1、2.1 2.1 金属切削机床概述金属切削机床概述第第2 2章章 机械加工装备与方法机械加工装备与方法一、金属切削机床的分类一、金属切削机床的分类按加工方式分：按加工方式分： 12大类大类按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床车车床床钻钻床床镗镗床床磨磨床床齿轮加齿轮加工机床工机床螺纹加螺纹加工机床
2、工机床铣铣床床刨刨床床拉拉床床电加工电加工机床机床切断切断机床机床其它其它机床机床二、金属切削机床型号的编制二、金属切削机床型号的编制（一）通用（一）通用机床型号机床型号类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨床拉床电加工机床切断机床其它机床代号CZTM2M3MYSXBLDGQ读音车 钻 镗磨2磨3磨牙丝铣刨拉电割其1.1.机床的类别代号机床的类别代号例：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
3、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）2. 2. 机床的特性代号机床的特性代号（1）通用特性代号）通用特性代号通用特性通用特性代号代号通用特性通用特性代号代号高精度高精度G自动换刀自动换刀H精精 密密M仿仿 形形F自自 动动Z万万 能能W半自动半自动B轻轻 型型Q数字程序控制数字程序控制K简简 式式J（2）结构特性代号）结构特性代号 区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语 拼音区分。拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O” 不能用。例：不能用。例：CA6140型普通
4、车床型普通车床 3. 3.机床的组别和系别代号机床的组别和系别代号 每类机床分每类机床分1010组（从组（从0 09 9组），每组又分组），每组又分1010系（从系（从0 09 9型）型）4.4.主要参数代号主要参数代号 代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用 主参数的折算值（主参数的折算值（1/101/10或或1/1001/100或或1/11/1）来表示。）来表示。5.5.机床重大改进序号机床重大改进序号 用字母用字母“A A、B B、C C ”表示，附机床型号末尾，以示区别。表示，附机床型号末尾，以示区别。（二）专用机床型号（二
5、）专用机床型号 型号表示方法：型号表示方法：（三）组合机床及自动线型号（三）组合机床及自动线型号 例例 ： B13 100 北京第一机床厂北京第一机床厂 第三组第三组 第第100100种专用机床（专用铣床）种专用机床（专用铣床）组合机床及自动线分类代号组合机床及自动线分类代号分分 类类代代 号号大型组合机床大型组合机床U小型组合机床小型组合机床H自换刀数控组合机床自换刀数控组合机床K大型组合机床自动线大型组合机床自动线UX小型组合机床自动线小型组合机床自动线HX自换刀数控自动线自换刀数控自动线KX三、机床的运动分析三、机床的运动分析 基本方法基本方法 ： 表面表面 运动运动 传动传动 机构机构
6、（一）工件表面的形成（一）工件表面的形成 零件上的常见表面：零件上的常见表面： 1. 圆柱面圆柱面 直线（母线）、圆（导线）直线（母线）、圆（导线） 2. 圆锥面圆锥面 直线（母线）、圆（导线）直线（母线）、圆（导线） 3. 平面平面 直线或圆直线或圆 、直线（导线）、直线（导线） 4. 成形面（如螺纹面、渐开线表面）型线、螺旋线或直线成形面（如螺纹面、渐开线表面）型线、螺旋线或直线母线和导线统称为形成表面的母线和导线统称为形成表面的发生线发生线 由于刀刃形状和加工方法不同，形成发生线的方法也由于刀刃形状和加工方法不同，形成发生线的方法也不同，可归纳为四种：不同，可归纳为四种： 1. 轨迹法：
7、轨迹法：刀刃为切削点，它按一定的轨迹运动刀刃为切削点，它按一定的轨迹运动 而形成发生线。而形成发生线。 2. 成形法：成形法：刀刃为一条切削线，其形状与发生线刀刃为一条切削线，其形状与发生线 相同。相同。 3. 相切法：相切法：刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点 运动轨迹的包络线形成一条运动轨迹的包络线形成一条发生线发生线。 4. 展成法：展成法：刀刃为一条切削线，但形状与发生线不刀刃为一条切削线，但形状与发生线不吻合，刀具与工件作展成运动，发生线是切削刃各吻合，刀具与工件作展成运动，发生线是切削刃各瞬时位置的的包络线。瞬时位置的的包络线。（二）表面形成所需的
