金属切削机床导ppt课件完整版

《金属切削机床导ppt课件完整版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属切削机床导ppt课件完整版（706页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、金属切削机床金属切削机床目录目录教学单元教学单元1 课程认识课程认识 1-1 课程性质与任务课程性质与任务 1-2 课程的主要内容及与专业基础课程的衔接课程的主要内容及与专业基础课程的衔接 1-3 金属切削机床课程学习方法金属切削机床课程学习方法教学单元教学单元2 金属切削机床概述金属切削机床概述 2-1 金属切削机床的地位和发展概况金属切削机床的地位和发展概况 2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 2-3 机床的基本运动机床的基本运动 2-4 机床的传动系统机床的传动系统 习题与思考题习题与思考题上一页 下一页返回目录目录教学单元教学单元3 车床及应用车床及应用

2、3-1 任务的引入任务的引入 3-2 相关知识相关知识 3-2-1 车床的用途、运动和布局车床的用途、运动和布局 3-2-2 CA6140型卧式车床的传动系统型卧式车床的传动系统 3-2-3 CA6140型卧式车床典型结构型卧式车床典型结构 3-2-4 CA6140型卧式车床附件型卧式车床附件 3-2-5 其他车床简介其他车床简介 3-3 任务的实施任务的实施 3-3-1 车床技术参数的确定车床技术参数的确定 3-3-2 车床的调整计算车床的调整计算目录目录企业点评企业点评 习题与思考题习题与思考题教学单元教学单元4 铣床铣床 4-1 任务的引入任务的引入 4-2 相关知识相关知识 4-2-1

3、 铣床的分类铣床的分类 4-2-2 X6132型万能升降台铣床的组成及传动系统型万能升降台铣床的组成及传动系统 4-2-3 X6132型万能升降台铣床典型机构型万能升降台铣床典型机构 4-2-4 铣床附件铣床附件 4-2-5 其他铣床简介其他铣床简介目录目录 4-3 任务的实施任务的实施 4-3-1 机床参数的确定机床参数的确定 4-3-2 铣削直齿圆柱齿轮分度头调整计算铣削直齿圆柱齿轮分度头调整计算 任务拓展任务拓展 企业点评企业点评 习题与思考题习题与思考题教学单元教学单元5 齿轮加工机床齿轮加工机床 5-1 任务引入任务引入 5-2 相关知识相关知识 5-2-1 齿轮加工概述齿轮加工概述

4、 5-2-2 Y3150E型滚齿机型滚齿机 目录目录 5-2-3 Y3150E型滚齿机典型结构型滚齿机典型结构 5-2-4 插齿机插齿机 5-2-5 其他齿轮加工机床简介其他齿轮加工机床简介 5-3 任务的实施任务的实施企业点评企业点评 习题与思考题习题与思考题教学单元教学单元6 磨床及应用磨床及应用 6-1 任务引入任务引入 6-2 相关知识相关知识 6-2-1 磨床的基本知识概述磨床的基本知识概述 6-2-2 M1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床目录目录 6-2-3 外圆磨床的典型结构外圆磨床的典型结构 6-2-4 磨床附件磨床附件 6-2-5 其他类型磨床简介其他类型磨床简介 6-3

5、 任务的实施任务的实施 6-3-1 磨床选用磨床选用 6-3-2 附件应用附件应用 企业点评企业点评 习题与思考题习题与思考题教学单元教学单元7 其他机床简介其他机床简介 7-1 钻床钻床 7-2 锁床锁床目录目录 7-3 直线运动机床直线运动机床 7-4 组合机床简介组合机床简介 习题与思考题习题与思考题教学单元教学单元8 数控机床数控机床 8-1 数控机床概述数控机床概述 8-2 数控车床数控车床 8-3 数控铣床数控铣床 8-4 加工中心简介加工中心简介 8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 习题与思考题习题与思考题上一页 下一页返回目录目录教学单元教学单元9 特种加工设备简介特种加

6、工设备简介 9-1 电火花加工机床简介电火花加工机床简介 9-2 电解加工机床简介电解加工机床简介 9-3 激光加工机床简介激光加工机床简介 9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介 习题与思考题习题与思考题附录一常用机床组、系代号及主参数附录一常用机床组、系代号及主参数附录二机构运动简图符号附录二机构运动简图符号附录三常用滚动轴承符号附录三常用滚动轴承符号上一页 下一页返回目录目录附录四金属切削机床操作指示形象符号附录四金属切削机床操作指示形象符号附录五金属切削机床运动符号附录五金属切削机床运动符号附录六金属切削机床操作符号附录六金属切削机床操作符号附录七卧式车床检验标准及检验方法附录七

7、卧式车床检验标准及检验方法附录八卧式车床常见的机械故障和排除方法附录八卧式车床常见的机械故障和排除方法参考文献参考文献上一页 下一页返回教学单元教学单元1 课程认识课程认识1-1 课程性质与任务课程性质与任务1-2 课程的主要内容及与专业基础课程的衔接课程的主要内容及与专业基础课程的衔接1-3 金属切削机床课程学习方法金属切削机床课程学习方法上一页返回1-1 课程性质与任务课程性质与任务 金属切削机床是机械类专业的一门专业课，是研究机械制造设备金属切削机床是机械类专业的一门专业课，是研究机械制造设备的主干专业课，以机床为主要对象，研究、解决机床结构、传动系统、的主干专业课，以机床为主要对象，研

8、究、解决机床结构、传动系统、操纵机构、典型结构、调整计算、附属配件及使用的有关问题。该课操纵机构、典型结构、调整计算、附属配件及使用的有关问题。该课程主要讲授机床结构、性能、传动、调整和使用的基本知识。该课程程主要讲授机床结构、性能、传动、调整和使用的基本知识。该课程的一个显著特点是图形多而复杂。的一个显著特点是图形多而复杂。 学生学完本课程后，应达到以下要求学生学完本课程后，应达到以下要求: (1)具有合理选用机床的基本知识和技能准备。能够根据工艺要求并具有合理选用机床的基本知识和技能准备。能够根据工艺要求并结合工厂具体情况，合理地确定机床的类型和规格。结合工厂具体情况，合理地确定机床的类型

9、和规格。 下一页返回1-1 课程性质与任务课程性质与任务 (2)具有正确安装、使用、调整常用机床的基本知识具有正确安装、使用、调整常用机床的基本知识;掌握分析机床掌握分析机床运动和机床传动的方法运动和机床传动的方法;了解机床典型机构及其工作原理了解机床典型机构及其工作原理;学会机床传学会机床传动链的高速计算方法。动链的高速计算方法。 (3)具有分析机床常见故障，确定机床影响加工质量的主要原因的初具有分析机床常见故障，确定机床影响加工质量的主要原因的初步能力。步能力。上一页返回1 -2 课程的主要内容及与专业基础课程课程的主要内容及与专业基础课程的衔接的衔接1.课程的主要内容课程的主要内容 (1

10、)掌握机床的分类及型号编制方法，记住常用机床的类代号、通用掌握机床的分类及型号编制方法，记住常用机床的类代号、通用特性代号、主参数等，掌握通用机床、专门化机床和专用机床的主要特性代号、主参数等，掌握通用机床、专门化机床和专用机床的主要区别。区别。 (2)掌握零件表面的形成方法及所需要的运动，掌握各种常用典型加掌握零件表面的形成方法及所需要的运动，掌握各种常用典型加工方法形成零件表面时的成型方法和所需要的运动。分清简单成型运工方法形成零件表面时的成型方法和所需要的运动。分清简单成型运动和复合成型运动、表面成型运动和辅助运动、主运动和进给运动等动和复合成型运动、表面成型运动和辅助运动、主运动和进给

11、运动等概念。弄清各类常用机床的主运动和进给运动。掌握机床传动链、内概念。弄清各类常用机床的主运动和进给运动。掌握机床传动链、内联系传动链和外联系传动链的概念。联系传动链和外联系传动链的概念。上一页 下一页返回1 -2 课程的主要内容及与专业基础课程课程的主要内容及与专业基础课程的衔接的衔接 熟练掌握传动原理图的规定符号和绘制方法，能读懂机床传动系统熟练掌握传动原理图的规定符号和绘制方法，能读懂机床传动系统图，熟练掌握普通车床和数控车床车圆柱面、车端面、车螺纹，滚齿图，熟练掌握普通车床和数控车床车圆柱面、车端面、车螺纹，滚齿机滚切直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮的传动原理图绘制和传动链分析。机滚切直齿

12、圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮的传动原理图绘制和传动链分析。对于简单的传动系统或一般机床主运动传动系统，应能根据传动系统对于简单的传动系统或一般机床主运动传动系统，应能根据传动系统图熟练列出传动路线表达式，并计算主轴的转速和转速级数或对传动图熟练列出传动路线表达式，并计算主轴的转速和转速级数或对传动链作换置计算。链作换置计算。 (3)掌握车床的用途和运动，了解车床的分类。掌握掌握车床的用途和运动，了解车床的分类。掌握CA6140型卧式型卧式车床的工艺范围和总布局。车床的工艺范围和总布局。 读懂读懂CA6140型卧式车床传动系统图，对照传动系统图能写出主运型卧式车床传动系统图，对照传动系统图能写出主运动

13、传动路线表达式，计算主轴转速级数、最高转速和最低转速。动传动路线表达式，计算主轴转速级数、最高转速和最低转速。上一页 下一页返回1 -2 课程的主要内容及与专业基础课程课程的主要内容及与专业基础课程的衔接的衔接 (4)掌握掌握M1432A型万能外圆磨床的布局和用途，掌握型万能外圆磨床的布局和用途，掌握M1432A型万型万能外圆磨床的几种典型加工方法和所需要的运动。掌握能外圆磨床的几种典型加工方法和所需要的运动。掌握M1432A型万型万能外圆磨床的机械传动系统，包括外圆磨削时头架传动、外圆磨削砂能外圆磨床的机械传动系统，包括外圆磨削时头架传动、外圆磨削砂轮的传动、内圆磨具的传动链、工作台的传动及

14、砂轮架的横向进给运轮的传动、内圆磨具的传动链、工作台的传动及砂轮架的横向进给运动，了解动，了解M1432A型万能外圆磨床主要部件的结构。掌握普通外圆磨型万能外圆磨床主要部件的结构。掌握普通外圆磨床与万能外圆磨床在结构上的主要区别床与万能外圆磨床在结构上的主要区别;掌握无心外圆磨床的工作原理掌握无心外圆磨床的工作原理、磨削方式、特点与应用，掌握内圆磨床的功用、主要类型、磨削方、磨削方式、特点与应用，掌握内圆磨床的功用、主要类型、磨削方式和运动式和运动;平面磨床功用、主要类型、磨削方式和运动。平面磨床功用、主要类型、磨削方式和运动。 (5)掌握齿轮的加工方法和齿轮加工的机床类型。掌握齿轮的加工方法

15、和齿轮加工的机床类型。 熟练掌握滚齿机的滚齿原理和滚切直齿圆柱齿轮及斜齿圆柱齿轮时熟练掌握滚齿机的滚齿原理和滚切直齿圆柱齿轮及斜齿圆柱齿轮时所需要的运动、传动联系和传动原理图。所需要的运动、传动联系和传动原理图。上一页 下一页返回1 -2 课程的主要内容及与专业基础课程课程的主要内容及与专业基础课程的衔接的衔接 (6)掌握钻床功用、主要类型以及各类钻床的主要特点和应用，掌握掌握钻床功用、主要类型以及各类钻床的主要特点和应用，掌握23040型摇臂钻床的布局、能实现哪几个方向运动。型摇臂钻床的布局、能实现哪几个方向运动。 (7)掌握数控机床的特点、工作原理、开环控制、闭环控制和半闭环掌握数控机床的

16、特点、工作原理、开环控制、闭环控制和半闭环控制系统控制系统;掌握数控机床的组成及各组成部分的特点和作用。掌握数控机床的组成及各组成部分的特点和作用。 2.本课程与专业基础课程的街接本课程与专业基础课程的街接 金属切削机床课程主要介绍各类典型机床的传动系统和主要部件的金属切削机床课程主要介绍各类典型机床的传动系统和主要部件的结构，开设之前应开设工程力学、机械制图、金属材料及热处理、机结构，开设之前应开设工程力学、机械制图、金属材料及热处理、机械设计基础、机械基础、互换性与测量技术基础、设备控制基础、液械设计基础、机械基础、互换性与测量技术基础、设备控制基础、液压与气压传动、金属切削刀具等课程，后

17、续课程应开设机械制造工艺压与气压传动、金属切削刀具等课程，后续课程应开设机械制造工艺学、机床夹具及应用、机械设计基础等课程，并开设相关的实训环节。学、机床夹具及应用、机械设计基础等课程，并开设相关的实训环节。上一页返回1-3 金属切削机床课程学习方法金属切削机床课程学习方法 本课程是一门专业课，其特点是涉及面广、实践性强、灵活性大但本课程是一门专业课，其特点是涉及面广、实践性强、灵活性大但各类机床的分析方法和步骤基本相同。它不仅要运用到以前学过的机各类机床的分析方法和步骤基本相同。它不仅要运用到以前学过的机械制图、金属材料与热处理、互换性与测量技术基础、机械设计基础、械制图、金属材料与热处理、

18、互换性与测量技术基础、机械设计基础、机械制造基础等有关知识，而且需要将基础知识综合运用。机械制造基础等有关知识，而且需要将基础知识综合运用。 由于金属切削机床同生产紧密相连，其理论是前人长期生产实践的由于金属切削机床同生产紧密相连，其理论是前人长期生产实践的总结。因此，学习中必须和生产实际相结合，牢固掌握有关知识，提总结。因此，学习中必须和生产实际相结合，牢固掌握有关知识，提高解决实际问题的能力。高解决实际问题的能力。 学生学习本课程时，应以运动为核心，以传动原理图、传动系统图、学生学习本课程时，应以运动为核心，以传动原理图、传动系统图、结构装配图为重点，以操作使用为日标，综合训练驾驭机床的能

19、力，结构装配图为重点，以操作使用为日标，综合训练驾驭机床的能力，培养思考问题、分析问题和解决问题的能力培养思考问题、分析问题和解决问题的能力;通过实践和自学获取知识通过实践和自学获取知识。 下一页返回1-3 金属切削机床课程学习方法金属切削机床课程学习方法 金属切削机床与机械类专业的其他课程相比，有其自身的特点，学金属切削机床与机械类专业的其他课程相比，有其自身的特点，学习时要注意习时要注意: (1)注意掌握机床传动基本原理和方法，对最基本、最典型传动件和注意掌握机床传动基本原理和方法，对最基本、最典型传动件和机构要熟悉。机构要熟悉。 (2)学习典型设备和传动系统时，着重研究、体会典型零部件结

20、构、学习典型设备和传动系统时，着重研究、体会典型零部件结构、应用特点。应用特点。 (3)注重掌握基本的机床分析方法，熟悉典型机床的结构、调整计算。注重掌握基本的机床分析方法，熟悉典型机床的结构、调整计算。 (4)在学习本课程时，应密切注意机床方面的新技术实际发展动态，在学习本课程时，应密切注意机床方面的新技术实际发展动态，以求把基本理论和新技术联系起来。以求把基本理论和新技术联系起来。上一页返回教学单元教学单元2 金属切削机床概述金属切削机床概述2-1 金属切削机床的地位和发展概况金属切削机床的地位和发展概况2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制2-3 机床的基本运动

21、机床的基本运动2-4 机床的传动系统机床的传动系统上一页返回2-1 金属切削机床的地位和发展概况金属切削机床的地位和发展概况 金属切削机床金属切削机床(Metal cutting Machine tool)，常简称为机床，常简称为机床(Machine tool)，它是采用切削、特种加工等方法将金属毛坯，它是采用切削、特种加工等方法将金属毛坯(或半成或半成品品)的多余金属去除，制成机械零件的一种机器，制造的机械零件应能的多余金属去除，制成机械零件的一种机器，制造的机械零件应能达到零件图样所要求的表面形状、尺寸精度和表面质量。达到零件图样所要求的表面形状、尺寸精度和表面质量。 一、金属切削机床在国

22、民经济中的地位一、金属切削机床在国民经济中的地位 金属切削机床是制造机器的机器，所以又称为工作母机。一般来说，金属切削机床是制造机器的机器，所以又称为工作母机。一般来说，要求精度高、表面粗糙度较小的零件，都要在机床上用切削加工的方要求精度高、表面粗糙度较小的零件，都要在机床上用切削加工的方法经过几道或者几十道工序才能制成。由此可见机床在机械制造行业法经过几道或者几十道工序才能制成。由此可见机床在机械制造行业中占有极其重要的地位，机床设备占有相当大的比重，一般都在中占有极其重要的地位，机床设备占有相当大的比重，一般都在50%以上，所担负的工作量占机器总制造工作的以上，所担负的工作量占机器总制造工

23、作的40%50%。下一页返回2-1 金属切削机床的地位和发展概况金属切削机床的地位和发展概况 机床是机械工业的基本生产设备，它的品种、质量和加工效率直机床是机械工业的基本生产设备，它的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。因此，机床工业接影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。因此，机床工业的现代化水平和规模，以及所拥有的机床数量和质量是一个国家工业的现代化水平和规模，以及所拥有的机床数量和质量是一个国家工业发达程度的重要标志之一。发达程度的重要标志之一。 机械制造工业担负着为国民经济建设提供现代技术装备的重要任务，机械制造工业担负着为国民经济建设提供现代技术

24、装备的重要任务，必须超前为其他部门提供适合需要的先进技术装备。一个现代化的机必须超前为其他部门提供适合需要的先进技术装备。一个现代化的机械制造业必须有一个现代化的机床制造业作后盾。即使在科技飞速发械制造业必须有一个现代化的机床制造业作后盾。即使在科技飞速发展、信息产业异军突起的今天，世界各发达国家如美国仍对先进制造展、信息产业异军突起的今天，世界各发达国家如美国仍对先进制造技术十分重视，将现代制造技术列为第一优先重点支持的领域。制造技术十分重视，将现代制造技术列为第一优先重点支持的领域。制造技术对科学发展起着基础保证作用，没有先进的仪器、装备等，许多技术对科学发展起着基础保证作用，没有先进的仪

25、器、装备等，许多科学研究和发现都是不可能的。科学研究和发现都是不可能的。上一页 下一页返回2-1 金属切削机床的地位和发展概况金属切削机床的地位和发展概况 这就要求机床工业部门不断提高技术水平，超前为各个机械制造厂这就要求机床工业部门不断提高技术水平，超前为各个机械制造厂提供先进的现代化机床，以保证制造技术的进步。所以，机床制造业提供先进的现代化机床，以保证制造技术的进步。所以，机床制造业在国民经济的现代化发展中起着重要的作用。在国民经济的现代化发展中起着重要的作用。 二、金属切削机床的发展概况二、金属切削机床的发展概况 机床是在人类改造自然的长期斗争中产生，又随着社会生产的发展机床是在人类改

26、造自然的长期斗争中产生，又随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展、不断完善的。机床经历了漫长而又非和科学技术的进步而不断发展、不断完善的。机床经历了漫长而又非常缓慢的发展进程。常缓慢的发展进程。 在在6000年前，人类就发明了原始的钻床和木工机床。年前，人类就发明了原始的钻床和木工机床。19世纪至世纪至20世纪，随着电动机的问世及齿轮传动的出现，才使机床基本上具备了世纪，随着电动机的问世及齿轮传动的出现，才使机床基本上具备了现代机床的形式。现代机床的形式。 上一页 下一页返回2-1 金属切削机床的地位和发展概况金属切削机床的地位和发展概况 日前，随着电子技术、计算机技术、信息技术、激光技

27、术等的发日前，随着电子技术、计算机技术、信息技术、激光技术等的发展及在机床领域中的应用，使机床具备了多样化、精密化、高效化、展及在机床领域中的应用，使机床具备了多样化、精密化、高效化、自动化的时代特征。自动化的时代特征。 近年来，数控机床以其加工精度高、生产率高、柔性高、自动化程近年来，数控机床以其加工精度高、生产率高、柔性高、自动化程度高、适应中小批量生产而日益受到重视。度高、适应中小批量生产而日益受到重视。20世纪世纪80年代是数控机床年代是数控机床开始大发展的年代，数控机床和加工中心已成为当今机床发展的趋势。开始大发展的年代，数控机床和加工中心已成为当今机床发展的趋势。 由于中国历史上的

28、长期封建统治及以后的帝国主义侵略和掠夺，在由于中国历史上的长期封建统治及以后的帝国主义侵略和掠夺，在新中国成立之前，没有自己的机床制造业。新中国成立以后才开始改新中国成立之前，没有自己的机床制造业。新中国成立以后才开始改建及兴建了一批机床制造厂，开展各种机床的研究和制造工作。建及兴建了一批机床制造厂，开展各种机床的研究和制造工作。上一页 下一页返回2-1 金属切削机床的地位和发展概况金属切削机床的地位和发展概况 多年来，中国机床工业已形成了一个布局合理、产品门类齐全的多年来，中国机床工业已形成了一个布局合理、产品门类齐全的完整体系，能够生产出从小型的仪表机床到重型机床的各类机床，从完整体系，能

29、够生产出从小型的仪表机床到重型机床的各类机床，从各种通用机床到各种精密、高效率、高自动化的机床和自动线，并已各种通用机床到各种精密、高效率、高自动化的机床和自动线，并已具有成套装备现代化工厂的能力，有些机床的性能已经接近世界先进具有成套装备现代化工厂的能力，有些机床的性能已经接近世界先进水平。水平。 1997年，中国机床工业产值居世界第七位，占年，中国机床工业产值居世界第七位，占 4. 6%。在数控系统。在数控系统的开发与生产上面，通过的开发与生产上面，通过“七五七五”引进、消化、吸收，引进、消化、吸收，“八五八五”攻关攻关和和“九五九五”产业化，国产系统已经初步占领国内市场，并在产业化，国产

30、系统已经初步占领国内市场，并在20世纪世纪80年代已批量进人市场，国外对中国限制的高档系统也已经被我们一一年代已批量进人市场，国外对中国限制的高档系统也已经被我们一一突破，国产数控机床的可控轴数为突破，国产数控机床的可控轴数为30 , 24或或16，联动轴数可达，联动轴数可达9轴。轴。上一页 下一页返回2-1 金属切削机床的地位和发展概况金属切削机床的地位和发展概况 在现代机械制造技术中，数控机床是现代机床的典型代表。中国机在现代机械制造技术中，数控机床是现代机床的典型代表。中国机床工业近年来取得的成绩是巨大的，但由于起步晚、底子薄，与世界床工业近年来取得的成绩是巨大的，但由于起步晚、底子薄，

31、与世界先进水平比，还有较大差距。先进水平比，还有较大差距。 从从2008年机床行业统计数据来看，金属切削机床制造业资产比重占年机床行业统计数据来看，金属切削机床制造业资产比重占机床行业的机床行业的54. 14%，收人比重和利润比重也几乎占据整个机床行业，收人比重和利润比重也几乎占据整个机床行业一半的份额一半的份额;其次是金属成型机床制造业、铸造机械制造业、其他金属其次是金属成型机床制造业、铸造机械制造业、其他金属加工机械制造，收人比重均在加工机械制造，收人比重均在10%以上。以上。 2008年中国金属切削机床和数控机床产量较年中国金属切削机床和数控机床产量较2007年有所下滑，全年有所下滑，全

32、年金属切削机床总产量年金属切削机床总产量61. 69万台，其中数控机床万台，其中数控机床12. 2万台，同比分万台，同比分别降低别降低2. 4%和和3. 3% 。上一页 下一页返回2-1 金属切削机床的地位和发展概况金属切削机床的地位和发展概况 中国日前是世界第一大机床消费国，其中数控机床逐渐成为机床消中国日前是世界第一大机床消费国，其中数控机床逐渐成为机床消费的主流。费的主流。2010年，中国金属切削机床行业会有更大的需求，尤其是年，中国金属切削机床行业会有更大的需求，尤其是中高档数控机床产品。预计中高档数控机床产品。预计2010年中，中国数控机床消费有望超过年中，中国数控机床消费有望超过6

33、0亿美元，台数超过亿美元，台数超过10万台，中高档数控机床比例大幅增加。万台，中高档数控机床比例大幅增加。上一页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 中国的机床工业已经形成门类齐全、品种规格众多的工业体系。为中国的机床工业已经形成门类齐全、品种规格众多的工业体系。为了便于设计、开发、制造和管理使用，应该有一套科学合理的分类与了便于设计、开发、制造和管理使用，应该有一套科学合理的分类与型号编制的方法。型号编制的方法。 日前，金属切削机床的分类与型号编制已较为规范。而对数控机床，日前，金属切削机床的分类与型号编制已较为规范。而对数控机床，为进一步了解其特性，还可以从

34、不同的角度进行分类说明。为进一步了解其特性，还可以从不同的角度进行分类说明。 一、金属切削机床的分类一、金属切削机床的分类 日前，我国按机床的加工对象可分为通用机床、专门化机床和专用日前，我国按机床的加工对象可分为通用机床、专门化机床和专用机床。通用机床是指可加工多种工件、完成多种工序、使用范围较广机床。通用机床是指可加工多种工件、完成多种工序、使用范围较广的机床的机床;专门化机床是指用于加工形状相似而尺寸不同的工件上特定工专门化机床是指用于加工形状相似而尺寸不同的工件上特定工序的机床序的机床;专用机床是指用于加工特定工件的有特定工序的机床。专用机床是指用于加工特定工件的有特定工序的机床。下一

35、页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 按机床的精度等级标准可将机床分为普通机床、精密机床和高精度按机床的精度等级标准可将机床分为普通机床、精密机床和高精度机床三种。根据国家标准的机床三种。根据国家标准的金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法，按机床，按机床的工作原理不同，把机床分为的工作原理不同，把机床分为11大类大类:车床、铣床、钻床车床、铣床、钻床 ,锁床、齿轮锁床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、磨床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。加工机床、螺纹加工机床、磨床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。(该机床型号编制方法不包括组合机床和特种加工机床该机床型号

36、编制方法不包括组合机床和特种加工机床)见见表表2-1。 除上述基本分类方法外，机床还可按照使用上的万能性程度、加工除上述基本分类方法外，机床还可按照使用上的万能性程度、加工精度、自动化程度、主轴数日、机床重量等进行分类，而且随着机床精度、自动化程度、主轴数日、机床重量等进行分类，而且随着机床的不断发展，其分类方法也将不断发展。的不断发展，其分类方法也将不断发展。上一页 下一页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制二、金属切削机床型号的编制方法二、金属切削机床型号的编制方法 机床的型号是一个代号，用以表示机床的类型、主要技术参数、使机床的型号是一个代号，用以表示机床

37、的类型、主要技术参数、使用及结构特性等。在国家标准的用及结构特性等。在国家标准的金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法(GB/T 15373-1994)中，通用机床型号的表示方法如中，通用机床型号的表示方法如图图2-1所示。所示。“()”内的代号或数字，若无内容则不表示内的代号或数字，若无内容则不表示;若有内容时应不带括号若有内容时应不带括号;有有“O”符号者为大写的汉语拼音字母符号者为大写的汉语拼音字母;有有“”符号者为阿拉伯数字。符号者为阿拉伯数字。 1.机尿的类别代号机尿的类别代号 机床的类别及分类代号见机床的类别及分类代号见表表2-1。 2.通用特性代号通用特性代号 通用特性

38、代号见通用特性代号见表表2-2 。 上一页 下一页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 如机床具有表中所表示的某种通用特性时，在类代号之后加上相应如机床具有表中所表示的某种通用特性时，在类代号之后加上相应的通用特性代号，如型精密卧式车床型号中的的通用特性代号，如型精密卧式车床型号中的“M”表示通用特性为表示通用特性为“精密精密”。 为了区别主参数相同而结构、性能不同的机床，在型号中用汉语拼为了区别主参数相同而结构、性能不同的机床，在型号中用汉语拼音字母的大写区分并两字母不能用作排在通用特性代号之后，表示结音字母的大写区分并两字母不能用作排在通用特性代号之后，表示

39、结构特性代号。通用特性用过的字母以及排在通用特性代号之后，表示构特性代号。通用特性用过的字母以及排在通用特性代号之后，表示结构特性代号。通用特性用过的字母以及结构特性代号。通用特性用过的字母以及I, 0两字母不能用作结构特两字母不能用作结构特性代号。性代号。 3.机床的组、系代号机床的组、系代号 机床的类、组、系划分见机床的类、组、系划分见表表2-3。 每类机床分为每类机床分为10组，每组又分为组，每组又分为10系。系。上一页 下一页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 机床的组、系代号用两位阿拉伯数字分别表示，第一位数字表示组机床的组、系代号用两位阿拉伯数字分

40、别表示，第一位数字表示组别，第二位表示系别，位于类代号或通用特性代号别，第二位表示系别，位于类代号或通用特性代号(或结构特性或结构特性)之后。之后。 在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的机床为同一组。在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的机床为同一组。在同一组机床中，其主参数相同、主要结构及布局形式相同的机床，在同一组机床中，其主参数相同、主要结构及布局形式相同的机床，即为同一系。即为同一系。 4.主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 主参数用折算值主参数用折算值(主参数乘折算系数主参数乘折算系数)表示，位于系代号之后。某些表示，位于系代号之后。某些通用机床，当无法用一个主参数表

41、示时，在型号中用设计顺序号表示。通用机床，当无法用一个主参数表示时，在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号由设计顺序号由01开始。开始。 各种型号的机床，其主参数的折算系数可以不同，具体折算系数参各种型号的机床，其主参数的折算系数可以不同，具体折算系数参见见表表2-4。上一页 下一页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 5.主轴数和第二主参数主轴数和第二主参数 对于多轴车床、多轴钻床等机床，其主轴数应以实际数值标于型对于多轴车床、多轴钻床等机床，其主轴数应以实际数值标于型号中主参数之后，并以号中主参数之后，并以“x”分开，读作分开，读作“乘乘”。 第二个主参数一般

42、不予表示，如有特殊情况，需在型号中表示时，第二个主参数一般不予表示，如有特殊情况，需在型号中表示时，应按一定手续审批。凡第二个主参数属于长度、深度等值的折算系数应按一定手续审批。凡第二个主参数属于长度、深度等值的折算系数为为1/100;凡属直径、宽度等值用凡属直径、宽度等值用1/10为折算系数为折算系数;最大模数、厚度等以最大模数、厚度等以实际值列人型号。实际值列人型号。 6.重大改进顺序号重大改进顺序号 当机床的性能及结构有更高要求，并按新产品重新设计、试制和鉴当机床的性能及结构有更高要求，并按新产品重新设计、试制和鉴定后，在原机床型号之后按定后，在原机床型号之后按A, B, C等字母顺序加

43、人改进序号，以区别等字母顺序加人改进序号，以区别于原型号机床。于原型号机床。上一页 下一页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 如如C6140A是是06140型车床经过第一次重大改进的车床。日前，工型车床经过第一次重大改进的车床。日前，工厂中使用较为普遍的几种老型号机床，是按厂中使用较为普遍的几种老型号机床，是按1959年以前公布的机床型年以前公布的机床型号编制办法编定的。按规定，以前已定的型号现在不改变。号编制办法编定的。按规定，以前已定的型号现在不改变。 7.其他特性代号其他特性代号 其他特性代号主要用以反映各类机床的特性，如其他特性代号主要用以反映各类机床

44、的特性，如:对一般机床，可对一般机床，可反映同一型号机床的变型反映同一型号机床的变型;对于数控机床，可用来反映不同的控制系统对于数控机床，可用来反映不同的控制系统等等;对于加工中心可用来反映控制系统、自动交换主轴头、自动交换工对于加工中心可用来反映控制系统、自动交换主轴头、自动交换工作台等。其他特性代号在改进序号之后，用汉语拼音或阿拉伯数字表作台等。其他特性代号在改进序号之后，用汉语拼音或阿拉伯数字表示，并用示，并用“/”分开，读作分开，读作“之之”。 8.企业代号企业代号 企业代号包括机床生产厂和机床研究单位代号。用企业代号包括机床生产厂和机床研究单位代号。用“一一”与前面代与前面代号分开，

45、读作号分开，读作“至至”。上一页 下一页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 三、专用机床型号三、专用机床型号 专用机床型号表示方法专用机床型号表示方法:专用机床的型号一般由设计单位代号和设专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成。计顺序号组成。 专用机床的设计单位代号专用机床的设计单位代号:设计单位代号包括机床生产厂和机床研设计单位代号包括机床生产厂和机床研究单位代号究单位代号(位于型号之首位于型号之首)。 专用机床的设计顺序号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专用机床的设计顺序号按该单位的设计顺序号排列，由序号排列，由001起

46、始，位于设计单位代号之后，并用起始，位于设计单位代号之后，并用“一一”隔开，隔开，读作读作“至至”。 四、机床自动线代号四、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，其代号为由通用机床或专用机床组成的机床自动线，其代号为zx ,(读作读作“自自线线”)，位于设计单位代号之后，并用，位于设计单位代号之后，并用“一一”分开，读作分开，读作“至至”。上一页 下一页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 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，位于机床自动线代号之后。机床自动线代号之后。五

47、、金属切削机床的技术规格五、金属切削机床的技术规格 每一类机床，都应该能够加工不同尺寸的工件，所以它不可能做成每一类机床，都应该能够加工不同尺寸的工件，所以它不可能做成只有一种规格。国家根据机床的生产和使用情况，规定了每一种通用只有一种规格。国家根据机床的生产和使用情况，规定了每一种通用机床的主参数和第二主参数系列。现以卧式车床为例加以说明。机床的主参数和第二主参数系列。现以卧式车床为例加以说明。 卧式车床的主参数是卧式车床的主参数是:在床身上工件的最大回转直径，有在床身上工件的最大回转直径，有250 , 320 , 400 , 500 , 630 ,800 , 1 000 , 1 250 m

48、m八种规格八种规格;主参数相同的卧式主参数相同的卧式车床往往又有几种不同的第二主参数车床往往又有几种不同的第二主参数最大工件长度。最大工件长度。 上一页 下一页返回2-2 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 卧式车床技术规格的内容除主参数和第二主参数外，还有刀架上最卧式车床技术规格的内容除主参数和第二主参数外，还有刀架上最大回转直径、中心高大回转直径、中心高(主轴中心至床身矩形导轨的距离主轴中心至床身矩形导轨的距离)、通过主轴孔、通过主轴孔的最大棒料直径、刀架上最大行程、主轴内孔的锥度、主轴转速范围、的最大棒料直径、刀架上最大行程、主轴内孔的锥度、主轴转速范围、进给量范围

49、、加工螺纹的范围、电动机功率等。进给量范围、加工螺纹的范围、电动机功率等。 机床的技术规格可以从机床的说明书中查出。了解机床的技术规格，机床的技术规格可以从机床的说明书中查出。了解机床的技术规格，对正确使用机床和合理选用机床都具有十分重要的意义。对正确使用机床和合理选用机床都具有十分重要的意义。上一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 机床进行加工的实质，就是让刀具与工件之间产生相对运动。虽然机床进行加工的实质，就是让刀具与工件之间产生相对运动。虽然各种类型机床的具体用途和加工方法各不相同，但其基本工作原理是各种类型机床的具体用途和加工方法各不相同，但其基本工作原理是一样的，即通过刀具和

50、工件之间的相对运动，切除工件毛坯上多余金一样的，即通过刀具和工件之间的相对运动，切除工件毛坯上多余金属，形成一定形状、尺寸和质量的表面，从而获得所需的机械零件。属，形成一定形状、尺寸和质量的表面，从而获得所需的机械零件。因而加工需要什么运动，机床如何实现这些运动，是首先应讨论的问因而加工需要什么运动，机床如何实现这些运动，是首先应讨论的问题。题。 机床的运动分析，就是研究在金属切削机床上的各种运动及其相互机床的运动分析，就是研究在金属切削机床上的各种运动及其相互联系。机床运动分析的一般过程是联系。机床运动分析的一般过程是:根据在机床上加工的各种表面和使根据在机床上加工的各种表面和使用的刀具类型

51、，分析得到这些表面的方法和所需的运动，再分析为实用的刀具类型，分析得到这些表面的方法和所需的运动，再分析为实现这些运动机床必须具备的传动联系，实现这些传动联系的机构，以现这些运动机床必须具备的传动联系，实现这些传动联系的机构，以及机床运动的调整方法。及机床运动的调整方法。下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 这个次序可以总结为这个次序可以总结为“表面表面-运动运动-传动传动-机构机构-调整调整”。 尽管机床品种繁多，结构各异，但不过是几种基本运动类型的组合尽管机床品种繁多，结构各异，但不过是几种基本运动类型的组合与转化。机床运动分析的目的在于，可以利用非常简便的方法迅速认与转化。机床

52、运动分析的目的在于，可以利用非常简便的方法迅速认识一台陌生的机床、掌握机床的运动规律、分析或比较各种机床的传识一台陌生的机床、掌握机床的运动规律、分析或比较各种机床的传动系统，从而能够合理地使用机床和正确设计机床的传动系统。动系统，从而能够合理地使用机床和正确设计机床的传动系统。 一、表面成型运动一、表面成型运动 机械零件的表面形状多种多样，而构成其内外形轮廓的，主要是几机械零件的表面形状多种多样，而构成其内外形轮廓的，主要是几种基本形状的表面种基本形状的表面: 平面、圆柱面、圆锥面以及各种成型面，构成零件外形轮廓的常用平面、圆柱面、圆锥面以及各种成型面，构成零件外形轮廓的常用表面见表面见图图

53、2-2。上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 这基本形状的表面都属于线性表面，既可经济地在传统通用机床这基本形状的表面都属于线性表面，既可经济地在传统通用机床上加工，又可较容易地达到所需要的精度要求。随着科学技术的不断上加工，又可较容易地达到所需要的精度要求。随着科学技术的不断发展，对工件表面加工精度的要求不断提高，尤其是一些工件表面形发展，对工件表面加工精度的要求不断提高，尤其是一些工件表面形状越来越复杂，有些复杂曲线或曲面还需用数学模型描述。状越来越复杂，有些复杂曲线或曲面还需用数学模型描述。 图图2-2中，标号中，标号1的线为母线的线为母线(发生线发生线)，标号，标号2

54、的线为导线的线为导线(发生线发生线)。切削加工时母线或导线的形成方法多种多样，按所用刀具的结构和刀切削加工时母线或导线的形成方法多种多样，按所用刀具的结构和刀刃形状及加工原理不同，可归纳为以下基本方法刃形状及加工原理不同，可归纳为以下基本方法:成型法、展成法、相成型法、展成法、相切法和轨迹法。切法和轨迹法。上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 成型法成型法:切削刃的形状是一条与母线或导线形状完全吻合的切削线，切削刃的形状是一条与母线或导线形状完全吻合的切削线，切削加工时，刀具不需要成型运动，只作简单的进给运动，就可得到切削加工时，刀具不需要成型运动，只作简单的进给运动，就可得

55、到所需的母线或导线形状。成型法加工时，刀具切削刃的形状就是母线，所需的母线或导线形状。成型法加工时，刀具切削刃的形状就是母线，工件的旋转运动形成导线。工件的旋转运动形成导线。 轨迹法轨迹法:刀具的切削刃与工件的表面呈点接触，母线或导线是刀具刀具的切削刃与工件的表面呈点接触，母线或导线是刀具按一定规律运动时，刀尖在工件表面所描划出的轨迹，用轨迹法形成按一定规律运动时，刀尖在工件表面所描划出的轨迹，用轨迹法形成母线或导线需要成型运动。轨迹法加工时，工件的旋转运动形成导线，母线或导线需要成型运动。轨迹法加工时，工件的旋转运动形成导线，而母线是刀尖移动的轨迹。而母线是刀尖移动的轨迹。 1.被加工工件的

56、表面形状被加工工件的表面形状 在切削加工过程中，安装在机床上的刀具和工件按一定的规律作相在切削加工过程中，安装在机床上的刀具和工件按一定的规律作相对运动，通过刀具的刀刃对工件毛坯的切削作用，把毛坯上多余的金对运动，通过刀具的刀刃对工件毛坯的切削作用，把毛坯上多余的金属切除掉，从而得到所要求的表面。属切除掉，从而得到所要求的表面。上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 尽管机器零件千姿百态，但其常用的组成表面却是平面、圆柱面、尽管机器零件千姿百态，但其常用的组成表面却是平面、圆柱面、圆锥面、球面、圆环面、螺旋面、成型表面等基本表面元素，如圆锥面、球面、圆环面、螺旋面、成型表面等基

57、本表面元素，如 图图2-3所示。所示。 2.工件表面的形成方法工件表面的形成方法 任何规则表面都可以看作是一条线任何规则表面都可以看作是一条线1(称为母线称为母线)沿着另一条线沿着另一条线2(称为称为导线导线)运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线，如运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线，如图图2-3所所示。如果形成表面的两条发生线示。如果形成表面的两条发生线母线和导线互换，形成表面的性质母线和导线互换，形成表面的性质不改变，则这种表面称为可逆表面，如不改变，则这种表面称为可逆表面，如图图2-3(a)、(b)、(c)所示。如果所示。如果形成表面的母线和导线不可以互换，则形成不可逆

58、表面，如形成表面的母线和导线不可以互换，则形成不可逆表面，如 图图2-3(d)、(e)、(f)、(g)所示。还要注意，虽然有些表面的两条发生所示。还要注意，虽然有些表面的两条发生线完全相同，但因母线的原始位置不同，一也可形成不同的表面，如线完全相同，但因母线的原始位置不同，一也可形成不同的表面，如图图2-4所示。所示。上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 3.形成发生线的方法及所需运动形成发生线的方法及所需运动 发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的。由于使用的刀发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的。由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不同，形成发生线的方法

59、可归纳为四具切削刃形状和采取的加工方法不同，形成发生线的方法可归纳为四种，以形成种，以形成图图2-5中一段圆弧中一段圆弧(发生线发生线2)为例说明如下为例说明如下: (1)成型法如成型法如图图2-5(a)，它是利用成型刀具对工件进行加工的方法。，它是利用成型刀具对工件进行加工的方法。刀刃为切削线刀刃为切削线1，它的形状与需要形成的发生线，它的形状与需要形成的发生线2完全吻合，刀具无须完全吻合，刀具无须任何运动就可以得到所需的发生线形状，因此形成发生线任何运动就可以得到所需的发生线形状，因此形成发生线2不需运动。不需运动。 (2)展成法如展成法如图图2-5(b)，它是利用工件和刀具作展成切削运动

60、而进行，它是利用工件和刀具作展成切削运动而进行加工的方法。刀刃为切削线加工的方法。刀刃为切削线1，它的形状与需要形成的发生线，它的形状与需要形成的发生线2相切，相切，切削线切削线1与发生线与发生线2彼此作无滑动的纯滚动，切削线彼此作无滑动的纯滚动，切削线1在切削过程中连在切削过程中连续位置的包络线就是发生线续位置的包络线就是发生线2,曲线曲线3是切削刃上某点是切削刃上某点A的运动轨迹。的运动轨迹。上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 在形成发生线在形成发生线2的过程，或者仅由切削刃的过程，或者仅由切削刃1沿着由它生成的发生线沿着由它生成的发生线2作纯滚动作纯滚动;或者切削刃或

