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1、1机械制造装备设计机械制造装备设计李益兵李益兵MailMail：21 金属切削机床概论金属切削机床概论1.0 1.0 机床的基本知识机床的基本知识 1.1 1.1 车床车床 1.2 1.2 铣床铣床 1.31.3刨床刨床 1.41.4磨床磨床 1.5 1.5 齿轮加工机床齿轮加工机床 1.6 1.6 钻床钻床 1.7 1.7 镗床镗床 1.8 1.8 电加工机床电加工机床 1.9 1.9 数控机床数控机床3 机床的分类和型号编制机床的分类和型号编制 1 1 机床的分类机床的分类 2 2 机床结构部件分析机床结构部件分析 3 3 机床型号的编制方法机床型号的编制方法 机床的运动分析机床的运动分析
2、 1 1 零件表面轮廓的构成零件表面轮廓的构成 2 2 零件表面形成方法零件表面形成方法 3 3 表面成型运动表面成型运动 4 4 其他运动其他运动 机床的传动分析机床的传动分析 1 1 机床传动的组成机床传动的组成 2 2 机床的传动链机床的传动链 3 3 传动原理图传动原理图 4 4 传动系统图传动系统图 5 5 转速图转速图 6 6 运动平衡式运动平衡式 附：机床变速机构等附：机床变速机构等1.0 1.0 机床的基本知识机床的基本知识41 1）按其加工性质和刀具：）按其加工性质和刀具：车床、钻床、镗床、磨床、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、齿轮加
3、工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、 锯床和其它机床。锯床和其它机床。12大类大类机床的分类机床的分类车车 床床 C钻钻 床床 Z镗镗 床床 T磨磨 床床 M齿轮加齿轮加 工机床工机床 Y螺纹加螺纹加 工机床工机床 S铣铣 床床 X刨刨 床床 B拉拉 床床 L电加工电加工 机床机床 D切断切断 机床机床 G其它其它 机床机床 Q平面及常见加工方法平面及常见加工方法52 2）按工艺范围：）按工艺范围：通用机床、专门化机床和专用机床。通用机床、专门化机床和专用机床。 3 3）按加工精度：）按加工精度：普通精度级机床、精密级机床和高精度普通精度级机床、精密级机床和高精度 级机床。级机床。 4
4、4）按自动化程度：）按自动化程度：手动、机动、半自动和自动机床。手动、机动、半自动和自动机床。 5 5）按质量和尺寸：）按质量和尺寸：仪表机床、中型机床、大型机床仪表机床、中型机床、大型机床( (质质 量达到量达到1030t) )、重型机床、重型机床( (质量在质量在30100t) )和超重型和超重型 机床机床( (质量在质量在100t100t以上以上) )。 6 6）按其主要工作部件的多少：）按其主要工作部件的多少：单轴、多轴或单刀、多刀单轴、多轴或单刀、多刀 机床等。机床等。机床的分类机床的分类6机床结构部件分析机床结构部件分析主传动部件，主传动部件，如主轴箱、变速箱、磨床磨头等。如主轴箱
5、、变速箱、磨床磨头等。 进给传动部件，进给传动部件， 进给机构，磨床液压传动机构。进给机构，磨床液压传动机构。工件安装装臵工件安装装臵，如车床的卡盘、，如车床的卡盘、 尾座、工作台。尾座、工作台。刀具安装装臵，刀具安装装臵，如刀架、刀轴、砂轮轴等。如刀架、刀轴、砂轮轴等。支承支承 件和动力源件和动力源，如电动机。，如电动机。7机床结构部件分析机床结构部件分析8机床结构部件分析机床结构部件分析9机床结构部件分析机床结构部件分析10机床结构部件分析机床结构部件分析11编制依据：编制依据：GB/T15375GB/T15375- -1994 1994 金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法
