ch3金属切削机床课件.ppt

1、机械制造技术机械制造技术金属切削机床的基本概念金属切削机床的基本概念 机床分类机床分类 机床型号的编制机床型号的编制机床的技术性能机床的技术性能机床是制造机器的机器机床是制造机器的机器工作母机工作母机工具机工具机机床的工作任务：机床的工作任务：4060%的制造的制造量量机床的品种规格繁多，为便于区别、使用和管理，必须加以分类。对机床的分类方法有以下几种：按机床的通用性程度分按机床的通用性程度分按机床工作精度分按机床工作精度分按加工性质和所用刀具分按加工性质和所用刀具分按机床的自动化程度分按机床的自动化程度分按机床重量和尺寸按机床重量和尺寸按机床主要部件数目按机床主要部件数目按机床的数控功能分按

2、机床的数控功能分钻钻 床床 按加工性质按加工性质和和所用刀具分所用刀具分齿轮加工机床齿轮加工机床螺纹加工机床螺纹加工机床铣铣 床床刨刨 插插 床床镗镗 床床磨磨 床床拉拉 床床特种加工机床特种加工机床锯锯 床床车车 床床其它机床其它机床12类类按机床的通按机床的通用性程度分用性程度分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按机床工按机床工作精度分作精度分普通机床普通机床精密机床精密机床高精度机床高精度机床按机床的自按机床的自动化程度分动化程度分手动机床手动机床机动机床机动机床半自动机床半自动机床自动机床自动机床按机床重量按机床重量和尺寸分和尺寸分仪表机床仪表机床中型机床中型机床大型

3、机床大型机床重型机床重型机床超重型机床超重型机床按机床主要按机床主要部件数目分部件数目分单刀机床单刀机床多刀机床多刀机床单轴机床单轴机床多轴机床多轴机床按机床的数按机床的数控功能分控功能分普通机床普通机床数控机床数控机床加工中心加工中心柔性制造单元柔性制造单元柔性制造系统柔性制造系统类别车床钻床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床特种加工机床锯床其他机床代号CZM2M3MYSXBLDG Q读音车 钻 磨 2磨3磨牙 丝 铣 刨 拉 电 割 其表表2-2 普通机床类别代号普通机床类别代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心（自动换刀）仿形轻型加重型简式代号GMZBKHFQCJ读音高密自

4、半控换仿 轻重 简常用机床的主参数和第二参数常用机床的主参数和第二参数序号序号机床名称机床名称主参数主参数第二主参数第二主参数12345678910111213普通车床普通车床立式车床立式车床摇臂钻床摇臂钻床卧式镗床卧式镗床坐标镗床坐标镗床外圆磨床外圆磨床矩台平面磨床矩台平面磨床滚齿机滚齿机龙门铣床龙门铣床升降台铣床升降台铣床龙门刨床龙门刨床牛头刨床牛头刨床卧式拉卧式拉床床身上工件最大回转直床身上工件最大回转直径径最大钻削直径最大钻削直径最大镗孔直径最大镗孔直径主轴直径主轴直径最大磨削直径最大磨削直径工作台工作面宽度工作台工作面宽度最大工件直径最大工件直径工作台工作面宽度工作台工作面宽度工作台

5、工作面宽度工作台工作面宽度工作台工作面宽度工作台工作面宽度最大刨削宽度最大刨削宽度最大拉削长度最大拉削长度额定拉力额定拉力工件最大长度工件最大长度 最大跨距最大跨距工作台工作面长度工作台工作面长度最大磨削长度最大磨削长度工作台工作面长度工作台工作面长度最大模数最大模数工作台工作面长度工作台工作面长度工作台工作面长度工作台工作面长度 最大行程最大行程 C A 6 1 40类别代号（车床类）类别代号（车床类）结构特性代号（结构不同）结构特性代号（结构不同）组别代号（落地及卧式车床组）组别代号（落地及卧式车床组）系别代号（卧式车床系）系别代号（卧式车床系）主参数代号（最大工件回转直径主参数代号（最大

