《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱項目五數控車床其他部件裝配與調試任務名稱數控車床卡盤安裝與調試課時分配4理論課時2實踐課時2授課班級教學目標1．熟悉數控車床卡盤的基本結構與常見種類。2．掌握數控車床卡盤的拆卸過程和裝配過程。3．學會數控車床卡盤的日常維護與保養。重點、難點重點掌握數控車床卡盤的拆卸過程和裝配過程。難點掌握數控車床卡盤的拆卸過程和裝配過程。教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“視頻演示”“任務驅動”“實踐拆卸演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、協同操作等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，視頻、CK6136型數控車床教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入知識引導知識鏈接任務實施操作提示任務評價學生課前預習相關內容播放一段數控車床卡盤拆卸的視頻。卡盤是機床上用來夾緊工件的機械裝置。利用均布在卡盤體上的活動卡爪的徑向移動，把工件夾緊和定位的機床附件。卡盤一般由卡盤體、活動卡爪和卡爪驅動機構3部分組成。卡盤體直徑最小為65mm，最大可達1500mm，中央有通孔，以便通過工件或棒料；背部有圓柱形或短錐形結構，直接或通過法蘭盤與機床主軸端部相連接。卡盤通常安裝在車床、外圓磨床和內圓磨床上使用，也可與各種分度裝置配合，用于銑床和鉆床上。在本任務的主要內容是：認識數控車床卡盤的分類，重點掌握數控車床三爪卡盤的結構，能夠按順序正確安裝三個卡爪，進而能夠進行日常的維護與保養。一、卡盤的分類一般數控車床用卡盤按驅動卡爪所用動力不同，分為手動卡盤和動力卡盤兩種。手動卡盤為通用附件，常用的有自動定心式的三爪卡盤和每個卡爪可以單獨移動的四爪卡盤。動力卡盤多為自動定心卡盤，配以不同的動力裝置(氣缸﹑油缸或電動機)，便可組成氣動卡盤，液壓卡盤或電動卡盤。1．三爪卡盤卡盤一般由卡盤體、活動卡爪和卡爪驅動機構三部分組成，卡盤體直徑最小為65mm，最大可達1500mm，中央有通孔，以便通過工件或棒料；背部有圓柱形或短錐形結構，直接或通過法蘭盤與機床主軸端部相連接。三爪自定心卡盤由小錐齒輪驅動大錐齒輪（大錐齒輪的背面有阿基米德螺旋槽，與三個卡爪相嚙合）。用扳手轉運小錐齒輪，便能使三個卡爪同時沿徑向移動，實現自動定心和夾緊，適用于夾持圓形、正三角形或正六邊形等的工件。具體結構如圖5-1所示。正爪夾持棒料如圖5-2所示；反爪夾持大棒料如圖5-3所示。圖5-1三爪自定心卡盤結構圖及實物圖5-2正爪夾持棒料圖5-3反爪夾持大棒料卡爪有1、2、3的編號，安裝卡爪時必須按1、2、3順序裝配。如果卡爪的編號不清晰，可將卡爪并列在一起，如圖5-4所示，比較每個卡爪上第一螺紋扣與卡爪夾持部位距離的大小，距離小的為1號卡爪，距離大的為3號卡爪。圖5-5為自定心卡盤正卡爪；圖5-6為自定心卡盤反卡爪。工件夾持部位卡爪第一道螺紋扣工件夾持部位卡爪第一道螺紋扣321圖5-4卡爪的判別圖5-5自定心卡盤正卡爪圖5-6自定心卡盤反卡爪2．四爪單動卡盤四爪單動卡盤的每個卡爪底面有內螺紋與螺桿連接，用扳手轉運各個螺桿便能分別地使相連的卡爪做徑向移動，適用于夾持四方形或不對稱形狀的工件。圖5-7四爪卡盤實物，圖5-8結構簡圖和裝夾工件示意圖。四爪單動卡盤可以夾緊方形及異形的零件，可以方便地調整中心。它的主要特點有以下幾個方面：夾緊螺桿卡爪夾緊螺桿卡爪圖5-7四爪卡盤實物圖5-8結構簡圖和裝夾工件示意圖（1）四爪單動卡盤有四個各自獨立運動的卡爪1、2、3和4（見圖5-9），它們不能像三爪自定心卡盤的卡爪那樣同時一起作徑向移動。