61、者切削刃1和发生线和发生线2(工件工件)共同完成复合的纯滚动，这种共同完成复合的纯滚动，这种运动称为展成运动。用展成法形成发生线需要一个成型运动运动称为展成运动。用展成法形成发生线需要一个成型运动(展成运动展成运动)。齿轮加工机床大多采用展成法形成渐开线。齿轮加工机床大多采用展成法形成渐开线。 (3)轨迹法如轨迹法如图图2-5(c)，它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件，它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。刀刃与发生线进行加工的方法。刀刃与发生线2为点接触为点接触(切削点切削点1)，刀刃按一定轨，刀刃按一定轨迹运动形成所需的发生线迹运动形成所需的发生线20用轨迹法形成发生线

62、需要一个成型运动。用轨迹法形成发生线需要一个成型运动。 (4)相切法如相切法如图图2-5(d)，它是利用旋转中心按一定轨迹运动的旋转刀，它是利用旋转中心按一定轨迹运动的旋转刀具对工件进行加工的方法。具对工件进行加工的方法。上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 在各类表面的加工中，直接参与切削过程，为形成所需表面形状在各类表面的加工中，直接参与切削过程，为形成所需表面形状有关的刀具与工件间的相对运动，称为表面成型运动，简称成型运动。有关的刀具与工件间的相对运动，称为表面成型运动，简称成型运动。 形成某种形状表面时所需机床提供的成型运动的形式和数日决定于形成某种形状表面时所需机床

63、提供的成型运动的形式和数日决定于采用的加工方法和刀具结构。采用的加工方法和刀具结构。 成型运动按其组成情况不同，可分为简单的和复合的两种运动。如成型运动按其组成情况不同，可分为简单的和复合的两种运动。如果一个独立的成型运动是由单独的或直线运动构成的，则称此成型运果一个独立的成型运动是由单独的或直线运动构成的，则称此成型运动为简单成型运动。例如，用外圆车刀车削圆柱面时动为简单成型运动。例如，用外圆车刀车削圆柱面时(图图2-6工件的旋工件的旋转运动转运动B和刀具的直线移动和刀具的直线移动A就是两个简单运动就是两个简单运动)、外圆磨床磨削圆柱、外圆磨床磨削圆柱面时。如果一个独立的成型运动是由两个或两

64、个以上的旋转或面时。如果一个独立的成型运动是由两个或两个以上的旋转或(和和)直直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成，则称此成型运动为复合线运动，按照某种确定的运动关系组合而成，则称此成型运动为复合成型运动，简称复合运动。例如，车削螺纹时或车削成型表面成型运动，简称复合运动。例如，车削螺纹时或车削成型表面(图图2-7)。上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 (1)主运动主运动 主运动是切除工件上的被切削层，使之转变为切屑的主要运动，主主运动是切除工件上的被切削层，使之转变为切屑的主要运动，主运动的速度高，消耗的功率大。车床工件的旋转、铣床铣刀的旋转、运动的速度高，消耗的功率

65、大。车床工件的旋转、铣床铣刀的旋转、磨床砂轮的旋转、钻床和锁床的刀具旋转、牛头刨床的刨刀及龙门刨磨床砂轮的旋转、钻床和锁床的刀具旋转、牛头刨床的刨刀及龙门刨床的工件直线往复移动等等都是主运动。床的工件直线往复移动等等都是主运动。 对于旋转主运动，其主轴转速的单位以对于旋转主运动，其主轴转速的单位以r/min表示表示;对直线往复主运对直线往复主运动，其直线往复速度的单位以双行程动，其直线往复速度的单位以双行程/min表示。表示。 (2)进给运动进给运动 进给运动是不断地把被切削层投人切削，以逐渐切出整个工件表面进给运动是不断地把被切削层投人切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。进给运动的速度较低，

66、消耗的功率一也较小。车床刀具相对的运动。进给运动的速度较低，消耗的功率一也较小。车床刀具相对于工件作纵向直线运动、横向直线运动，卧式铣床工作台带动工件相于工件作纵向直线运动、横向直线运动，卧式铣床工作台带动工件相对于铣刀作纵向直线运动、横向直线运动等等都是进给运动。对于铣刀作纵向直线运动、横向直线运动等等都是进给运动。 上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 任何一种机床，必定有、且通常只有一个主运动，但进给运动可能任何一种机床，必定有、且通常只有一个主运动，但进给运动可能有一个或几个，也可能没有，如图有一个或几个，也可能没有，如图2-8所示为拉床的工作运动。所示为拉床的工作运

67、动。 拉削是用拉刀加工内、外成型表面的一种加工方法。如拉削是用拉刀加工内、外成型表面的一种加工方法。如图图2-8所示，所示，拉刀是多齿刀具，拉削时，利用拉刀上相邻刀齿的尺寸变化来切除加拉刀是多齿刀具，拉削时，利用拉刀上相邻刀齿的尺寸变化来切除加工余量，使被加工表面一次成型，因此拉床只有主运动，无进给运动，工余量，使被加工表面一次成型，因此拉床只有主运动，无进给运动，进给量是由拉刀的齿升量来实现的。进给量是由拉刀的齿升量来实现的。 例例:用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面(图图2-9)。二、辅助运动二、辅助运动 通常，仅靠表面成型运动只能使被加工表面获得一个轮廓形状，不

68、通常，仅靠表面成型运动只能使被加工表面获得一个轮廓形状，不一定能一次达到尺寸精度及表面质量的要求，因此，机床常常需要一一定能一次达到尺寸精度及表面质量的要求，因此，机床常常需要一再重复表面成型运动，这就需要机床有一系列的辅助运动，如刀具的再重复表面成型运动，这就需要机床有一系列的辅助运动，如刀具的接近工件、刀具沿切深进给、快速退回起始位置等运动。接近工件、刀具沿切深进给、快速退回起始位置等运动。上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 另外，为了使刀具与工件具有正确的相对位置的对刀运动，多工另外，为了使刀具与工件具有正确的相对位置的对刀运动，多工位工作台和多工位刀架的周期性转位，

69、加工局部表面时的周期性分度位工作台和多工位刀架的周期性转位，加工局部表面时的周期性分度运动等等，也属于辅助运动。总之，机床上除表面成型运动外的所有运动等等，也属于辅助运动。总之，机床上除表面成型运动外的所有运动，都是辅助运动。运动，都是辅助运动。 辅助动作的种类很多，主要包括各种空行程运动、切人运动、分度辅助动作的种类很多，主要包括各种空行程运动、切人运动、分度运动和操纵及控制运动等。机床越复杂、功能越多，辅助运动也越多。运动和操纵及控制运动等。机床越复杂、功能越多，辅助运动也越多。 辅助运动虽然并不参与表面成型过程，但对工件整个加工过程是不辅助运动虽然并不参与表面成型过程，但对工件整个加工过

70、程是不可缺少的。同时，对机床的生产率和加工精度往往也有重大影响。可缺少的。同时，对机床的生产率和加工精度往往也有重大影响。 在描述一台机床的运动时，为更方便地表达运动的方向，对普通机在描述一台机床的运动时，为更方便地表达运动的方向，对普通机床常用纵向、横向和垂向表示运动的方向，如卧式车床沿主轴轴线方床常用纵向、横向和垂向表示运动的方向，如卧式车床沿主轴轴线方向的运动称纵向运动。向的运动称纵向运动。上一页 下一页返回2-3 机床的基本运动机床的基本运动 而在数控机床上，为方便加工程序的编制和使用，机床运动部件的而在数控机床上，为方便加工程序的编制和使用，机床运动部件的运动是用坐标方向来表达的，如

71、数控车床上称沿主轴轴线方向的运动运动是用坐标方向来表达的，如数控车床上称沿主轴轴线方向的运动为为Z轴运动，而沿垂直于主轴轴线的径向方向运动称为轴运动，而沿垂直于主轴轴线的径向方向运动称为X轴运动。如轴运动。如 图图2-10所示。所示。上一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 一、传动链一、传动链 传动链是指由运动源、传动装置和执行件按一定的规律所组成的传传动链是指由运动源、传动装置和执行件按一定的规律所组成的传动联系。机床加工过程中所需的各种运动都是通过相应的传动链来实动联系。机床加工过程中所需的各种运动都是通过相应的传动链来实现的。现的。 1.运动源运动源 运动源是给执行件提供动力和运

72、动的装置。在通用机床上，一般采运动源是给执行件提供动力和运动的装置。在通用机床上，一般采用三相异步电动机作为运动源。在数控机床上，多采用交流调速电动用三相异步电动机作为运动源。在数控机床上，多采用交流调速电动机和伺服电动机，这类电动机具有转速高、调速范围大、可无级变速机和伺服电动机，这类电动机具有转速高、调速范围大、可无级变速等优点。等优点。 2.传动装置传动装置 传动装置是传递运动和动力的装置，通过它把运动源的运动和动力传动装置是传递运动和动力的装置，通过它把运动源的运动和动力传给执行件。传给执行件。下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 通常，传动装置还需完成变速、变向、改变运动形

73、式等任务，使通常，传动装置还需完成变速、变向、改变运动形式等任务，使执行件获得所需要的运动速度、运动方向和运动形式。在通用机床上，执行件获得所需要的运动速度、运动方向和运动形式。在通用机床上，由于传统交流异步电动机的变速能力有限，变速的主要任务都是由传由于传统交流异步电动机的变速能力有限，变速的主要任务都是由传动装置完成的，这类传动装置所涉及的传动件多、传动系统较复杂。动装置完成的，这类传动装置所涉及的传动件多、传动系统较复杂。在数控机床上，变速、变向的任务主要是由新型的交流电动机完成。在数控机床上，变速、变向的任务主要是由新型的交流电动机完成。因而，传动装置一般较简单，但性能要求较高。传动装

74、置一般有机械、因而，传动装置一般较简单，但性能要求较高。传动装置一般有机械、液压、电气传动等三种方式。液压、电气传动等三种方式。 3.执行件执行件 它是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务是带它是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务是带动工件或刀具完成一定形式的运动动工件或刀具完成一定形式的运动(旋转或直线运动旋转或直线运动)，并保持其运动，并保持其运动的准确性。的准确性。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 传动链中通常包括两类传动机构传动链中通常包括两类传动机构: (1)定比传动机构。定比传动机构。 (2)换置机构。换置机构。 二、传动原理及

75、传动原理图二、传动原理及传动原理图 各种类型机床所需的成型运动是不同的，实现成型运动所采用的传各种类型机床所需的成型运动是不同的，实现成型运动所采用的传动路线表达式和具体的传动机构更是多种多样，但成型运动主要是由动路线表达式和具体的传动机构更是多种多样，但成型运动主要是由简单的和复合的运动组成，而不同机床上实现这两种运动的传动原理简单的和复合的运动组成，而不同机床上实现这两种运动的传动原理完全相同。所以，只要掌握了实现这两种运动的传动原理，其他类型完全相同。所以，只要掌握了实现这两种运动的传动原理，其他类型机床的传动联系可依此方法进行分析。机床的传动联系可依此方法进行分析。 为了便于研究机床的

76、传动联系，常用一些简单的符号把传动原理和为了便于研究机床的传动联系，常用一些简单的符号把传动原理和传动路线表达式用图示的方法表示出来，这类图就称为传动原理图。传动路线表达式用图示的方法表示出来，这类图就称为传动原理图。 图图2-11为传动原理图中常用的一些符号。对于各类执行件，还没有为传动原理图中常用的一些符号。对于各类执行件，还没有统一的符号，一般采用较直观的简单图形来表示。统一的符号，一般采用较直观的简单图形来表示。上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 构成一个传动联系的一系列传动件称为传动链。传动链按功用可分构成一个传动联系的一系列传动件称为传动链。传动链按功用可分为主

77、运动传动链和进给运动传动链等，按性质可以分为外联系传动链为主运动传动链和进给运动传动链等，按性质可以分为外联系传动链和内联系传动链。和内联系传动链。 (1)外联系传动链。联系运动源和机床执行件，使执行件得到运动，外联系传动链。联系运动源和机床执行件，使执行件得到运动，并能改变运动的速度和方向，但不要求运动源和执行件之间有严格的并能改变运动的速度和方向，但不要求运动源和执行件之间有严格的传动比关系。从电机到车床主轴的传动链就是外联系传动链，它只决传动比关系。从电机到车床主轴的传动链就是外联系传动链，它只决定车削螺纹的速度，不影响螺纹表面的成型。定车削螺纹的速度，不影响螺纹表面的成型。 (2)内联

78、系传动链。联系复合运动之内的各个分解部分。内联系传动内联系传动链。联系复合运动之内的各个分解部分。内联系传动链所联系的执行件相互之间的相对速度有严格的传动比要求，用来保链所联系的执行件相互之间的相对速度有严格的传动比要求，用来保证准确的运动关系。证准确的运动关系。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 1.简单运动简单运动 对于由单独的旋转运动或直线运动实现的简单运动，只需有一条传对于由单独的旋转运动或直线运动实现的简单运动，只需有一条传动链，将运动源与相应执行件联系起来，便可获得所需运动，运动轨动链，将运动源与相应执行件联系起来，便可获得所需运动，运动轨迹的准确性则靠主轴轴

79、承与刀架、工作台等的导轨保证。例如，用圆迹的准确性则靠主轴轴承与刀架、工作台等的导轨保证。例如，用圆柱铣刀铣削平面，需要铣刀旋转和工件直线移动两个独立的简单运动，柱铣刀铣削平面，需要铣刀旋转和工件直线移动两个独立的简单运动，图图2-12(a)为圆柱铣刀铣削平面的传动原理。这种联系运动源和执行件，为圆柱铣刀铣削平面的传动原理。这种联系运动源和执行件，使执行件获得一定速度和方向运动的传动链，称为外联系传动链。由使执行件获得一定速度和方向运动的传动链，称为外联系传动链。由此可见，机床上每一个简单运动，就需要对应一条外联系传动链，每此可见，机床上每一个简单运动，就需要对应一条外联系传动链，每条传动链可

80、以有各自独立的运动源，也可以几条传动链共用一个运动条传动链可以有各自独立的运动源，也可以几条传动链共用一个运动源。源。上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 2.复合运动复合运动 复合运动通常是由保持严格运动关系的几个单元运动复合运动通常是由保持严格运动关系的几个单元运动(旋转的和直旋转的和直线的线的)所组成的所以必须要有传动链将实现这些单元运动的执行件联系所组成的所以必须要有传动链将实现这些单元运动的执行件联系起来，使其保持确定的运动关系。此外，为使执行件获得运动，还需起来，使其保持确定的运动关系。此外，为使执行件获得运动，还需有一条外联系传动链。例如，卧式车床在车圆柱螺纹时

81、，需要一个复有一条外联系传动链。例如，卧式车床在车圆柱螺纹时，需要一个复合的成型运动合的成型运动刀具与工件间相对的螺旋线成型运动。刀具与工件间相对的螺旋线成型运动。 在卧式车床上车削圆柱面时，主轴的旋转在卧式车床上车削圆柱面时，主轴的旋转n和刀具的移动和刀具的移动f是两个互是两个互相独立的简单运动，不需保持严格的比例关系，两运动间比例的变化相独立的简单运动，不需保持严格的比例关系，两运动间比例的变化不影响表面的性质，只是影响生产率及表面粗糙度。两个简单运动可不影响表面的性质，只是影响生产率及表面粗糙度。两个简单运动可以各有自己的外联系传动链与动力源相联系，但在车床上完全可共用以各有自己的外联系

82、传动链与动力源相联系，但在车床上完全可共用车螺纹传动链。车螺纹传动链。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统3.数控车尿的传动原理数控车尿的传动原理 数控车床的传动原理与卧式车床原则上相同，但传动链中变速方式数控车床的传动原理与卧式车床原则上相同，但传动链中变速方式有所不同。有所不同。图图2-13为数控车床的传动原理图，各传动链都由数控系统为数控车床的传动原理图，各传动链都由数控系统按程序指令统一协调、控制。车削圆柱面时，按程序指令统一协调、控制。车削圆柱面时，B1和和A1是两个独立的简是两个独立的简单运动，系统通过主运动伺服模块和单运动，系统通过主运动伺服模块和Z轴进给伺服

83、模块可分别调整主轴进给伺服模块可分别调整主轴转速和进给量，系统通过与轴转速和进给量，系统通过与Z轴进给电动机相连的脉冲编码器检测轴进给电动机相连的脉冲编码器检测进给量，以实现反馈控制。车削螺纹时，主电动机脉冲编码器通过机进给量，以实现反馈控制。车削螺纹时，主电动机脉冲编码器通过机械传动与主轴相联系，主轴每一转发出械传动与主轴相联系，主轴每一转发出N个脉冲。主轴经数控系统与个脉冲。主轴经数控系统与Z轴进给伺服模块联系起来，根据程序指令输出相应的脉冲信号，使轴进给伺服模块联系起来，根据程序指令输出相应的脉冲信号，使Z轴电动机运转，再传动丝杠使刀具做轴电动机运转，再传动丝杠使刀具做Z向螺纹进给运动，

84、即主轴每转向螺纹进给运动，即主轴每转一转，刀架一转，刀架Z向移动一个导程。向移动一个导程。上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 三、传动系统及传动系统的表达三、传动系统及传动系统的表达 1.传动系统传动系统 实现一台机床加工过程中全部成型运动和辅助运动的所有传动链，实现一台机床加工过程中全部成型运动和辅助运动的所有传动链，就组成了一台机床的传动系统。机床上有多少个运动，就有多少条传就组成了一台机床的传动系统。机床上有多少个运动，就有多少条传动链，根据每一执行件完成运动作用的不同，各传动链相应被称为主动链，根据每一执行件完成运动作用的不同，各传动链相应被称为主运动传动链、进给运

85、动传动链等。运动传动链、进给运动传动链等。 2.传动系统的表达及传动比传动系统的表达及传动比 通常可用规定的简单符号通常可用规定的简单符号(国家标准国家标准GB 4460-1984(表表2-5)表示一台表示一台机床的传动系统，其图形称为机床的传动系统图，如机床的传动系统，其图形称为机床的传动系统图，如图图2-14为卧式铣为卧式铣床的主运动传动系统图。床的主运动传动系统图。 传动比传动比u=主动齿轮数乘积主动齿轮数乘积/从动齿轮数乘积从动齿轮数乘积=n主主/n从从上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 四、转速图与结构网四、转速图与结构网 转速图与传动系统图一样，也是表达机床传动

86、系统、分析传动链的转速图与传动系统图一样，也是表达机床传动系统、分析传动链的重要工具，其图形如重要工具，其图形如图图2-15所示。转速图更直观地表明主轴的每一级所示。转速图更直观地表明主轴的每一级转速是如何传动的，并表明各变速组之间的内在联系。转速图可以清转速是如何传动的，并表明各变速组之间的内在联系。转速图可以清楚地表示楚地表示:传动轴的数日传动轴的数日;主轴及各传动轴的转速级数、转速值及其传主轴及各传动轴的转速级数、转速值及其传动路线表达式动路线表达式;各变速组的传动副数日及传动比数值等。转速图由各变速组的传动副数日及传动比数值等。转速图由“三三线一点线一点”组成组成: (1)传动轴格线传

87、动轴格线间距相等的一组竖直线表示各传动轴，轴号用罗间距相等的一组竖直线表示各传动轴，轴号用罗马数字表示。马数字表示。 (2)转速格线转速格线间距相等的一组水平线表示转速的对数坐标。间距相等的一组水平线表示转速的对数坐标。上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 由于分级变速机构的转速一般是等比数列，故转速采用对数坐标，由于分级变速机构的转速一般是等比数列，故转速采用对数坐标，相邻两水平线之间的间隔为相邻两水平线之间的间隔为lg(其中其中为相邻两级转速中高转速与低为相邻两级转速中高转速与低转速之比，称为公比转速之比，称为公比)。为了简单起见，转速图中省略了对数符号。为了简单起见，转

88、速图中省略了对数符号。 (3)转速点转速点传动轴格线上的圆圈传动轴格线上的圆圈(或圆点或圆点)表示该轴所具有的转速。表示该轴所具有的转速。 (4)传动线传动线传动轴格线间的转速点连线表示相应传动副的传动比，传动轴格线间的转速点连线表示相应传动副的传动比，称传动比连线，简称传动线。传动线的倾斜方向和倾斜程度表示传动称传动比连线，简称传动线。传动线的倾斜方向和倾斜程度表示传动比的大小。若传动线是水平的，表示等速传动，传动比比的大小。若传动线是水平的，表示等速传动，传动比u=1;若传动线若传动线向右下方倾斜，表示降速传动，传动比向右下方倾斜，表示降速传动，传动比u1。对于一定的公比，传动线的倾斜方向

89、和所。对于一定的公比，传动线的倾斜方向和所跨格数，表示相应的传动比数值。跨格数，表示相应的传动比数值。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 结构网及结构式结构网及结构式:表示传动比的相对关系而不表示转速数值的线图表示传动比的相对关系而不表示转速数值的线图称为结构网。结构网表示各传动组的传动副数和各传动组的级比指数，称为结构网。结构网表示各传动组的传动副数和各传动组的级比指数，还可以看出其传动顺序和变速顺序。结构式表达的内容与结构网相同，还可以看出其传动顺序和变速顺序。结构式表达的内容与结构网相同，一个结构式对应一个结构网。一个结构式对应一个结构网。图图2-16的结构网也可写

90、成结构式的结构网也可写成结构式:12=312326。五、机床主传动系统机构设置及布局五、机床主传动系统机构设置及布局 金属切削机床是一种用切削方法加工金属零件的工作机械。为保证金属切削机床是一种用切削方法加工金属零件的工作机械。为保证切削的实现，机床需通过一定的传动方式和传动结构来实现切削所需切削的实现，机床需通过一定的传动方式和传动结构来实现切削所需要的一系列运动，恰当的传动方式和良好的传动结构是决定机床性能要的一系列运动，恰当的传动方式和良好的传动结构是决定机床性能的重要方面。的重要方面。 机床的主传动系统的布局可分成集中传动和分离传动两种类型。机床的主传动系统的布局可分成集中传动和分离传

91、动两种类型。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 主传动系统的全部变速结构和主轴组件集中装在同一个箱体内，称主传动系统的全部变速结构和主轴组件集中装在同一个箱体内，称为集中传动布局为集中传动布局;传动件和主轴组件分别装在两个箱体内，中间采用带传动件和主轴组件分别装在两个箱体内，中间采用带或链传动，称为分离传动布局。或链传动，称为分离传动布局。 集中传动式布局的机床结构紧凑，便于实现集中操控，且只用一个集中传动式布局的机床结构紧凑，便于实现集中操控，且只用一个箱体，但传动结构运转中有较大的振动和热变形。当采用背轮传动时，箱体，但传动结构运转中有较大的振动和热变形。当采用背轮传

92、动时，皮带将高速直接传给主轴，运转平稳，加工质量好，低速时经背轮机皮带将高速直接传给主轴，运转平稳，加工质量好，低速时经背轮机构传动，转矩大，适应粗加工要求。构传动，转矩大，适应粗加工要求。 1.变速机构变速机构 变速方式分为有级变速和无级变速。有级变速机构有下列几种变速方式分为有级变速和无级变速。有级变速机构有下列几种: 挂轮变速机构。这种变速机构的变速简单，结构紧凑，主要用于大挂轮变速机构。这种变速机构的变速简单，结构紧凑，主要用于大批量生产的自动或半自动机床，专用机床及组合机床等。批量生产的自动或半自动机床，专用机床及组合机床等。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统

93、滑移齿轮变速机构。这种变速机构滑移齿轮变速机构。这种变速机构I一泛应用于通用机床和一部分一泛应用于通用机床和一部分专用机床中。专用机床中。 离合器变速运动。在离合器变速机构中应用较多的有牙嵌式离合器，离合器变速运动。在离合器变速机构中应用较多的有牙嵌式离合器，齿轮式离合器和摩擦片式离合器。齿轮式离合器和摩擦片式离合器。 (1)滑移齿轮变速组。滑移齿轮变速组。图图2-17(a)所示为三联滑移齿轮变速机构。所示为三联滑移齿轮变速机构。 (2)离合器变速组。离合器变速组。图图2-17(b)所示端面齿为离合器变速机构。所示端面齿为离合器变速机构。 离合器变速操纵方便，变速时不需移动齿轮，常用于螺旋齿圆

94、柱齿离合器变速操纵方便，变速时不需移动齿轮，常用于螺旋齿圆柱齿轮变速，提高传动平稳性。若将端面齿离合器换成摩擦片离合器，就轮变速，提高传动平稳性。若将端面齿离合器换成摩擦片离合器，就能在运转中变速。离合器变速组的各对齿轮经常处于啮合状态，磨损能在运转中变速。离合器变速组的各对齿轮经常处于啮合状态，磨损较大，传动效率低。它主要用于重型机床以及采用螺旋齿圆柱齿轮传较大，传动效率低。它主要用于重型机床以及采用螺旋齿圆柱齿轮传动的变速组动的变速组(端面齿离合器端面齿离合器)及自动、半自动机床及自动、半自动机床(摩擦片离合器摩擦片离合器)中。中。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统

95、(3)挂轮变速组。挂轮变速组有采用一对挂轮和二对挂轮的两种结挂轮变速组。挂轮变速组有采用一对挂轮和二对挂轮的两种结构。这种变速结构简单、紧凑，但变速费时。在构。这种变速结构简单、紧凑，但变速费时。在图图2-17(c)所示的一对所示的一对挂轮变速组中，只要在固定中心距的轴挂轮变速组中，只要在固定中心距的轴I和轴和轴II上装上齿数和相同，但上装上齿数和相同，但传动比不同的齿轮副传动比不同的齿轮副A和和B，就可由轴，就可由轴I的一种转速得到轴的一种转速得到轴II的不同转速。的不同转速。变速组刚性较好，常用于主传动中。在变速组刚性较好，常用于主传动中。在图图2-17(d)所示的二对挂轮变速所示的二对挂

96、轮变速组中，有一可绕轴组中，有一可绕轴II摆动的挂轮架，挂轮架上套有可径向调整的中间摆动的挂轮架，挂轮架上套有可径向调整的中间轴，轴上空套轴，轴上空套b和和c两个挂轮。两个挂轮。 2.变向机构变向机构 变向机构用来改变机床执行件的运动方向。常用机械式变向机构有变向机构用来改变机床执行件的运动方向。常用机械式变向机构有两种。在两种。在图图2-18(a)中所示为滑移齿轮变向机构。中所示为滑移齿轮变向机构。 圆锥齿轮和端面齿离合器组成的变向机构如圆锥齿轮和端面齿离合器组成的变向机构如图图2-18(b)所示。所示。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 3.滑移齿轮的轴向布置滑移齿轮

97、的轴向布置 变速组的滑移齿轮一般布置在主轴上，为了避免同一滑移齿轮变速变速组的滑移齿轮一般布置在主轴上，为了避免同一滑移齿轮变速组内两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距应大于滑移齿轮的总宽组内两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距应大于滑移齿轮的总宽度，即留有一定的间隙度，即留有一定的间隙(12mm)，如，如图图2-19所示。所示。 一个变速组内齿轮轴向位置的排列。如无特殊情况，应尽量缩小齿一个变速组内齿轮轴向位置的排列。如无特殊情况，应尽量缩小齿轮轴向排列尺寸。滑移齿轮的轴向位置排列通常有窄式和宽式两种，轮轴向排列尺寸。滑移齿轮的轴向位置排列通常有窄式和宽式两种，一般窄式排列轴向长度较小。如一

98、般窄式排列轴向长度较小。如图图2-20所示。所示。 缩小径向尺寸。为了减小变速箱的尺寸，既需缩短轴向尺寸，又要缩小径向尺寸。为了减小变速箱的尺寸，既需缩短轴向尺寸，又要缩短径向尺寸，它们之间往往是相互联系的，应该根据具体情况考虑缩短径向尺寸，它们之间往往是相互联系的，应该根据具体情况考虑全局，恰当地解决齿轮布置问题。全局，恰当地解决齿轮布置问题。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机床的传动系统 缩小轴间距离。在强度允许的条件下，尽量选取较小的齿数和并使缩小轴间距离。在强度允许的条件下，尽量选取较小的齿数和并使齿轮的降速传动比大于齿轮的降速传动比大于1/4。这样，既缩刁、了本变速组的轴间

99、距离，。这样，既缩刁、了本变速组的轴间距离，又不妨碍其他变速组的轴间距离。又不妨碍其他变速组的轴间距离。 4.主传动的开停、制动装置主传动的开停、制动装置 主传动的开停装置。开停装置是用来控制主轴的启动与停止的机构，主传动的开停装置。开停装置是用来控制主轴的启动与停止的机构，开停方式有直接开、停电动机和离合器开、停两种。当电动机功率较开停方式有直接开、停电动机和离合器开、停两种。当电动机功率较少时，可直接开停电动机，当电动机功率较大时，可以采用离合器实少时，可直接开停电动机，当电动机功率较大时，可以采用离合器实现主轴的启动和停止。现主轴的启动和停止。 上一页 下一页返回2-4 机床的传动系统机

100、床的传动系统 主传动的制动装置。在装卸工件、测量被加工面尺寸、更换刀具及主传动的制动装置。在装卸工件、测量被加工面尺寸、更换刀具及调整机床时，常希望机床主运动执行件尽快停止运动。所以主传动系调整机床时，常希望机床主运动执行件尽快停止运动。所以主传动系统必须安装制动装置，一般可采用电机反接制动，闸带制动，闸瓦制统必须安装制动装置，一般可采用电机反接制动，闸带制动，闸瓦制动。动。 5.主传动的变速操纵装置主传动的变速操纵装置 变速操纵装置是用来控制主轴的正转、反转转动速度的，通过滑移变速操纵装置是用来控制主轴的正转、反转转动速度的，通过滑移齿轮的位置变化组合、交换齿轮的更换、离合器的结合与脱开、介

101、轮齿轮的位置变化组合、交换齿轮的更换、离合器的结合与脱开、介轮的接人与分离等方式，达到改变机床主轴运转方向和转速度的要求。的接人与分离等方式，达到改变机床主轴运转方向和转速度的要求。上一页返回图图 2-1返回图图 2-2返回图图 2-3返回图图 2-4返回图图 2-5返回图图 2-6返回图图 2-7返回图图 2-8返回图图 2-9返回图图 2-10返回图图 2-11返回图图 2-12返回图图 2-13返回图图 2-14返回图图 2-15返回图图 2-16返回图图 2-17返回图图 2-18返回图图 2-19返回图图 2-20返回表表 2-1返回表表 2-2返回表表 2-3返回下一页表表 2-3

102、（续）（续）返回上一页表表 2-4返回表表 2-5返回下一页表表 2-5（续）（续）返回上一页教学单元教学单元3 车床及应用车床及应用3-1 任务的引入任务的引入3-2 相关知识相关知识3-3 任务的实施任务的实施上一页返回3-1 任务的引入任务的引入 车床类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、内外车床类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、内外圆锥表面、成型回转面和回转体端面等，还能加工螺纹。从加工零部圆锥表面、成型回转面和回转体端面等，还能加工螺纹。从加工零部件的比例分布看，车床主要用来加工内外圆柱表面和螺纹。其中轴类件的比例分布看，车床主要用来加工内外圆柱表面和螺纹。其

103、中轴类零件和螺纹类零件又占很大比例。零件和螺纹类零件又占很大比例。 任务一任务一 轴类零件加工轴类零件加工 轴类零件加工过程中，需要使用车床加工的表面的技术要求、工序轴类零件加工过程中，需要使用车床加工的表面的技术要求、工序分布、工序尺寸、切削用量、刀具选用分布、工序尺寸、切削用量、刀具选用;机床规格型号确定、机床运动机床规格型号确定、机床运动参数计算、其他调整计算。参数计算、其他调整计算。 任务二任务二 螺纹类零件加工螺纹类零件加工 螺纹类零件加工过程中，加工的表面技术要求、工序分布、工序尺螺纹类零件加工过程中，加工的表面技术要求、工序分布、工序尺寸、切削用量、刀具选用寸、切削用量、刀具选用

104、;机床规格型号确定、机床运动参数计算、变机床规格型号确定、机床运动参数计算、变速组调整计算。速组调整计算。返回3-2 相关知识相关知识 3-2-1车床的用途、运动和布局车床的用途、运动和布局 车床车床(lathe)类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、内外圆锥表面、成型回转面和回转体端面等，有些车床还能加工螺纹内外圆锥表面、成型回转面和回转体端面等，有些车床还能加工螺纹面。由于大多数机器零件都具有回转表面，车床的通用性又较广，因面。由于大多数机器零件都具有回转表面，车床的通用性又较广，因此，车床的应用极为广泛，在金属切削机床中所占的比重

105、最大，约占此，车床的应用极为广泛，在金属切削机床中所占的比重最大，约占机床总数的机床总数的20%35% 。 在车床上使用的刀具，主要是各种车刀，有些车床还可以使用各种在车床上使用的刀具，主要是各种车刀，有些车床还可以使用各种孔加工刀具孔加工刀具(如钻头、扩孔钻、铰刀等如钻头、扩孔钻、铰刀等)和螺纹刀具。和螺纹刀具。图图3-1是卧式车床是卧式车床所能加工的典型表面。所能加工的典型表面。 下一页返回3-2 相关知识相关知识 表面成型运动有表面成型运动有:主轴带动工件的旋转运动、刀具的进给运动。前主轴带动工件的旋转运动、刀具的进给运动。前者是车床的主运动，其转速通过常以者是车床的主运动，其转速通过常

106、以n( r/min)表示。后者有几种情况表示。后者有几种情况:刀具既可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动刀具既可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动(车圆柱面车圆柱面)，又可作，又可作垂直于工件旋转轴线的横向进给运动垂直于工件旋转轴线的横向进给运动(车端面车端面)，还可作与工件旋转轴，还可作与工件旋转轴线方向倾斜的运动线方向倾斜的运动(车削圆锥面车削圆锥面)，或作曲线运动，或作曲线运动(车成型回转面车成型回转面)。进给。进给运动常以运动常以f( mm/r)表示。表示。 在车削螺纹时只有一个复合的表面成型运动在车削螺纹时只有一个复合的表面成型运动螺旋运动，它分解为螺旋运动，它分解为主轴的旋转运动和

107、刀具的纵向移动两部分。主轴的旋转运动和刀具的纵向移动两部分。 图图3-2为为CA6140型卧式车床外形图，卧式车床主要组成部件有型卧式车床外形图，卧式车床主要组成部件有:主主轴箱轴箱1、刀架部件、刀架部件3、尾座、尾座5、床身、床身6、溜板箱、溜板箱9、进给箱、进给箱11等。等。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 除卧式车床外，车床的其他常用类型有除卧式车床外，车床的其他常用类型有:马鞍车床、立式车床、转马鞍车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床和半自动车床、仿形及多刀车床、数控车床和塔车床、单轴自动车床和半自动车床、仿形及多刀车床、数控车床和车削中心、各种专门化车床和大批量生产中使

108、用的各种专用车床等。车削中心、各种专门化车床和大批量生产中使用的各种专用车床等。在所有车床类机床中，卧式车床应用最广。在所有车床类机床中，卧式车床应用最广。 卧式车床的外形如图卧式车床的外形如图3-2所示。机床的主要组成部件及其功用如下。所示。机床的主要组成部件及其功用如下。 (1)主轴箱。主轴箱固定在床身左上部，其功能是支承主轴部件，并主轴箱。主轴箱固定在床身左上部，其功能是支承主轴部件，并使主轴部件及工件以所需速度旋转。使主轴部件及工件以所需速度旋转。 (2)刀架部件。刀架部件装在床身的导轨上，刀架部件可通过机动或刀架部件。刀架部件装在床身的导轨上，刀架部件可通过机动或手动使夹持在刀架上的

109、刀具作纵向、横向或斜向进给运动。手动使夹持在刀架上的刀具作纵向、横向或斜向进给运动。 (3)进给箱。固定在床身左端前壁。进给箱中装有变速装置，用以改进给箱。固定在床身左端前壁。进给箱中装有变速装置，用以改变机动进给量或被加工进给箱螺纹的螺距。变机动进给量或被加工进给箱螺纹的螺距。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 (4)溜板箱。安装在刀架部件底部。溜板箱通过光杠或丝杠接受自进溜板箱。安装在刀架部件底部。溜板箱通过光杠或丝杠接受自进给箱传来的运动，并将溜板箱运动传给刀架部件，从而使刀架实现纵、给箱传来的运动，并将溜板箱运动传给刀架部件，从而使刀架实现纵、横向进给或车螺纹运动。横向进给或

110、车螺纹运动。 (5)尾座。安装于床身尾座导轨上，可根据工件长度调整其纵向位置。尾座。安装于床身尾座导轨上，可根据工件长度调整其纵向位置。尾座上可安装后顶尖以支承工件，也可安装孔加工刀具进行孔加工。尾座上可安装后顶尖以支承工件，也可安装孔加工刀具进行孔加工。 (6)床身。床身固定在左床腿和右床腿上，用以支承其他部件，并使床身。床身固定在左床腿和右床腿上，用以支承其他部件，并使它们保持准确的相对位置。它们保持准确的相对位置。3-2-2 CA6140型卧式车床的传动系统型卧式车床的传动系统 普通车床的万能性好，它适应于各种轴类、套筒类和盘类零件上回普通车床的万能性好，它适应于各种轴类、套筒类和盘类零

111、件上回转表面的加工，转表面的加工，CA6140型卧式车床的加工范围较广，但它的结构复型卧式车床的加工范围较广，但它的结构复杂而自动化程度较低，常用于单件、小批生产，主要技术参数如杂而自动化程度较低，常用于单件、小批生产，主要技术参数如 表表3-1所示。所示。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 CA6140型卧式车床的传动系统图见型卧式车床的传动系统图见图图3-3。图中各种传动元件用。图中各种传动元件用简单的规定符号代表简单的规定符号代表(规定符号详见国家标准规定符号详见国家标准GB 4460-1984机械制机械制图图机动示意图中的规定符号机动示意图中的规定符号，各齿轮所标数字表示齿数。

112、机床的，各齿轮所标数字表示齿数。机床的传动系统图画在一个能反映机床基本外形和各主要部件相互位置的平传动系统图画在一个能反映机床基本外形和各主要部件相互位置的平面上，各传动元件应尽可能按传动顺序展开画出。该图只表示传动关面上，各传动元件应尽可能按传动顺序展开画出。该图只表示传动关系，不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。系，不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。 为便于分析和理解为便于分析和理解CA6140型卧式车床的传动系统，此处给出了型卧式车床的传动系统，此处给出了CA6140型卧式车床设计的传动系统原理结构框图，如型卧式车床设计的传动系统原理结构框图，如图图3-4所示。所示。上一页 下一页

113、返回3-2 相关知识相关知识 一、主运动转动链一、主运动转动链 主运动传动链的两端件是主电动机和主轴。运动由电动机主运动传动链的两端件是主电动机和主轴。运动由电动机(7. 5 kW , 1 450 r/min)经经V带轮传至主轴箱中的带轮传至主轴箱中的I轴，在轴，在I轴上装有双向多片式轴上装有双向多片式摩擦离合器摩擦离合器M1，其作用是使主轴正转、反转或停止。当压紧离合器，其作用是使主轴正转、反转或停止。当压紧离合器M1左左AIS的摩擦片时，的摩擦片时，I轴的运动经齿轮副当压紧离合器轴的运动经齿轮副当压紧离合器M1的右部摩的右部摩擦片时，擦片时，I轴的运动经齿轮轴的运动经齿轮50传至传至VII

114、轴上的空套齿轮轴上的空套齿轮34，然后再传给，然后再传给II轴上的固定齿轮轴上的固定齿轮30，由于，由于I轴至轴至II轴的传动中多经过一个齿轮轴的传动中多经过一个齿轮34 , II轴轴的传动方向与经的传动方向与经M1左部传动时相反。当离合器左部传动时相反。当离合器M1处于中间位置时，处于中间位置时，其左部和右部的摩擦片都不被压紧，空套在其左部和右部的摩擦片都不被压紧，空套在I轴上的齿轮轴上的齿轮56 , 51和和50都不转动，都不转动，I轴的运动不能传至轴的运动不能传至II轴，主轴也就停止转动。轴，主轴也就停止转动。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 II轴的运动经三对轮副传至轴的运

115、动经三对轮副传至III轴，轴，III轴正转共有轴正转共有2x3=6种转速，反转种转速，反转共有共有1x3=3种转速。运动由种转速。运动由III轴传到主轴有两条路线轴传到主轴有两条路线: (1)高速传动路线表达式。高速传动路线表达式。 (2)低速传动路线表达式。低速传动路线表达式。 图图3-5 (b)所示为所示为CA6140型车床主运动转速图。凡是实现主轴转速级型车床主运动转速图。凡是实现主轴转速级数按等比数列排列，或进给量按等比数列排列的主运动传动链、进给数按等比数列排列，或进给量按等比数列排列的主运动传动链、进给运动传动链，其传动路线表达式都可以用转速图来表示。运动传动链，其传动路线表达式都

116、可以用转速图来表示。 转速图画在格线图中，图中纵平行线从左至右依次代表传动链中各转速图画在格线图中，图中纵平行线从左至右依次代表传动链中各传动轴，横平行线由低至高代表各级转速。由于主轴转速数列是按等传动轴，横平行线由低至高代表各级转速。由于主轴转速数列是按等比数列排列的，所以任意两相邻转速的比值比数列排列的，所以任意两相邻转速的比值(高一级转速与低一级转速高一级转速与低一级转速之比之比)均相等。图中表示转速数值的纵坐标采用对数坐标，因而，对数均相等。图中表示转速数值的纵坐标采用对数坐标，因而，对数坐标上的间隔相等。坐标上的间隔相等。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 每一纵平行线上画有

117、的圆点表示该轴所具有的转速，相邻两轴有传每一纵平行线上画有的圆点表示该轴所具有的转速，相邻两轴有传动联系的圆点间，用粗实线连接起来，表示出两轴间的传动副。由左动联系的圆点间，用粗实线连接起来，表示出两轴间的传动副。由左向右往下倾斜的连线代表降速传动比，由左向右往上倾斜的连线代表向右往下倾斜的连线代表降速传动比，由左向右往上倾斜的连线代表升速传动比，而连线平行时表示传动比为升速传动比，而连线平行时表示传动比为1: 1。图中可看出。图中可看出:450-1 400 r/min的的6级转速是通过高速传动路线表达式得到的，而级转速是通过高速传动路线表达式得到的，而10-500 r/min的的18级转速是

118、由低速传动路线表达式得到的。级转速是由低速传动路线表达式得到的。二、进给运动传动链二、进给运动传动链 进给传动链是实现刀具纵向或横向移动的传动链。卧式车床在切削进给传动链是实现刀具纵向或横向移动的传动链。卧式车床在切削螺纹时，进给传动链是内联系传动链，主轴每均匀转一转，刀架应均螺纹时，进给传动链是内联系传动链，主轴每均匀转一转，刀架应均匀移动工件螺纹的导程。匀移动工件螺纹的导程。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 在切削圆柱面和端面时，进给传动链是外联系传动链，进给量也是在切削圆柱面和端面时，进给传动链是外联系传动链，进给量也是以工件每转一转时刀架的移动量来计算的。所以在分析进给链时都

