机械加工装备培训课件.pptx
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1、第第4 4章章 机机械械加加工工装装备备机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标4.1通用金属切削机床通用金属切削机床4.2【学习目标】1了解机械加工装备的种类2了解常见一般机床的组成、运动3掌握常见机床的主要性能指标4了解常用机械加工装备的应用4.14.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标机机械械加加工工装装备备种种类类繁繁多多,有有热热处处理理设设备备、锻锻造造设设备备、铸铸造造设设备备、焊焊接接设设备备、金金属属切切削削机机床床、特特种种加加工工设设备备(电电火火花花、水水切切割割、激激光光加加工工)等等等等。本本书书主主要要介介绍绍金金属属切切削削机机床床,主主要要有有:
2、车车、钻钻、镗镗、磨磨、齿轮加工、铣、刨、拉、专用机床等等用来生产其他机械的工作母机。齿轮加工、铣、刨、拉、专用机床等等用来生产其他机械的工作母机。金金属属切切削削机机床床种种类类繁繁多多。我我国国大大致致可可分分为为通通用用机机床床、专专用用机机床床和和组组合合机机床床三三大大类类。此此外外还还有有如如按按机机床床特特性性分分为为一一般般机机床床、万万能能机机床床、自自动动机机床床、半半自自动动机机床床、仿仿形形机机床床和和数数控控机机床床等等;按按机机床床布布局局分分为为卧卧式式机机床床、立立式式机机床床、龙龙门门机机床床、马马鞍鞍机机床床、落落地地机机床床等等;按按机机床床重重量量分为中
3、小型机床、大型机床和重型机床等。分为中小型机床、大型机床和重型机床等。4.14.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标1 1动力源动力源为机床提供动力(功率)和运动的驱动局部,如各种交流电动机、直流电动为机床提供动力(功率)和运动的驱动局部,如各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统机和液压传动系统 的液压泵、液压马达等。的液压泵、液压马达等。2 2传动系统传动系统包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统,如变速箱、进给箱包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统,如变速箱、进给箱等部件,有些机床主轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。等部件,有些机床主轴组件与变速箱合在一起
4、成为主轴箱。3 3支撑件支撑件用于安装和支撑其他固定的或运动的部件,承受其重力和切削力,如床身、用于安装和支撑其他固定的或运动的部件,承受其重力和切削力,如床身、立柱等。支撑件立柱等。支撑件 是机床的基础构件,亦称机床大件或基础件。是机床的基础构件,亦称机床大件或基础件。4 4工作部件工作部件(1 1)执行部件,例如,主轴及主轴箱、工作台及其滑板或滑座、刀架及其溜)执行部件,例如,主轴及主轴箱、工作台及其滑板或滑座、刀架及其溜板以及滑枕等,用来安装工件或刀具的部件。板以及滑枕等,用来安装工件或刀具的部件。(2 2)与工件和刀具安装及调整有关的,如自动上下料装置、自动换刀装置、)与工件和刀具安装
5、及调整有关的,如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等。砂轮修整器等。(3 3)分度、转位、定位机构和操纵机构等,所以工作部件结构中大多含有轴)分度、转位、定位机构和操纵机构等,所以工作部件结构中大多含有轴承和导轨。承和导轨。4.1.1 机械的组成机械的组成5 5操作系统操作系统用于操作各工作部件的正常工作,主要是电气操作系统,有些机床用于操作各工作部件的正常工作,主要是电气操作系统,有些机床局部采用液压或气动操作系局部采用液压或气动操作系 统。数控机床则是数控系统,它包括数控统。数控机床则是数控系统,它包括数控装置、主轴和进给的伺服操作系统(伺服单元)、可编程装置、主轴和进给的伺服操作系
6、统(伺服单元)、可编程 操作器和输操作器和输入输出装置等。入输出装置等。6 6冷却系统冷却系统用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。7 7润滑系统润滑系统用于对机床的运动副(如轴承、导轨等)进行润滑,以减小摩擦、用于对机床的运动副(如轴承、导轨等)进行润滑,以减小摩擦、磨损和发热。磨损和发热。8 8其他装置其他装置如排屑装置、自动测量装置等。如排屑装置、自动测量装置等。4.14.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标4.1.1 机械的组成机械的组成机床的切削加工是由工具(包括刀具、砂轮等)与工件之间的相机床的切削加工是由工具
