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1、 1 4 2 5 3 金属切削机床的基础知识 外圆表面加工 内圆表面加工 齿轮的齿形加工 模块二普通机床零件切削加工及应用 组成零件的各种典型表面 如外圆面 孔 平面 一般成形面 螺纹面 齿轮齿面等 不仅有一定的形状和尺寸 而且还有一定的技术要求 如尺寸精度 形状和位置精度 表面质量等 因而工件表面的加工过程 也就是逐步实现符合技术要求的过程 本章仅就各种表面切削加工方法的基本原理 特点和应用范围及所采用的加工设备分别介绍一些基础知识 模块二普通机床零件切削加工及应用 8 1金属切削机床的基础知识 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的一种机器 人们习惯上称为机床 8 1 1机床
2、的分类机床的品种规格繁多 为便于区别 使用和管理 必须加以分类 对机床的分类方法有以下几种 按加工性质 刀具和用途 车床 钻床 镗床 特种加工机床 锯床和其它机床按通用性程度 通用 万能 机床 专门化机床和专用机床按工作精度 普通 精密和高精度机床按重量和尺寸 仪表机床 中型机床 大型机床 重型机床和超重型机床按自动化程度 手动 机动 半自动和自动机床按主要工作部件的数目 单轴机床 多轴机床 单刀机床和多刀机床 8 1金属切削机床的基础知识 按加工性质 刀具 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 特种加工机床 锯床 其它机床 共12类 通用机床 加工范围广 通
3、用性强单件小批专门化机床 工艺窄某类零件特定工序加工专用机床 工艺最窄 某零件特定工序加工 按应用范围 大批量生产 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 仪表机床中型机床 一般机床 大型机床 10t 30t 重型机床 30t 100t 超重型机床 大于100t 8 1金属切削机床的基础知识 8 1金属切削机床的基础知识 8 1 2机床型号的编制方法 机床的型号是机床产品的代号 用以简明地表示机床的类型 主要技术参数 性能和结构特点等 GB T15375 94 金属切削机床型号编制方法 规定 我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成 适用于各类通用机床和专
4、用机床 组合机床除外 1 通用机床型号的编制方法 8 1金属切削机床的基础知识 分类代号 类别代号 通用特性 结构特性代号 组代号 系代号 主参数或设计顺序号 主轴数或第二主参数 重大改进顺序号 其它特性代号 企业代号 注 表示阿拉伯数字 表示大写汉语拼音字母 表示可选项 表示大写汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有之 8 1金属切削机床的基础知识 1 机床的类代号机床的类代号 分类代号及其读音见表8 1 2 机床的通用特性和结构特性代号1 通用特性代号 位于类代号之后 用大写汉语拼音字母表示 机床通用特性代号见表8 2 2 结构特性代号 对于结构 性能不同的机床加结构特性代号予以区别 为避免混
5、淆 通用特性代号已用的字母及 I O 都不能作为结构特性代号 结构特性代号在机床型号中没有统一的含义 8 1金属切削机床的基础知识 参见课本P 296表8 1 3 3 机床的组别代号和系别代号 两位数字 前 组别后 系列 机床按其结构性能及使用范围 每类机床划分为10个组 每个组又划分为10个系 分别用两位阿拉伯数字0 9表示 前一位表示组别 后一位表示系别 组别和系别代号用两位数字表示 8 1金属切削机床的基础知识 4 机床的主参数 设计顺序号及第二主参数 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1 10或1 100 表示 第二主参数一般指主轴数 最大跨距 最大工件长度 工
