《机械制造技术Ⅱ模块-金属切削机床-2013.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术Ⅱ模块-金属切削机床-2013.ppt（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械制造技术 部分 围绕机械制造领域中的数控加工技术 1 系统讲述金属切削刀具的基础知识和金属切削过程的基本规律 2 详细讨论数控车 铣加工工艺及常用数控指令的编程方法 3 介绍自动编程的原理及相应软件的应用方法 通过本模块的理论学习和实践训练 能够分析制定一般零件的数控车削 铣削加工工艺 具有根据加工条件正确选择刀具和切削用量并进行数控编程和实际加工操作的综合应用能力 同时具有较应用典型CAD CAM自动编程软件进行数控加工自动编程的初步能力 机械制造生产中的实际问题 1 一些常用零件 如回转体零件 齿轮等 的加工制造装备基本工作原理 在加工中如何进行调整 2 在批量生产中 工件如何进行安装
2、夹紧 3 在批量生产中 如何制定加工工艺规程 组织生产才能获得良好的效益 4 如何保证零件加工及装配中的精度 表面质量 机械制造技术 部分 制造工艺装备 金属切削机床 机床夹具设计 机械加工工艺规程设计机械加工质量分析与控制 第一章金属切削机床 机床的分类和型号机床的运动机床的传动机床的基本结构典型机床传动系统 1 1机床的分类与型号 金属切削机床 简称机床 是制造机器的机器 所以又称为工作母机或工具机 MachineTool 按加工方式分 12大类 按通用程度分 通用机床 专门化机床 专用机床通用机床例如 卧式车床 摇臂钻 万能升降台铣床等专门化机床例如 曲轴车床 凸轮轴车床等专用机床例如
3、主轴箱专用镗床 专用导轨磨床 组合机床等 一 金属切削机床的分类 1 1机床的分类与型号 按加工精度分 普通精度 精密精度 高精度按自动化程度 手动 机动 半自动 自动机床按机床质量分 仪表机床 中型 大型 重型机床按机床主要工作部件的数目分 单轴 多轴 单刀 多刀机床 1 1机床的分类与型号 二 金属切削机床型号的编制 按GB T15375 94 金属切削机床型号编制方法 规定 一 通用机床型号 1 机床的类别代号 例 CA6140类别代号 车床类 特性代号 结构特性 组别代号 落地及卧式车床组 系别代号 卧式车床系 主参数代号 最大车削直径400mm 1 1机床的分类与型号 2 机床的特性
4、代号 1 通用特性代号 2 结构特性代号区别主参数相同而结构不同的机床 在型号中用结构特性代号 A C等字母 区分 通用特性代号已用的字母及字母 I O 不能用 例 CA6140型普通车床 1 1机床的分类与型号 3 机床的组别和系别代号每类机床分10组 从0 9组 每组又分10系 从0 9型 4 主要参数代号代表机床规格大小 加工能力的一种参数 用阿拉伯数字表示 常用主参数的折算值 1 10或1 100或1 1 来表示 5 机床重大改进序号用字母 A B C 表示 附机床型号末尾 以示区别 1 1机床的分类与型号 机床的主要技术参数 主参数 一般以机床加工的最大工件尺寸或与此有关的机床部件尺
5、寸来表示 第二主参数 为了更完整地表示机床的工作能力和加工范围 主要工作部件的结构尺寸 主要工作部件的移动行程范围 各种运动的速度范围和级数 各电机的功率 机床轮廓尺寸 技术参数 表示机床的机床规格大小 加工能力的各种技术数据 1 1机床的分类与型号 表2 4常用机床的主参数和第二主参数 1 1机床的分类与型号 二 专用机床型号表示方法 三 组合机床及自动线型号表示方法 例 B1 3100北京第一机床厂第三组第100种专用机床 专用铣床 组合机床及自动线分类代号 1 2机床的运动分析 基本方法 加工表面 所需运动 传动链 机构 工件表面可以看成由一条母线沿着一条导线运动而形成 母线和导线统称为
