2.3金属切削机床基本知识(精品).ppt

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1、第三节金属切削机床的基本知识1金属切削机床的基本知识什么是金属切削机床是指用切削的方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。它是制造机器的机器，故又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称为“机床”。2金属切削机床的分类及型号一、金属切削机床的分类及型号CA6140车床3卧式铣床卧式铣床 立式铣床立式铣床金属切削机床的分类及型号4立式钻床立式钻床 摇臂钻床摇臂钻床金属切削机床的分类及型号5卧式镗床外形金属切削机床的分类及型号6金属切削机床的分类及型号万能外圆磨床7牛头刨床(Horizontal Shaper)金属切削机床的分类及型号8插齿(Gear Shaping)

2、机金属切削机床的分类及型号9金属切削机床的分类及型号Y3150E滚齿机10特种加工机床特种加工机床金属切削机床的分类及型号11金属切削机床的分类1.金属切削机床的分类金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区别、使用和管理，有必要对机床进行分类;根据需要可以从不同的角度出发，对机床作如下的分类：12金属切削机床的分类按机床的加工性能和结构特点分类：我国机床分为12大类(这是主要的机床分类方法):1.车床（C）;2.钻床（Z）;3.镗床（T）;4.铣床（X）;5.拉床（L）;6.磨床（M）;7.刨插床（B）;8.齿轮加工机床（Y）;9.螺纹加工机床（S）;10.特种加工机床（D）;11.锯床（G）;

3、12.其他机床（Q）。13金属切削机床的分类按机床的通用程度分类：1）通用机床（万能机床）特点是：加工范围较广，结构往往比较复杂，主要适用于单件小批生产。2）专用机床根据特定工艺要求而专门设计、制造和使用的，一般来说，生产率较高，结构比通用机床简单，适用于大批量生产。（组合机床实际上也是专用机床）3）专门化机床（又称专能机床）这类机床用于完成形状类似而尺寸不同的工件的某一种工序的机床。如精密丝杆车床等，它们的特点介于通用机床和专用机床之间，既有加工尺寸的通用性，又有加工工序的专用性，生产率较高，适用于成批生产。14金属切削机床的分类按机床的精度分类：普通（精度）机床;精密机床;高精度机床（超精

4、密级机床）。按机床重量不同分类：1）仪表机床；2）中型机床（一般机床）；3）大型机床（大约10吨）；4）重型机床（大于30吨）；5）超重型机床（大于100吨）。152.机床的主要技术参数与尺寸系列机床的技木参数是表示机床的尺寸大小和加工能力的各种技术数据。一般包括主参数，第二主参数，主要工作部件的结构尺寸，主要工作部件的移动行程范围，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。这些参数在每台机床的使用说明书中均详细列出，是用户选择、验收和使用机床的重要技术数据。机床的主要技术参数与尺寸系列16主参数是反映机床最大工作能力的一个主要参数，它直接影响机床的其他参数和基本结构的大小。主参

5、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。例如，普通车床的主参数为床身上最大工件回转直径钻床的主参数为最大钻孔直径外圆磨床的主参数为最大磨削直径卧式镗床的主参数为镗轴直径升降台铣床及龙门铣床的主参数为工作台工作面宽度齿轮加工机床的主参数为最大工件直径等。有些机床的主参数不用尺寸而用力表示，例如，拉床的主参数就为最大拉力。机床的主要技术参数与尺寸系列17机床的主要技术参数与尺寸系列第二主参数一有些机床为了更完整地表示其工作能力和尺寸大小，还规定有第二主参数。例如，普通车床的第二主参数为最大工件长度外圆磨床的第二主参数为最大磨削长度齿轮加工机床的舞二主参数则为最大加工模数，l在

6、GB/T 15375-1994金属切削机床型号编制方法中，对各种机床的主参数、第二主参数及其表示方法都作了明确规定。18机床名称主参数名称折算系数卧式车床立式车床摇臂钻床卧式镗床坐标镗床外圆磨床内圆磨床矩台平面磨床齿轮加工机床龙门铣床升降台铣床龙门刨床插床及牛头刨床拉床床身上最大回转直径最大车削直径最大钻孔直径镗轴直径工作台面宽度最大磨削直径最大磨削孔径工作台面宽度最大工件直径工作台面宽度工作台面宽度最大刨削宽度最大插削及刨削长度额定拉力（吨）1101100111101101101101101101100110110011011主参数193.金属切削机床型号的编制方法机床的型号是机床产品的代号

7、，用以表明机床的类型，通用和结构特性，主要技术参数等。GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法规定，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。金属切削机床型号的编制方法20金属切削机床型号的编制方法通用机床和专门化机床型号通用机床型号的表示方法为：（1）机床的类别代号用大写汉语拼音字母表示，位于型号之前。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插床拉床锯床其他机床代号CZTM2M3MYSXBLGQ读音车钻镗磨二磨三磨牙丝铣刨拉割其21金属切削机床型号的编制方法（2）机床的特性代号通用特性通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心(自动换刀)彷型轻型加重型简式或

