金属切削机床概述课件.ppt

1、机械制造技术目目 录录n1、金属切削机床n2、金属切削刀具n3、机床夹具n4、车削加工n5、铣削加工n6、磨削加工n7、齿轮加工n8、钻削加工n9、镗削加工n10、其他加工方法n11、机床设计n12、刀具设计n13、夹具设计n14、课程设计第一章 金属切削机床第一章第一章 金属切削机床金属切削机床第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第二节第二节 机床的分类和型号编制机床的分类和型号编制第三节第三节 金属切削机床的运动金属切削机床的运动返回主页返回主页退出退出上一页上一页下一页下一页第四节第四节 机床的传动机床的传动第五节第五节 机床的精度与检测机床的精度与检测第一节第一节 金属切削机

2、床概述金属切削机床概述第一章 绪论上一页上一页下一页下一页退出退出返回主页返回主页返回本章返回本章 金属切削机床是利用刀具对金属毛坯进行切削，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的一种加工设备。因此，金属切削机床是一种制造机器的机器，可称之为工作母机或工具机，通常简称机床。1.1 概念概念第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论1.2 1.2 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 退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱。制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱。

3、第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论1.2 1.2 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 退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 当今制造科学、信息科学、材料科学、生物科当今制造科学、信息科学、材料科学、生物科学等四大支柱科学相互依存学等四大支柱科学相互依存,但后三种科学必须依但后三种科学必须依靠制造科学才能形成产业和创造社会物质财富。靠制造科学才能形成产业和创造社会物质财富。第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论1.2 1.2 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

4、民经济中的重要作用 退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 机械制造装备为农业、工业、国防建设提供重机械制造装备为农业、工业、国防建设提供重要技术支持。要技术支持。第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备的发展历程 退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 古代树木机床公古代树木机床公元前二千多年出现的元前二千多年出现的树木车床是机床最早树木车床是机床最早的雏形。的雏形。第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备

5、的发展历程 退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 十五世纪由于制造钟十五世纪由于制造钟表和武器的需要，出现了表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。动的炮筒镗床。第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备的发展历程 退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章十八世纪的工业革命推动了机床的发展。十八世纪的工业革命推动了机床的发展。1774年，英国人威尔金森年，英国人威尔金森(全名约翰全名约翰威尔金森

6、威尔金森)发明了发明了较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于1775年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过曲轴驱动。展。从此，机床开始用蒸汽机通过曲轴驱动。第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备的发展历程 退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 十九

7、世纪，由于纺织、动十九世纪，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生力、交通运输机械和军火生产的推动，各种类型的机床产的推动，各种类型的机床相继出现。相继出现。1817年，英国人年，英国人罗伯茨创制龙门刨床；罗伯茨创制龙门刨床；1818年美国人惠特尼（他的全名年美国人惠特尼（他的全名叫伊莱叫伊莱惠特尼）制成卧式铣惠特尼）制成卧式铣床；床；1876年，美国制成万能年，美国制成万能外圆磨床；外圆磨床；1835和和1897年又年又先后发明滚齿机和插齿机。先后发明滚齿机和插齿机。第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 十九

8、世纪最优秀的机械技师十九世纪最优秀的机械技师应数惠应数惠特沃斯（全名特沃斯（全名约瑟夫约瑟夫惠特沃斯惠特沃斯），他于），他于1834年制成了年制成了测长机测长机，该测长机可以测，该测长机可以测量出长度误差万分之一英寸左右。这种量出长度误差万分之一英寸左右。这种测长机的原理和千分尺相同。测长机的原理和千分尺相同。1835年，年，惠特沃斯在他惠特沃斯在他32岁时发明岁时发明滚齿机滚齿机。除此。除此以外，惠特沃斯还设计了测量圆筒的内以外，惠特沃斯还设计了测量圆筒的内圆和外圆的圆和外圆的塞规塞规和和环规环规。建议全部的机。建议全部的机床生产业者都采用同一尺寸的床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹标准螺纹

9、。后来，英国的制定工业标准协会接受了后来，英国的制定工业标准协会接受了这一建议，从那以后直到今日，这种螺这一建议，从那以后直到今日，这种螺纹作为标准螺纹被各国所使用。纹作为标准螺纹被各国所使用。1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备的发展历程 第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产磨床。同时为了适应

10、汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。合机床和自动生产线。1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备的发展历程 第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 1920年进入半自动化时期年进入半自动化时期,在在1920年以后的年以后的30年中，年中，机械制造技术进入了机械制造技术进入了半自动化时期半自动化时期，液压和电气元件在机，液压和电气元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。床和其他机械上逐渐得到了应用。1938年，年，

