机械制造装备概论第01章绪论机床的运动分析new课件

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1、机械制造装备概论机械制造装备概论1机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new机械制造装备概论机械制造装备概论绪论绪论第一章第一章 机床运动分析机床运动分析第二章第二章 车床车床第三章第三章 数控机床（制造自动化机床数控机床（制造自动化机床- -最后）最后）第四章第四章 齿轮加工机床齿轮加工机床第五章第五章 磨床磨床第六章第六章 其它机床其它机床2机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论绪绪 论论机械制造装备及其在国民经济中的重要作用机械制造装备及其在国民经济中的重要作用机械制造装备应具备的主要功能机械制造装备应具备的主要功能机械制造装备的分类机械制造装备的分类-主要掌

2、握常见机床的主要掌握常见机床的分类与编码及主参数识别。分类与编码及主参数识别。机械制造装备概述：机械制造装备概述：机械制造行业所经历的技术变迁机械制造行业所经历的技术变迁3机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造行业所经历的技术变迁机械制造行业所经历的技术变迁工业革命前：生产加工是低效的手工劳作方式1785 瓦特 蒸汽机在纺织工厂使用，机器代替手工劳动的序幕，机械化生产的基础，机器生产机器1797 发明第一台滑动刀架车床1873 第一台凸轮控制的自动车床1910-1920 福特汽车公司，泰勒按节拍生产的理论，首先建立了流水线生产方式，创造了平均每分钟生产一辆T型车的记录

3、。1952 美国首先研制成功数控（Numerical Control NC）机床及自动编程，CAM的开端4机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造行业所经历的技术变迁机械制造行业所经历的技术变迁1953 同一台机床上通过自动换刀实现铣、钻、镗、锪，铰、磨及攻丝等多种工艺的数控加工中心（Machining Center）MIT美国麻省理工学院1962 美国第一台工业机器人，（Industrial Robot）1967 英、美 FMS(Flexible Manufacturing system)柔性制造系统，解决十批量，离散形生产自动化。60年代末CAPP（Computer

4、-Aided Process Plann-ing）计算机进行加工工艺路线和工序内容的设计及机床切削用量、时间定额等的选择与制定1954 美国通用电器公司（GE）首次用计算机计算职工工资5机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造行业所经历的技术变迁机械制造行业所经历的技术变迁1961：物料需求计划：MRPI Material Requirements Planning 1979：制造资源计划：MRPII Manufacturing Resources planning 管理信息系统 MIS Management Information System目前 PDM 生产数据管

5、理系统6机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造行业所经历的技术变迁机械制造行业所经历的技术变迁零件在车间中停留时间示意图零件在车间中停留时间示意图机床上（机床上（5%5%）运送和等待时间运送和等待时间95%95%切削切削 30%30%装卸、测量、装卸、测量、等待等待 70%70%由此看出机械制造业的发展趋势由此看出机械制造业的发展趋势7机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造行业所经历的技术变迁机械制造行业所经历的技术变迁Computer Integrated Manufacturing System 计算机集成制造系统：以制造技术，计算机技术

6、，柔性制造技术，自动化技术和现代管理科学为基础，将制造业，工厂经营活动所需的各种自动化系统，通过新的生产管理模式，工艺理论和计算机网络有机地集成，使任何复杂的产品从设计到加工以及管理的工作量减少到最低限量CIMS8机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造行业所经历的技术变迁机械制造行业所经历的技术变迁我国金属切削方面的发展我国金属切削方面的发展：公元前2000多年 青铜器时代 青铜刀，锯锉，磨石 春秋中晚期 考工记金工知识唐代 原始的车床1668 畜力铣磨机 脚踏刃磨机1915 第一台国产车床1947 20000多台 碳素工具钢刀具 V=10m/min9机械制造装备概论

7、(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造行业所经历的技术变迁机械制造行业所经历的技术变迁直径2丈（6.7米），加工天文仪器上的铜环，或磨石10机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造行业所经历的技术变迁机械制造行业所经历的技术变迁运送和等待时间运送和等待时间95%切削切削 30%装卸、测量、装卸、测量、等待等待 70%由此看出机械制造业的发展趋势由此看出机械制造业的发展趋势11机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造装备及其在国民经济中的重要作用机械制造装备及其在国民经济中的重要作用 （一）制造业是一个国家或地区经济发展的重（一）制造业是