8、经济型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换彷轻重简柔显速22金属切削机床型号的编制方法（3）结构特性代号为了区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音字母区分。例如，CA6140型普通车床型号中的“A”，可理解为：CA6140型普通车床在结构上区别于C6140型普通车床。（4）机床的组别，系别代号用两位阿拉伯数字表示，前者表示组，后者表示系。每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系。在同一类机床中，凡主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。凡在同一组机床中，若其主参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。23金属切削机床的分类及型号（

9、5）机床的主参数，设计顺序号和第二参数机床主参数：代表机床规格的大小，在机床型号中，用数字给出主参数的折算数值（1/10或1/100）。设计顺序号：当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。第二参数：一般是主轴数，最大跨距，最大工作长度，工作台工作面长度等，它也用折算值表示。（6）机床的重大改进顺序号当机床性能和结构布局有重大改进时，在原机床型号尾部，加重大改进顺序号A，B，C，等。25金属切削机床型号的编制方法（7）其他特性代号：用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。主要用以反映各类机床的特性。如对数控机床，可反映不同的数控系统；对于一般机床可反映同一型号机床的变型等。（

10、8）企业代号：生产单位为机床厂时，由机床厂所在城市名称的大写汉语拼音字母及该厂在该城市建立的先后顺序号，或机床厂名称的大写汉语拼音字母表示。26金属切削机床型号的编制方法28金属切削机床型号的编制方法 Z 3 0 4 0类别代号：钻床类组别代号：摇臂钻床组系别代号：摇臂钻床系（机床名称）主参数代号：最大钻孔直径40mm29 M M 7 1 32 A类别代号：磨床类通用特性代号：精密组别代号：平面及端面磨床组组系别代号：卧轴矩台平面磨床系（机床名称）主参数代号：工作台面宽度320mm重大改进顺序号：第一次重大改进金属切削机床型号的编制方法30机床运动二、机床运动金属切削机床的最基本的功能是提供切

11、削加工所必需的运动和动力。机床的运动是由机床所加工的表面的形状及其形成方法所决定的。1.工件表面形成方法l工件的表面形状加工机械零件=形成零件上各个表面31工件表面形成方法零件表面组成平面圆柱面圆锥面各种成形面32工件表面形成方法常见的工件表面，按其形状可分为三类：旋转表面、纵向表面、特形表面l旋转表面转动而形成圆柱面由平行于轴线的直线沿着速度方向转动，而形成圆柱面。圆锥面由不平行于轴线，但与轴线相交的直线沿着速度方向转动，而形成圆锥面。球面由圆1沿着V方向转动，而形成球面。说明：在车床、钻床、镗床、外圆磨床等机床加工的表面是旋转表面。33工件表面形成方法l纵向表面直线移动而形成或沿直线移动而

12、形成平面由直线沿着另一直线方向速度移动，而形成平面。直母线成形面由直线沿着曲线移动，而形成纵向曲面。说明：在刨床、插床、铣床、平面磨床等机床上加工的表面是纵向表面。l特形表面复杂运动而形成螺旋面由直线沿着螺旋线运动，即边作旋转运动，边作轴线方向移动而形成螺旋面。34表面的形成l任何一个表面，都可以看作是一条曲线沿着另一条曲线运动的轨迹。这两条曲线叫做该表面的发生线。前一条发生线，称为母线；后一条发生线，称为导线。l有些表面的两条发生线是可以互换的例如圆柱面亦可以由圆母线沿着直线导线移动形成。l有些表面的两条发生线则不可互换如圆锥面。l前者叫可逆表面，后者叫不可逆表面。工件表面形成方法35工件表

13、面形成方法发生线的形成工件表面发生线的形成过程，与所用刀具的刀刃形状有关。同样一条发生线在采用不同刀刃形状的情况下就有不同的形成方法。刀刃形状有以下三种：刀刃是一个点（实际是很短的一段线），切削时刀刃作轨迹运动；刀刃是一段曲线，其轮廓与工件发生线吻合；刀刃是一段曲线，其轮廓与工件发生线不吻合。36切削加工中，发生线的形成方法有下列四种（1）轨迹法（描迹法）：刀刃为一个点，发生线是由刀刃作轨迹运动而形成。刀具与工件之间需要一个相对运动。（2）成型法（仿型法）：刀刃为一线段，它与工件发生线吻合。因此发生线由刀刃实现，刀具工件之间不需要有相对运动。工件表面形成方法38工件表面形成方法（3）相切法（旋

14、切法）：刀刃为一个点，发生线是旋转的刀刃的运动轨迹的切线。切削时刀具的旋转中心按一定规律作轨迹运动，刀刃运动轨迹为一系列圆，它们的切线形成了发生线。只是刀具和工件之间要有两个相对运动，一个是刀刃的转动，另一个是刀刃相对于工件的移动。（4）展成法（范成法）：刀刃为一线段，它与工件发生线不吻合，发生线是由刀刃在刀具与工件作对滚运动（又称范成运动）时所形成的一些列轨迹线的包络线。这时刀具与工件之间只需要一个相对运动，称为范成运动，由刀具运动和工件转动复合而成。39机床运动实例下图所示的车削螺纹，刀刃为螺纹界面形状（母线），工件旋转运动和刀具直线移动组成复合运动，形成螺纹导线，从而形成螺纹表面形状。4