6、作台工作长度等 第二主参数也用折算值1 10或1 100表示 各类主要机床的主参数及折算系数见表8 3 5 机床的最大改进顺序号当机床的性能及结构布局有重大改进时加重大改进号A B C 6 其它特性代号与企业代号其它特性代号用以反映各类机床的特性 企业代号与其它特性代号表示方法相同 位于机床尾部 用 与其它特性代号隔开 8 1金属切削机床的基础知识 机床型号示例 1 CA6140C 类代号 车床类机床 A 结构特性代号6 组代号 落地及卧式车床组 1 系代号 卧式车床系 40 主参数 最大工件回转直径的1 10 2 XK5030X 类代号 铣床类机床 K 通用特性代号 数控 5 组代号 立式升
7、降台铣床组 0 系代号 立式铣床系 30 主参数 工作台面宽度的1 10 机床型号示例 8 1金属切削机床的基础知识 机床型号示例 8 1金属切削机床的基础知识 3 MGl432AM 类别代号 磨床类 G 通用特性 高精度 1 组别代号 外圆磨床组 4 系别代号 万能外圆磨床系 32 主参数 最大磨削直径320mm A 重大改进顺序号 第一次重大改进 机床型号示例 8 1金属切削机床的基础知识 4 Z3040 16 S2Z 类代号 钻床类机床 3 组代号 摇臂钻床组 0 系代号 摇臂钻床系 40 主参数 最大钻孔直径40mm 16 第二主参数 最大跨距1600mm S2 企业代号 中捷友谊厂
8、机床型号示例 8 1金属切削机床的基础知识 5 CX5112A WFC 类代号 车床类机床 X 通用特性代号 数显 5 组代号 立式车床组 1 系代号 单立柱车床系 12 主参数 最大工件回转直径1250 WF 企业代号 瓦房店机床厂 8 1金属切削机床的基础知识 2 专用机床型号的编号方法 设计单位代号 设计顺序号 例如B1 015表示 北京第一机床厂设计制造的第15种专用机床 8 1金属切削机床的基础知识 8 1 3 零件表面的切削加工成形方法和机床的运动1 零件表面的切削加工方法机械零件的任何表面都可以看作是一条线 母线 沿另一条线 导线 运动的轨迹 常见表面 平面 外圆面 内圆面 孔
9、锥面 曲面 成形面 图8 1零件表面的形成1 母线2 导线 8 1金属切削机床的基础知识 2 机床的运动成形运动的组成见图8 2 表面成形运动 简单成形运动 复合成形运动 辅助运动 切人运动分度运动调位运动各种空行程运动 8 1金属切削机床的基础知识 8 1 4机床传动的基本组成和传动原理图1 机床传动的组成部分 机床必须具备三个基本部分 执行件 运动源 传动件 执行机床运动的部件 为执行件提供运动和动力装置 传递运动和动力的装置 8 1金属切削机床的基础知识 2 机床的传动链 传动链 1 联系传动链 2 内联系传动链 使运动源和执行件以及两个有关的执行件保持运动联系的一系列顺序排列的传动件
10、称为传动链 联系运动源和执行件的传动链 称为外联系传动链 联系两个执行件间的传动链 称为内联系传动链 8 1金属切削机床的基础知识 3 机床传动原理在机床的运动分析中 为了便于分析机床运动和传动联系 常用一些简明符号来表示运动源与执行件 执行件与执行件之间的传动联系 这就是传动原理图 如图8 3所示卧式车床传动原理图 8 1 5机床传动系统图和运动计算1 机床传动系统图机床的传动系统图是表示机床全部运动传动关系的示意图 如图8 4所示万能升降台铣床的传动系统图 2 传动路线表达式如下图 车床传动路线表达式 电动机 1440r min 主轴 8 1金属切削机床的基础知识 3 主轴转数级数计算主轴
11、正转时 利用各滑移齿轮组齿轮轴向位置的各种不同组合 主轴可得3x2x2 12级正转转速 同理 当电机反转时主轴可得12级反转转速 4 运动计算机床运动计算通常有两种情况 1 根据传动路线表达式提供的有关数据 确定某些执行件的运动速度或位移量 2 根据执行件所需的运动速度 位移量 或有关执行件之间需要保持的运动关系 确定相应传动链中换置机构的传动比 以便进行调整 8 2外圆表面加工 8 2 1外圆表面的加工方法 外圆面是轴 圆盘 套筒类零件的主要或辅助表面 在零件的切削加工中占有很大的比重 对外圆提出的技术要求主要有 尺寸精度 形状精度 表面质量 外圆面的加工主要采用车削和磨削两种方法 要求精度
