车床安全机构设计优化

（1）超越离合器CA6140型车床的刀架具有快速移动功能，并且在刀架快速移动过程中光杠仍可继续转动，不必脱开进给运动链。为了避免光杠与快速进给电动机同时传动轴ⅩⅩ（见图1-3），在齿轮z₅₆与轴ⅩⅩ之间装有单向超越离合器M₆。图1-25是单向超越离合器的结构图。

图1-25 单向超越离合器的结构图

1、2、4—齿轮 3—星轮 5—滚柱 6、12—弹簧 7—快速进给电动机 8—蜗杆 9—弹簧座 10—横销 11—拉杆 13—离合器右半部 14—离合器左半部 15—端盖 16—螺母

当刀架进给时，由光杠传来的运动通过超越离合器传入溜板箱。这时，齿轮4（z₅₆）按图（A—A剖面）作逆时针方向旋转，三个短圆柱滚柱5分别在弹簧6的弹力及滚柱5与齿轮4间摩擦力的作用下，楔紧在星轮3和齿轮4之间，齿轮4通过滚柱5带动星轮3一同转动，运动便经安全离合器M₇传动轴ⅩⅩ。这时，将进给方向操纵手柄扳到相应位置（见图1_-24），便可使刀架作相应的纵向或横向进给。当按下快速进给电动机7的起动按钮时，运动由齿轮副z₁₃/z₂₉传至轴ⅩⅩ，轴ⅩⅩ及星轮3获得与齿轮z₅₆方向相同（逆时针方向）、转速快得多的旋转运动。此时，滚柱5则向楔形槽的大端滚动而退出楔缝，使星轮3与齿轮4脱开运动联系。因此，轴ⅩⅩ上的蜗杆8只作快速转动，通过溜板箱使刀架实现纵向或横向的快速移动。这时光杠ⅩⅨ及齿轮z₅₆虽然仍在旋转，但不再传动轴ⅩⅩ。因此，刀架快速移动时不须停止光杠的运动，一旦快速进给电动机停止转动，则刀架将重新自动恢复慢速进给运动。刀架快速移动的方向，还是由溜板箱中的双向离合器M₈和M₉控制的。

（2）安全离合器 如果在进给过程中，进给力过大或刀架运动受阻时，安全离合器能自动断开传动，使刀架停止进给，从而保护传动机构免受损坏。

如图1-25中所示，安全离合器M₇由端面带螺旋形齿爪的左、右两半部14和13组成。右半部13与轴ⅩⅩ用花键联结，左半部14用键装在超越离合器M₆的星轮3上，与轴ⅩⅩ是空套的。

图1-26 安全离合器工作原理

a）正常传动 b）过载时离合器推开 c）传动断开(https://www.xing528.com)

1—离合器左半部 2—离合器右半部 3—弹簧

由图1-26a可见，在正常工作的情况下，在弹簧3的作用下，安全离合器的左、右两半部分（1、2）相互啮合；当过载而导致离合器的轴向力增大并超过弹簧3的压力时，离合器的右半部则向右移动（见图1-26b），两端面齿爪间打滑（见图1-26c），从而断开了传动，保护了机构不受损坏。当过载排除时，在弹簧3的压力作用下，离合器又恢复到原来的工作状态。

离合器弹簧的压力应根据机床允许的最大进给力来调整。由图1-25可见，调整安全离合器弹簧12的压力，先将溜板箱左端的端盖15打开，调整螺母16经拉杆11和横销10来移动弹簧座9的轴向位置，即可改变弹簧12的压力大小，直至弹簧力大小合适为止。

（3）开合螺母与互锁机构 车螺纹时，是由进给箱通过丝杠和开合螺母（见图1-15）直接带动刀架移动的。当开合螺母啮合在丝杠上时，不允许四向操纵手柄7（见图1-24）接通溜板箱内纵、横向进给的任何一个离合器；同样，当手柄7接通溜板箱内任何一个离合器时，也不允许开合螺母与丝杠啮合，否则，运动上的干涉会造成机构的损坏。因此，在四向操纵手柄机构与开合螺母机构之间设有互锁机构，其工作原理如图1-27所示。

图1-27 互锁机构的工作原理

a）纵向、横向和开合螺母都处于空挡位置时 b）开合螺母闭合时 c）向左扳动纵向进给手柄时 d）向前扳动横向进给手柄时 1、2—轴 3—开合螺母手柄轴 4—销子 5—顶杆 6—固定套

图1-27a所示为纵向、横向和开合螺母都处于空挡位置。这时，可以任意接合图1-24中的横向进给手柄7或开合螺母操纵手柄15。当开合螺母闭合时（见图1-27b），手柄轴3转过了一个角度，其凸肩旋入轴1的槽中，卡住轴1使其不能转动；同时凸肩又将销子4压入轴2的孔内，但销子4的另一半仍留在固定套6中，因而卡住轴2使其不能轴向移动。这样，四向操纵手柄7便不能向任何方向扳动，纵向、横向及快速进给就不能接通，也就不会造成因同时接通而造成的机床损坏。图1-27c是向左扳动纵向进给手柄的情况。此时，轴2向右移动，轴2上的圆孔也随之移开，销4被轴2的表面顶住而不能向下移动，其上端就卡入开合螺母手柄轴3的V形槽内，使开合螺母手柄轴3不能转动，开合螺母就不能闭合了。图1-27d是向前扳动横向进给手柄的情况。这时，由于轴1转动，轴1上的长槽也随之转动，使得手柄轴3上的凸肩被轴1顶住，使开合螺母手柄轴3不能转动，开合螺母也不能闭合。