8、一个国家或地区经济发展的重 要支柱。要支柱。（二）机械制造业是制造业的核心。（二）机械制造业是制造业的核心。（三）机械制造业的发展状况。（三）机械制造业的发展状况。12机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new绪论机械制造装备应具备的主要功能机械制造装备应具备的主要功能 （一）一般的功能要求（一）一般的功能要求（1）加工精度方面的要求（2）强度、刚度和抗震性方面的要求（3）加工稳定性方面的要求（4）耐用性方面的要求（5）技术经济方面的要求（二）柔性化（二）柔性化（三）精密化（三）精密化（四）自动化（四）自动化（五）机电一体化（五）机电一体化（六）节材（六）节材（七）符合工业工程要求（

9、七）符合工业工程要求（八）符合绿色工程要求（八）符合绿色工程要求13机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new机械制造装备设计1 1。3 3 机械制造装的分类机械制造装的分类绪论机械制造装备的分类机械制造装备的分类 （一）加工装备：（一）加工装备：机械制造装备包括机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储运输装备和辅助装备四大类。（二）工艺装备（二）工艺装备：（三）仓储运送装备：（三）仓储运送装备：主要指机床。机床是制造机器的机器，也称工作母机工作母机。各种刀具、模具、夹具、量具等总称为工艺装备工艺装备。它是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段。仓储运输装备包括各级仓

10、储、物料运输、机床上下料、机器人等。14机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 金属切削机床概述金属切削机床概述零件加工方法零件加工方法: : 铸造、锻造、焊接、切削加工、成形加工及特种加工铸造、锻造、焊接、切削加工、成形加工及特种加工(电火花加工、电火花线切工、超声加工、快速成形以及化学加工、磨料流动加工等)金属切削机床：金属切削机床： - -指用切削的方法加工金属工件，使之获得所要求的几何指用切削的方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。形状、尺寸精度和表面质量的机器。 -制造机器的机器制造机器的机器，故又称为故又称为“工作母机工作母机”或或“工

11、具机工具机”（Machine-toolMachine-tool）,习惯上简称为“机床”。 -在现代机械制造工业中，被制造的机器零件，特别是精密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属切削借助金属切削机床加工来获得的，因此机床是制造机器(装备)零件的主要设备。 -它所担负的工作量约占机器总制造工作量的40%40%60%60%，它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质零件加工方法量和劳动生产率。 15机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 机床发展概况机床发展概况动因: 动力 +刀具+电子/计算机/信息/控制技术+传动结构方向: 高效,高精度,自动化,多品种阶段: 金属切削

12、机床加工的生产模式，大体上经历了以下 五个阶段五个阶段：1.通用机床加专用工艺装备或专用机床通用机床加专用工艺装备或专用机床 2.数显机床数显机床3.计算机数控机床计算机数控机床4.柔性制造系统柔性制造系统(FMS)(FMS)-加工中心(精度0.01、联动轴15-16）5.计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMS)CIMS)16机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 1 通用机床加专用工艺装备或专用机床通用机床加专用工艺装备或专用机床 从从3030年代到年代到5050年代使用。这种生产模式可实现具有固定生产年代使用。这种生产模式可实现具有固定生产节拍的刚性自动化，但加工柔

13、性差，转产困难，更换产品时需更节拍的刚性自动化，但加工柔性差，转产困难，更换产品时需更换大批工艺装备报废专用机床，重新设计与制造装备的周期长、换大批工艺装备报废专用机床，重新设计与制造装备的周期长、投资大。投资大。 专用夹具专用夹具 通用机床通用机床+ +专用工装专用工装 专用刀具专用刀具 专用量具专用量具 专门化机床专门化机床- - 某几类零件某几道特定工序，如曲轴车床某几类零件某几道特定工序，如曲轴车床 专用机床专用机床-某一零件某一特定工序，组合机床等某一零件某一特定工序，组合机床等观看视频17机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 2 数显机床数显机床 5050年代末数显

14、机床年代末数显机床开始推广应用，这种模开始推广应用，这种模 式不但提高了加工精度式不但提高了加工精度和效率，而且增加了生和效率，而且增加了生产的柔性，省去了设计产的柔性，省去了设计与制造钻模、镗模等工与制造钻模、镗模等工艺装备的工作量艺装备的工作量。 18机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 3 数控机床数控机床 6060年年代代开开始始到到7070年年代代，计计算算机机控控制制的的数数控控机机床床集集中中了了自自动动化化机机床床、精精密密机机床床和和通通用用机机床床三三者者的的优优点点，将将高高效效率、高质量和高柔性集于一体。率、高质量和高柔性集于一体。 19机械制造装备概论