12、高 粗糙度低时 还可能要用到光整加工的研磨 超精加工和抛光 外圆面的加工方案流程框图如图8 5所示 可作为拟定实施方案的基本依据 8 2 2外圆表面的车削加工1 外圆车削的形式和加工精度车削可分为荒车 粗车 半精车 精车和精细车 所能达到的精度和表面粗糙度如图8 5所示 8 2外圆表面加工 2 外圆车削加工的方法 1 卡盘装夹 适用于L D 4的工件 2 顶尖装夹 适用于L D 4 10的工件 3 心轴装夹 适用于盘 套类零件的精加工 4 其它附件 跟刀架 中心架 花盘等 8 2外圆表面加工 3 车刀的结构形式车刀按结构形式不同分为整体式 焊接式 机夹重磨式和机夹可转为式 1 整体车刀 刀头的
13、切削部分是靠刃磨得到的 整体车刀的材料多用高速钢制成 一般用于低速切削 2 焊接车刀 将硬质合金刀片焊在刀头部位 不同种类的车刀可使用不同形状的刀片 焊接的硬质合金车刀 可用于高速切削 3 机夹重磨式车刀 刀杆与刀片是两个可拆的独立元件 切削时将它们紧固在一起 刀杆可多次使用 4 机夹可转为式车刀 是将压制有合理几何参数 断屑槽 并有几个切削刃的多边形刀片 用机械夹固的方法 装夹在标准刀杆上 以实现切削的一种刀具结构 8 2外圆表面加工 4 外圆车刀的选择和装夹外圆车刀应根据外圆加工方案选择 粗车外圆精车外圆 要求外圆粗车刀强度高 能在切削深度大或走刀速度快的情况下保持刀头坚固 要求外圆车刀刀
14、刃锋利 光洁 车刀在刀架上的安装高度 一般应使刀尖在与工件选转轴线等高的地方 车刀在刀架上的位置 一般应垂直于工件旋转轴线 否则会引起主偏角变化 还可能使刀尖扎入工件已加工表面或影响表面粗糙度质量 8 2外圆表面加工 5 车床 1 车床的用途车床适宜各种回转体表面的加工 2 车床的运动 主运动 工件的旋转运动 进给运动 刀具的直线运动 3 车床的分类 普通车床 适于各种中 小型轴 盘 套类零件的单件 小批量生产 转塔式六角车床 适于加工零件尺寸较小 形状较复杂的中 小型轴 盘 套类零件 立式车床 适于直径较大 长度较短的重型零件 L D 0 3 0 8 数控车床 适于多品种 小批量生产复杂形状
15、的零件 还有回轮车床 落地车床 液压仿形车床 多刀自动和半自动车床等 主运动 工件的旋转运动 进给运动 8 2外圆表面加工 6 CA6140型卧式车床 1 机床的工艺范围及其组成CA6140型卧式车床 如图8 6 的工艺范围很广 能适用于各种回转表面的加工 如车削内外圆柱面等 其加工的典型表面见图8 7 2 机床的传动系统CA6140型卧式车床的传动系统图见图8 8 图中 左上方的方框内表示机床的主轴箱 框中是从主电动机到车床主轴的主运动传动链 左下方框表示进给箱 右下方框表示溜板箱 8 2外圆表面加工 1 主运动传动链主运动传动链的传动路线表达式为 主轴反转时 轴 间传动比的比值大于正转时传
16、动比的值 所以反转转速大于正转转速 主轴反转一般不用于切削 而是用于车削螺纹时 8 2外圆表面加工 2 车削螺纹传动链CA6140型车床能够车削米制 英制 模数制和径节制四种标准螺纹 下图为车削螺纹时传动路线表达式 8 2外圆表面加工 3 纵向和横向机动进给传动链纵向进给一般用于外圆车削 而横向进给用于端面车削 其传动路线表达式如下图所示 4 刀架快速移动传动链刀架快速移动是由装在溜板箱内的快速电动机驱动的 按下快速移动按钮 启动快速电动机 由溜板箱中的双向离合器控制其纵 横双向快速移动 8 2 3外圆表面的磨削加工动画演示 8 2外圆表面加工 用砂轮作为刀具磨削工件的工艺过程 是零件精加工的主要方法之一 加工精度 IT7 IT6 表面粗糙度 Ra 0 8 0 2um 高精度磨削 表面粗糙度 Ra 0 1 0 008um 1 砂轮的特性与选择砂轮是磨削中最主要的一类磨具 1 磨料磨料是砂轮的主要组成成分 它具有很高的硬度 耐磨性 耐热性和一定的韧性 以承受磨削时的切削热和切削力 同时还应具备锋利的尖角 以利磨削金属 2 粒度粒度是指磨料颗粒的大小 分磨粒 颗粒尺寸大于40 m 和微粉
