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1、第3章机械加工方法及装备3.1金属切削机床概述金属切削机床的定义：用金属切削的方法，将零件毛坯加工成机器零件的机器。被称为“工作母机”或者“工具机”。加工零件的方法有：铸、锻、焊特种加工切削加工在机器生产中机器零件的加工是有金属切削机床完成的11一、机床的分类、型号编制机床的作用:为加工工件提供正确的相对位置相对运动切削能量22机床的分类：分类的方法有许多种1、国家标准根据机床加工性质、使用刀具，把机床分成12大类。33对于每类机床根据工艺范围、布局型式和结构分若干组每一组又可分若干系列442、同类机床(如车床)根据通用性程度可分：1）普通机床（通用机床）加工的零件范围广（如CA6140）2）
2、专门化机床：加工某一类（或几类）零件的某道（或几道）特定工序的机床（如曲轴车床、凸轮轴车床）3）专用机床：加工某工件的某道工序的机床（如大批大量生产中用的组合机床、专用机床）553、根据工作精度分：普通精度机床精密机床高精度机床4、根据自动化程度分：手动机床机动机床半自动机床自动机床665、根据重量、尺寸分：仪表机床、中型机床、大型机床（10吨）重型机床（30吨）、超重型机床（100吨）五种。机床的分类还可以有其他分类方法如根据机床工作部件的数目：单、多轴或单刀的、多刀机床77机床型号的编制法（P60）：普通机床型号由汉语拼音字母和数字组成1、普通机床型号各部分的意义：分类代号（一位数字）：用
3、阿拉伯数字表示，一般该项没有，仅在磨床中有，如2M、3M中的2、3类别代号：共有12类，用汉语拼音表示C、Z、T、M、Y、S、X、B、L、D、G、Q8899机床的特性代号通用特性：Ck(数控)、MBG(高精度半自动磨床)结构特性：如CA6140(结构与C6140不同)机床的特性代号只有在具有某种通用特性之后才标，否则不标1010组、系代码(用两数字表示)：组：09（每类机床不一定全有）组之下分系：系根据主参数，刀工之间的运动、布局形式划分组、系代码：该项是各类机床都具有的项如C6140。主参数或设计顺序：主参数：表示机床的规格（大小）C6140(最大车削直径400)Z3040(最大钻削直径40
4、)1111机床主参数及折算系数1212第二主参数：主轴数、最大跨距、最大工作长度机床重大改进顺序号:A、B、C、DY3150E1313三、机床运动分析（P62）：1、工件的加工表面及其形成方法加工表面主要是：平面、圆柱面、锥面、成型表面、渐开线面（1）、工件表面形成的方法：一条曲线沿另一条曲线运动形成前者：母线；后者：导线母线、导线统称发生线母线、导线可以互换的表面可逆表面母线、导线不可以互换的表面不可逆表面1414（2）、发生线形成的方法及需要的运动：根据刀刃与发生线的关系形成发生线的方法有四种、轨迹法：刀刃与工件点接触，发生线由接触点的运动形成。只需一个成形运动。如外圆车削所需的两条发生线
5、即用此法获得1515、相切法：刀具转动+中心线移动。圆柱铣刀：各齿刃依次与工件相切刀具的轴线（或工作台）平移从而形成发生线。故需二个成形运动1616、成形法：刀刃为一条发生线。即：该发生线不需成形运动如拉削，成型车削1717、展成法：刀刃上各点分别与工件上相应位置上的点连续相切，包络形成一条发生线，需一个复杂的成形运动。一般要多个运动合成：（如图）刀工间的纯滚动，刀具转动+刀具绕工件的公转1818（一）机床运动分类1、表面成形运动：图示为外圆柱表面加工工件转动（产生母线）刀具移动（产生导线）习惯上：移动用A表示转动用B表示即:B1下标“1”主运动（有的书上为运动次序）A2下标“2”为进给运动进