15、(第01章绪论机床的运动分析)new4 柔性制造系统柔性制造系统(FMS)-(FMS)-加工中心为主加工中心为主 这这是是国国外外7070年年代代末末开开始始进进入入实实用用阶阶段段的的生生产产模模式式。FMSFMS是是采采用用一一组组数数控控机机床床和和其其他他自自动动化化的的工工艺艺装装备备，由由计计算算机机信信息息控控制制系系统统和和物物料料（工工件件及及刀刀具具）自自动动储储运运系系统统联联接接起起来来的的整整体。体。观看视频20机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 5. 5.计算机集成制造系统计算机集成制造系统(CIMS)(CIMS) 这这是是国国外外8080年年代代

16、开开始始进进入入实实用用阶阶段段的的一一种种新新的的生生产产模模式式。CIMSCIMS是是用用计计算算机机网网络络控控制制的的综综合合计计划划、加加工工、检检验验、装装配配和和辅助辅助功能等综合自动化系统功能等综合自动化系统。 它它将将CADCAD和和CAMCAM综综合合为为一一体体，构构成成适适合合于于多多品品种种中中小小批批量量生生产产的的高高质质量量、高高效效益益和和高高柔柔性性的的智智能能生生产产系系统统，是是一一个个产产品品设设计计和和制制造造的的全全盘盘自自动动化化系系统统。 -无人工厂无人工厂21机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 1-3 1-3 机床的分类和机

17、床型号的编制方法机床的分类和机床型号的编制方法一、金属切削机床的分类一、金属切削机床的分类金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区别、使金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区别、使用和管理，有必要对机床进行分类，根据需要可以从不用和管理，有必要对机床进行分类，根据需要可以从不同的角度出发，对机床作如下的分类：同的角度出发，对机床作如下的分类： 22机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new1.1. 按机床的加工性能和结构特点分类按机床的加工性能和结构特点分类我国机床分为1212大类大类： 车床(C C)、 铣床(X X)、 刨插床(B B)、 磨床(M)、 拉床(L L)、 镗床(T

18、T)、 钻床(Z Z)、齿轮加工机床(Y Y)、 螺纹加工机床(S S)、特种加工机床(D D)、锯床(G G)和其他机床(Q Q)。这是主要的机床分类方法。23机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new车床钻床镗床24机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new铣床磨床25机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new拉床滚齿机锯床26机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new刨床插床27机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new2. 2. 按机床的通用程度分类按机床的通用程度分类1) 通用机床通用机床（万能机床） 特点是：加工范围较广，结构往往比

19、较复杂，主要适用于单件小批生产。2) 专用机床专用机床根据特定工艺要求而专门设计、制造和使用的，生产率较高，结构比通用机床简单，适于大批量生产，如各类组合机床。 3) 专门化机床专门化机床（专能机床）这类机床用于完成形状类似而尺寸不同的工件的某一种工序的机床，其特点介于通用机床和专用机床之间，既有加工尺寸的通用性，又有加工工序的专用性，生产率较高，适用于成批生产。如曲轴车床,凸轮车床等28机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new3. 3. 按机床的精度分类按机床的精度分类在同一种机床中，根据加工精度不同，可分为：普通（精度）机床普通（精度）机床精密机床精密机床高精度机床（超精密级机

20、床）高精度机床（超精密级机床）29机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new4. 4. 按机床重量不同分类按机床重量不同分类1) 1) 仪表机床仪表机床2) 2) 中型机床（一般机床）中型机床（一般机床）3) 3) 大型机床（大约大型机床（大约1010吨）吨）4) 4) 重型机床（大于重型机床（大于3030吨）吨）5) 5) 超重型机床（大于超重型机床（大于100100吨）吨）30机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new二二. . 金属切削机床型号的编制方法金属切削机床型号的编制方法1.通用机床和专门化机床型号通用机床和专门化机床型号 1).机床型号的基本形式（由三部分组

