1、1.1 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识1.1.机床的分类机床的分类 机床类别及代号机床类别及代号 类类别别 车车床床 钻钻床床 磨磨 床床 螺螺纹纹加加工工机机床床齿齿轮轮加加工工机机床床 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 镗镗床床 锯锯床床其其他他机机床床代代号号CZM2M3MSYXBLDTGQ读读音音车车钻钻磨磨二二磨磨三三磨磨丝丝牙牙铣铣刨刨拉拉电电镗镗锯锯其其一一. .机床的分类、技术规格和型号机床的分类、技术规格和型号 按按 同类机床中的分类同类机床中的分类 按机床的通用程度分类按机床的通用程度分类按工作精度分类按工作精度分类（普通机床，精密机
2、床，高精度机床）（普通机床，精密机床，高精度机床）按机床重量按机床重量, ,尺寸分类尺寸分类（小型（小型, ,中型中型, ,大型大型, ,重型重型, ,超重型）超重型）按自动化程度分类按自动化程度分类（手动（手动, ,机动机动, ,半自动半自动, ,自动）自动）按控制方式分类按控制方式分类（普通机床，数控机床）（普通机床，数控机床）通用机床：可以完成多种工件的多种工序加工（常通用机床：可以完成多种工件的多种工序加工（常称为万能机床）。称为万能机床）。专门机床：完成同一类型但尺寸不同的特定工序加专门机床：完成同一类型但尺寸不同的特定工序加工（也称为专门化机床）。工（也称为专门化机床）。专用机床：
3、完成某一工件或某工件的一个（或几个）专用机床：完成某一工件或某工件的一个（或几个）固定不变工序的加工。固定不变工序的加工。机床的技术参数是表示机床规格尺寸大小和机床的技术参数是表示机床规格尺寸大小和加工能力的各种技术数据。加工能力的各种技术数据。主参数：反映机床最大工作能力的主要参数主参数：反映机床最大工作能力的主要参数第二主参数：为了完整表示机床最大工作能第二主参数：为了完整表示机床最大工作能力，除主参数之外的另一重要参数力，除主参数之外的另一重要参数2. 机床的技术参数与尺寸系列机床的技术参数与尺寸系列3. 机床的型号编制机床的型号编制 机床的型号是机床产品的代号，可简明表机床的型号是机床
4、产品的代号，可简明表示机床的类型、主要技术参数、性能和结构特示机床的类型、主要技术参数、性能和结构特点。机床型号的编制按照点。机床型号的编制按照GB15375 94 金属金属切削机床型号编制方法切削机床型号编制方法进行。进行。二二. .机床的基本要求机床的基本要求 工作精度良好工作精度良好生产率和自动化程度高生产率和自动化程度高噪声小，传动效率高噪声小，传动效率高操作安全，使用方便操作安全，使用方便制造维修方便制造维修方便 机床的工作精度是指加工零机床的工作精度是指加工零件的尺寸精度、形状精度和表面件的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度。机床工作精度是评价一粗糙度。机床工作精度是评价一台机床质量的
5、最基本的要求。台机床质量的最基本的要求。 机床生产率指单位时间机床生产率指单位时间内加工工件数量来表示。机内加工工件数量来表示。机床生产率是反映机械加工经床生产率是反映机械加工经济效益的一个重要指标。济效益的一个重要指标。 机床的传动效率反映了输入功机床的传动效率反映了输入功率的利用程度，也反映了空转功率率的利用程度，也反映了空转功率的消耗和机构运转的摩擦损失。的消耗和机构运转的摩擦损失。 三三. .机床的分析方法机床的分析方法 了解机床的功能和主要技术参数，包括机床了解机床的功能和主要技术参数，包括机床适用于加工那些类型的零件和什么形状的表面，适用于加工那些类型的零件和什么形状的表面，可加工