6、工件回转直径400mm）举例：举例：产品型号产品型号CA6136产品规格产品规格360750工艺范围工艺范围机床的主要技术参数机床的主要技术参数加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度生产率和自动化程度生产率和自动化程度人机关系人机关系成本成本在机床上能够加工的工序种类在机床上能够加工的工序种类被加工工件的类型和尺寸被加工工件的类型和尺寸使用刀具的种类及材料等使用刀具的种类及材料等根据工艺范围的宽窄，机床可分为：根据工艺范围的宽窄，机床可分为：通用机床专门化机床专用机床尺寸参数：尺寸参数：反映机床的加工范围，包括主参数，反映机床的加工范围，包括主参数，第二主参数和与被加工零件有关的其他尺寸参数

7、第二主参数和与被加工零件有关的其他尺寸参数运动参数：运动参数：指机床执行件的运动速度。例如主轴指机床执行件的运动速度。例如主轴的最高与最低转速、刀架的最大与最小进给量等。的最高与最低转速、刀架的最大与最小进给量等。动力参数：动力参数：多指机床电动机的功率，有些机床还多指机床电动机的功率，有些机床还给出主轴允许的最大扭矩等其他内容。给出主轴允许的最大扭矩等其他内容。工件的精度和表面粗糙度由机床、刀具、夹具、工件的精度和表面粗糙度由机床、刀具、夹具、切削条件和操作者的水平决定。切削条件和操作者的水平决定。通用机床的加工精度和表面粗糙度：指在正常工通用机床的加工精度和表面粗糙度：指在正常工艺条件下所

8、能达到的经济精度。机床的加工精度艺条件下所能达到的经济精度。机床的加工精度主要由机床本身的精度保证。包括：主要由机床本身的精度保证。包括：几何精度几何精度传动精度传动精度机床的动态精度机床的动态精度平面圆锥面圆柱面成形表面1）母线）母线2）导线）导线发生线发生线12零件表面的形成零件表面的形成形成发生形成发生线的方法线的方法成形法成形法展成法展成法轨迹法轨迹法相切法相切法根据使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法利用成形刀具对工件进行加工的方法。如图所示，刀刃的切削线1，它的形状和长短与需要成形的发生线2完全重合。因此形成发生线2不需要运动。利用工件和刀具做展成切削运动的加工方法。用展成法形成发

9、生线需要机床提供一个成形运动(展成运动)。利用刀具做一定规律的轨迹运动来对工件进行加工的方法。如图所示，刀刃为切削点1，它按一定规律做直线或曲线运动，从而形成所需的发生线2。刀具切削刃与被形成表面可看成是点接触。切削点沿工件宽度方向的运动轨迹即形成母线。利用刀具边旋转边做轨迹运动来对工件进行加工的方法，如图所示。用相切法得到的发生线需要两个成形运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律的运动。1 1、表面成形运动、表面成形运动形成表面发生线：母线和导线 简单成形运动各运动相互独立；复合成形运动各运动之间有一定关系。2 2、辅助运动、辅助运动为成形运动创造条件为成形运动创造条件包括：为获得一定加

10、工尺寸，使刀具切入工件的切入运动；为缩短辅助时间，提高生产率的快速引进和退回运动等等。此外，机床的启动、停止、变向以及部件和工件的夹紧、松开等操纵控制运动也属于辅助运动。表面成形运动即成形运动，它是保证得到工件要求的表面形状的运动。例如，用车刀车削外圆柱面。形成母线与导线的方法，均为轨迹法。工件的旋转运动B1，产生母线(圆)；刀具的纵向直线运动A2产生导线(直线)。运动Bl和A2就是两个表面成形运动。简单成形运动：在机床上，它以主轴的旋转、刀架或工作台的直线运动的形式出现。用符号A表示直线运动，用符号B表示旋转运动。复合的表面成形运动：把一个运动分解为两个甚至更多的简单运动的运动。用B11和A

11、12等来表示。下角标的第一位数表示第一运动；后一位数表示第一运动中的第1，第2两部分。1）用普通车刀车削外圆 母线圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动B1。导线直线，由轨迹法形成，需要一个成形运动A2。表面成形运动的总数为两个B1和A2都是简单的成形运动。2）用成形车刀车削成形回转表面 母线曲线，由成形法形成，不需要成形运动。导线圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动B1。表面成形运动的总数为1个B1，是简单的成形运动。3）用螺纹车刀车削螺纹 母线车刀的刀刃形状与螺纹轴向剖面轮廓的形状一致，故母线由成形法形成，不需要成形运动。导线螺旋线，由轨迹法形成，需要一个复合成形运动。可分解为工件旋转B11和刀