6、适用范围：各类通用及专用金属切削机床、自动线，不包括适用范围：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。组合机床、特种加工机床。机床型号的编制方法机床型号的编制方法（）（）（） （）（）（）/ /（）（）（- -）主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数主参数主参数分类代号分类代号类别代号类别代号通用特性、结构通用特性、结构 特性代号特性代号组别代号组别代号 （每类机床分（每类机床分 为为10组）组）其他特性代号其他特性代号系别代号系别代号 （主参数相同）（主参数相同）重大改进顺重大改进顺 序号序号企业代号企业代号（一）通用机床型号（一）通用机床型号12机床型号的编制方法
7、机床型号的编制方法类类 别别车车 床床钻钻 床床镗镗 床床磨床磨床齿轮齿轮 加工加工 机床机床螺纹加螺纹加 工机床工机床铣铣 床床刨刨 床床拉拉 床床电加工电加工 机床机床切断切断 机床机床其它其它 机床机床代代 号号CZTM2M3MYSXBLDGQ读读 音音车车钻钻镗镗磨磨2磨磨3磨磨牙牙丝丝铣铣刨刨拉拉电电割割其其1.1.机床的类别代号机床的类别代号例：例：C A 6 1 40 机床类别代号（车床类）机床类别代号（车床类） 机床特性代号（结构特性）机床特性代号（结构特性） 机床组别代号（落地及卧式车床组）机床组别代号（落地及卧式车床组） 机床系别代号（卧式车床系）机床系别代号（卧式车床系）
8、 机床主参数代号（最大车削直径机床主参数代号（最大车削直径400mm）132. 2. 机床的特性代号机床的特性代号（1）通用特性代号）通用特性代号通用特性通用特性代号代号通用特性通用特性代号代号 高高精度精度G自动自动换换刀刀H 精精密密M仿仿形形F 自自动动Z万万能能W 半半自动自动B轻轻型型Q数字程序数字程序控控制制K简简式式J（2）结构特性代号）结构特性代号区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音区分。拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“通用特性代号已用的字母及字母“I”、“、“O”不能用。例：不能用。例：CA6140型普通车床
9、型普通车床机床型号的编制方法机床型号的编制方法143.3.机床的组别和系别代号机床的组别和系别代号每类机床分每类机床分1010组（从组（从0 09 9组），每组又分组），每组又分1010系（从系（从0 09 9型）型）4.4.主要参数代号主要参数代号代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用主参数的折算值（主参数的折算值（1/101/10或或1/1001/100或或1/11/1）来表示。）来表示。5.5.机床重大改进序号机床重大改进序号用字母用字母“A A、B B、C C ”表示，附机床型号末尾，以示区别。表示，附机床型号末尾，以示区别
10、。在在GBGB中还规定允许使用中还规定允许使用“厂标厂标”表示，如：表示，如：CX5112A/WFCX5112A/WF，为瓦房店机床厂生产的最大车削直径，为瓦房店机床厂生产的最大车削直径 为为1250mm1250mm，经第一次重大改进的数显单柱立式车床。，经第一次重大改进的数显单柱立式车床。机床型号的编制方法机床型号的编制方法15（二）专用机床型号（二）专用机床型号型号表示方法：型号表示方法： 例例：B13 100北京第一机床厂北京第一机床厂第三组第三组第第100100种专用机床（专用铣床）种专用机床（专用铣床）B1015第第15种专用机床种专用机床 （铣床）（铣床）北京第一机床北京第一机床
11、厂厂机床型号的编制方法机床型号的编制方法16（三）组合机床及自动线型号（三）组合机床及自动线型号组合机床及自动线分类代号组合机床及自动线分类代号分分类类代代号号大型组合机床大型组合机床U小型组合机床小型组合机床H自换刀数控组合机床自换刀数控组合机床K大型组合机床自动线大型组合机床自动线UX小型组合机床自动线小型组合机床自动线HX自换刀数控自动线自换刀数控自动线KX机床自动线代号：由通用机床或专用机床组成的机床自动线，机床自动线代号：由通用机床或专用机床组成的机床自动线， 代号为代号为“ZXZX读作读作“自线自线”，它位于设计单位代号之后，并用，它位于设计单位代号之后，并用 “一一”分开，读作分