6、零件的尺寸范围和能达到的加工精度与可加工零件的尺寸范围和能达到的加工精度与表面质量；表面质量； 根据机床可加工零件的形状与所用的刀具，根据机床可加工零件的形状与所用的刀具，分析机床需要哪些运动；分析机床需要哪些运动； 为了实现所需的运动，分析机床上必须具备为了实现所需的运动，分析机床上必须具备哪些传动链、机构与部件，哪些传动链、机构与部件， 了解机床的总体布局、主要部件的构造、机了解机床的总体布局、主要部件的构造、机床的调整计算和操作使用。床的调整计算和操作使用。分析的次序为分析的次序为 表表 面面运运 动动传传 动动机机 构构调调 整整1.2 普通车床普通车床一一. .普通车床的功能和运动普
7、通车床的功能和运动1. 加工表面加工表面 工件的转动工件的转动：是车床的主运动。是车床的主运动。 刀具的移动刀具的移动：是车床的进给运动。：是车床的进给运动。 车车削螺纹时削螺纹时, 需有一个复合运动：螺旋运动。需有一个复合运动：螺旋运动。它可被分解为两部分：主轴的旋转和刀具的移它可被分解为两部分：主轴的旋转和刀具的移动。动。 切入运动切入运动：刀具相对工件切入一定深度。：刀具相对工件切入一定深度。 辅助运动辅助运动：如刀架、尾座的机动快移；工件：如刀架、尾座的机动快移；工件与刀具的装夹和松开；刀架的转位等。与刀具的装夹和松开；刀架的转位等。 车床类机床主要用于加工各种回转表面，车床类机床主要
8、用于加工各种回转表面，有些车床还能加工螺纹面。有些车床还能加工螺纹面。 2. 所需运动所需运动二二. . 车床的组成和主要参数车床的组成和主要参数1 1 丝杠丝杠 2 2 光杠光杠 3 3 溜板箱溜板箱4 4 拖板拖板 5 5 进给箱进给箱 6 6 主轴箱主轴箱7 7 卡盘卡盘 8 8 工件工件 9 9 刀架刀架1010 车刀车刀 1111 顶尖顶尖 1212 尾座尾座1313 床身床身 1 1 底座与主轴箱底座与主轴箱 2 2 工作台工作台3 3 工件工件 4 4 车刀车刀 5 5 刀架刀架6 6 横梁及进给箱横梁及进给箱 7 7 立柱立柱三三. . CA6140 型普通车床的传动链型普通车
9、床的传动链四四. . CA6140 型普通车床的主要部件型普通车床的主要部件1.3 齿轮加工机床齿轮加工机床一一. .齿轮加工机床的功能和运动齿轮加工机床的功能和运动齿齿轮轮加加工工机机床床圆锥齿轮加工机床圆锥齿轮加工机床圆柱齿轮加工机床圆柱齿轮加工机床齿轮齿面精加工机床齿轮齿面精加工机床滚齿滚齿机机插齿机插齿机车车齿机齿机, ,铣齿机铣齿机刨齿刨齿机机, ,铣齿机铣齿机滚齿机滚齿机拉齿拉齿机机剃齿剃齿机机研齿机研齿机磨磨齿机齿机1. 齿轮加工齿轮加工机床的分类机床的分类2. 齿形加工方法齿形加工方法成形法成形法 用与被切齿轮齿槽形状相符的用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿形；成形刀具切
10、出齿形； 如铣齿、拉齿和成型磨齿等；如铣齿、拉齿和成型磨齿等； 展成法展成法 齿轮刀具与工件按齿轮副的啮齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作展成运动，工件的齿形由刀具的切合关系作展成运动，工件的齿形由刀具的切削刃包络而成；削刃包络而成； 如插齿、滚齿、剃齿、磨齿和珩齿等。如插齿、滚齿、剃齿、磨齿和珩齿等。 齿形加工方法齿形加工方法成成 形形 法法展展 成成 法法3. 滚滚齿的运动齿的运动 滚齿相当于一对螺旋圆柱齿轮传动（滚齿相当于一对螺旋圆柱齿轮传动（a a），），一个齿轮的齿数减少到一个齿轮的齿数减少到1 12 2个齿，螺旋升角减个齿，螺旋升角减小而螺旋角加大到接近小而螺旋角加大到接近9090