6、给运动：连续运动，间隙运动均可。外圆柱表面加工所需的发生线都是轨迹法产生的1919相应的成形运动的种类：简单运动：主轴、刀具的转动或刀具、工作台的移动，这种运动最易得到，故称为简单运动。复合运动：在机床上不能直接由某一部件提供而是由二个或二个以上的运动部件提供的运动经复合之后形成的运动。2020例如螺纹车削：直线（母线）+螺旋线（导线）直线：切削刃螺旋线：B11+A12第一位下标“1”，表示主运动，同时也说B11和A12同属一个运动，即复合运动。第二位下标“1”、“2”表示两个分量21212、辅助运动：1、各种空行程运动（快进、退）2、切入、切出运动3、分度运动（如铣齿、车多头螺纹）4、操纵、
7、控制运动3、主运动和进给运动根据成形运动在切削加工中的作用，成形运动可分成：主运动进给运动22223、机床传动联系和传动原理图（P64）一、机床传动联系：每个运动，有三个基本部分：动力源、传动装置、执行件传动联系：（动力源、传动装置、执行件）或（执行件、传动装置、执行件）2323（1）、机床传动链：连接动力源和执行件或执行件和执行件（端件）的一系列传动件（或构成一个传动联系的一系列传动件）动力源、执行件、一系列传动件构成传动联系传动链类型：外联系传动链、内联系传动链外联系传动链：连接动力源和执行件特点：传动链内各传动副的传动比不要求十分准确内联系传动链：连接执行件和执行件特点：传动链内各传动副
8、的传动比要求准确2424机床传动链常用的机构：带传动、齿轮副、丝杠螺母、蜗轮蜗杠。定比传动机构：变换传动比机构换置器官：（2）、传动原理图传动原理图：用一系列来简明符号表示机床传动联系和传动路线的图简明符号动力源符号执行件符号等端件、传动件符号见P65图3-22525例、车床的传动原理（加工螺纹）内联系传动链:主轴45if67丝杠外联系传动链：电动机12iv34主轴（加工外圆柱表面）-可用图2-15的传动原理26263.2车床与车削（Lathe）一、车床的用途和运动：1、用途：加工各种回转表面2、运动：工件的转动刀具纵、横移动辅助运动，切入、切出，自动机的快进快退。二、分类：卧式和落地车床立式
9、2727图1.1卧式车床2828转塔车床进给箱主轴箱前刀架转塔刀架床身溜板箱2929回轮车床底座进给箱主轴箱夹料夹头回轮刀架挡块轴床身3030立式车床1.底座2.工作台3.立柱4.垂直刀架5.横梁6.8.进给箱7.侧刀架9.顶梁3131液压仿形半自动车床下刀架主轴靠模液压仿形刀架顶尖床身3232工艺范围（讲能加工的表面）（尺寸范围略）3333二、机床的布局二、机床的布局(布局见图布局见图)组成：组成：11、主轴箱（、主轴箱（iviv）（大部分车床在该部分有）（大部分车床在该部分有变速、换向、制动机构）变速、换向、制动机构）22、刀架：大拖板、小拖板、刀架、刀架：大拖板、小拖板、刀架33、底座：
10、支承件、装刀具、底座：支承件、装刀具44、进给箱（、进给箱（ifif）55、溜板箱（与刀架的大拖板相联）、溜板箱（与刀架的大拖板相联）66、床身、床身343435352、运动主参数：在床身上最大直径D=400第二参数：750、1000、1500、2000四种卧式车床应具备的传动链：1、实现主运动的传动链：电机-主轴2、实现进给运动的传动链：电机-刀具（纵向）电机-刀具（横向）3、实现复合运动的传动链：主轴-刀具4、快速空行程传动链：电机-刀具3636二、二、CA6140型卧式车床的传动系统图（P)机动示意图规定画法齿轮旁数字表示齿数只表示传动关系不代表实际尺寸和空间位置373738382、主运
11、动传动链（两端件为电动机-主轴）主运动链：电机-定比传动机构-主轴变速机构iv-定比机构-主轴iv的作用：使主轴获得不同的转速和转向新概念：集中传动：全部齿轮变速机构和主轴装在同一箱体内（中型机床）分离传动：齿轮变速机构，主轴分别装在两个箱体中，两个箱体中用皮带传动（中小型、高速、精密车床用）特点：39394040（1）、传动路线：电机-皮带传动-轴，其上有双向摩擦比式离合器。它有左、中、右三个位置。当在左位时，轴上的运动传给左面的双联空套齿轮56、51，使主轴正转。当在右位时，轴上的运动传给右面的齿轮50经3430，使主轴反转。当在中位时，主轴不转动。正转的传动路线：轴的传动经离合器M1双联