四個卡爪的背面都有半圓弧形螺紋與絲杠嚙合，在每個絲杠的頂端都有方孔5、6，用來插卡盤扳手的方榫，轉動卡盤扳手，便可通過絲杠帶動卡爪單獨移動，以適應所夾持工件大小的需要。通過四個卡爪的相應配合，可將工件裝夾在卡盤中。圖5-9四爪卡盤調整方法（2）四爪單動卡盤的優點是夾緊力大，裝夾工件牢固。它可以裝夾外形復雜而三爪自定心卡盤無法裝夾的工件，還可以使工件的軸線實行位移，使之與車床主軸軸線重合。若通過百分表找正，可以達到很高的位置精度。其缺點是工件找正、裝夾較麻煩，對操作工人的技術水平要求較高。（3）適用于四爪單動卡盤裝夾、車削工件的類型有：1）外形復雜、非圓柱體零件、三爪自定心卡盤無法裝夾的工件，如車床的小滑板、方刀架等。2）偏心類零件。適用于加工數量少、偏心距小、長度較短的零件，如偏心軸、偏心套等。3）有孔距要求的零件，但這種零件的孔間距不能太大，否則四爪單動卡盤不便夾緊。孔間距較大的零件一般在花盤上加工或選擇其他類型的機床加工。4）位置精度及尺寸精度要求高的零件，如十字孔零件。3．液壓卡盤數控車床的液壓動力卡盤用于夾持加工零件，主要由固定在主軸后端的液壓缸和固定在主軸前端的卡盤兩部分組成，其夾緊力大小通過調整液壓系統的壓力進行控制，具有結構緊湊、動作靈敏、能實現較大夾緊力的特點。圖5-10所示為MJ-50型數控車床上采用的一種液壓卡盤。卡盤體9用螺釘10固定安裝在主軸前端，回轉液壓缸1固定在主軸后端。卡盤的松開過程是：液壓缸1內的壓力油推動活塞和空心拉桿向卡盤的方向移動，即圖示方向是向右移動，驅動滑套4向右移動，然后卡爪11帶著卡爪12沿徑向移動，由于滑套上的楔形槽的導向作用，卡盤就松開了。反之，當活塞和拉桿向主軸后端移動時，即圖示位置向左移動時，卡盤就實現了夾緊動作。b）圖5-10MJ-50型數控車床液壓卡盤結構圖a）液壓卡盤位置示意圖b）卡盤內楔形機構示意圖1-回轉液壓缸2-空心拉桿3-連接套4-滑套5-接套6-活塞7、10-螺釘8-回轉液壓缸箱體9-卡盤體11-卡爪座12-卡爪4．楔形套式動力卡盤動力卡盤屬于自定心卡盤，配以不同的動力裝置（氣缸、油缸或電動機），便可以組成氣動卡盤、液壓卡盤或電動卡盤。氣缸或油缸裝在機床主軸后端，用穿在主軸孔內的拉桿或拉管，推拉主軸前端卡盤體內的楔形套，由楔形套的軸向進退使三個卡爪同時徑向移動。這種卡盤動作迅速，卡爪移動量小，適用于大批量生產。圖5-11所示為K55系列楔式高速通孔動力卡盤的實物圖和結構示意圖，卡盤配置梳齒堅硬卡爪和軟爪各一副。適用于高速（轉速小于或等于4000r/min）全功能數控車床上進行各種棒料、盤類零件的加工。圖5-11楔形套式動力卡盤二、卡盤的日常保養和維護（1）每班工作結束時，及時清掃卡盤上的切屑。（2）液壓卡盤應在6個月連續工作后，其內部會積一些細屑，這種現象會引起故障，應進行一次拆裝，清理卡盤。（3）每周一次用潤滑油潤滑卡爪周圍，如圖5-12所示。注意防銹注意防銹注油口注意防銹注意防銹注油口圖5-12卡盤的維護（4）定期檢查主軸上卡盤的夾緊情況，防止卡盤松動。（5）采用液壓卡盤時，要經常觀察液壓夾緊力是否正常，液壓力不足易導致卡盤失壓或夾緊力不足，工作中禁止任意控制卡盤液壓夾緊開關。（6）及時更換、卡緊液壓缸密封元件，及時檢查卡盤各摩擦副的滑動情況，及時檢查電磁閥芯的工作可靠性。（7）裝卸卡盤時，床面要墊木板，不準開車裝卸卡盤。機床主軸裝卸卡盤要在停機后進行，不可借助于電動機的力量摘取卡盤。（8）及時更換液壓油，若油液黏度太高會導致數控車床開機時，液壓站發出異常響聲。（9）注意液壓電動機軸承保持完好。（10）注意液壓站輸出油管不要堵塞，否則會產生液壓沖擊，發出異常噪聲。（11）卡盤運轉時，應讓卡盤夾一個工件，負載運轉。禁止卡爪張開過大和空載運行。空載運行時容易使卡盤松動，致使卡爪飛出傷人。（12）液壓卡盤液壓油缸的使用壓力必須在許用范圍內，不得任意提高。（13）及時緊固液壓泵與液壓電動機連接處，及時緊固液壓缸與卡盤間連接拉桿的調整螺母。