6、发生线 一 工件表面的形成 图2 1机械零件上常见的表面1平面 2圆柱面 3圆锥面 4成形表面 图2 2零件表面的形成1 母线 2 导线 二 发生线的形成方法及所需运动根据刀刃形状和发生线形状之间的关系 以及加工方法不同 形成发生线的方法可归纳为 轨迹法 成形法 相切法 展成法 范成法 1 轨迹法 刀刃与被成形表面可看作点接触 刀刃为一个切削点1 它按一定的规律作轨迹运动3 从而形成所需要的发生线2 形成此发生线需要一个独立的成形运动 2 成形法 刀刃与被成形表面作线接触 刀刃为一条切削线1 它的形状与发生线2一致 形成此发生线不需要成形运动 利用成形刀具对工件进行加工 1 2机床的运动分析
7、3 相切法 采用旋转刀具加工 旋转刀具刀缘上有多个切削点轮流与被成形表面作点接触 刀具旋转的同时 刀具中心按一定的规律作轨迹运动3 而切削点运动轨迹的相切线就形成了发生线2 形成此发生线需要两个独立的成形运动 1 2机床的运动分析 4 展成法 范成法 刀刃为一条切削线1 但形状与需要成形的发生线2不吻合 切削时 刀具和工件作共轭的范成运动 刀刃与被成形表面相切作点接触 发生线2是刀刃各瞬时位置形成的包络线 此发生线需要一个独立的成形运动 即范成运动 由刀具和工件共同完成 1 2机床的运动分析 三 零件表面成形运动 为了形成工件表面的发生线 机床上的刀具和工件按照上述四种方法之一所作的相对运动称
8、为表面成形运动 简称成形运动 它是机床上最基本的运动 按组成情况不同 成形运动可分为简单成形运动 复合成形运动 一个独立的成形运动仅仅要求机床执行件作旋转运动或直线运动 一个独立的成形运动 在机床上实现比较困难 但可以分解成几个旋转运动或直线运动 按照某种确定的关系组合而成 由复合成形运动分解的简单成形运动 在形成表面的过程中是相互依存的 它们之间必须保持准确的运动关系 例如 1 2机床的运动分析 在插齿机上插齿刀加工齿轮时 用展成法形成齿廓渐开线 母线 所需要的展成运动就是一个复合成形运动 它可以分解为插齿刀的旋转运动和工件的旋转运动 它们是一个运动的两个部分 必须保持严格的相对运动关系 即
9、插齿刀每均匀转过一个齿 工件也应均匀转过一个齿 在车床上螺纹车刀切削螺纹时 用轨迹法形成螺旋线 导线 需要一个成形运动 即螺纹车刀绕着工件作空间螺旋运动 由于该运动实现困难 可以把它分解成工件的旋转运动和刀具的直线运动 它们是一个运动的两个部分 必须保持严格的相对运动关系 即工件每均匀转过一周 刀具均匀移动一个导程 多轴联动的数控机床中 有些复合的表面成形运动可以分解成多个简单的表面成形运动 它们是一个运动的几个部分 必须保持严格的相对运动关系 每个部分的运动由机床的一个坐标轴来实现 各坐标轴之间必须保持联动 1 2机床的运动分析 形成零件表面所需的成形运动 就是形成其母线和导线所需的成形运动
10、的总和 为了加工出所需的零件表面 机床必须具备这些成形运动 例 用普通车刀车削外圆 母线 直线 由轨迹法形成 需要一个简单成形运动A1 直线运动 导线 圆 由轨迹法形成 需要一个简单成形运动B2 旋转运动 例 用成型车刀车削成型回转表面 母线 曲线 由成形法形成 不需要成形运动 导线 圆 由轨迹法形成 需要一个简单成形运动B1 旋转运动 1 2机床的运动分析 例 在普通车床上用螺纹车刀车削螺纹 母线 螺纹牙形线 因车刀的刀刃形状与它一致 即由成形法形成 不需要成形运动 导线 螺旋线 由轨迹法形成 需要一个复合成形运动 它可分解成工件的旋转运动B11和刀具的直线运动A12 B11和A12之间必须
11、保持严格的传动比关系 B11 A12 例 在数控车床上用直头车刀车削成型回转表面 母线 曲线 由 法形成 需要 成形运动 如何实现 导线 圆 由 形成 需要 成形运动 1 2机床的运动分析 例 用齿轮滚刀滚切直齿圆柱齿轮 母线 齿廓渐开线 用展成法形成 需要一个复合成形运动 它可分解成工件的旋转运动B21和滚刀的旋转运动B22 B21和B22之间必须保持严格的相对运动关系 导线 直线 由相切法形成 需要两个独立的简单成形运动 即滚刀的旋转运动B和滚刀沿轴向的直线运动A1 其中滚刀的旋转运动B与展成运动中滚刀的旋转运动B22重合 故形成齿轮零件表面所需的独立成形运动总数只有2个 一个是复合运动