119、是以工件每转一转时刀架的移动量来计算的。所以在分析进给链时都是把主轴和刀架作为传动链的两末端件。把主轴和刀架作为传动链的两末端件。 1.车螺纹运动车螺纹运动 CA6140型卧式车床可车削米制、模数制、英制和径节制四种标准型卧式车床可车削米制、模数制、英制和径节制四种标准螺纹，另外还可加工大导程螺纹、非标准螺纹及精密螺纹。螺纹，另外还可加工大导程螺纹、非标准螺纹及精密螺纹。 车削螺纹时，刀架通过车螺纹传动链得到运动，其两端件主轴车削螺纹时，刀架通过车螺纹传动链得到运动，其两端件主轴刀刀架之间必须保持严格的运动关系，即主轴每转一转，刀具移动一个被架之间必须保持严格的运动关系，即主轴每转一转，刀具移

120、动一个被加工螺纹的导程。由此，结合传动系统图可得车螺纹传动的运动平衡加工螺纹的导程。由此，结合传动系统图可得车螺纹传动的运动平衡式。式。 I轴轴xu定定xuXxL丝丝=S上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识式中式中 u定定主轴至丝杠间全部定比传动机构的总传动比，是一常数主轴至丝杠间全部定比传动机构的总传动比，是一常数; uX主轴至丝杠间换置机构的可变传动比主轴至丝杠间换置机构的可变传动比; L丝丝机床丝杠的导程。机床丝杠的导程。 S工件螺纹的导程。工件螺纹的导程。 上式中，上式中，u定定与与L丝丝均为定值，可见，要加工不同导程的螺纹，关键是均为定值，可见，要加工不同导程的螺纹，关键是调整

121、车螺纹传动链中换置机构的传动比。调整车螺纹传动链中换置机构的传动比。 (1)车米制螺纹。米制螺纹是应用最广泛的一种螺纹，在国家标准中车米制螺纹。米制螺纹是应用最广泛的一种螺纹，在国家标准中规定了标准螺距值。下表列出了规定了标准螺距值。下表列出了CA6140型车床能车制的常用米制螺型车床能车制的常用米制螺纹标准螺距值。从表中可看出，米制螺纹标准螺距值的排列为分段等纹标准螺距值。从表中可看出，米制螺纹标准螺距值的排列为分段等差数列，其特点是每行中的螺距值按等差数列排列，每列中的螺距值差数列，其特点是每行中的螺距值按等差数列排列，每列中的螺距值又成一公比为又成一公比为2的等比数列，如的等比数列，如表

122、表3-2所示。所示。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 (2)车削英制螺纹。英制螺纹在采用英制的国家车削英制螺纹。英制螺纹在采用英制的国家(如英国、美国、加如英国、美国、加拿大等拿大等)中应用较广泛。我国的部分管螺纹日前一也采用英制螺纹。中应用较广泛。我国的部分管螺纹日前一也采用英制螺纹。 英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数a(扣扣/i司表示，英制螺纹的导司表示，英制螺纹的导程程Sa = K/a in。其中，。其中，a的标准值一也是按分段等差数列的规律排列，的标准值一也是按分段等差数列的规律排列，所以，英制螺纹的导程是分段的调和数列，当所以，英制螺纹的导程

123、是分段的调和数列，当K=1时，时，a值与值与u基和基和u倍的关系见倍的关系见表表3-3。 (3)车大导程螺纹。当需要车削导程大于车大导程螺纹。当需要车削导程大于表表3-2所列之值的大导程螺所列之值的大导程螺纹时纹时(如加工多头螺纹、油槽等如加工多头螺纹、油槽等)，可通过扩大主轴，可通过扩大主轴VI至轴至轴IX之间传动之间传动比来进行加工。比来进行加工。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 (4)车削模数螺纹。模数螺纹主要是米制蜗杆，有时某些特殊丝杠车削模数螺纹。模数螺纹主要是米制蜗杆，有时某些特殊丝杠的导程也是模数制的。米制蜗杆的齿距为的导程也是模数制的。米制蜗杆的齿距为m,，所以模数螺

124、纹的导程，所以模数螺纹的导程为为Sm= Km，这里，这里K为螺纹的头数。为螺纹的头数。 模数模数m的标准值一也是按分段等差数列规律排列的，但在模数螺纹的标准值一也是按分段等差数列规律排列的，但在模数螺纹导程导程Sm=Km中含有特殊因子中含有特殊因子，模数，模数m值见值见表表3-4。 (5)车非标准螺纹及精密螺纹。车非标准螺纹及精密螺纹。 (6)车削径节螺纹。车削径节螺纹。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 2.纵向与横向进给运动纵向与横向进给运动 CA6140型卧式车床作机动进给时，从主轴型卧式车床作机动进给时，从主轴VI至进给箱轴至进给箱轴X的传的传动路线表达式与车削螺纹时的传动路线

125、表达式相同，轴动路线表达式与车削螺纹时的传动路线表达式相同，轴X上滑移齿上滑移齿轮轮Z28处于左位，使处于左位，使M5脱开，从而切断进给箱与丝杆的联系。运动由脱开，从而切断进给箱与丝杆的联系。运动由齿轮副齿轮副28/56及联轴节传至光杠及联轴节传至光杠X IX，再由光杠通过溜板箱中的传动，再由光杠通过溜板箱中的传动机构，分别传至齿轮齿条机构或横向进给丝杠机构，分别传至齿轮齿条机构或横向进给丝杠XX，使刀架作纵向或，使刀架作纵向或横向机动进给。横向机动进给。 CA6140型卧式车床可以通过四种不同的传动路线表达式实现机动型卧式车床可以通过四种不同的传动路线表达式实现机动进给运动，从而获得纵向和横

126、向进给量各进给运动，从而获得纵向和横向进给量各64种，种，CA6140型卧式车床型卧式车床纵向进给量见表纵向进给量见表3-6所示。所示。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识3-2-3 CA6140型卧式车床典型结构型卧式车床典型结构 一、主轴箱一、主轴箱 主轴箱主要由主轴部件、传动机构、开停与制动装置、操纵机构及主轴箱主要由主轴部件、传动机构、开停与制动装置、操纵机构及润滑装置等组成。为了便于了解主轴箱内各传动件的传动关系，传动润滑装置等组成。为了便于了解主轴箱内各传动件的传动关系，传动件的结构、形状、装配方式及其支承结构，常采用展开图的形式表示。件的结构、形状、装配方式及其支承结构，常

127、采用展开图的形式表示。图图3-6为为CA6140型卧式车床主轴箱展开图。型卧式车床主轴箱展开图。 展开图基本上是按主轴箱内各传动轴的传动顺序，沿其轴线取剖切展开图基本上是按主轴箱内各传动轴的传动顺序，沿其轴线取剖切面，再展开绘制而成面，再展开绘制而成(图图3-6)。展开图中一些有传动关系的轴在展开后。展开图中一些有传动关系的轴在展开后被分开了，如轴被分开了，如轴III和轴和轴IV、轴、轴V和轴和轴VI等，从而使相互啮合的齿轮副等，从而使相互啮合的齿轮副也被分开了，因而在读图时应予以注意。以下对主轴箱内主要部件的也被分开了，因而在读图时应予以注意。以下对主轴箱内主要部件的结构结构(图图3-7)、

128、工作原理及调整方法进行介绍。、工作原理及调整方法进行介绍。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 1.却荷式带轮装置却荷式带轮装置 主电动机通过带传动使轴旋转，为提高轴主电动机通过带传动使轴旋转，为提高轴I旋转的平稳性，轴旋转的平稳性，轴I上的上的带轮采用了卸荷结构。如带轮采用了卸荷结构。如图图3-8所示，带轮所示，带轮2通过螺钉与花键套通过螺钉与花键套1联成联成一体，支承在法兰一体，支承在法兰3内的两个深沟球轴承上。法兰内的两个深沟球轴承上。法兰3则用螺钉固定在主则用螺钉固定在主轴箱体轴箱体4上。当带轮上。当带轮2通过花键套通过花键套1的内花键带动轴的内花键带动轴I旋转时，胶带的拉旋转

129、时，胶带的拉力经轴承轴、法兰力经轴承轴、法兰3传至箱体，这样轴传至箱体，这样轴I就免受胶带拉力，减少了轴的就免受胶带拉力，减少了轴的弯曲变形，提高了传动平稳性。弯曲变形，提高了传动平稳性。 2.双向多片式摩擦离合器和制动器的结构及其调整双向多片式摩擦离合器和制动器的结构及其调整 轴轴I上装有双向多片式摩擦离合器上装有双向多片式摩擦离合器(图图3-9)用以控制主轴的启动、停用以控制主轴的启动、停止及换向。轴止及换向。轴I右半部为空心轴，在其右端安装有可绕圆柱销右半部为空心轴，在其右端安装有可绕圆柱销11摆动的摆动的元宝形摆块元宝形摆块12。元宝形摆块下端弧形尾部卡在拉杆。元宝形摆块下端弧形尾部卡

130、在拉杆9的缺的缺u槽内。槽内。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 当拨叉当拨叉13由操纵机构控制，拨动滑套由操纵机构控制，拨动滑套10右移时，摆块右移时，摆块12绕销轴绕销轴11顺时针摆动，其尾部拨动拉杆顺时针摆动，其尾部拨动拉杆9向左移动。拉杆通过固定在其左端的向左移动。拉杆通过固定在其左端的长销长销6，带动压套，带动压套5和螺母和螺母4压紧左离合器的内、外摩擦片压紧左离合器的内、外摩擦片2, 3,从而将从而将轴轴I的运动传至空套其上的齿轮的运动传至空套其上的齿轮1，使主轴得到正转。，使主轴得到正转。 当滑套当滑套10向左移动时，元宝形摆块绕销轴向左移动时，元宝形摆块绕销轴11逆时

131、针摆动，从而使拉逆时针摆动，从而使拉杆杆9通过压套通过压套5螺母螺母7，使右离合器内外摩擦片压紧，并使轴，使右离合器内外摩擦片压紧，并使轴I的运动传的运动传至齿轮至齿轮8,再经由安装在轴再经由安装在轴VII上的中间轮，将运动传至轴上的中间轮，将运动传至轴II(如如图图3-6)，从而使主轴反转。当滑套处于中间位置时，左右离合器内外摩擦片均从而使主轴反转。当滑套处于中间位置时，左右离合器内外摩擦片均松开，主轴停转。松开，主轴停转。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 为了在摩擦离合器松开后，克服惯性作用，使主轴迅速制动，在为了在摩擦离合器松开后，克服惯性作用，使主轴迅速制动，在主轴箱轴主轴箱

132、轴IV上装有制动装置上装有制动装置(如如图图3-11)。制动装置由通过花键与轴。制动装置由通过花键与轴W连接的制动盘连接的制动盘16、制动带、制动带15、杠杆、杠杆14以及调整装置等组成。制动带内以及调整装置等组成。制动带内侧固定一层钢丝石棉以增大制动摩擦力矩。制动带一端通过调节螺钉侧固定一层钢丝石棉以增大制动摩擦力矩。制动带一端通过调节螺钉12与箱体连接，另一端固定在杠杆上端。当杠杆与箱体连接，另一端固定在杠杆上端。当杠杆14绕心轴逆时针摆动绕心轴逆时针摆动时，拉动制动带，使其包紧在制动轮上，并通过制动带与制动轮之间时，拉动制动带，使其包紧在制动轮上，并通过制动带与制动轮之间的摩擦力使主轴得

133、到迅速制动。制动摩擦力矩的大小可用螺钉的摩擦力使主轴得到迅速制动。制动摩擦力矩的大小可用螺钉12进行进行调整。调整。 摩擦离合器和制动装置使用一定时间后应进行调整。摩擦离合器和制动装置使用一定时间后应进行调整。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 如摩擦离合器中摩擦片间隙过大，压紧力足，不能传递足够的摩擦如摩擦离合器中摩擦片间隙过大，压紧力足，不能传递足够的摩擦力矩，会使摩擦片间发生相对打滑，这样会使摩擦片摩擦加剧，导致力矩，会使摩擦片间发生相对打滑，这样会使摩擦片摩擦加剧，导致主轴箱内温度升高，严重时会使主轴不能正常传动主轴箱内温度升高，严重时会使主轴不能正常传动;如间隙过小，不能如间

134、隙过小，不能完全脱开，也会使摩擦片间相对打滑和发热，而且还会使主轴制动不完全脱开，也会使摩擦片间相对打滑和发热，而且还会使主轴制动不灵，因而片式摩擦离合器应通过螺母灵，因而片式摩擦离合器应通过螺母4, 7和弹簧销和弹簧销14正确调整正确调整(图图3-9)。制动装置中制动带松紧程度也应通过调节螺钉。制动装置中制动带松紧程度也应通过调节螺钉12适当调整适当调整(图图3-10)，以达到在要求停车时，主轴能迅速制动，以达到在要求停车时，主轴能迅速制动;而在开车时，制动带则完全而在开车时，制动带则完全松开。松开。 双向多片式摩擦离合器与制动装置采用一套操纵机构控制双向多片式摩擦离合器与制动装置采用一套操

135、纵机构控制(图图3-10)以协调两机构的工作。以协调两机构的工作。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 当抬起或压下手柄当抬起或压下手柄21时，通过轴时，通过轴20 ,曲柄曲柄19及扇形齿轮及扇形齿轮18，使齿条，使齿条轴轴17向右或向左移动，再通过元宝形摆块向右或向左移动，再通过元宝形摆块23、拉杆、拉杆9使左边或右边离使左边或右边离合器结合，使主轴正转或反转。此时杠杆合器结合，使主轴正转或反转。此时杠杆14下端位于齿条轴圆弧形凹下端位于齿条轴圆弧形凹槽内，制动带处于松开状态。槽内，制动带处于松开状态。 当操纵手柄当操纵手柄21处于中间位置时，齿条轴处于中间位置时，齿条轴17和滑套和滑

136、套10也处于中间位也处于中间位置，摩擦离合器左、右摩擦片组都松开，主轴与运动源断开。这时，置，摩擦离合器左、右摩擦片组都松开，主轴与运动源断开。这时，杠杆杠杆14下端被齿条轴两圆弧形凹槽间凸起部分顶起，从而拉紧制动带，下端被齿条轴两圆弧形凹槽间凸起部分顶起，从而拉紧制动带，使主轴迅速制动。使主轴迅速制动。 3.传动轴及其轴承的调整传动轴及其轴承的调整 主轴箱内传动轴转速较高，通常采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。主轴箱内传动轴转速较高，通常采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 一般采用二支承结构，对较长的传动轴，为提高刚度，也采用三支一般采用二支承结构，对较

137、长的传动轴，为提高刚度，也采用三支承，如轴承，如轴III的两端各有一个圆锥滚子轴承，中间还有一深沟球轴承作的两端各有一个圆锥滚子轴承，中间还有一深沟球轴承作附加支承附加支承(见见图图3-6)。 在传动轴靠箱体外壁一端有轴承间隙调整装置，可通过螺钉、压盖在传动轴靠箱体外壁一端有轴承间隙调整装置，可通过螺钉、压盖推动轴承外圈，同时调整传动轴两端轴承的间隙。传动轴与齿轮一般推动轴承外圈，同时调整传动轴两端轴承的间隙。传动轴与齿轮一般通过花键相连接。齿轮的轴向固定通常采用弹性挡圈、隔套、轴肩和通过花键相连接。齿轮的轴向固定通常采用弹性挡圈、隔套、轴肩和半圆环等实现。如轴半圆环等实现。如轴V上的三个固定

138、齿轮通过左右两端顶在轴承内圈上的三个固定齿轮通过左右两端顶在轴承内圈上的挡圈以及中间的隔套而得以轴向固定。空套齿轮与传动轴之间，上的挡圈以及中间的隔套而得以轴向固定。空套齿轮与传动轴之间，装有滚动轴承或铜套。如轴装有滚动轴承或铜套。如轴I上的齿轮就是通过轴承空套在轴上的。上的齿轮就是通过轴承空套在轴上的。 4.主轴部件结构及其轴承的调整主轴部件结构及其轴承的调整 主轴部件主要由主轴、主轴支承及安装在主轴上的齿轮等组成主轴部件主要由主轴、主轴支承及安装在主轴上的齿轮等组成(见见图图3-12)。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 主轴是外部有花键、内部空心的阶梯轴。主轴的内孔可通过长的棒主

139、轴是外部有花键、内部空心的阶梯轴。主轴的内孔可通过长的棒料或用于通过气动、液压或电动夹紧装置机构。在拆卸主轴顶尖时，料或用于通过气动、液压或电动夹紧装置机构。在拆卸主轴顶尖时，还可由孔穿过拆卸钢棒。主轴前端加工有莫氏还可由孔穿过拆卸钢棒。主轴前端加工有莫氏6号锥度的锥孔，用于号锥度的锥孔，用于安装前顶尖。安装前顶尖。 主轴部件采用三支承结构，前后支承处分别装有双列圆柱滚子轴承，主轴部件采用三支承结构，前后支承处分别装有双列圆柱滚子轴承，中间支承为圆柱滚子轴承。双列圆柱滚子轴承具有旋转精度高、刚度中间支承为圆柱滚子轴承。双列圆柱滚子轴承具有旋转精度高、刚度好、调整方便等优点，但只能承受径向载荷。

140、前支承处还装有一个好、调整方便等优点，但只能承受径向载荷。前支承处还装有一个60。角接触的双向推力角接触球轴承，用以承受左右两个方向的轴向力。角接触的双向推力角接触球轴承，用以承受左右两个方向的轴向力。轴承的间隙对主轴回转精度有较大影响，使用中由于磨损导致间隙增轴承的间隙对主轴回转精度有较大影响，使用中由于磨损导致间隙增大时，应及时进行调整。调整前轴承时，先松开轴承右端螺母大时，应及时进行调整。调整前轴承时，先松开轴承右端螺母23再拧再拧开左端螺母开左端螺母26上的紧定螺钉，然后拧动螺母上的紧定螺钉，然后拧动螺母26，通过轴承左、右内圈，通过轴承左、右内圈及垫圈，使双列圆柱滚子轴承及垫圈，使双

141、列圆柱滚子轴承22的内圈相对主轴锥形轴颈右移。的内圈相对主轴锥形轴颈右移。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 在锥面作用下，轴承内圈径向外涨，从而消除轴承间隙。后轴承在锥面作用下，轴承内圈径向外涨，从而消除轴承间隙。后轴承的调整方法与前轴承类似，但一般情况下，只需调整前轴承即可。推的调整方法与前轴承类似，但一般情况下，只需调整前轴承即可。推力轴承力轴承25的间隙由垫圈予以控制，如间隙增大，可通过磨削垫圈来进的间隙由垫圈予以控制，如间隙增大，可通过磨削垫圈来进行调整。行调整。 由于采用三支承结构的箱体加工工艺性较差，前、中、后三个支承由于采用三支承结构的箱体加工工艺性较差，前、中、后三个

142、支承孔很难保证有较高的同轴度，因而主轴安装时易产生变形，影响传动孔很难保证有较高的同轴度，因而主轴安装时易产生变形，影响传动件精确啮合，工作时噪声及发热较大。所以主轴前端与卡盘或拨盘等件精确啮合，工作时噪声及发热较大。所以主轴前端与卡盘或拨盘等夹具结合部分采用短锥法兰式结构夹具结合部分采用短锥法兰式结构(如如图图3-13)。主轴。主轴3以前端短锥和轴以前端短锥和轴肩端面作为定位面，通过四个螺栓肩端面作为定位面，通过四个螺栓5及其螺母及其螺母6将卡盘或拨盘固定在主将卡盘或拨盘固定在主轴前端，而由安装在轴肩的端面键传递扭矩。轴前端，而由安装在轴肩的端面键传递扭矩。上一页 下一页返回3-2 相关知识

143、相关知识 安装时先将螺母安装时先将螺母6及螺栓及螺栓5安装在卡盘座上，然后将带螺母的螺栓从安装在卡盘座上，然后将带螺母的螺栓从主轴轴肩和锁紧盘主轴轴肩和锁紧盘2的孔中穿过去，再将锁紧盘拧过一个角度，使四的孔中穿过去，再将锁紧盘拧过一个角度，使四个螺栓进人锁紧盘孔圆弧槽较窄的部位，把螺栓卡住。拧紧螺母个螺栓进人锁紧盘孔圆弧槽较窄的部位，把螺栓卡住。拧紧螺母6和和螺钉螺钉1就可把卡盘或拨盘紧固在轴端。短锥法兰式轴端结构具有定心就可把卡盘或拨盘紧固在轴端。短锥法兰式轴端结构具有定心精度高，轴端悬伸长度小，刚度好，安装方便等优点，应用较多。精度高，轴端悬伸长度小，刚度好，安装方便等优点，应用较多。 5

144、. II -III轴上的六级变速操纵结构轴上的六级变速操纵结构 主轴箱内轴且可通过轴主轴箱内轴且可通过轴-III间双联滑移齿轮机构及轴间双联滑移齿轮机构及轴-III间三联间三联滑移齿轮机构得到六种转速。控制这两个滑移齿轮机构的是一个单手滑移齿轮机构得到六种转速。控制这两个滑移齿轮机构的是一个单手柄六级变速操纵机构柄六级变速操纵机构(图图3-14)。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 主轴箱内轴主轴箱内轴II可通过轴可通过轴I-II间双联滑移齿轮机构及轴间双联滑移齿轮机构及轴II-III间三联滑移间三联滑移齿轮机构得到六级转速。控制这两个滑移齿轮机构的是一个单手柄六齿轮机构得到六级转速。

145、控制这两个滑移齿轮机构的是一个单手柄六级变速操纵机构。转动手柄级变速操纵机构。转动手柄9可通过链轮、链条带动装在轴可通过链轮、链条带动装在轴7上的盘形上的盘形凸轮凸轮6和曲柄和曲柄5上的曲柄销上的曲柄销4同时转动。手柄轴和轴同时转动。手柄轴和轴7的传动比为的传动比为1: 1，因而手柄旋转因而手柄旋转1周，盘形凸轮周，盘形凸轮6和曲柄销和曲柄销4也均转过也均转过1周。盘形凸轮上的周。盘形凸轮上的封闭曲线槽由半径不同的两段圆弧和过渡直线组成。杠杆封闭曲线槽由半径不同的两段圆弧和过渡直线组成。杠杆11上端有一上端有一销子销子10插人盘形凸轮曲线槽内，下端也有一个销子后面装有滑块，并插人盘形凸轮曲线槽

146、内，下端也有一个销子后面装有滑块，并嵌于拨叉嵌于拨叉12的槽内。当盘形凸轮上大半径圆弧的曲线槽转至杠杆的槽内。当盘形凸轮上大半径圆弧的曲线槽转至杠杆11上上端销子端销子10处时，销子往下移动，带动杠杆顺时针摆动，从而使双联滑处时，销子往下移动，带动杠杆顺时针摆动，从而使双联滑移齿轮移齿轮1处于左位处于左位;当盘形凸轮上小半径圆弧曲线槽转至销子处时，销当盘形凸轮上小半径圆弧曲线槽转至销子处时，销子往上移动，从而使滑移齿轮块子往上移动，从而使滑移齿轮块1处于右位。处于右位。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 曲柄曲柄5上的曲柄销上的曲柄销4上装有滑块，并嵌人拨叉上装有滑块，并嵌人拨叉3的槽

147、内。轴的槽内。轴7带动曲柄带动曲柄5转动时，曲柄销转动时，曲柄销4绕轴绕轴7转动，并通过拨叉转动，并通过拨叉3使三联滑移齿轮使三联滑移齿轮2被拨至被拨至左、中、右不同位置。每次顺序转动手柄左、中、右不同位置。每次顺序转动手柄600就可通过双联滑移齿轮就可通过双联滑移齿轮块块1左右不同位置与三联滑移齿轮块左右不同位置与三联滑移齿轮块2左、中、右三个不同位置的组合，左、中、右三个不同位置的组合，使轴使轴III得到六级转速。单手柄操纵六级变速的组合情况见得到六级转速。单手柄操纵六级变速的组合情况见表表3-7。 二、进给箱二、进给箱 进给箱主要由基本螺距机构、增倍机构、变换螺纹种类的移换机构进给箱主要

148、由基本螺距机构、增倍机构、变换螺纹种类的移换机构及操纵机构等组成。箱内主要传动轴以两组同心轴的形式布置及操纵机构等组成。箱内主要传动轴以两组同心轴的形式布置(见见 图图3-15)。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识三、溜板箱三、溜板箱 溜板箱内包含以下机构溜板箱内包含以下机构:实现刀架快慢移动转换的超越离合器，起实现刀架快慢移动转换的超越离合器，起过载保护作用的安全离合器，接通、断开丝杠传动的开合螺母机构，过载保护作用的安全离合器，接通、断开丝杠传动的开合螺母机构，接通、断开和转换纵、横向机动进给运动的操纵机构，以及避免运动接通、断开和转换纵、横向机动进给运动的操纵机构，以及避免运动

149、干涉的互锁机构。干涉的互锁机构。 1.单向超越离合器的结构及工作原理单向超越离合器的结构及工作原理 图图3-16是是CA6140型车床的安全离合器及单向超越离合器结构图。型车床的安全离合器及单向超越离合器结构图。 为了节省辅助时间及简化操作动作，在刀架快速移动过程中，光杠为了节省辅助时间及简化操作动作，在刀架快速移动过程中，光杠仍可继续转动而不必脱开进给运动传动链。这时，为了避免光杠和快仍可继续转动而不必脱开进给运动传动链。这时，为了避免光杠和快速电动机同时传动同一运动部件而使运动部件损坏，在溜板箱中使用速电动机同时传动同一运动部件而使运动部件损坏，在溜板箱中使用超越离合器。超越离合器。上一页

150、 下一页返回3-2 相关知识相关知识 2.安全离合器的结构及其调整安全离合器的结构及其调整 机动进给时，如果进给力过大或刀架移动受阻，则有可能损坏机件。机动进给时，如果进给力过大或刀架移动受阻，则有可能损坏机件。为此，在进给链中设有安全离合器为此，在进给链中设有安全离合器M、来自动地停止进给。、来自动地停止进给。 在在图图3-6中，单向超越离合器的星形体中，单向超越离合器的星形体5空套在空套在XX轴上。安全离合轴上。安全离合器的左半部器的左半部4用键固定在星形体上，右半部用键固定在星形体上，右半部10经花键与经花键与XX轴相连。正轴相连。正常情况下，安全离合器的左、右两半部由弹簧常情况下，安全

151、离合器的左、右两半部由弹簧3压紧在一起，运动经压紧在一起，运动经件件4, 5，安全离合器左、右两半间的齿，以及，安全离合器左、右两半间的齿，以及6传给传给XX轴。由于安全轴。由于安全离合器左右半部之间是螺旋形端面齿，故倾斜的接触面在传递转矩时离合器左右半部之间是螺旋形端面齿，故倾斜的接触面在传递转矩时产生轴向力，这个力靠弹簧产生轴向力，这个力靠弹簧3平衡，如进给力过大或刀架移动受阻，平衡，如进给力过大或刀架移动受阻，轴向力克服弹簧的弹力而使离合器的左右半部脱开啮合，停止进给。轴向力克服弹簧的弹力而使离合器的左右半部脱开啮合，停止进给。安全离合器的工作原理见安全离合器的工作原理见图图3-17。

152、上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 安全离合器是一种过载保护机构，其形状如安全离合器是一种过载保护机构，其形状如图图3-17中的中的5, 6号零件号零件;它可使机床的传动零件在过载时，自动断开传动，以免机构发生损坏。它可使机床的传动零件在过载时，自动断开传动，以免机构发生损坏。 3.开合螺母的结构及调整开合螺母的结构及调整 开合螺母的功用是接通或断开从丝杠传来的运动。车螺纹时，将开开合螺母的功用是接通或断开从丝杠传来的运动。车螺纹时，将开合螺母合上，丝杠通过开合螺母带动滑板箱及刀架。开合螺母由上、合螺母合上，丝杠通过开合螺母带动滑板箱及刀架。开合螺母由上、下两个半螺母下两个半螺母2和和

153、1组成，装在溜板箱体后壁的燕尾形导轨中，可上下组成，装在溜板箱体后壁的燕尾形导轨中，可上下移动移动(如如图图3-18)。上、下半螺母的背面各装有一个圆柱销。上、下半螺母的背面各装有一个圆柱销3,其伸出端其伸出端分别嵌在槽盘分别嵌在槽盘4的两条曲线槽中。扳动手柄的两条曲线槽中。扳动手柄6，经轴，经轴7使槽盘逆时针转使槽盘逆时针转动时，曲线槽迫使两圆柱销互相靠近，带动上、下螺母合拢，与丝杆动时，曲线槽迫使两圆柱销互相靠近，带动上、下螺母合拢，与丝杆啮合，刀架便由丝杠螺母经溜板箱传动。啮合，刀架便由丝杠螺母经溜板箱传动。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 槽盘顺时针转动时，曲线槽通过圆柱销使

154、两半螺母相互分离，与丝槽盘顺时针转动时，曲线槽通过圆柱销使两半螺母相互分离，与丝杠脱开啮合，刀架便停止进给。开合螺母合上时的啮合位置，由销钉杠脱开啮合，刀架便停止进给。开合螺母合上时的啮合位置，由销钉10限定。利用螺钉限定。利用螺钉9调节销钉调节销钉10的伸出长度，可调整丝杠与螺母之间的伸出长度，可调整丝杠与螺母之间的间隙。开合螺母与箱体上燕尾导轨间的间隙，可用螺钉的间隙。开合螺母与箱体上燕尾导轨间的间隙，可用螺钉5经镶条经镶条8进进行调整。行调整。 4.纵、横向机动进给操纵机构纵、横向机动进给操纵机构 图图3-19所示为纵、横向机动进给操纵机构。纵、横向机动进给的接所示为纵、横向机动进给操纵

155、机构。纵、横向机动进给的接通、断开和换向由一个手柄集中操纵。手柄通、断开和换向由一个手柄集中操纵。手柄1通过销轴通过销轴2与轴向固定的与轴向固定的轴轴23相连接。相连接。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 向左或向右扳动手柄时，手柄向左或向右扳动手柄时，手柄1下端缺口通过球头销下端缺口通过球头销4拨动轴拨动轴5轴向轴向移动，然后经杠杆移动，然后经杠杆11、连杆、连杆12,偏心销使圆柱形凸轮偏心销使圆柱形凸轮13转动。凸轮上转动。凸轮上的曲线槽通过圆销的曲线槽通过圆销14、轴、轴15和拨叉和拨叉16，拨动离合器，拨动离合器M、与空套在轴、与空套在轴XXII上的两个空套齿轮之一啮合，从而接

156、通纵向机动进给，并使刀架上的两个空套齿轮之一啮合，从而接通纵向机动进给，并使刀架向左或右移动。向左或右移动。 5.互锁机构的结构原理互锁机构的结构原理 机床工作时，如因操作错误同时将丝杠和纵、横向机动进给机床工作时，如因操作错误同时将丝杠和纵、横向机动进给(或快或快速运动速运动)接通，则将损坏机床。为防止发生上述事故，溜板箱中设有互接通，则将损坏机床。为防止发生上述事故，溜板箱中设有互锁机构，以保证开合螺母合上时，机动进给不能接通锁机构，以保证开合螺母合上时，机动进给不能接通;反之，机动进给反之，机动进给接通时，开合螺母不能合上。接通时，开合螺母不能合上。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相

157、关知识 图图3-20为互锁机构工作原理图，互锁机构由开合螺母操纵手柄轴为互锁机构工作原理图，互锁机构由开合螺母操纵手柄轴5的凸肩的凸肩a,固定套固定套4、球头销、球头销3和弹簧销和弹簧销2等组成。等组成。 图图3-20( a)是合上开合螺母的情况，这时由于轴是合上开合螺母的情况，这时由于轴5转过一个角度，它转过一个角度，它的凸肩的凸肩a嵌人轴嵌人轴6的槽中，将轴的槽中，将轴6卡住，使之不能转动，同时凸肩又将卡住，使之不能转动，同时凸肩又将装在固定套装在固定套4径向孔中的球头销径向孔中的球头销3往下压，使它的下端插人轴往下压，使它的下端插人轴1的孔中，的孔中，另一半在固定套中，所以就将轴另一半在

158、固定套中，所以就将轴1锁住，使之不能移动。因此，这时锁住，使之不能移动。因此，这时纵、横向机动进给都不能接通。纵、横向机动进给都不能接通。图图3-20(b)是轴是轴1移动后的情况，这时移动后的情况，这时纵向机动进给或纵向快速移动被接通。此时，由于轴纵向机动进给或纵向快速移动被接通。此时，由于轴1移动了位置，移动了位置，轴上的径向孔不再与球头销轴上的径向孔不再与球头销3对准，使球头销不能往下移动，因而轴对准，使球头销不能往下移动，因而轴5就被锁住而无法转动，一也就是开合螺母不能合上。就被锁住而无法转动，一也就是开合螺母不能合上。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 四、横向进给机构、刀架与

159、尾座四、横向进给机构、刀架与尾座 1.横向进给机构横向进给机构 在在图图3-21中，横向进给丝杠中，横向进给丝杠1的作用是将机动或手动传至其上的运的作用是将机动或手动传至其上的运动，经螺母传动使刀架获得横向进给运动。横向进给丝杠动，经螺母传动使刀架获得横向进给运动。横向进给丝杠1的右端支的右端支承在滑动轴承承在滑动轴承7和和11上，实现径向和轴向定位。利用螺母上，实现径向和轴向定位。利用螺母10可调整轴可调整轴承的间隙。承的间隙。 横向进给丝杠采用可调的双螺母结构。螺母固定在横向滑板横向进给丝杠采用可调的双螺母结构。螺母固定在横向滑板2的底的底面上，它由分开的两部分面上，它由分开的两部分18和

160、和21组成，中间用楔块组成，中间用楔块26隔开。当由于磨隔开。当由于磨损致使丝杠螺母之间间隙过大时，可将螺母损致使丝杠螺母之间间隙过大时，可将螺母21的紧固螺钉松开然后拧的紧固螺钉松开然后拧动楔块动楔块26上的螺钉上的螺钉19，将楔块，将楔块26向上拉紧，依靠斜楔的作用将螺母向上拉紧，依靠斜楔的作用将螺母21向左挤，使螺母向左挤，使螺母21与丝杠之间产生相对位移，减小螺母与丝杠的间与丝杠之间产生相对位移，减小螺母与丝杠的间隙。间隙调妥后，拧紧螺钉隙。间隙调妥后，拧紧螺钉19将螺母固定。将螺母固定。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识2.刀架刀架 刀架的功用是安装车刀并带动其作纵向、横向

161、和斜向进给运动，见刀架的功用是安装车刀并带动其作纵向、横向和斜向进给运动，见图图3- 22。在刀架转盘的底面上有圆柱形定心凸台。在刀架转盘的底面上有圆柱形定心凸台(图中未示出图中未示出)，与横，与横向滑板上的孔配合，可绕垂直轴线偏转角度使刀架滑板沿一定倾斜方向滑板上的孔配合，可绕垂直轴线偏转角度使刀架滑板沿一定倾斜方向进给，以便车削圆锥面。向进给，以便车削圆锥面。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 3.尾座尾座 图图3-23是是CA6140型卧式车床的尾座图。型卧式车床的尾座图。 尾座装在床身的尾座导轨上，它可以根据工件的长短调整纵向位置。尾座装在床身的尾座导轨上，它可以根据工件的长短

162、调整纵向位置。位置调整妥当后用快速紧固手柄位置调整妥当后用快速紧固手柄8加以夹紧，向后推动快速紧固手柄加以夹紧，向后推动快速紧固手柄8，通过偏心轴及拉杆，就可将尾座夹紧在床身导轨上。有时，为了将，通过偏心轴及拉杆，就可将尾座夹紧在床身导轨上。有时，为了将尾座紧固得更牢固可靠些，可拧紧螺母尾座紧固得更牢固可靠些，可拧紧螺母10，这时螺母，这时螺母10通过螺钉通过螺钉13用用压板压板14将尾座紧固地夹紧在床身上。后顶尖将尾座紧固地夹紧在床身上。后顶尖1安装在尾座套筒安装在尾座套筒3的锥孔的锥孔中。尾座套筒中。尾座套筒3装在尾座体的孔中，并由平键装在尾座体的孔中，并由平键16导向，所以它只能轴导向，

163、所以它只能轴向移动，不能转动。摇动手柄向移动，不能转动。摇动手柄9，可使尾座套筒，可使尾座套筒3纵向移动。当尾座套纵向移动。当尾座套筒移至所需位置后，可用手柄筒移至所需位置后，可用手柄4转动螺杆转动螺杆17通过通过18和和19以拉紧套筒，以拉紧套筒，从而将尾座套筒夹紧。从而将尾座套筒夹紧。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 在车削加工中，也可将钻头等孔加工刀具装在尾座套筒的锥孔中。在车削加工中，也可将钻头等孔加工刀具装在尾座套筒的锥孔中。这时，转动手轮这时，转动手轮9,借助于丝杠借助于丝杠5和螺母和螺母6的传动，可使尾座套筒的传动，可使尾座套筒3带动带动钻头等孔加工刀具纵向移动，进行孔

164、的加工。钻头等孔加工刀具纵向移动，进行孔的加工。 调整螺钉调整螺钉20和和22用于调整尾座体用于调整尾座体2的横向位置，一也就是调整后顶的横向位置，一也就是调整后顶尖中心线在水平面内的位置，使它与主轴中心线重合，或用以车削锥尖中心线在水平面内的位置，使它与主轴中心线重合，或用以车削锥度较小的锥面度较小的锥面(工件由前后顶尖支承工件由前后顶尖支承)。3-2-4 CA6140型卧式车床附件型卧式车床附件 CA6140型卧式车床主要用于加工回转表面。安装工件时，应该使型卧式车床主要用于加工回转表面。安装工件时，应该使要加工表面回转中心和车床主轴的中心线重合，以保证工件位置准确要加工表面回转中心和车床

165、主轴的中心线重合，以保证工件位置准确;同时还要把工件卡紧，以承受切削力，保证工作时安全。同时还要把工件卡紧，以承受切削力，保证工作时安全。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 在车床上常用的装卡附件有三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、中心架、在车床上常用的装卡附件有三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、中心架、跟刀架、心轴、花盘和弯板等。跟刀架、心轴、花盘和弯板等。一、三爪卡盘一、三爪卡盘 三爪卡盘构造如三爪卡盘构造如图图3-24所示。所示。二、四爪卡盘二、四爪卡盘 四爪卡盘外形如四爪卡盘外形如图图3-25所示。它不但可以安装截面是圆形的工件，所示。它不但可以安装截面是圆形的工件，还可以安装截面是方形、长方

166、形、椭圆或其他不规则形状的工件，如还可以安装截面是方形、长方形、椭圆或其他不规则形状的工件，如图图3-26。在圆盘上车偏心孔也常用四爪卡盘安装。此外，四爪卡盘较。在圆盘上车偏心孔也常用四爪卡盘安装。此外，四爪卡盘较三爪卡盘的卡紧力大，所以也用来安装较重的圆形截面工件。如果把三爪卡盘的卡紧力大，所以也用来安装较重的圆形截面工件。如果把四个卡爪各自调头安装到卡盘体上，起到四个卡爪各自调头安装到卡盘体上，起到“反爪反爪”作用，即可安装较作用，即可安装较大的工件，如大的工件，如图图3-27。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 三、顶尖三、顶尖 在车床上加工轴类工件时，往往用顶尖来安装工件，如在

167、车床上加工轴类工件时，往往用顶尖来安装工件，如图图3-28所示。所示。把轴架在前后两个顶尖上，前顶尖装在主轴锥孔内，并和主轴一起旋把轴架在前后两个顶尖上，前顶尖装在主轴锥孔内，并和主轴一起旋转，后顶尖装在尾架套筒内，前后顶尖就确定厂轴的位置。将卡箍卡转，后顶尖装在尾架套筒内，前后顶尖就确定厂轴的位置。将卡箍卡紧在轴端上，卡箍的尾部伸人到拨盘的槽中，拨盘安装在主轴上紧在轴端上，卡箍的尾部伸人到拨盘的槽中，拨盘安装在主轴上(安装安装方式与三爪卡盘相同方式与三爪卡盘相同)并随主轴一起转动，通过拨盘带动卡箍即可使轴并随主轴一起转动，通过拨盘带动卡箍即可使轴转动。转动。 常用的顶尖有死顶尖和活顶尖两种，

168、其形状如常用的顶尖有死顶尖和活顶尖两种，其形状如图图3-29所示。前顶尖所示。前顶尖用死顶尖。在高速切削时，为厂防止后顶尖与中心孔由于摩擦发热过用死顶尖。在高速切削时，为厂防止后顶尖与中心孔由于摩擦发热过大而磨损或烧坏，常采用活顶尖。由于活顶尖的准确度不如死顶尖高，大而磨损或烧坏，常采用活顶尖。由于活顶尖的准确度不如死顶尖高，故一般用于轴的粗加工或半精加工。故一般用于轴的粗加工或半精加工。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 轴的精度要求比较高时，后顶尖也应使用死顶尖，但要合理选择切轴的精度要求比较高时，后顶尖也应使用死顶尖，但要合理选择切削速度。用顶尖安装轴类工件的步骤如下削速度。用顶

169、尖安装轴类工件的步骤如下: (1)在轴的两端打中心孔在轴的两端打中心孔; (2)安装校正顶尖安装校正顶尖; (3)安装工件。安装工件。 首先在轴的一端安装卡箍，稍微拧紧卡箍的螺钉。另一端的中心孔首先在轴的一端安装卡箍，稍微拧紧卡箍的螺钉。另一端的中心孔涂上黄油。但如用活顶尖，就不必涂黄油。对于已加工表面，装卡箍涂上黄油。但如用活顶尖，就不必涂黄油。对于已加工表面，装卡箍时应该垫上一个开缝的小套或包上薄铁皮以免夹伤工件。轴在顶尖上时应该垫上一个开缝的小套或包上薄铁皮以免夹伤工件。轴在顶尖上安装的步骤如安装的步骤如图图3-30所示。所示。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 在顶尖上安装轴

170、类工件，由于两端都是锥面定位，其定位的准确度在顶尖上安装轴类工件，由于两端都是锥面定位，其定位的准确度比较高，即使多次装卸与调头，零件的轴线始终是两端锥孔中心的连比较高，即使多次装卸与调头，零件的轴线始终是两端锥孔中心的连线，即保持厂轴的中心线位置不变。因而，能保证在多次安装中所加线，即保持厂轴的中心线位置不变。因而，能保证在多次安装中所加工的各个外圆面有较高的同轴度。工的各个外圆面有较高的同轴度。 四、中心架与跟刀架四、中心架与跟刀架 加工细长轴时，为厂防止轴受切削力的作用而产生弯曲变形，往往加工细长轴时，为厂防止轴受切削力的作用而产生弯曲变形，往往需要加用中心架或跟刀架。需要加用中心架或跟

171、刀架。 中心架固定于床面上。支承工件前先在工件上车出一小段光滑表中心架固定于床面上。支承工件前先在工件上车出一小段光滑表面，然后调整中心架的三个支承爪与其接触，再分段进行车削。面，然后调整中心架的三个支承爪与其接触，再分段进行车削。 图图3-31(a)是利用中心架车外圆，工件的右端加工完毕后调头再加工另是利用中心架车外圆，工件的右端加工完毕后调头再加工另一端。一端。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 加工长轴的端面和轴端的孔时，可用卡盘夹持轴的一端，用中心架加工长轴的端面和轴端的孔时，可用卡盘夹持轴的一端，用中心架支承轴的另一端，如支承轴的另一端，如3-31(b)所示。中心架多用于加工

