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1、绪论 一、金属切削机床在国民经济中的地位与作 用 在现代机械制造工业中，加工机器零件的方法有多种，如铸 造、锻造、焊接、冲压、切削加工和各种特种加工等。机械 零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削 加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗 糙度要求很小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十 道切削加工工序才能完成。因此，金属切削机床是加工机器 零件的主要设备。它所担负的工作量，约占机器总制造工作 量的40%- 60 %。机床的技术水平直接影响到机械制造 工业的产品质量和劳动生产率。 下一页返回 绪论 一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防技术的现 代化，这就需
2、要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提 供现代化技术装备，即各种机器、仪器和工具。为适应现代 化建设的需要，必须大力发展机械制造工业。机械制造工业 是国民经济赖以发展的基础。机床工业则是机械制造工业的 基础。一个国家机床工业的技术水平，在很大程度上标志着 这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然，金属切削 机床在国民经济现代化建设中起着重大的作用。 上一页 下一页返回 绪论 二、金属切削机床的发展概况 机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上 产生的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完 善。最原始的机床是木制的，所有运动都由人力或畜力驱动 ，主要用于加工木料、石料和陶
3、瓷制品的泥坯。十五六世纪 出现铣床和磨床。我国明代宋应星所著天工开物中就已 有对天文仪器进行磨削和铣削的记载。图0一1就是1668年 加工天文仪器上大铜环的铣床。它利用直径2丈(约6. 7 m) 的镶片铣刀，由牲畜驱动来进行铣削的。铣削完毕后，将铣 刀换下，装上磨石，还可以对大铜环进行磨削加工。 上一页 下一页返回 绪论 现代意义上用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪 中叶才开始发展起来的。18世纪末，蒸汽机的出现提供了新 型巨大的能源，使生产技术发生了革命性的变化。在加工过 程中逐渐产生了专业分工，出现了多种类型的机床。1770 年前后创制了锁削汽缸内孔用的锁床，1797年出现带有机 动
4、刀架的车床。到19世纪末，车床、钻床、锁床、刨床、拉 床、铣床、磨床、齿轮加工机床等类型的机床已先后形成。 上一页 下一页返回 绪论 20世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床的结构和性能 发生了根本性的变化。随着电气、液压等技术的出现并在机 床上得到普遍应用，机床技术有了迅速的发展。除通用机床 外，又出现了许多变型品种和各式各样的专用机床。20世纪 50年代，在综合应用电子技术、检测技术、计算技术、自动 控制和机床设计等各个领域最新成就的基础上发展起来的数 控机床，使机床自动化进入了一个崭新的阶段，与早期发展 的仅适用于大批量生产的纯机械控制和继电器接触控制的自 动化机床相比，它具有很高柔性，即
5、使在单件和小批量生产 中也能得到经济的使用。 上一页 下一页返回 绪论 综观机床的发展历史，它总是随着机械工业的扩大和科 学技术的进步而发展，并始终围绕着不断提高生产效率、加 工精度、自动化程度和扩大产品品种而进行的，现代机床总 的趋势仍然是继续沿着这一方向发展。 我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。在半封 建半殖民地的旧中国，基本上没有机床制造工业。直到新中 国成立前夕，全国只有少数几个机械修配厂生产结构简单的 少量机床。1949年全国机床产量仅1500多台。新中国成立 后50年来，我国机床工业获得了高速发展，目前我国已形成 了布局比较合理，比较完整的机床工业体系。我国机床的拥 有量和
