机械制造技术基础第三章课件汇总

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1、机械制造技术基础,太原理工大学 机械工程学院 2015-3-26,第三章 金属切削机床与刀具,机 械 制 造 技 术 基 础,重点讲述： （1）金属切削机床型号的编制方法； （2）CA6140型普通车床的传动系统和主要结构，以及常用的 车刀； （3）M1432A型万能外圆磨床的传动系统，无心外圆磨床和平 面磨床的工作原理，以及砂轮的特性与选择； （4）齿轮加工的方法和Y3150E型滚齿机的传动系统，以及常 用的齿轮加工刀具。 概括介绍: 孔加工机床与刀具、刨床与插床、铣床与铣刀。,本章提要,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数 3.1.1 机床的分类 （1） 基本分类方法 机床主要是按加工方

2、法和所用刀具进行分类，根据国家制订的机床型号编制方法，机床共分为： 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、特种机床、锯床和其它机床。 在每一类机床中，又按工艺范围、布局型式和结构性能为若干组，每一组又分为若干个系（系列）。,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,（2）其他分类方法 按万能程度分: 通用机床、专门化机床、专用机床； 按工作精度分：普通精度机床、精密机床、高精度机床； 按重量和尺寸分： 仪表机床、中型机床、 大型机床（重量10t）、 重型机床（重量 30t）、 超重型机床（重量 100t ）； 按机床主要器官数目分：单轴、多轴、单刀、多刀机床等；

3、 按自动化程度分：普通、半自动、自动机床。,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,3.1.2 机床的型号编制 3.1.2.1 通用机床的型号编制 按GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,通用机床型号的表示方法为：,（1）机床的类别代号 用该类机床名称汉语拼音的第一个字母（大写）表示 。（表） （2）机床的特性代号 用汉语拼音字母表示。 通用特性代号 当某类型机床除有普通型外，还具有如附表中所列的各种通用特性时，则在类别代号之后加上相应的特性代号。 结构特性代号 为了区别主参数相同而结构不同的机床。,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,（

4、3）机床的组别、系别代号 （表1、2） 用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别。 注：每类机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，用数字09表示。 每一组又分为若干个系（系列）。凡主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形式也相同的机床，即为同一系。,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,（4）机床主参数、设计顺序号和第二主参数 机床主参数代表机床规格的大小，在机床型号中，用阿拉伯数字给出主参数的折算值（110或1100）。 第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作面长度等。第二主参数也用折算值表示。 （表）

5、（5）机床的重大改进顺序号，序号按A、B、C、等字母的顺序选用。 （6）其他特性代号 （7）企业代号,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,例题3.1 CA6140型卧式车床,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,例题3.2 MG1432A型高精度万能外圆磨床。,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,3.1.2.2 专用机床的型号编制 专用机床型号表示方法为： 设计顺序号（阿拉伯数字） 设计单位代号 例如，北京第一机床厂设计制造的第15种专用机床为专用铣床，其型号为B1015。 B1015。 第15种专用机床为专用铣床 北京第一机床厂,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,3.1.3

6、机床的主要技术参数 主要技术参数包括：主参数和基本参数 。 基本参数包括：尺寸参数、运动参数和动力参数。 3.1.3.1 尺寸参数 是指机床的主要结构尺寸。 尺寸参数确定后，机床上所能加工 （或安装）的最大工件尺寸就已确定。它与所设计机床能加工工件的尺寸有关。 例如：卧式车床CA6140，主参数：床身上工件最大回转直径400mm，第二主参数：最大工件长度（750；1000；1500；2000 mm），有时还要确定刀架上最大工件回转直径（210mm）和主轴孔内允许通过的最大棒料直径（48mm）。,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,3.1.3.2 运动参数 指机床执行件的运动速度 ,包括主运

7、动的速度范围、速度数列和进给运动的进给量范围、进给量数列，以及空行程的速度等。包括：主运动参数、进给运动参数。 （1）主运动参数 主轴转速 对主运动作回转运动的机床，其主运动参数是主轴转速。 n=1000v /d 式中： n 转速（r/min）； v 切削速度（m/min）； d 工件或刀具直径（mm）。 主运动是直线运动的机床，如插床或刨床，主运动参数是机床工作台或滑枕的每分钟往复次数。,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,对于不同的机床，主运动参数有不同的要求。专用机床用于完成特定的工艺，主轴只需一种固定的转速。通用机床的加工范围较宽，主轴需要变速，因此需确定它的变速范围，即最低和最高

8、转速。采用分级变速时，还应确定转速级数。 主轴最低（n min）和最高（n max）转速的确定 n min = 1000vmin/dmax ; n max = 1000vmax/dmin 变速范围为 :,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,有级变速时主轴转速序列 主运动的有级变速的转速数列一般采用等比数列。如某机床的分级变速机构共有Z级，其中n1=nmin、nZ=nmax，Z级转速分别为： nj+1 = nj ; nz=n1Z-1 式中：标准公比（为了便于机床设计与使用，规定了标准公比值1.06、 1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2）。,3.1 机床的分类、型号、主要技术