21、成） 类代号类代号 用大写汉语拼音字母表示，位于型号之前。31机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new表表1-1 1-1 机床类别代号表机床类别代号表类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨磨床床齿齿轮轮加加工工机机床床螺螺纹纹加加工工机机床床铣铣床床刨刨插插床床拉拉床床特特种种加加工工机机床床锯锯床床其其他他机机床床代代号号C CZ ZT TM M2M2M3M3MY YS SX XB BL LD DG GQ Q读读音音车车钻钻镗镗磨磨2 2磨磨3 3磨磨牙牙丝丝铣铣刨刨拉拉电电割割其其32机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 组、系代号组、系代号用两位阿拉伯数字表示，位

22、于类代号后面。每类机床划分为十个组，同一组机床的结构性能和使用范围基本相同。每个组又划分为十个系，同一系列机床的基本结构和布局型式相同。33机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 主参数主参数用主参数折算值或实际值表示，位于组、系代号之后。 上述三部分代号是机床型号中必不可少的基本形式。此外，有些机床还有其它特殊情况，尚需要附加某些代号方能表达完整含义。34机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new图例-p5可查35机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new例例 ： C A 6 1 4 0机床类别代号（车床类）机床类别代号（车床类）机床特性代号（结构特性）机床

23、特性代号（结构特性）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床系别代号（卧式车床系）机床系别代号（卧式车床系）机床主参数代号（最大车削直径机床主参数代号（最大车削直径400mm）36机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new2) 机床型号的完整形式说明： “”为大写汉语拼音字母；“”为阿拉伯数字；“()”为无内容时可不表示，若有内容时型号中带括号。37机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 特性代号特性代号 用大写汉语拼音字母表示，位于类代号用大写汉语拼音字母表示，位于类代号之后。之后。a)通用特性代号：某类机床除有普通型式外，还具有某些通用特

24、性时，可用代号表示。b) 结构特性代号：为了区别性能不同的机床，故采用结构特性代号，例如A、D、E,L,N,P。如 CA6140 型卧式车床型号中的“A”，即在结构上区别C6140型卧式车床。38机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new表表1-2 1-2 机床通用特性代号机床通用特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心仿形轻型加重型简式代号GMZBKHFQCJ读音高密自半 控 换仿轻重简39机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 第二主参数如果机床第二主参数改变后，会使机床结构，性能产生较大变化，这时可将第二主参数用折算值表示，列入型号后部，并用“x”分开，读

25、作：“乘”。 重大改进顺序号按改进顺序以A, B, C表示，加在型号的尾部，以区别原机床型号。 同一型号机床的变型代号 在原型号后面以1，2，3等表示，并用“”分开，读作：“之”，以区别于原机床型号。40机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new例：41机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new2.2.专用机床型号专用机床型号 1) 1) 设计单位代号设计单位代号通常，机床厂代号是由所在城市和该厂名称的大写汉语拼音字母或该厂在市内建立顺序号，排在型号之首。 2) 2) 组代号组代号 用一位阿拉伯数字表示，位于设计单位号之后，并用：“一”分开。读作：“至”。3) 3) 设计顺

26、序号设计顺序号 由 001 起始，位于组代号之后。 42机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new例如，沈阳第一机床厂设计制造的第十八种机为专用机床，属于 2 组，顺序号为 018 ，故其型号为 S12 018 43机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)newSchool of Mechanical Engineering机械工程学院机械工程学院 绪论绪论绪论绪论课程课程安排安排考核方式考核方式 平时（包括作业、课堂表现）平时（包括作业、课堂表现） 30% 期末考试期末考试 70%课时课时 1.5学分学分 30课时课时 课堂授课课堂授课 46（3+10+7+6+1+3）实实

27、验验 6学时（单独）学时（单独）Back44机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new第一章第一章 机床运动分析机床运动分析重点： 1.1.常见工件表面几何特征（识别常见工件表面几何特征（识别母线母线+ +导线导线）形成（加工）方法形成（加工）方法( (四种，对号入座四种，对号入座) )成形成形运动分析（运动分析（特别是复杂运动，如车螺纹特别是复杂运动，如车螺纹+ +加工齿加工齿形形）及分类描述）及分类描述 2. 2. 传动联系传动联系+ +传动链的概念传动链的概念 内外联系传内外联系传动链的特点，能举例说明（动链的特点，能举例说明（如车圆柱面，车螺如车圆柱面，车螺纹，加工齿形等纹，