172、阶梯轴。所示。中心架多用于加工阶梯轴。 跟刀架与中心架不同，它固定于大刀架上，并随大刀架一起作纵向移跟刀架与中心架不同，它固定于大刀架上，并随大刀架一起作纵向移动。使用跟刀架需先在工件上靠后顶尖的一端车出一小段外圆，根据动。使用跟刀架需先在工件上靠后顶尖的一端车出一小段外圆，根据它来调节跟刀架的支承爪，然后再车出工件的全长。跟刀架多用于加它来调节跟刀架的支承爪，然后再车出工件的全长。跟刀架多用于加工细长的光轴和长杆等工件，见工细长的光轴和长杆等工件，见图图3-32。 应用跟刀架或中心架时，工件被支承部分应是加工过的外圆表面，应用跟刀架或中心架时，工件被支承部分应是加工过的外圆表面，并要加机油润

173、滑。工件的转速不能很高，以免工件与支承爪之间摩擦并要加机油润滑。工件的转速不能很高，以免工件与支承爪之间摩擦过热而烧坏或磨损支承爪。过热而烧坏或磨损支承爪。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识五、心轴五、心轴 盘套类零件在卡盘上加工时，其外圆、孔和两个端面无法在一次安盘套类零件在卡盘上加工时，其外圆、孔和两个端面无法在一次安装中全部加工完。装中全部加工完。 如果把零件调头安装再加工，往往无法保证零件的径向跳动如果把零件调头安装再加工，往往无法保证零件的径向跳动(外圆外圆与孔与孔)和端面跳动和端面跳动(端面与孔端面与孔)的要求。因此需要利用已精加工过的孔把的要求。因此需要利用已精加工过的

174、孔把零件装在心轴上，再把心轴安装在前后顶尖之间来加工外圆或端面。零件装在心轴上，再把心轴安装在前后顶尖之间来加工外圆或端面。 心轴种类很多，常用的有锥度心轴和圆柱体心轴。心轴种类很多，常用的有锥度心轴和圆柱体心轴。 在在图图3-33中，中，1为锥度心轴，锥度一般为为锥度心轴，锥度一般为1:2 0001:5 000。工件。工件2压人后靠摩擦力与心轴固紧。这种心轴装卸方便，对中准确，但不能压人后靠摩擦力与心轴固紧。这种心轴装卸方便，对中准确，但不能承受较大的切削力。多用于精加工盘套类零件。承受较大的切削力。多用于精加工盘套类零件。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 在在图图3-34中，中

175、，1为圆柱体心轴，其对中准确度较前者差。工件为圆柱体心轴，其对中准确度较前者差。工件4装人装人后加上垫圈后加上垫圈3,用螺母用螺母2锁紧。其夹紧力较大，多用于加工盘类零件。锁紧。其夹紧力较大，多用于加工盘类零件。用这种心轴，工件的两个端面都需要和孔垂直，以免当螺母拧紧时，用这种心轴，工件的两个端面都需要和孔垂直，以免当螺母拧紧时，心轴弯曲变形。心轴弯曲变形。 六、花盘、弯板及压板、螺栓六、花盘、弯板及压板、螺栓 在车床上加工形状不规则的大型工件，为保证加工平面与安装平面在车床上加工形状不规则的大型工件，为保证加工平面与安装平面的平行的平行;或加工外圆、孔的轴线与安装平面的垂直，可以把工件直接压

176、或加工外圆、孔的轴线与安装平面的垂直，可以把工件直接压在花盘上加工。花盘是安装在车床主轴上的一个大圆盘，盘面上的许在花盘上加工。花盘是安装在车床主轴上的一个大圆盘，盘面上的许多长槽用以穿放螺栓，如多长槽用以穿放螺栓，如图图3-35所示。花盘的端面必须平整，且跳动所示。花盘的端面必须平整，且跳动量很小。用花盘安装工件时，需经过仔细找正。量很小。用花盘安装工件时，需经过仔细找正。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 有些复杂的零件要求孔的轴线与安装面平行，或要求孔的轴线垂直有些复杂的零件要求孔的轴线与安装面平行，或要求孔的轴线垂直相交时，可用花盘、弯板安装工件，如相交时，可用花盘、弯板安装

177、工件，如图图3-36所示。弯板要有一定的所示。弯板要有一定的刚度和强度，用于贴靠花盘和安放工件的两个面应有较高的垂直度。刚度和强度，用于贴靠花盘和安放工件的两个面应有较高的垂直度。弯板安装在花盘上要仔细地进行找正，工件紧固于弯板上也须找正。弯板安装在花盘上要仔细地进行找正，工件紧固于弯板上也须找正。 用花盘或花盘、弯板安装工件，由于重心常偏向一边，需要在另一用花盘或花盘、弯板安装工件，由于重心常偏向一边，需要在另一边上加平衡铁予以平衡，以减小旋转时的振动。边上加平衡铁予以平衡，以减小旋转时的振动。3-2-5其他车床简介其他车床简介 一、立式车床一、立式车床 立式车床是用来加工大型盘类零件的。立

178、式车床是用来加工大型盘类零件的。图图3-37是立式车床的外形图。是立式车床的外形图。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 它的主轴处于垂直位置，安装工件用的花盘它的主轴处于垂直位置，安装工件用的花盘(或卡盘或卡盘)处于水平位置。处于水平位置。即使安装厂大型零件，运转仍很平稳。立柱上装有横梁，可上下移动即使安装厂大型零件，运转仍很平稳。立柱上装有横梁，可上下移动;立柱及横梁上都装有刀架，可作上下左右移动。立柱及横梁上都装有刀架，可作上下左右移动。 1.主参数主参数 最大车削直径。最大车削直径。 2.主要特征主要特征 主轴立式布置，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横梁或立主轴立式布置，工

179、件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横梁或立柱上移动。柱上移动。 3.主要用途主要用途 适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 立车主要用于加工直径大、长度短的大型、重型工件和不易在卧立车主要用于加工直径大、长度短的大型、重型工件和不易在卧式车床上装夹的工件，回转直径满足的情况下，太重的工件在卧式车式车床上装夹的工件，回转直径满足的情况下，太重的工件在卧式车床不易装夹，由于本身自重，对加工精度有影响，采用立式车床可以床不易装夹，由于本身自重，对加工精度有影响，采用立式车床可以解决上述问题。解决

180、上述问题。 立式车床一般可分为单柱式和双柱式。小型立式车床一般做成单柱立式车床一般可分为单柱式和双柱式。小型立式车床一般做成单柱式，大型立式车床做成双柱式。立式车床结构的主要特点是它的主轴式，大型立式车床做成双柱式。立式车床结构的主要特点是它的主轴处于垂直位置。处于垂直位置。 4.结构特点结构特点 立式车床主轴轴线为垂直布局，工作台台面处于水平平面内，因此立式车床主轴轴线为垂直布局，工作台台面处于水平平面内，因此工件的夹装与找正比较方便。这种布局减轻厂主轴及轴承的荷载，因工件的夹装与找正比较方便。这种布局减轻厂主轴及轴承的荷载，因此立式车床能够较长期的保持工作精度。此立式车床能够较长期的保持工

181、作精度。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识二、转塔车床二、转塔车床 对于外形复杂而且多具有内孔的成批零件，用转塔车床加工较为合对于外形复杂而且多具有内孔的成批零件，用转塔车床加工较为合适。转塔车床与卧式车床不同的地方是有一个可转动的六角刀架，代适。转塔车床与卧式车床不同的地方是有一个可转动的六角刀架，代替厂卧式车床上的尾架。在六角刀架上可同时安装钻头、铰刀、板牙替厂卧式车床上的尾架。在六角刀架上可同时安装钻头、铰刀、板牙以及装在特殊刀夹中的各种车刀，以便进行多刀加工。这些刀具是按以及装在特殊刀夹中的各种车刀，以便进行多刀加工。这些刀具是按零件加工顺序安装的。六角刀架每转零件加工顺序安

182、装的。六角刀架每转6，便更换一组刀具而且与方刀，便更换一组刀具而且与方刀架的刀具可同时对工件进行加工。此外，机床上有定程装置，可控制架的刀具可同时对工件进行加工。此外，机床上有定程装置，可控制尺寸，节省厂很多度量工件的时间。六角刀架绕水平轴旋转的车床称尺寸，节省厂很多度量工件的时间。六角刀架绕水平轴旋转的车床称为回轮车床。为回轮车床。 1.主参数主参数 转塔车床以卡盘直径为主参数。回轮车床以最大棒料直径为主参数。转塔车床以卡盘直径为主参数。回轮车床以最大棒料直径为主参数。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 2.主要特征主要特征 具有能装多把刀具的转塔刀架，能在工件的一次装夹中由工人依

183、次具有能装多把刀具的转塔刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序。使用不同刀具完成多种工序。 3.结构特点结构特点 转塔车床与卧式车床相比，其主要结构特点是没有尾架和丝杠，而转塔车床与卧式车床相比，其主要结构特点是没有尾架和丝杠，而尾架位置上装有一个能向移动多任务位主切削刀架尾架位置上装有一个能向移动多任务位主切削刀架(如如:转塔刀架、回转塔刀架、回轮刀架轮刀架)，另外还具有辅助刀架，另外还具有辅助刀架(如如:前、后刀架前、后刀架)，能完成卧式车床上各，能完成卧式车床上各种加工工序。是一种多刀、多任务位加工高效机床，加工效率比卧式种加工工序。是一种多刀、多任务位加工高效机床

184、，加工效率比卧式车床高车床高23倍。转塔车床调整需花费较多时间，适合于成批生产。如倍。转塔车床调整需花费较多时间，适合于成批生产。如图图3-38、图图3-39所示。所示。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 三、落地车床三、落地车床 1.主参数主参数 最大回转直径。最大回转直径。 2.工艺范围及用途工艺范围及用途 落地车床又称花盘车床、端面车床、大头车床或地坑车床。它适用落地车床又称花盘车床、端面车床、大头车床或地坑车床。它适用于车削直径为于车削直径为8004 000 mm的直径大、长度短、重量较轻的盘形、的直径大、长度短、重量较轻的盘形、环形工件或薄壁筒形等工件。适用于单件、小批量生产

185、。结构特点环形工件或薄壁筒形等工件。适用于单件、小批量生产。结构特点:无无床身、尾架，没有丝杠，如床身、尾架，没有丝杠，如图图3-40所示。所示。 落地车床主要用于车削直径较大的重型机械零件，如轮胎模具、大落地车床主要用于车削直径较大的重型机械零件，如轮胎模具、大直径法共管板、汽轮机配件、封头等，广泛应用于石油化工、重型机直径法共管板、汽轮机配件、封头等，广泛应用于石油化工、重型机械、汽车制造、矿山铁路设备及航空部件的加工制造。械、汽车制造、矿山铁路设备及航空部件的加工制造。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识3.结构特点结构特点 落地车床底座导轨采用矩形结构，跨距大、刚性好、适宜于低

186、速重落地车床底座导轨采用矩形结构，跨距大、刚性好、适宜于低速重载切削。操纵站安装在前床腿位置，操作方便，外观协调。落地车床载切削。操纵站安装在前床腿位置，操作方便，外观协调。落地车床结构采用床头箱主轴垂直于托板运动的床身导轨，床头箱和横向床身结构采用床头箱主轴垂直于托板运动的床身导轨，床头箱和横向床身连接在同一底座上，底座上为山型导轨结构，可手动调节托板的横向连接在同一底座上，底座上为山型导轨结构，可手动调节托板的横向移动。机床铸件通过振动时效消除内应力，床身也经过超音频淬火，移动。机床铸件通过振动时效消除内应力，床身也经过超音频淬火，导轨磨加工。落地车床承载能力大，刚性强、操作方便、能够车削

187、各导轨磨加工。落地车床承载能力大，刚性强、操作方便、能够车削各种零件的内外圆柱面、端面、圆弧等成型表面，是加工各种轮胎模具种零件的内外圆柱面、端面、圆弧等成型表面，是加工各种轮胎模具及大平面盘类、环类零件的理想设备，落地车床外形结构见及大平面盘类、环类零件的理想设备，落地车床外形结构见图图3-40。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 四、液压仿形半自动车床四、液压仿形半自动车床 液压仿形半自动车床通过液压随动伺服阀控制刀架进给。在靠模轮液压仿形半自动车床通过液压随动伺服阀控制刀架进给。在靠模轮廓控制下，伺服阀进出油口开度和方向不断变化，控制刀架驭动油缸廓控制下，伺服阀进出油口开度和方向

188、不断变化，控制刀架驭动油缸进油量的大小与方向，使得刀具将工件加工得与靠模轮廓相一致。进油量的大小与方向，使得刀具将工件加工得与靠模轮廓相一致。 1.主参数主参数 以最大棒料直径为主参数。以最大棒料直径为主参数。 2.主要特征主要特征 具有实现半自动控制的液压随动仿形机构具有实现半自动控制的液压随动仿形机构;根据靠模轮廓在一次装根据靠模轮廓在一次装夹中自动完成中小型工件的多工序加工，适用于大批、大量生产。夹中自动完成中小型工件的多工序加工，适用于大批、大量生产。 上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 3.主要用途主要用途 适于大批、大量生产形状不太复杂的非圆表面和轴类零件，可车削适于大批、

189、大量生产形状不太复杂的非圆表面和轴类零件，可车削圆柱面、圆锥面和成型表面，液压仿形半自动车床的外形结构如圆柱面、圆锥面和成型表面，液压仿形半自动车床的外形结构如 图图3-41所示。所示。 五、自动车床五、自动车床 自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产，上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产，图图3-42为为01312型单轴转塔自动车床结构形图。型单轴转塔自动车床结构形图。上一页 下一页返回3-2 相关知识相关知识 1.主参数主参数 以最大棒料直径为主

190、参数。以最大棒料直径为主参数。 2.主要特征主要特征 具有实现自动控制的凸轮具有实现自动控制的凸轮(或仿形或仿形)机构机构;按一定程序自动完成中小型按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。于大批、大量生产。 3.主要用途主要用途 适于大批、大量生产形状不太复杂的小型的盘、环和轴类零件，尤适于大批、大量生产形状不太复杂的小型的盘、环和轴类零件，尤其适于加工细长的工件。可车削圆柱面、圆锥面和成型表面，当采用其适于加工细长的工件。可车削圆柱面、圆锥面和成型表面，当采用各种附属装置

191、时，可完成螺纹加工、孔加工、钻横孔、铣槽、滚花和各种附属装置时，可完成螺纹加工、孔加工、钻横孔、铣槽、滚花和端面沉割等工作。端面沉割等工作。上一页返回3-3 任务的实施任务的实施3-3-1车床技术参数的确定车床技术参数的确定 任务一任务一 轴类零件加工轴类零件加工 1.零件图分析零件图分析 2.刀具选用刀具选用 3.切削参数选用切削参数选用 4.装夹方式选择装夹方式选择 5.车床参数的确定车床参数的确定下一页返回3-3 任务的实施任务的实施 任务二任务二 螺纹类零件加工螺纹类零件加工 1.零件图分析零件图分析 2.刀具选用刀具选用 3.切削参数选用切削参数选用 4.装夹方式选择装夹方式选择 5

192、.车床参数的确定车床参数的确定3-3-2车床的调整计算车床的调整计算 任务一任务一 轴类零件加工轴类零件加工1.粗加工主轴转速粗加工主轴转速400 r/min，传动路线表达式，传动路线表达式上一页 下一页返回3-3 任务的实施任务的实施 2.主轴箱调整主轴箱调整 3.精加工主轴转速精加工主轴转速710 r/min，传动路线表达式，传动路线表达式 4.主轴箱调整主轴箱调整 5.粗加工进给量选粗加工进给量选0. 36mm/r，背吃刀量，背吃刀量(切削深度切削深度1.52mm,按下按下面运动平衡式调整纵向进给量面运动平衡式调整纵向进给量任务二任务二 螺纹类零件加工螺纹类零件加工 1.粗加工机床主轴转

193、速粗加工机床主轴转速40 r/min，传动路线表达式，传动路线表达式 2.精加工主轴转速精加工主轴转速100 r/min，传动路线表达式，传动路线表达式上一页 下一页返回3-3 任务的实施任务的实施3.主轴箱调整主轴箱调整4.依据以下运动平衡式确定依据以下运动平衡式确定u基基，u倍倍5.粗加工背吃刀量粗加工背吃刀量(切削深度切削深度)0.150. 3mm，手动横向进给，手动横向进给0. 150. 3 mm。精车时背吃刀量。精车时背吃刀量(切削深度切削深度)0. 05mm，手动横向进给，手动横向进给0.05mm。6.车螺纹的步骤与方法车螺纹的步骤与方法上一页返回图图 3-1返回图图 3-2返回图

194、图 3-3返回图图 3-4返回图图 3-5返回图图 3-6返回图图 3-7返回图图 3-8返回图图 3-9返回图图 3-10返回图图 3-11返回图图 3-12返回图图 3-13返回图图 3-14返回图图 3-15返回图图 3-16返回图图 3-17返回图图 3-18返回图图 3-19返回图图 3-20返回图图 3-21返回图图 3-22返回图图 3-23返回图图 3-24返回图图 3-25返回图图 3-26返回图图 3-27返回图图 3-28返回图图 3-29返回图图 3-30返回图图 3-31返回图图 3-32返回图图 3-33返回图图 3-34返回图图 3-35返回图图 3-36返回图图

195、 3-37返回图图 3-38返回图图 3-39返回图图 3-40返回图图 3-41返回图图 3-42返回表表 3-1返回表表 3-1（续）（续）返回表表 3-2返回表表 3-3返回表表 3-4返回表表 3-6返回表表 3-7返回教学单元教学单元4 铣床铣床4-1 任务的引入任务的引入4-2 相关知识相关知识4-3 任务的实施任务的实施4-1 任务的引入任务的引入 铣床的用途十分广泛，在铣床上可以加工平面、沟槽、分齿零件铣床的用途十分广泛，在铣床上可以加工平面、沟槽、分齿零件(齿轮、链轮、棘轮、花键轴等齿轮、链轮、棘轮、花键轴等)、螺旋形表面、螺旋形表面(螺纹、螺旋槽螺纹、螺旋槽)及各种成及各种

196、成型和非成型曲面。此外，还可以加工内外回转表面，以及进行切断工型和非成型曲面。此外，还可以加工内外回转表面，以及进行切断工作等，如作等，如图图4-1。 任务一任务一 键槽铣削键槽铣削 铣削键槽，采用哪种装夹方式，选择什么刀具，工序如何编排，机铣削键槽，采用哪种装夹方式，选择什么刀具，工序如何编排，机床如何调整床如何调整。下一页返回4-1 任务的引入任务的引入 任务二任务二 使用分度头分度使用分度头分度 分度头分度，采用哪种分度方法，分度头、机床如何调整。分度头分度，采用哪种分度方法，分度头、机床如何调整。 任务三任务三 典型平面零件的铣削加工典型平面零件的铣削加工(学生独立学生独立完成完成)

197、通过典型平面零件铣削加工，掌握熟悉平面和槽的铣削和检测技能，通过典型平面零件铣削加工，掌握熟悉平面和槽的铣削和检测技能，正确区分顺、逆铣，掌握设备和工艺装备的选择与使用，厂解机加工正确区分顺、逆铣，掌握设备和工艺装备的选择与使用，厂解机加工工艺系统对被加工零件的加工精度影响。工艺系统对被加工零件的加工精度影响。上一页返回4-2 相关知识相关知识4-2-1铣床的分类铣床的分类 铣床的分类方法类很多，根据铣床的控制方式可以将其分为通用铣铣床的分类方法类很多，根据铣床的控制方式可以将其分为通用铣床和数控铣床两大类床和数控铣床两大类;根据布局和用途又可分为卧式铣床和立式铣床等根据布局和用途又可分为卧式

198、铣床和立式铣床等，见，见图图4-2、图图4-3。常见主要类型有卧式升降台铣床、立式升降台铣。常见主要类型有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床，此外还有仿形铣床、仪表铣床和各种专门床、龙门铣床、工具铣床，此外还有仿形铣床、仪表铣床和各种专门化铣床化铣床(如键槽铣床、曲轴铣床如键槽铣床、曲轴铣床)。下一页返回4-2 相关知识相关知识4-2-2 X6132型万能升降台铣床的组成及传动系型万能升降台铣床的组成及传动系统统 一、一、X6132型万能升降台铣床主要组成部件型万能升降台铣床主要组成部件 X6132臣卡式万能升降台铣床型号中各字母、数字含义如下臣卡式万能升降台铣床型号中各字母、

199、数字含义如下: X铣床铣床; 6卧式升降台铣床卧式升降台铣床; 1万能升降台铣床万能升降台铣床; 32主参数为工作台宽度主参数为工作台宽度(折算系数为折算系数为1/10)，即工作台宽度为，即工作台宽度为320mm。 X6132卧式万能升降台铣床的主要组成部分如卧式万能升降台铣床的主要组成部分如图图4-2所示。所示。 上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 (1)床身床身1床身用来固定和支承铣床上所有的部件。电动机床身用来固定和支承铣床上所有的部件。电动机2、主轴、主轴变速机构变速机构3、主轴、主轴4等安装在它的内部。等安装在它的内部。 (2)横梁横梁5横梁的上面可安装吊架横梁的上面可安装吊

200、架7，用来支承刀杆，用来支承刀杆6外伸的一端，以外伸的一端，以加强刀杆的刚性。横梁可沿床身的水平导轨移动，以调整其伸出的长加强刀杆的刚性。横梁可沿床身的水平导轨移动，以调整其伸出的长度。度。 (3)主轴主轴4主轴是空心轴，前端有主轴是空心轴，前端有7: 24的精密锥孔，用来安装铣刀刀的精密锥孔，用来安装铣刀刀杆并带动铣刀旋转。杆并带动铣刀旋转。 (4)纵向工作台纵向工作台8纵向工作台可以在转台的导轨上作纵向移动，以带纵向工作台可以在转台的导轨上作纵向移动，以带动台面上的工件作纵向进给。动台面上的工件作纵向进给。 (5)横向工作台横向工作台10横向工作台位于升降台上面的水平导轨上，可带横向工作台

201、位于升降台上面的水平导轨上，可带动纵向工作台一起作横向进给。动纵向工作台一起作横向进给。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 (6)转台转台9转台的唯一作用是能将纵向工作台在水平面内扳转一个转台的唯一作用是能将纵向工作台在水平面内扳转一个角度角度(正、反最大均可转过正、反最大均可转过45)，以便铣削螺旋表面或槽等。，以便铣削螺旋表面或槽等。 (7)升降台升降台11升降台可以使整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动，升降台可以使整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动，以调整工作台面到铣刀的距离，并作垂直进给。以调整工作台面到铣刀的距离，并作垂直进给。 带有转台的卧铣，由于其工作台除厂能作纵向、横向

202、和垂直方向移带有转台的卧铣，由于其工作台除厂能作纵向、横向和垂直方向移动外，尚能在水平面内左右扳转动外，尚能在水平面内左右扳转45，因此称为万能卧式铣床。，因此称为万能卧式铣床。 二、二、X6132型万能升降台铣床的传动系统型万能升降台铣床的传动系统 X61犯型万能升降台铣床的传动系统一般是由主运动传动链、进给犯型万能升降台铣床的传动系统一般是由主运动传动链、进给运动传动链及工作台快速移动传动链组成。运动传动链及工作台快速移动传动链组成。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 铣床的主运动传动链的两端件是电动机与主轴，其任务是通过主铣床的主运动传动链的两端件是电动机与主轴，其任务是通过主变

203、速传动装置把电动机的运动传给主轴，使其获得各种不同的转速，变速传动装置把电动机的运动传给主轴，使其获得各种不同的转速，以满足加工的需要。进给运动传动链及工作台快速移动传动链的传动，以满足加工的需要。进给运动传动链及工作台快速移动传动链的传动，使机床获得纵向、横向及垂直三个方向的工作进给或快速调整移动，使机床获得纵向、横向及垂直三个方向的工作进给或快速调整移动，以满足不同的加工需要。以满足不同的加工需要。图图4-4为为X61犯型万能卧式升降台铣床传动系犯型万能卧式升降台铣床传动系统，图中数字标号为齿轮的齿数。统，图中数字标号为齿轮的齿数。 1.主运动主运动 铣床的主运动是主轴的旋转运动。主运动传

204、动链首端件为主电动机铣床的主运动是主轴的旋转运动。主运动传动链首端件为主电动机(轴轴I)，经且一，经且一W轴，最后传至末端件轴轴，最后传至末端件轴V(主轴主轴)。主轴旋转方向的改变。主轴旋转方向的改变由主电动机正反转实现，主轴的制动由多片式电磁制动器由主电动机正反转实现，主轴的制动由多片式电磁制动器M来控制。来控制。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 2.进给运动进给运动 X61犯型万能卧式升降台铣床工作台可在相互垂直的三个方向作进犯型万能卧式升降台铣床工作台可在相互垂直的三个方向作进给运动和快速移动。给运动和快速移动。 3.工作台快速移动工作台快速移动 工作台的快速移动用于分别调整工

205、作台在纵向、横向或垂直方向的工作台的快速移动用于分别调整工作台在纵向、横向或垂直方向的位置。位置。 4-2-3 X6132型万能升降台铣床典型机构型万能升降台铣床典型机构 一、主轴部件一、主轴部件 主轴部件用于安装铣刀并带动其旋转，是保证机床加工精度和表面主轴部件用于安装铣刀并带动其旋转，是保证机床加工精度和表面质量的关键部件，如质量的关键部件，如图图4-5。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 由于铣床采用多齿刀具，引起铣削力周期性变化，从而使切削过程由于铣床采用多齿刀具，引起铣削力周期性变化，从而使切削过程产生振动，这就要求主轴部件具有较高的刚度和抗振性，因此主轴采产生振动，这就要求

206、主轴部件具有较高的刚度和抗振性，因此主轴采用三支承结构。用三支承结构。 图图4-6为为X6132型万能卧式升降台铣床主轴部件结构，前支承采用型万能卧式升降台铣床主轴部件结构，前支承采用圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承6,用以承受径向力和向左的轴向力用以承受径向力和向左的轴向力;中间支承采用圆锥滚中间支承采用圆锥滚子轴承子轴承4，用以承受径向力和向右的轴向力，用以承受径向力和向右的轴向力;后支承采用单列深沟球轴后支承采用单列深沟球轴承承2，只承受径向力。主轴的回转精度即工作精度主要由前支承和中，只承受径向力。主轴的回转精度即工作精度主要由前支承和中间支承来保证，后支承只起辅助支承作用。当主轴的回转精度由

207、于轴间支承来保证，后支承只起辅助支承作用。当主轴的回转精度由于轴承磨损而降低时，须对主轴轴承进行调整。承磨损而降低时，须对主轴轴承进行调整。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 调整时，先移开悬梁并拆下床身盖板，拧松螺母调整时，先移开悬梁并拆下床身盖板，拧松螺母11上的锁紧螺钉上的锁紧螺钉3，用专用勾头扳手勾住螺母，用专用勾头扳手勾住螺母11的轴向槽，然后用一根短铁棒通过主轴的轴向槽，然后用一根短铁棒通过主轴前端的端面键前端的端面键8，扳动主轴作顺时针旋转，使中间支承的内圈向右移，扳动主轴作顺时针旋转，使中间支承的内圈向右移动而消除中间支承动而消除中间支承4的间隙的间隙;再继续转动主轴，

208、使主轴向左移动，通过再继续转动主轴，使主轴向左移动，通过主轴前端的台肩推动前轴承内圈一起向左移动，从而消除前支承主轴前端的台肩推动前轴承内圈一起向左移动，从而消除前支承6的的间隙。调整好后，必须拧紧锁紧螺钉间隙。调整好后，必须拧紧锁紧螺钉3，盖上盖板并恢复悬梁位置。，盖上盖板并恢复悬梁位置。飞轮飞轮9用螺钉和定位销与主轴上的大齿轮紧固定在一起，利用它在高用螺钉和定位销与主轴上的大齿轮紧固定在一起，利用它在高速运转中的惯性，缓和铣削过程中的铣刀齿的断续切人而产生的冲击速运转中的惯性，缓和铣削过程中的铣刀齿的断续切人而产生的冲击振动。振动。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 二、孔盘变速操

209、纵机构二、孔盘变速操纵机构 X6132型铣床的主运动及进给运动的变速都采用厂孔盘变速操纵机型铣床的主运动及进给运动的变速都采用厂孔盘变速操纵机构进行控制，下面以主变速操纵机构为例介绍其工作原理。构进行控制，下面以主变速操纵机构为例介绍其工作原理。 图图4-7所示为利用孔盘变速操纵机构控制三联滑移齿轮的原理图。所示为利用孔盘变速操纵机构控制三联滑移齿轮的原理图。主变速操纵机构的结构如主变速操纵机构的结构如图图4-8所示。它是安装在床身立柱左侧面的所示。它是安装在床身立柱左侧面的一个独立部件，由手柄一个独立部件，由手柄1和速度盘和速度盘10，进行变速操纵。变速时，将手，进行变速操纵。变速时，将手柄

210、柄1向外拉出，则手柄向外拉出，则手柄1以销轴以销轴2为回转中心，脱开定位销为回转中心，脱开定位销3在手柄槽中在手柄槽中的定位的定位;然后按逆时针方向转动手柄然后按逆时针方向转动手柄1约约250，经操纵盘，经操纵盘9、平键而使齿、平键而使齿轮套筒轮套筒4转动。转动。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 再经齿轮再经齿轮5使齿条轴使齿条轴11向右移动，其上的拨叉向右移动，其上的拨叉12便拨动孔盘便拨动孔盘8向右向右移动，使孔盘移动，使孔盘8脱开各组齿条轴，为孔盘脱开各组齿条轴，为孔盘8的转位作好准备的转位作好准备;转动速度转动速度盘盘10至所需转速位置，经一对锥齿轮使孔盘至所需转速位置，经一

211、对锥齿轮使孔盘8转过相应的角度转过相应的角度;最后，最后，将手柄将手柄1推回到原来位置并重新定位，则孔盘推回到原来位置并重新定位，则孔盘8向左移动而推动各组齿向左移动而推动各组齿条轴作相应的位移，实现转速的变换。变速时，为厂使滑移齿轮在改条轴作相应的位移，实现转速的变换。变速时，为厂使滑移齿轮在改变啮合位置时易于啮合，机床上设有主电动机瞬时冲动装置，它利用变啮合位置时易于啮合，机床上设有主电动机瞬时冲动装置，它利用齿轮齿轮5上的凸块上的凸块6压动微动开关压动微动开关7，以瞬时接通电动机电源，使主电动，以瞬时接通电动机电源，使主电动机实现一次瞬时冲动，带动主变速箱内的传动齿轮以缓慢的速度转动，机

212、实现一次瞬时冲动，带动主变速箱内的传动齿轮以缓慢的速度转动，滑移齿轮即可顺利地移动到另一啮合位置工作。滑移齿轮即可顺利地移动到另一啮合位置工作。 三、工作台及顺铣机构三、工作台及顺铣机构 (1)工作台结构工作台结构 上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 升降台式铣床工作台的纵向进给及快速移动一般采用杠螺母副传动。升降台式铣床工作台的纵向进给及快速移动一般采用杠螺母副传动。图图4-9所示为所示为X61犯型万能卧式升降台铣床工作台结构图。它由工作台犯型万能卧式升降台铣床工作台结构图。它由工作台7、床鞍、床鞍1、回转盘、回转盘3三层组成。床鞍三层组成。床鞍1用它的矩形导轨与升降台用它的矩形导轨

213、与升降台(图中图中未示出未示出)的导轨相配合，使工作台在升降台导轨上作横向移动。工作台的导轨相配合，使工作台在升降台导轨上作横向移动。工作台不作横向移动时，可通过手柄不作横向移动时，可通过手柄13经偏心轴经偏心轴12的作用将床鞍夹紧在升降的作用将床鞍夹紧在升降台上。工作台台上。工作台7可沿回转盘可沿回转盘3上面的燕尾导轨作纵向移动。上面的燕尾导轨作纵向移动。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 (2顺铣机构顺铣机构 在铣床上加工工件时，常常采用逆铣和顺铣两种加工方式。在铣床上加工工件时，常常采用逆铣和顺铣两种加工方式。 逆铣逆铣:当工件的进给方向与圆柱铣刀的切削速度的方向相反称为逆当工件

214、的进给方向与圆柱铣刀的切削速度的方向相反称为逆铣。铣。 顺铣顺铣:当工件的进给方向与圆柱铣刀的切削速度的方向相同称为顺当工件的进给方向与圆柱铣刀的切削速度的方向相同称为顺铣。铣。 顺铣有利于提高刀具的耐用度和工件装夹的稳定性，但容易引起工顺铣有利于提高刀具的耐用度和工件装夹的稳定性，但容易引起工作台窜动，甚至造成事故。因此顺铣时机床应具有消除丝杠与螺母之作台窜动，甚至造成事故。因此顺铣时机床应具有消除丝杠与螺母之间间隙的装置，并且顺铣的加工范围应限于无硬皮的工件。精加工时，间间隙的装置，并且顺铣的加工范围应限于无硬皮的工件。精加工时，铣削力小，不易引起工作台的窜动，多采用顺铣。因为顺铣无滑移现

215、铣削力小，不易引起工作台的窜动，多采用顺铣。因为顺铣无滑移现象，加工后的表面质量较好。象，加工后的表面质量较好。 上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 顺铣时，铣刀始终有一个向下的分力压紧工件，使铣削平稳顺铣时，铣刀始终有一个向下的分力压紧工件，使铣削平稳;顺铣顺铣时，每个刀齿的切削厚度是从最大减小到零，易于切人工件，而且切时，每个刀齿的切削厚度是从最大减小到零，易于切人工件，而且切出时对已加工面的挤压摩擦也小，刀刃磨损较慢，加工表面质量较高出时对已加工面的挤压摩擦也小，刀刃磨损较慢，加工表面质量较高;顺铣时消耗在进给运动方向上的功率较小。顺铣时，刀刃从工件外表顺铣时消耗在进给运动方向上

216、的功率较小。顺铣时，刀刃从工件外表面切人，当工件是有硬皮和杂质的毛坯件时，刀刃易磨损和损坏面切人，当工件是有硬皮和杂质的毛坯件时，刀刃易磨损和损坏;顺铣顺铣时，铣刀对工件的水平分力与进给方向相同，所以会拉动工作台，当时，铣刀对工件的水平分力与进给方向相同，所以会拉动工作台，当丝杠与螺母、轴承的轴向间隙较大时，工作台被拉动将使铣刀每齿进丝杠与螺母、轴承的轴向间隙较大时，工作台被拉动将使铣刀每齿进给量突然增大，造成刀齿折断，刀轴弯曲，工件和夹具移动，甚至损给量突然增大，造成刀齿折断，刀轴弯曲，工件和夹具移动，甚至损坏机床。坏机床。 逆铣多用于粗加工，加工有硬皮的铸件、锻件毛坯时采用逆铣逆铣多用于粗

217、加工，加工有硬皮的铸件、锻件毛坯时采用逆铣;使使用无丝杠螺母调整机构的铣床加工时，也应采用逆铣。用无丝杠螺母调整机构的铣床加工时，也应采用逆铣。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 逆铣时，由于刀刃不是从工件的外表面切人，故铣削表面有硬皮的逆铣时，由于刀刃不是从工件的外表面切人，故铣削表面有硬皮的工件，对刀刃损坏的影响较小，但此时每个刀齿的切削厚度是从零增工件，对刀刃损坏的影响较小，但此时每个刀齿的切削厚度是从零增大到最大值，由于刀齿的刃口总有一定的圆弧，所以，刀齿接触工件大到最大值，由于刀齿的刃口总有一定的圆弧，所以，刀齿接触工件后要滑动一段距离才能切人工件，刀刃易磨损，并使已加工面受

218、挤压后要滑动一段距离才能切人工件，刀刃易磨损，并使已加工面受挤压和摩擦，影响加工表面的质量。和摩擦，影响加工表面的质量。 逆铣时，水平分力与工件进给方向相反，不会拉动工作台，丝杠与逆铣时，水平分力与工件进给方向相反，不会拉动工作台，丝杠与螺母、轴承之间总是保持紧密接触而不会松动，但逆铣时会产生向上螺母、轴承之间总是保持紧密接触而不会松动，但逆铣时会产生向上的垂直分力，使工件有上抬的趋势，因此，必须使工件装夹牢固，而的垂直分力，使工件有上抬的趋势，因此，必须使工件装夹牢固，而且垂直分力在切削过程中是变化的，易产生振动，影响工件表面粗糙且垂直分力在切削过程中是变化的，易产生振动，影响工件表面粗糙度

219、。逆铣时消耗在进给方向上的功率较大。度。逆铣时消耗在进给方向上的功率较大。 上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 逆铣时切削力逆铣时切削力F的水平分力的水平分力FX的方向与进给运动的方向与进给运动f相反相反(见图见图4-10(a);若工作台向右进给，则丝杠螺纹左侧与螺母螺纹右侧接触，而若工作台向右进给，则丝杠螺纹左侧与螺母螺纹右侧接触，而在螺纹的另一侧则存在间隙。在螺纹的另一侧则存在间隙。 图图4-10为为X6132型卧式铣床所用的顺铣机构结构图。此顺铣机构由型卧式铣床所用的顺铣机构结构图。此顺铣机构由右旋丝杠右旋丝杠3、左螺母、左螺母1、右螺母、右螺母2、冠状齿轮、冠状齿轮4,齿条齿条

220、5及弹簧及弹簧6等组成。等组成。其工作原理如下其工作原理如下:齿条齿条5在弹簧在弹簧6作用下向右移作用下向右移(A-A截面截面)，推动冠状齿，推动冠状齿轮轮4及沿图中箭头方向回转，带动左、右螺母及沿图中箭头方向回转，带动左、右螺母1及及2沿相反方向回转，沿相反方向回转，使左螺母使左螺母1的螺纹左侧紧靠丝杠螺纹右侧，右螺母的螺纹左侧紧靠丝杠螺纹右侧，右螺母2的螺纹右侧紧靠的螺纹右侧紧靠杠螺纹左侧。机床工作时，工作台所受向右的作用力通过丝杠由左螺杠螺纹左侧。机床工作时，工作台所受向右的作用力通过丝杠由左螺母母1承受承受;向左的作用力由右螺母向左的作用力由右螺母2承受。承受。上一页 下一页返回4-2

221、 相关知识相关知识四、进给变速箱结构四、进给变速箱结构 X6132型铣床的进给速箱结构如型铣床的进给速箱结构如图图4-11所示。所示。五、工作台纵向进给操纵机构五、工作台纵向进给操纵机构 X6132型铣床工作台纵向进给操纵机构如型铣床工作台纵向进给操纵机构如图图4-12所示。所示。六、工作台的横向和垂向进给操纵机构六、工作台的横向和垂向进给操纵机构 X6132型铣床工作台的横向和垂直方向进给操纵机构如型铣床工作台的横向和垂直方向进给操纵机构如图图4-13所示。所示。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识4-2-4铣床附件铣床附件 一、万能分度头一、万能分度头(dividing head )

222、 在铣削加工中，常会遇到铣六方、齿轮、花键和刻线等工作。这时，在铣削加工中，常会遇到铣六方、齿轮、花键和刻线等工作。这时，工件每铣过一面或一个槽之后，需要转过一个角度，再铣削第二个面、工件每铣过一面或一个槽之后，需要转过一个角度，再铣削第二个面、第二个槽等。这种工作叫做分度。分度头就是根据加工需要，对工件第二个槽等。这种工作叫做分度。分度头就是根据加工需要，对工件在水平、垂直和倾斜位置进行分度的机构在水平、垂直和倾斜位置进行分度的机构(见见图图4-14、图图4-15及及图图4-16)。其中最为常见的是万能分度头。其中最为常见的是万能分度头。1.万能分度头的用途万能分度头的用途 升降台式铣床配备

223、有多种附件，用来扩大工艺范围，其中万能分度升降台式铣床配备有多种附件，用来扩大工艺范围，其中万能分度头是常用的一种附件被加工的工件装在万能分度头主轴的顶尖或卡盘头是常用的一种附件被加工的工件装在万能分度头主轴的顶尖或卡盘上，可进行以下工作上，可进行以下工作:上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 使工件绕轴线回转一定角度，以完成等分或不等分的圆周分度工使工件绕轴线回转一定角度，以完成等分或不等分的圆周分度工作。如加工方头、六角头、齿轮、链轮以及不等分刀齿的铰刀等作。如加工方头、六角头、齿轮、链轮以及不等分刀齿的铰刀等; 通过配换齿轮，由分度头带动工件连续转动，并与工作台的纵向通过配换齿轮，

224、由分度头带动工件连续转动，并与工作台的纵向进给运动相配合，可加工螺旋槽、螺旋齿轮和阿基米德螺旋线凸轮进给运动相配合，可加工螺旋槽、螺旋齿轮和阿基米德螺旋线凸轮; 用卡盘夹持工件，使工件轴线相对于铣床工作台面倾斜一所需的用卡盘夹持工件，使工件轴线相对于铣床工作台面倾斜一所需的角度，用于加工与工件轴线相交一定角度的沟槽或平面等。角度，用于加工与工件轴线相交一定角度的沟槽或平面等。 2.万能分度头的构造万能分度头的构造 下面以下面以FW125型万能分度头为例，说明分度头的构造及调整方法。型万能分度头为例，说明分度头的构造及调整方法。图图4-17为其外形及传动系统。为其外形及传动系统。上一页 下一页返

225、回4-2 相关知识相关知识 3.简单分度法简单分度法 分度数日较多时，可采用简单分度法。分度前应使蜗杆与蜗轮啮合，分度数日较多时，可采用简单分度法。分度前应使蜗杆与蜗轮啮合，用锁紧螺钉用锁紧螺钉9将分度盘将分度盘7固定使之不能转动，并调整插销固定使之不能转动，并调整插销J使其对准所使其对准所选分度盘的孔圈。分度时先拔出插销选分度盘的孔圈。分度时先拔出插销J,转动手柄转动手柄K，带动分度头主轴，带动分度头主轴回转至所需分度位置，然后将插销重新插人分度盘孔中，如回转至所需分度位置，然后将插销重新插人分度盘孔中，如 图图4-18。 设工件所需等分数为设工件所需等分数为Z，即每次分度时分度头主轴应转过

226、，即每次分度时分度头主轴应转过1/Z转。转。 4.差动分度法差动分度法 由于分度盘上所具有的孔圈有限，某些分度数因选不到合适的孔圈由于分度盘上所具有的孔圈有限，某些分度数因选不到合适的孔圈而不可能用简单分度法进行分度，例如而不可能用简单分度法进行分度，例如73, 83, 113等。这时可采用差等。这时可采用差动分度法来分度。动分度法来分度。 上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 差动分度时，应松开锁紧螺钉，使分度盘能被锥齿轮带动回转，并差动分度时，应松开锁紧螺钉，使分度盘能被锥齿轮带动回转，并在分度头主轴后端锥孔内装上传动轴，经配换齿轮在分度头主轴后端锥孔内装上传动轴，经配换齿轮a, b