8、运动（二）表面形成所需的运动 也即形成发生线所需的运动也即形成发生线所需的运动成形运动成形运动 按组成情况不同，可分为按组成情况不同，可分为 简单成形运动： 复合成形运动：一个成形运动是由单独的旋转运动或直线一个成形运动是由单独的旋转运动或直线运动构成的。运动构成的。 型线、螺旋线型线、螺旋线常需成型刀刃或几个简单运动组合，如常需成型刀刃或几个简单运动组合，如由展成运动形成由展成运动形成渐开线。渐开线。一个成形运动，是由两个或两个以上旋转一个成形运动，是由两个或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。系组合而成。四、机床的传动四、机床的传
9、动 1. 机床的基本组成部分机床的基本组成部分（1 1）动力源）动力源 通常为电动机，包括交流电动机、直流电动机、伺服电动机、通常为电动机，包括交流电动机、直流电动机、伺服电动机、 变频调速电机、步进电机等。变频调速电机、步进电机等。（3）传动件）传动件 把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由个执行个执行 件传递到另一执行件的零部件，如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等件传递到另一执行件的零部件，如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等（2）执行件）执行件 机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件，如主轴、机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的
10、零部件，如主轴、 刀架、工作台等。刀架、工作台等。2. 机床的传动联系机床的传动联系 把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，构成了一个传动联系，称其为传动链。构成了一个传动联系，称其为传动链。 传动链两端的元件称为末端件，它可以是动力源或执行件。传动链两端的元件称为末端件，它可以是动力源或执行件。按传动链的性质不同可分为： 外联系传动链外联系传动链 传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如 车削时电机与主轴间的传动链车削时电机与主轴间的传动链内联系传动链内联系传动链 传动链
11、两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如 车削螺纹主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链；车削螺纹主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链； 内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动 。传动链中通常包括传动链中通常包括两类传动机构两类传动机构 1.1.定比传动机构定比传动机构 传动比和传动方向固定不变的传动机构，如传动比和传动方向固定不变的传动机构，如 定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等2. 换置机构换置机构 根据加工要求可变换传动比和传
12、动方向的传动机构，如根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构，如 挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。 1 1）传动原理图）传动原理图 为了便于研究机床的传动原理为了便于研究机床的传动原理, , 用一些简明的符号把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。动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。 并不表达实际传动机构的种类和数量3. 传动原理图和传动系统图传动原理图和传动系统图2 2）传动系统图）传动系统图 表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标