7、(包括刀具、砂轮等)与工件之间的相对运动来实现的。机床的运动对运动来实现的。机床的运动 分为外表形成运动和辅助运动。分为外表形成运动和辅助运动。4.1.2 机床的运动机床的运动如图 3-1 所示在车床上车外圆的整个运动过程,当工件作旋转运动 后,通过运动和运动使车刀在纵、横方向上靠近工件;然后根据背吃力量通过运动让车刀 横向切入一定深度;在通过车刀的纵向直线运动,车削出外圆柱外表;车到所需长度 l 时,通过 运动、让车刀横向退离工件并纵向退回到起始位置。上述运动中,用来把工件切削成所需外表形状的运动称为外表成形运动;其他保证工件顺利加工的运动,称为辅助运动。4.14.1机床组成及主要性能指标机
8、床组成及主要性能指标机床的技术性能是根据使用要求提出和设计的,反映了机床加工性能的主要数据。通常包括以下内容。1机床的工艺范围机床的工艺范围机床的工艺范围是指在机床上加工的工件类型和尺寸,能够加工完成工件类型和尺寸,能够加工完成何种工序,使用什么刀具等何种工序,使用什么刀具等。不同的机床,有宽窄不同的工艺范围。通用机床具有较宽的工艺范围,在同一台机床上可以满足较多的加工需要,适用于单件小批生产。专用机床是为特定零件的特定工序而设计的,自动化程 度和生产率都较高,但它的加工范围很窄。数控机床则既有较宽的工艺范围,又能满足零件较高精 度的要求,并可实现自动化加工。2机床的技术参数机床的技术参数机床
9、的主要技术参数包括尺寸参数、运动参数与动力参数尺寸参数、运动参数与动力参数。尺寸参数具体反映机床的加工范围,包括主参数、第二主参数和与加工零件有关的其他尺寸参数。各类机床的主参数和第二主参数我国已有统一规定,如表 3-1 所示。4.1.3 机床的主要性能指标机床的主要性能指标4.14.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标1机床精度机床精度机床本身必须具备的精度称为机床精度。它包括几何精度、传动精度、运动精度、定机床本身必须具备的精度称为机床精度。它包括几何精度、传动精度、运动精度、定位精度、位精度、工作精度等几个方面。各类机床按精度可分为一般精度级、精工作精度等几个方面。各类机床按精
10、度可分为一般精度级、精 和高精度级。和高精度级。(1)几何精度。几何精度是指机床空载条件下,在机床不运动或运动速度较低时各主)几何精度。几何精度是指机床空载条件下,在机床不运动或运动速度较低时各主要部件要部件 的形状、相互位置和相对运动的精确程度。如导轨的直线度、主轴径向圆跳动的形状、相互位置和相对运动的精确程度。如导轨的直线度、主轴径向圆跳动及轴向窜动、主轴中及轴向窜动、主轴中 心线对滑台移动方向的平行度或垂直度等。几何精度直接影响加心线对滑台移动方向的平行度或垂直度等。几何精度直接影响加工工件的精度,是评价机床质量的工工件的精度,是评价机床质量的 基本指标。它主要取决于结构设计、制造和装配
11、质基本指标。它主要取决于结构设计、制造和装配质量。量。(2)运动精度。运动精度是指机床空载并以工作速度运动时,主要零部件的几何位置)运动精度。运动精度是指机床空载并以工作速度运动时,主要零部件的几何位置精度。精度。如高速回转主轴的回转精度。对于高速精密机床,运动精度是评价机床质量的如高速回转主轴的回转精度。对于高速精密机床,运动精度是评价机床质量的一个重要指标。它与一个重要指标。它与 结构设计及制造等因素有关。结构设计及制造等因素有关。(3)传动精度。传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。)传动精度。传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。影响传影响传
12、 动精度的主要因素是传动系统的设计,传动元件的制造和装配精度。动精度的主要因素是传动系统的设计,传动元件的制造和装配精度。(4)定位精度。定位精度是指机床的定位部件运动到达规定位置的精度。定位精度直)定位精度。定位精度是指机床的定位部件运动到达规定位置的精度。定位精度直接影响接影响 被加工工件的尺寸精度和形位精度。机床构件和进给操作系统的精度、刚度以被加工工件的尺寸精度和形位精度。机床构件和进给操作系统的精度、刚度以及其动态特性,机床及其动态特性,机床 测量系统的精度都将影响机床定位精度。测量系统的精度都将影响机床定位精度。4.1.2 机床的精度与刚度机床的精度与刚度4.14.1机床组成及主要