227、,c,d与轴与轴连连接接(图图4-19)。 二、铣螺旋槽的调整二、铣螺旋槽的调整 在万能升降台铣床上，用万能分度头铣螺旋槽时，应进行以下调整在万能升降台铣床上，用万能分度头铣螺旋槽时，应进行以下调整工作工作(图图4-20)。 (1)工件夹持在分度头主轴顶尖上，并用尾座顶尖支承，将工作台绕工件夹持在分度头主轴顶尖上，并用尾座顶尖支承，将工作台绕垂直轴线偏转一角度，使铣刀旋转平面与工件螺旋槽的方向一致。工垂直轴线偏转一角度，使铣刀旋转平面与工件螺旋槽的方向一致。工作台偏转方向根据螺旋槽的螺旋方向决定。作台偏转方向根据螺旋槽的螺旋方向决定。 (2)在工作台纵向进给丝杠与分度头主轴之间，用配换挂轮在工

228、作台纵向进给丝杠与分度头主轴之间，用配换挂轮Z1, Z2, Z3和和Z4联系起来。联系起来。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 当工作台和工件沿工件轴线方向移动时，将经过丝杠、配换齿轮当工作台和工件沿工件轴线方向移动时，将经过丝杠、配换齿轮(Z1/Z2)X(Z3/Z4)及分度头传动，带动工件作相应的回转运动。及分度头传动，带动工件作相应的回转运动。 二、万能铣头二、万能铣头 在卧式铣床上装上万能铣头，不仅能完成各种立铣的工作，而且还在卧式铣床上装上万能铣头，不仅能完成各种立铣的工作，而且还可以根据铣削的需要，把铣头主轴扳成任意角度。可以根据铣削的需要，把铣头主轴扳成任意角度。 图图4-

229、21(a)为万能铣头为万能铣头(将铣刀将铣刀2扳成垂直位置扳成垂直位置)的外形图。其底座的外形图。其底座1用用螺栓螺栓5固定在铣床的垂直导轨上。铣床主轴的运动通过铣头内的两对固定在铣床的垂直导轨上。铣床主轴的运动通过铣头内的两对锥齿轮传到铣头主轴上。铣头的壳体锥齿轮传到铣头主轴上。铣头的壳体3可绕铣床主轴轴线偏转任意角可绕铣床主轴轴线偏转任意角度度(图图4-21(b) )。铣头主轴的壳体。铣头主轴的壳体4还能在壳体还能在壳体3上偏转任意角度上偏转任意角度( 图图4-21(c) )。因此，铣头主轴就能在空间偏转成所需要的任意角度。因此，铣头主轴就能在空间偏转成所需要的任意角度。上一页 下一页返回

230、4-2 相关知识相关知识 三、回转工作台三、回转工作台 回转工作台，又称为转盘、平分盘、圆形工作台等。其外形见图回转工作台，又称为转盘、平分盘、圆形工作台等。其外形见图4-22。它的内部有一套蜗轮蜗杆。摇动手轮。它的内部有一套蜗轮蜗杆。摇动手轮4，通过蜗杆轴，通过蜗杆轴3，就能直接，就能直接带动与转台带动与转台2相连接的蜗轮转动。转台周围有刻度，可以用来观察和相连接的蜗轮转动。转台周围有刻度，可以用来观察和确定转台位置。拧紧固定螺钉确定转台位置。拧紧固定螺钉5，转台就固定不动。转台中央有一孔，转台就固定不动。转台中央有一孔，利用它可以方便地确定工件的回转中心。当底座利用它可以方便地确定工件的回

231、转中心。当底座1上的槽和铣床工作上的槽和铣床工作台上的台上的T形槽对齐后，即可用螺栓把回转工作台固定在铣床工作台上。形槽对齐后，即可用螺栓把回转工作台固定在铣床工作台上。 铣圆弧槽时铣圆弧槽时(图图4-22)，工件安装在回转工作台上。铣刀旋转，用手，工件安装在回转工作台上。铣刀旋转，用手均匀缓慢地摇动回转工作台而使工件铣出圆弧槽。均匀缓慢地摇动回转工作台而使工件铣出圆弧槽。 上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 四、平口钳四、平口钳 平口钳是一种通用夹具，经常用其安装小型工件。使用时先把平口平口钳是一种通用夹具，经常用其安装小型工件。使用时先把平口钳钳口找正并固定在工作台上，然后再安装工

232、件。常用的按划线找正钳钳口找正并固定在工作台上，然后再安装工件。常用的按划线找正的安装方法如的安装方法如图图4-23所示。所示。4-2-5其他铣床简介其他铣床简介 一、龙门铣床一、龙门铣床 1.主参数主参数 工作台面宽度。工作台面宽度。 2.主要特征主要特征 具有多个铣头，生产率高，在成批、大量生产中广泛应用。具有多个铣头，生产率高，在成批、大量生产中广泛应用。上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 龙门铣床包括有床身、架设在床身上的工作台及控制系统。具有龙龙门铣床包括有床身、架设在床身上的工作台及控制系统。具有龙门式框架和卧式长床身的铣床。门式框架和卧式长床身的铣床。 龙门铣床加工精度和

233、生产率均较高，适合在成批和大量生产中加工龙门铣床加工精度和生产率均较高，适合在成批和大量生产中加工大型工件的平面和斜面。大型工件的平面和斜面。 龙门铣床龙门铣床(图图4-24)由立柱和顶梁构成门式框架。横梁可沿两立柱导由立柱和顶梁构成门式框架。横梁可沿两立柱导轨作升降运动。横梁上有轨作升降运动。横梁上有12个带垂直主轴的铣头，可沿横梁导轨作个带垂直主轴的铣头，可沿横梁导轨作横向运动。两立柱上还可分别安装一个带有水平主轴的铣头，它可沿横向运动。两立柱上还可分别安装一个带有水平主轴的铣头，它可沿立柱导轨作升降运动。这些铣头可同时加工儿个表面。每个铣头都具立柱导轨作升降运动。这些铣头可同时加工儿个表

234、面。每个铣头都具有单独的电动机有单独的电动机(功率最大可达功率最大可达150 kW、变速机构、操纵机构和主轴、变速机构、操纵机构和主轴部件等。部件等。 加工时，工件安装在工作台上并随之作纵向进给运动加工时，工件安装在工作台上并随之作纵向进给运动。 上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识 大型龙门铣床大型龙门铣床(工作台工作台6 m x 22m)的总重量达的总重量达850t。 龙门铣床还有一些变型以适应不同的加工对象。龙门铣床还有一些变型以适应不同的加工对象。 龙门铣锁床龙门铣锁床:横梁上装有可铣可锁的铣锁头，其主轴横梁上装有可铣可锁的铣锁头，其主轴(套筒或滑枕套筒或滑枕)能作轴向机动进给并

235、有运动微调装置，微调速度可低至能作轴向机动进给并有运动微调装置，微调速度可低至5mmn/min。 桥式龙门铣床桥式龙门铣床:加工时工作台和工件不动，而由龙门架移动。其加工时工作台和工件不动，而由龙门架移动。其特点是占地面积小，承载能力大，龙门架行程可达特点是占地面积小，承载能力大，龙门架行程可达20 m，便于加工特，便于加工特长或特重的工件。长或特重的工件。 并且龙门铣床的纵向工作台的往复运动是进给运动，铣刀的旋转运并且龙门铣床的纵向工作台的往复运动是进给运动，铣刀的旋转运动是主运动。在龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工表面，所以生产动是主运动。在龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工表面，所以生产效

236、率比较高，适用于成批和单件生产。效率比较高，适用于成批和单件生产。 上一页 下一页返回4-2 相关知识相关知识3.主要用途主要用途 主要用于加工大型工件上的平面、沟槽等。主要用于加工大型工件上的平面、沟槽等。二、立式升降台铣床二、立式升降台铣床 立式升降台铣床外形结构如立式升降台铣床外形结构如图图4-25所示。所示。1.分类及其特点分类及其特点 (1)铣头与床身连成整体的称为整体立式铣床。其主要特点是刚性好。铣头与床身连成整体的称为整体立式铣床。其主要特点是刚性好。 (2)铣头与床身分为两部分，中间靠转盘相连的称为回转式立式铣床。铣头与床身分为两部分，中间靠转盘相连的称为回转式立式铣床。其主要

237、特点是根据加工需要，可将铣头主轴相对于工作台台面扳转一其主要特点是根据加工需要，可将铣头主轴相对于工作台台面扳转一定的角度，使用灵活方便，应用较为广泛。定的角度，使用灵活方便，应用较为广泛。 2.主参数主参数 立式铣床主参数为工作台面宽度。立式铣床主参数为工作台面宽度。上一页返回4-3 任务的实施任务的实施4-3-1机床参数的确定机床参数的确定 任务一任务一 尾座套筒定向键槽铣削尾座套筒定向键槽铣削 1.零件图分析零件图分析 本任务需要铣削的工件材料为本任务需要铣削的工件材料为HT200铸铁，导向键槽宽度铸铁，导向键槽宽度12H11，长度长度282mm(理论正确尺寸理论正确尺寸)，表面粗糙度要

238、求，表面粗糙度要求Ra3. 2，属于开口键槽，属于开口键槽，但因为键槽收尾部分为垂直面内的圆弧面，所以选用卧式铣床加工。但因为键槽收尾部分为垂直面内的圆弧面，所以选用卧式铣床加工。一般采用三面刃盘铣刀，由于铣刀的摆差会扩大键槽宽度尺寸，所以一般采用三面刃盘铣刀，由于铣刀的摆差会扩大键槽宽度尺寸，所以铣刀宽度应比所需键槽宽度稍小一些，根据三面刃盘铣刀直径不同，铣刀宽度应比所需键槽宽度稍小一些，根据三面刃盘铣刀直径不同，通常减小通常减小0. 20. 4 mm左右。左右。 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施2.刀具选用刀具选用 卧式铣床铣键槽一般采用三面刃盘铣刀，由于铣刀的摆差会扩大键卧式铣床铣

239、键槽一般采用三面刃盘铣刀，由于铣刀的摆差会扩大键槽宽度尺寸，所以铣刀宽度应比所需键槽宽度稍小一些，根据三面刃槽宽度尺寸，所以铣刀宽度应比所需键槽宽度稍小一些，根据三面刃盘铣刀直径不同，通常减小盘铣刀直径不同，通常减小0. 20. 4 mm左右。左右。 铣刀直径的选择铣刀直径的选择:铣刀直径的选择可按下式计算铣刀直径的选择可按下式计算: D2t+d式中式中D铣刀直径铣刀直径(mm) ; t工件厚度工件厚度(或棒料的直径或棒料的直径)(mm) ; d刀杆垫圈直径刀杆垫圈直径(mm)上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施 本任务选用必本任务选用必120 mm，宽度，宽度11. 6 mm的高速

240、钢三面刃盘铣刀。的高速钢三面刃盘铣刀。 铣刀选好装夹后，即可调整铣刀与工件的相对位置，使铣刀中心对铣刀选好装夹后，即可调整铣刀与工件的相对位置，使铣刀中心对准轴的中心。对中心的方法有准轴的中心。对中心的方法有: (1)用对称测量法对中心用对称测量法对中心 (2)按工件侧面对中心按工件侧面对中心:先使铣刀侧面刀刃接触工件侧面先使铣刀侧面刀刃接触工件侧面(要使铣刀转要使铣刀转动，为厂避免划伤工件，要在工件侧面用油贴上一层薄纸，以铣刀把动，为厂避免划伤工件，要在工件侧面用油贴上一层薄纸，以铣刀把纸划直为准纸划直为准)，然后降下工作台，再横向移动一个距离，然后降下工作台，再横向移动一个距离Ao A值可

241、用下值可用下式算出式算出: A=D/2+B/2+b (mm)上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施式中式中D工件直径工件直径(mm) ; B铣削宽度铣削宽度(mm); b贴纸厚度贴纸厚度(一般薄纸厚度为一般薄纸厚度为0. 05mm )。 (3)按切痕对中心按切痕对中心:这种对刀方法是铣削中最常用对刀方法之一。先这种对刀方法是铣削中最常用对刀方法之一。先把工件调整到大致在铣刀中心的下面，开动机床使铣刀旋转，再慢慢把工件调整到大致在铣刀中心的下面，开动机床使铣刀旋转，再慢慢上升工作台，使铣刀在工件表面上切出个椭圆形的切痕，依据痕迹来上升工作台，使铣刀在工件表面上切出个椭圆形的切痕，依据痕迹

242、来判断铣刀与工件位置。移动横向工作台，逐步调整吃刀深度，使铣刀判断铣刀与工件位置。移动横向工作台，逐步调整吃刀深度，使铣刀的两侧刀刃之刀尖同时加人轴内，形成两个直角边，即为中心位置。的两侧刀刃之刀尖同时加人轴内，形成两个直角边，即为中心位置。 铣刀对中心后，即可调整铣削深度铣刀对中心后，即可调整铣削深度:首先使旋转的铣刀轻微擦划工首先使旋转的铣刀轻微擦划工件表面，然后移动纵向工作台，将工件退离铣刀，再上升工作台至槽件表面，然后移动纵向工作台，将工件退离铣刀，再上升工作台至槽深尺，即可开始铣削。深尺，即可开始铣削。 上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施 3.切削参数选择切削参数选择 由

243、于工件是铸铁件，使用高速钢铣刀，导向键槽需要在一次装夹中由于工件是铸铁件，使用高速钢铣刀，导向键槽需要在一次装夹中完成加工，表面粗糙度要求完成加工，表面粗糙度要求Ra3. 2，所以按精铣选择切削用量，每转，所以按精铣选择切削用量，每转进给量进给量0. 21. 0 mm(取取1. 0mm，纵向进给量取，纵向进给量取23.5 mm/min。 4.装夹方案装夹方案 工件单件、小批生产时采用平口钳夹紧，加工前应校正平口钳钳口工件单件、小批生产时采用平口钳夹紧，加工前应校正平口钳钳口与工作台纵向进给的平行度。装夹工件时，不要使工件伸出钳口太长，与工作台纵向进给的平行度。装夹工件时，不要使工件伸出钳口太长

244、，以防止切断过程中产生颤动。以防止切断过程中产生颤动。 5.铣床参数的确定铣床参数的确定 (1)任务一零件属于中、小型零件，适用的铣床种类很多，如任务一零件属于中、小型零件，适用的铣床种类很多，如X62 W , X6132等型号，其中等型号，其中X6132型普通铣床应用广泛，具有典型性，所以型普通铣床应用广泛，具有典型性，所以本任务选用本任务选用X6132型普通铣床。型普通铣床。 上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施 (2) X6132型普通铣床主参数型普通铣床主参数(工作台宽度工作台宽度)320mm，最大铣削工件，最大铣削工件长度长度700mm ,满足工件加满足工件加 工要求。工要

245、求。6. X6132型普通铣床调整型普通铣床调整 (1)主运动传动系统调整主运动传动系统调整: (1)转动主轴箱侧面变速手柄，至刻度盘示值转动主轴箱侧面变速手柄，至刻度盘示值30 r/min处。处。 (2)进给运动传动系统调整进给运动传动系统调整:转动进给箱侧面变速手柄，至刻度盘示转动进给箱侧面变速手柄，至刻度盘示值值23.5 mm/min处处(相当于封杠相当于封杠3. 91 r/mn)。 7.键槽加工的主要问题有键槽加工的主要问题有 上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施 (1)键槽的中心线与轴的中心线不重合，原因是在对中心时未有对键槽的中心线与轴的中心线不重合，原因是在对中心时未有

246、对正，或工作台横向位置有松动现象等，对于键槽对称性要求很严的工正，或工作台横向位置有松动现象等，对于键槽对称性要求很严的工件，要用废料试铣，合格后再正式加工。另外，在水平进给时，铣刀件，要用废料试铣，合格后再正式加工。另外，在水平进给时，铣刀受铣削力会向一边偏让，以致铣出的键槽偏向一边或者键槽两端尺寸受铣削力会向一边偏让，以致铣出的键槽偏向一边或者键槽两端尺寸增大。因此，在铣削中，水平进给速度一定要控制在选定的进给量范增大。因此，在铣削中，水平进给速度一定要控制在选定的进给量范围内。围内。 (2)槽宽尺寸过大或过小槽宽尺寸过大或过小:原因是铣刀有振摆，加工前没有校正，或原因是铣刀有振摆，加工前

247、没有校正，或者是铣刀经磨损后尺者是铣刀经磨损后尺J变小。变小。 (3)键槽的已加工面粗糙度高键槽的已加工面粗糙度高:原因是纵向进给速度太快，切削速度原因是纵向进给速度太快，切削速度选择不当或缺乏切削液及铣刀侧刃不锋利。选择不当或缺乏切削液及铣刀侧刃不锋利。上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施 4-3-2铣削直齿圆柱齿轮分度头调整计算铣削直齿圆柱齿轮分度头调整计算 任务二任务二 铣削直齿圆柱齿轮铣削直齿圆柱齿轮 1.零件图分析零件图分析 本任务需要铣削的工件材料为本任务需要铣削的工件材料为45钢调质处理，齿形宽度钢调质处理，齿形宽度60mm ,齿齿面粗糙度要求面粗糙度要求Ra1. 6，

248、模数，模数2. 5mm ,齿数齿数22，精度，精度8级，属于单件生级，属于单件生产，选用卧式铣床加工，需考虑铣后降低粗糙度值的方法，如无相应产，选用卧式铣床加工，需考虑铣后降低粗糙度值的方法，如无相应设备，可以考虑采用齿轮对辊法设备，可以考虑采用齿轮对辊法(需要留一定的余量需要留一定的余量)。 2.刀具选用刀具选用 因为齿轮的齿形曲线由该齿轮的基圆大小决定，基圆大小又与齿轮因为齿轮的齿形曲线由该齿轮的基圆大小决定，基圆大小又与齿轮的模数、齿数、齿形角的大小有关。的模数、齿数、齿形角的大小有关。上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施 因此，模数和齿形角相同而齿数不同的齿轮，应有不同的铣刀

249、，这因此，模数和齿形角相同而齿数不同的齿轮，应有不同的铣刀，这样就需要制造许多不同齿形的铣刀，很不经济。为此，对同种模数、样就需要制造许多不同齿形的铣刀，很不经济。为此，对同种模数、齿形角的齿轮盘铣刀，按被加工齿轮的齿数分段并编号，同一号齿轮齿形角的齿轮盘铣刀，按被加工齿轮的齿数分段并编号，同一号齿轮铣铣JJ加工分段内齿数的齿轮，其所产生的齿形误差，对精度要求不高加工分段内齿数的齿轮，其所产生的齿形误差，对精度要求不高的齿轮来说是允许的。这样较经济易行，所以齿轮盘铣刀要分号。的齿轮来说是允许的。这样较经济易行，所以齿轮盘铣刀要分号。 3.切削参数选择切削参数选择 由于工件是由于工件是45钢，使

250、用高速钢铣刀，需要在一次装夹中完成粗、精钢，使用高速钢铣刀，需要在一次装夹中完成粗、精加工，表面粗糙度要求加工，表面粗糙度要求Ral. 6，所以本任务按精铣，所以本任务按精铣(最后一刀最后一刀)选择切削选择切削用量用量(粗加工后留粗加工后留0. 1 mm余量余量)，每转进给量，每转进给量0. 21. 2 mm(取取0. 5 mm，纵向进给量取，纵向进给量取40 mm/min。 上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施4.装夹方案装夹方案 工件采用工件采用FW125万能分度头万能分度头(配卡盘配卡盘)加顶尖定位夹紧，加工前应校加顶尖定位夹紧，加工前应校正工件中心线与工作台纵向进给的平行度。

251、正工件中心线与工作台纵向进给的平行度。 5.铣床参数的确定铣床参数的确定 (1)任务二零件属于中、小型零件，适用的铣床种类很多，如任务二零件属于中、小型零件，适用的铣床种类很多，如X62 W , X6132等型号，其中等型号，其中X6132型普通铣床应用广泛，具有典型性，所以型普通铣床应用广泛，具有典型性，所以本任务选用本任务选用X6132型普通铣床。型普通铣床。 (2) X6132型普通铣床主参数型普通铣床主参数(工作台宽度工作台宽度)320 mm，最大铣削工件，最大铣削工件长度长度700mmn ,满足工件加工要求。满足工件加工要求。 上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施 6. X

252、6132型普通铣床调整型普通铣床调整 (1)主运动传动系统调整主运动传动系统调整:转动主轴箱侧面变速手柄，至刻度盘示值转动主轴箱侧面变速手柄，至刻度盘示值80 r/min处。处。 (2)进给运动传动系统调整进给运动传动系统调整:转动进给箱侧面变速手柄，至刻度盘示转动进给箱侧面变速手柄，至刻度盘示值值40 mm/min处相当于丝杠转速处相当于丝杠转速6.6 r/min。 7.万能分度头调整万能分度头调整 在在FW125型万能分度头上进行分度，分度数型万能分度头上进行分度，分度数Z=22。 铣削直齿圆柱齿轮的一般操作过程如下铣削直齿圆柱齿轮的一般操作过程如下: (1)按图样要求，检查齿坯的齿顶圆尺

253、寸。按图样要求，检查齿坯的齿顶圆尺寸。上一页 下一页返回4-3 任务的实施任务的实施(2)安装分度头，装夹、校正工件。进行分度计算后，调整分度手柄和安装分度头，装夹、校正工件。进行分度计算后，调整分度手柄和分度叉。分度叉。(3)选择和安装铣刀。选择和安装铣刀。(4)用切痕法或划线法对刀。用切痕法或划线法对刀。(5)调整机床切削参数，并检查切削液和冷却系统的工作情况。调整机床切削参数，并检查切削液和冷却系统的工作情况。(6)在齿坯上每隔在齿坯上每隔35齿铣出很浅的刀痕，检查分度计算和调整是否正齿铣出很浅的刀痕，检查分度计算和调整是否正确。确。(7)调整铣削深度。一般应分粗铣和精铣两次切出全部齿深

254、。铣完两齿调整铣削深度。一般应分粗铣和精铣两次切出全部齿深。铣完两齿槽后测量齿厚。槽后测量齿厚。(8)铣好全部齿槽后，应对齿厚再测量一次，合格后拆下工件交验。铣好全部齿槽后，应对齿厚再测量一次，合格后拆下工件交验。上一页返回图图 4-1返回图图 4-2返回图图 4-3返回图图 4-4 返回图图 4-5返回图图 4-6返回图图 4-7返回图图 4-8返回图图 4-9返回图图 4-10返回图图 4-11返回图图 4-12返回图图 4-13返回图图 4-14返回图图 4-15返回图图 4-16返回图图 4-17返回图图 4-18返回图图 4-19返回图图 4-20返回图图 4-21返回图图 4-22

255、返回图图 4-23返回图图 4-24返回图图 4-25返回教学单元教学单元5 齿轮加工机床齿轮加工机床5-1 任务引入任务引入5-2 相关知识相关知识5-3 任务的实施任务的实施5-1 任务引入任务引入 齿轮加工机床是用齿轮切削刀具来加工齿轮轮齿表面或齿条轮齿齿轮加工机床是用齿轮切削刀具来加工齿轮轮齿表面或齿条轮齿表面的机床。齿轮作为最常用的传动件，广泛应用于各种机械及仪表表面的机床。齿轮作为最常用的传动件，广泛应用于各种机械及仪表中，随着现代工业的发展，对齿轮制造质量要求越来越高，齿轮加工中，随着现代工业的发展，对齿轮制造质量要求越来越高，齿轮加工设备向着高精度、高效率和高自动化的方向发展。

256、设备向着高精度、高效率和高自动化的方向发展。 滚齿加工生产效率高，可加工工件种类多。齿轮加工机床已成为现滚齿加工生产效率高，可加工工件种类多。齿轮加工机床已成为现代机械制造装备业中的重要加工装备。代机械制造装备业中的重要加工装备。任务直齿圆柱齿轮加工明确直齿圆柱齿轮加工刀具的选用、切削参数任务直齿圆柱齿轮加工明确直齿圆柱齿轮加工刀具的选用、切削参数的确定、机床选型、机床调整计算、对刀等。的确定、机床选型、机床调整计算、对刀等。返回5-2 相关知识相关知识5-2-1齿轮加工概述齿轮加工概述 一、齿轮加工机床工作原理一、齿轮加工机床工作原理 齿轮作为最常用的传动件，广泛应用于各种机械及仪表中，随着

257、现齿轮作为最常用的传动件，广泛应用于各种机械及仪表中，随着现代工业的发展对齿轮制造质量要求越来越高，使齿轮加工设备向高精代工业的发展对齿轮制造质量要求越来越高，使齿轮加工设备向高精度、高效率和高自动化的方向发展。齿轮加工机床的种类很多，构造度、高效率和高自动化的方向发展。齿轮加工机床的种类很多，构造及加工方法也各不相同。但按齿形形成的原理分类，切削齿轮的方法及加工方法也各不相同。但按齿形形成的原理分类，切削齿轮的方法可分为成型法和展成法两类。可分为成型法和展成法两类。 1.成型法成型法 成型法加工齿轮是使用切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状完全相符成型法加工齿轮是使用切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状

258、完全相符的成型刀具切出齿轮的方法。的成型刀具切出齿轮的方法。下一页返回5-2 相关知识相关知识 即由刀具的切削刃形成渐开线母线，再加上一个沿齿坯齿向的直即由刀具的切削刃形成渐开线母线，再加上一个沿齿坯齿向的直线运动形成所要加工齿轮的齿面。这种方法一般在铣床上用盘铣刀或线运动形成所要加工齿轮的齿面。这种方法一般在铣床上用盘铣刀或指形齿轮铣刀铣削齿轮，见指形齿轮铣刀铣削齿轮，见图图5-1。此外，也可以在刨床或插床上用。此外，也可以在刨床或插床上用成型刀具刨、插削齿轮。成型刀具刨、插削齿轮。 根据成型刀具每次所能加工的齿廓数多少，可以将成型法加工齿轮根据成型刀具每次所能加工的齿廓数多少，可以将成型法

259、加工齿轮分单齿廓成型法和多齿廓成型法，图分单齿廓成型法和多齿廓成型法，图5-1是采用单齿廓成型法分齿加是采用单齿廓成型法分齿加工齿轮的方法，即加工完一个齿，退回，工件分度，再加工下一个齿。工齿轮的方法，即加工完一个齿，退回，工件分度，再加工下一个齿。因此生产率较低而且对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状因此生产率较低而且对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不同，需采用不同的成型刀具，进而增加刀具的数量，提高制造成就不同，需采用不同的成型刀具，进而增加刀具的数量，提高制造成本。本。上一页 下一页返回5-2 相关知识相关知识 在实际生产中为厂减少成型刀具的数量，每一种模数通常只配有八

260、在实际生产中为厂减少成型刀具的数量，每一种模数通常只配有八把刀，各自适应一定的齿数范围，因此加工出的齿形是近似的，加工把刀，各自适应一定的齿数范围，因此加工出的齿形是近似的，加工精度较低。但是这种方法，机床简单，不需要专用设备，适用于单件精度较低。但是这种方法，机床简单，不需要专用设备，适用于单件小批生产及加工精度不高的修理行业。小批生产及加工精度不高的修理行业。 2展成法展成法 展成法加工齿轮是利用齿轮啮合的原理展成法加工齿轮是利用齿轮啮合的原理(即上一对啮合轮齿脱离啮即上一对啮合轮齿脱离啮合之前，下一对轮齿应及时进人啮合状态，保证运动传递的连续性合之前，下一对轮齿应及时进人啮合状态，保证运

261、动传递的连续性)进进行的，其切齿过程模拟齿轮副行的，其切齿过程模拟齿轮副(齿轮一齿条、齿轮一齿轮齿轮一齿条、齿轮一齿轮)的啮合过程。的啮合过程。把其中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具和工件作把其中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动，被加工工件的齿形表面是在刀具和工件包络过程中严格的啮合运动，被加工工件的齿形表面是在刀具和工件包络过程中由由7J具切削刃的位置连续变化而形成的。具切削刃的位置连续变化而形成的。上一页 下一页返回5-2 相关知识相关知识 在展成法加工齿轮中用同一把刀具可以加工相同模数而任意齿数的在展成法加工齿轮中用同一把刀具可以加工相同

262、模数而任意齿数的齿轮。其加工精度和生产率都比较高，在齿轮加工中应用最为广泛，齿轮。其加工精度和生产率都比较高，在齿轮加工中应用最为广泛，见见图图5-2。 二、齿轮加工机床的类型二、齿轮加工机床的类型 按照被加工齿轮种类不同，齿轮加工机床可分为圆柱齿轮和锥齿轮按照被加工齿轮种类不同，齿轮加工机床可分为圆柱齿轮和锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机等，锥齿加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机等，锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿轮加工机床有加工直齿锥齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿轮的铣齿机。用来精加工齿轮齿面的机床有琦

263、齿机、剃齿机和磨锥齿轮的铣齿机。用来精加工齿轮齿面的机床有琦齿机、剃齿机和磨齿机等。齿机等。上一页 下一页返回5-2 相关知识相关知识 三、齿轮刀具三、齿轮刀具1.齿轮刀具的种类齿轮刀具的种类 齿轮刀具是用于加工各种齿轮齿形的刀具。由于齿轮的种类很多，齿轮刀具是用于加工各种齿轮齿形的刀具。由于齿轮的种类很多，相应地齿轮刀具种类也极其繁多。一般按照齿轮的齿形可分为加工渐相应地齿轮刀具种类也极其繁多。一般按照齿轮的齿形可分为加工渐开线齿轮刀具和非渐开线齿轮刀具。按照其加工工艺方法则分为成型开线齿轮刀具和非渐开线齿轮刀具。按照其加工工艺方法则分为成型法和展成法加工用齿轮刀具两大类。法和展成法加工用齿

264、轮刀具两大类。 (1)成型法齿轮刀具。成型法齿轮刀具是指刀具切削刃的轮廓形状成型法齿轮刀具。成型法齿轮刀具是指刀具切削刃的轮廓形状与被切齿的齿形相同或近似相同。常用的有盘形齿轮铣刀和指形齿轮与被切齿的齿形相同或近似相同。常用的有盘形齿轮铣刀和指形齿轮铣刀，如铣刀，如图图5-3所示。所示。 盘形齿轮铣刀是铲齿成型铣刀，铣刀材料一般为高速钢，主要用盘形齿轮铣刀是铲齿成型铣刀，铣刀材料一般为高速钢，主要用于小模数于小模数 (m8)直齿和螺旋齿轮的加工。直齿和螺旋齿轮的加工。上一页 下一页返回5-2 相关知识相关知识 指形齿轮铣刀属于成型立铣刀，主要用于大模数的直齿、斜齿或人指形齿轮铣刀属于成型立铣刀

265、，主要用于大模数的直齿、斜齿或人字齿轮加工，渐开线轮的廓形是由模数、齿数和压力角决定的。因此，字齿轮加工，渐开线轮的廓形是由模数、齿数和压力角决定的。因此，要用成型法铣出高精度的齿轮就必须针对被加工齿轮的模数、齿数等要用成型法铣出高精度的齿轮就必须针对被加工齿轮的模数、齿数等参数，设计与其齿形相同的专门铣刀。这样做在生产上不方便，也不参数，设计与其齿形相同的专门铣刀。这样做在生产上不方便，也不经济，甚至不可能。实际生产中通常是把同一模数下不同齿数的齿轮经济，甚至不可能。实际生产中通常是把同一模数下不同齿数的齿轮按齿形的接近程度划分为按齿形的接近程度划分为8组或巧组，每组只用一把铣刀加工，每一组

266、或巧组，每组只用一把铣刀加工，每一刀号的铣刀是按同组齿数中最少齿数的齿形设计的。选用铣刀时，应刀号的铣刀是按同组齿数中最少齿数的齿形设计的。选用铣刀时，应根据被切齿轮的齿数选出相应的铣刀刀号。加工斜齿轮时，则应按照根据被切齿轮的齿数选出相应的铣刀刀号。加工斜齿轮时，则应按照其法向截面内的当量齿数来选择刀号。其法向截面内的当量齿数来选择刀号。 (2)展成法齿轮刀具。这类刀具的切削刃廓形不同于被切齿轮任何剖展成法齿轮刀具。这类刀具的切削刃廓形不同于被切齿轮任何剖面的槽形。面的槽形。上一页 下一页返回5-2 相关知识相关知识 被切齿轮齿形是由刀具在展成运动中若干位置包络形成的。展成法被切齿轮齿形是由

267、刀具在展成运动中若干位置包络形成的。展成法刀具的主要优点是一把刀具可加工同一模数的不同齿数的各种齿轮。刀具的主要优点是一把刀具可加工同一模数的不同齿数的各种齿轮。与成型法相比，具有通用性广、加工精度和生产率高的特点。但展成与成型法相比，具有通用性广、加工精度和生产率高的特点。但展成法加工齿轮时，需配备专门机床，加工成本要高于成型法。常见的展法加工齿轮时，需配备专门机床，加工成本要高于成型法。常见的展成法齿轮刀具有成法齿轮刀具有:齿轮滚刀、插齿刀、蜗轮滚刀及剃齿刀等。齿轮滚刀、插齿刀、蜗轮滚刀及剃齿刀等。2.齿轮滚刀齿轮滚刀 (1)齿轮滚刀的结构。齿轮滚刀形似蜗杆，为厂形成切削刃，在垂直齿轮滚刀

268、的结构。齿轮滚刀形似蜗杆，为厂形成切削刃，在垂直于蜗杆螺旋线方向或平行于轴线方向铣出容屑槽，形成前刀面，并对于蜗杆螺旋线方向或平行于轴线方向铣出容屑槽，形成前刀面，并对滚刀的顶面和侧面进行铲背，铲磨出后角。根据滚齿的工作原理，滚滚刀的顶面和侧面进行铲背，铲磨出后角。根据滚齿的工作原理，滚刀应当是一个端面截形为渐开线的斜齿轮，但由于这种渐开线滚刀的刀应当是一个端面截形为渐开线的斜齿轮，但由于这种渐开线滚刀的制造比较困难，日前应用较少。制造比较困难，日前应用较少。上一页 下一页返回5-2 相关知识相关知识 通常是将滚刀轴向截面做成直线齿形，这种刀具称为阿基米德滚刀。通常是将滚刀轴向截面做成直线齿形

269、，这种刀具称为阿基米德滚刀。这样滚刀的轴向截形近似于齿条，当滚刀作旋转运动时，就如同齿条这样滚刀的轴向截形近似于齿条，当滚刀作旋转运动时，就如同齿条在轴向平面内作轴向移动，滚在轴向平面内作轴向移动，滚JJ转一转，刀齿轴向移动一个齿距转一转，刀齿轴向移动一个齿距 ,齿齿坯分度圆也相应转过一个周节的弧长，从而由切削刃包络出正确的渐坯分度圆也相应转过一个周节的弧长，从而由切削刃包络出正确的渐开线齿形。如开线齿形。如图图5-4所示为齿轮滚刀的结构。所示为齿轮滚刀的结构。 (2)齿轮滚刀的主要参数。齿轮滚刀的主要参数包括齿轮滚刀的主要参数。齿轮滚刀的主要参数包括:外径、头数、外径、头数、齿形、螺旋升角及

270、旋向等。外径越大，则加工精度越高。标准齿轮滚齿形、螺旋升角及旋向等。外径越大，则加工精度越高。标准齿轮滚刀规定，同一模数有两种直径系列，刀规定，同一模数有两种直径系列，I型直径较大，适用于型直径较大，适用于AA级精密级精密滚刀，这种滚刀用于加工滚刀，这种滚刀用于加工7级精度的齿轮级精度的齿轮;II型直径较小，适用于型直径较小，适用于A, B, C级精度的滚刀，用于加工级精度的滚刀，用于加工8, 9, 10级精度的齿轮。级精度的齿轮。上一页 下一页返回5-2 相关知识相关知识 单头滚刀的精度较高，多用于精切齿，多头滚刀精度较差，但生产单头滚刀的精度较高，多用于精切齿，多头滚刀精度较差，但生产率高

271、。常用率高。常用图图5-4的滚刀的滚刀(m，因此回程时，因此回程时间比工作行程短间比工作行程短;(即慢进快回即慢进快回)，图图7-34。 (5)横向进给机构。横向进给机构。 2.龙门刨床龙门刨床( planing machine) 龙门刨床主要用于加工大型或重型零件上的各种平面、沟槽和各种龙门刨床主要用于加工大型或重型零件上的各种平面、沟槽和各种导轨面，也可在工作台上一次装夹多个中小型零件进行多件同时加工。导轨面，也可在工作台上一次装夹多个中小型零件进行多件同时加工。其外形如其外形如图图7-36所示。所示。上一页 下一页返回7-3 直线运动机床直线运动机床 (1)龙门刨床组成及工作特点。龙门刨

272、床由床身龙门刨床组成及工作特点。龙门刨床由床身1、工作台、工作台2,横梁横梁3、垂直刀架、垂直刀架4、顶梁、顶梁5、立柱、立柱6、进给驱动装置、进给驱动装置7、主驱动装置、主驱动装置8、侧刀、侧刀架架9组成。组成。 (2) B2012 A型龙门刨床的传动系统。型龙门刨床的传动系统。图图7-37为为B2012 A型龙门刨型龙门刨床传动系统示意图。床传动系统示意图。主运动传动系统，如主运动传动系统，如图图7-38所示。所示。 工作台的速度是按一定规律变化并循环的，如工作台的速度是按一定规律变化并循环的，如图图7-39所示。工作行所示。工作行程运动速度较慢，回程程运动速度较慢，回程(空行程空行程)运

273、动速度加快，减少辅助时间。运动速度加快，减少辅助时间。进给运动传动系统进给运动传动系统上一页 下一页返回7-3 直线运动机床直线运动机床 由于两垂直刀架和侧刀架结构、传动原理基本相同，现以垂直刀架由于两垂直刀架和侧刀架结构、传动原理基本相同，现以垂直刀架为例加以说明。为例加以说明。 图图7-40为垂直刀架进给箱传动系统图。为垂直刀架进给箱传动系统图。 (3)间歇进给机构的结构及工作原理间歇进给机构的结构及工作原理(图图7-41、图图7-42)。 3.插床插床 (1)插床的组成及工艺范围。插床插床的组成及工艺范围。插床(slotting machine; vertical shaping mac

274、hine)实际上是一种立式的刨床，它的结构原理与牛头实际上是一种立式的刨床，它的结构原理与牛头刨床属于同一类型，只是在结构形式上略有区别。插床的滑枕刨床属于同一类型，只是在结构形式上略有区别。插床的滑枕2在垂在垂直方向上下往复移动直方向上下往复移动主运动。工作台由床鞍主运动。工作台由床鞍6,溜板溜板7及圆工作台及圆工作台1等等部分组成。床鞍部分组成。床鞍6可作横向进给，溜板可作横向进给，溜板7可作纵向进给，圆工作台可作纵向进给，圆工作台1可可带动工件回转，带动工件回转，图图7-43。上一页 下一页返回7-3 直线运动机床直线运动机床 插床的主运动是刀具的直线往复运动。进给运动是工作台的圆周插床

275、的主运动是刀具的直线往复运动。进给运动是工作台的圆周运动或分度运动。运动或分度运动。 插床的主要用途是加工工件的内部表面，如内孔中的键槽、平面、插床的主要用途是加工工件的内部表面，如内孔中的键槽、平面、多边形孔等，有时也用于加工成型内外表面。插削孔内键槽见多边形孔等，有时也用于加工成型内外表面。插削孔内键槽见图图7-44。插床与刨床一样，生产效率低。而且要有较熟练的技术工人，才能。插床与刨床一样，生产效率低。而且要有较熟练的技术工人，才能加工出要求较高的零件。加工出要求较高的零件。 (2)插床附件。插床上使用的装夹工具，除牛头刨床上所用的一般常插床附件。插床上使用的装夹工具，除牛头刨床上所用的

276、一般常用的平日钳、压板、螺钉等装夹工具外，还有三爪卡盘、四爪卡盘和用的平日钳、压板、螺钉等装夹工具外，还有三爪卡盘、四爪卡盘和插床分度头等。插床分度头等。 在插床上加工孔内表面时，刀具要穿人工件的孔内进行插削，因此在插床上加工孔内表面时，刀具要穿人工件的孔内进行插削，因此工件的加工部分必须先有一个孔，如果工件原来没有孔，就需要先加工件的加工部分必须先有一个孔，如果工件原来没有孔，就需要先加工一个足够大的孔，才能进行插削加工。工一个足够大的孔，才能进行插削加工。 上一页 下一页返回7-3 直线运动机床直线运动机床4.拉床拉床 (1)拉床拉床(broaching)的用途、特点及类型。拉床是用拉刀进

277、行加工的用途、特点及类型。拉床是用拉刀进行加工的机床。可完成各种形状的通孔、通槽、平面及成型表面的加工。的机床。可完成各种形状的通孔、通槽、平面及成型表面的加工。 图图7-45是适合于拉削的一些典型表面形状。是适合于拉削的一些典型表面形状。 工件的外形应具有易于准确地安装在拉床上的形状，否则加工时易工件的外形应具有易于准确地安装在拉床上的形状，否则加工时易产生误差。若工件在拉削前，孔的端面未经加工，则应将其端面垫以产生误差。若工件在拉削前，孔的端面未经加工，则应将其端面垫以球面垫圈，球面垫圈，图图7-47。拉削时可以使工件上的孔自动调整到和拉刀轴线。拉削时可以使工件上的孔自动调整到和拉刀轴线一

278、致的方向。一致的方向。 常用的拉床，按加工的表面可分为内表面拉床和外表面拉床两类常用的拉床，按加工的表面可分为内表面拉床和外表面拉床两类;按机床的布局形式可分为卧式拉床和立式拉床两类。此外，还有连续按机床的布局形式可分为卧式拉床和立式拉床两类。此外，还有连续式拉床和专用拉床。式拉床和专用拉床。上一页 下一页返回7-3 直线运动机床直线运动机床 (2)拉床的基本运动。拉床只有主运动拉床的基本运动。拉床只有主运动:是拉刀的低速直线运动。没是拉刀的低速直线运动。没有进给运动。有进给运动。 (3)典型拉床。典型拉床。 卧式内拉床卧式内拉床:主要用于加工内花键、键槽等内表面，主要用于加工内花键、键槽等内

279、表面，图图7-46为其为其外形图。外形图。 立式拉床。立式拉床。 立式拉床有立式拉床有:立式内拉床、立式外拉床两类。立式内拉床、立式外拉床两类。 立式内拉床可完成各种形状的通孔加工。立式内拉床可完成各种形状的通孔加工。图图7-48为立式内拉床。为立式内拉床。 立式外拉床可完成通槽、平面及成型表面的加工。立式外拉床可完成通槽、平面及成型表面的加工。图图7-49为立式外为立式外拉床。拉床。上一页 下一页返回7-3 直线运动机床直线运动机床 连续式拉床。连续式拉床。 连续式拉床用于大批量生产中加工小型零件的外表面。连续式拉床用于大批量生产中加工小型零件的外表面。图图7-50是连是连续式拉床的工作原王