11、液压系统液压系统和和电电磁控制磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门刨床等机不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门刨床等机床上也推广使用。床上也推广使用。30年代以后，年代以后，行程开关行程开关电磁阀系统电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。几乎用到各种机床的自动控制上了。1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备的发展历程 第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 1950年进入自动化时期第二次世界大战以年进入自动化时期第二次世界大战以后，由于数控和群控机床和自动线的出现，机后，由于数控和群控机床

12、和自动线的出现，机床的发展开始进入了床的发展开始进入了自动化时期自动化时期。数控机床数控机床是是在电子计算机发明之后，运用数字控制原理，在电子计算机发明之后，运用数字控制原理，将加工程序、要求和更换刀具的操作数码和文将加工程序、要求和更换刀具的操作数码和文字码作为信息进行存贮，并按其发出的指令控字码作为信息进行存贮，并按其发出的指令控制机床，按既定的要求进行加工的新式机床。制机床，按既定的要求进行加工的新式机床。1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备的发展历程 第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章

13、 世界第一台数控机床（三坐标电子管式数控铣床）世界第一台数控机床（三坐标电子管式数控铣床）诞生（诞生（1952年年）数控机床的方案，是美国的帕森斯（全）数控机床的方案，是美国的帕森斯（全名名约翰约翰帕森斯帕森斯）在研制检查飞机螺旋桨叶剖面轮廓的板）在研制检查飞机螺旋桨叶剖面轮廓的板叶加工机时向美国空军提出的，在麻省理工学院的参加叶加工机时向美国空军提出的，在麻省理工学院的参加和协助下，终于在和协助下，终于在1949年取得了成功。年取得了成功。1952年，他们正年，他们正式制成了第一台电子管数控机床样机，式制成了第一台电子管数控机床样机，成功地解决了多成功地解决了多品种小批量的复杂零件加工的自动

14、化问题。品种小批量的复杂零件加工的自动化问题。1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备的发展历程 1958年。美国研制成能自动更换刀具，以进行多工年。美国研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。序加工的加工中心。1968年，英国的毛林斯机械公司研年，英国的毛林斯机械公司研制成了第一条数控机床组成的自动线。制成了第一条数控机床组成的自动线。第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章1970年至年至1974年，由于小型计算机广泛应用于机床年，由于小型计算机广泛应用于机床控制，出现了三次技术突破。控制

15、，出现了三次技术突破。1、直接数字控制器直接数字控制器，使一台小型电子计算机同时，使一台小型电子计算机同时控制多台机床，出现了控制多台机床，出现了“群控群控”。2、计算机辅助设计计算机辅助设计，用一支光笔进行设计和修改，用一支光笔进行设计和修改设计及计算程序。设计及计算程序。3、按加工的实际情况及意外变化反馈并自动改变、按加工的实际情况及意外变化反馈并自动改变加工用量和切削速度，出现了加工用量和切削速度，出现了自适控制系统的机床自适控制系统的机床。1.3 1.3 机械制造装备的发展历程机械制造装备的发展历程 第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一

16、页上一页下一页下一页返回本章返回本章 1 1、扩大加工工艺范围扩大加工工艺范围 2 2、提高机床加工精度提高机床加工精度 3 3、提高切削速度，缩短辅助时间提高切削速度，缩短辅助时间 4 4、提高机床自动化程度提高机床自动化程度 高效、柔性生产、自动化、精密化、产品多样高效、柔性生产、自动化、精密化、产品多样化已成为机床发展的趋势。化已成为机床发展的趋势。1.4 1.4 机械制造装备的主要发展方向机械制造装备的主要发展方向 第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章1.5 1.5 我国机械制造装备发展现状我国机械制

17、造装备发展现状 第一节第一节 金属切削机床概述金属切削机床概述第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章1.5 1.5 我国机械制造装备发展现状我国机械制造装备发展现状 数控机床多发的故障率一直是影响我国数控机床品质的一个重要问题，尤其是用于批量生产的自动生产线上，对数控机床的可靠性更为重视，通常用平均无故障工作时间（以MTBF表示）的长短来衡量它的可靠性。例如日本远州株式会社2002年提出为汽车行业提供的加工中心要力求其MTBF5000h，这样可保证在生产线上的数控机床只需每年作例行检修，而不致因出现故障而引起停产。与国内加工中心先进水平的MTBF600h相

