3.3 铣床的主要部件结构_机械制造技术-QQ阅读男生科幻网

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3.3　铣床的主要部件结构

3.3.1　主轴部件

如图3-18所示为X6132型铣床主轴结构，其基本形状为阶梯形空心轴，前端孔径大于后端直径，使主轴前端具有较大的抗变形能力。主轴前端7∶24的精密锥孔，用于安装铣刀刀杆或端铣刀刀柄，使其能准确定心，保证铣刀刀杆或端铣刀的旋转中心与主轴旋转中心同轴，从而使它们在旋转时有较高的回转精度。主轴中心孔可穿入拉杆，拉紧并锁定刀杆或刀具，使它们定位可靠。端面键5用于连接主轴和刀杆，并通过端面键在主轴和刀杆之间传递扭矩。

图3-18　X6132型万能卧式升降台铣床主轴部件

1—主轴；2—螺母；3—隔套；4—飞轮；5—端面键；6—锥孔；7，9，11—轴承；8—轴承盖；10—锁紧螺母

主轴采用三支承结构，其中前、中支承为主支承，后支承为辅助支承。所谓主支轴是指在保证主轴部件的回转精度和承受载荷等方面起主导作用，在制造和安装过程中其要求也高于辅助支承。X6132型铣床主轴部件的前、中支承分别采用D级和E级精度，型号为D7518和E7513圆锥滚子轴承，以承受作用在主轴上的径向力和左、右轴向力，并保证主轴的回转精度。主轴部件的前、中轴承采用一套间隙调整机构，其间隙通过螺母2来调整，当拧松锁紧螺母10后，用专用工具锁住螺母2，然后顺时针转动主轴，从而使前、中轴承内圈之间的相对距离变小，两个轴承的间隙同时得到调整。调整后应使主轴在最高转速下试运转1h，轴承温度不超过60℃。为使主轴部件在运转中克服因切削力的变化而引起的转速不均匀性和振动，提高主轴部件运转的质量和抗振能力，在主轴前支承处的大齿轮上安装飞轮4。通过飞轮在运转过程中的储能作用，可减小因切削力周期性变化而引起的转速不均匀和振动，提高了主轴运转的平稳性。

3.3.2　顺铣机构

在铣床上对工件进行加工时，有两种加工方式：一种方式是铣刀的旋转主运动在切削点水平面的速度方向与进给方向相反，称为逆铣，如图3-19（a）所示；另一种方式是速度方向与进给方向相同，称为顺铣，如图3-19（b）所示。逆铣时，作用在工件上的水平切削分力Fx方向始终与进给方向相反，使丝杠的左侧螺旋面与螺母的右侧螺旋面始终保持接触，丝杠的右侧螺旋面与螺母的左侧螺旋面之间总留有一定的间隙，因此切削过程稳定。顺铣时，作用在工件上的水平切削分力Fx方向与接触角（铣刀从切入到切出之间铣削接触弧的中心角）的大小有关。当接触角大于一定数值后，切入工件时的水平切削力Fx可能与进给方向相反；当接触角不大时，Fx与进给方向相同，同时Fx与大小是变化的，由于铣床进给丝杠与螺母存在一定的间隙，因此，顺铣时水平切削分力Fx的大小与方向的变化会造成工作台的间歇性窜动，使切削过程不稳定，引起振动甚至打刀。所以在采用顺铣方式加工时，应设法消除丝杠与螺母机构之间的间隙，而不采用顺铣方式时又自动使丝杠与螺母之间保持合适的间隙，以减少丝杠与螺母之间不必要的磨损。如图3-19（c）所示为X6132型铣床的顺铣机构工作原理图：齿条5在弹簧6的作用下使冠状齿轮1沿图中箭头方向旋转，并带动左右螺母向相反方向旋转。这时，左螺母的左侧螺旋面与丝杠的右侧螺旋面贴紧；右螺母的右侧螺旋面与丝杠的左侧螺旋面贴紧。逆铣时，水平切削分力Fx向左，由右螺母承受，当进给丝杠按箭头方向旋转时，由于右螺母与丝杠间有较大的摩擦力，而使右螺母有随丝杠转动的趋势，并通过冠状齿轮带动左螺母形成与丝杠转动方向相反的转动趋势，使左螺母左侧螺旋面与丝杠右侧螺旋面之间产生一定的间隙，减小丝杠与螺母间的磨损。顺铣时，水平切削分力Fx向右，由左螺母承受，进给丝杠仍按箭头方向旋转时，左螺母与丝杠间产生较大的摩擦力，而使左螺母有随丝杠转动的趋势，并通过冠状齿轮带动右螺母形成与丝杠转动方向相反的转动趋势，使右螺母右侧螺旋面与丝杠左侧螺旋面贴紧，整个丝杠螺母机构的间隙被消除。

