项目1.1机床概论

《项目1.1机床概论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目1.1机床概论（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、金属切削机床概论教师：孙敏开封大学机械机电工程学院金属切削机床概论v第一节 金属切削机床概述v第二节 机床的分类和型号编制v第三节 金属切削机床的运动 v第四节 机床的传动 第一节 金属切削机床概述v金属切削机床就是利用刀具对金属毛坯进行切削 的一种加工设备。所以，金属切削机床是一种制 造机器的机器，可称之为工作母机，通常简称为 机床。 （工件与机床的关系象小鸡与母鸡）v一切机器都是由机器零件组成的。制造机器零件 的方法很多，如铸造、锻造、焊接、冲压、挤压 、切削加工等等。但对于尺寸精度、形状位置精 度要求较高，以及具有较细的表面粗糙度的零件 ，一般都需用切削加工的方法制造。因此，金属 切削机

2、床是加工机器零件的主要设备，在各类机 器制造部门所拥有的装备中，机床占50 以上， 所担负的工作量占机械制造总工作量的40 60 。机床的技术水平高低直接影响机械产品的 质量和零件制造的经济性。当前机床技术发展的主要方向 v（1）多功能：扩大机床加工工艺范围 为减少工件 装夹次数，提高机床生产效率及加工精度，要求毛 坯安装到机床上后，能完成尽可能多的工序。目前 ，一台数控镗铣床（通常称为加工中心）可对一次 装夹零件进行五面加工或全部工序加工。在有的车 削中心上，可进行车、铣、钻（径向或轴向孔）、 车螺纹、铰、锪、滚压、磨和测量等多种工序 。v（2）高精度 ： 近年来，随着新技术及新切削材料 的

3、使用，机床工作精度日益提高。目前超精数控机 床的定位精度可达0.050.1，精密车床采用金刚石 刀具加工可达到0.05的加工精度，高精度磨床则可 获得更高的加工精度；超精度加工已进入纳米v0.001）时代 v（3）高效率： 随着高速轴承及高速主轴部件的出 现，极大地提高了机床主轴的转速，从而提高了机 床的加工效率。当前，一般加工中心主轴转速可达 600012000r/min，而高速加工机床的主轴最高转 速可达2000030000r/min，内圆磨床转速可达每 分钟几万至几十万转。随着主轴转速的提高，切削 速度也有很大提高，如高速铣削铝制变速箱体时， 切削速度可高达25003000m/min。v

4、（4）自动化： 随着微电子、计算机技术的不断发 展，机床的自动化程度越来越高。数控机床的出现 可说是机床自动化技术发展的里程碑。在发达国家 中，计算机数控机床（CNC）已成为机床制造业的 主导产品。计算机不仅可直接控制机床的加工过程 ，而且可担当起控制工件测量，监控刀具磨损及破 损，控制工件自动供给等等工作，大大提高了机床 的自动化程度。 v总之，高效、柔性生产自动化、精密化、产品多样化已成为机 床发展的趋势。v我国在建国后50多年来，机床工业逐步形成了布局比较合理， 门类齐全的工业体系，机床的拥有量和销售量已进入世界前列 。在机床的品种、质量和性能等方面也有很大的发展和提高， 有些机床已接近

5、世界先进水平。但是我国的大部分高精密度机 床的性能还不能满足要求，特别是高效和数控机床的质量、数 量和技术水平方面都比较落后。v当前，我国机床工业面临量大面广的普通机床的更新换代，要 采用高新技术改造现有产品，开发设计我国自己的数控产品： 包括普通数控（NC）、加工中心（MC）、计算机控制（CNC ）、微机控制（MNC）等机床；少量生产柔性制造系统（FMS ），有重点地推广计算机集成制造系统（CIMS）；在科学研 究方面，要加强机床基础理论和应用技术的研究，把握机床技 术发展的总趋势，努力追赶、缩短与世界先进技术的差距。 第二节 机床的分类和型号编制 v一、机床的分类 v二、机床型号的编制方法