280、甲图。续式拉床的工作原王甲图。 (4) L7220型双柱立式拉床插装阀液压系统。型双柱立式拉床插装阀液压系统。 该拉床液压系统具有左、右滑板一上一下的双柱拉削功能和左、右该拉床液压系统具有左、右滑板一上一下的双柱拉削功能和左、右滑板分别进行单柱拉削的功能，适用性强，调整方便。滑板分别进行单柱拉削的功能，适用性强，调整方便。(见见图图7-51)。上一页返回7-4 组合机床简介组合机床简介一、组合机床工艺范围及组成一、组合机床工艺范围及组成 组合机床组合机床(modular machine tool)是根据特定的加工要求，以系列是根据特定的加工要求，以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用

281、部件所组成的专用机化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件所组成的专用机床。它适宜于在大批量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工床。它适宜于在大批量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。序进行加工。 组合机床的工艺范围有组合机床的工艺范围有:铣平面、车平面、惚平面、钻孔、扩孔、铣平面、车平面、惚平面、钻孔、扩孔、铰孔、锁孔、倒角、切槽、攻螺纹等。铰孔、锁孔、倒角、切槽、攻螺纹等。 组合机床最适于加工箱体零件，例如汽缸体、汽缸盖、变速箱体、组合机床最适于加工箱体零件，例如汽缸体、汽缸盖、变速箱体、阀门与仪表的壳体等。另外，轴类、盘类、套类及叉架类零件，例如阀门与仪表的壳体

282、等。另外，轴类、盘类、套类及叉架类零件，例如曲轴、汽缸套、连杆、飞轮、法铸盘、拨叉等也能在组合机床上完成曲轴、汽缸套、连杆、飞轮、法铸盘、拨叉等也能在组合机床上完成部分或全部加工工序。部分或全部加工工序。 下一页返回7-4 组合机床简介组合机床简介 如如图图7-52所示为单工位三面复合组合机床。被加工工件安置在夹所示为单工位三面复合组合机床。被加工工件安置在夹具具8中，加工时工件固定不动，分别由电动机通过动力箱中，加工时工件固定不动，分别由电动机通过动力箱5、多轴箱、多轴箱4和传动装置驱动刀具作旋转主运动，并由各自的滑台和传动装置驱动刀具作旋转主运动，并由各自的滑台6带动作直线进带动作直线进给

283、运动，完成一定形式的运动循环。整台机床的组成部件中，除多轴给运动，完成一定形式的运动循环。整台机床的组成部件中，除多轴箱和夹具外，其余均为通用部件。通常一台组合机床的通用部件占机箱和夹具外，其余均为通用部件。通常一台组合机床的通用部件占机床零、部件总数床零、部件总数70%90%。图图7-53为立式多工位组合机床。为立式多工位组合机床。 (1)通用部件通用部件:日前已制订了国家标准，如机械滑台、侧底座等。日前已制订了国家标准，如机械滑台、侧底座等。 动力部件动力部件:动力箱、动力滑台动力箱、动力滑台(分为机械、液压驱动分为机械、液压驱动); 支承部件支承部件:床身、立柱、底座床身、立柱、底座;

284、输送部件输送部件:移动工作台、回转工作台和回转鼓轮移动工作台、回转工作台和回转鼓轮; 控制部件控制部件:液压操纵板、按钮台等液压操纵板、按钮台等;上一页 下一页返回7-4 组合机床简介组合机床简介 辅助部件辅助部件;冷却、润滑等冷却、润滑等; (2)专用部件专用部件:主轴箱、夹具、倾斜床身。主轴箱、夹具、倾斜床身。 二、组合机床特点二、组合机床特点 (1)设计、制造周期短，而且也便于使用和维修。设计、制造周期短，而且也便于使用和维修。 (2)加工效率高。组合机床可采用多刀、多轴、多面、多工位和多件加工效率高。组合机床可采用多刀、多轴、多面、多工位和多件加工，因此，特别适用于汽车、拖拉机、电机等

285、行业定型产品的大量加工，因此，特别适用于汽车、拖拉机、电机等行业定型产品的大量生产。生产。 (3)当加工对象改变后，通用零、部件可重复使用，组成新的组合机当加工对象改变后，通用零、部件可重复使用，组成新的组合机床、不致因产品的更新而造成设备的大量浪费。床、不致因产品的更新而造成设备的大量浪费。 (4)自动化程度高。自动化程度高。 上一页 下一页返回7-4 组合机床简介组合机床简介 (5)通用化程度高。通用化程度高。 (6)能稳定地保证加工精度。能稳定地保证加工精度。 (7)易于联成自动线。易于联成自动线。 组合机床通常采用多刀、多面、多工位同时对工件进行加工的方法。组合机床通常采用多刀、多面、

286、多工位同时对工件进行加工的方法。加工时，装在机床主轴上的刀具做旋转主运动，工件做进给运动，或加工时，装在机床主轴上的刀具做旋转主运动，工件做进给运动，或者刀具做旋转主运动又做进给运动，以完成工作循环。者刀具做旋转主运动又做进给运动，以完成工作循环。 三、组合机床自动线三、组合机床自动线 由若干台组合机床及辅助设备组成的自动化生产线称为组合机床自由若干台组合机床及辅助设备组成的自动化生产线称为组合机床自动线。动线。上一页 下一页返回7-4 组合机床简介组合机床简介 组合机床自动线是用工件自动传送系统及自动控制系统，把按加组合机床自动线是用工件自动传送系统及自动控制系统，把按加工工序合理排列的若干

287、台组合机床或自动机床和其他辅助设备联系起工工序合理排列的若干台组合机床或自动机床和其他辅助设备联系起来的自动生产线。来的自动生产线。 1.组合机床自动线组成组合机床自动线组成 组合机床自动线由组合机床或自动机床组成组合机床自动线由组合机床或自动机床组成;此外，还需要配置一此外，还需要配置一定数量的辅助传送机构，包括移动工件、排除切屑和自动线的操纵机定数量的辅助传送机构，包括移动工件、排除切屑和自动线的操纵机构，如构，如图图7-54。 2.组合机床自动线特点组合机床自动线特点 提高生产率提高生产率;稳定保证产品质量稳定保证产品质量;缩短生产周期，节约辅助运输工具缩短生产周期，节约辅助运输工具;降

288、低生产成本降低生产成本;减轻工人劳动强度，改善劳动条件。减轻工人劳动强度，改善劳动条件。上一页返回图图 7-1返回图图 7-2返回图图 7-3返回图图 7-4返回图图 7-5返回图图 7-6返回图图 7-7返回图图 7-8返回图图 7-9返回图图 7-10返回图图 7-11返回图图 7-12返回图图 7-13返回图图 7-14返回图图 7-15返回图图 7-16返回图图 7-17返回图图 7-18返回图图 7-19返回图图 7-20返回图图 7-21返回图图 7-22返回图图 7-23返回图图 7-24返回图图 7-25返回图图 7-26返回图图 7-27返回图图 7-28返回图图 7-29返

289、回图图 7-30返回图图 7-31返回图图 7-32返回图图 7-33返回图图 7-34返回图图 7-35返回图图 7-36返回图图 7-37返回图图 7-38返回图图 7-39返回图图 7-40返回图图 7-41返回图图 7-42返回图图 7-43返回图图 7-44返回图图 7-45返回图图 7-46返回图图 7-47返回图图 7-48返回图图 7-49返回图图 7-50返回图图 7-51返回图图 7-52返回图图 7-53返回图图 7-54返回教学单元教学单元8 数控机床数控机床8-1 数控机床概述数控机床概述8-2 数控车床数控车床8-3 数控铣床数控铣床8-4 加工中心简介加工中心简介

290、8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构8-1 数控机床概述数控机床概述 一、数控机床简介一、数控机床简介 数控机床是用计算机通过数字化信息实现对机床自动控制的机电一数控机床是用计算机通过数字化信息实现对机床自动控制的机电一体化产品。综合应用了微电子技术、计算机自动控制、精密检测、伺体化产品。综合应用了微电子技术、计算机自动控制、精密检测、伺服驱动、机械设计与制造技术等多方面的最新成果，是一种先进的机服驱动、机械设计与制造技术等多方面的最新成果，是一种先进的机械加工设备。数控机床不仅能够提高产品的质量，提高生产效率，降械加工设备。数控机床不仅能够提高产品的质量，提高生产效率，降低生产成本，还能

291、够大大改善工人的劳动条件。低生产成本，还能够大大改善工人的劳动条件。 1.数控机床的发展概况数控机床的发展概况 随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，而且改型频随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，而且改型频繁，这就要求制造机械产品的机床具有高性能、高精度、高自动化和繁，这就要求制造机械产品的机床具有高性能、高精度、高自动化和强适应性。强适应性。下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 在机械产品中，单件和小批量产品占到在机械产品中，单件和小批量产品占到70%80%，采用普通机床，采用普通机床加工这些零件效率低、劳动强度大，有些复杂型面甚至无法加工。采加工这些零件效率低、

292、劳动强度大，有些复杂型面甚至无法加工。采用组合机床或自动化机床加工这类零件也极其不合理，因为需要经常用组合机床或自动化机床加工这类零件也极其不合理，因为需要经常改装与调整设备。数控机床就是为了解决单件、小批量、精度高、复改装与调整设备。数控机床就是为了解决单件、小批量、精度高、复杂型面零件加工的自动化要求而产生的。杂型面零件加工的自动化要求而产生的。 世界上第一台数控机床产生于世界上第一台数控机床产生于1952年，由美国麻省理工学院和帕森年，由美国麻省理工学院和帕森斯公司合作研制成功。之后，随着微电子技术、特别是计算机技术的斯公司合作研制成功。之后，随着微电子技术、特别是计算机技术的不断发展，

293、数控机床不断更新换代，数控系统先后经历了电子管不断发展，数控机床不断更新换代，数控系统先后经历了电子管(1952年年)、晶体管、晶体管(1959年年)、集成电路、集成电路(1965年年)、小型计算机、小型计算机(1970年年)、微处理器或微型计算机、微处理器或微型计算机(1974年年)和基于工控和基于工控PC机的通用型机的通用型CNC系系统统(1990年年)等六代数控系统。等六代数控系统。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 我国从我国从1958年开始研制数控机床，年开始研制数控机床，1975年研制出第一台加工中心，年研制出第一台加工中心，1986年开始进人国际市场。目前，欧、美

294、、日等工业化国家已先后完年开始进人国际市场。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪世纪80年代开始起步，仍处于年代开始起步，仍处于发展阶段。发展阶段。 “十五十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。2007年，中年，中国数控金切机床产量达国数控金切机床产量达123 257台，数控金属成型机床产量达台，数控金属成型机床产量达3 011台台;国产数控机床拥有量约国产数控机床拥有量约50万台，进口约万台，进口约20万台。万台。2008年年10月，中国月，中国数控机床产量达数控机床产量达

295、105 780台，比台，比2007年同比增长年同比增长2. 96% 。“十一五十一五”期间，中国数控机床产业步人快速发展期，中国数控机床行业面临千期间，中国数控机床产业步人快速发展期，中国数控机床行业面临千载难逢的大好发展机遇。载难逢的大好发展机遇。 上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 在数控机床全面发展的同时，数控技术在机械行业其他领域得以在数控机床全面发展的同时，数控技术在机械行业其他领域得以迅速发展，数控绘图机、数控坐标测量机、数控线切割机、数控编织迅速发展，数控绘图机、数控坐标测量机、数控线切割机、数控编织机、机器人等数控设备得到广泛的应用。机、机器人等数控设备得到广泛

296、的应用。 2.数控机床的特点和用途数控机床的特点和用途 与传统机床相比，数控机床具有以下一些特点。与传统机床相比，数控机床具有以下一些特点。 (1)适应性广。适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化适应性广。适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。采用数字程序控制，当生产品种改变时，只要重而变化的适应能力。采用数字程序控制，当生产品种改变时，只要重新编制零件加工程序，就能实现对新零件的自动化生产。这对当前市新编制零件加工程序，就能实现对新零件的自动化生产。这对当前市场竞争中产品不断更新换代的生产模式是十分重要的，它为解决多品场竞争中产品不断更新换代的生产模式是十分

297、重要的，它为解决多品种、中小批量零件的自动化加工提供了极好的生产方式。种、中小批量零件的自动化加工提供了极好的生产方式。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 广泛的适应性是数控设备最突出的优点，也是数控设备得以产生和广泛的适应性是数控设备最突出的优点，也是数控设备得以产生和迅速发展的主要原因。迅速发展的主要原因。 (2)加工精度高、质量稳定。数控机床是按照预定程序自动工作的，加工精度高、质量稳定。数控机床是按照预定程序自动工作的，一般情况下工作过程不需要人工干预，这就消除了操作者人为产生的一般情况下工作过程不需要人工干预，这就消除了操作者人为产生的误差。误差。 (3)生产率高。数

298、控机床能够有效地减少零件的加工时间和辅助时间。生产率高。数控机床能够有效地减少零件的加工时间和辅助时间。数控机床上可以采用较大的切削用量，进行强力切削，同时还可以自数控机床上可以采用较大的切削用量，进行强力切削，同时还可以自动换速、自动换刀和自动装夹工件。动换速、自动换刀和自动装夹工件。 (4)减轻劳动强度，改善劳动条件。由于数控机床是按所编程序自动减轻劳动强度，改善劳动条件。由于数控机床是按所编程序自动完成零件加工的，操作者主要是进行程序的输人、装卸零件、加工状完成零件加工的，操作者主要是进行程序的输人、装卸零件、加工状态的观测、零件的检验等工作，劳动强度极大降低。机床一般是封闭态的观测、零

299、件的检验等工作，劳动强度极大降低。机床一般是封闭式加工，既清洁，又安全。式加工，既清洁，又安全。 上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 (5)能实现复杂零件的加工。数控机床可以完成普通机床难以完成或能实现复杂零件的加工。数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工，可以实现几乎是任意轨迹的运根本不能加工的复杂曲面的零件加工，可以实现几乎是任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，适用于各种复杂形面的零件加工。动和加工任何形状的空间曲面，适用于各种复杂形面的零件加工。 (6)有利于现代化生产管理。数控机床采用数字信息与标准代码处理、有利于现代化生产管理。数控机床

300、采用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别是在数控机床上使用计算机控制，为计算机辅助设计、传递信息，特别是在数控机床上使用计算机控制，为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。制造以及管理一体化奠定了基础。 二、数控机床的工作原理及组成二、数控机床的工作原理及组成 1.数控机床的工作原理数控机床的工作原理 数控机床加工零件时，首先应编制零件的数控加工程序，这是数控数控机床加工零件时，首先应编制零件的数控加工程序，这是数控机床的工作指令。机床的工作指令。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 将数控程序输人到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、将数控程序输人到数控装置，

301、再由数控装置控制机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如刀具选择交启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却润滑等动作，使刀具与工件及其他辅助装置换、工件夹紧松开和冷却润滑等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照数控程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出严格地按照数控程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。形状、尺寸与精度符合要求的零件。 2.数控机床的组成数控机床的组成 数控机床的基本结构如数控机床的基本结构如图图8-1所示，主要由控制介质、计算机数控所示，主要由控制介质、计

302、算机数控装置、伺服驱动系统和机床组成。装置、伺服驱动系统和机床组成。 (1)控制介质。它是用于记载各种加工信息的载体，以控制机床的运控制介质。它是用于记载各种加工信息的载体，以控制机床的运动，实现零件的加工。控制介质常用的是穿孔纸带、磁带或磁盘等，动，实现零件的加工。控制介质常用的是穿孔纸带、磁带或磁盘等，目前最常用的是八单位标准穿孔纸带。目前最常用的是八单位标准穿孔纸带。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 (2)计算机数控装置。它是数控机床的中枢，它接受输人装置送来的计算机数控装置。它是数控机床的中枢，它接受输人装置送来的脉冲信号，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运

303、算和逻脉冲信号，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定的、辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是:经插补运算决定的各坐经插补运算决定的各坐标轴标轴(即作进给运动的各执行部件即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指的进给速度、进给方向和位移量指令，送伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动。其他还有主运动部件令，送伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动。其他还有主运动部件的变速、换向和启停信号的变速、换向和启停信号;选择和

304、交换刀具的刀具指令信号选择和交换刀具的刀具指令信号;控制冷却、控制冷却、润滑的启停，工件和机床部件松开、夹紧，分度工作台转位等辅助指润滑的启停，工件和机床部件松开、夹紧，分度工作台转位等辅助指令信号等。令信号等。 (3)伺服驱动系统。伺服驱动系统包括伺服驱动电动机、各种伺服驱伺服驱动系统。伺服驱动系统包括伺服驱动电动机、各种伺服驱动元件和执行部件等，它是数控系统的执行部分。动元件和执行部件等，它是数控系统的执行部分。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 它的作用是根据来自数控装置的速度和位移指令控制执行部件的进它的作用是根据来自数控装置的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向

305、和位移，使执行部件按规定轨迹移动或精确定位，加工给速度、方向和位移，使执行部件按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件。每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺出符合图样要求的工件。每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动系统。伺服驱动系统有开环、半闭环和闭环之分。服驱动系统。伺服驱动系统有开环、半闭环和闭环之分。 (4)机床的机械部件。主要包括机床的机械部件。主要包括:主运动部件、进给运动部件主运动部件、进给运动部件(如工作如工作台、刀架台、刀架)和支承部件和支承部件(如床身、立柱等如床身、立柱等)，还有冷却、润滑、转位部件，还有冷却、润滑、转位部件，如夹紧、换刀机械手等辅助装置

306、。对于加工中心类的数控机床，还有如夹紧、换刀机械手等辅助装置。对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库，交换刀具的机械手等部件。数控机床的机械部件的存放刀具的刀库，交换刀具的机械手等部件。数控机床的机械部件的组成与普通机床相似，但传动机构要求更为简单，在精度、刚度、抗组成与普通机床相似，但传动机构要求更为简单，在精度、刚度、抗振性等方面要求更高，而且其传动和变速系统要便于实现自动化控制。振性等方面要求更高，而且其传动和变速系统要便于实现自动化控制。 上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述四、数控机床的分类四、数控机床的分类 目前，数控机床已发展成为品种齐全、规格繁多的系列。除上

307、述基目前，数控机床已发展成为品种齐全、规格繁多的系列。除上述基本分类之外，数控机床的类别，既与加工工艺有关，又与数控系统的本分类之外，数控机床的类别，既与加工工艺有关，又与数控系统的控制功能、伺服控制方式等有关。按工艺分类时，有车床、钻床、锁控制功能、伺服控制方式等有关。按工艺分类时，有车床、钻床、锁床、铣床、磨床、齿轮加工机床等床、铣床、磨床、齿轮加工机床等;按系统功能分类时，有点位、直线按系统功能分类时，有点位、直线和轮廓控制之分和轮廓控制之分;按伺服控制方式分类时，有开环、闭环和半闭环之分。按伺服控制方式分类时，有开环、闭环和半闭环之分。 1.按工艺用途分类按工艺用途分类 (1)普通数控

308、机床。与传统的通用机床一样，普通数控机床有数控钻普通数控机床。与传统的通用机床一样，普通数控机床有数控钻床、数控车床、数控铣床、数控锁床、数控磨床和数控齿轮加工机床床、数控车床、数控铣床、数控锁床、数控磨床和数控齿轮加工机床等。等。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 每一类又有很多品种，例如数控铣床就有数控立铣、数控卧铣、每一类又有很多品种，例如数控铣床就有数控立铣、数控卧铣、数控工具铣及数控龙门铣等。普通数控机床的工艺性能与通用机床相数控工具铣及数控龙门铣等。普通数控机床的工艺性能与通用机床相似，所不同的是它能自动地加工精度更高、形状更复杂的零件。似，所不同的是它能自动地加工

309、精度更高、形状更复杂的零件。 (2)数控加工中心。数控加工中心又称多工序数控机床，它带有刀库数控加工中心。数控加工中心又称多工序数控机床，它带有刀库和自动换刀装置，它将数控铣床、数控锁床、数控钻床的功能组合在和自动换刀装置，它将数控铣床、数控锁床、数控钻床的功能组合在一起，零件在一次装夹后，可以对其大部分加工面进行铣、锁、钻、一起，零件在一次装夹后，可以对其大部分加工面进行铣、锁、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工。加工中心能有效地避免由于多次安装扩、铰及攻螺纹等多工序加工。加工中心能有效地避免由于多次安装造成的定位误差，又可以减少装卸工件、更换和调整刀具的辅助时间，造成的定位误差，又可以减少装卸

310、工件、更换和调整刀具的辅助时间，近年来加工中心得以迅速发展。近年来加工中心得以迅速发展。 按工艺用途，可将数控机床分为如按工艺用途，可将数控机床分为如表表8-1所示的几大类。所示的几大类。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述2.按系统控制功能分类按系统控制功能分类 (1)点位控制数控机床。该类机床只对点的位置进行控制，即机床的点位控制数控机床。该类机床只对点的位置进行控制，即机床的数控装置只控制机床移动部件从一个位置点精确地移动到另一个位置数控装置只控制机床移动部件从一个位置点精确地移动到另一个位置点，见点，见图图8-2所示，在移动过程中不进行加工。至于两点间的移动速所示，在移动

311、过程中不进行加工。至于两点间的移动速度和移动路线，则由系统设计者决定。为了减少移动时间和提高终点度和移动路线，则由系统设计者决定。为了减少移动时间和提高终点位置的定位精度，一般先快速移动，当接近终点时，再降速，使之慢位置的定位精度，一般先快速移动，当接近终点时，再降速，使之慢速趋近终点，以保证定位精度。速趋近终点，以保证定位精度。 (2)点位直线控制数控机床。这种机床不仅要控制点的准确定位，而点位直线控制数控机床。这种机床不仅要控制点的准确定位，而且要控制刀具且要控制刀具(或工作台或工作台)以一定的速度沿与坐标轴平行的方向进行切以一定的速度沿与坐标轴平行的方向进行切削加工削加工(见见图图8-3

312、所示所示)。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 机床应具有主轴转速的选择与控制，切削速度与刀具选择以及循环机床应具有主轴转速的选择与控制，切削速度与刀具选择以及循环进给加工等辅助功能。这种控制常用于简易数控车床、锁铣床和某些进给加工等辅助功能。这种控制常用于简易数控车床、锁铣床和某些加工中心。加工中心。 (3)轮廓控制数控机床。这种机床能实现同时对两个以上的坐标轴连轮廓控制数控机床。这种机床能实现同时对两个以上的坐标轴连续控制。它不仅能够控制移动部件的起点和终点，而且能控制整个加续控制。它不仅能够控制移动部件的起点和终点，而且能控制整个加工过程中每一点的速度与位置，见工过程中每

313、一点的速度与位置，见图图8-4所示。也就是说能连续控制所示。也就是说能连续控制加工轨迹，使之满足零件轮廓的形状要求，这种机床应具有刀具补偿加工轨迹，使之满足零件轮廓的形状要求，这种机床应具有刀具补偿功能、主轴转速控制及自动换刀等较齐全的辅助功能。轮廓控制主要功能、主轴转速控制及自动换刀等较齐全的辅助功能。轮廓控制主要用于加工曲面、凸轮及叶片等复杂形状的数控铣床、车床、磨床和加用于加工曲面、凸轮及叶片等复杂形状的数控铣床、车床、磨床和加工中心等，按伺服系统控制方式分类。工中心等，按伺服系统控制方式分类。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 3.按有无检测反馈元件及其安放位置分类按有

314、无检测反馈元件及其安放位置分类 根据有无检测反馈元件及其检测元件的安放位置，机床的伺服系统根据有无检测反馈元件及其检测元件的安放位置，机床的伺服系统可分为开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统。可分为开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统。 (1)开环开环(open loop)伺服系统。在开环伺服系统中，机床没有检测伺服系统。在开环伺服系统中，机床没有检测装置，见装置，见图图8-5,数控装置发出的信号流程是单向的。数控装置按程序数控装置发出的信号流程是单向的。数控装置按程序经过计算，分配输出指令脉冲，该脉冲变换为步进电动机的角位移，经过计算，分配输出指令脉冲，该脉冲变换为步进电动机的角

315、位移，再通过齿轮和丝杠，转换为工作台的直线位移，工作台的移动速度和再通过齿轮和丝杠，转换为工作台的直线位移，工作台的移动速度和移动量是由输人脉冲的频率和脉冲数决定的。移动量是由输人脉冲的频率和脉冲数决定的。 由于开环伺服系统对移动部件的实际位移无检测反馈，故不能补偿由于开环伺服系统对移动部件的实际位移无检测反馈，故不能补偿系统误差，因此，步进电动机的步距以及齿轮与丝杠的传动误差，都系统误差，因此，步进电动机的步距以及齿轮与丝杠的传动误差，都将影响被加工零件的精度。将影响被加工零件的精度。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 但开环伺服系统的结构简单、成本低、调整维修方便及工作可靠

316、，但开环伺服系统的结构简单、成本低、调整维修方便及工作可靠，它适用于精度、速度要求不高的场合，如简易机床、小型它适用于精度、速度要求不高的场合，如简易机床、小型X-Y工作台、工作台、线切割机和绘图仪等。线切割机和绘图仪等。 (2)闭环闭环(Closed loop)伺服系统。闭环伺服系统是在机床移动部件伺服系统。闭环伺服系统是在机床移动部件上安装直线位置检测装置，见上安装直线位置检测装置，见图图8-6，将检测到的实际位置反馈到数，将检测到的实际位置反馈到数控装置中与指令要求的位置进行比较，用差值进行控制，直至差值消控装置中与指令要求的位置进行比较，用差值进行控制，直至差值消除为止，最终实现移动部

317、件的高位置精度，这种位置补偿回路也称位除为止，最终实现移动部件的高位置精度，这种位置补偿回路也称位置环。置环。 在闭环系统中，机械系统一也包括在位置环之内，诸如机械固有在闭环系统中，机械系统一也包括在位置环之内，诸如机械固有频率、阻尼比和间隙等因素，将会影响系统的稳定性，从而增加了系频率、阻尼比和间隙等因素，将会影响系统的稳定性，从而增加了系统设计和调试的难度。统设计和调试的难度。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 闭环伺服系统主要用于精度要求高和速度高的精密和大型的数控闭环伺服系统主要用于精度要求高和速度高的精密和大型的数控机床。机床。 (3)半闭环半闭环(Semi clos

318、ed loop)伺服系统数控机床。这种控制方式伺服系统数控机床。这种控制方式(见见图图8-7)对移动部件的实际位置不进行检测，而是通过检测伺服电动对移动部件的实际位置不进行检测，而是通过检测伺服电动机的转角机的转角(用感应同步器或脉冲编码器等用感应同步器或脉冲编码器等)间接地测知移动部件位移量，间接地测知移动部件位移量，用此值与指令值相比较，通过差值进行控制。由于移动部件没有完全用此值与指令值相比较，通过差值进行控制。由于移动部件没有完全包括在闭环控制中，故称为半闭环伺服。包括在闭环控制中，故称为半闭环伺服。 对于半闭环系统，由于其角位移测量装置结构简单、安装方便，对于半闭环系统，由于其角位移

319、测量装置结构简单、安装方便，而且惯性大的移动部件不包括在闭环内，所以系统调试方便，并有很而且惯性大的移动部件不包括在闭环内，所以系统调试方便，并有很好的稳定性。半闭环系统的控制精度介于开环和闭环之间，应用广泛。好的稳定性。半闭环系统的控制精度介于开环和闭环之间，应用广泛。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述五、数控机床的坐标系五、数控机床的坐标系 为了正确确定工件在机床中的位置、机床运动部件的特殊位置以及为了正确确定工件在机床中的位置、机床运动部件的特殊位置以及运动范围，简化程序编制的工作和保证记录数据的互换性，运动范围，简化程序编制的工作和保证记录数据的互换性，IS0841制制

320、定了关于定了关于机床数字控制坐标一坐标轴和运动方向命名机床数字控制坐标一坐标轴和运动方向命名的国际标准，的国际标准，我国一也相应制定了等效于我国一也相应制定了等效于IS0841的标准的标准JB 3051-1982。 1.坐标系及运动方向坐标系及运动方向 (1)坐标系的确定原则。标准的机床坐标系是一个右乎笛卡尔直角坐坐标系的确定原则。标准的机床坐标系是一个右乎笛卡尔直角坐标系，如标系，如图图8-8所示。图中大拇指的指向为所示。图中大拇指的指向为X轴的正方向，食指指向为轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指的指向为轴的正方向，中指的指向为Z轴的正方向。轴的正方向。 (2)数控机床各坐标轴的确定方

321、法如下数控机床各坐标轴的确定方法如下: Z坐标。坐标。 X坐标。坐标。 Y坐标。坐标。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 图图8-9、图图8-10、图图8-11是几种典型数控机床的坐标系简图。是几种典型数控机床的坐标系简图。2.机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系 (1)机床坐标系与机床原点。机床坐标系是机床上固有的坐标系，此机床坐标系与机床原点。机床坐标系是机床上固有的坐标系，此坐标系的原点即是机床原点。它在机床装配、调试时就已确定下来了，坐标系的原点即是机床原点。它在机床装配、调试时就已确定下来了，是数控机床进行加工运动的基准参考点。此点在数控机床的使用说明是数控机

322、床进行加工运动的基准参考点。此点在数控机床的使用说明书上均有说明。在数控车床上，一般取卡盘端面与主轴中心线的交点书上均有说明。在数控车床上，一般取卡盘端面与主轴中心线的交点处。处。 (2)工件坐标系和工件原点。工件坐标系是编程人员以工件图样上的工件坐标系和工件原点。工件坐标系是编程人员以工件图样上的某一固定点为原点所建立的坐标系。此固定点即为工件原点。编程时，某一固定点为原点所建立的坐标系。此固定点即为工件原点。编程时，尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。加工时，工件随夹具在机床上安尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。加工时，工件随夹具在机床上安装后，测量工件原点与机床原点之间的距离，这个距离称为工件

323、原点装后，测量工件原点与机床原点之间的距离，这个距离称为工件原点偏置，如偏置，如图图8-12所示。所示。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述 把此偏置值预存到系统中，在加工时，工件原点偏置值便能自动把此偏置值预存到系统中，在加工时，工件原点偏置值便能自动加到工件坐标系上，数控系统便可按机床坐标系确定加工时的坐标值。加到工件坐标系上，数控系统便可按机床坐标系确定加工时的坐标值。这样，利用数控系统的原点偏置功能，可通过工件原点偏置值来补偿这样，利用数控系统的原点偏置功能，可通过工件原点偏置值来补偿工件在工作台上的装夹位置误差。编程人员可以不必考虑工件在机床工件在工作台上的装夹位置误差

324、。编程人员可以不必考虑工件在机床上的安装位置和安装精度，使用十分方便。现在大多数数控机床都有上的安装位置和安装精度，使用十分方便。现在大多数数控机床都有这种功能。这种功能。 3.绝对坐标系与增量坐标系绝对坐标系与增量坐标系 刀具刀具(或机床或机床)运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原点给出的，运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原点给出的，称为绝对坐标系。刀具称为绝对坐标系。刀具(或机床或机床)运动位置的坐标值是相对于前一位置，运动位置的坐标值是相对于前一位置，而不是相对于固定的坐标原点给出的，称为增量坐标系而不是相对于固定的坐标原点给出的，称为增量坐标系(或相对坐标系或相对坐标系)，如，如图图

325、8-13所示。所示。上一页 下一页返回8-1 数控机床概述数控机床概述一、数控车床的用途、特点一、数控车床的用途、特点 在金属切削加工中，车削加工占有很大比重，因此，在数控机床中在金属切削加工中，车削加工占有很大比重，因此，在数控机床中数控车床所占的比重也很大。与传统车床一样，数控车床也是用来加数控车床所占的比重也很大。与传统车床一样，数控车床也是用来加工轴类或盘类的回转体零件。工轴类或盘类的回转体零件。 但是由于数控车床是自动完成内、外圆柱面、圆弧面、圆锥面、端但是由于数控车床是自动完成内、外圆柱面、圆弧面、圆锥面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂的面、螺纹等工序

326、的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。轴类或盘类零件。 数控车床具有加工灵活、通用性强、操作方便、效率高、能适应产数控车床具有加工灵活、通用性强、操作方便、效率高、能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、品的品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求，因此，被广泛地应用于机械制造业。小批量、生产自动化的要求，因此，被广泛地应用于机械制造业。上一页 下一页返回8 -2 数控车床数控车床二、数控车床的布局及机械构成二、数控车床的布局及机械构成 数控车床的床身结构和导轨有多种形式，主要有平床身、斜床身、数控车床

327、的床身结构和导轨有多种形式，主要有平床身、斜床身、平床身斜滑板、立床身等。如平床身斜滑板、立床身等。如图图8-14所示。一般中小型数控车床多采所示。一般中小型数控车床多采用斜床身或平床身斜滑板结构。这种布局结构具有机床外形美观，占用斜床身或平床身斜滑板结构。这种布局结构具有机床外形美观，占地面积小，易于排屑和冷却液的排流，便于操作者操作与观察，易于地面积小，易于排屑和冷却液的排流，便于操作者操作与观察，易于装上、下料机械手，实现全面自动化等特点。斜床身还可以采用封闭装上、下料机械手，实现全面自动化等特点。斜床身还可以采用封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。现以济南第一机床厂生产的截面整体结构，

328、以提高床身的刚度。现以济南第一机床厂生产的MJ-50型数控车床为例，说明数控车床的布局及机械结构。型数控车床为例，说明数控车床的布局及机械结构。图图8-15所示为所示为MJ-50型数控车床的外观图。型数控车床的外观图。 下一页返回8 -2 数控车床数控车床 该数控车床采用的即为平床身斜滑板的布局形式。床身该数控车床采用的即为平床身斜滑板的布局形式。床身14的导轨上的导轨上支承着倾斜支承着倾斜30。的滑板。的滑板13，导轨横截面为矩形，支承刚性好。导轨上，导轨横截面为矩形，支承刚性好。导轨上配置有防护罩配置有防护罩8。 主轴箱位于床身上方，主轴由交流伺服电动机驱动，免去变速传动主轴箱位于床身上方

329、，主轴由交流伺服电动机驱动，免去变速传动装置，主轴箱结构简单。主轴卡盘装置，主轴箱结构简单。主轴卡盘3的夹紧与松开由主轴尾部的液压的夹紧与松开由主轴尾部的液压缸控制。回转刀架缸控制。回转刀架11安装于滑板的倾斜导轨上，刀架上有十个工位，安装于滑板的倾斜导轨上，刀架上有十个工位，可以安装可以安装10把刀具。在加工过程中，可按照零件加工程序自动转位，把刀具。在加工过程中，可按照零件加工程序自动转位，将所需的刀具转到加工位置。滑板上配有将所需的刀具转到加工位置。滑板上配有X轴和轴和Z轴的进给传动装置。轴的进给传动装置。 主轴箱前端面可以安装对刀仪，用于机床机内对刀。测刀时，对刀主轴箱前端面可以安装对

330、刀仪，用于机床机内对刀。测刀时，对刀仪的转臂仪的转臂9摆出，其上端的接触式传感器测头对所用刀具进行检测。摆出，其上端的接触式传感器测头对所用刀具进行检测。测完后，转臂再摆回图中所示位置，测头进人对刀仪防护罩测完后，转臂再摆回图中所示位置，测头进人对刀仪防护罩7中被锁中被锁住。住。上一页 下一页返回8 -2 数控车床数控车床 12是尾座，是尾座，10是操作面板，是操作面板，6是液压系统的压力表，是液压系统的压力表，1是主轴卡盘是主轴卡盘夹紧与松开的脚踏开关。夹紧与松开的脚踏开关。5是机床防护门，加工时关上此门，可以防是机床防护门，加工时关上此门，可以防止切屑飞溅伤人。止切屑飞溅伤人。 三、数控车

331、床的传动系统三、数控车床的传动系统 MJ-50型数控车床的传动系统如型数控车床的传动系统如图图8-16所示。所示。4. MJ-50型数控车床液压系统型数控车床液压系统 在数控车床上进行车削加工时，其自动化程度高，能获得较高的加在数控车床上进行车削加工时，其自动化程度高，能获得较高的加工质量。目前，在数控车床上，大多都应用了液压传动技术。工质量。目前，在数控车床上，大多都应用了液压传动技术。图图8-17所示为该所示为该MJ-50型数控车床的液压系统原理图。型数控车床的液压系统原理图。上一页 下一页返回8 -2 数控车床数控车床 机床中由液压系统实现的动作有机床中由液压系统实现的动作有:卡盘的夹紧

332、与松开、刀架的夹紧卡盘的夹紧与松开、刀架的夹紧与松开、刀架的正转与反转、尾座套筒的伸出与缩回。液压系统中各与松开、刀架的正转与反转、尾座套筒的伸出与缩回。液压系统中各电磁阀的电磁铁动作是由数控系统的电磁阀的电磁铁动作是由数控系统的PC控制实现。控制实现。上一页返回8 -3 数控铣床数控铣床 一、数控铣床工艺范围一、数控铣床工艺范围 一般的数控铣床是指规格较小的升降台式数控铣床，数控铣床多为一般的数控铣床是指规格较小的升降台式数控铣床，数控铣床多为三坐标、两轴联动的机床。三坐标、两轴联动的机床。 一般情况下，在数控铣床上只能用来加工平面曲线的轮廓。一般情况下，在数控铣床上只能用来加工平面曲线的轮

333、廓。 与普通铣床相比，数控铣床的加工精度高，精度稳定性好，适应性与普通铣床相比，数控铣床的加工精度高，精度稳定性好，适应性强，操作劳动强度低，特别适应于板类、盘类、壳具类、模具类等复强，操作劳动强度低，特别适应于板类、盘类、壳具类、模具类等复杂形状的零件或对精度保持性要求较高的中、小批量零件的加工。杂形状的零件或对精度保持性要求较高的中、小批量零件的加工。 二、数控铣床的分类二、数控铣床的分类 1.按数控铣床主轴位置分类按数控铣床主轴位置分类 (1)数控立式铣床其主轴垂直于水平面。数控立式铣床其主轴垂直于水平面。下一页返回8 -3 数控铣床数控铣床 (2)卧式数控铣床其主轴平行于水平面。卧式数

334、控铣床其主轴平行于水平面。 (3)立、卧两用数控铣床它的主轴方向可以更换立、卧两用数控铣床它的主轴方向可以更换(有手动与自动两种有手动与自动两种)，既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，其使用范围更广，既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，其使用范围更广 功能功能更全。更全。 2.按机床数控系统控制的坐标轴数量分类按机床数控系统控制的坐标轴数量分类 有有2. 5坐标联动数控铣床坐标联动数控铣床(只能进行只能进行X, Y, Z三个坐标中的任意三个坐标中的任意2个坐个坐标轴联动加工标轴联动加工)、3坐标联动数控铣床、坐标联动数控铣床、4坐标联动数控铣床、坐标联动数控铣床、5坐标联坐标联动数控铣

335、床。动数控铣床。 三、三、XK5040A型数控铣床型数控铣床 1. XK5040A型数控铣床基本组成型数控铣床基本组成 上一页 下一页返回8 -3 数控铣床数控铣床 XK5040A型数控铣床型数控铣床(图图8-18)由底座由底座1、强电柜、强电柜2、变压器箱、变压器箱3、垂、垂直进给伺服电动机直进给伺服电动机4、主轴变速手柄和按钮板、主轴变速手柄和按钮板5、床身、床身6、数控柜、数控柜7、保、保护开关护开关8、挡铁、挡铁9、操纵台、操纵台10、保护开关、保护开关11、横向溜板、横向溜板12、纵向进给、纵向进给伺服电动机伺服电动机13,横向进给伺服电动机横向进给伺服电动机14、升降台、升降台15

336、、工作台、工作台16组成。组成。 2. XK5040A型数控铣床传动系统型数控铣床传动系统 XK5040A型数控铣床传动系统包括主运动和进给运动两部分。如型数控铣床传动系统包括主运动和进给运动两部分。如图图8-19。上一页 下一页返回8 -3 数控铣床数控铣床 (1)主运动传动系统。主运动传动系统。 (2)进给运动。进给运动有工作台纵向、横向和垂直三个方向的运动。进给运动。进给运动有工作台纵向、横向和垂直三个方向的运动。给系统传动齿轮间隙的消除，采用双片斜齿轮消除间隙机构给系统传动齿轮间隙的消除，采用双片斜齿轮消除间隙机构(如如 图图8-20所示所示)。 3.升降台自动平衡装置升降台自动平衡装

337、置 XK5040A型数控铣床升降台自动平衡装置如型数控铣床升降台自动平衡装置如图图8-21所示。伺服电所示。伺服电动机动机1经过锥环连接带动十字联轴节以及圆锥齿轮经过锥环连接带动十字联轴节以及圆锥齿轮2, 3，使升降丝杠转，使升降丝杠转动，工作台上升或下降。同时圆锥齿轮动，工作台上升或下降。同时圆锥齿轮3带动圆锥齿轮带动圆锥齿轮4，经超越离合，经超越离合器和摩擦离合器相连，这一部分称作升降台自动平衡装置。器和摩擦离合器相连，这一部分称作升降台自动平衡装置。上一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介 加工中心是一种具有自动换刀装置的小型数控立式锁铣床。工件一加工中心是一种具有自动换刀装置的小型数

338、控立式锁铣床。工件一次装夹后，可以自动连续地完成铣、钻、锁、铰、惚、攻螺纹等多工次装夹后，可以自动连续地完成铣、钻、锁、铰、惚、攻螺纹等多工种工序的加工。适用于小型板件、盘件、壳体件、模具等复杂零件的种工序的加工。适用于小型板件、盘件、壳体件、模具等复杂零件的多品种小批量加工。多品种小批量加工。 一、机床的布局及特点一、机床的布局及特点 1.机床的布局机床的布局 加工中心外观图如加工中心外观图如图图8-22所示。所示。床身床身1顶面的横向导轨支承着滑座顶面的横向导轨支承着滑座2，滑座沿床身导轨作横向运动，此，滑座沿床身导轨作横向运动，此运动方向为运动方向为Y轴。工作台轴。工作台3沿滑座导轨作纵

339、向运动，此运动方向为沿滑座导轨作纵向运动，此运动方向为X轴。轴。下一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介 主轴箱主轴箱9沿立柱导轨沿立柱导轨5的升降运动为的升降运动为Z轴。立柱的左侧前部装有刀库轴。立柱的左侧前部装有刀库7和自动换刀机械手和自动换刀机械手8。刀库可以储存。刀库可以储存16把刀具。把刀具。6是数控柜，装有数是数控柜，装有数控系统。控系统。10是操作面板，悬伸在机床的右前方，以便于操作。是操作面板，悬伸在机床的右前方，以便于操作。 2.机床的特点机床的特点 (1)强力切削动力从交流主轴电动机，经一对皮带轮传到主轴。主轴强力切削动力从交流主轴电动机，经一对皮带轮传到主轴。主轴转速的

340、恒功率范围宽，低转速的转矩大，机床的主要构件刚度高，可转速的恒功率范围宽，低转速的转矩大，机床的主要构件刚度高，可以进行强力切削。机床主轴箱内无齿轮传动，使主轴运转时噪声低、以进行强力切削。机床主轴箱内无齿轮传动，使主轴运转时噪声低、振动小、热变形小。振动小、热变形小。 (2)高速定位进给直流伺服电动机的运动经联轴节和滚珠丝杠副，使高速定位进给直流伺服电动机的运动经联轴节和滚珠丝杠副，使X轴和轴和Y轴获得快速移动。轴获得快速移动。上一页 下一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介 由于机床基础件刚度高，导轨通常采用氟化乙烯树脂贴面，摩擦系由于机床基础件刚度高，导轨通常采用氟化乙烯树脂贴面，摩擦

341、系数很小，加之润滑充分，使机床高速进给时振动小，低速进给时无爬数很小，加之润滑充分，使机床高速进给时振动小，低速进给时无爬行，且有高的精度稳定性。行，且有高的精度稳定性。 (3)随机换刀驱动刀库的直流伺服电动机经蜗轮副使刀库回转。机械随机换刀驱动刀库的直流伺服电动机经蜗轮副使刀库回转。机械手的回转、取刀、装刀机构均采用气压驱动和气液转换器，换刀运动手的回转、取刀、装刀机构均采用气压驱动和气液转换器，换刀运动平稳可靠，整个装置安装在立柱上，不影响主轴箱移动精度。随机换平稳可靠，整个装置安装在立柱上，不影响主轴箱移动精度。随机换刀由控制系统管理，刀具不需设编码和开关。刀由控制系统管理，刀具不需设编

342、码和开关。 (4)机床采用了机电一体化结构，将控制柜、数控柜、润滑装置都安机床采用了机电一体化结构，将控制柜、数控柜、润滑装置都安装在立柱和床身上，减少了占地面积，简化了搬运和安装，机床操作装在立柱和床身上，减少了占地面积，简化了搬运和安装，机床操作面板集中安置在机床的右前方，操作方便。面板集中安置在机床的右前方，操作方便。上一页 下一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介 二、机床的传动系统二、机床的传动系统 1.主运动传动系统主运动传动系统 主轴电动机通过一对同步带轮将运动传给主轴，主轴电动机采用全主轴电动机通过一对同步带轮将运动传给主轴，主轴电动机采用全封闭结构，具有很好的防尘性能和高速

343、驱动性能。加工中心在主轴电封闭结构，具有很好的防尘性能和高速驱动性能。加工中心在主轴电动机的伺服系统中加了功率限制，动机的伺服系统中加了功率限制，图图8-23为某型号加工中心的功率、为某型号加工中心的功率、转矩特性曲线。转矩特性曲线。图图8-23中实线为电动机的特性，虚线为主轴的特性。中实线为电动机的特性，虚线为主轴的特性。 2.进给运动传动系统进给运动传动系统 机床的机床的X, Y, Z轴各有一套基本相同的伺服进给系统。分别由三台伺轴各有一套基本相同的伺服进给系统。分别由三台伺服电动机直接带动滚珠丝杠旋转。服电动机直接带动滚珠丝杠旋转。上一页 下一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介 3.