12、具直线移动A12。B11和A12之间必须保持严格的相对运动关系。表面成形运动的总数为一个B11Al2，是复合成形运动。执行件：执行机床的运动(主轴、刀架和工作台）运动源：为执行件提供运动和动力（电机）传动装置：传递运动和动力、变速、变向机床上为了得到所需的运动，需要通过一系列的传动件把执行件与运动源（如把主轴和电机），或者把执行件和执行件（例如主轴和刀架）之间联系起来，称为传动联系。构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链传动链。外联系传动链：运动源执行件内联系传动链：执行件执行件包括变速机构和换向机构:传动机构定比机构：传动比大小和传动方向不变换置机构：可换传动比大小或传动方向

13、注意：注意：1）调整换置机构时其传动比也必须有足够的精度。2）外传动链不要求运动源执行件有严格的传动比关系。传动比的变化只影响生产率或表面粗糙度，不影响发生线的性质。复合运动的各个分解部分，它决定着复合运动的轨迹。内联系传动链两端件间的运动应遵循严格的运动规律，传动比必须调整得十分准确，且保证在加工过程中严格不变，否则传动误差会直接影响加工表面的几何形状精度。注意：注意：内传动链要求执行件执行件有严格的传动比关系。传动比的变化会影响发生线的性质；内传动链中不能出现传动比不确定或瞬时传动比变化的传动机构内联系传动链：主轴-4-5-uf-6-7-丝杠；外联系传动链:电动机-2-uv-3-4-主轴。

14、联系动力源与主轴。车床主要用于加工各种回转表面（占机床总量的20%35%）。n内外圆柱面n圆锥面n成形回转面n端平面n各种内外螺纹面等。卧式车床能加工的典型表面卧式车床能加工的典型表面轴、套、盘类零件上的回转表面可加工：内外圆柱面、圆锥面、成形回转面（配靠模或成形车刀）端面、环槽、切断标准和非标准米制、英制、模数、径节螺纹、大导程螺纹钻、扩、铰孔、攻丝、套丝（只能手动进给）滚压、滚花按按车车床床的的结结构构和和用用途途分分卧式车床卧式车床立式车床立式车床落地车床落地车床车削中心车削中心转塔车床转塔车床仿形车床仿形车床数控车床数控车床 机床的技术参数是表示机床的尺寸大小和加工能力的各种数据，一般

15、包括：n主参数n第二主参数n主要工作部件的结构尺寸n主要工作部件的移动行程范围n各种运动的速度范围和级数n各电机的功率n机床轮廓尺寸等。1 1、表面成形运动、表面成形运动 工件的运动主运动；刀具的移动进给运动。2 2、辅助运动、辅助运动为成形运动创造条件为成形运动创造条件切入运动；快速引进和退回运动机床的启动、停止、变向以及部件和工件的夹紧、松开等操纵控制运动也属于辅助运动。机床传动三部分:执行件：执行机床的运动 运动源：为执行件提供运动和动力 传动装置：传递运动和动力、变速变向主运动传动链：运动源（主电动机）执行件（主轴）主要功用：把动力源的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转，实现主运动

16、。CA6140型卧式车床传动系统图型卧式车床传动系统图正转24级转速18级低转速6级高转速反转12级转速进给传动链：执行件（主轴）执行件（车刀）功用：使刀架实现纵向或横向移动及变速与换向 车削螺纹时，主轴与刀架之间必须保持严格的传车削螺纹时，主轴与刀架之间必须保持严格的传动比关系，即主轴每转一转，刀架应均匀地移动一个螺动比关系，即主轴每转一转，刀架应均匀地移动一个螺距，即导程距，即导程S。由此可列出车削螺纹传动链的运动平衡方程式由此可列出车削螺纹传动链的运动平衡方程式1（主轴）（主轴）u t丝丝=S=KT（mm）式中式中 u 从主轴到丝杠之间全部传动副的总传动比；从主轴到丝杠之间全部传动副的总

17、传动比；t丝丝机床丝杠的导程（由于是单头螺纹故等于螺机床丝杠的导程（由于是单头螺纹故等于螺距）距）t丝丝=12 mm；T 工件的螺距；工件的螺距；K 工件的头数。工件的头数。基本组基本组UJi增倍组增倍组Ubi26282828322836281914201432213621Ub1=18 15 1 45 48 811.251.5Ub1=28/35 15/48=1/41.7522.252.53Ub1=18/45 35/28=1/23.544.555.56Ub1=28/35 35/28=1789101112主运动传动系统示意图主运动传动系统示意图FL ASH(1)主轴箱（卸荷带轮、离合器、制动器、操

