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1、第一章第一章 金属切削机床金属切削机床主要内容主要内容1、机床的基本知识机床的基本知识2、车车床床3、磨磨床床4、滚齿机滚齿机5、数控机床数控机床6、其它机床其它机床7、机械加工生产线机械加工生产线11、机床的基本知识、机床的基本知识一、一、机床的分类和型号编制机床的分类和型号编制二、二、工件的表面形状及形成工件的表面形状及形成三、三、机床的运动机床的运动四、四、机床的传动联系和传动原理图机床的传动联系和传动原理图一、机床的分类和型号编制一、机床的分类和型号编制（一）（一）机床的分类机床的分类（二）（二）机床型号的编制方法机床型号的编制方法（一）机床的分类（一）机床的分类1、按加工方式分按加工
2、方式分2、按通用程度分按通用程度分3、按精度高低分按精度高低分4、按自动化程度分按自动化程度分5、按机床重量分按机床重量分6、按机床主要工作部件分按机床主要工作部件分 按加工方式分：（按加工方式分：（11种）种）车床（车床（C）；钻床（）；钻床（Z）；镗床（）；镗床（T）；磨床）；磨床（M）；齿轮加工机床（齿轮加工机床（Y）；螺纹加工机床（）；螺纹加工机床（S）；）；铣床（铣床（X）；刨插床（）；刨插床（B）；拉床（）；拉床（L）；）；锯床（锯床（G）；其它机床（）；其它机床（Q）。）。 按通用程度分：（按通用程度分：（3种）种） 通用机床；通用机床；专门化机床；专门化机床；专用机床。专用机床
3、。 按精度高低分：（按精度高低分：（3种）种）普通精度普通精度；精密精密；高精度；高精度； 三者精度比例：三者精度比例：1: 0.4: 0.25 。 按自动化程度分：（按自动化程度分：（4种）种） 手动手动；机动机动；半自动半自动；自动自动。 按机床重量来分：（按机床重量来分：（5种）种） 仪表（仪表（10t） ；重型（重型（30t）;超重型（超重型（100t） 。 按机床主要工作部件分：（按机床主要工作部件分：（4种）种） 单轴单轴；多轴多轴；单刀单刀；多刀。多刀。 （二）机床型号的编制方法（二）机床型号的编制方法机床型号是机床产品的代号，机床型号是机床产品的代号，用来表示机床的类型、特性和
4、用来表示机床的类型、特性和主要技术参数；主要技术参数；便于区分、管理、使用；便于区分、管理、使用；我国、前苏联等国家有统一的机床型号编制，我国现行的标我国、前苏联等国家有统一的机床型号编制，我国现行的标准是准是1994年颁布的年颁布的“GB/T15375-1994金属切削机床型号编制金属切削机床型号编制方法方法”。 1、通用机床型号通用机床型号 2、专用机床型号专用机床型号() () () () / ( ) (- )组代号组代号分类代号分类代号通用特性、结构特性代号通用特性、结构特性代号系代号系代号类代号类代号企业代号企业代号主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数主参数或设计顺序号主参数或设计顺
5、序号重大改进顺序号重大改进顺序号其它特性代号其它特性代号 由由汉语拼音字母汉语拼音字母和和数字数字按一定规律组合而成，如按一定规律组合而成，如C6140C6140； 通用机床型号最少由一个字母和四个数字构成，如通用机床型号最少由一个字母和四个数字构成，如M1432M1432；（）内容可有可无。）内容可有可无。主参数：最大钻孔直径主参数：最大钻孔直径40mm系列代号：摇臂钻床系系列代号：摇臂钻床系例例1 1：沈沈阳阳第第二二机机床床厂厂生生产产的的最最大大钻钻孔孔直直径径为为40mm40mm，最最大大跨跨距距1600mm1600mm的摇臂钻床，其型号为：的摇臂钻床，其型号为：Z3040/S2Z3