13、准规定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。 只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置2.2 2.2 车床车床 一、概一、概 述述 车床占机床总数的车床占机床总数的20%20%35%35%； 加工范围：轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹面等；加工范围：轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹面等； 运动特征：主运动为主轴带动工件作回转运动运动特征：主运动为主轴带动工件作回转运动 ； 所用刀具：车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等；所用刀具：
14、车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等； 车床种类：卧式、立式、转塔、仿形、自动和半自动、车床种类：卧式、立式、转塔、仿形、自动和半自动、 专门化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床）专门化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 加工精度：经济加工精度加工精度：经济加工精度IT8IT7,表面粗糙度表面粗糙度Ra1.252.5落地车床落地车床（一）机床的特点及用途（一）机床的特点及用途 通用性好，加工范围广，适于加工中、小型轴类、盘套类通用性好，加工范围广，适于加工中、小型轴类、盘套类 零件的内外回转面、端面，能加工米制、英制、模数制、零件的内外回转面、端面，能加工米制、英制、模数制、 径节制四种标准螺纹及加
15、大螺距、非标准螺距螺纹等。但径节制四种标准螺纹及加大螺距、非标准螺距螺纹等。但 结构复杂，自动化程度低，适于单件小批生产及修配车间结构复杂，自动化程度低，适于单件小批生产及修配车间（二）机床的传动系统分析（二）机床的传动系统分析 为便于了解和分析机床的运动和传动情况，常用机床的为便于了解和分析机床的运动和传动情况，常用机床的 传动系统图。传动系统可分解为主运动传动链和进给运动传动系统图。传动系统可分解为主运动传动链和进给运动 传动链。进给运动传动链又可分为纵向机动和横向机动进传动链。进给运动传动链又可分为纵向机动和横向机动进 给传动链、螺纹进给传动链，还有刀架快速移动传动链。给传动链、螺纹进给
16、传动链，还有刀架快速移动传动链。二、二、CA6140CA6140型卧式车床型卧式车床1.1.主运动传动链主运动传动链 (1)(1)传动路线传动路线 分析方法：分析方法：抓两端，连中间抓两端，连中间（2 2）主轴的转速及转速级数）主轴的转速及转速级数 1 1）主轴转速）主轴转速 运动平衡式为：运动平衡式为： n主主n电电d/D（1-)u1212u2323u3636 主轴最高转速为：主轴最高转速为： n主主1450130/230（1-0.02)56/3839/4163/501400 r/min 主轴最低转速为：主轴最低转速为： n主主1450130/230（1-0.02)51/4322/5820/
17、80 20/80 26/58 10 r/min130 2 2）主轴转速级数）主轴转速级数 正转时正转时 23( 1 + 3 )= 6 + 18 = 24 级级 反转时反转时 13( 1 + 3 )= 3 + 9 = 12 级级2.2.进给运动传动链进给运动传动链(1)(1)车削螺纹车削螺纹 主轴转主轴转1 r刀具移动刀具移动S mm 运动平衡式运动平衡式 1主轴主轴uS丝丝S1）车削普通螺纹）车削普通螺纹 运动平衡式：运动平衡式： S = =158/5833/3363/100100/75 25/36u基基 25/3636/25u倍倍12 = = 7 7u基基 u倍倍可得可得84=32种导程值，