图3-19　顺铣机构

1—冠状齿轮；2—丝杠；3—右螺母；4—左螺母；5—齿条；6—弹簧

3.3.3　铣床附件

铣床附件除常用的螺栓、压板等基本工具外，主要有平口钳、万能分度头、回转工作台、立铣头等。

1.铣床常用附件

（1）平口钳　平口钳的钳口本身精度及其与底座底面的位置精度较高，底座下面的定向键方便于平口钳在工作台上的定位，故结构简单，夹紧可靠。平口钳有固定式和回转式两种，回转式平口钳的钳身可绕底座心轴回转360°。

（2）回转工作台　回转工作台除了能带动安装其上的工件旋转外，还可完成分度工作。如利用它加工工件上圆弧形周边、圆弧形槽、多边形工件以及有分度要求的槽或孔等（见图3-20）。

图3-20　用回转工作台加工圆弧槽

1—圆转台；2—压板；3—立铣刀；4—工件

（3）立铣头　立铣头可装于卧式铣床，并能在垂直平面内顺时针或逆时针回转90°，起到立铣作用而扩大铣床工艺范围。立铣头如图3-21所示。立铣头座体2利用夹紧螺栓1紧固在卧式铣床床身的垂直导轨上。立铣头可在平行于导轨面的垂直平面内扳转角度，其大小由刻度盘示值。立铣头的主轴5装在壳体6内。铣床主轴的旋转运动通过锥齿轮传至铣头主轴5上。为方便立铣头的安装，在座体2上设有吊环3。立铣头主轴5可以在垂直面内转动任意角度，以适应各种倾斜表面的铣削加工。

图3-21　立铣头

1—夹紧螺栓；2—座体；3—吊环；4—刻度盘；5—主轴；6—壳体

（4）万能分度头

①分度头的结构　图3-22所示为FW250分度头的外形和传动系统。其型号中的F表示分度头，W表示万能特性，250表示工件的最大回转直径。

图3-22　FW250分度头外形和传动系统

1—紧固螺钉；2—分度盘；3—挂轮轴；4—蜗杆脱落手柄；5—主轴紧固手柄；6—回转体；7—刻度盘；8—主轴；9—机座；10—分度手柄；11—定位销

主轴8前、后两端有锥孔，分别用于安装顶尖和铣螺旋槽时挂轮。主轴前端还可通过螺纹装三爪自定心卡盘，以夹持工件。手摇分度手柄10，通过一对直齿圆柱齿轮和蜗杆蜗轮使主轴8作旋转分度。操纵蜗杆脱落手柄4使蜗杆与蜗轮脱开后，可通过刻度盘7直接分度。分度后须操纵主轴紧固手柄5固紧主轴，以防止加工时松动。装有主轴8的回转体6可以在机座9的环形导轨内转动。主轴中心线可由水平位置，在向上90°、向下6°的范围内任意调整角度，以适应各倾斜面的加工。分度盘2正、反面都有数圈精确等分的定位孔，以解决分度手柄10的转数不是整数时的分度。

②简单分度法　常用的分度方法为简单分度法。如图3-23所示，分度盘2与其同轴的螺旋齿轮为刚性连接，空套在手柄轴上。简单分度时，紧固螺钉1将分度盘固定在机座9上，以盘上的孔作为分度基准。

图3-23　用分度头铣齿轮

1—尾座；2—齿轮坯；3—铣刀；4—分度头

摇动分度手柄10使分度轴转动。运动经过1∶1的圆柱齿轮和1∶40的蜗杆蜗轮，使主轴8作分度旋转。手柄摇40圈，主轴带动工件转一圈；手柄摇1圈，工件转1/40圈，即手柄与主轴的转速比为1∶（1/40）。

若工件圆周的等分数为z，每次分度时工件需转1/z圈。显然，它与分度手柄的转数n有如下关系：

n∶（1/z）=1∶（1/40）

则n=40/z

如将圆钢铣成六方形截面，每铣完一方，手柄需摇的圈数为圈。手柄摇过6整圈以后，分数2/3圈必须借助分度盘上相应的孔圈来控制。其所选孔数应为分母3的倍数。若选用66的孔圈，则2/3=44/66，即每铣完一方，手柄摇6整圈，再加上66的孔圈上摇44个孔距，然后将定位销11插入相应的孔中定位。

在分度盘上数孔，使用分度盘上的扇形夹（见图3-24）。它由1、2两扇脚组成，松开螺钉3可任意调节两扇脚间的孔数。两扇脚夹孔数为6，实为5个孔距。调好两扇脚间的孔数后压紧螺钉，每次分度时扳动扇夹，其所夹孔数维持不变。

图3-24　扇形夹

1，2—扇脚；3—螺钉

③差动分度法　受分度盘上的孔圈数限制，简单分度法有局限性。例如，铣齿数z=77的齿轮，简单分度法就无法完成分度工作。此时只能采用差动分度法。

差动分度法原理如图3-25所示。分度，应先将定位销从孔1中拔出，然后顺时针转过40/77圈后插入2处，但2处无孔可插。可以设想，若顺时针使定位销从孔1转到2处时，分度盘同时也作微量的补偿转动，让孔3顺时针转过α角到达2处，或孔4逆时针转过β角到达2处，于是定位销转过40/77圈后就有孔可插入定位了。这是解决问题的思想方法，亦是差动分度的原理。