6、040/S2，其表示意义如下：其表示意义如下：企业代号企业代号 沈阳第二机床厂沈阳第二机床厂组别代号：摇臂钻床组组别代号：摇臂钻床组类别代号：钻床类类别代号：钻床类Z Z 3 3 0 0 4 04 0 / / S2S2 MBG1432AMBG1432A 重大改进顺序号：第一次重大改进重大改进顺序号：第一次重大改进 例例2 2：某某机机床床厂厂生生产产的的最最大大磨磨削削直直径径为为320mm320mm的的半半自自动动高高精精度度外外圆磨床，其型号为：圆磨床，其型号为：MBG1432AMBG1432A，其表示意义如下：其表示意义如下：系别代号：万能外圆磨床系系别代号：万能外圆磨床系 （机床名称）
7、（机床名称） 组别代号：外圆磨床组组别代号：外圆磨床组 主参数：最大磨削直径主参数：最大磨削直径320mm320mm 通用特性代号：半自动高精度通用特性代号：半自动高精度 类代号：磨床类类代号：磨床类 设计单位代号设计单位代号设计组代号设计组代号和顺序号和顺序号 主要由机床厂所在城市名称的大写汉语拼音字母及设计顺主要由机床厂所在城市名称的大写汉语拼音字母及设计顺序号组成；序号组成； 规定不那么严格。规定不那么严格。二、工件的表面形状及形成二、工件的表面形状及形成机器零件的表面有一个、两个或多个；机器零件的表面有一个、两个或多个； （机器零件上常用的各种表面机器零件上常用的各种表面 ） （组成工
8、件轮廓的几种表面元素组成工件轮廓的几种表面元素 ）机床加工机器零件的过程，实质就是机床加工机器零件的过程，实质就是形成零件上各个表面的过形成零件上各个表面的过程；程；所有机床都是所有机床都是通过刀具和工件之间按一定规律的相对运动形成通过刀具和工件之间按一定规律的相对运动形成零件表面的；零件表面的；切除毛坯上多余的金属切除毛坯上多余的金属形成一定形状、尺寸和质量的表面形成一定形状、尺寸和质量的表面获得所需的零件获得所需的零件 从几何学的观点看，任何一种表面，都是由一根从几何学的观点看，任何一种表面，都是由一根母线母线沿着沿着一条一条导线导线运动形成。母线和导线统称为形成表面的运动形成。母线和导线
9、统称为形成表面的发生线发生线。平面和曲面平面和曲面 母线母线直线直线1；导线；导线直线（曲线）直线（曲线）2； *平面：由直线平面：由直线1沿着直线沿着直线2移动得到；移动得到； *曲面：由直线曲面：由直线1沿着曲线沿着曲线2运动形成。运动形成。圆柱面和圆锥面圆柱面和圆锥面 母线母线直线直线1；导线；导线圆圆2； *圆柱面：由直线圆柱面：由直线1沿着圆沿着圆2运动形成；运动形成； *圆锥面：由直线圆锥面：由直线1沿着圆沿着圆2运动获得。运动获得。螺旋面螺旋面 母线母线直线直线1；导线；导线螺旋线螺旋线2； *螺旋面：由直线螺旋面：由直线1沿着螺旋线沿着螺旋线2运动得到。运动得到。 零件的零件的
10、表面形状不仅与母线和导线的形状有关，表面形状不仅与母线和导线的形状有关，还和它还和它们的初始位置分不开；们的初始位置分不开；图图示示母线原始位置变化时形成的不同表面母线原始位置变化时形成的不同表面 ， 母线母线直线，导线直线，导线圆（绕轴心线圆（绕轴心线O-O旋转）。旋转）。可逆表面：可逆表面：母线和导线可以互换母线和导线可以互换而不改变形成的表面形而不改变形成的表面形状；状；不可逆表面：不可逆表面：两者不可互换。两者不可互换。一个表面可以看作一条线沿着另一条线运动形成的表面一个表面可以看作一条线沿着另一条线运动形成的表面是是线性表面线性表面，如平面、圆柱面、圆锥面、螺旋面和各种，如平面、圆柱
11、面、圆锥面、螺旋面和各种成形表面。成形表面。由于使用的刀具由于使用的刀具切削刃形状切削刃形状和采取的和采取的加工方法加工方法不同，不同，形成形成发生线的方法不一，发生线的方法不一，有有4 种；种；实质：实质：由刀具切削刃与被加工表面之间按一定规律相对运由刀具切削刃与被加工表面之间按一定规律相对运动得到所需的表面；动得到所需的表面；图图1和和图图2； （1）点接触）点接触轨迹法轨迹法 （2）线接触）线接触成型法成型法 （3）点接触）点接触相切法相切法 （4）点接触）点接触范成法（展成法）；范成法（展成法）； 四种方法见四种方法见图图3。三、三、 机床的运动机床的运动机床运动的分类：机床运动的分类