18、比有大幅度的提高。第二节第二节 机床的分类和型号编制机床的分类和型号编制第一章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 2.1 2.1 机床的分类机床的分类 11按加工性质和所用刀具按加工性质和所用刀具：1212大类大类 22按应用范围按应用范围（通用性程度）（通用性程度）33按工作精度按工作精度：普通精度机床、精密机床和高精度级机床。：普通精度机床、精密机床和高精度级机床。44按机床自动化程度按机床自动化程度：手动、机动、半自动和自动机床。：手动、机动、半自动和自动机床。55按机床重量和尺寸按机床重量和尺寸：仪表机床、中型机床、大型机床、重：仪表机床、中型机床、

19、大型机床、重 型和超重型机床型和超重型机床车床；车床；钻床；钻床；镗床；镗床；磨床；磨床；齿轮加齿轮加工机床；工机床；螺纹加工机床；螺纹加工机床；铣床；铣床；刨插床；刨插床；拉床；拉床；特种加工机床？；特种加工机床？；锯床；锯床；其它其它机床。机床。通用机床：通用机床：用于加工多种工件的不同工序，加工范围较广，用于加工多种工件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构复杂。通用性较大，但结构复杂。专门化机床：专门化机床：工艺范围窄，专门用于加工某一类或某几类零工艺范围窄，专门用于加工某一类或某几类零件的某一道（或几道）特定工序。件的某一道（或几道）特定工序。专用机床：专用机床：工艺范围最窄，

20、只能用于加工某一种零件的某工艺范围最窄，只能用于加工某一种零件的某 一道特定工序，适用于大批量生产。一道特定工序，适用于大批量生产。同类机床按应用范围（通用性程度）：通用机床（卧式车床、万能升降台铣床、摇臂钻床等）；专门化机床（丝杠车床、凸轮轴车床、花键轴铣床等）；专用机床（组合机床）。同类机床按工作精度：普通精度级机床、精密级机床、高精度 级机床 按机床重量和尺寸：仪表机床 中型机床大型机床（重量达到10吨）重型机床（重量30吨以上）超重型机床（重量100吨）按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床 2.1 2.1 机床分类机床分类第二节第二节 机床的分类和型号编制机床的分类和型号编制第一

21、章 绪论退出退出返回主页返回主页上一页上一页下一页下一页返回本章返回本章 机床的型号：机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、通用和结构特性、主要技术参数等。我国的机床型号按我国的机床型号按19941994年颁布的标准年颁布的标准GB/T15375GB/T15375-94-94（19851985年颁布的标准年颁布的标准 “JB1838JB18388585”）。）。金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法编制的。由汉编制的。由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定的规律组合而语拼音字母和阿拉伯数字按一定的规律组合而成，它适合于各类通用机床和专用机床。成，它适合于各类通用机床和专用机床。第二节第

22、二节 机床的分类和型号编制机床的分类和型号编制第一章 绪论退出退出返回主页返回主页 分类代号类别代号通用特性和结构特性代号组别代号系别代号主参数或设计顺序号主轴数或第二主参数重大改进序号同一型号机床的变型代号(用“”分开)企业代号()()()()()()通用机床的型号有基本部分和辅助部分组成，中间用“/”隔开，读作“之”。第二节第二节 机床的分类和型号编制机床的分类和型号编制第一章 绪论退出退出返回主页返回主页（1）机床的类别代号：表1-1用该类机床名称汉语拼音的第一个大写字母表示。分类代号用阿拉伯数字表示，放在类代号之前，如磨床类 为M、2M、3M三个分类。表1-1 机床的类别和分类代号及其

23、读音第二节第二节 机床的分类和型号编制机床的分类和型号编制第一章 绪论退出退出返回主页返回主页 （2）机床的特性代号：用大写的汉语拼音字母表示。通用特性代号：在类别后加上相应的特性代号表1-3 机床的类别和分类代号及其读音第二节第二节 机床的分类和型号编制机床的分类和型号编制第一章 绪论退出退出返回主页返回主页 示例示例:“CKCK”数控车床；数控车床；“MBGMBG”半自动高精度磨床；半自动高精度磨床；“CMCM”精密车床。精密车床。结构特性代号结构特性代号（3 3）机床的组别、系别代号：）机床的组别、系别代号：用两位阿拉伯数字表示，用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别。前一

