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第三节 金属切削机床的基本知识常用机床的工作原理、特点及其选用一、机床的分类和型号一、机床的分类和型号n 金属切削机床简称机床，是制造机器的机器，所以又称为工作母机或工具机。1.1.机床的机床的分类分类最基本标准标准按机床的主要加工方法、所用刀具及其用途基本基本分类分类国标，12大类：每类按工艺范围、布局型式和结构性能等，再分10组；每组又分若干系（系列）细分按按工工艺艺范范围围宽宽通用机床即万能机床例如卧车、摇臂钻、万能升降台铣床等中中 专门化机床例如曲轴车床、凸轮轴车床等窄窄专用机床例如主轴箱专用镗床、专用导轨磨床；组合机床等按工作精度分按工作精度分普通精度机床精密机床高精密机床其他标准有其他标准有重量与尺寸自动化程度主要器官数目等最基本分类：最基本分类：12大类如下页表大类如下页表。1.1.机床的机床的分类分类机床的类别代号表类别类别车床钻床镗床磨床（又有三个分类）齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床特种加工机床锯床其他机床代号代号CZT M2M3MYSXBLDGQ参考参考读音读音车 钻 镗 磨磨磨牙丝铣 刨 拉电割其机床的通用特性代号表通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心(自动换刀)仿形轻型加重型简式代号GMZBKHFQCJ参考音高密自半控换仿 轻重简2.机床的技术参数与尺寸系列q（1）技术参数表示机床的尺寸大小和加工能力的各种技术数据：主参数，第二主参数，主要工作部件的结构尺寸、移动行程范围，各种运动的速度范围和级数，各电机的功率，机床轮廓尺寸等。q（2）主参数一般以机床加工的最大工件尺寸或与此有关的机床部件尺寸来表示。GB1838-1985金属切削机床型号编制方法3.3.机床的机床的型号编制型号编制（一）通用机床型号表示方法GB/T153751994金属切削机床型号编制方法3.3.机床的机床的型号编制型号编制3.3.机床的机床的型号编制型号编制（1）机床的类别代号n用大写的汉语拼音表示，位于机床型号之前。类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨床拉床电加工机床切断机床其它机床代号CZTM2M3MYSXBLDGQ读音车钻镗磨2磨3磨牙丝铣刨拉电割其3.3.机床的机床的型号编制型号编制(2)机床的特性代号v通用特性代号通用特性代号通用特性代号高精度G自动换刀H精密M仿形F自动Z万能W半自动B轻型Q数字程序控制K简式Jv结构特性代号结构特性代号区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音区分。拼音区分。通通用特性代号已用的字母及字母用特性代号已用的字母及字母“I”、“O”不能用。例：不能用。例：CA6140型普通型普通车床车床3.3.机床的机床的型号编制型号编制（3）组别和系别代号组别和系别代号用两位阿拉伯数字。每类机床分10组（从09组），每组又分10系（从09型）。v同一组机床的结构性能和使用范围基本相同。v同一系机床的基本结构和布局形式相同。金属切削机床类、组划分表（续表参见下页）组别组别01234类类别别车床C仪表车床 单轴自动车床 多轴自动、半自动车床回轮、转塔车床曲轴及凸轮轴车床钻床Z坐标镗钻床深孔钻床摇臂钻床台式钻床镗床T深孔镗床坐标镗床磨床M仪表磨床 外圆磨床内圆磨床砂轮机2M超精机内外圆珩磨 平面球面珩磨 抛光机3M球轴承套圈沟磨床滚子轴承套圈滚道磨床轴承套圈超精机滚子及钢球加工机齿轮加工Y 仪表齿轮锥齿轮加工 滚齿机剃齿珩齿螺纹加工S套丝机攻丝机铣床X仪表铣床 悬臂及滑枕龙门铣床平面铣床仿形铣床刨插床B悬臂刨床龙门刨床拉床L侧拉床卧式外拉床连续拉床特种加工D超声波电解磨床电解加工机锯床G砂轮片锯床卧式带锯其他机床Q 其他仪表 管子加工木螺钉加工刻线机组别组别56789金属切削机床类、组划分续表车C 立式车床落地及卧式车床仿形及多刀车床轮、轴、辊、锭及铲齿车床其他车床钻Z 立式钻床卧式钻床 铣钻床中心孔钻床镗T 立式镗床卧式铣镗 精镗床汽车拖拉机修理镗M导轨磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲轴、凸轮轴、花键轴及轧辊磨床工具磨床2M 砂带抛光及磨削机床刀具刃磨研磨机床可转位刀片磨削机床研磨机其他磨床3M 叶片磨削滚子超精,磨气门活塞及活塞环 汽车拖拉机修理齿Y 插齿机花键轴铣 齿轮磨齿其他齿轮加工倒角及检查机螺S螺纹铣床 螺纹磨床螺纹车床铣X 立式升降台 卧式升降 床身式铣床 工具铣床其他铣床刨B 插床牛头刨床边缘及模具刨床其他刨床拉L 立式内拉床 卧式内拉 立式外拉床 键槽及螺纹拉床其他拉床特D电火花磨 电火花加工锯G 立式带锯床 圆锯床弓锯床镗锯床他Q 切断机3.3.机床的机床的型号编制型号编制（4）主参数 代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用 主参数的折算值（1/10或1/100或1/1）来表示。