12、：表面成型运动表面成型运动，是保证得到工件要求的表面形，是保证得到工件要求的表面形状的运动；状的运动；其它运动，其它运动，包括各种空行程运动、分度运动、包括各种空行程运动、分度运动、切入运动、辅助运动、操作及控制运动；切入运动、辅助运动、操作及控制运动；表面成型运动是最基本的；表面成型运动是最基本的；是本节主要讨论的是本节主要讨论的对象对象 。 （一）（一）表面成形运动表面成形运动 （二）（二）其它运动其它运动（一）表面成型运动（一）表面成型运动表面成型运动（成形运动）表面成型运动（成形运动）是保证得到工件要求的是保证得到工件要求的表面形状的运动，表面形状的运动，是机床上最基本的运动；是机床上
13、最基本的运动；图图4 车削外圆柱面车削外圆柱面的成型运动；的成型运动； 母线母线圆圆B1：工件的旋转运动；：工件的旋转运动； 导线导线直线直线A2：刀具的纵向直线移动；：刀具的纵向直线移动；刨刀刨削工件平面刨刀刨削工件平面（在牛刨上加工）的成型运动；（在牛刨上加工）的成型运动； 母线母线直线直线A1：滑枕带着刨刀作直线往复运动；：滑枕带着刨刀作直线往复运动； 导线导线直线直线A2：工作台带着工件作（间歇）直线移动。：工作台带着工件作（间歇）直线移动。 比较：比较：图图5（车外圆）（车外圆） ，图图6（车螺纹）（车螺纹） 成形运动成形运动可以分成简单运动和复合运动。可以分成简单运动和复合运动。简
14、单运动：简单运动：由单独的旋转运动或直线运动构成；由单独的旋转运动或直线运动构成； （形成母线和导线的运动之间（形成母线和导线的运动之间没有严格的运动关系没有严格的运动关系）复合运动：复合运动：由两个或两个以上的旋转运动和直线运动，由两个或两个以上的旋转运动和直线运动，按照某种确定（或严格）的运动关系组合而成；按照某种确定（或严格）的运动关系组合而成； （两个运动不能彼此独立，必须（两个运动不能彼此独立，必须保证严格的运动关系保证严格的运动关系 ）实质：实质：复合运动是一个运动，只是将其分解成几部分。复合运动是一个运动，只是将其分解成几部分。当成型运动是复合运动时，应将其分解，当成型运动是复合
15、运动时，应将其分解，分解成机床较容易实现，且能保证一定分解成机床较容易实现，且能保证一定精度要求的直线运动和旋转运动精度要求的直线运动和旋转运动。 在机床上比较在机床上比较容易实现容易实现和和能够保证精度能够保证精度的运的运动是动是直线运动直线运动（A）和和旋转运动旋转运动（B）；）； 形成零件表面所需要的成形运动，就是形成其母形成零件表面所需要的成形运动，就是形成其母线及导线所需要的成形运动的总和。线及导线所需要的成形运动的总和。 零件表面成形所需的成型运动分析：零件表面成形所需的成型运动分析： 1、用普通车刀车削外圆用普通车刀车削外圆 2、用成形车刀车削外圆用成形车刀车削外圆 3、用螺纹车
16、刀车削螺纹用螺纹车刀车削螺纹 4、用齿轮滚刀加工直齿、用齿轮滚刀加工直齿 圆柱齿轮表面圆柱齿轮表面母线母线圆（工件旋转圆（工件旋转B1 ）：轨迹法形成）：轨迹法形成导线导线直线（刀具移动直线（刀具移动A2 ）：轨迹法形成）：轨迹法形成需要需要2个简单运动；个简单运动；母线母线“”（刀具刀刃形状保证，不需要运动）：成形法形成（刀具刀刃形状保证，不需要运动）：成形法形成导线导线螺旋线（复合运动，分解成螺旋线（复合运动，分解成B11+A12）：轨迹法形成）：轨迹法形成需要需要1个复合运动；个复合运动；母线母线 渐开线（复合运动，分解成渐开线（复合运动，分解成B11+B12）：展成法形成）：展成法形成