12、齿轮，经、轴的一组滑移齿轮传到轴4141（）、CA6140型卧式车床的主运动传动链传动路线表达式主电动机-IM1(正转)M1(反转)-IIIII-M2(脱开)-IVV-VI（主轴）-M2(接合)4242运动到达轴后，分两条路线，传到主轴：M2处在左位：轴上的运动经6350主轴M2处在右位：轴4343（）、主轴转速级数主轴正转时的级数：在轴上，可有二种转速轴上：23种在-间，可有四种传动路线：即：其中i2、i4仅用于车削故-轴间仅有三种传动比4444到达轴上，共有而不是：最终在主轴上，有6+18=24反转传动路线（反转用于车削螺纹时用）轴-轴-轴：轴共有12级转速，且比正转的要高（-轴降速大。）
13、当正转时，图示位置的主轴转速：4545、进给传动链普通车削，可以加工螺纹，加工螺纹：属内联系车削（一般为了讨论刀具负荷，用f较多）外联系：可以电机-刀架vf可以主轴-刀架f通常，都是从主轴到刀架1、车削螺纹：在CA6140上，可加工公制、英制、模数制和径节制，此外可加工大导程的螺纹。加工公制螺纹：其导程用S表示运动平衡方程式：工件一转itl=s46464747484849495050i：主轴到丝杆的总传动比tl：机床丝杆的导程tl=12mms：被加工螺纹的导程；公制螺纹的导程已标准化见表导程为等差数列（主轴转速为等比数列）段与段之间为等比数列（112表3-3）进给箱中：M3、M4脱开，M5合上
14、，保证等差数列的基本组挂轮选用：其中100为公用齿轮5151传动路线表达式：其中-轴之间有8种传动比，有轴上有4个，滑移齿轮分别与轴上8个固定齿轮啮合。5252除i基1、i基5外，基分子为等差数列基本组。-轴之间，可组合成四种传动比。保证分段等比数列倍增组从而经过增倍组后，传动成四段等差数列（1、12、14、18）5353其运动平衡式为：列出S的各个值，与表相符，最大导程S=12mm当要车导程更大的螺纹，使主轴上的离合器M2合上，54545555传动路线：而后面的传动路线不变，相当于使导程扩大4倍和16倍，但主轴转速只能在相应转速上5656模数螺纹：车螺杆或模数制螺纹，其导程用Sm表示，在蜗轮
15、蜗杆传动时，蜗轮中剖面内，蜗轮的齿距与蜗杆轴向齿距相等，而蜗轮齿距为m蜗杆的轴向齿距也为m当蜗杆头数为K时，导程为Km（这里，m也是分段等差数列段与段之间也是等比关系）这里有个因子由挂轮保证：（车公螺纹：）现改成：5757其路线与公制螺纹同，起运动平衡式为：英制螺纹：我国的部分管螺纹使用，导程用So表示。螺纹以每时上的扣数表示，Sa=1a（英寸）一英寸=25.4mm5858根据这个特点，只需把基本组的主、从关系倒换，即M3、M5合上，M4脱开（不变）因有25.4这个因子，挂轮与车公制螺纹的挂轮同：6310010075同时轴上的滑移齿轮25左移，与空套齿轮36脱开，与轴上的固定齿轮36啮合。其运
16、动平衡式为5959径节螺纹：加工英制蜗杆（Z：齿轮齿数；D：分度圆直径）其导程为：6060在这里，既有25.4，又有挂轮用车模数螺纹的挂轮基本组其余的用英制螺纹的加工非标螺纹：M3、M4、M5全合上（进给箱中传动副不用）调整挂轮得到相应的导程。把上面的五种螺纹的传动路线整合，得书表达式。2、车削圆柱面和端面传动路线：不用丝杆，用光杆，使丝杆磨损精度保持性高M5脱开61616262而轴右边的齿轮与轴的齿轮56相啮合传给溜板箱，讲轴上的齿轮56，它支承了轴公制螺纹传线轴上的齿轮3632齿轮轴齿轮56M8安全超越离合器即：当M7啮合（M6不啮合）横向进给6363因为i基有8种，i倍有4种，故主轴到达光杆轴时有32种传动比