28、加工齿形等）了解：了解： 1.传动原理图与传动系统图的区别传动原理图与传动系统图的区别 2.传动精度、传动误差等传动精度、传动误差等45机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new1-1 1-1 工件表面形成方法工件表面形成方法金属切削机床的最基本的功能是，提供切削加工所必需的运动和动力，而机床的运动，是由机床所加工的表面的形状及其形成方法所决定的。 系统现实系统现实 正向正向+ +逆向分析逆向分析 目标需求目标需求 机床机床运动运动+ +动力动力 成形方法成形方法 特征特征形状形状 基本方法基本方法 ： 表面表面 运动运动 传动传动 机构机构46机械制造装备概论(第01章绪论机床的运

29、动分析)new 一、工件的表面形状一、工件的表面形状 常 见 的 工 件 表 面 ， 按 其 形 状 可 分 为 三 类 ： 1. 1. 旋转表面旋转表面转动而形成 2. 2. 纵向表面纵向表面直线移动而形成或沿直线移动而形成 3. 3. 特形表面特形表面复杂运动而形成 47机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new48机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 1. 1. 旋转表面旋转表面转动而形成转动而形成 1) 圆柱面 由平行于轴线的直线1沿着v方向转动，而形成圆柱面； 2) 圆锥面 由不平行于轴线，但与轴线相交的直线1沿着V方向转动，而形成圆锥面； 3) 球面 由圆

30、1沿着V方向转动，而形成球面；说明说明：在车床、钻床、镗床、外圆磨床等机床加工的表面是旋转表面。49机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new2.纵向表面直线移动而形成或沿直线移动而形成 1)平面由直线1沿着另一直线2方向V移动，而形成平面；2)直母线成形面 由直线1沿着曲线2移动，而形成纵向曲面；说明说明：在刨床、插床、铣床、平面磨床等机床上加工的表面是纵向表面。50机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 3 特形表面-复杂运动而形成 1)螺旋面由直线1沿着螺旋线2运动，即边作旋转运动v,边作轴线方向移动v而形成螺旋面。 2)齿形面(渐开线表面) 由渐开线(展成运动形

31、成的包络线)1沿着齿向(纵向)运动,边作周向啮合滚动(展成运动,共轭运动),边作齿轮宽度方向的移动运动而形成渐开线表面,得到齿形. 51机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new二、表面的形成二、表面的形成 1 表面形成（构成）原理（几何分析）表面形成（构成）原理（几何分析） 任何一个表面，都可以看作是一条曲线沿着另一条曲线运动的轨迹。这两条曲线叫做该表面的发生线，而前一条发生线，成为母线；后一条发生线，成为导线。52机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new在形成表面的过程中，有些表面的两条发生线是可以互换的，例如圆柱面亦可以由圆母线沿着直线导线移动形成；有些表面的两条发

32、生线则不可互换，如圆锥面。前者叫可逆表面前者叫可逆表面后者叫不可逆表面后者叫不可逆表面 53机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new几何表面的形成原理图示几何表面的形成原理图示12a) 平面平面12b) 圆柱面圆柱面12c) 平面平面12d) 圆锥面圆锥面1母线母线2导线导线54机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new55机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new56机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new发生线的形成图示发生线的形成图示1fnn1.fn1n21a)c)b)fn1n2fd)e)a)点刃车刀车外圆柱面点刃车刀车外圆柱面 b)宽刃车刀车

33、外圆柱面宽刃车刀车外圆柱面 c)砂轮磨外圆柱面砂轮磨外圆柱面 d)盘铣刀铣外圆柱面盘铣刀铣外圆柱面 e)滚齿加工滚齿加工57机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new2 2 切削刃形状与发生线的三种（切削刃形状与发生线的三种（接触切削）接触切削）关系：关系：a)点刀刃的轨迹为发生线点接触-轨迹法b)线刀刃与发生线吻合线接触-成形法c)线刀刃轨迹的包络线为发生线点接触+相对运动展成运动图中：1-发生线2-刀刃3-轨迹运动58机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new3在切削加工中，发生线的形成（发生线的形成（加工、切削加工、切削）方）方法法有下列四种：1) 1) 轨迹法轨迹法

34、（描迹法）：（描迹法）：刀刃1 为一个点，发生线2 是由刀刃1 作轨迹运动3 而形成。刀具5 与工件4 之间需要一个相对(切削)运动。 59机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 2). 2).成形法成形法（仿型法）： 刀刃为一线段1，它与工件发生线2 吻合。因此发生线由刀刃1 实现，刀具5 工件4 之间不需要有相对运动。观看螺纹加工动画60机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new3).3).旋切法旋切法（相切法）-相切线 刀刃为一个点1，发生线2 是旋转的刀刃的运动轨迹的切线。切削时刀具5 的旋转中心按一定规律作轨迹运动3 ，刀刃运动轨迹为一系列圆，它们的切线形成了