18、符合标准的只种导程值，符合标准的只有有20种，通过背轮可车种，通过背轮可车24种大螺距螺纹种大螺距螺纹2）车削模数螺纹（米制蜗杆）车削模数螺纹（米制蜗杆） 导程为：导程为：Sm=Km 运动平衡式：运动平衡式： Sm = =158/5833/3364/100100/97 25/36u基基 25/3636/25u倍倍12 = = 7 7/4 u基基 u倍倍 m = 7 7u基基 u倍倍/(4K)K)3）车削英制螺纹）车削英制螺纹 导程为：导程为：Sa=K Pa= K25.4/a 运动平衡式：运动平衡式： Sm = =158/5833/3363/100100/75 1/u基基 36/25u倍倍12
19、= = 4 4/725.4u倍倍/ u基基 a= 7 7K K /4 u基基 /u倍倍 （扣（扣/英寸）英寸）4）车削径节螺纹（英制蜗杆）车削径节螺纹（英制蜗杆）径节径节DPZ/D分分 PDP=D分分/ Z=/ DP吋吋导程为：导程为：SDP=KPDP=K/ DP25.4 mmSDP= =158/5833/3364/100100/97 1/u基基 36/25u倍倍12 = = /725.4u倍倍/ u基基 mm DP = 7 7K K u基基 / u倍倍 牙牙/英寸英寸5）车削非标准螺距及精密螺纹）车削非标准螺距及精密螺纹 离合器离合器M3、M4、M5全部啮合全部啮合, 螺纹导程靠调整挂轮传动
20、比螺纹导程靠调整挂轮传动比u挂挂来实现来实现 运动平衡式：运动平衡式： 导程：导程： S =K P非非 = =158/5833/33u挂挂12 u挂挂= a/b c /d = S/12= K P非非/12螺纹螺纹 1)纵向机动进给量纵向机动进给量 普通螺纹正常螺距路普通螺纹正常螺距路 线，线，32种种纵向进给量纵向进给量f纵纵= =158/5833/3363/100100/7525/36 u基基25/36 36/25 u倍倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4828/802.5 12=0.71 u基基u倍倍 mm/rf横横= =158/5833/3363/100100/7
21、525/36 u基基25/36 36/25 u倍倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4859/185 mm/r英英螺纹常螺距螺纹常螺距8种种较大较大普螺纹普螺纹扩大螺距扩大螺距机构机构 (6高速高速), 8 种种细进给量细进给量英英螺螺大距大距16种种大进量大进量2)横向机动进给量横向机动进给量 f横横/ f纵纵1/23)刀架的快速移动刀架的快速移动 2600 13/29 (2)(2)机动进给传动链机动进给传动链 操纵机构（主轴的起停控制机构）三、其它车床简介三、其它车床简介（一）立式车床（一）立式车床 适于加工高度适于加工高度 小于直径的大小于直径的大 型盘套类零件型盘
22、套类零件（二）转塔车床（六角车床）（二）转塔车床（六角车床）适用范围：成批加工形状适用范围：成批加工形状复杂的盘套类零件复杂的盘套类零件结构特点：没有丝杠和尾座，而在床尾装有一个可纵向移动结构特点：没有丝杠和尾座，而在床尾装有一个可纵向移动 的转塔刀架，其上可装多把刀，工作中周期性转的转塔刀架，其上可装多把刀，工作中周期性转 位，顺序地对工件进行加工。刀具行程由挡块控位，顺序地对工件进行加工。刀具行程由挡块控 制，易保证精度，提高生产率。制，易保证精度，提高生产率。 工艺范围：工艺范围：铣平面、沟槽（键槽、型槽、燕尾槽等）、多齿零件上齿槽（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋形表面（螺纹和螺旋槽
23、）及各种曲面。特点： 生产率高； 因切削过程是断续的，容易引起机床振动。 类型：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床及各种专门化铣床等。2.3 2.3 铣床铣床2.3.1XW6132型万能升降台铣床2.3.2 铣削加工周铣和端铣(1) 周铣：周铣是利用铣刀圆周齿切削的一种铣削方式。周铣时只有圆周刃进行切削，已加工表面实际上是由许多圆弧所组成，加工表面残留面积多，故周铣后的表面粗糙度Ra值比端铣大。(2) 端铣：它是利用铣刀端部齿切削的一种铣削方式。端铣的表面粗糙度Ra值比周铣小，能获得较光洁的表面。 顺铣和逆铣 顺铣：周铣时，铣刀接触工件时的旋转方向和工件的进给方向相同的铣削方式
