《现代机床设备 第二版课件 教学课件 ppt 作者 顾京 主编01第一章 机床设备的基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代机床设备 第二版课件 教学课件 ppt 作者 顾京 主编01第一章 机床设备的基础知识（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 一 章第 一 章机床设备基础知识机床设备基础知识 ： 无锡职业技术学院 王建荣、唐立平无锡职业技术学院 王建荣、唐立平 第一章 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 机床机床(machine tool):(machine tool):是是对金属、其他对金属、其他 材料的坯料或工件进行加工，使之获材料的坯料或工件进行加工，使之获 得所要求的几何形状、尺寸精度和表得所要求的几何形状、尺寸精度和表 面质量的面质量的机器机器, ,又称为工作母机或工具又称为工作母机或工具 机。机。 主要用于对金属进行切削及特种主要用于对金属进行切削及特种 加工加工; ; 注：注：课程所说的机床即课程
2、所说的机床即金属切削机床。金属切削机床。 2.锻压机械2.锻压机械 用于对木材进行切削加工用于对木材进行切削加工; ; 1.金属切削机床1.金属切削机床 用于对坯料进行压力加工，如锻用于对坯料进行压力加工，如锻 造、挤压和冲裁等；造、挤压和冲裁等； 3.木工机床3.木工机床 机床主要分为：机床主要分为： 中世纪的中世纪的弹性杆棒车床弹性杆棒车床运用的仍是这一原运用的仍是这一原 理。理。 雏形：雏形： 古代树木机床古代树木机床 公元前二千多年出现的公元前二千多年出现的树木车床树木车床是机床最是机床最 早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈， 利用树枝的弹性使工
3、件由绳索带动旋转，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转， 手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动 工具切削工件。工具切削工件。 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 发展：发展： 十五世纪：十五世纪： 由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表 匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水 力驱动的炮筒镗床。力驱动的炮筒镗床。 15001500年左右，意大利人列奥纳多年左右，意大利人列奥纳多达芬奇达芬奇 曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内 圆磨床的构想
4、草图，其中已有曲柄、飞轮、圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、 项尖和轴承等新机构。项尖和轴承等新机构。 中国明朝出版的中国明朝出版的天工开物天工开物中也载有磨中也载有磨 床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加 上沙子和水剖切玉石。上沙子和水剖切玉石。 达芬奇车达芬奇车 床构思图床构思图 天工开物天工开物 记载的磨床记载的磨床 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 工业革命：工业革命： 十八世纪的工业革命推动了机床的发展。十八世纪的工业革命推动了机床的发展。 17741774年，英国人威尔金森发明了较精密年，英国人威尔金森发明了较精密 的炮筒
5、镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗 出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为 了镗制更大的汽缸，他又于了镗制更大的汽缸，他又于17761776年制造年制造 了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽 机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过 天轴驱动。天轴驱动。 17971797年，英国人莫兹利创制成的车床由年，英国人莫兹利创制成的车床由 丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺 纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹纹，这是机床结构的一次
6、重大变革。莫兹 利也因此被称为“英国机床工业之父”。利也因此被称为“英国机床工业之父”。 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的的 推动，各种类型推动，各种类型的机床相继出现。的机床相继出现。 18171817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床；年，英国人罗伯茨创制龙门刨床； 18181818年美国人惠特尼制成卧式铣床；年美国人惠特尼制成卧式铣床； 18761876年，美国制成万能外圆磨床；年，美国制成万能外圆磨床； 18351835和和18971897年又先后发明滚齿机和插齿机。年又先后发明滚齿机和插齿机
7、。 惠特沃斯，惠特沃斯，1919世纪最优秀的工程师世纪最优秀的工程师 18341834年制成了测长机，该测长机可以测量出年制成了测长机，该测长机可以测量出 长度误差万分之一英寸左右。长度误差万分之一英寸左右。18351835年，发明年，发明 滚齿机。建议全部的机床生产业者都采用同滚齿机。建议全部的机床生产业者都采用同 一尺寸的标准螺纹。一尺寸的标准螺纹。 此时，工业发展中心已经移到美国。此时，工业发展中心已经移到美国。 1919世纪：世纪： 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 19201920年进入半自动化时期在年进入半自动化时期在19201920年以后的年以后的3030年中
8、，机械制造技术进入年中，机械制造技术进入 了半自动化时期，液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。了半自动化时期，液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。 19381938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门 刨床等机床上也推广使用。刨床等机床上也推广使用。3030年代以后，行程开关年代以后，行程开关电磁阀系统几乎电磁阀系统几乎 用到各种机床的自动控制上了。适应汽车了和轴承等工业大量生产的需要。用到各种机床的自动控制上了。适应汽车了和轴承等工业大量生产的需要。 此时也出现了自动生产线此时也出现了自动