12、开，读作“至至”。机床自动线设计顺序号的排列与专。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，位于机床自动线号之后。用机床的设计顺序号相同，位于机床自动线号之后。机床型号的编制方法机床型号的编制方法17机床的运动分析机床的运动分析- -零件表面轮廓的构成零件表面轮廓的构成1.1.机床的运动分析，就是研究金属切削机床上的各种机床的运动分析，就是研究金属切削机床上的各种 运动及其相互联系。运动及其相互联系。2.2.分析个过程：根据机床上加工的各种表面和使用的分析个过程：根据机床上加工的各种表面和使用的 刀具类型，分析得到这些表面的方法和所需的运动、刀具类型，分析得到这些表面的方法和所需
13、的运动、 机床必须具备的实现这些运动的传动联系、实现这机床必须具备的实现这些运动的传动联系、实现这 些传动联系的机构以及机床运动的调整方法。些传动联系的机构以及机床运动的调整方法。3.3.基本方法基本方法 ： 表面表面- -运动运动- -传动传动- -机构机构- -调整调整18机械零件内机械零件内 外表面轮廓外表面轮廓 由几种基本由几种基本 表面元素构表面元素构 成成: :柱面、平柱面、平 面、锥面、面、锥面、 螺旋面及各螺旋面及各 种成形表面种成形表面任一个表面任一个表面 都可以看作都可以看作 母线和导线母线和导线 运动形成。运动形成。机床的运动分析机床的运动分析- -零件表面轮廓的构成零件
14、表面轮廓的构成母线和导线统称为形成表面的母线和导线统称为形成表面的发生线发生线19机床的运动分析机床的运动分析- -零件表面形成方法零件表面形成方法由于刀刃形状和加工方法不同，形成发生线的方法也由于刀刃形状和加工方法不同，形成发生线的方法也不同，可归纳为四种：不同，可归纳为四种：2. 成形法：成形法：刀刃为一条切削线，其形状与发生线刀刃为一条切削线，其形状与发生线相同。相同。 （仿形法）（仿形法）此发生线不需要成形运动此发生线不需要成形运动1. 轨迹法：轨迹法：刀刃为切削点，它按一定的轨迹运动刀刃为切削点，它按一定的轨迹运动而形成发生线。而形成发生线。 （描述法）（描述法）此发生线需要一个独立
15、的成形运动此发生线需要一个独立的成形运动4. 展成法：展成法：刀刃为一条切削线，但形状与发生线不刀刃为一条切削线，但形状与发生线不吻合，刀具与工件作展成运动，发生线是切削刃各吻合，刀具与工件作展成运动，发生线是切削刃各瞬时位置的的包络线。瞬时位置的的包络线。 （范成法、滚切法）（范成法、滚切法）此发生线需要一个独立的成形运动此发生线需要一个独立的成形运动 ，刀工共同完成，刀工共同完成3. 相切法：相切法：刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点运动轨迹的包络线形成一条运动轨迹的包络线形成一条发生线发生线。（旋切法）旋切法）此发生线需要两个独立的成形运动此发生线需要两
16、个独立的成形运动20简单成形运动：复合成形运动：一个成形运动是由单独的旋转运动或直线一个成形运动是由单独的旋转运动或直线 运动构成的。运动构成的。一个成形运动，是由两个或两个以上旋转一个成形运动，是由两个或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。系组合而成。机床的运动分析机床的运动分析- -表面成型运动表面成型运动按组成情况不同，可分为按组成情况不同，可分为形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动成形运动成形运动21按作用情况不同，还可分为按作用情况不同，还可分为主运动主运动 速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。进给运动进给运动 可以是一个或多个；可以是连续的，也可以是可以是一个或多个；可以是连续的，也可