11、，该齿轮就转变为，该齿轮就转变为蜗杆（蜗杆（b b），在蜗杆纵向切若干槽并加工出前后），在蜗杆纵向切若干槽并加工出前后角等，该蜗杆就成为滚刀（角等，该蜗杆就成为滚刀（c c）。当）。当滚刀和工件滚刀和工件按严格的速比关系作旋转运动时，滚刀就可在按严格的速比关系作旋转运动时，滚刀就可在工件上连续不断地切出齿来工件上连续不断地切出齿来 。滚齿的运动滚齿的运动 主运动：主运动：滚刀的旋转运动；滚刀的旋转运动； 分齿（展成）运动：即保持分齿（展成）运动：即保持滚刀与被切齿轮之间啮合关滚刀与被切齿轮之间啮合关系的运动。如果滚刀的头数系的运动。如果滚刀的头数为为k(k(一般一般k=1k=14)4)，被切齿
12、，被切齿 齿轮的齿数为齿轮的齿数为z z，则滚刀转，则滚刀转速速n n刀刀与被切齿轮转速与被切齿轮转速n n工工之之间，应严格保证如下关系：间，应严格保证如下关系：n n工工/n/n刀刀k/zk/z轴向进给运动：滚刀沿工件轴向进给运动：滚刀沿工件轴向作进给运动；轴向作进给运动；差动运动差动运动：滚刀沿工件轴向：滚刀沿工件轴向运动时，工件作附加旋转运运动时，工件作附加旋转运动动( (滚切斜齿轮滚切斜齿轮) )；滚切直齿圆柱齿轮滚切直齿圆柱齿轮滚切斜齿圆柱齿轮滚切斜齿圆柱齿轮滚齿加工方法的比较滚齿加工方法的比较加工情况加工情况形成齿形形成齿形形成齿长形成齿长运动运动传动链传动链运动运动传动链传动链
13、滚切直齿滚切直齿圆柱齿轮圆柱齿轮展成运动展成运动( (分度运动分度运动) )（B1B2）切削速度链切削速度链展成传动链展成传动链*( (分度传动链分度传动链) )轴向进给运动轴向进给运动A3轴向进给轴向进给传动链传动链滚切斜齿滚切斜齿圆柱齿轮圆柱齿轮螺旋运动螺旋运动A3B4轴向进给轴向进给传动链传动链差动传动链差动传动链*径向切入法径向切入法滚滚 切切 蜗蜗 轮轮径向切入运动径向切入运动A3径向进给径向进给传动链传动链切向切入法切向切入法滚滚 切切 蜗蜗 轮轮切向切入运动切向切入运动A3B4切向进给切向进给传动链传动链差动传动链差动传动链*二二. . Y3150E 型滚齿机床的组成和主要参数型
14、滚齿机床的组成和主要参数1 1 床身床身2 2 立柱立柱 3 3 刀架刀架4 4 主轴主轴5 5 后立柱后立柱6 6 心轴心轴 7 7 工作台工作台 主要参数主要参数 工件最大直径工件最大直径 500mm 工件最大加工宽度工件最大加工宽度 250mm 工件最大模数工件最大模数 8 mm 工件最小齿数工件最小齿数 Z最小最小=5 K 滚刀头数滚刀头数滚刀主轴转数滚刀主轴转数 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250转转/分分 三三. . Y3150E 型滚齿机床的传动系统型滚齿机床的传动系统Y3150E型滚齿机传动系统图型滚齿机传动系统图传动系统分析传动系统
15、分析 主运动传动链：主运动传动链：使滚刀和工件得到一定速度使滚刀和工件得到一定速度的旋转运动，决定展成运动的速度。的旋转运动，决定展成运动的速度。 电动机电动机IV滚刀主轴滚刀主轴展成传动链：展成传动链：是联系滚刀主轴和工作台两末是联系滚刀主轴和工作台两末端件的内传动链，这条传动链对于滚直齿、端件的内传动链，这条传动链对于滚直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮都必需保证斜齿圆柱齿轮和蜗轮都必需保证“滚刀转滚刀转Z / K转转 工件转工件转1转转”或或“滚刀转滚刀转1转转 工工件转件转K / Z转转”的严格运动关系，这也就是两的严格运动关系，这也就是两末端件的计算位移。末端件的计算位移。滚刀主轴滚刀主轴 工
