机械制造技术基础(第4章)讲解

《机械制造技术基础(第4章)讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术基础(第4章)讲解（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、机械制造技术基础机械制造技术基础 ( (第四章第四章) ) 主讲主讲: : 肖新华肖新华 天津工业大学机械工程学院天津工业大学机械工程学院 第四章 金属切削机床 机床是制造机器的机器，被称为工作母机，根 据加工工艺方法的不同，机床可分为：金属切削 机床、锻压机床、电加工机床、坐标测量机、铸 造机床、热处理机床等。 本章主要介绍金属切削机床。 4.1 概述 4.1.1 机床的基本组成 1.动力源：为机床提供动力 (功率) 和运动的驱动部分。 2.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。 3.支承件：用于安装和支承其他固定的或运动的部件，承受 其重力和切削力。 4.工作部件：

2、(1)与最终实现切削加工的主运动和进给运动有 关的执行部件； 与工件和刀具安装及调整有关的部件 或装置； 与上述部件或装置有关的分度、转位、定位 机构和操纵机构等。 5.控制系统：用于控制各工作部件的正常工作。 6.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。 7.润滑系统：用于对机床的运动副 进行润滑，以 减小摩擦、磨损和发热。 8.其它装置：如切屑排出装置、自动测量装置等。 4.1.1 机床的基本组成 4.1.2 机床技术性能 1.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，能够加工完成何种工 序，使用什么刀具等。 通用机床具有较宽的工艺范围，在同一

3、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。 b)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。举例？ 4.1.2 机床技术性能 c)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。举例？ 4.1.2 机床技术性能 机床的主要技术参数包括：尺寸参数、运动参数与 动力参数。 尺寸参数一一具体反映机床的加工范围，包括主参 数、第2主参数和与加工零件有关的其他尺寸参数。 如下表： 机床名称主参数第2主参数 普通车床车身上工件

4、最大回转直径工件最大长度 摇臂钻床最大钻孔直径最大跨距 坐标镗床工作台工作面宽度工作台工作面长度 外圆磨床最大磨削直径最大磨削长度 2.机床的技术参数： 运动参数-指机床执行件的运动速度，例如主轴的最高转 速与最低转速、刀架的最大进给量与最小进给量(或进给 速度) 。 动力参数-指机床电动机的功率， 有些机床还给出主轴允许承受的最 大转矩等其他内容。 2.机床的技术参数： v3. 机床精度 加工质量主要指加工精度和表面粗糙 度，它们由机床、刀具、夹具、切削条 件和操作者技能等因素决定。机床的加 工质量是指在正常工艺条件下所能达到 的经济精度，主要由机床本身的精度保 证。机床本身的精度包括几何精

5、度、传 动精度和动态精度： 几何精度。是机床在低速空载时各部件间相互位置精度和 主要零件的形位精度，如机床主轴的径向跳动和端面跳动、 工作台面的平面度等。 传动精度。是指机床传动链各末端执行元件之间运动的协 调性和均匀性，如车床车螺纹时，要求传动链两端保持严格 的传动比，传动链的传动误差将影响到螺纹的加工精度。重 复定位精度 动态精度。是指机床加工时，在切削力、夹紧力、振动和 温升的作用下各部件间的相互位置精度和主要零件的形位精 度。机床的动态精度主要受机床刚度、抗振性和热变形等因 素的影响。 3.机床精度 v4. 生产率和自动化程度 机床的生产率是指机床在单位时间内所加工的工件数量，机 床的

6、自动化程度影响着机床生产率的高低，选择机床时必须注 意这一点。 v5. 人机关系 人机关系主要指机床应操作方便、省力、安全可靠、易于维 护和修理等。 v6. 成本 选用机床时应根据加工零件的类型、形状、尺寸、技术要求 和生产批量等，选择技术性能与零件加工要求相适应的机床， 以充分发挥机床的性能，取得较好的经济效果。 4.1.2 机床技术性能 4.2.1 机床的分类 机床的分类方法很多，主要是按加工性 质和所用刀具进行分类。目前将机床分为 11大类：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、切断机床及其他机床。在每一类 机床中，又按工艺范围、布局形式和结构 性能

