅助部件。

3.刀架

用于固定车刀。

4.床身

用于安置所有部件。

图6-7 普通车床的外形

6.3.1.2 拖动系统

普通车床的拖动系统主要包括以下两种运动：

1.主运动

工件的旋转运动为普通车床的主运动，带动工件旋转的拖动系统为主拖动系统。主拖动系统由主电动机、皮带和带轮以及头架中的齿轮箱构成，如图6-8a所示。转速的调节是通过改变头架上手柄⑤的位置，从而改变齿轮箱内的齿轮组合来进行的。工件旋转方向的改变也是通过机械手段来实现的。因此，电动机的控制电路十分简单，如图6-8b所示。

图6-8 车床的原拖动系统

a）拖动系统的结构 b）基本控制电路

2.进给运动

主要是刀架的移动。由于在车削螺纹时，刀架的移动速度必须和工件的旋转速度严格配合，故中小型车床的进给运动通常由主电动机经进给传动链而拖动的，并无独立的进给拖动系统。

6.3.1.3 主拖动系统的阻转矩

阻转矩的构成：

主拖动系统的负载转矩就是工件在切削过程中形成的阻转矩。理论上说，切削功率用于切削的剥落和变形。故切削力正比于被切削工件的材料性质和切削面积，切削面积由切削深度和走刀量决定。而切削转矩则取决于切削力和工件回转半径的乘积，如图6-9a所示。

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图6-9 车床的机械特性

a）阻转矩的构成 b）机械特性

T_L=Fr （6-1）

式中 F———切削力，N；

r———工件的半径，m。

切削力的大小与下列因素有关：

1）切削深度；

2）进刀量；

3）工件的材质与直径等。

6.3.1.4 主拖动系统的机械特性

1.低速段

由于允许的最大进刀量以及工件的最大直径都是相同的，故负载转矩也相同，属于恒转矩性质，机械特性如图6-9b中之线段①所示。

2.高速段

转速升高后，由于受刀具强度以及床身机械强度和振动等的影响，继续保持较大的切削转矩将可能损坏刀具和床身。因此，速度越高，允许的最大进刀量越小，但切削功率则保持不变，其机械特性具有恒功率性质，如图6-9b中之曲线②所示。

3.计算转速

恒转矩区和恒功率区的分界转速，称为计算转速，用n_D表示。关于计算转速大小的规定大致如下：

一般规定：从最低速起，以全部级数的三分之一的最高速作为计算转速。

例如，CA6140型普通车床主轴的转速共分24级：n₁、n₂、n₃、……、n₂₄，则从最低速算起的第八档转速（n₈）为计算转速。

但随着刀具材质和床身强度的提高，近年来，计算转速正在逐渐提高，据有关资料介绍，较为先进的车床，其计算转速已经可以达到最高转速的（1/4）了：

n_D≈n_max/4 （6-2）

式中 n_D———车床的计算转速，r/min；

n_max———车床的最高转速，r/min。

并正在逐渐地向最高转速的（1/2）靠拢。