35、发生线。只是刀具和工件之间要有两个相对运动，一个是刀刃的转动，另一个是刀刃相对于工件的移动。 观看铣削平面动画61机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 4). 4).范成法范成法（展成法）：刀刃为一(微小)线段，它与工件发生线不吻合，发生线是由刀刃在刀具与工件作对滚运动（又称范成运动）时所形成的一些系列轨迹线的包络线。这时刀具与工件之间只需要一个相对运动(啮合对滚)，称为范成运动，由刀具运动和工件转动复合而成 。观看滚齿动画+视频62机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new63机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new64机械制造装备概论(第01章绪论机床

36、的运动分析)new1轨迹法2成形法3相切法4范成法(展成法)点击看视频观看齿条加工齿轮动画65机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new1-2 1-2 机床上的运动机床上的运动一一 运动的种类运动的种类1 1 按运动的按运动的功用功用分类分类按机床上运动的功用来看，可分为成形运动和非成形运动两大类。1) 1) 成形运动成形运动 机床上的刀具和工件，为了生成表面（切削）发生线而作的相对(配合,合成)运动，称为表表面面成成形形运动运动，简称成形运动。66机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new车削回转体表面-如图所示,工件回转和刀具直线移动是速度各自独立的运动，即为两个简单的

37、表面成形运动。图：车削外圆柱表面的成形运动:1-1-导线导线2-2-母线母线67机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new在机床上除了上述表面成形运动之外，还必须在机床上除了上述表面成形运动之外，还必须具备与形成具备与形成发生线无关发生线无关的一些成形运动，的一些成形运动，主要主要有有：空空行程运动、切入运动、分度运动、辅助运动、控制运行程运动、切入运动、分度运动、辅助运动、控制运动和校正运动等动和校正运动等。 空行程运动空行程运动指进给前后的快速运动和各种调位运动, 如快进+快退+对刀运动+相对调位运动。 切入运动切入运动使刀具切入工件，以获得进行成形运动所需的工件和刀具位置的运动

38、，称为切入运动。-进给进给量量（尺寸大小）68机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 分度运动分度运动 整个工件表面是由若干局部表面所组成时，由一个局部表面过渡到另一个局部表面所作的运动。 控制运动控制运动 接通或断开某个传动链的运动、操纵变速机构和换向机构的运动，称为控制运动。 校正运动校正运动 在精密机床上为了消除传动误差的运动，称为校正运动。69机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 2. 2.按运动的性质分类按运动的性质分类机床上的运动，按其运动的性质来，则可分为简单运动和复合（杂）运动。1).1).简单运动简单运动只包含一个单元的运动称为简单运动，简单运动

39、一般为转动或直线移动。2).2).复合（杂）运动复合（杂）运动 由两个或两个以上单元运动组成独立的运动，各个单元运动之间必须保持严格的速比关系，这种运动称为复合运动。70机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new成成形形运运动动简简单单的的运运动动 + 复复合合运运动动( (相相对对运运动动间间有有配合、有确定关系配合、有确定关系) )。车削回转体表面-如图所示,工件回转和刀具直线移动是速度各自独立的运动，即为两个简单的表面成形运动。图：车削外圆柱表面的成形运动:1-导线2-母线71机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new72机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)

40、new加工螺纹时的加工螺纹时的(复合复合)运动运动旋转旋转+直线运动直线运动(配合配合关系关系)成形法成形法母线母线+ 轨迹法轨迹法螺旋线螺旋线(复合运动复合运动)73机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new齿条刀加工齿轮齿条刀加工齿轮 展成法展成法 -刀具与工件刀具与工件对滚啮合对滚啮合 (复合运动复合运动- 渐开线渐开线(齿面齿面)-母线）母线） +(简单成形运动简单成形运动直线插削运动（齿寛）直线插削运动（齿寛）导线导线) 点击看视频74机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new车削锥螺纹车削锥螺纹 -如左图所示是三个单元运动所组成的一个复合成形运动。 旋转运动+2