一、工量具準備螺釘旋具、套筒扳手、活動扳手、內六角扳手、卡盤扳手、三爪卡盤的正反爪各一副等。兩種基本工具如圖5-13所示。圖5-13卡盤扳手和內六角扳手二、安裝主軸端法蘭先安裝主軸端的法蘭如圖5-14所示，已安裝到主軸端上了。圖5-14主軸端法蘭安裝三、安裝卡盤體及卡盤體在床身上卡盤下面墊上木塊，防止卡盤掉落砸傷床身，然后安裝卡盤體到主軸上，用內六角扳手和卡盤扳手，雙手配合，緊固內六角螺栓，如圖5-15所示。圖5-15安裝卡盤體及卡盤體實物三、正反卡爪的拆卸及裝配過程：1．正卡爪的安裝在安裝之前，應該仔細將卡盤和卡爪清潔，然后將卡盤扳手的方榫插入卡盤殼體圓柱上的方孔中，按順時針方向旋轉，驅動大錐齒輪回轉，當其背面平面螺紋的螺扣轉到將要接近1槽時，將1號卡爪插入殼體的1槽內，如圖5-16a，安裝好1號卡爪后；繼續順時針旋轉卡盤扳手，在卡盤殼體的2槽內，如圖5-16b，再安裝2號卡爪；2號卡爪安裝好后，繼續順時針轉動卡盤，安裝3號卡爪。裝三個卡爪時，應按順時針方向進行，在一圈之內三個卡爪全部裝上，防止平面螺紋的螺扣轉過頭。隨著卡盤扳手的繼續轉動，3個卡爪同步沿徑向向心移動，直至匯聚于卡盤的中心。安裝好1號卡爪后，順時針轉動卡盤1號卡爪安裝好1號卡爪后，順時針轉動卡盤1號卡爪1號卡爪2號卡爪1號卡爪2號卡爪圖5-16卡爪的安裝a）安裝1號卡爪b）安裝2號卡爪2．正卡爪的拆卸逆時針方向旋轉卡盤扳手，3個卡爪則同步沿徑向離心移動，直至退出卡盤殼體。卡爪退離卡盤殼體時要注意防止卡爪從卡盤殼體中跌落受損。3．反卡爪安裝與拆卸當加工需要更換反卡爪時，也按同樣的方法進行卡爪的安裝、拆卸。請根據表5-1總結評價內容對任務實施及職業素養養成情況進行綜合評價。表5-1總結性評價表預習學習內容觀看視頻學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練學生訓練播放視頻，引導學生進行思考播放PPT知識講解知識講解知識講解教師巡回指導教師巡回指導課后作業1．如何判別三個卡爪的順序？2．如何進行三個卡爪的正確安裝和拆卸？教學后記及改進江蘇省常熟中等專業學校《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱項目五數控車床其他部件裝配與調試任務名稱任務二數控車床尾座的安裝與調試課時分配4理論課時2實踐課時2授課班級教學目標1．掌握的數控車床尾座的結構及動作原理。2．學會數控車床尾座的拆卸過程和裝配過程。3．學會數控車床尾座的日常維護與保養。重點、難點重點數控車床尾座的拆卸過程和裝配過程。難點數控車床尾座的結構及動作原理。教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“實例拆裝分析”“任務驅動”“實際操作演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、協同操作等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，實踐資源、CK6136型數控車床實訓設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入知識引導知識鏈接任務實施操作提示任務評價學生課前預習相關內容播放一段工廠中數控機床尾座的拆卸視頻。認識并掌握常用數控車床尾座的結構，尾座的操作過程，能夠正確進行尾座的拆卸和裝配，進而能夠進行日常的維護與保養。尾座體是車床上的重要的部件之一，是車床上用以支承軸類零件車削加工和實施鉆孔的主要車床附件。數控車床的尾座是在加工軸類零件時，使用其頂尖頂緊工件，保證加工的穩定性。圖5-20一夾一頂方式裝夾工件，進行加工軸類零件。圖5-21是一張人民幣上的工件裝夾方式，從中可以體會到，在20世紀60年代，這是一種常用的生產方式。