6、 机床的分类 v金属切削机床的品种和规格繁多，为了便于 区别、管理和使用机床，在国家制订的机床 型号编制方法中，按照机床的加工方式、使 用的刀具及其用途，将机床分为11类:v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、锯床 和其它机床。v还可按机床的其它特征分类。如按机床自动化程度 的不同，可分为手动、机动、半自动和自动机床设 备v按机床重量的不同，分为仪表机床、中型机床、大 型机床、重型机床和超重型机床等 v按加工精度的不同，同类型机床可分为普通精度级 机床、精密级机床和高精度级机床 v按机床工艺范围的宽窄（万能性程度）可分为通用 机床、专门化机床及专用机床。通

7、用机床的加工范 围较广，可加工多种零件的不同工序。常见的卧式 车床、万能升降台铣床、摇臂钻床等均属此类机床 。专门化机床用于加工不同尺寸的一类或几类零件 的某一道（或几道）特定工序 机床型号的编制方法 v通用机床型号 v专用机床的型号v机床自动线的型号 通用机床型号v（1）型号表示方法 通用机床的型号由基本部分和辅助部分组成，中间 用“/”隔开，读作“之”。基本部分需统一管理，辅助部分是否纳入型号由企 业自定 v（2）机床类、组、系的划分及其代号 机床的类代号，用大写的汉语拼 音字母表示。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。每一分类代号前的“

8、1”省略，第“2” 、“3”分类代号则应予以表示。例如，磨床类分为M、2M、3M三个分类 表1-2 金属切削机床类、组划分表（3）机床的通用特性代号和结构特性代号 这两种特性代号，用大写的汉语 拼音字母表示，位于类代号之后表1-3 通用特性代号v（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，位于系代号之后 v（5）主轴数和第二主参数的表示方法 对于多轴车床、多轴钻床、排式 钻床等机床，其主轴数应以实际数值列入型号，置于主参数之后，用 “”分开，读作“乘”。 v（6）机床的重大改进顺序号 当对机床的结构、性能有更高的要求，并 需按新产品重新设计

9、、试制和鉴定时，才按改进的先后顺序选用A、B、 C汉语拼音字母（但“I、O”两个字母不得选用），加在型号基本部分 的尾部，以区别原机床型号 v（7）其它特性代号及其表示方法 其它特性代号置于辅助部分之首。其 中同一型号机床的变型代号，一般应放在其它特性代号之首 v（8）企业代号及其表示方法 企业代号中包括机床生产厂及机床研究单 位代号。企业代号置于辅助部分之尾部，用“”分开，读作“至”。若在 辅助部分中仅有企业代号，则不加“”。 v（ 9）通用机床型号实例v例1 最大棒料直径为50mm的六轴棒料自动车床，其型号为 ：C21506。v例2 北京机床研究所生产的精密卧式加工中心，其型号为： THM

10、6350/JCS。v例3 工作台面宽度为630mm的单柱坐标镗床，经第一次重 大改进后的型号为： T4163A。v例4 最大回转直径为400mm的半自动曲轴磨床的第一种变 型的型号为：MB8240/1。第二种变型的型号则为： MB8240/2，依此类推 专用机床的型号 v（1）型号表示方法 专用机床的型号一般由设计单 位代号和设计顺序号组成 v（2）设计单位代号 设计单位代号包括机床生产厂 和机床研究单位代号（位于型号之首）v（3）专用机床的设计顺序号 专用机床的设计顺序 号，按该单位的设计顺序号排列，由001起始，位 于设计单位代号之后，并用“”隔开，读作“至” 机床自动线的型号 v（1）机

11、床自动线代号 由通用机床或专用机 床组成的机床自动线，其代号为：“ZX”（读 作“自线”），它位于设计单位代号之后，并 用“”分开，读作“至” v（2）机床自动线的型号表示方法第三节 金属切削机床的运动 v在金属切削机床上切削工件时，工件与刀具 之间必须有相对运动，就其运动性质而言， 有旋转运动和直线运动两种。通常用符号 表示直线运动，用符号表示旋转运动。但 就机床的运动而言，可分做为表面成形运动 、切入运动、分度运动、辅助运动、操纵及 控制运动和校正运动。一、表面成形运动v机床加工零件时，为获得所需表面，必须形 成一定形状的母线和导线。而形成母线和导 线，除成形法外，都需要刀具和工件作相对