41、个复合成形运动(导程+锥度)75机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new76机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new3 按机床提供的(成形)运动在切削加工中的作用主运动 机床或人提供的主要运动(产生动力) 促使刀具和工件之间产生相对运动 切除待切削层 简单成形运动+复合成形运动(配合关系的)进给运动-促使刀具和工件之间产生附加的相对运动 +主运动 依次或连续切削 步进+连续进给 简单成形运动+复合成形运动(配合关系的)-返回讲解返回讲解77机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 1-3 1-3 机床的传动机床的传动 1 1 运动（动力）源运动（动力）源为了

42、驱动机床的执行件，实现机床的运动，必须要有动力来源，称为运动(动力)源，通常为电动机。可以几个运动共用一个运动源；也可以每个运动单独有运动源。一一. . 机床的传动联系机床的传动联系78机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 2 2 传动件传动件为了将运动源的动力和运动按要求传递给执行件执行件，就必须有传递动力和运动的零件，称为传动件传动件，如齿轮、链轮、胶带轮、丝杆、螺母等，有的传动件还起变换运动的性质、方向、速度等作用如“齿轮-齿条”、“丝杆-螺母”、“蜗杆-蜗轮”。首端件首端件( (运动源、动力源运动源、动力源) ) （传动件(传动链+系统)构成传动联系） 末端件末端件（执

43、行件）（执行件）79机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 3 3 执行件执行件机床上直接夹持刀具或工件并实现其运动的零部件，称为执行件。常见的执行件有主轴、刀架、工作台等，它是传递运动的末端件。分析传动联系思路： 首端件首端件( (运动源、动力源运动源、动力源) ) 各传动件(传动链+传动系统) 末端件末端件（执行件（执行件) )80机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new为了在机床上得到所需的运动，必须通过一系列的传动件把运动源和执行件或执行件和执行件联系起来，称为传动联系，该一系列串联着的传动件，称为“传动链”。 传动链按运动性质分为： 外联系外联系外联系外联系

44、 内联系内联系二二. . 机床的传动链机床的传动链81机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 1. 外联系运动源与执行件之间的传动联系，称为外联系。机床上运动源和执行件之间为了实现外联系而顺次串联的传动副，称为外联系传动链（对简单运动而言）。例：车外圆时，电机主轴（外联系传动链），如下图所示。特点-动力+方向+无严格传动比关系82机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new外联系传动链示意图a).机械式b).直联式83机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 2.内联系机床上为了将两个或两个以上单元运动组成复合的成形运动。执行件与执行件之间的传递联系称为内联系

45、。机床上两个执行件之间为了实现内联系而顺次串联的传动副，称为内联系传动链。特点: 执行件间有严格的运动关系(速度+位移) 84机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new内联系传动链（车单头螺纹）85机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new三、传动原理图（三、传动原理图（方案方案） 及传动系统图（及传动系统图（总体设计总体设计）传动原理图与传动系统图的主要区别如下：传动原理图与传动系统图的主要区别如下：1. 1. 传动原理图传动原理图 便于研究机床的传动原理便于研究机床的传动原理, , 用一些简明的符号把动力源、用一些简明的符号把动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图

46、。执行件之间的传动联系表示出来的示意图。 ( (总体总体, ,抽象抽象) ) 并不表达实际传动机构的种类和数量并不表达实际传动机构的种类和数量 2. 2.传动系统图传动系统图 具具体体表表示示了了传传动动链链中中各各传传动动件件的的组组成成与与运运动动传传递递关关系系，如如轴、齿轮、胶带轮等；（轴、齿轮、胶带轮等；（较具体，详细较具体，详细）。）。 表示传动关系与组成，而不表示各零件的实际尺寸和位置表示传动关系与组成，而不表示各零件的实际尺寸和位置 （实际结构）（实际结构）传动链中包括传动链中包括: : 定比机构-带传动+定比齿轮副+齿轮齿条+丝杆螺母+涡轮蜗杆换置器官-变速箱+挂轮架+数控系

47、统86机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new87机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new a.a.电动机电动机b.b.机床主轴机床主轴c.c.车刀车刀d.d.滚刀滚刀e.e.合成机构合成机构f.f.传动比可变传动比可变换的换置机构换的换置机构g.g.传动比不变传动比不变的传动链的传动链 传动原理图符号传动原理图符号88机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new89机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new卧式车床的传动原理图90机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new卧式车床的传动系统图130130130130床头箱：切削速度床头箱：切