17、导线导线 直线（滚刀旋转直线（滚刀旋转B11和刀具移动和刀具移动A2）：相切法形成）：相切法形成需要需要1个复合运动和个复合运动和1个简单运动。个简单运动。母线母线曲线：成形法形成曲线：成形法形成导线导线圆（工件旋转圆（工件旋转B1 ）：轨迹法形成）：轨迹法形成需要需要1个简单运动；个简单运动； 另外，另外，5、用外圆砂轮磨削外圆柱面、用外圆砂轮磨削外圆柱面（需要（需要3个简单运动）个简单运动） 6、用尖头车刀车削成型回转表面、用尖头车刀车削成型回转表面（需要（需要1个简单运个简单运动和动和1个复合运动）个复合运动）（二）切人运动（二）切人运动切人运动：切人运动：用以实现使用以实现使工件表面逐
18、步达到所需尺寸工件表面逐步达到所需尺寸的运动。的运动。（三）分度运动（三）分度运动分度运动：分度运动：当加工若干个完全相同的均匀分布的表当加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为面时，为使表面成形运动得以周期地连续进行使表面成形运动得以周期地连续进行的运的运动；动；可以是间隙的；也可以是连续的；可以是间隙的；也可以是连续的；可以是手动的、机动的和自动的。可以是手动的、机动的和自动的。（四）辅助运动（四）辅助运动辅助运动：辅助运动：为切削加工创造条件的运动；为切削加工创造条件的运动；虽然不直接参与表面成形过程，但虽然不直接参与表面成形过程，但对整个加工过对整个加工过程是不可缺少的。程是不可缺少的
19、。（五）操纵及控制运动（五）操纵及控制运动操纵及控制运动操纵及控制运动包括：机床的启动、停止；主轴包括：机床的启动、停止；主轴的变速、换向；工件的夹紧、松开等。的变速、换向；工件的夹紧、松开等。（六）校正运动（六）校正运动校正运动：校正运动：在精密机床上为了消除传动误差的运在精密机床上为了消除传动误差的运动。动。四、机床的传动联系和传动原理图四、机床的传动联系和传动原理图（一一）机床传动的组成机床传动的组成（二）（二）机床的传动联系和传动链机床的传动联系和传动链（三）（三）传动原理图传动原理图（四）（四）机床运动的调整机床运动的调整（一）机床传动的组成（一）机床传动的组成 为了实现加工中所需的
20、各种运动，机床必须有为了实现加工中所需的各种运动，机床必须有三个基本部分：三个基本部分：运动源（动力源）：运动源（动力源）：提供运动和动力的装置，提供运动和动力的装置，如异步电动机、伺服电动机等；如异步电动机、伺服电动机等；传动装置：传动装置：传递运动和动力的装置，传递运动和动力的装置，如齿轮机如齿轮机构、带轮机构等；构、带轮机构等；执行件：执行件：是执行机床运动的部件，是执行机床运动的部件，如主轴、工如主轴、工作台等。作台等。 （二）机床的传动联系和传动链（二）机床的传动联系和传动链传动装置把执行件和运动源，或者执行件和执行传动装置把执行件和运动源，或者执行件和执行件联接起来，构成件联接起来
21、，构成传动联系；传动联系；构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件称构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件称为为传动链。传动链。 传动链中包含两种传动机构：传动链中包含两种传动机构：传动比和传动方向不变的，传动比和传动方向不变的，称为称为定比传动机构，定比传动机构，如固定皮带传动；定比齿轮传动等；如固定皮带传动；定比齿轮传动等；变换传动比和传动方向的，变换传动比和传动方向的，称为称为换置机构，换置机构，如滑如滑移变速齿轮机构；离合器换向机构等。移变速齿轮机构；离合器换向机构等。 传动链可以分为两类：传动链可以分为两类：外联系传动链：外联系传动链：联系联系运动源运动源执行件执行件 ，使执行，使
22、执行件获得一定的运动速度和方向的传动链，运动源和件获得一定的运动速度和方向的传动链，运动源和执行件之间执行件之间不要求有严格的传动比关系；不要求有严格的传动比关系；内联系传动链：内联系传动链：联系联系执行件执行件执行件执行件，既要有相，既要有相对速度和方向的变化要求，且要对速度和方向的变化要求，且要保证两者的严格的保证两者的严格的传动比关系。传动比关系。 内联系传动链的特点：内联系传动链的特点：须保证执行件和执行件之间的须保证执行件和执行件之间的严格的传动比关系；严格的传动比关系；联系的联系的是复合成形运动是复合成形运动分解后的单元运动；分解后的单元运动；本身不能提供运动和动力，本身不能提供运