13、性能指标机床组成及主要性能指标(5)工作精度。加工规定的试件,用试件的加工精度表示机床的工作精度。)工作精度。加工规定的试件,用试件的加工精度表示机床的工作精度。工作精度是各种工作精度是各种 因素综合影响的结果,包括机床自身的精度、刚度、热变形因素综合影响的结果,包括机床自身的精度、刚度、热变形和刀具、工件的刚度及热变形等。和刀具、工件的刚度及热变形等。在规定的工作期间内保持机床所要求的精度,称之为精度保持性。影响精度保在规定的工作期间内保持机床所要求的精度,称之为精度保持性。影响精度保持性的主要因素持性的主要因素 是磨损。磨损的因素复杂,如结构设计、工艺、材料、热处是磨损。磨损的因素复杂,如
14、结构设计、工艺、材料、热处理、润滑、防护、使用条件等。理、润滑、防护、使用条件等。2机床刚度机床刚度是指机床系统抵抗变形的能力。作用在机床上的载荷有重力、夹紧力、切削力、是指机床系统抵抗变形的能力。作用在机床上的载荷有重力、夹紧力、切削力、传动力、摩擦力、传动力、摩擦力、冲击振动干扰力等。按照载荷的性质不同,可分为静载荷冲击振动干扰力等。按照载荷的性质不同,可分为静载荷和动载荷。不随时间变化或变化极为缓慢和动载荷。不随时间变化或变化极为缓慢 的力称静载荷,如重力、切削力的的力称静载荷,如重力、切削力的静力局部等。凡随时间变化的力,如冲击震动力及切削力的交变静力局部等。凡随时间变化的力,如冲击震
15、动力及切削力的交变 局部等称动局部等称动载荷。故机床刚度分为静刚度及动刚度,后者是抗震性的一局部,习惯所说的载荷。故机床刚度分为静刚度及动刚度,后者是抗震性的一局部,习惯所说的刚度一般刚度一般 指静刚度。指静刚度。4.1.2 机床的精度与刚度机床的精度与刚度4.14.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标4.14.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标机机械械加加工工装装备备种种类类繁繁多多,有有热热处处理理设设备备、锻锻造造设设备备、铸铸造造设设备备、焊焊接接设设备备、金金属属切切削削机机床床、特特种种加加工工设设备备(电电火火花花、水水切切割割、激激光光加加工工)等等等等。
16、本本书书主主要要介介绍绍金金属属切切削削机机床床,主主要要有有:车车、钻钻、镗镗、磨磨、齿轮加工、铣、刨、拉、专用机床等等用来生产其他机械的工作母机。齿轮加工、铣、刨、拉、专用机床等等用来生产其他机械的工作母机。金金属属切切削削机机床床种种类类繁繁多多。我我国国大大致致可可分分为为通通用用机机床床、专专用用机机床床和和组组合合机机床床三三大大类类。此此外外还还有有如如按按机机床床特特性性分分为为一一般般机机床床、万万能能机机床床、自自动动机机床床、半半自自动动机机床床、仿仿形形机机床床和和数数控控机机床床等等;按按机机床床布布局局分分为为卧卧式式机机床床、立立式式机机床床、龙龙门门机机床床、马
17、马鞍鞍机机床床、落落地地机机床床等等;按按机机床床重重量量分为中小型机床、大型机床和重型机床等。分为中小型机床、大型机床和重型机床等。4.14.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标1 1动力源动力源为机床提供动力(功率)和运动的驱动局部,如各种交流电动机、直流电动机为机床提供动力(功率)和运动的驱动局部,如各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统和液压传动系统 的液压泵、液压马达等。的液压泵、液压马达等。2 2传动系统传动系统包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统,如变速箱、进给箱等包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统,如变速箱、进给箱等部件,有些机床部件,有些
18、机床 主轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。主轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。3 3支撑件支撑件用于安装和支撑其他固定的或运动的部件,承受其重力和切削力,如床身、立用于安装和支撑其他固定的或运动的部件,承受其重力和切削力,如床身、立柱等。支撑件柱等。支撑件 是机床的基础构件,亦称机床大件或基础件。是机床的基础构件,亦称机床大件或基础件。4 4工作部件工作部件(1 1)执行部件,例如,主轴及主轴箱、工作台及其滑板或滑座、刀架及其溜板)执行部件,例如,主轴及主轴箱、工作台及其滑板或滑座、刀架及其溜板以及滑枕等,用来安装工件或刀具的部件。以及滑枕等,用来安装工件或刀具的部件。(2 2)与工件和刀具安