48、削速度床头箱：切削速度床头箱：切削速度进给箱：进给速度进给箱：进给速度进给箱：进给速度进给箱：进给速度溜板箱：纵、横向机动进给，溜板箱：纵、横向机动进给，溜板箱：纵、横向机动进给，溜板箱：纵、横向机动进给，加工螺纹控制加工螺纹控制加工螺纹控制加工螺纹控制CA6140CA6140CA6140CA6140传动系统图传动系统图传动系统图传动系统图91机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new卧式车床的车削圆柱面时的传动原理图92机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new其它传动原理图93机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new车圆柱螺纹铣平面94机械制造装备概论(第0

49、1章绪论机床的运动分析)new卧式车床换置器官的位置对比方案图95机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new数控车床的螺纹链和进给链(uc1+uc2快调换置器官)96机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 1-4 1-4 机床运动的调整机床运动的调整一、运动参数及其换置器官一、运动参数及其换置器官 运动参数运动参数-起点起点+方向方向+轨迹轨迹+行程行程+速度速度 换置机构换置机构 车削螺纹车削螺纹-复合成形运动复合成形运动 螺旋线螺旋线 起点（人工）起点（人工）+ +方向方向 ( (换向机构换向机构决定决定) ) + +轨迹参数轨迹参数( (导程导程进给进给u uf

50、f + +旋向旋向螺纹螺纹换向机构换向机构) ) + +速度速度主运动主运动u uv v + + 行程行程 人工或挡块人工或挡块97机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new二、机床运动的调整二、机床运动的调整(运动关系确定运动关系确定)计算计算1)确定两末端件确定两末端件 输入输出运动输入输出运动两端两端2)确定位移量确定位移量运动约束关系运动约束关系3)列出运动平衡式列出运动平衡式 传动路线各个传动比传动路线各个传动比4)导出换置公式导出换置公式 传动比传动比+配换齿轮配换齿轮 如螺纹链表达式如螺纹链表达式: 主轴主轴-刀架刀架 1r u1u2uf Pl = S 导程导程 固定比

51、固定比 挂轮变速机构换置比挂轮变速机构换置比展示传动视频展示传动视频98机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new 1-5 1-5 机床的精度机床的精度基本任务基本任务-形状表面形状表面+ +加工精度加工精度 ( (尺寸尺寸+ +表面形状表面形状+ +相对相对位置精度位置精度) ) 机床机床+工装工装+工艺方案及工艺方案及参数参数+操作水平操作水平 几何精度几何精度+传动精度传动精度+定位精度定位精度 (工作面工作面) (运动部件运动部件) 形状形状/位置精度位置精度 运动到指定位置的准确性运动到指定位置的准确性 内联系传动链内联系传动链两端件两端件间间 运动关系准确性运动关系准确性

52、(传动比等传动比等)静态精度静态精度+(载荷载荷+温升温升+振动振动(外界外界)动态精度动态精度(刚度刚度+抗振抗振+热稳定性热稳定性)99机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new机床加工误差举例机床加工误差举例100机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new车床刀架的车床刀架的定位定位误差误差101机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new作业1 1、说明下列机床型号的意义：、说明下列机床型号的意义： X6132、 X5032、 CK6132、 Z3040、 T6112、 Y3150、MGB1420 2 2、通用机床的型号包含哪些内容？、通用机床的型号包含哪些

53、内容？ 3 3、在使用和选用机床之前，了解机床的主要技术规格有、在使用和选用机床之前，了解机床的主要技术规格有什么意义？什么意义？ 4 4、何谓外联系传动链？何谓内联系传动链？其本质区别、何谓外联系传动链？何谓内联系传动链？其本质区别是什么？对这两种传动链有何不同要求？试举例说明。是什么？对这两种传动链有何不同要求？试举例说明。 5 5、用简图表示下列方法加工所需的表面、用简图表示下列方法加工所需的表面, ,需要哪些成形运需要哪些成形运动及生成方法动及生成方法? ?其中哪些是简单运动其中哪些是简单运动, ,那些是复合运动那些是复合运动? ?以以及哪些是主运动及哪些是主运动, ,哪些是进给运动哪些是进给运动? ?（1 1）用成形车刀车削外圆锥面）用成形车刀车削外圆锥面; ;（2 2）车锥螺纹）车锥螺纹; ;（3 3）插齿机加工齿轮）插齿机加工齿轮( (齿面齿面) ) 。102机械制造装备概论(第01章绪论机床的运动分析)new