（5）机床重大改进序号 用字母“A、B、C ”表示，附机床型号末尾，以示区别。3.3.机床的机床的型号编制型号编制（二）专用机床型号设计单位：)机床厂城市名大写拼音字母和该厂序号，或机床厂名大写拼音字母；)机床研究所研究所名称的大写拼音字母。组代号从“1”开始；“”读作“至”。设计顺序号从“001”开始。例如B13100，北京第一机床厂的第一百种专用机床，属第三组。例例：B13100 北京第一机床厂北京第一机床厂 第三组第三组 第第100100种专用机床（专用铣床）种专用机床（专用铣床）3.3.机床的机床的型号编制型号编制n（三）组合机床及自动线型号组合机床及自动线分类代号组合机床及自动线分类代号分类代号大型组合机床U小型组合机床H自换刀数控组合机床K大型组合机床自动线UX小型组合机床自动线HX自换刀数控自动线KX二、机床的运动n（一）工件的表面形状（一）工件的表面形状n在在实实际际生生产产中中,常常用用的的表表面面是是加加工工最最方方便便、最最经经济济、最最准准确确和和最最迅迅速速的的工工件件表表面面，如如平平面面、圆圆柱柱面面、圆圆锥锥面面、球球面面和和成形表面等。成形表面等。（二）工件表面的形成方法（二）工件表面的形成方法n任任何何表表面面都都可可以以看看作作是是一一条条线线(称称为为母母线线)沿沿着着另另一一条条线线(称称为导线为导线)运运动动的的轨轨迹。母迹。母线线和和导线统导线统称称为为形成表面的形成表面的发发生生线线。（二）工件表面的形成方法（二）工件表面的形成方法n在在用用机机床床加加工工零零件件表表面面的的过过程程中中，工工件件、刀刀具具之之一一或或两两者者同同时时按按一一定定规规律律运运动动，形形成成两两条条发发生生线线，从从而而生生成成所所要要加加工的表面。常用的形成工的表面。常用的形成发发生生线线的方法有四种的方法有四种。（1）轨迹法利利用用刀刀具具沿沿发发生生线线作作定定规规律律的的轨轨迹迹运运动动对对工工件件进进行行加加工工的的方法，形成发生线只需一个成形运动。方法，形成发生线只需一个成形运动。（二）工件表面的形成方法（二）工件表面的形成方法（2）成形法刀刃为一条切削线，其形状与发生线相同。刀刃为一条切削线，其形状与发生线相同。（3）相切法利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。刀刀具旋具旋转转，刀具的中心沿，刀具的中心沿发发生生线线的的轨轨迹运迹运动动。（二）工件表面的形成方法（二）工件表面的形成方法n（4）展成法n利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。（三）机床的运动（三）机床的运动n在机床上，为了要获得所需的工件表面形状，必须在机床上，为了要获得所需的工件表面形状，必须使刀具和工件按上述四种方法之一完成一定的运使刀具和工件按上述四种方法之一完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。动，这种运动称为表面成形运动。（三）机床的运动（三）机床的运动q1.1.表面成形运动表面成形运动成形运动是机床最基本的运动成形运动是机床最基本的运动（1）主运动）主运动速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。（2）进给运动进给运动 可以是一个或多个；可以是连续的，也可以是断续的。可以是一个或多个；可以是连续的，也可以是断续的。（三）机床的运动（三）机床的运动q2 2辅助运动辅助运动（1 1）切入运动）切入运动n切切人人运运动动是是使使刀刀具具切切人人工工件件从从而而保保证证工工件件被被加加工工表表面面获获得得所所需要的尺寸的运需要的尺寸的运动动。（2 2）分度运动）分度运动n当当在在工工件件上上加加工工若若干干个个完完全全相相同同的的均均匀匀分分布布表表面面时时，为为使使表表面面成成形形运运动动得得以以重重复复进进行行而而由由一一个个表表面面过过渡渡到到另另一一个个表表面面所所作作的运的运动动。n例例如如，车车削削多多头头螺螺纹纹，在在车车完完一一条条螺螺纹纹后后，工工件件相相对对于于刀刀架架要要回回转转360/360/K(KK(K为为螺螺纹纹头头数数)，再再车车下下一一条条螺螺纹纹。这这个个工工件件相相对对于刀架的旋于刀架的旋转转运运动动即即为为分度运分度运动动。（三）机床的运动（三）机床的运动（3 3）调位运动）调位运动n根根据据工工件件的的尺尺寸寸大大小小，在在加加工工之之前前调调整整机机床床上上某某些些部件的位置，以便于加工。部件的位置，以便于加工。（4 4）其他各种运动）其他各种运动n如刀具快速趋近工件或退回原位的空程运动，控制如刀具快速趋近工件或退回原位的空程运动，控制运动的开、停、变速、换向的操纵运动等。运动的开、停、变速、换向的操纵运动等。三、机床的传动三、机床的传动（一）（一）机床的基本组成部分机床的基本组成部分（1 1）动力源）动力源通常为电动机，包括交流电动机、直流电动机、伺服电动机、通常为电动机，包括交流电动机、直流电动机、伺服电动机、变频调速电机、步进电机等。变频调速电机、步进电机等。