圖5-20常用零件裝夾方式：一夾一頂圖5-21人民幣上的一夾一頂裝夾方式一、尾座的分類數控車床使用的尾座，按照驅動裝置的不同劃分，可以分為兩類：手動和液壓，如圖5-22所示為液壓控制伸縮運動的尾座，后面安裝有進出油的油管，用來控制套筒的移動。圖5-23是通用型手動操作的尾座，尾座的運動包括尾座體的移動和尾座套筒的移動，尾座體的移動，是靠操作者的手推動；使尾座體靠近工件，尾座套筒的移動主要是靠手搖動手輪，通過螺旋機構把旋轉運動轉化成套筒的移動。這次的拆卸和裝配，主要是以手動操作型尾座為例來講解的。圖5-22液壓型尾座圖5-23手動操作型尾座二、尾座的結構及動作分析1．手動操作型尾座的基本結構外面是一個套筒（套筒外有個滑鍵，主要起導向作用，利于套筒伸出和縮進，套筒里有個梯形牙的螺母），中間是個梯形牙的絲杠(轉動手輪后絲杠帶動套筒移動)，后面是個固定法蘭盤（固定在尾座上用來定位絲杠的），法蘭里有個軸承，手輪上固定有手柄；用兩個平墊圈和一個螺帽把手輪固定在絲杠上。然后用手轉動手柄，帶動絲杠轉動，進而使套筒前后移動，如圖5-24所示。圖5-24尾座的結構2．液壓控制型尾座的基本結構如圖5-25所示，這是MJ-50型數控車床尾座結構簡圖，尾座裝在床身導軌上，它可以根據工件的長短調整位置，用拉桿夾緊定位。尾座體的移動由滑板來帶動，尾座體移動后，由手動控制的液壓缸將其鎖緊在床身上。頂尖1與尾座套筒2用錐孔連接，尾座套筒可帶動頂尖一起移動。在機床自動循環中，可通過加工程序由數控系統控制尾座套筒的移動。當數控系統發出尾座套筒伸出的指令后，液壓電磁閥動作，壓力油通過活塞桿4的內孔進入尾座套筒液壓缸的左腔，推動尾座套筒伸出。當數控系統令其退回時，壓力油進入尾座套筒液壓缸的右腔，從而使尾座套筒退回。尾座套筒移動的行程，靠調整套筒外部連接的行程桿9上面的移動擋塊5或通過行程開關來控制。如圖5-25所示，當移動擋塊的位置在右端極限位置時，套筒的行程最長。當套筒伸出到位時，行程桿上的移動擋塊5壓下確認開關8，向數控系統發出尾座套筒到位信號。當套筒退回時，行程開關上的固定擋塊6壓下確認開關7，向數控系統發出套筒退回的確認信號。圖5-25MJ-50型數控車床尾座結構簡圖1—頂尖2—尾座套筒3—尾座體4—活塞桿5—移動擋塊6—固定擋塊7、8—確認開關9—行程桿一、工量具準備銅棒、螺釘旋具、橡皮錘、百分表、套筒扳手、活動扳手、內六角扳手等。使用的工具如圖5-26所示。圖5-26拆裝工具二、尾座的拆卸與裝配1．尾座的拆卸尾座的拆卸主要步驟如下。（1）首先拆除尾座鎖緊螺桿和限位塊。如圖5-27所示，就是要拆卸的兩螺栓。圖5-28所示是拆卸完成圖。圖5-27拆卸螺栓圖5-28拆卸鎖緊螺桿（2）拆除尾座與導軌的連接螺桿。如圖5-29所示是拆卸的螺母，有兩個對頂的螺母，一一拆除。圖5-30所示是拆除第二個螺母。圖5-29拆卸螺母圖5-30拆卸第二個螺母（3）把尾座從導軌上取出。圖5-31所示為拆卸下來的尾座，圖5-32是拆卸下來的主要零件。圖5-31拆卸下來的尾座圖5-32拆卸下來的主要零件（4）拆卸手輪。圖5-33所示為所需拆卸的位置，圖5-34所示為拆卸下來的手輪。圖5-33拆卸手輪螺母位置圖5-34尾座手輪（5）拆卸法蘭盤。圖5-35所示為拆卸位置，圖5-36所示為拆卸下來的零件。圖5-37所示為拆卸剩下來的部分，絲杠螺母都露出來了。圖5-35拆卸位置圖5-36法蘭盤圖5-37絲杠和螺母（6）松開滑動套筒鎖緊手柄后，推出滑動套筒，拆卸滑動套筒上的絲杠螺母。如圖5-38所示，拆卸完成后，就可以拉出滑動套筒，最后的零件如圖5-39所示。圖5-38拆卸絲杠螺母圖5-39絲杠、螺母、滑動套筒（7）拆卸滑動套筒鎖緊螺母。如圖5-40所示，拆卸下來的零件。圖5-41是所有拆卸下來主要的零件。圖5-40鎖緊手柄、螺母圖5-41拆卸后的尾座及主要零件2．尾座的裝配尾座零件拆卸完，待清洗干凈后，按照與拆卸