18、纵机构、变速机构）（2）溜板箱（开合螺母、机动进给、快速移动、互锁机构、超越离合器、安全离合器）卸荷带轮 卸荷带轮装置特别适用于要求传动平稳性高的精密机床的主轴。1花键套筒；2皮带轮；3法兰；4箱体；5主轴。立式车床立式车床1底座；底座；2工作台；工作台；3侧刀架；侧刀架；4立柱；立柱；5垂直刀架；垂直刀架；6横梁；横梁；7顶梁顶梁【本章目的本章目的】（）掌握齿面形成方法；（）能看懂滚齿传动系统图，会进行有关运动计算；（）了解其它齿轮加工设备。【本章要目本章要目】（）齿面形成方法（）滚齿机的传动原理和运动计算（）常用齿轮加工机床简介 齿面形成齿面形成方法方法成形法成形法展成法展成法成形法成形法

19、：使用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿的方法，即由刀具的切削刃形成渐开线母线；刀具沿齿坯齿向的直线运动形成被加工齿面的导线。优点优点：机床结构简单，可以利用通用机床加工。缺点缺点：对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不同，就需要采用不同的成形刀具。齿面成形方法的精度不高，生产率也较低。用途用途：主要用于精度要求不高修配行业。此外，也可用成形刨刀在刨床上刨齿，或在插床上插齿。（a)盘形齿轮铣刀加工齿轮(b)指状齿轮铣刀加工齿轮展成法：展成法：加工齿轮应用齿轮啮合的原理。其切齿过程模拟齿轮副的啮合过程，把其中的一个转化为刀具，另一个作为工件，并保证刀具和工件之间做严格的啮合运动。

20、被加工齿的齿面是在刀具和工件包络过程中由刀具切削刃的位置连续变化而形成的。优点：优点：只要模数和压力角相同，一把刀具可以加工任意齿数的齿轮，加工精度和生产率都比较高。属于展成法的有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿等齿轮加工齿轮加工机床机床圆柱齿轮加工机床圆柱齿轮加工机床锥齿轮加工机床锥齿轮加工机床滚齿机滚齿机插齿机插齿机刨齿机刨齿机铣齿机铣齿机拉齿机拉齿机珩齿机珩齿机剃齿机剃齿机磨齿机磨齿机加工范围（1）直齿圆柱齿轮（2）斜齿圆柱齿轮（3）蜗轮 1滚刀；滚刀；2工件工件 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图展成运动 滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合的表面成形运动。这个运动可

21、以被分解为两个部分：滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12。这一复合运动需要有一个内联系传动链用以保持B11和B12之间的相对运动关系。传动链：滚刀-4-5-u2-6-7-工件。主运动 展成运动还应有条外联系传动链与动力源相联系。传动链为：电动机-1-2-uv-3-4-滚刀。竖直进给运动 为了切出整个齿宽，即形成轮齿表面的导线，滚刀还需做轴向的直线运动A2。传动链：工件-7-8-uf-9-10-刀架升降l丝杠滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图插齿原理及所需运动插齿原理及所需运动磨淬硬齿轮、高精度齿轮【本章目的本章目的】（）掌握普通铣床、镗床的类型和应用场合；（）掌握各

22、种铣削方式的特点和应用；（）掌握普通铣床、镗床的类型和应用场合【本章要目本章要目】（）铣床的类型与用途 （）各类铣床的主要特点及铣削方式 （）常用通用镗床简介 根据构造特点及用途，铣床的主要类型有：卧式升降台铣床立式升降台铣床工作台不升降铣床圆工作台铣床龙门铣床工具铣床仿形铣床各种专门化铣床。优点：优点：铣床使用的是旋转的多齿刀具，生产效率较高。缺点：缺点：由于铣削加工为断续切削，铣刀的每个刀齿的切削层参数随时都在变化，所以铣削力的大小和方向也在不断变化，容易引起机床振动。要求：要求：铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。此类产品属于通用机床，特别适用于单件、小批生产和工具、修理部门，也可用于