24、位表示组别，后一位表示系别。为区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中为区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音字母区别。用汉语拼音字母区别。例如：例如：CA6140CA6140型普通卧式车床在结构上不同于型普通卧式车床在结构上不同于C61C614040。通用特性已用字母及通用特性已用字母及“I I”、“O O”不能用作结构特不能用作结构特性代号。性代号。每类机床分为每类机床分为1010个组，用数字个组，用数字0 09 9表示；表示；每一组又分为若干个系，每一组又分为若干个系，系的划分原则系的划分原则：主参数：主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的和相同，并按一定公比排列，工

25、件和刀具本身的和相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形式相同的机床，即为同一系。式相同的机床，即为同一系。（4 4）机床主参数或设计顺序号）机床主参数或设计顺序号机床主参数：代表机床规格的大小，用阿拉伯数字给出主参代表机床规格的大小，用阿拉伯数字给出主参数的折算值（数的折算值（1/11/1、1/101/10或或1/1001/100），取两位数字表示，位于），取两位数字表示，位于系代号之后。系代号之后。机床最主要的一个技术参数，直接反映了机床的加工能 力，并影响机床其它参数和基本结构的大小。以机床的最大加工尺寸（工件尺寸或加工面尺寸）或与此 有关的机

26、床部件尺寸表示。卧式车床为床身上最大工件回转直径；摇臂钻床为最大钻孔直径；升降台铣床为工作台面宽度。第二主参数：第二主参数：一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作面长度等。用折算值表示。工作台工作面长度等。用折算值表示。设计的顺序号：设计的顺序号：某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计的顺序号表示。设计的顺序号则在型号中用设计的顺序号表示。设计的顺序号由由1 1起起 始，始，1010时，则在设计的顺序号之前加时，则在设计的顺序号之前加“0 0”。（6）企业代号）企业代号 生产单位为机床

27、厂 有机床厂所在城市名称的 大写汉语拼音字母及该厂 在该城市建立的先后顺序 号或机床厂名称的大写汉 语拼音字母表示；生产单位为机床研究所 由该所名称的大写汉语拼 音字母表示。（5）机床的重大改进顺）机床的重大改进顺序号序号 当机床的性能和结构布局有 重大改进，并按新产品重新 设计、试制和鉴定在原机 床型号的尾部，加重大改进 顺序号。2.专用机床的型号专用机床的型号 设计单位代号 设计顺序号3 3机床的主要技术参数：包括主参数和基本参数。机床的主要技术参数：包括主参数和基本参数。尺寸参数尺寸参数：机床的主要结构尺寸。：机床的主要结构尺寸。运动参数运动参数：机床执行件的运动速度：机床执行件的运动速

28、度 主运动的速度范围；速度数列；主运动的速度范围；速度数列；进给运动的进给量范围、进给量数列；进给运动的进给量范围、进给量数列；空行程的速度。空行程的速度。动力参数动力参数：主要指驱动主运动、进给运动、空行程运动的电动机功率。主要指驱动主运动、进给运动、空行程运动的电动机功率。主参数（最大磨削直径主参数（最大磨削直径320 mm)320 mm)系别代号（万能外圆磨床系）系别代号（万能外圆磨床系）组别代号（外圆磨床组组别代号（外圆磨床组）通用特性代号（高精度）通用特性代号（高精度）类别代号类别代号(磨床类）磨床类）M G 1 4 32 AM G 1 4 32 A重大改进顺序号（第一次重大改进）重

29、大改进顺序号（第一次重大改进）MG1432AMG1432A型高精度万能外圆磨床型高精度万能外圆磨床机床型号编制示例机床型号编制示例CA6140CA6140型卧式车床型卧式车床C A 6 1 40C A 6 1 40主参数（最大车削直径主参数（最大车削直径400mm)400mm)系别代号（卧式车床系）系别代号（卧式车床系）组别代号（落地及卧式车床组）组别代号（落地及卧式车床组）结构特性代号（结构不同）结构特性代号（结构不同）类别代号（车床类）类别代号（车床类）C A 6 1 40C A 6 1 40主参数（最大车削直径主参数（最大车削直径400mm)400mm)系别代号（卧式车床系）系别代号（卧式车床系）组别代号（落地及卧式车床组）组别代号（落地及卧式车床组）结构特性代号（结构不同）结构特性代号（结构不同）类别代号（车床类）类别代号（车床类）Z3040Z3040型摇臂钻床型摇臂钻床MM7132A MM7132A 精密磨床精密磨床第五次重大改进重大改进顺序号：工件最大直径主参数：滚齿机系系别代号：滚齿及铣齿组组别代号：齿轮加工机床类别代号：EY5013 滚齿机滚齿机 EY31505.1 5.1 机床分类、型号与主要的技术参数机床分类、型号与主要的技术参数