7、等不同，分为若干组，每一组又细分 为若干系（系列）。除上述基本分类方法 外, 机床还可以根据其他特征进行分类。同 类型机床按其工艺范围又可分为：通用机 床 、专门化机床 、专用机床。 4.2 金属切削机床的分类和型号的编制 v1. 通用机床 这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围较广， 通用性较大，但结构比较复杂。这类机床主要适用于单件小 批生产，例如，卧式车床、卧式镗床、万能升降台铣床等。 v2. 专门化机床 这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零 件的某一道（或几道）特定工序，如曲轴机床、齿轮机床等 。 v3. 专用机床 这类机床的工艺范围最窄，只能用于加工某一零件的某一

8、 道特定工序，适用于大批量生产。如加工机床主轴箱的专用 镗床、加工车床导轨的专用磨床等。各种组合机床也属于专 用机床。 4.2.2 通用机床型号的编制(GB/T15375-94) 表 表 表 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 CZTM 2M 3MYSXBLGQ 读 音 车钻镗 磨 二 磨 三 磨 牙丝铣刨拉割其 表4-1 机床的类别和分类代号表4-1 机床的类别和分类代号 表4-1 机床的类别和分类代号 表4-1 机床的类别和分类代号表4-1 机床的类别和分类代号 表4-3 通用特性代号 通用

9、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 或 经济 型 柔性 加 工单 元 数 显 高 速 代号 G M Z B KHFQ C JRX S 读音 高 密 自 半 控换仿 轻 重简柔显 速 例：CA6140型卧式车床 CA6146A？MB8240？ 2MB8240？ 组 1.专用机床的型号编制 专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序组成。 例：上海机床厂设计制造的第15种专用机床为专用磨 床，其型号为H015。 4.2.3 其他类型机床型号的编制 设计单位代号 设计顺序 由通用机床或专用机床组成的机床自动线，其代号为 “Z

10、X”，读作“自线”，它位于设计单位代号之后，并用“ ”分开，读作“至”。机床自动线设计顺序号的排列与专用 机床的设计顺序号相同，位于机床自动线代号之后。 例：北京机床研究所以通用机床或专用机床为某厂设计 的第一条机床自动线，其型号为JCSZX001。 2. 机床自动线型号表示方法 4.3 卧式车床CA6140介绍 车床是制造业中使用最广泛的一类机床。车床是以主 轴带动工件旋转作为主运动，刀架带动刀具移动作为进给 运动来完成工件和刀具之间的相对运动的一类机床。主要 用来加工各种回转表面，如内外圆柱、圆锥表面、成形回 转表面和回转体的端面等。 4.3.1 CA6140的工艺范围 vCA6140型卧

11、式车床加工的对象，主要是轴类零件和直径 不太大的盘类零件，还可以加工螺纹表面。该车床的工 艺范围广，可以进行多种表面加工。 4.3.2 CA6140的主要技术参数 v床身上最大工件回转直径400mm。 v刀架上最大工件回转直径210mm。 v最大棒杆直径（mm） 47。 v最大工件长度（mm） 750、1000、1500、2000四种。 v最大加工长度（mm） 650、900、1400、1900。 v主轴转速范围 正转 101400r/min，24级； v反转 14.51600 r/min，12级。 v进给量范围 纵向 0.028633mm/r，共64级； v横向 0.0143.16mm/r，

12、共64级。 v螺纹加工范围 米制螺纹 P=1192mm，44种； v英制螺纹 a=224牙/in，20种； v模数制螺纹 m=0.2548mm，39种； v径节制螺纹 Dp= 196牙/in，37种。 v机床外形尺寸（长宽高）对于最大工件长度1500mm的机床为 3168mm1000mm1267mm。 4.3.3 CA6140的传动分析 v4.3.3.1 机床的运动 各种类型的机床，为了进行切削加工以获得所需的具有 一定几何形状、一定尺寸精度和表面质量的工件，必须使 刀具和工件完成一系列的运动，其中包括刀具和工件间的 相对运动。机床在加工过程中完成的各种运动，按其功用 可分为表面成形运动和辅助