19、装及调整有关的,如自动上下料装置、自动换刀装置、砂)与工件和刀具安装及调整有关的,如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等。轮修整器等。(3 3)分度、转位、定位机构和操纵机构等,所以工作部件结构中大多含有轴承)分度、转位、定位机构和操纵机构等,所以工作部件结构中大多含有轴承和导轨。和导轨。4.1.1 机械的组成机械的组成5 5操作系统操作系统用于操作各工作部件的正常工作,主要是电气操作系统,有些机床用于操作各工作部件的正常工作,主要是电气操作系统,有些机床局部采用液压或气动操作系局部采用液压或气动操作系 统。数控机床则是数控系统,它包括数控统。数控机床则是数控系统,它包括数控装置、主轴和
20、进给的伺服操作系统(伺服单元)、可编程装置、主轴和进给的伺服操作系统(伺服单元)、可编程 操作器和输操作器和输入输出装置等。入输出装置等。6 6冷却系统冷却系统用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。7 7润滑系统润滑系统用于对机床的运动副(如轴承、导轨等)进行润滑,以减小摩擦、用于对机床的运动副(如轴承、导轨等)进行润滑,以减小摩擦、磨损和发热。磨损和发热。8 8其他装置其他装置如排屑装置、自动测量装置等。如排屑装置、自动测量装置等。3.13.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标3.1.1 机械的组成机械的组成机床的切削加
21、工是由工具(包括刀具、砂轮等)与工件之间的相机床的切削加工是由工具(包括刀具、砂轮等)与工件之间的相对运动来实现的。机床的运动对运动来实现的。机床的运动 分为外表形成运动和辅助运动。分为外表形成运动和辅助运动。4.1.2 机床的运动机床的运动如图 3-1 所示在车床上车外圆的整个运动过程,当工件作旋转运动 后,通过运动和运动使车刀在纵、横方向上靠近工件;然后根据背吃力量通过运动让车刀 横向切入一定深度;在通过车刀的纵向直线运动,车削出外圆柱外表;车到所需长度 l 时,通过 运动、让车刀横向退离工件并纵向退回到起始位置。上述运动中,用来把工件切削成所需外表形状的运动称为外表成形运动;其他保证工件
22、顺利加工的运动,称为辅助运动。4.14.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标机床的技术性能是根据使用要求提出和设计的,反映了机床加工性能的主要数据。通常包括以下内容。1机床的工艺范围机床的工艺范围机床的工艺范围是指在机床上加工的工件类型和尺寸,能够加工完成工件类型和尺寸,能够加工完成何种工序,使用什么刀具等何种工序,使用什么刀具等。不同的机床,有宽窄不同的工艺范围。通用机床具有较宽的工艺范围,在同一台机床上可以满足较多的加工需要,适用于单件小批生产。专用机床是为特定零件的特定工序而设计的,自动化程 度和生产率都较高,但它的加工范围很窄。数控机床则既有较宽的工艺范围,又能满足零件较高精
23、 度的要求,并可实现自动化加工。2机床的技术参数机床的技术参数机床的主要技术参数包括尺寸参数、运动参数与动力参数尺寸参数、运动参数与动力参数。尺寸参数具体反映机床的加工范围,包括主参数、第二主参数和与加工零件有关的其他尺寸参数。各类机床的主参数和第二主参数我国已有统一规定,如表 3-1 所示。4.1.3 机床的主要性能指标机床的主要性能指标4.14.1机床组成及主要性能指标机床组成及主要性能指标机床名称机床名称主主 运运 动动进进 给给 运运 动动主主 参参 数数第二主参数第二主参数加加 工工 精精 度度卧式车床卧式车床工件旋转车刀纵向 横向运动工件最大回转 直径/10工件最大长度IT10 I
24、T10 IT8 IT81.6m1.6m立式车床立式车床最大车削 直径/100最大工件高度IT9 IT9 IT8 IT83.2 3.2 1.6m 1.6m台式钻床台式钻床钻头旋转钻头轴向 直线运动钻孔直径/1最大跨距(主轴 与立柱中心距离)IT12IT1212.5m12.5m立式钻床立式钻床摇臂钻床摇臂钻床卧式镗床卧式镗床镗刀旋转工件直线运动主轴直径/10工作台工作 面长度IT7IT71.6 1.6 0.8m 0.8m坐标镗床坐标镗床镗 刀 或 工 件 直线运动工作台工作 面宽度IT6IT60.2m0.2m牛头刨床牛头刨床刨刀直线运动工件横向运动最大刨削 长度/10工作台宽度IT9 IT9 IT
25、7 IT76.3 6.3 3.2m 3.2m龙门刨床龙门刨床工件直线运动刨刀直线运动最大刨削 宽度/100插床插床插刀直线运动工 件 纵 向 横 向圆周运动最大插削 长度/10工作台宽度6.3 6.3 1.6m 1.6m拉床拉床拉刀直线运动无额定拉力无IT9 IT9 IT7 IT71.6m1.6m卧式万能卧式万能 铣床铣床铣刀旋转工 件 或 铣 刀 直线运动工作台工作面 宽度/10工作台工作 面长度IT9 IT9 IT7 IT76.3 6.3 1.6m 1.6m立式铣床立式铣床工作台工作面 宽度/10龙门铣床龙门铣床工作台工作面 宽度/100外圆磨床外圆磨床砂轮旋转工 件 旋 转 移 动或磨具
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