344、刀库运动传动系统刀库运动传动系统 刀库圆盘运动由一台直流伺服电动机经蜗杆蜗轮驱动。刀具装在标刀库圆盘运动由一台直流伺服电动机经蜗杆蜗轮驱动。刀具装在标准刀杆上，置于圆盘的周边。准刀杆上，置于圆盘的周边。 三、主轴部件三、主轴部件 1.主轴结构主轴结构 加工中心主轴如加工中心主轴如图图8-24所示。所示。 主轴前支承主轴前支承8配置了三列组合式高精度的角接触球轴承，承受径向配置了三列组合式高精度的角接触球轴承，承受径向负荷和轴向负荷。前支承按预加负荷计算的预紧量由螺母负荷和轴向负荷。前支承按预加负荷计算的预紧量由螺母7调整。后调整。后支承支承6采用两列角接触球轴承，承受径向负荷。这种轴承配置方式

345、使采用两列角接触球轴承，承受径向负荷。这种轴承配置方式使主轴受热变形后向后伸长，不影响加工精度。主轴受热变形后向后伸长，不影响加工精度。上一页 下一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介 另外，对轴承进行预加负荷调整，从而提高了轴承的接触刚度。主另外，对轴承进行预加负荷调整，从而提高了轴承的接触刚度。主轴前端锥孔采用专门淬火工艺，硬度可达轴前端锥孔采用专门淬火工艺，硬度可达HRC60以上。主轴中部装有以上。主轴中部装有运动传人的带轮。运动传人的带轮。 2.刀具自动夹紧机构刀具自动夹紧机构 如图如图8-24所示，刀具自动夹紧机构主要由拉杆所示，刀具自动夹紧机构主要由拉杆5、拉杆端剖的四个、拉杆端

346、剖的四个钢球钢球9、碟形弹簧等。、碟形弹簧等。 3.主轴定向机构主轴定向机构 刀具与主轴的联结是靠一端面键来实现，在换刀时，必须保证刀柄刀具与主轴的联结是靠一端面键来实现，在换刀时，必须保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键，为满足主轴这一定位要求而设计的装置上的键槽对准主轴的端面键，为满足主轴这一定位要求而设计的装置称为主轴定向装置称为主轴定向装置(或主轴准停装置或主轴准停装置)。JCS018A机床采用的是电气式机床采用的是电气式主轴准停装置，如主轴准停装置，如图图8-25，在带轮端部装有主轴定向用的发磁体，在带轮端部装有主轴定向用的发磁体3和和磁性传感器磁性传感器2等电子定向元件。等电子定向元件

347、。上一页 下一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介 主轴定向指令发出后，主轴立即处于定向状态，当发磁体的判别孔主轴定向指令发出后，主轴立即处于定向状态，当发磁体的判别孔旋至对准磁性传感器上的基准槽时，主轴立即停止。该机构结构简单、旋至对准磁性传感器上的基准槽时，主轴立即停止。该机构结构简单、定向迅速。定向迅速。四、进给机构四、进给机构 机床有三套机床有三套(X, Y, Z轴轴)相同的伺服进给系统，各由三台直流伺服电相同的伺服进给系统，各由三台直流伺服电动机带动滚珠丝杠旋转。为了使各轴的进给传动系统有较高的传动精动机带动滚珠丝杠旋转。为了使各轴的进给传动系统有较高的传动精度，电动机轴和滚珠丝杠

348、之间均采用了锥环无键连接和高精度十字联度，电动机轴和滚珠丝杠之间均采用了锥环无键连接和高精度十字联轴器的连接结构。轴器的连接结构。图图8-26为为Z轴进给装置中电动机轴与滚珠丝杠连接轴进给装置中电动机轴与滚珠丝杠连接的局部剖视图。的局部剖视图。 电动机轴电动机轴2与轴套与轴套3之间采用轴环之间采用轴环4无键连接结构，这种连接结构可无键连接结构，这种连接结构可以进行无间隙传动，同心性好，传递动力平稳，加工工艺性好，安装以进行无间隙传动，同心性好，传递动力平稳，加工工艺性好，安装与维修方便。与维修方便。上一页 下一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介 与电动机轴连接的轴套与电动机轴连接的轴套3的

349、端面有与中心对称的凸键，与滚珠丝杠的端面有与中心对称的凸键，与滚珠丝杠连接的轴套连接的轴套6上开有与中心对称的端面键槽，联轴节上开有与中心对称的端面键槽，联轴节5的两端面上分别的两端面上分别有相应的凸键和键槽与轴套有相应的凸键和键槽与轴套3及轴套及轴套6相配合，以传递运动和转矩。在相配合，以传递运动和转矩。在装配时，凸键与凹键的径向配合须经过配研，以消除反向间隙，保证装配时，凸键与凹键的径向配合须经过配研，以消除反向间隙，保证传动精度，使传递动力平稳。传动精度，使传递动力平稳。 五、刀库和换刀机械手五、刀库和换刀机械手 刀库和换刀机械手组成了自动换刀装置，刀库有刀库和换刀机械手组成了自动换刀装

350、置，刀库有16个刀位。个刀位。 1.自动换刀过程自动换刀过程 如如图图8-27所示，换刀指令发出后，主轴立即停止旋转并开始自动定所示，换刀指令发出后，主轴立即停止旋转并开始自动定向，主轴箱同时回零向，主轴箱同时回零;刀库刀库5中处在换刀位置的刀套中处在换刀位置的刀套2及刀具及刀具1向下回转向下回转90，使刀具轴线与主轴轴线平行，使刀具轴线与主轴轴线平行;机械手机械手4顺时针旋转顺时针旋转75，两手爪分别，两手爪分别抓住刀库上和主轴抓住刀库上和主轴3上的刀具。上的刀具。上一页 下一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介 刀具的自动夹紧机构松开刀具刀具的自动夹紧机构松开刀具;机械手下降，同时拔出两

351、把刀之后，机械手下降，同时拔出两把刀之后，机械手带着两把刀具顺时针转机械手带着两把刀具顺时针转180，交换主轴刀具与刀库刀具的位置，交换主轴刀具与刀库刀具的位置;机械手再上升，把刀具分别装人主轴锥孔和刀套中机械手再上升，把刀具分别装人主轴锥孔和刀套中;刀具的自动夹紧机刀具的自动夹紧机构夹紧刀具，机械手逆时针转构夹紧刀具，机械手逆时针转180。使液压缸复位，再反转。使液压缸复位，再反转75。回到。回到原始位置原始位置;刀套也向上翻转刀套也向上翻转90。复位。完成刀具的自动交换。复位。完成刀具的自动交换。2.刀库结构刀库结构 加工中心机床刀库结构简图如加工中心机床刀库结构简图如图图8-28所示。所

352、示。 刀套的结构如刀套的结构如图图8-29所示。刀套所示。刀套4内锥孔尾部有两个球头销钉内锥孔尾部有两个球头销钉3,销销钉后面有弹簧钉后面有弹簧1,刀具插人刀套后，在弹簧力的作用下，刀柄被夹住。刀具插人刀套后，在弹簧力的作用下，刀柄被夹住。拧动螺纹套拧动螺纹套2，通过弹簧的压缩量可以调整夹紧力的大小。刀套顶部，通过弹簧的压缩量可以调整夹紧力的大小。刀套顶部的滚子的滚子5是用来在水平位置时支承刀套的。是用来在水平位置时支承刀套的。上一页 下一页返回8-4 加工中心简介加工中心简介3.机械手结构机械手结构 (1)机械手的传动机构。机械手的传动结构如机械手的传动机构。机械手的传动结构如图图8-30所

353、示。所示。 (2)机械乎抓刀部分的结构。机械乎抓刀部分的结构如机械乎抓刀部分的结构。机械乎抓刀部分的结构如图图8-31所示。所示。上一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 数控机床与同类的普通机床在结构上虽然十分相似，但是仔细研究数控机床与同类的普通机床在结构上虽然十分相似，但是仔细研究会发现两者之间存在差异。会发现两者之间存在差异。 图图8-32所示为普通机床和数控机床，从控制零件尺寸的角度来分析，所示为普通机床和数控机床，从控制零件尺寸的角度来分析，两者是有差异的。在普通机床上加工零件时操作者直接检测零件的实两者是有差异的。在普通机床上加工零件时操作者直接检测零件的实际加工尺寸，

354、和图纸的要求相比较后，调整操纵手柄以修正加工偏差。际加工尺寸，和图纸的要求相比较后，调整操纵手柄以修正加工偏差。操作者实际上起到了测量、调节和控制装置的作用，由它完成了测量、操作者实际上起到了测量、调节和控制装置的作用，由它完成了测量、运算比较和调节控制的功能。可以说操作者实际上处于控制回路之内，运算比较和调节控制的功能。可以说操作者实际上处于控制回路之内，是控制系统中的某些环节。而在数控机床上加工零件时，一切都按预是控制系统中的某些环节。而在数控机床上加工零件时，一切都按预先编制的加工程序自动进行，操作者只发出启动命令，监视机床的工先编制的加工程序自动进行，操作者只发出启动命令，监视机床的工

355、作情况。作情况。下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 在加工过程中并不直接测量零件尺寸，而是由数控装置根据程序指在加工过程中并不直接测量零件尺寸，而是由数控装置根据程序指令和机床位置检测装置的测量结果，控制刀具和零件的相对位置，从令和机床位置检测装置的测量结果，控制刀具和零件的相对位置，从而达到控制零件尺寸的目的。而达到控制零件尺寸的目的。一、数控机床的主传动系统一、数控机床的主传动系统1.主传动及变速主传动及变速 与普通机床相比，数控机床的工艺范围更宽，工艺能力更强，因此与普通机床相比，数控机床的工艺范围更宽，工艺能力更强，因此要求其传动具有较宽的调速范围，以保证在加工时能选用

356、合理的切削要求其传动具有较宽的调速范围，以保证在加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的加工质量和生产率。现代数控机床的主运动广用量，从而获得最佳的加工质量和生产率。现代数控机床的主运动广泛采用无级变速传动，用交流调速电机或直流调速电机驱动，能方便泛采用无级变速传动，用交流调速电机或直流调速电机驱动，能方便地实现无级变速，且传动链短、传动件少。根据数控机床的类型与大地实现无级变速，且传动链短、传动件少。根据数控机床的类型与大小，其主传动主要有以下三种形式。小，其主传动主要有以下三种形式。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 (1)带有变速齿轮的主传动。如带有变速齿轮的主

357、传动。如图图8-33(a)所示，它通过少数几对齿所示，它通过少数几对齿轮传动，使主传动成为分段无级变速，以便在低速时获得较大的扭矩，轮传动，使主传动成为分段无级变速，以便在低速时获得较大的扭矩，满足主轴对输出扭矩特性的要求。满足主轴对输出扭矩特性的要求。 (2)通过带传动的主传动。如通过带传动的主传动。如图图8-33(b)所示，电机轴的转动经带传所示，电机轴的转动经带传动传递给主轴，因不用齿轮变速，故可避免因齿轮传动而引起的振动动传递给主轴，因不用齿轮变速，故可避免因齿轮传动而引起的振动和噪声。这种方式主要用在转速较高、变速范围不大的机床上，常用和噪声。这种方式主要用在转速较高、变速范围不大的

358、机床上，常用的带有三角带和同步齿形带。的带有三角带和同步齿形带。 (3)由主轴电机直接驱动的主传动。如由主轴电机直接驱动的主传动。如图图8-33(c)所示，主轴与电机所示，主轴与电机转子合二为一，从而使主轴部件结构更加紧凑，重量轻，惯量小，提转子合二为一，从而使主轴部件结构更加紧凑，重量轻，惯量小，提高了主轴启动、停止的响应特性，目前高速加工机床主轴多采用这种高了主轴启动、停止的响应特性，目前高速加工机床主轴多采用这种方式，这种类型的主轴也称为电主轴。方式，这种类型的主轴也称为电主轴。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 2.主轴部件主轴部件 主轴部件是机床的一个关键部件

359、，它包括主轴的支承、安装在主轴主轴部件是机床的一个关键部件，它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。主轴部件质量的好坏直接影响加工质量。无论哪种上的传动零件等。主轴部件质量的好坏直接影响加工质量。无论哪种机床的主轴部件都应能满足下述几个方面的要求机床的主轴部件都应能满足下述几个方面的要求:主轴的回转精度、部主轴的回转精度、部件的结构刚度和抗振性、运转温度和热稳定性以及部件的耐磨性和精件的结构刚度和抗振性、运转温度和热稳定性以及部件的耐磨性和精度保持能力等。对于数控机床尤其是自动换刀数控机床，为了实现刀度保持能力等。对于数控机床尤其是自动换刀数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持，还

360、必须有刀具的自动夹紧装置、主轴具在主轴上的自动装卸与夹持，还必须有刀具的自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的清理装置等结构。准停装置和主轴孔的清理装置等结构。 (1)主轴端部的结构形状。主轴端部用于安装刀具或夹持零件的夹具，主轴端部的结构形状。主轴端部用于安装刀具或夹持零件的夹具，要求能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足要求能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的扭矩。够的扭矩。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 主轴端部的结构形状都已标准化，主轴端部的结构形状都已标准化，图图8-34所示为普通机床和数控机所示为普通机床和数控机床

361、所通用的几种结构形式。床所通用的几种结构形式。 (2)主轴部件的支承。机床主轴带着刀具或夹具在支承中作回转运动，主轴部件的支承。机床主轴带着刀具或夹具在支承中作回转运动，应能传递切削扭矩承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。机床主轴应能传递切削扭矩承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。机床主轴多采用滚动轴承作为支承，对于精度要求高的主轴则采用动压或静压多采用滚动轴承作为支承，对于精度要求高的主轴则采用动压或静压滑动轴承作为支承。主轴部件常用滚动轴承的类型如滑动轴承作为支承。主轴部件常用滚动轴承的类型如图图8-35所示。所示。 滚动轴承的精度。滚动轴承的精度。 主轴滚动轴承的配置。主轴滚动轴承的配置

362、。 图图8-36是常见的几种配置形式的示意图。是常见的几种配置形式的示意图。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 主轴滚动轴承的预紧。主轴滚动轴承的预紧。 滚动轴承间隙的调整或预紧，通常是使轴承内、外圈相对轴向移动滚动轴承间隙的调整或预紧，通常是使轴承内、外圈相对轴向移动来实现的，常用的方法有以下几种来实现的，常用的方法有以下几种: a.轴承内圈移动。如轴承内圈移动。如图图8-37所示，轴承内圈移动适用于锥孔双列圆所示，轴承内圈移动适用于锥孔双列圆柱滚子轴承。用螺母通过套筒推动内圈在锥形轴颈上作轴向移动，使柱滚子轴承。用螺母通过套筒推动内圈在锥形轴颈上作轴向移动，使内圈变

363、形胀大，在滚道上产生过盈，从而达到预紧的目的。内圈变形胀大，在滚道上产生过盈，从而达到预紧的目的。图图8-37(a)的结构简单，但预紧量不易控制，常用于轻载机床主轴部件的结构简单，但预紧量不易控制，常用于轻载机床主轴部件;图图8-37(b)用右端螺母限制内圈的移动量，易于控制预紧量用右端螺母限制内圈的移动量，易于控制预紧量;图图8-37(c)在主在主轴凸缘上均布数个螺钉以调整内圈的移动量，调整方便，但是用几个轴凸缘上均布数个螺钉以调整内圈的移动量，调整方便，但是用几个螺钉调整，易使垫圈歪斜。螺钉调整，易使垫圈歪斜。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 图图8-37(d)将

364、紧靠轴承右端的垫圈做成两个半环，可以径向取出，修将紧靠轴承右端的垫圈做成两个半环，可以径向取出，修磨其厚度可控制预紧量的大小，调整精度较高。调整螺母一般采用细磨其厚度可控制预紧量的大小，调整精度较高。调整螺母一般采用细牙螺纹，便于微量调整。而且在调好后要能锁紧防松。牙螺纹，便于微量调整。而且在调好后要能锁紧防松。 b.修磨座圈或隔套。修磨座圈或隔套。图图8-38(a)为轴承外圈宽边相对为轴承外圈宽边相对(背对背背对背)安装，安装，这时修磨轴承内圈的内侧这时修磨轴承内圈的内侧;图图8-38(b)为外圈窄边相对为外圈窄边相对(面对面面对面)安装，这安装，这时修磨轴承外圈的窄边。在安装时按图示的相对

365、关系装配，并用螺母时修磨轴承外圈的窄边。在安装时按图示的相对关系装配，并用螺母或法或法“介盖将两个轴承轴向压拢，使两个修磨过的端面贴紧，这样使介盖将两个轴承轴向压拢，使两个修磨过的端面贴紧，这样使两个轴承的滚道之间产生预紧。另一种方法是将两个厚度不同的隔套两个轴承的滚道之间产生预紧。另一种方法是将两个厚度不同的隔套放在两轴承内、外圈之间，同样将两个轴承轴向相对压紧，使滚道之放在两轴承内、外圈之间，同样将两个轴承轴向相对压紧，使滚道之间产生预紧，如间产生预紧，如图图8-39(a)、(b)所示。所示。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 (3)主轴的材料和热处理。主轴材料可根

366、据强度、刚度、耐磨性、主轴的材料和热处理。主轴材料可根据强度、刚度、耐磨性、载荷特点和热处理变形大小等因素来选择。主轴刚度与材质的弹性模载荷特点和热处理变形大小等因素来选择。主轴刚度与材质的弹性模量量E有关。无论是普通钢还是合金钢其有关。无论是普通钢还是合金钢其E值基本相同。因此，对于一般值基本相同。因此，对于一般要求的机床其主轴可用价格便宜的中碳钢，要求的机床其主轴可用价格便宜的中碳钢，45钢钢;当载荷较大或存在当载荷较大或存在较大的冲击时，或者精密机床的主轴为了减少热处理后的变形。某些较大的冲击时，或者精密机床的主轴为了减少热处理后的变形。某些高精度机床的主轴材料则选用高精度机床的主轴材料

367、则选用38CrMoA1进行氮化处理，达到进行氮化处理，达到HV850-1 000。 (4)自动换刀数控铣锁床的主轴部件。自动换刀数控铣锁床的主轴部件。图图8-40是该类机床主轴部件的是该类机床主轴部件的一种结构方案，主轴前端有一种结构方案，主轴前端有7: 24的锥孔，用于装夹锥柄刀具或刀杆。的锥孔，用于装夹锥柄刀具或刀杆。主轴端面有一键，既可通过它传递刀具的扭矩，又可用于刀具的周向主轴端面有一键，既可通过它传递刀具的扭矩，又可用于刀具的周向定位。定位。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 图图8-41为其卸荷结构，油缸为其卸荷结构，油缸6与连接座与连接座3固定在一起，但是

368、连接座固定在一起，但是连接座3由螺钉由螺钉5通过弹簧通过弹簧4压紧在箱体压紧在箱体2的端面上，连接座的端面上，连接座3与箱孔为滑动配与箱孔为滑动配合。当油缸的右端通人高压油使活塞杆合。当油缸的右端通人高压油使活塞杆7向左推压拉杆向左推压拉杆8并压缩碟形弹并压缩碟形弹簧的同时，油缸的右端面一也同时承受相同的液压力，故此，整个油簧的同时，油缸的右端面一也同时承受相同的液压力，故此，整个油缸连同连接座缸连同连接座3压缩弹簧压缩弹簧4而向右移动，使连接座而向右移动，使连接座3上的垫片上的垫片10的右端的右端面与主轴上的螺母面与主轴上的螺母1的左端面压紧，因此，松开刀柄时对碟形弹簧的的左端面压紧，因此，

369、松开刀柄时对碟形弹簧的液压力就成了在活塞杆液压力就成了在活塞杆7、油缸、油缸6、连接座、连接座3、垫圈、垫圈10,螺母碟形弹簧、螺母碟形弹簧、套环套环9、拉杆、拉杆8之间的内力，因而使主轴支承不致承受液压推力。刀杆之间的内力，因而使主轴支承不致承受液压推力。刀杆尾的拉紧结构，除上述的卡爪式以外，还有尾的拉紧结构，除上述的卡爪式以外，还有图图8-42(a)所示的弹簧夹头所示的弹簧夹头结构，它有拉力放大作用，可用较小的液压推力产生较大的拉紧力，结构，它有拉力放大作用，可用较小的液压推力产生较大的拉紧力，图图8-42(b)为钢球拉紧结构。为钢球拉紧结构。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控

370、机床典型结构 (5)主轴的准停装置。准停就是当主轴停转进行刀具交换时，主轴主轴的准停装置。准停就是当主轴停转进行刀具交换时，主轴需停在一个固定不变的方位上，因而保证主轴端面的键也在一个固定需停在一个固定不变的方位上，因而保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。此外，在通过前壁小孔的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。此外，在通过前壁小孔锁内壁的同轴大孔，或进行反倒角等加工时，要求主轴实现准停，使锁内壁的同轴大孔，或进行反倒角等加工时，要求主轴实现准停，使刀尖停在一个固定的方位上刀尖停在一个固定的方位上(或在二轴方向上，或在或在二轴方向上，或在)轴方向上轴方向上)，

371、以便，以便主轴偏移一定尺寸后使大刀刃能通过前壁小孔进人箱体内对大孔进行主轴偏移一定尺寸后使大刀刃能通过前壁小孔进人箱体内对大孔进行镜削。目前准停装置很多，下面介绍镜削。目前准停装置很多，下面介绍3种种: 在主轴上或与主轴有传动联系的传动轴上安装位置编码器或磁性在主轴上或与主轴有传动联系的传动轴上安装位置编码器或磁性传感器，配合直流或交流调速电机实现纯电器定向准停。这种方法结传感器，配合直流或交流调速电机实现纯电器定向准停。这种方法结构简单，准停可靠，动作迅速平稳。构简单，准停可靠，动作迅速平稳。 V形槽轮定位盘准停装置。在主轴上固定一个形槽轮定位盘准停装置。在主轴上固定一个V形槽定位盘，使形槽

372、定位盘，使V形槽与主轴上的端面键保持所需要的相对位置关系，如形槽与主轴上的端面键保持所需要的相对位置关系，如图图8-43所示。所示。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 其准停过程是其准停过程是:发出准停指令后，选定主轴的某一固定低转速并启发出准停指令后，选定主轴的某一固定低转速并启动使主轴回转，无触点行程开关发出信号使主电动机停转并断开主传动使主轴回转，无触点行程开关发出信号使主电动机停转并断开主传动链，主轴以及与之相连的传动件由于惯性继续空转，无触点行程开动链，主轴以及与之相连的传动件由于惯性继续空转，无触点行程开关的信号同时使定位销伸出并接触定位盘，当主轴上定位盘的

373、关的信号同时使定位销伸出并接触定位盘，当主轴上定位盘的V形槽形槽与定位销对正，定位销插人与定位销对正，定位销插人V形槽中使主轴准停。无触点行程开关的形槽中使主轴准停。无触点行程开关的接近体应能在圆周方向上进行调整，使接近体应能在圆周方向上进行调整，使V形槽与接近体之间的夹角形槽与接近体之间的夹角a的的大小，能保证定位销伸出并接触定位盘后，在主轴停转之前，恰好落大小，能保证定位销伸出并接触定位盘后，在主轴停转之前，恰好落人定位盘的人定位盘的V形槽内。形槽内。 端面螺旋凸轮准停装置。工作原理如端面螺旋凸轮准停装置。工作原理如图图8-44所示。这种双向端面所示。这种双向端面凸轮准停机构，动作迅速可靠

374、，但是凸轮制造较困难。凸轮准停机构，动作迅速可靠，但是凸轮制造较困难。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 (6)电主轴。电主轴是电主轴。电主轴是“高频主轴高频主轴”(High Frequency Spindle)的的简称，有时一也称作简称，有时一也称作“直接传动主轴直接传动主轴”(Direct Drive indle，是内装，是内装式电机主轴单元。它把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的式电机主轴单元。它把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动零传动”，具有结构紧凑、机械效率高、可获得极高的回转速度、，具有结构紧凑、机械效率高、可获得极高的回转速度、回转精

375、度高、噪声低、振动小等优点，因而在现代数控机床中获得了回转精度高、噪声低、振动小等优点，因而在现代数控机床中获得了愈来愈广泛的应用。愈来愈广泛的应用。 电主轴的结构。如电主轴的结构。如图图8-45所示，电主轴由无外壳电机、主轴、轴所示，电主轴由无外壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置等组成。电机的转子采用压承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置等组成。电机的转子采用压配方法与主轴做成一体，主轴则由前后轴承支承。电机的定子通过冷配方法与主轴做成一体，主轴则由前后轴承支承。电机的定子通过冷却套安装于主轴单元的壳体中。却套安装于主轴单元的壳体中。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结

376、构数控机床典型结构 主轴的变速由主轴驱动模块控制，而主轴单元内的温升由冷却装置主轴的变速由主轴驱动模块控制，而主轴单元内的温升由冷却装置限制。在主轴的后端装有测速、测角位移传感器，前端的内锥孔和端限制。在主轴的后端装有测速、测角位移传感器，前端的内锥孔和端面用于安装刀具。面用于安装刀具。 电主轴的轴承。轴承是决定主轴寿命和承载能力的关键部件，其电主轴的轴承。轴承是决定主轴寿命和承载能力的关键部件，其性能对电主轴的使用功能极为重要。目前电主轴采用的轴承主要有陶性能对电主轴的使用功能极为重要。目前电主轴采用的轴承主要有陶瓷球轴承、流体静压轴承和磁悬浮轴承。瓷球轴承、流体静压轴承和磁悬浮轴承。 电主

377、轴的冷却。由于电主轴将电机集成于主轴单元中，且其转速电主轴的冷却。由于电主轴将电机集成于主轴单元中，且其转速很高，运转时会产生大量热量，引起电主轴温升，使电主轴的热态特很高，运转时会产生大量热量，引起电主轴温升，使电主轴的热态特性和动态特性变差，从而影响电主轴的正常工作。性和动态特性变差，从而影响电主轴的正常工作。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 因此必须采取一定措施控制电主轴的温度，使其恒定在一定值内。因此必须采取一定措施控制电主轴的温度，使其恒定在一定值内。目前一般采取强制循环油冷却的方式对电主轴的定子及主轴轴承进行目前一般采取强制循环油冷却的方式对电主轴的定子及

378、主轴轴承进行冷却，即将经过油冷却装置的冷却油强制性地在主轴定子外和主轴轴冷却，即将经过油冷却装置的冷却油强制性地在主轴定子外和主轴轴承外循环，带走主轴高速旋转产生的热量。另外，为了减少主轴轴承承外循环，带走主轴高速旋转产生的热量。另外，为了减少主轴轴承的发热，还必须对主轴轴承进行合理的润滑。如对于陶瓷球轴承，可的发热，还必须对主轴轴承进行合理的润滑。如对于陶瓷球轴承，可采用油雾润滑或油气润滑方式。采用油雾润滑或油气润滑方式。 电主轴的驱动。当前，电主轴的电动机均采用交流异步感应电动电主轴的驱动。当前，电主轴的电动机均采用交流异步感应电动机，由于是用在高速加工机床上，启动时要从静止迅速升速至每分

379、钟机，由于是用在高速加工机床上，启动时要从静止迅速升速至每分钟数万转乃至数十万转，启动转矩大，因而启动电流要超出普通电机额数万转乃至数十万转，启动转矩大，因而启动电流要超出普通电机额定电流定电流5-7倍。其驱动方式有变频器驱动和矢量控制驱动器驱动两种。倍。其驱动方式有变频器驱动和矢量控制驱动器驱动两种。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 变频器的驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率与转矩成正比。变频器的驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率与转矩成正比。最新的变频器采用先进的晶体管技术，可实现主轴的无级变速。矢量最新的变频器采用先进的晶体管技术，可实现主轴的无级变速。矢量控制

380、驱动器的驱动控制为控制驱动器的驱动控制为:在低速端为恒转矩驱动，在中、高速端为恒在低速端为恒转矩驱动，在中、高速端为恒功率驱动。功率驱动。 二、进给传动系统元件二、进给传动系统元件 进给运动是数字控制的直接对象，被加工工件的最终位置精度和轮进给运动是数字控制的直接对象，被加工工件的最终位置精度和轮廓精度都与进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性有关。因此，在设廓精度都与进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性有关。因此，在设计传动结构，选用传动零件时应充分注意减小摩擦阻力，提高传动精计传动结构，选用传动零件时应充分注意减小摩擦阻力，提高传动精度和刚度，消除传动间隙和减小运动惯量。度和刚度，消除传动间隙和

381、减小运动惯量。 数控机床的进给运动采用无级调速的伺服驱动方式，伺服电机的动数控机床的进给运动采用无级调速的伺服驱动方式，伺服电机的动力和运动只需经过由最多一两级齿轮或带轮传动副和滚珠丝杠螺母副力和运动只需经过由最多一两级齿轮或带轮传动副和滚珠丝杠螺母副或齿轮齿条副传动给工作台等运动执行部件。或齿轮齿条副传动给工作台等运动执行部件。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 传动系统的齿轮副或带轮副的作用主要是通过降速来匹配进给系统传动系统的齿轮副或带轮副的作用主要是通过降速来匹配进给系统的惯量和获得要求的输出机械特性，对开环系统，还起匹配所需的脉的惯量和获得要求的输出机械特性，

382、对开环系统，还起匹配所需的脉冲当量的作用。近年来，由于伺服电机及其控制单元性能的提高，许冲当量的作用。近年来，由于伺服电机及其控制单元性能的提高，许多数控机床的进给传动系统去掉了降速齿轮副，直接将伺服电机与滚多数控机床的进给传动系统去掉了降速齿轮副，直接将伺服电机与滚珠丝杠连接。滚珠丝杠螺母副或齿轮齿条副或蜗杆蜗条副的作用是实珠丝杠连接。滚珠丝杠螺母副或齿轮齿条副或蜗杆蜗条副的作用是实现旋转到直线的运动形式的转换。现旋转到直线的运动形式的转换。 1.数控机床导轨数控机床导轨 (1)对导轨的基本要求。机床导轨的功用是起导向及支承作用，它的对导轨的基本要求。机床导轨的功用是起导向及支承作用，它的精

383、度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有直接影响。精度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有直接影响。为了保证数控机床具有较高的加工精度和较大的承载能力，要求其导为了保证数控机床具有较高的加工精度和较大的承载能力，要求其导轨具有较高的导向精度、足够的刚度、良好的耐磨性、良好的低速运轨具有较高的导向精度、足够的刚度、良好的耐磨性、良好的低速运动平稳性。动平稳性。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 同时应尽量使导轨结构简单，便于制造、调整和维护。数控机床同时应尽量使导轨结构简单，便于制造、调整和维护。数控机床常用的导轨按其接触面间摩擦性质的不同可分为滑动导轨

384、和滚动导轨。常用的导轨按其接触面间摩擦性质的不同可分为滑动导轨和滚动导轨。 (2)滑动导轨。在数控机床上常用的滑动导轨有液体静压导轨、气体滑动导轨。在数控机床上常用的滑动导轨有液体静压导轨、气体静压导轨和贴塑导轨。静压导轨和贴塑导轨。 液体静压导轨液体静压导轨:在两导轨工作面间通人具有一定压力的润滑油，在两导轨工作面间通人具有一定压力的润滑油，形成静压油膜，使导轨工作面间处于纯液态摩擦状态，摩擦系数极低，形成静压油膜，使导轨工作面间处于纯液态摩擦状态，摩擦系数极低，多用于进给运动导轨。多用于进给运动导轨。 气体静压导轨气体静压导轨:在两导轨工作面间通人具有恒定压力的气体，使在两导轨工作面间通人

385、具有恒定压力的气体，使两导轨面形成均匀分离，以得到高精度的运动。这种导轨摩擦系数小，两导轨面形成均匀分离，以得到高精度的运动。这种导轨摩擦系数小，不易引起发热变形，但会随空气压力波动而使空气膜发生变化，且承不易引起发热变形，但会随空气压力波动而使空气膜发生变化，且承载能力小，故常用于负荷不大的场合。载能力小，故常用于负荷不大的场合。 上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 贴塑导轨贴塑导轨:在动导轨的摩擦表面上贴上一层由塑料等其他化学材在动导轨的摩擦表面上贴上一层由塑料等其他化学材料组成的塑料薄膜软带，其优点是导轨面的摩擦系数低，且动静摩擦料组成的塑料薄膜软带，其优点是导轨

386、面的摩擦系数低，且动静摩擦系数接近，不易产生爬行现象系数接近，不易产生爬行现象;塑料的阻尼性能好，具有吸收振动能力塑料的阻尼性能好，具有吸收振动能力，可减小振动和噪声，可减小振动和噪声;耐磨性、化学稳定性、可加工性能好耐磨性、化学稳定性、可加工性能好;工艺简单、工艺简单、成本低。成本低。 (3)滚动导轨。滚动导轨的最大优点是摩擦系数很小，比贴塑料导轨滚动导轨。滚动导轨的最大优点是摩擦系数很小，比贴塑料导轨还小很多，且动、静摩擦系数很接近，因而运动轻便灵活，在很低的还小很多，且动、静摩擦系数很接近，因而运动轻便灵活，在很低的运动速度下都不出现爬行，低速运动平稳性好，位移精度和定位精度运动速度下都

387、不出现爬行，低速运动平稳性好，位移精度和定位精度高。滚动导轨的缺点是抗振性差，结构比较复杂，制造成本较高。高。滚动导轨的缺点是抗振性差，结构比较复杂，制造成本较高。 滚动导轨块。滚动导轨块是一种滚动体作循环运动的滚动导轨，滚动导轨块。滚动导轨块是一种滚动体作循环运动的滚动导轨，其结构如其结构如图图8-46所示。所示。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 直线滚动导轨。直线滚动导轨是近年来新出现的一种滚动导轨，直线滚动导轨。直线滚动导轨是近年来新出现的一种滚动导轨，其结构如其结构如图图8-47所示。所示。 (4)静压导轨。静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通以压力油，静压导

388、轨。静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通以压力油，将运动件浮起，使导轨面间处于纯液体摩擦状态。由于承载的要求不将运动件浮起，使导轨面间处于纯液体摩擦状态。由于承载的要求不同，静压导轨分为开式和闭式两种。同，静压导轨分为开式和闭式两种。 开式静压导轨的工作原理如开式静压导轨的工作原理如图图8-48(a)所示。而闭式静压导轨能承受所示。而闭式静压导轨能承受较大的颠覆力矩，导轨刚度也较高，其工作原理如较大的颠覆力矩，导轨刚度也较高，其工作原理如图图8-48(b)所示。所示。 静压导轨节流器分为固定节流器和可变节流器两种，静压导轨节流器分为固定节流器和可变节流器两种，图图8-49-1所示所示为固定节流

389、器，其阻尼不随外界负载的变化而变化，为固定节流器，其阻尼不随外界负载的变化而变化，图图8-49-1(a)为螺为螺旋槽毛细管节流器，旋槽毛细管节流器，图图8-49-1(b)为针阀节流器，为针阀节流器，图图8-49-1(c)为三角槽为三角槽节流器。节流器。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 这这3种都是可调节的，油从种都是可调节的，油从A孔进人，由孔进人，由B孔流出。压力从尸、降为孔流出。压力从尸、降为尸尸:而进人油腔。旋转节流杆时，改变螺旋槽长度或间隙大小，以改变而进人油腔。旋转节流杆时，改变螺旋槽长度或间隙大小，以改变节流阻力。由于螺旋槽毛细管节流的槽断面较大，相应长度

390、一也可较节流阻力。由于螺旋槽毛细管节流的槽断面较大，相应长度一也可较长，油流不易堵塞，故使用较广泛。长，油流不易堵塞，故使用较广泛。图图8-49-2所示为可变节流器。所示为可变节流器。 2.滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副 滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相互转换的新型传动装置。滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相互转换的新型传动装置。图图8-50是滚珠丝杠螺母副的原理图。在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋是滚珠丝杠螺母副的原理图。在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，当它们套装在一起时形成了螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。槽，当它们套装在一起时形成了螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。上一页 下一页返回8-5 数

391、控机床典型结构数控机床典型结构 当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则沿着滚当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则沿着滚道滚动，螺母螺旋槽的两端用回珠管连接起来，使滚珠能作周而复始道滚动，螺母螺旋槽的两端用回珠管连接起来，使滚珠能作周而复始的循环运动，管道的两端还起着挡珠的作用，以防滚珠沿滚道脱出，的循环运动，管道的两端还起着挡珠的作用，以防滚珠沿滚道脱出，根据循环方式可分为外循环和内循环两种。根据循环方式可分为外循环和内循环两种。 (1)轴向间隙的消除。轴向间隙通常是指丝杠和螺母无相对转动时，轴向间隙的消除。轴向间隙通常是指丝杠和螺母无相对转动时，丝杠和螺母之间的最大

392、轴向窜动。除了结构本身的游隙之外，在施加丝杠和螺母之间的最大轴向窜动。除了结构本身的游隙之外，在施加轴向载荷之后，轴向间隙还包括弹性变形所造成的窜动。轴向载荷之后，轴向间隙还包括弹性变形所造成的窜动。 通过预紧方法消除滚珠丝杠副间隙时应考虑以下情况通过预紧方法消除滚珠丝杠副间隙时应考虑以下情况:预加载荷能预加载荷能够有效地减小弹性变形所带来的轴向位移，但过大的预加载荷将增加够有效地减小弹性变形所带来的轴向位移，但过大的预加载荷将增加摩擦阻力，降低传动效率，并使寿命大为缩短。摩擦阻力，降低传动效率，并使寿命大为缩短。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 所以，一般要经过几次

393、调整才能保证机床在最大轴向载荷下，既消所以，一般要经过几次调整才能保证机床在最大轴向载荷下，既消除了间隙，又能灵活运转。除了间隙，又能灵活运转。 除少数用微量过盈滚珠的单螺母结构消除间隙外，常用双螺母结构除少数用微量过盈滚珠的单螺母结构消除间隙外，常用双螺母结构消除间隙。消除间隙。 图图8-51是双螺母齿差调隙式结构。是双螺母齿差调隙式结构。 图图8-52是双螺母垫片调隙式结构，其螺母本身的结构和单螺母相是双螺母垫片调隙式结构，其螺母本身的结构和单螺母相同，它通过修磨垫片的厚度来调整轴向间隙。这种调整方法具有结构同，它通过修磨垫片的厚度来调整轴向间隙。这种调整方法具有结构简单、刚性好和装拆方便

394、等优点，但它很难在一次修磨中调整完毕，简单、刚性好和装拆方便等优点，但它很难在一次修磨中调整完毕，调整的精度一也不如齿差调隙式好。调整的精度一也不如齿差调隙式好。 上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 图图8-53是双螺母螺纹调隙式结构，它用平键限制了螺母在螺母座内是双螺母螺纹调隙式结构，它用平键限制了螺母在螺母座内的转动。调整时，只要拧动圆螺母就能将滚珠螺母沿轴向移动一定距的转动。调整时，只要拧动圆螺母就能将滚珠螺母沿轴向移动一定距离，在消除间隙之后将其锁紧。这种调整方法具有结构简单、调整方离，在消除间隙之后将其锁紧。这种调整方法具有结构简单、调整方便等优点，但调整精度

395、较差。便等优点，但调整精度较差。 (2)滚珠丝杠的安装。数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，滚珠丝杠的安装。数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠丝杠螺母本身的刚度之外，滚珠丝杠正确的安装及其支除了加强滚珠丝杠螺母本身的刚度之外，滚珠丝杠正确的安装及其支承的结构刚度也是不可忽视的因素。螺母座、丝杠端部的轴承及其支承的结构刚度也是不可忽视的因素。螺母座、丝杠端部的轴承及其支承加工的不精确性和它们在受力之后的过量变形，都会对进给系统的承加工的不精确性和它们在受力之后的过量变形，都会对进给系统的传动刚度带来影响。因此，螺母座的孔与螺母之间必须保持良好的配传动刚度带来影响。因此，螺母

396、座的孔与螺母之间必须保持良好的配合，并应保证孔对端面的垂直度，在螺母座上应当增加适当的筋板。合，并应保证孔对端面的垂直度，在螺母座上应当增加适当的筋板。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 并加大螺母座和机床结合部件的接触面积，以提高螺母座的局部刚并加大螺母座和机床结合部件的接触面积，以提高螺母座的局部刚度和接触刚度。滚珠丝杠的不正确安装以及支承结构的刚度不足，还度和接触刚度。滚珠丝杠的不正确安装以及支承结构的刚度不足，还会使滚珠丝杠的使用寿命大为下降。国外有一种滚珠丝杠专用轴承，会使滚珠丝杠的使用寿命大为下降。国外有一种滚珠丝杠专用轴承，其结构如其结构如图图8-54所示