13、运动两类。 1. 表面成形运动 v在机床上，为了获得所需的工件表面形状，必须使刀具和工 件完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。表面成形 运动（简称成形运动）是保证得到工件要求的表面形状的运 动。成形运动按其组成情况不同，可分为简单的和复合的两 种。CA6140用普通车刀车削外圆柱面时，工件的旋转运动和 刀具的直线移动就是两个简单运动。CA6140车削螺纹时，工 件的等速旋转运动和刀具的等速直线移动。彼此不能独立， 必须保证严格的运动关系，即工件每转1转时，刀具沿直线移 动的距离应等于螺纹的1个螺距，从而这两个单元运动组成一 个复合运动。 2. 辅助运动 辅助运动的作用是实现机床加工过程中

14、所需的各种辅 助动作，为表面成形创造条件，它的种类很多，一般包 括： v 切入运动。 v 分度运动。 v 操纵和控制运动。 v 调位运动。 v 空行程运动。 辅助运动虽然并不参与表面成形过程，但对机床整 个加工过程是不可缺少的，同时对机床的生产率和加工 精度往往也有重大影响。 4.3.3.2 机床的传动系统 CA6140型车床是普通精度的卧式车床。传动系 统包括主运动传动链和进给运动传动链两部分。 1. 主运动传动链 主运动传动链的两末端件是电动机和主轴。它的 功用是把动力源（电动机）的运动及能量传给主轴 ，使主轴带动工件旋转。卧式车床的主轴应能变速 及换向。 （1）主轴的转速级数与转速计算

15、2. 进给运动传动链 进给运动传动链是使刀架实现纵向或横向运动的传动链 。传动链的两末端件是主轴和刀架。卧式车床在切削螺纹时 ，进给传动链是内联系的传动链，即主轴每转 1 转，刀架的 移动量等于被加工工件螺纹的螺距。在切削圆柱面和端面时 ，进给传动链是外联系传动链。 v车削螺纹 v纵向机动进给量 v横向机动进给量 v刀架的快速移动 （2）进给传动路线 4.3.4 CA6140的主要结构及部件 4.3.4.1 主要结构 1主轴箱；2滑板；3尾座；4床身； 5右床腿；6溜板箱；7左床腿；8进给箱 v（1）主轴箱 主轴箱是一部件，由箱体、主轴、传动轴、轴上传动件、变速操纵 机构、润滑密封件等组成。主

16、轴通过前端的卡盘或者花盘带动工件完 成旋转作主运动，也可以安装前顶尖通过拨盘带动工件旋转。 v（2）刀架及滑板 四方刀架装在小滑板上，而小滑板装在中滑板上，中滑板又装在纵 滑板上，纵滑板可沿床身导轨纵向移动，从而带动刀具纵向移动，用 来车外圆、车内孔等。而中滑板相对于纵滑板作横向移动，用来带动 刀具加工端面、切断、切槽等。小滑板可相对中滑板改变角度后带动 刀具斜向进给，用来车削内外短锥面。 v（3）尾座 可沿其导轨纵向调整位置，其上可安装顶尖支撑长工件的后端以加 工长圆柱体，也可以安装孔加工刀具加工孔。尾座可横向作少量的调 整用于加工小锥度的外锥面。 v（4）进给箱 内部装有进给运动的传动及操纵装置，通过改变进给量的大小 ，可改变所加工螺纹的种类及螺距。 v（5）床身及床腿 床身是机床的支撑件，它安装在左床腿和右床腿上并支撑在地 基上。床身上安装着机床的各部件，并保证它们之间具有相互 准确位置。床身上面有纵向进给运动导轨和尾座纵向调整移动 的导轨。 v（6）溜板箱 溜板箱与纵向滑板（床鞍）相连，溜