9、参数,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,标准公比 为了便于机床设计与使用，规定了标准公比值1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。 它有下列特性： 所采用的公比为 时，就会使其等比数列中每隔E1级后的数值恰好是前面数值的10倍。 所采用的公比为 时，若主轴的转速中有一转速为n，则每隔E2级就会出现一个转速2n。 =1.06是公比数列的基本公比，其它六个公比都可以由基本公比派生出来。（表）,（2）进给运动参数 大部分机床（如车床、钻床等）的进给量用工件或刀具每转的位移（mm/r）表示。 直线往复运动的机床，如刨床、插床，以每一往复的位移量表示。 铣床和磨床使用的是多

10、刃刀具，进给量常以每分钟的位移（mm/min）表示。,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,3.1.3.3 动力参数 机床的动力参数是指驱动主运动、进给运动和空行程运动的电动机功率。 （1）主传动功率 P主=P切+P空+P附 切削功率P切 与加工情况、工件和刀具材料及切削用量的大小有关。 P切=FzVc/60000 kW,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,空载功率P空 是指机床不进行切削，空转时所消耗的功率。 附加功率P附 指机床进行切削时，因负载而增加的机械摩擦所耗的功率。 （2）进给传动功率 通常采用类比和计算相结合的方法来确定。 （3）空行程功率 指为节省零件加工的辅助时间和减轻

11、工人劳动强度，在机床移动部件空行程时快速移动所需的传动功率。其大小由移动部件重量和部件启动时的惯性力决定。空行程功率往往比进给功率大的多，设计时常和同类机床进行类比或通过试验测试等来确定。,3.1 机床的分类、型号、主要技术参数,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析 3.2.1 工件表面形状与成形方法 机械加工过程是工件表面的形成过程。根据具体的设计要求，选用相应的切削加工方法，在机床上通过刀具与工件的相对运动，从工件毛坯上切除多余金属，使之形成符合要求的形状、尺寸的表面。 （1）工件表面的构成 构成零件的形状的基本表面：平面、圆柱面、圆锥面和各种成形表面。 这些表面都可以看成是由一根母线沿

12、着导线运动而形成的。 一般情况下，母线和导线可以互换，特殊表面如圆锥表面，不可互换。母线和导线统称为发生线。,：，,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析,（2）表面成形方法 切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的，由于使用的刀具切削刃形状和采用的加工方法不同，形成发生线的方法也不同，概括起来有以下四种：有轨迹法、成形法、展成法、相切法。 轨迹法 指的是刀具切削刃与工件表面之间为近似点接触，通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具刀尖的运动轨迹来实现表面的成形。采用轨迹法形成发生线时，需要一个独立的成形运动。,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析,成形法 是指刀具切削刃与工件表面

13、之间为线接触，切削刃的形状与形成工件表面的一条发生线完全相同，另一条发生线由刀具与工件的相对运动来实现。 展成法 是指对各种齿形表面进行加工时，刀具的切削刃与工件表面相切，刀具与工件之间作展成运动（或称啮合运动），齿形表面的母线是切削刃各瞬时位置的的包络线。用范成法形成发生线需要一个独立的成形运动。 相切法 利用刀具边旋转边做轨迹运动对工件进行加工的方法。采用相切法生成发生线时，需要两个相互独立的成形运动 。,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析,3.2.2 机床运动分析 3.2.2.1 机床的运动 表面成形运动和辅助运动 （1） 表面成形运动 形成发生线的运动。按组成情况不同，可分为: 简

14、单成形运动和 复合成形运动。 如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，则此成形运动称为简单成形运动。,简单成形运动,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析,如果一个独立的成形运动，是由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成，则称此成形运动为复合成形运动。,复合成形运动,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析,按成形运动在切削加工中的作用情况不同，可分为：主运动和进给运动 。 主运动 刀具与工件之间的相对运动。它使刀具的前刀面能够接近工件，切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，从而完成切削加工。一般，主运动速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主

15、运动。例如，车削加工时，工件的回转运动是主运动。,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析,进给运动 根据工件表面形状成形的需要，进给运动配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层。进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工。进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的， 也可以是步进的。 （2） 辅助运动 实现机床的各种辅助动作，为表面成形创造条件，如切入运动、切出运动、调整运动、分度运动以及其他各种空行程运动。,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析,3.2.2.2 机床的运动联系 要实现加工过程所需的各种运动，机床必需具备以下几个主要组成部分： （1）动力源 为执行元件提供运动

16、和动力的装置。如交流异步电动机、直流或交流调速电动机或伺服电动机。 （2）传动装置 传递动力和运动的装置。通过它可把动力源的动力和运动传递给执行件；也可把两个执行件联系起来，使二者间保持某种确定的运动关系。,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析,（3）执行件 机床上最终实现运动的部件。 由动力源-传动装置-执行件或执行件-传动装置-执行件构成的传动联系，称为传动链。按传动链的性质不同可分为 : 外联系传动链 联系动力源与执行机构之间的传动链。它使执行件获得一定的速度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表面的形状和精度。 外联系传动链中可以有摩擦传动等传动比不准确的传动副（链传动、带传动）。如普通车床在电动机与主轴之间的传动链就是外联系传动链。,3.2 工件表面成形方法与机床运动分析,内联系传动链 联系一个执行机构和另一个执行