23、动和动力，还需有一条外联系传动还需有一条外联系传动链传递运动和动力；链传递运动和动力；传动链中传动链中不能有传动比不确定或瞬时传动比变化的不能有传动比不确定或瞬时传动比变化的传动机构，传动机构，如带传动、链传动以及摩擦传动等。如带传动、链传动以及摩擦传动等。（三）传动原理图（三）传动原理图机床的传动原理图表示机床的传动原理图表示运动源与执行件运动源与执行件及及执行件与执行件与执行件执行件之间的传动联系，便于研究机床的传动联系；之间的传动联系，便于研究机床的传动联系；传动原理图仅表示形成某一表面所需的运动及其传传动原理图仅表示形成某一表面所需的运动及其传动联系，用一些简明的符号把传动原理和传动路
24、线动联系，用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来。表示出来。 图图7，图图8 车床的传动原理图，分析比较不同的传车床的传动原理图，分析比较不同的传动关系和传动特点。动关系和传动特点。（四）（四） 机床运动的调整机床运动的调整1、运动参数及其换置器官运动参数及其换置器官2、机床运动的调整计算机床运动的调整计算3、换置器官在传动链中的位置换置器官在传动链中的位置1 1、运动参数及其换置器官、运动参数及其换置器官每一个独力的运动需要有个参数来确定。运动每一个独力的运动需要有个参数来确定。运动参数是：参数是：运动的运动的起点；起点；运动的运动的速度；速度；运动的运动的方向；方向；运动的运动的轨迹
25、；轨迹；运动的运动的行程（或终点）；行程（或终点）； 换置器官：改变运动参数的机构；换置器官：改变运动参数的机构； 机床工作时，根据加工对象的不同，运动件的一机床工作时，根据加工对象的不同，运动件的一些运动参数需要调整。些运动参数需要调整。2 2、机床运动的调整计算、机床运动的调整计算 机床运动的调整，就是调整每个运动的机床运动的调整，就是调整每个运动的5个参数。个参数。 一般步骤一般步骤 ：）确定各传动链两端的）确定各传动链两端的末端件；末端件；）确定）确定计算位移量；计算位移量；）列出）列出运动平衡式；运动平衡式；）导出传动链的）导出传动链的换置公式，换置公式，以确定变速齿轮的传动以确定变
26、速齿轮的传动比和挂轮架的配换齿轮。比和挂轮架的配换齿轮。3 3、换置器官在传动链中的位置换置器官在传动链中的位置 换置器官在传动链中的位置换置器官在传动链中的位置对运动的调整、对运动的调整、计算影响很大。计算影响很大。换置器官的位置不同，可以产生完全不同的设换置器官的位置不同，可以产生完全不同的设计方案；计方案；判断原则判断原则 ：当改变一个运动参数时，只需调当改变一个运动参数时，只需调整一个位置换置器官的传动比，而不影响另一整一个位置换置器官的传动比，而不影响另一个运动参数。个运动参数。机器零件上常用的各种表面：机器零件上常用的各种表面：组成工件轮廓的几种表面元素组成工件轮廓的几种表面元素：
27、母线原始位置变化时的形成表面：母线原始位置变化时的形成表面：切削刃形状与发生线的关系：切削刃形状与发生线的关系：由切削刃包络成型的渐开线齿形：由切削刃包络成型的渐开线齿形：形成发生线的方法：形成发生线的方法：车削外圆柱表面时的成型运动：车削外圆柱表面时的成型运动：车削外圆柱表面时的成型运动：车削外圆柱表面时的成型运动：加工螺纹时的运动：加工螺纹时的运动：车削外圆柱表面时的成型运动：车削外圆柱表面时的成型运动：形形成成所所需需表表面面的的成成型型运运动动卧式车床的传动原理图：卧式车床的传动原理图：车削圆柱面时的传动原理图：车削圆柱面时的传动原理图：卧式车床换置器官的位置：卧式车床换置器官的位置：机床的基本知识结束机床的基本知识结束