23、成批。可用各种圆柱铣刀、圆片铣刀、角铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工各种平面、斜面、沟槽齿轮等。可选配万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件，扩大加范围。此产品为高生产率的连续加此产品为高生产率的连续加工机床。可用端铣刀铣削各工机床。可用端铣刀铣削各种中、小型箱、壳体类零件种中、小型箱、壳体类零件,主要用于加工黑色金属。主要用于加工黑色金属。机床有两根主轴，在一次机床有两根主轴，在一次走刀中走刀中,可以完成粗铣和半精可以完成粗铣和半精铣加工。圆工作台是连续回铣加工。圆工作台是连续回转的，加工时间与装卸零件转的，加工时间与装卸零件的时间重合，因而能够保持的时间重合，因而能够保持严格的生产节奏和一致的加

24、严格的生产节奏和一致的加工质量，故特别适用于流水工质量，故特别适用于流水线生产。机床操作简单线生产。机床操作简单,可使可使用气动或液压夹具，即使技用气动或液压夹具，即使技术不太熟练的工人也能很快术不太熟练的工人也能很快掌握。掌握。卧式镗床立式镗床落地镗床金刚镗床坐标镗床等多种类型。镗孔车端面车短外圈镗空内径向槽镗螺纹（不常用、精度不太高）钻、扩、铰孔、攻丝锪沉孔、锪端面铣平面、铣槽12435678910卧式镗床1.主轴箱；2.前立柱；3.主轴；4.平旋盘；5.工作台；6.上滑座；7.下滑座；8.床身导轨；9.后支承套；10.后立柱。卧式镗床又称万能镗床可以进行孔加工、车端面、车凸缘、车螺纹和铣

25、平面等。尤其适于加工箱体零件中尺寸较大、精度较高且相互位置要求严格的孔系。坐标镗床主要用于镗削高精度的孔，特别适用于加工相互位置精度很高的孔系，如钻模、镗模和量具等零件上的精密孔加工。坐标镗床制造精度很高，具有良好的刚度和抗振性，最主要特点是具有坐标位置的精密测量装置，加工时，按直角坐标来精确定位。坐标镗床还可钻孔、扩孔、铰孔等工作。也可以用于精密刻度、划线、及孔距和直线尺寸的测量等工作。所以坐标镗床是一种万能性很强的精密机床。坐标镗床有立式的和卧式的，立式坐标镗床又有单柱和双柱之分，以适应不同的加工需要。【本章目的本章目的】（）掌握各种磨床和钻床以及直线机床的工作范围、运动与应用场合；（）各

26、种磨床和钻床的工作范围及选用。【本章要目本章要目】（）磨床的类型与用途（）磨床的工作运动（）其它常用机床简介 用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料等）为工具进行切削加工的机床，统称为磨床磨床。磨床种类：磨床种类：外圆磨床内圆磨床平面磨床工具磨床用来磨削特定表面和工件的专门化磨床，（花键轴磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床）等。磨床可以加工的表面：磨床可以加工的表面：内、外圆柱面圆锥面平面渐开线齿廓面螺旋面各种成形表面。磨床可进行粗加工、精加工和超精加工，可以进行各种高硬、超硬材料的加工，还可以刃磨刀具和进行切断等，工艺范围十分广泛。（1）功用：磨削外圆柱面和外圆锥面（2）主要类型：普通外圆磨床 万能外

27、圆磨床 无心磨床 宽砂轮外圆磨床 端面外圆磨床（3）主参数：最大磨削直径 床身1工作台2头架3砂轮架4滑鞍5钻床类机床的主要工作是用孔加工刀具进行各种类型的孔加工。主要用于钻孔和扩孔，也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面 钻、扩、铰孔 锪孔、锪端面 攻丝钻床分类坐标镗钻床深孔钻床摇臂钻床台式钻床立式钻床卧式钻床铣钻床中心孔钻床等。213456 立式钻床仅适用于加工中、小型工件。立式钻床的自动化程度不高，所以在大批、大量生产中通常被组合钻床所代替。立式钻床1.工作台；2.主轴；3.进给箱；4.变速箱；5.立柱；6.底座。加工大型、多孔工件加工大型、多孔工件Dmax=25Dmax=2575mm75mm直线运动机床的主运动是直线运动。刨床拉床插床等工艺范围：加工平面侧面斜面直槽、斜槽、V形槽、燕尾槽配合一定工装可加工平面曲面P16712、16、17、23