12、运动。这种形成发生线，亦即形成被加工零 件表面的运动，称为表面成形运动，简称成 形运动含主运动及进给运动B1主运动A2进给运动B1主运动A2进给运动B1主运动B2 、A2进给运 动B11主运动A12 进给运动B1主运动 A21、A22 进给运动外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层切削用量三要素背吃刀量asp、给量f、 切削速度vcasp(1) 主运动主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬 时主运动方向。 主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定 点相对于工件的主运动的瞬时速度，用vc表示 ，单位：m / min（或m / s）。外圆车削时，切削速度的计算公式为：(2) 进给运动进给运动

13、方向：是指切削刃选定点相对于工件的 瞬时进给运动方向。 进给运动速度：指切削刃选定点相对于工件进给 运动的瞬时速度，用vf表示，单位常取为 (mm / s)或(mm / min) 进给运动：由机床或人力提供的附加运动，它 能使把工件切削层不断地投入切削过程。进给运动速度例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量f来表述， 单位：mm / r刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述 ，单位为mm / str。铣削时，进给运动速度常用每齿进给量f来表述，单位：mm/z进给速度vf、进给量f、每齿进给量fz 和刀具齿数 Z之间的关系如下：vf = n f = n z fz (3) 背吃刀量背吃刀量

14、是指过切削刃选定点在垂直 于工作平面方向上测量的吃刀量。 例：外圆车削(4) 材料切除率材料切除率Q：在特定瞬间，单位时间所切除的材料体积。单位：mm3 / s 。Q = 1000 vc AD = 1000 vc hD bD = 1000 vc asp f 二、切入运动v用于实现使工件表面逐步达到所需尺寸的运动 v如多次走刀车外圆，多次径向进给后再切削外圆的径向进给运动三、分度运动v多工位工作台、刀架等的周期转位或移位， 以便依次加工工件上的各个表面，或依次使 用不同刀具对工件进行顺序加工。四、辅助运动v为切削加工创造条件的运动称为辅助运动。例如工 件或刀具的调位、快速趋近、快速退出和工作行程

15、 中空程的超越运动，以及修整砂轮、排除切屑、刀 具和工件的自动装卸和夹紧等。v辅助运动虽然不直接参与表面成形过程，但对机床 整个加工过程却是不可缺少的，同时还对机床的生 产率、加工精度和表面质量有较大的影响 五、操纵及控制运动v操纵及控制运动包括起动、停止、变速、换 向、部件与工件的夹紧和松开、转位以及自 动换刀、自动测量、自动补偿等运动。六、校正运动v在精密机床上，为了消除传动误差的运动称 为校正运动。如精密螺纹车床或螺纹磨床中 的螺距校正运动。第四节 机床的传动v一、机床传动的组成v二、机床的传动链v三、传动原理图v四、传动系统图机床传动的组成 v为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须

16、具备三个 基本部分：执行件、运动源和传动装置。执行件是执行机 床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务是装夹 刀具和工件，直接带动它们完成一定形式的运动，并保证 其运动轨迹的准确性旋转运动的正圆度和直线运动的 直线度。运动源是为执行件提供运动和动力的装置，如交 流异步电动机、直流电动机、步进电机等。传动装置是传 递运动和动力的装置，通过它把执行件和运动源或一个执 行件与另一个执行件联系起来，使执行件获得一定速度和 方向的运动，并使有关执行件之间保持某种确定的运动关 系。v机床的传动装置有机械、液压、电气、气压等多种形式， 本书将主要讲述机械的传动装置。它应用皮带、齿轮、齿 条、丝杠螺母等传动件实现运动联系 机床的传动链 v使执行件和运动源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，称为传动链。v传动链中通常包含两类传动机构：一类是传动比和传动方向 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，