（2）执行件）执行件机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件，如主轴、机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件，如主轴、刀架、工作台等。刀架、工作台等。（3）传动件）传动件把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由个执行个执行件传递到另一执行件的零部件，如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等件传递到另一执行件的零部件，如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等（二）机床的传动联系（二）机床的传动联系把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，构成了一个传动联系，称其为构成了一个传动联系，称其为传动链传动链。传动链两端的元件称传动链两端的元件称为末端件，它可以是动力源或执行件。为末端件，它可以是动力源或执行件。q1.按传动链的性质不同分类外联系传动链外联系传动链传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如车削时电机与主轴间的传动链车削时电机与主轴间的传动链内联系传动链内联系传动链传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如车削螺纹主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链；车削螺纹主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链；内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动。（二）机床的传动联系（二）机床的传动联系2.传动链中传动链中两类传动机构两类传动机构（1 1）.定比传动机构定比传动机构传动比和传动方向固定不变的传动机构，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、传动比和传动方向固定不变的传动机构，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等丝杠螺母副等（2）换置机构换置机构根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构，如挂轮变速机构、根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。（三）机床的传动表示法（三）机床的传动表示法n用传动系统图、转速图、传动原理图、传动路线表用传动系统图、转速图、传动原理图、传动路线表达式、运动平衡式等表示达式、运动平衡式等表示。q1.1.传动原理图传动原理图 为了便于研究机床的传动原理为了便于研究机床的传动原理,用一些简明的符号把动力源、执用一些简明的符号把动力源、执行件之间的传动联系表示出来的行件之间的传动联系表示出来的示意图。示意图。并不表达实际传动机构的种类和数量2 2转速图转速图n竖线竖线：轴（标明轴号：轴（标明轴号n圆点圆点：轴所能有的转速：轴所能有的转速n转速值转速值：数坐标：数坐标n两轴两轴(竖线竖线)之间的线段之间的线段：一对传动副，并在线旁标一对传动副，并在线旁标明带轮直径之比或齿轮的明带轮直径之比或齿轮的齿数比。齿数比。n两竖线之间的一组平行线两竖线之间的一组平行线：同一对传动副。同一对传动副。n上斜的线：上斜的线：升速传动升速传动n下斜的线：下斜的线：降速传动。降速传动。n转速范围：转速范围：从转速图上很从转速图上很容易找出各级转速的传动容易找出各级转速的传动路线和各轴、齿轮的路线和各轴、齿轮的转速转速范围。范围。2 2转速图转速图n将各种可能的传动路线将各种可能的传动路线全部列出来，就得到主全部列出来，就得到主运动传动链的运动传动链的传动路线传动路线表达式表达式(传动结构式传动结构式)：3.传动系统图 表示机床全部运动的传动关表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规系的示意图，用国家标准规定的符号表示各种传动元件，定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主要在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。部件相互位置的展开图中。只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置4.4.运动平衡式运动平衡式n运动平衡式：运动平衡式：为了表达传动链两个末端件计算位移为了表达传动链两个末端件计算位移之间的数值关系，常将传动链内各传动副的传动之间的数值关系，常将传动链内各传动副的传动比相连乘组成一个等式。比相连乘组成一个等式。n图图242的主运动传动链在图示的啮合位置时的运的主运动传动链在图示的啮合位置时的运动平衡式为：动平衡式为：