6、产量已步人世界前列，品种和质量也有很大的发展和 提高。 上一页 下一页返回 绪论 机床产品除满足国内建设的需要以外，有一部分已远销 国外。我国已制定了完整的机床系列型谱，生产的机床品种 也日趋齐全，目前已具备了成套装备现代化工厂的能力。我 国机床的性能也在逐步提高，有些机床已经接近世界先进水 平。在消化、吸收、引进技术的基础上，我国数控技术也有 了新的发展。目前我国能生产100多种数控机床，并研制出 六轴五联动的数控系统，可用于更加复杂型面的加工。 我国机床工业的发展是迅速的，成就是巨大。但由于起 步晚、底子薄，与世界先进水平相比，还有较大的差距。主 要表现在:大部分高精度和超高精度机床的性能
7、还不能满足要 求，精度保持性也较差，特别是高效自动化和数控机床的产 量、技术水平和质量等方面都明显落后。 上一页 下一页返回 绪论 到1990年底，我国数控机床的产量仅为全部机床产量 的1. 5%，产值数控化率仅为8. 7%。而同期日本机床产 值数控化率为80%、德国为54. 2%。因而造成数控机床 大量进口。我国数控机床基本上是中等规格的车床、铣床和 加工中心等。精密、大型、重型或小型数控机床，还远远不 能满足需要。至于航空、航天、冶金、汽车、造船和重型机 器制造等工业所需的多种类型的特种数控机床基本上还是空 自。另外在技术水平和性能方面的差距也很明显，产品的质 量与可靠性也不够稳定，机床基
8、础理论和应用技术的研究明 显落后，人员技术素质还跟不上现代机床技术飞速发展的需 要。 上一页 下一页返回 绪论 因此，我国机床工业面临着光荣而艰巨的任务，必须奋 发图强，努力工作，不断扩大技术队伍和提高人员的技术素 质，在学习和引进国外的先进科学技术的同时，努力提高自 主创新能力，以便早日赴上世界先进水平。 三、机床的分类 由于机床品种规格多，为了便于区别、使用和管理，所 以应该对机床进行分类和编号。 1.按加工性质和所用刀具进行分类 上一页 下一页返回 绪论 根据我国制定的机床型号编制方法(GB/T15375一1994 ，目前将机床分为11类:车床、钻床、锁床、磨床、齿轮加工机床 、螺纹加工
9、机床、铣床、刨插床、拉床、锯床及其他机床。每一 类机床，又按工艺范围、布局形式和结构性能等不同，分为若干 组，每一组又细分为若干系(系列)。 2.同类型机床按其工艺范围(通用性程度)进行分类 (1)通用机床。它可用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广 ，通用性较好，但结构比较复杂。这种机床主要适用于单件小批 生产，如卧式车床、摇臂钻床、万能升降台铣床和万能外圆磨床 等。 (2)专门化机床。它的工艺范围较窄，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，如曲轴车床、凸轮轴车床等。 上一页 下一页返回 绪论 (3)专用机床。它的工艺范围最窄，只能用于加工某一零 件的某一道特定工序，适
10、用于大批大量生产。如汽车、拖拉 机制造企业中大量使用的各种组合机床、车床导轨的专用磨 床等。 3.同类型机床按照加工精度进行分类 机床可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 4.按照自动化程度进行分类 机床可分为手动、机动、半自动和全自动机床。 5.按照质量与尺寸进行分类 机床可分为仪表机床、中型机床(一般机床)、大型机床(质量 达到10t) ,重型机床(质量在30t以上)、超重型机床(质量在 100t以上)。 上一页 下一页返回 绪论 6.按机床主要工作部件的数目进行分类 机床可以分为单轴、多轴、单刀或多刀机床等。 7.按控制方式与控制系统进行分类 机床可分为仿形机床、程序控制机床、数字
11、控制机床。 上述几种分类方法，是由于分类的目的和依据不同而提出的 。通常机床是按照加工方法(如车、铣、刨、磨和钻等)及某 些辅助特征来进行分类的。例如，多轴自动车床就是以车床 为基本类型，再加上“多轴”“自动”等辅助特征，以区别于其 他种类车床。 上一页 下一页返回 绪论 随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。现代机床 正向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更 加集中。现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功 能。例如数控车床在卧式车床功能的基础上，又集中了转塔 车床、仿型车床、自动车床等多种车床的功能。可见，机床 数控化引起了机床传统分类方法的变化。这种变化主要表现 在机床