24、叫顺铣。逆铣：铣刀接触工件时的旋转方向与进给方向相反的铣削方式叫逆铣.2.4.1 钻床1.工艺范围2.4 2.4 其他类型机床其他类型机床2.钻床的分类：台式钻床立式钻床主要特点：主要特点：主轴轴线垂直布置且位置固定不动，只适用于加工中小型工件上的孔。摇 臂 钻 床主要特点：主要特点：主轴可调整坐标位置，适用于加工大而重的工件上的孔。2.4.2 镗床1.工艺范围 镗床的特点： 镗床通常用于加工尺寸较大且精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求很严格的孔系。 主要是用镗刀镗削工件上铸出或已粗钻出的孔，此外还可进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔等。2.卧式镗床主运动有：主运动有： 镗轴
25、的旋转； 平旋盘的旋转；进给运动有：进给运动有：镗轴的轴向运动； 平旋盘刀具溜板的径向进给运动； 主轴箱的垂直进给运动； 工作台的纵向进给； 横向进给运动。辅助运动：辅助运动： 各个进给运动的快速调位运动； 后立柱的纵向调位； 后支架的竖直调位运动； 工作台的转位运动。2.4.3 2.4.3 磨床磨床一、概一、概 述述 磨削应用广泛，精加工精度磨削应用广泛，精加工精度IT7IT7IT5IT5级，级，Ra0.8Ra0.80.040.04um， 也可粗加工，高速磨、强力磨；可磨普通材料，又可磨高也可粗加工，高速磨、强力磨；可磨普通材料，又可磨高 硬度难加工材料；适应各种工件形状、表面及生产批量。硬
26、度难加工材料；适应各种工件形状、表面及生产批量。 磨床种类：磨床种类：（1）外圆磨床）外圆磨床 普通、万能、无心外圆磨床普通、万能、无心外圆磨床 等。等。（2）内圆磨床）内圆磨床 普通、无心、行星式内圆磨床普通、无心、行星式内圆磨床 等。等。（3）平面磨床）平面磨床 卧轴卧轴(立轴立轴)矩台矩台(圆台圆台)平面磨床平面磨床 等。等。（4）工具磨床）工具磨床 工具曲线磨床工具曲线磨床 、钻头沟槽磨床等。、钻头沟槽磨床等。（5）刀具刃磨床）刀具刃磨床 万能工具磨床万能工具磨床 、拉刀、滚刀磨床等。、拉刀、滚刀磨床等。（6）专门化磨床）专门化磨床 曲轴、花键轴曲轴、花键轴 、齿轮、螺纹磨床等。、齿轮
27、、螺纹磨床等。（7）其它磨床）其它磨床 研磨机、珩磨机、抛光机等。研磨机、珩磨机、抛光机等。 二、二、M1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床（一）机床的用途（一）机床的用途 内、外圆柱面、圆锥面及阶梯轴轴肩和端平面。内、外圆柱面、圆锥面及阶梯轴轴肩和端平面。（二）机床的运动（二）机床的运动1.主运动：砂轮旋转主运动：砂轮旋转 运动运动 (m/s)2.工件旋转运动工件旋转运动（ 周向进给运动）周向进给运动）3.工件纵向往复运动工件纵向往复运动 (轴向进给运动轴向进给运动)4.砂轮横向进给运动砂轮横向进给运动2.4.4 2.4.4 齿轮加工机床齿轮加工机床 一、齿轮加工方法与加工机床一、齿轮加工
28、方法与加工机床 （一）齿轮加工方法（一）齿轮加工方法 按轮齿成形原理分两大类：按轮齿成形原理分两大类： 1.1.成形法成形法 加工精度和生产率较低，加工精度和生产率较低， 适于单件小批生产。适于单件小批生产。 2.2.展成法展成法 加工精度和生产率较高，加工精度和生产率较高， 一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮。一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮。 （二）齿轮加工机床（二）齿轮加工机床 圆柱齿轮：圆柱齿轮：滚齿机滚齿机、插齿机插齿机等；直齿锥齿轮刨齿机、铣齿等；直齿锥齿轮刨齿机、铣齿 机、拉齿机机、拉齿机 ；弧齿锥齿轮铣齿机。剃齿机、珩齿机、磨齿机；弧齿锥齿轮铣齿机。剃齿机、珩齿机、磨齿机二、滚齿机二、滚齿机（一）滚齿原理（一）滚齿原理模拟一对螺旋齿轮啮合过程模拟一对螺旋齿轮啮合过程（二）滚齿机运动分析（二）滚齿机运动分析 主运动主运动滚刀旋转运动；滚刀旋转运动； 展成展成(啮合啮合)运动运动齿坯与滚刀按一定速比转动；齿坯与滚刀按一定速比转动； 进给运动进给运动滚刀沿齿坯轴向运动。滚刀沿齿坯轴向运动。Y3150E滚齿机滚齿机 1.机床的特点及用途机床的特点及用途 能加工工件最大直径为能加工工件最大直径为500mm，最大模数为，最大模数为8.