15、22.机床的运动l工件表面形成方法所决定的刀具和工件之间的相对运动是由执行件来完成。机床的运动的表示直线运动A旋转运动B机床的运动的目的获得加工零件所需表面形成一定形状的母线和导线形成母线和导线需要刀具和工件作相对运动机床的运动43机床的运动44机床的运动运动的种类l按运动的功用分类按机床上运动的功用来看，可分为表面成形运动非表面成形运动两大类。l表面成形运动机床上的刀具和工件，为了形成表面发生线而作的相对运动，称为表面成形运动，简称成形运动。45机床的运动l成形运动可能是简单的运动，也可能是复合运动。简单运动只包含一个单元的运动称为简单运动，简单运动一般为转动或直线移动。复合运动由两个或两个

16、以上单元运动组成独立的运动，各个单元运动之间必须保持严格的速比关系，这种运动称为复合运动。46l非成形运动（辅助运动）机床在加工过程中除完成成形运动外，还需完成其它一系列运动，这些与表面成形过程没有直接关系的运动，统称为辅助运动。辅助运动的作用是实现机床加工过程中所必需的各种辅助动作，为表面成形创造条件。如：切入运动、分度运动、各种空行程、控制运动校、正运动等。机床的运动49机床的运动切入运动使刀具切入工件，以获得进行成形运动所需的工件和刀具位置的运动，称为切入运动。分度运动当整个工件表面是由若干局部表面所组成时，由一个局部表面过度到另一个局部表面所作的运动。各种空行程是指进给前后的快速运动和

17、各种调位运动。控制运动接通或断开某个传动链的运动、操纵变速机构和换向机构的运动，称为控制运动。校正运动在精密机床上为了消除传动误差的运动，称为校正运动。50主运动和进给运动l成形运动按其在切削加工所起的作用，又可分为主运动和进给运动。主运动是产生切削的运动。进给运动是维持切削得以继续的运动。机床的运动53三、机床的传动1.传动链l机床传动的三个基本组成部分：执行件运动源传动装置机床的传动54传动链l执行件机床上直接夹持刀具或工件并实现其运动的零部件，称为执行件。常见的执行件有主轴、刀架、工作台等，它是传递运动的末端件。l运动源为了驱动机床的执行件，实现机床的运动，必须要有动力来源，称为运动源，

18、通常为电动机。可以几个运动共用一个运动源；也可以每个运动单独有运动源。l传动装置(传动件)为了将运动源的动力和运动按要求传递给执行件，就必须有传递动力和运动的零件，称为传动件。如齿轮、链轮、胶带轮、丝杆、螺母等，有的传动件还起变换运动的性质、方向、速度等作用如“齿轮齿条”、“丝杆螺母”、“蜗杆蜗轮”。55传动链传动链从一个元件到另一个元件之间的一系列传动件，称为传动链。l传动链中的两类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、丝杠螺母副等换置机构根据加工要求可以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。56传动链

19、传动链按运动性质分为：外联系传动链内联系传动链l外联系传动链传动链的两个末端件的转角或位移量之间如果没有严格的比例关系要求，这样的传动链称为外联系传动链。l内联系传动链传动链的两个末端件的转角或位移量之间如果有严格的比例关系要求，这样的传动链称为内联系传动链。机床上有几个复合成形运动就有几个内联系传动链。57传动链l内联系传动链的要求内部必须保持严格运动关系决定着复合运动的轨迹（即发生线的形状）传动比是否准确以及由其确定的两单元运动的相对运动方向是否正确，会直接影响被加工表面的形状精度不能有传动比不确定或瞬时传动比变化的传动机构，如带传动、链传动等。调整内联系传动链的换置机构时，其传动比也必须

20、有足够精度。60传动原理图2.传动原理图用一些简单的符号表示运动源与执行件及执行件与执行件之间的联系传动原理图传动原理图常用符号61卧式车床的传动原理图在车削螺纹时，卧式车床有两条主要传动链。一条是外联系传动链，即从电动机一l一2一uv一34一主轴，称为主运动传动链，它把电动机的动力和运动传递给主轴。传动链中v为主轴变速及换向的换置机构。另一条由主轴一45一uf一67一丝杠一刀具，得到刀具和工件间的复合成形运动螺旋运动，这是一条内联系传动链。调整f即可得到不同的螺纹导程。62普通车床车削外圆的传动原理图63车削圆锥螺纹的传动原理图64数控车床的螺纹链和进给链65转速图2.转速图是表示机床传动关系、传动特性及各轴转速的点线图。66传动系统图4.传动系统图为便于了解和分析机床运动的传递、联系情况，常采用传动系统图。它是表示实现机床全部运动的传动示意图。图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号（见国家标准GB446084机城制图机构运动简图符号）表示，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。传动链的传动机构，按照运动传递或联系顺序依次排列，以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中。67卧式车床的传动系统图68