12、品种不是越来越细，而是趋向综合。 四、机床型号的编制方法 机床型号是机床产品的代号，用于简明地表示机床的类型 、通用特性、结构特性、主要技术参数等。 上一页 下一页返回 绪论 我国的机床型号编制方法，自1957年第一次颁布以来， 随着机床工业的发展，曾做过多次修订和补充，现行的编制 方法是按1994年颁布的GB/T 15375一1994金属切削 机床型号编制方法执行，适用于各类通用及专用金属切削 机床、自动线，不包括组合机床、特种加工机床。 上一页 下一页返回 绪论 1.通用机床型号的表示方法 上一页 下一页返回 绪论 注有“()”的代号或数字，当无内容时，则不表不若有内容则 不带括号 有“O
13、”符号者，为大写的汉语拼音字母 有“”符号者，为阿拉伯数字 有“0”符号者，为大写的汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者 兼有之 1)机床的类别代号 机床的类别代号用大写的汉语拼音字母表示，按其相应的汉字 字意读音。必要时，每类可分为若干分类。分类代号在类代号之 前，作为型号的首位，并用阿拉伯数字表示。第一分类代号前的 “1”省略，第“2”，第“3”分类代号则应予以表示。例如，铣床 类代号“X”，读作“铣”。机床的类和分类代号见表0一1。 上一页 下一页返回 绪论 2)机床的特性代号 机床的特性代号表示机床所具有的特殊性能，包括通用特 性和结构特性，用汉语拼音字母表示。 (1)通用特性代号。通用特性
14、代号有统一的固定含义，它在 各类机床的型号中，表示的意义相同。当某类型机床除了有 普通型外，还有某些通用特性时，在类代号之后加通用特性 代号予以区别。例如，“0K”表示数控车床。如果某类型机床 仅有某种通用性能，而无普通形式者，则通用特性不予表示 。如01107型单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有“ 非自动”型，所以不必用“Z”表示通用特性。 上一页 下一页返回 绪论 当在一个型号中需同时使用两至三个通用特性代号时， 一般按重要程度排列顺序。例如，“MBG”表示半自动高精度 磨床。 机床通用特性代号见表0一2. (2)结构特性代号。对主参数值相同而结构、性能不同的机床 ，在型号中加结构特性
15、代号予以区分。根据各类机床的具体 情况，对某些结构特性代号，可以赋予一定含义。但结构特 性代号与通用特性代号不同，它在型号中没有统一的含义， 只在同类机床中起区分机床结构、性能不同的作用。当型号 中有通用特性代号时，结构特性代号更应排在通用能性代号 之后。 上一页 下一页返回 绪论 结构特性代号，用汉语拼音字母(通用特性代号已用的字母和 “I, 0”两个字母不能用)表示，当单个字母不够用时，可将 两个字母组合使用。例如，CA6140型卧式车床型号中的 +A;，可理解为这种型号车床在结构上区别于06140型车床 。结构特性的代号字母是根据各类机床的情况分别规定的， 在不同型号中的意义不一样。 (
16、3)机床的组别代号和系别代号。机床的组别代号和系别代 号用两位阿拉伯数字表示，前位表示组别，后位表示系列。 每类机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，每个组又 分为10个系，分别用数字0一9表示。金属切削机床的类、 组划分见表0一3所列。 上一页 下一页返回 绪论 (4)机床主参数和设计顺序号。机床主参数代表机床规格的 大小，用折算值(主参数乘以折算系数)表示。常见机床的主 参数及折算系数见表0一4所列。 第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度 及工作台工作长度等。第二主参数也用折算值表示。 (5)机床的重大改进顺序号。当机床的性能及结构布局有重 大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原有机床 型号的尾部，应加重大改进号，以区别于原有机床型号。序 号按A, B, C.二的字母顺序选用。 上一页 下一页返回 绪论 (6)其他特性代号。主要用来反映各类机床的特性，如对于 数控机床，可用来反映不同的控制系统;对于一般机床，可以 反映同一型号机床的变型等。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。 (7)企业代号。生产企业单位的代号用