16、作台轴工作台轴 febadc传动系统分析传动系统分析 差动传动链：差动传动链：滚切斜齿齿轮时，差动传动链滚切斜齿齿轮时，差动传动链的两末端件是刀架和工作台。的两末端件是刀架和工作台。 轴向进给传动链：轴向进给传动链：轴向进给传动链使滚刀刀轴向进给传动链使滚刀刀架沿工件轴线作进给运动。架沿工件轴线作进给运动。 工作台工作台X刀架刀架 空行程传动链：为了对刀时调整刀架位置的空行程传动链：为了对刀时调整刀架位置的需要，以及切削一刀后刀架退至原始位置，需要，以及切削一刀后刀架退至原始位置，以便作第二次切削，机床上设有空行程快速以便作第二次切削，机床上设有空行程快速传动链。传动链。 四四. . Y315
17、0E 型滚齿机床的主要结构型滚齿机床的主要结构1.1.合成机构：合成机构：范成运动从齿轮范成运动从齿轮Z56传入，差动传入，差动传动链的附加运动从齿轮传动链的附加运动从齿轮Z72传入，这两个传入，这两个运动经合成机构合成运动经合成机构合成( (这时需要采用长齿三这时需要采用长齿三爪牙嵌离合器爪牙嵌离合器M2)，从轴从轴上的齿轮上的齿轮e传出至传出至工件。工件。滚切直齿圆柱齿轮时，不用合成机构滚切直齿圆柱齿轮时，不用合成机构; ;而滚切斜齿圆柱齿轮时，由于要把两个运动而滚切斜齿圆柱齿轮时，由于要把两个运动合成加于工件，机床上要有合成机构。合成加于工件，机床上要有合成机构。 Y3150E型滚齿机型
18、滚齿机采用了采用了“短齿短齿”和和“长长齿齿”两种三爪牙嵌离合两种三爪牙嵌离合器器 M1和和M2。 2. 刀具主轴刀具主轴Y3150E滚齿机的滚刀箱及刀具主轴图滚齿机的滚刀箱及刀具主轴图 串刀机构：串刀时，串刀机构：串刀时，先将夹紧主轴前轴先将夹紧主轴前轴承座承座2 的压板螺钉的压板螺钉1 松开，然后手摇方松开，然后手摇方头头3，前轴就移动。，前轴就移动。串刀后，夹紧主轴串刀后，夹紧主轴前轴承。前轴承。 轴承间隙调整：调轴承间隙调整：调整时减薄调整垫片整时减薄调整垫片Q，但同时也应将，但同时也应将调整垫片调整垫片R 减薄同减薄同样的厚度。如仅调样的厚度。如仅调整主轴轴向串动时整主轴轴向串动时,
19、 ,只须调整垫片只须调整垫片R。 1.4 其他机床其他机床五五. . 组合组合机床机床 组合机床是一种由已经系列化、标准化的组合机床是一种由已经系列化、标准化的通用部件作为主体，再加上按照被加工零件通用部件作为主体，再加上按照被加工零件的工艺要求而设计的专用部件组合而成的专的工艺要求而设计的专用部件组合而成的专用机床。用机床。 1. 组合机床的类型组合机床的类型 图示为单工图示为单工位组合机床的几位组合机床的几种型式，其中，种型式，其中，(a)、(d)为单面的，为单面的，(b)、(e)、(f)为双为双面的，面的，(c)为三面为三面的。的。2. 组合机床的特点组合机床的特点设计制造周期短设计制造
20、周期短：在整台机床中，通用部件：在整台机床中，通用部件数量约占机床部件总数的数量约占机床部件总数的 (7090)；而且而且专用部件也是由大量的标准零件所组成，通专用部件也是由大量的标准零件所组成，通用部件和标准零件均可根据需要直接选用。用部件和标准零件均可根据需要直接选用。只有极少数零件是专用件，需设计制造。只有极少数零件是专用件，需设计制造。 加工效率高加工效率高：组合机床可采用多刀加工，多：组合机床可采用多刀加工，多面加工面加工( (同时从工件的几个面加工同时从工件的几个面加工) )、多工位、多工位加工加工( (几个工件同时顺序加工几个工件同时顺序加工) )，并可将多台，并可将多台组合机床组成生产线，特别适用于大批、大组合机床组成生产线，特别适用于大批、大量生产，如汽车、拖拉机、电机等行业。量生产，如汽车、拖拉机、电机等行业。 节约成本节约成本：当加工对象改变后，通用零、部：当加工对象改变后，通用零、部件可重复使用，组成新的组合机床，以免造件可重复使用，组成新的组合机床，以免造成浪费。成浪费。