12、B21和B22 另一个是简单运动A1 1 2机床的运动分析 按作用情况不同 成形运动可分为 主运动速度最高 消耗功率最大 通常只有一个主运动 进给运动可以是一个或多个 可以是连续的 也可以是断续的 成形运动是机床最基本的运动 除成形运动外 机床还有下列辅助运动 1 分度运动 通过工作台或刀架的转位或移位 以顺次加工均匀分布的若干相同的表面 2 切入运动 调整切削深度 3 辅助运动 进刀 退刀 回程和转位等 4 操纵及控制运动操纵离合器接通传动链 改变速度 进给量等 1 2机床的运动分析 四 机床的传动1 机床的基本组成部分 1 动力源为机床的运动提供能量的装置 通常为电动机 包括交流电动机 直
13、流电动机 伺服电动机 变频调速电机 步进电机等 3 传动件把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由 个执行件传递到另一执行件的零部件 如齿轮 丝杠螺母 液压传动件等 其功能有 变速 变向 改变运动形式 2 执行件机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件 如主轴 刀架 工作台等 此外 机床还有支撑件 控制系统 冷却系统 润滑系统 其他装置 如自动测量装置 等 1 2机床的运动分析 2 机床的传动联系 把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件 构成了一个传动联系 称其为传动链 传动链两端的元件称为末端件 它可以是动力源或执行件 传动链按性质不同可分为 外联系传动链传动链两个
14、末端件之间不要求有严格的传动比关系 如车削时电机与主轴间的传动链 内联系传动链传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系 如车削螺纹时 主轴与刀架间的传动链 滚切齿轮时 工件与滚刀之间的传动链 内联系传动链中不能用带传动 摩擦轮传动和链传动等传动比不稳的传动装置 传动链中通常包括两类传动机构1 定比传动机构传动比和传动方向固定不变的传动机构 如定比齿轮副 蜗杆蜗轮副 丝杠螺母副等2 换置机构根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构 如挂轮变速机构 滑移齿轮变速机构 离合器换向机构等 1 2机床的运动分析 机床的传动联系通常用传动原理图 传动系统图 传动路线表达式 运动平衡式等表示 1 传动
15、原理图为了便于拟订或分析机床的传动原理 用一些简明的符号把动力源 各执行件之间的传动联系表示出来的示意图 并不表达实际传动机构的种类和数量 3 机床传动联系的表示 1 2机床的运动分析 定比传动机构 虚线换置机构 菱形 定比传动机构 换置机构 内联系传动链 主轴 4 5 uf 6 7 刀架实现刀具与工件之间相对的螺旋运动 可用于车削螺纹 外联系传动链 电机 1 2 uv 3 4 主轴实现主轴与动力源相联系 以获得动力 车圆柱面时呢 1 2机床的运动分析 图2 42主运动传动系统图 标明 电机的转速和功率 轴的编号 齿轮和蜗轮的齿数 带轮直径 丝杆导程和头数等参数技术处理 为把空间机构展开为平面
16、图形 可将一根轴断开绘成两部分 或将实际上啮合的齿轮分开来画 用大括号或虚线连接起来 只表示传动关系 而不表示各元件的实际尺寸和空间位置 2 传动系统图表示机床全部运动的传动关系的示意图 图中 用国家标准规定的符号表示各种传动元件 各种传动元件按照运动传递的先后顺序 以展开图的形式画出来 从图中能反映各主要部件之间相互位置关系 机床的基本外形 1 2机床的运动分析 3 传动路线表达式 将机床传动链上各种可能的传动路线全部列出来 就得到传动链的传动路线表达式 传动结构式 主运动传动系统图 1 2机床的运动分析 4 运动平衡式 为了表达传动链两个末端件计算位移之间的数值关系 将传动链内各传动副的传动比相连乘组成一个等式 图中的主运动传动链在图示的啮合位置时的运动平衡式为 主运动传动系统图 42 电机转速主轴转速 主轴箱 刀架 尾座 床身 溜板箱 进给箱 左床腿 右床腿 一 机床的特点及用途通用性好 加工范围广 适于加工 中 小型轴类 盘套类零件的内外回转面 端面 公制 英制 模数制 径节制四种标准螺纹 加大螺距 非标准螺距螺纹等 但结构复杂 自动化程度低 适于单件小批生产及修配车间 4 3