9、生产线。 2020世纪世纪前期前期： 19001900年进入精密化时期年进入精密化时期1919世纪末到世纪末到2020世纪初，单一的车床已逐渐演化出世纪初，单一的车床已逐渐演化出 了铣床、刨床、磨床、钻床等，并且这些主要机床已经基本定型，也为精了铣床、刨床、磨床、钻床等，并且这些主要机床已经基本定型，也为精 密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。 二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创 制出坐标镗床和螺纹磨床。制出坐标镗床和螺纹磨床。 金属金属切削机床基本切削机床基本
10、概念概念 第 一 节 二战之后，数控机床二战之后，数控机床诞生：诞生： 19491949年，在麻省理工学院的参加和协助下，帕森斯提出世界第一台数控机床年，在麻省理工学院的参加和协助下，帕森斯提出世界第一台数控机床 （铣床）的方案。（铣床）的方案。 19521952年，制成了第一台电子管数控机床样机，这是数控机床的第一代。年，制成了第一台电子管数控机床样机，这是数控机床的第一代。 19531953年，美国空军和年，美国空军和MITMIT合作，合作，APTAPT自动编程开始。自动编程开始。 19581958年，美国克耐年，美国克耐杜列克公司研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工杜列克公司研制成能自
11、动更换刀具，以进行多工序加工 的加工中心。的加工中心。 以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一方面，则从电以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一方面，则从电 子管向晶体管、集成电路方向过渡，并在数控装置广泛采用，标志着第二代数子管向晶体管、集成电路方向过渡，并在数控装置广泛采用，标志着第二代数 控时代。控时代。 19651965年，小规模集成电路应用于数控系统，进入第三代数控系统。年，小规模集成电路应用于数控系统，进入第三代数控系统。 19681968年，英国的毛林斯机械公司研制成了世界第一条数控机床组成的自动线，年，英国的毛林斯机械公司研制成了世界第一条数
12、控机床组成的自动线， 到到7070年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也已开始建造年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也已开始建造。 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 进一步进一步发展发展: : 19671967年，英国把几台数控机床联接成具有柔性的加工系统，这就是最年，英国把几台数控机床联接成具有柔性的加工系统，这就是最 初的柔性制造系统制造（初的柔性制造系统制造（FMSFMS) ) 由于小型计算机广泛应用于机床控制，更是使数控技术得到了突破，许由于小型计算机广泛应用于机床控制，更是使数控技术得到了突破，许 多数控功能由软件实现，这种系统称为计算机数控系统（多数控功能
13、由软件实现，这种系统称为计算机数控系统（CNCCNC）。）。 19701970年，在芝加哥国际机床展览会上首次展出，这是第四代数控系统。年，在芝加哥国际机床展览会上首次展出，这是第四代数控系统。 19741974年以后，微处理器数控系统的数控机床飞速发展，这是第五代数年以后，微处理器数控系统的数控机床飞速发展，这是第五代数 控系统（控系统（MNCMNC）。）。 2020世纪世纪8080年代，国际上出现了年代，国际上出现了柔性制造单元（柔性制造单元（FMCFMC）。 目前，数控系统处于目前，数控系统处于计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMSCIMS）阶段。在这个系统阶段。在这个系统 中
14、中，相应的计算机辅助系统，如计算机辅助设计，相应的计算机辅助系统，如计算机辅助设计(CAD)(CAD)、计算机辅助制、计算机辅助制 造造(CAM)(CAM)计算机辅助工艺规划计算机辅助工艺规划(CAPP)(CAPP)、计算机辅助测试、计算机辅助测试(CAT)(CAT)、计算机、计算机 辅助质量控制辅助质量控制(CAQ)(CAQ)等，集成化的全局效应更为明显。等，集成化的全局效应更为明显。 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 柔性制造系统 加工系统物流系统信息流系统刀具流系统 存 储 输 送 搬 运 以任意顺序 自动加工多 种工件并能 自动更换工 件和刀具 自动地任 意存取加
15、工对象 自动按可 变节拍连 接各加工 装置 加工系统 和输送系 统间的自 动输送 加工系统 和物流系 统的自动 控制 实现在线 数据的自 动采集和 处理 存 储 搬 运 过程 控制 过程 监测 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 我国机床现状我国机床现状: : 19581958年，我国开始研制数控机床，年，我国开始研制数控机床， 第一台数控机床在沈阳第一机床厂第一台数控机床在沈阳第一机床厂 试制成功。这是一台试制成功。这是一台2 2轴的车床，由程序配电器控制，由哈尔滨工业大轴的车床，由程序配电器控制，由哈尔滨工业大 学研制
16、。同年学研制。同年9 9月第一台真正意义上的数控铣床由清华大学和铣床研究月第一台真正意义上的数控铣床由清华大学和铣床研究 所合作研发完成并在北京第一机床厂试制成功。所合作研发完成并在北京第一机床厂试制成功。 19751975年，研制出第一台加工中心。年，研制出第一台加工中心。 19861986年开始，我国数控机床进入国际市场。年开始，我国数控机床进入国际市场。 与与美国，欧洲，日本等美国，欧洲，日本等发达国家有较大差距。发达国家有较大差距。主要体现在技术水平，产主要体现在技术水平，产 业化生产和人才这三个方面。业化生产和人才这三个方面。 金属金属切削机床基本切削机床基本概念概念 第 一 节 数控机床数控机床(CNC machine):(CNC machine):是一个装有是一个装有 程序控制系统的机床。（国际信息处程序控制系统的机床。（国际信息处 理联盟（理联盟（IFIPIFIP）第五技术委员会定义）第五技术委员会定义） 数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床是机电一体化的典型产品， 是集机床、