397、。所示。 (3)滚珠丝杠的防护。滚珠丝杠副和其他滚动摩擦的传动零件一样，滚珠丝杠的防护。滚珠丝杠副和其他滚动摩擦的传动零件一样，只要避免磨料微粒及化学活性物质进人，就可以认为这些元件几乎是只要避免磨料微粒及化学活性物质进人，就可以认为这些元件几乎是在不产生磨损的情况下工作的。但如在滚道上落人了脏物，或使用肮在不产生磨损的情况下工作的。但如在滚道上落人了脏物，或使用肮脏的润滑油，不仅会妨碍滚珠的正常运动，而且使磨损急剧增加。对脏的润滑油，不仅会妨碍滚珠的正常运动，而且使磨损急剧增加。对于制造误差和预紧变形量以微米计的滚珠丝杠传动副来说，这种磨损于制造误差和预紧变形量以微米计的滚珠丝杠传动副来说，

398、这种磨损就特别敏感。因此有效地防护、密封和保持润滑油的清洁就显得十分就特别敏感。因此有效地防护、密封和保持润滑油的清洁就显得十分必要。必要。 钢带缠绕式丝杠防护装置，其原理如钢带缠绕式丝杠防护装置，其原理如图图8-55所示。所示。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 3.静压蜗杆、蜗条副和齿轮、齿条副静压蜗杆、蜗条副和齿轮、齿条副 大型数控机床不宜采用丝杠传动，因长丝杠制造困难，且容易弯曲大型数控机床不宜采用丝杠传动，因长丝杠制造困难，且容易弯曲下垂，影响传动精度下垂，影响传动精度;同时轴向刚度与扭转刚度一也难提高。如加大丝同时轴向刚度与扭转刚度一也难提高。如加大丝杠直径

399、，因转动惯量增大，伺服系统的动态特性不易保证，故常用静杠直径，因转动惯量增大，伺服系统的动态特性不易保证，故常用静压蜗杆蜗条副和齿轮齿条副传动。压蜗杆蜗条副和齿轮齿条副传动。 (1)静压蜗杆、蜗条副。静压蜗杆、蜗条副的工作原理与静压丝杠螺静压蜗杆、蜗条副。静压蜗杆、蜗条副的工作原理与静压丝杠螺母副相同，蜗条实质上相当于长螺母的一部分，蜗杆相当于一根短丝母副相同，蜗条实质上相当于长螺母的一部分，蜗杆相当于一根短丝杠。这种传动机构，压力油必须从蜗杆进人静压油腔，而蜗杆是旋转杠。这种传动机构，压力油必须从蜗杆进人静压油腔，而蜗杆是旋转的且与蜗条的接触区只有的且与蜗条的接触区只有120。左右，但压力油

400、只能进人接触区，所。左右，但压力油只能进人接触区，所以必须解决蜗杆的配油问题。静压蜗杆、蜗条配油原理如以必须解决蜗杆的配油问题。静压蜗杆、蜗条配油原理如图图8-56所示。所示。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 (2)齿轮齿条副。齿轮齿条传动常用于行程较长的大型机床上，可以齿轮齿条副。齿轮齿条传动常用于行程较长的大型机床上，可以得到较大的传动比，还易得到高速直线运动，刚度及机械效率一也高得到较大的传动比，还易得到高速直线运动，刚度及机械效率一也高;但传动不够平稳，传动精度不够高，而且还不能自锁。但传动不够平稳，传动精度不够高，而且还不能自锁。 采用齿轮、齿条副传动时，必

401、须采取措施消除齿侧间隙。当传动负采用齿轮、齿条副传动时，必须采取措施消除齿侧间隙。当传动负载小时，也可采用双片薄齿轮调整法，将两齿轮分别与齿条齿槽的左、载小时，也可采用双片薄齿轮调整法，将两齿轮分别与齿条齿槽的左、右两侧贴紧，从而消除齿侧间隙。当传动负载大时，可采用双片厚齿右两侧贴紧，从而消除齿侧间隙。当传动负载大时，可采用双片厚齿轮传动的结构，轮传动的结构，图图8-57是这种消除间隙方法的原理图。进给运动由轴是这种消除间隙方法的原理图。进给运动由轴2输人，该轴上装有两个螺旋线方向相反的斜齿轮，当在轴输人，该轴上装有两个螺旋线方向相反的斜齿轮，当在轴2上施加轴上施加轴向力向力F时，能使斜齿轮产

402、生微量的轴向移动。此时，轴时，能使斜齿轮产生微量的轴向移动。此时，轴1和轴和轴3便以相便以相反的方向转过微小的角度，使齿轮反的方向转过微小的角度，使齿轮4和和5分别与齿条齿槽的左、右侧面分别与齿条齿槽的左、右侧面贴紧，从而消除齿侧间隙。贴紧，从而消除齿侧间隙。 上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 (3)进给系统传动齿间隙的消除。对于数控机床进给系统中的减速进给系统传动齿间隙的消除。对于数控机床进给系统中的减速齿轮，除了要求其本身具有很高的运动精度和工作平稳性以外，还必齿轮，除了要求其本身具有很高的运动精度和工作平稳性以外，还必须尽可能消除配对齿轮之间的传动间隙须尽可能消

403、除配对齿轮之间的传动间隙;否则，在进给系统每次反向之否则，在进给系统每次反向之后就会使运动滞后于指令信号，这将对加工精度产生很大影响。所以，后就会使运动滞后于指令信号，这将对加工精度产生很大影响。所以，对于数控机床的进给系统，必须采用各种方法去减少或消除齿轮传动对于数控机床的进给系统，必须采用各种方法去减少或消除齿轮传动间隙。间隙。 刚性调整法。刚性调整法是指调整之后齿侧间隙不能自动补偿的刚性调整法。刚性调整法是指调整之后齿侧间隙不能自动补偿的调整方法。它要求严格控制齿轮的齿厚及周节公差，否则传动的灵活调整方法。它要求严格控制齿轮的齿厚及周节公差，否则传动的灵活性将受到影响。但用这种方法调整的

404、齿轮传动有较好的传动刚度，而性将受到影响。但用这种方法调整的齿轮传动有较好的传动刚度，而且结构比较简单。且结构比较简单。图图8-58是最简单的偏心轴套式消除间隙结构。是最简单的偏心轴套式消除间隙结构。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 图图8-59是用一个带有锥度的齿轮来消除间隙的结构。在加工齿轮是用一个带有锥度的齿轮来消除间隙的结构。在加工齿轮1和和2时，将假想的分度圆柱面改变成带有小锥度的圆锥面，使其齿厚时，将假想的分度圆柱面改变成带有小锥度的圆锥面，使其齿厚在齿轮的轴向稍有变化在齿轮的轴向稍有变化(其外形类似于插齿刀其外形类似于插齿刀)。 图图8-60是斜齿轮消除

405、间隙的结构，厚齿轮是斜齿轮消除间隙的结构，厚齿轮4同时与两个相同齿数的同时与两个相同齿数的薄齿轮薄齿轮1和和2啮合，薄齿轮由平键与轴连接，互相不能相对回转。啮合，薄齿轮由平键与轴连接，互相不能相对回转。 垫片的厚度通常是由试测法确定，一般要经过几次修磨才能调整好。垫片的厚度通常是由试测法确定，一般要经过几次修磨才能调整好。这种结构的齿轮承载能力较小，因为在正向或反向旋转时，分别只有这种结构的齿轮承载能力较小，因为在正向或反向旋转时，分别只有一个薄齿轮承受载荷。一个薄齿轮承受载荷。图图8-61是轴向压簧错齿调整法，其特点是齿侧是轴向压簧错齿调整法，其特点是齿侧隙可以自动补偿，但轴向尺寸较大，结构

406、不紧凑。隙可以自动补偿，但轴向尺寸较大，结构不紧凑。 柔性调整法。柔性调整法是指调整之后齿侧间隙可以自动补偿的柔性调整法。柔性调整法是指调整之后齿侧间隙可以自动补偿的调整方法。调整方法。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 这种调整法在齿轮的齿厚和周节有差异的情况下，仍可始终保持这种调整法在齿轮的齿厚和周节有差异的情况下，仍可始终保持无间隙啮合。但将影响其传动平稳性，而且这种调整法的结构比较复无间隙啮合。但将影响其传动平稳性，而且这种调整法的结构比较复杂，传动刚度低。杂，传动刚度低。 图图8-62是双齿轮错齿式消除间隙结构。两个相同齿数的薄齿轮是双齿轮错齿式消除间隙结构。

407、两个相同齿数的薄齿轮1和和2与另一个厚齿轮啮合。两个薄齿轮套装在一起，并可作相对回转。每与另一个厚齿轮啮合。两个薄齿轮套装在一起，并可作相对回转。每个齿轮的端面均匀分布着四个螺孔，分别装上凸耳个齿轮的端面均匀分布着四个螺孔，分别装上凸耳4和和8。 对圆锥齿轮传动，一也可以采用类似于圆柱齿轮的消除间隙方法。对圆锥齿轮传动，一也可以采用类似于圆柱齿轮的消除间隙方法。图图8-63是压力弹簧消除间隙的结构。是压力弹簧消除间隙的结构。 图图8-64是用碟形弹簧消除斜齿轮齿侧间隙的结构。斜齿轮是用碟形弹簧消除斜齿轮齿侧间隙的结构。斜齿轮1和和2同同时与宽齿轮时与宽齿轮6啮合，螺母啮合，螺母5通过垫圈通过垫

408、圈4调节碟形弹簧调节碟形弹簧3，使它保持一定的，使它保持一定的压力。压力。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 弹簧作用力的调整必须适当，压力过小，达不到消隙作用弹簧作用力的调整必须适当，压力过小，达不到消隙作用;压力过压力过大，将会使齿轮磨损加快。为了使齿轮在轴上能左右移动，而又不允大，将会使齿轮磨损加快。为了使齿轮在轴上能左右移动，而又不允许产生偏斜，这就要求齿轮的内孔具有较长的导向长度，因而增大了许产生偏斜，这就要求齿轮的内孔具有较长的导向长度，因而增大了轴向尺寸。轴向尺寸。 三、回转工作台三、回转工作台 回转工作台是数控铣床、加工中心等数控机床的附件。它的作用是回

409、转工作台是数控铣床、加工中心等数控机床的附件。它的作用是按照控制装置的信号或指令作回转分度或连续回转进给运动，使数控按照控制装置的信号或指令作回转分度或连续回转进给运动，使数控机床能完成指定的加工工序。常用的回转工作台有分度工作台和数控机床能完成指定的加工工序。常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台。回转工作台。 1.分度工作台分度工作台 分度工作台的功能是完成回转分度运动，即在需要分度时，将工作分度工作台的功能是完成回转分度运动，即在需要分度时，将工作台及其工件回转一定角度。台及其工件回转一定角度。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 其作用是在加工中自动完成工件

410、的转位换面，实现工件一次安装其作用是在加工中自动完成工件的转位换面，实现工件一次安装完成几个面的加工。由于结构上的原因，通常分度工作台的分度运动完成几个面的加工。由于结构上的原因，通常分度工作台的分度运动只限于某些规定的角度。只限于某些规定的角度。 为了保证加工精度，分度工作台的定位精度为了保证加工精度，分度工作台的定位精度(定心和分度定心和分度)要求很高。要求很高。实现工作台转位的机构很难达到分度精度的要求，所以要有专门定位实现工作台转位的机构很难达到分度精度的要求，所以要有专门定位元件来保证。按照采用的定位元件不同，有定位销式分度工作台和鼠元件来保证。按照采用的定位元件不同，有定位销式分度

411、工作台和鼠齿盘式分度工作台。齿盘式分度工作台。 (1)定位销式分度工作台。定位销式分度工作台采用定位销和定位孔定位销式分度工作台。定位销式分度工作台采用定位销和定位孔作为定位元件，定位精度取决于定位销和定位孔的精度作为定位元件，定位精度取决于定位销和定位孔的精度(位置精度、配位置精度、配合间隙等合间隙等)。 上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 图图8-65是定位销式分度工作台。该分度工作台置于长方形工作台中是定位销式分度工作台。该分度工作台置于长方形工作台中间，在不单独使用分度工作台时，两者可以作为一个整体使用。间，在不单独使用分度工作台时，两者可以作为一个整体使用。

412、(2)鼠齿盘式分度工作台。鼠齿盘式分度工作台采用鼠齿盘作为定位鼠齿盘式分度工作台。鼠齿盘式分度工作台采用鼠齿盘作为定位元件，元件，图图8-66。 (3)数控回转工作台。由于数控回转工作台的功能要求连续回转进给数控回转工作台。由于数控回转工作台的功能要求连续回转进给并与其他坐标轴联动，因此采用伺服驱动系统来实现回转、分度和定并与其他坐标轴联动，因此采用伺服驱动系统来实现回转、分度和定位，其定位精度由控制系统决定。根据控制方式，有开环数控回转工位，其定位精度由控制系统决定。根据控制方式，有开环数控回转工作台和闭环数控回转工作台。作台和闭环数控回转工作台。 开环数控回转工作台。开环数控回转工作台采用

413、电液脉冲马达或开环数控回转工作台。开环数控回转工作台采用电液脉冲马达或功率步进电机驱动，功率步进电机驱动，图图8-67是开环数控回转工作台的结构。是开环数控回转工作台的结构。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 闭环数控回转工作台。闭环数控回转工作台的结构与开环数控回闭环数控回转工作台。闭环数控回转工作台的结构与开环数控回转工作台基本相同，区别在于闭环数控回转工作台采用直流或交流伺转工作台基本相同，区别在于闭环数控回转工作台采用直流或交流伺服电机驱动，有转动角度测量元件服电机驱动，有转动角度测量元件(圆光栅、圆感应同步器、脉冲编码圆光栅、圆感应同步器、脉冲编码器等器等)。

414、测量的结果反馈与指令值进行比较，按闭环控制原理进行工作。测量的结果反馈与指令值进行比较，按闭环控制原理进行工作，使工作台定位精度更高。，使工作台定位精度更高。 闭环数控回转工作台有两种工作方式闭环数控回转工作台有两种工作方式:分度分度(转位转位)运动、圆周进给运运动、圆周进给运动。分度动。分度(转位转位)运动可以实现工件一次装夹后完成几个面的多工序加运动可以实现工件一次装夹后完成几个面的多工序加工。分度或转位的角度根据零件的结构需要而定。但零件一旦处于新工。分度或转位的角度根据零件的结构需要而定。但零件一旦处于新的加工位置后，必须对回转工作台实行夹紧，避免加工时工件的位置的加工位置后，必须对回

415、转工作台实行夹紧，避免加工时工件的位置发生移动，影响加工精度。发生移动，影响加工精度。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 因此，回转工作台设有定位夹紧机构。圆周进给运动可以执行连续因此，回转工作台设有定位夹紧机构。圆周进给运动可以执行连续的圆周进给运动，可以加工出曲线或曲面。因此，回转工作台设有圆的圆周进给运动，可以加工出曲线或曲面。因此，回转工作台设有圆周进给的驱动装置。周进给的驱动装置。图图8-68为闭环数控回转工作台结构。为闭环数控回转工作台结构。 四、直线电机和力矩电机驱动的进给系统四、直线电机和力矩电机驱动的进给系统 数控机床的进给包括直线运动部件的进给和旋转

416、运动部件的进给，数控机床的进给包括直线运动部件的进给和旋转运动部件的进给，不论是直线进给系统还是旋转进给系统，目前仍以不论是直线进给系统还是旋转进给系统，目前仍以“伺服电动机伺服电动机+机机械传动链械传动链”为主导，但是这种传统的进给系统存在刚度低、传动误差为主导，但是这种传统的进给系统存在刚度低、传动误差大、传动链结构复杂、传动效率低等问题，已很难满足数控机床向高大、传动链结构复杂、传动效率低等问题，已很难满足数控机床向高速加工方向发展的要求，因而近年来国内外在研究开发直接驱动运动速加工方向发展的要求，因而近年来国内外在研究开发直接驱动运动部件直线运动的直线电机和直接驱动运动部件旋转运动的力

417、矩电机，部件直线运动的直线电机和直接驱动运动部件旋转运动的力矩电机，并已获得应用。并已获得应用。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 如美国如美国Cincinnati Milacron公司新近生产的一台公司新近生产的一台Hyper Mach大型大型高速加工中心就采用了直线电机，工作台的进给速度可达高速加工中心就采用了直线电机，工作台的进给速度可达60 m/min。下面对采用直线电机和力矩电机的进给系统做简要介绍。下面对采用直线电机和力矩电机的进给系统做简要介绍。 1.直线电机的工作原理直线电机的工作原理 直线电机的工作原理与旋转电机相比，并没有本质的区别，可将其直线电机的

418、工作原理与旋转电机相比，并没有本质的区别，可将其看作为将旋转电机沿圆周方向拉开展平的产物。如看作为将旋转电机沿圆周方向拉开展平的产物。如图图8-69所示，对应所示，对应于旋转电机的定子部分，称为直线电机的初级，而对应于旋转电机的于旋转电机的定子部分，称为直线电机的初级，而对应于旋转电机的转子部分，称为直线电机的次级。当多相交变电流通入多相对称绕组转子部分，称为直线电机的次级。当多相交变电流通入多相对称绕组时，会在直线电机初级和次级之间的气隙中产生一个行波磁场，从而时，会在直线电机初级和次级之间的气隙中产生一个行波磁场，从而使初级和次级之间产生相对移动。使初级和次级之间产生相对移动。上一页 下一

419、页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构 当然，在初级和次级之间还存在垂直力，它可以是吸引力，也可以当然，在初级和次级之间还存在垂直力，它可以是吸引力，也可以是排斥力。是排斥力。 直线电机有直流直线电机、步进直线电机和交流直线电机三大类，直线电机有直流直线电机、步进直线电机和交流直线电机三大类，在机床上主要使用交流直线电机。在励磁方式上，交流直线电机又可在机床上主要使用交流直线电机。在励磁方式上，交流直线电机又可分为永磁分为永磁(同步同步)式和感应式和感应(异步异步)式两种。由于感应式直线电机在不通电式两种。由于感应式直线电机在不通电时没有磁性，有利于机床的安装、使用和维护，其性能也已接

420、近永磁时没有磁性，有利于机床的安装、使用和维护，其性能也已接近永磁式直线电机的水平，因而其在机械行业的应用受到欢迎。式直线电机的水平，因而其在机械行业的应用受到欢迎。 在结构上，直线电机有如在结构上，直线电机有如图图8-70所示的短次级和短初级两种形式。所示的短次级和短初级两种形式。为减小发热量和降低成本，一般采用为减小发热量和降低成本，一般采用图图8-70(b)所示的短初级结构。所示的短初级结构。2.直线电机驱动的进给系统特点直线电机驱动的进给系统特点 图图8-71为感应式直线电机驱动的进给系统。为感应式直线电机驱动的进给系统。上一页 下一页返回8-5 数控机床典型结构数控机床典型结构4.力

421、矩电机驱动的进给系统力矩电机驱动的进给系统 (1)力矩电机的结构。力矩电机类似于直线电机，是一种基于同步驱力矩电机的结构。力矩电机类似于直线电机，是一种基于同步驱动技术的直接驱动器。如动技术的直接驱动器。如图图8-72所示，它由定子、转子、水冷却系统所示，它由定子、转子、水冷却系统等组成。转子为一镶有永久磁铁的钢环，为了防止腐蚀，其上镀有镍等组成。转子为一镶有永久磁铁的钢环，为了防止腐蚀，其上镀有镍合金。合金。 (2)力矩电机驱动的进给系统特点。力矩电机驱动的进给系统特点。图图8-73为由力矩电机构成的回转为由力矩电机构成的回转工作台，这种回转进给系统具有如下特点工作台，这种回转进给系统具有如

422、下特点:电机与回转工作台间不存在电机与回转工作台间不存在传动链，属传动链，属“零传动零传动”进给驱动，因而没有传动链误差，传动精度高，进给驱动，因而没有传动链误差，传动精度高，结构紧凑。结构紧凑。 5.力矩电机的基本参数力矩电机的基本参数 力矩电机的基本参数包括力矩电机的基本参数包括:电机的外径、内径、定子长度高度、连电机的外径、内径、定子长度高度、连续力矩和峰值力矩。续力矩和峰值力矩。上一页返回图图 8-1返回图图 8-2返回图图 8-3返回图图 8-4返回图图 8-5返回图图 8-6返回图图 8-7返回图图 8-8返回图图 8-9返回图图 8-10返回图图 8-11返回图图 8-12返回图

423、图 8-13返回图图 8-14返回图图 8-15返回图图 8-16返回图图 8-17返回图图 8-18返回图图 8-19返回图图 8-20返回图图 8-21返回图图 8-22返回图图 8-23返回图图 8-24返回图图 8-25返回图图 8-26返回图图 8-27返回图图 8-28返回图图 8-29返回图图 8-30返回图图 8-31返回图图 8-32返回图图 8-33返回图图 8-34返回图图 8-35返回图图 8-36返回图图 8-37返回图图 8-38返回图图 8-39返回图图 8-40返回图图 8-41返回图图 8-42返回图图 8-43返回图图 8-44返回图图 8-45返回图图 8

424、-46返回图图 8-47返回图图 8-48返回图图 8-49-1返回图图 8-49-2返回图图 8-50返回图图 8-51返回图图 8-52返回图图 8-53返回图图 8-54返回图图 8-55返回图图 8-56返回图图 8-57返回图图 8-58返回图图 8-59返回图图 8-60返回图图 8-61返回图图 8-62返回图图 8-63返回图图 8-64返回图图 8-65返回图图 8-66返回图图 8-67返回图图 8-68返回图图 8-69返回图图 8-70返回图图 8-71返回图图 8-72返回图图 8-73返回表表 8-1返回教学单元教学单元9 特种加工设备简介特种加工设备简介9-1 电

425、火花加工机床简介电火花加工机床简介9-2 电解加工机床简介电解加工机床简介9-3 激光加工机床简介激光加工机床简介9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介9-1 电火花加工机床简介电火花加工机床简介一、电火花加工机床原理一、电火花加工机床原理 电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温熔蚀工件表面材料来实现加工的。电火花加工机床一般由脉冲电源、温熔蚀工件表面材料来实现加工的。电火花加工机床一般由脉冲电源、自动进给机构、机床本体及工作液循环过滤系统等部分组成。自动进给机构、机床本体及工作液循环过滤系统等部分组成。 如

426、如图图9-1所示，工件固定在机床工作台上。脉冲电源提供加工所需所示，工件固定在机床工作台上。脉冲电源提供加工所需的能量，其两极分别接在工具电极的能量，其两极分别接在工具电极1与工件与工件3上。当工具电极与工件在上。当工具电极与工件在进给机构的驱动下在工作液进给机构的驱动下在工作液4中相互靠近时，极间电压击穿间隙而产中相互靠近时，极间电压击穿间隙而产生火花放电，释放大量的热。工件表层吸收热量后达到很高的温度生火花放电，释放大量的热。工件表层吸收热量后达到很高的温度(10 000以上以上)，其局部材料因熔化甚至气化而被蚀除下来，形成一，其局部材料因熔化甚至气化而被蚀除下来，形成一个微小的凹坑。个微

427、小的凹坑。下一页返回9-1 电火花加工机床简介电火花加工机床简介 工作液循环过滤系统强迫清洁的工作液以一定的压力通过工具电极工作液循环过滤系统强迫清洁的工作液以一定的压力通过工具电极与工件之间的间隙，及时排除电蚀产物，并将电蚀产物从工作液中过与工件之间的间隙，及时排除电蚀产物，并将电蚀产物从工作液中过滤出去。多次放电的结果，工件表面产生大量凹坑。工具电极在进给滤出去。多次放电的结果，工件表面产生大量凹坑。工具电极在进给机构机构6的驱动下不断下降，其轮廓形状便被的驱动下不断下降，其轮廓形状便被“复印复印”到工件上到工件上(工具电工具电极材料尽管也会被蚀除，但其速度远小于工件材料极材料尽管也会被蚀

428、除，但其速度远小于工件材料)。 1.电火花加工的特点电火花加工的特点 (1)可用硬度低的紫铜或石墨作为工具电极对任何硬、脆、高熔点的可用硬度低的紫铜或石墨作为工具电极对任何硬、脆、高熔点的导电材料进行加具有以柔克刚的功能导电材料进行加具有以柔克刚的功能; (2)可以加工特殊和形状复杂的表面，常用于注塑模、压铸模等型腔可以加工特殊和形状复杂的表面，常用于注塑模、压铸模等型腔模的加工模的加工;上一页 下一页返回9-1 电火花加工机床简介电火花加工机床简介 (3)无明显的机械切削力，适宜于加工薄壁、窄槽和细微精密零件无明显的机械切削力，适宜于加工薄壁、窄槽和细微精密零件; (4)由于脉冲电源的输出脉

429、冲参数可任意调节，因而能在同一台床子由于脉冲电源的输出脉冲参数可任意调节，因而能在同一台床子上连续进行粗加半精加工和精加工。上连续进行粗加半精加工和精加工。 2.电火花加工应用范围电火花加工应用范围 (1)加工硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料加工硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料; (2)加工半导体材料及非导电材料加工半导体材料及非导电材料; (3)加工各种型孔、曲线孔和微小孔加工各种型孔、曲线孔和微小孔; (4)加工各种立体曲面型腔，如锻模、压铸模、塑料模的模膛加工各种立体曲面型腔，如锻模、压铸模、塑料模的模膛; (5)用来进行切断、切割以及进行表面强化、刻写、打印铭牌和标记用来进行切断、切割

430、以及进行表面强化、刻写、打印铭牌和标记等。等。上一页 下一页返回9-1 电火花加工机床简介电火花加工机床简介 图图9-2为电火花加工机床组成示意图。为电火花加工机床组成示意图。 二、电火花线切割机床二、电火花线切割机床 电火花线切割加工是在电火花加工基础上发展起来的一种加工工艺电火花线切割加工是在电火花加工基础上发展起来的一种加工工艺(简称简称WEDM)。其工具电极为金属丝。其工具电极为金属丝(铂丝或铜丝铂丝或铜丝)，在金属丝与工件，在金属丝与工件间施加脉冲电压，利用脉冲放电对工件进行切割加工，因而也称线切间施加脉冲电压，利用脉冲放电对工件进行切割加工，因而也称线切割。割。图图9-3为电火花线

431、切割加工原理。为电火花线切割加工原理。 电火花线切割加工的特点和应用电火花线切割加工的特点和应用: (l)可切割各种高硬度材料，用于加工淬火后的模具、硬质合金模具可切割各种高硬度材料，用于加工淬火后的模具、硬质合金模具和强磁材利；和强磁材利； (2)由于采用数控技术，可编程切割形状复杂的型腔，易于实现由于采用数控技术，可编程切割形状复杂的型腔，易于实现CAD/CAM;上一页 下一页返回9-1 电火花加工机床简介电火花加工机床简介 (3)由于几乎无切削力，可切割极薄工件由于几乎无切削力，可切割极薄工件; (4)由于金属丝直径小，因而加工时省料，适于切割贵重金属材料由于金属丝直径小，因而加工时省料

432、，适于切割贵重金属材料; (5)试制新产品时，可直接将某些板类工件切割出，使开发产品周试制新产品时，可直接将某些板类工件切割出，使开发产品周期缩短。期缩短。 线切割机床的结构大同小异，如线切割机床的结构大同小异，如图图9-4大致可分为主机、脉冲电源大致可分为主机、脉冲电源和数控装置三大部分。和数控装置三大部分。上一页返回9-2 电解加工机床简介电解加工机床简介一、电解加工原理一、电解加工原理 电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成型加工的一种方法。工件接直流电源正极，工具接负极。当工进行成型加工的一种方法。工件

433、接直流电源正极，工具接负极。当工具阴极向工件不断进给时，在面对阴极的工件表面上，金属材料按阴具阴极向工件不断进给时，在面对阴极的工件表面上，金属材料按阴极型面的形状不断溶解，电解产物被高速电解液带走，于是工具型面极型面的形状不断溶解，电解产物被高速电解液带走，于是工具型面的形状就相应地的形状就相应地“复印复印”在工件上。在工件上。 如如图图9-5所示为电解加工的成型原理图。所示为电解加工的成型原理图。 如如图图9-6所示电解加工机床加工示意图。所示电解加工机床加工示意图。 电解加工的基本设备包括直流设备、电解加工机床和电解液系统三电解加工的基本设备包括直流设备、电解加工机床和电解液系统三个部分

434、。个部分。 下一页返回9-2 电解加工机床简介电解加工机床简介二、电解加工特点二、电解加工特点 (1)工作电压小，工作电流大工作电压小，工作电流大; (2)以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或型腔以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或型腔; (3)可加工难加工材料可加工难加工材料; (4)生产率较高，约为电火花加工的生产率较高，约为电火花加工的5-10倍倍; (5)加工中无机械切削力或切削热，适于易变形或薄壁零件的加工加工中无机械切削力或切削热，适于易变形或薄壁零件的加工; (6)平均加工公差可达平均加工公差可达0.1mm左右左右; (7)附属设备多，占地面积大，造价高附属设备多，占

435、地面积大，造价高; (8)电解液既腐蚀机床，又容易污染环境。电解液既腐蚀机床，又容易污染环境。上一页 下一页返回9-2 电解加工机床简介电解加工机床简介三、电解加工机床应用范围三、电解加工机床应用范围 电解加工主要用于加工型孔、型腔、复杂型面、小直径深孔、膛线电解加工主要用于加工型孔、型腔、复杂型面、小直径深孔、膛线以及进行去毛刺、刻印等。以及进行去毛刺、刻印等。上一页 下一页返回9-3 激光加工机床简介激光加工机床简介 激光加工是利用光能经透镜聚焦以极高的能量密度靠光热效应加工激光加工是利用光能经透镜聚焦以极高的能量密度靠光热效应加工各种材料的一种新工艺各种材料的一种新工艺(简称简称LBM)

436、。 一、激光加工的原理一、激光加工的原理 激光是一束相同频率、相同方向和严格位相关系的高强度平行单色激光是一束相同频率、相同方向和严格位相关系的高强度平行单色光。由于光束的发散角通常不超过光。由于光束的发散角通常不超过0. 10，因此在理论上可聚焦到直径，因此在理论上可聚焦到直径为光波波长尺寸相近的焦点上，焦点处的能量密度温度可高达摄氏为光波波长尺寸相近的焦点上，焦点处的能量密度温度可高达摄氏1万度，从而使任何材料均在瞬时被急剧熔化乃至汽化，并产生强烈的万度，从而使任何材料均在瞬时被急剧熔化乃至汽化，并产生强烈的冲击波被喷发出去，从而达到切除材料的日的。冲击波被喷发出去，从而达到切除材料的日的

437、。 常用的激光器按激活介质的种类可分为固体激光器和气体激光器。常用的激光器按激活介质的种类可分为固体激光器和气体激光器。如如图图9-7为固体激光器结构示意图。为固体激光器结构示意图。 下一页返回9-3 激光加工机床简介激光加工机床简介 原理原理:对工件的激光加工由激光加工机完成。激光加工机通常由激对工件的激光加工由激光加工机完成。激光加工机通常由激光器、电源、光学系统和机械系统等组成。激光器光器、电源、光学系统和机械系统等组成。激光器(常用的有固体激光常用的有固体激光器和气体激光器器和气体激光器)把电能转变为光能，产生所需的激光束，经光学系统把电能转变为光能，产生所需的激光束，经光学系统聚焦后

438、，照射在工件上进行加工。工件固定在三坐标精密工作台上，聚焦后，照射在工件上进行加工。工件固定在三坐标精密工作台上，由数控系统控制和驱动，完成加工所需的进给运动。由数控系统控制和驱动，完成加工所需的进给运动。图图9-8为激光加为激光加工机床示意图。工机床示意图。 二、激光加工的特点二、激光加工的特点 (1)由于激光加工的功率密度高，几乎可以加工任何材料由于激光加工的功率密度高，几乎可以加工任何材料; (2)激光束可调焦到微米级，其输出功率可以调节，因此，激光可用激光束可调焦到微米级，其输出功率可以调节，因此，激光可用于精细加工于精细加工;上一页 下一页返回9-3 激光加工机床简介激光加工机床简介

439、 (3)激光属非接触式加工，无明显机械切削力，因而具有无工具损耗、激光属非接触式加工，无明显机械切削力，因而具有无工具损耗、加工速度快、热影响区小、热变形和加工变形小，易实现自动化等优加工速度快、热影响区小、热变形和加工变形小，易实现自动化等优点点; (4)能透过透视窗孔对隔离室或真空室内的零件进行加工。能透过透视窗孔对隔离室或真空室内的零件进行加工。 (5)激光切割的切缝窄，切割边缘质量好。激光切割的切缝窄，切割边缘质量好。 三、激光加工机床的应用应用范围三、激光加工机床的应用应用范围 激光加工已广泛用于金刚石拉丝模、钟表宝石轴承、发散式气冷冲激光加工已广泛用于金刚石拉丝模、钟表宝石轴承、发

440、散式气冷冲片的多孔蒙皮、发动机喷油嘴、航空发动机叶片等的小孔加工以及多片的多孔蒙皮、发动机喷油嘴、航空发动机叶片等的小孔加工以及多种金属材料和非金属材料的切割加工。种金属材料和非金属材料的切割加工。上一页返回9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介一、超声波加工原理一、超声波加工原理 超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干磨料中，超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干磨料中，产生磨料的冲击，抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，产生磨料的冲击，抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，以及利用超声振动使工件相互结合的加工方法。以及利用超声振动使工件相

441、互结合的加工方法。 1.超声加工的基本原理超声加工的基本原理 超声加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬超声加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型方法。加工原理如材料的一种成型方法。加工原理如图图9-9所示。加工时，在工具所示。加工时，在工具6和工和工件件7之间加人液体之间加人液体(水或煤油等水或煤油等)和磨料混合的悬浮液和磨料混合的悬浮液8，并使工具以很，并使工具以很小的力小的力F轻轻压在工件上。轻轻压在工件上。下一页返回9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介 超声换能器超声换能器4产生产生16 000 Hz以上的超声频纵向振动，并借助于变

442、以上的超声频纵向振动，并借助于变幅杆把振幅放大到，驱动工具端面作超声振动，迫使工作液中悬浮的幅杆把振幅放大到，驱动工具端面作超声振动，迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度和加速度不断地撞击、抛磨被加工表面，把被加工磨粒以很大的速度和加速度不断地撞击、抛磨被加工表面，把被加工表面的材料粉碎成很细的微粒，从工件上被打击下来。虽然每次打击表面的材料粉碎成很细的微粒，从工件上被打击下来。虽然每次打击下来的材料很少，但由于每秒钟打击的次数多达下来的材料很少，但由于每秒钟打击的次数多达16 000次以上，所以次以上，所以仍有一定的加工速度。与此同时，工作液受工具端面超声振动作用而仍有一定的加工速度。与此同时

443、，工作液受工具端面超声振动作用而产生的高频、交变的液压正负冲击波和产生的高频、交变的液压正负冲击波和“空化空化”作用，促使工作液钻作用，促使工作液钻人被加工材料的微裂缝处，加剧了机械破坏作用。人被加工材料的微裂缝处，加剧了机械破坏作用。上一页 下一页返回9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介 所谓空化作用，是指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，所谓空化作用，是指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔，当加工间隙内形成负压和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合，引起极强的液工具

444、端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合，引起极强的液压冲击波，可以强化加工过程。此外，正负交变的液压冲击也使悬浮压冲击波，可以强化加工过程。此外，正负交变的液压冲击也使悬浮工作液在加工间隙中强迫循环，使变钝了的磨粒及时得到更新。由此工作液在加工间隙中强迫循环，使变钝了的磨粒及时得到更新。由此可见，超声加工是磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及可见，超声加工是磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果，其中磨粒的撞击作用是主要的。既然超声超声空化作用的综合结果，其中磨粒的撞击作用是主要的。既然超声加工是基于局部撞击作用，因此就不难理解，越是脆硬的材料，受撞加工

445、是基于局部撞击作用，因此就不难理解，越是脆硬的材料，受撞击作用遭受的破坏愈大，愈易超声加工。相反，脆性和硬度不大的韧击作用遭受的破坏愈大，愈易超声加工。相反，脆性和硬度不大的韧性材料，由于它的缓冲作用而难以加工。性材料，由于它的缓冲作用而难以加工。上一页 下一页返回9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介 根据这个道理，人们可以合理选择工具材料，使之既能撞击磨粒，根据这个道理，人们可以合理选择工具材料，使之既能撞击磨粒，又不致使自身受到很大破坏，例如用又不致使自身受到很大破坏，例如用45钢作工具即可满足上述要求。钢作工具即可满足上述要求。2.超声加工的特点超声加工的特点 (1)适合于加工各

446、种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料，例如玻适合于加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料，例如玻璃、陶瓷璃、陶瓷(氧化铝、氮化硅等氧化铝、氮化硅等)、石英、锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石、石英、锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。对于导电的硬质金属材料如淬火钢、硬质合金等，也能进行加工、等。对于导电的硬质金属材料如淬火钢、硬质合金等，也能进行加工、但加工生产率较低。但加工生产率较低。 (2)由于工具可用较软的材料、做成较复杂的形状，故不需要使工具由于工具可用较软的材料、做成较复杂的形状，故不需要使工具和工件作比较复杂的相对运动，因此超声加工机床的结构比较简单，和工件作比较复杂的相对运动，因此超声加工

447、机床的结构比较简单，只需一个方向进给，操作和维修方便。只需一个方向进给，操作和维修方便。上一页 下一页返回9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介 (3)由于去除加工材料是靠极小磨料瞬时局部的撞击作用，故工件由于去除加工材料是靠极小磨料瞬时局部的撞击作用，故工件表面的宏观切削力很小，切削应力、切削热很小，不会引起变形及烧表面的宏观切削力很小，切削应力、切削热很小，不会引起变形及烧伤，表面粗糙度一也较好，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度零件。伤，表面粗糙度一也较好，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度零件。 二、超声加工设备及其组成部分二、超声加工设备及其组成部分 超声加工设备又称超声加工装置，见超

448、声加工设备又称超声加工装置，见图图9-10。它们的功率大小和结。它们的功率大小和结构形状虽有所不同，但其组成部分基本相同，一般包括超声发生器、构形状虽有所不同，但其组成部分基本相同，一般包括超声发生器、超声振动系统、机床本身和磨料工作液循环系统。其主要组成如下超声振动系统、机床本身和磨料工作液循环系统。其主要组成如下: (1)超声发生器。超声发生器也称超声波或超声频发生器，其作用是超声发生器。超声发生器也称超声波或超声频发生器，其作用是将工频交流电转变为有一定功率频的超声频电振荡，以提供工具端面将工频交流电转变为有一定功率频的超声频电振荡，以提供工具端面往复振动和去除被加工材料的能量。往复振动

449、和去除被加工材料的能量。 上一页 下一页返回9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介 (2)声学部件。声学部件的作用是把高频电能转变为机械能，使工声学部件。声学部件的作用是把高频电能转变为机械能，使工具端面作高频率小振幅的振动以进行加工。具端面作高频率小振幅的振动以进行加工。 (3)机床。超声加工机床一般比较简单，包括支撑声学部件的机架及机床。超声加工机床一般比较简单，包括支撑声学部件的机架及工作台，使工具以一定压力作用在工件上的进给机构，以及床体等部工作台，使工具以一定压力作用在工件上的进给机构，以及床体等部分。分。 (4)磨料工作液及其循环系统。简单的超声波加工装置，其磨料是靠磨料工作

450、液及其循环系统。简单的超声波加工装置，其磨料是靠人工输送和更换的，即在加工前将悬浮磨料的工作液浇注堆积在加工人工输送和更换的，即在加工前将悬浮磨料的工作液浇注堆积在加工区，加工过程中定时抬起工具并补充磨料。效果较好而又最常用的工区，加工过程中定时抬起工具并补充磨料。效果较好而又最常用的工作液是水，为了提高表面质量，有时也用煤油或机油作工作液。磨粉作液是水，为了提高表面质量，有时也用煤油或机油作工作液。磨粉常用碳化硼、碳化硅或氧化铝等。常用碳化硼、碳化硅或氧化铝等。上一页 下一页返回9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介 在加工难切削材料时，常将超声振动与其他加工方法配合进行复在加工难切削

451、材料时，常将超声振动与其他加工方法配合进行复合加工，如超声车削、超声磨削、超声电解加工、超声线切割等。这合加工，如超声车削、超声磨削、超声电解加工、超声线切割等。这些复合加工方法把两种甚至多种加工方法结合在一起，能起到取长补些复合加工方法把两种甚至多种加工方法结合在一起，能起到取长补短的作用，使加工效率、加工精度及工件的表面质量显著提高。短的作用，使加工效率、加工精度及工件的表面质量显著提高。 三、超声加工的应用三、超声加工的应用 超声加工从超声加工从20世纪世纪50年代开始实用性研究以来，其应用日益广泛。年代开始实用性研究以来，其应用日益广泛。随着科技和材料工业的发展，新技术、新材料将不断涌

452、现，超声加工随着科技和材料工业的发展，新技术、新材料将不断涌现，超声加工的应用也会进一步拓宽，发挥更大的作用。日前，生产上多用于以下的应用也会进一步拓宽，发挥更大的作用。日前，生产上多用于以下几个方面几个方面: (1)成型加工。超声加工适于加工各种硬脆材料的圆孔、型孔、型腔、成型加工。超声加工适于加工各种硬脆材料的圆孔、型孔、型腔、沟槽、异形贯通孔、弯曲孔、微细孔、套料等。沟槽、异形贯通孔、弯曲孔、微细孔、套料等。 上一页 下一页返回9-4 超声波加工机床简介超声波加工机床简介 (2)切割加工。超声精密切割半导体、铁氧体、石英、宝石、陶瓷、切割加工。超声精密切割半导体、铁氧体、石英、宝石、陶瓷

453、、金刚石等硬脆材料，比用金刚石刀具切割具有切片薄、切日窄、精度金刚石等硬脆材料，比用金刚石刀具切割具有切片薄、切日窄、精度高、生产率高、经济性好的优点。高、生产率高、经济性好的优点。 (3)焊接加工。超声焊接是利用超声频振动作用，去除工件表面的氧焊接加工。超声焊接是利用超声频振动作用，去除工件表面的氧化膜，使新的本体表面显露出来，并在两个被焊工件表面分子的高速化膜，使新的本体表面显露出来，并在两个被焊工件表面分子的高速振动撞击下，摩擦发热、亲和粘接在一起。不仅可以焊接尼龙、塑料振动撞击下，摩擦发热、亲和粘接在一起。不仅可以焊接尼龙、塑料及表面易生成氧化膜的铝制品等，还可以在陶瓷等非金属表面挂锡、及表面易生成氧化膜的铝制品等，还可以在陶瓷等非金属表面挂锡、挂银、涂覆熔化的金属薄层。挂银、涂覆熔化的金属薄层。 (4)超声清洗。超声清洗主要用于几何形状复杂、清洗质量要求高的超声清洗。超声清洗主要用于几何形状复杂、清洗质量要求高的中、小精密零件，特别是工件上的深小孔、微孔、弯孔、盲孔、沟槽、中、小精密零件，特别是工件上的深小孔、微孔、弯孔、盲孔、沟槽、窄缝等部位的精清洗。窄缝等部位的精清洗。上一页返回图图 9-1返回图图 9-2返回图图 9-3返回图图 9-4返回图图 9-5返回图图 9-6返回图图 9-7返回图图 9-8返回图图 9-9返回图图 9-10返回