1、机械制造技术基础机械制造技术基础第第3 3章章 金属切削机床基本知识金属切削机床基本知识 山东大学机械工程学院山东大学机械工程学院20052005年年8 8月月本科生专业课程本科生专业课程 2023-5-232第第3 3章章 金属切削机床基本知识金属切削机床基本知识 目的要求：目的要求：1.掌握机床的分类和编号方法；掌握机床的分类和编号方法；2.牢固掌握工件加工表面及其形成方法；牢固掌握工件加工表面及其形成方法；3.牢固掌握机床的运动、传动联系的分类及其原则。牢固掌握机床的运动、传动联系的分类及其原则。2023-5-233q 金属切削机床，是指用切削、特种加工等方法加工金金属切削机床，是指用切
2、削、特种加工等方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。面质量的机器。它是制造机器的机器，故又称为它是制造机器的机器，故又称为“工工作母机作母机”或或“工具机工具机”（Machine-tool）,习惯上简称习惯上简称为为“机床机床”。2023-5-234q 在现代机械制造工业中，制造的机器零件，在现代机械制造工业中，制造的机器零件，特别是精特别是精密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属切削机床加工来获得的金属切削机床加工来获得的，因此机床是，因此机床是制造机器零制
3、造机器零件的主要设备件的主要设备。q 担负的工作量约占机器总制造工作量的担负的工作量约占机器总制造工作量的40%60%，它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产率。劳动生产率。2023-5-235q 金属切削机床在国民经济建设中的地位非常重要，机金属切削机床在国民经济建设中的地位非常重要，机床工业为全社会各行各业提供先进的制造技术和优质床工业为全社会各行各业提供先进的制造技术和优质高效的设备，机床工业的技术水平决定着其它行业的高效的设备，机床工业的技术水平决定着其它行业的发展水平，发展水平，在很大程度上标志着一个国家的工业生产在很大程
4、度上标志着一个国家的工业生产能力和科学技术水平能力和科学技术水平。2023-5-236第第1节节 金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区别、使用和管理，有必要对机床进行分类，别、使用和管理，有必要对机床进行分类，可以从不同的角度出发对机床进行分类可以从不同的角度出发对机床进行分类。2023-5-237一、机床的分类一、机床的分类q机床的传统分类方法机床的传统分类方法：按加工性质和所用的刀具进行按加工性质和所用的刀具进行分类分类。p目前我国机床分为目前我国机床分为：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮车床、钻
5、床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床、其它机床、特种加工机床床、其它机床、特种加工机床。卧式铣床卧式铣床 立式铣床立式铣床立式钻床立式钻床 摇臂钻床摇臂钻床2023-5-2311卧式镗床外形卧式镗床外形2023-5-2313牛头刨床牛头刨床(Horizontal Shaper)2023-5-2314插齿插齿(Gear Shaping)机机特种加工机床特种加工机床2023-5-2317种类种类用用 途途 车床车床用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表用于加工各种回转表面和回转体的
6、端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。铣床铣床可以加工平面、沟槽可以加工平面、沟槽(键槽、键槽、T形槽、燕尾槽等形槽、燕尾槽等)、分齿零件、分齿零件(齿轮、花键轴、链轮齿轮、花键轴、链轮)、螺旋形、螺旋形表面表面(螺旋槽螺旋槽)及各种曲面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。及各种曲面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。刨床刨床插床插床主要用于加工各种平面主要用于加工各种平面(如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如如水平面、垂
7、直面和斜面及各种沟槽，如T形槽、燕尾槽、形槽、燕尾槽、V形槽形槽等等)、直线成型表面。回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。、直线成型表面。回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。镗床镗床适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。磨床磨床用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、平面、用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面及各种成型面等，主要应用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。螺旋面及各种成型面等
8、，主要应用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。钻床钻床可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。齿轮加齿轮加工机床工机床加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。2023-5-2318p每一类机床又按工艺范围、布局型式和结构等，每一类机床又按工艺范围、布局型式和结构等，分为分为10个组个组，每一组又细分为每一组又细分为若干系（系列）若干系（系列）。p在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床其其它特征进一步区分。它特征进一步区分。2023-5-2319车
9、床：车床：卧式车床卧式车床 立式车床立式车床 钻塔车床钻塔车床 回轮车床回轮车床 落地车床落地车床 液压仿行车床液压仿行车床 多刀自动和半自动车床多刀自动和半自动车床 专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床2023-5-2320按应用范围（通用性程度）又可分为：按应用范围（通用性程度）又可分为：1.通用机床通用机床q用于加工用于加工多种零件的不同工序多种零件的不同工序，加工范围较广，加工范围较广，通用性较大，但通用性较大，但结构比较复杂结构比较复杂；q主要适用于单件小批生产，例如：卧式车床、万主要适用于单件小批生产，例如：卧式车床、万能升降台铣床等。能升降台铣床等
10、。2023-5-23212.专门化机床专门化机床q工艺范围较窄；工艺范围较窄；q专门用于加工专门用于加工某一类或几类零件的某一道某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序（或几道）特定工序，如曲轴车床、凸轮轴车床等，如曲轴车床、凸轮轴车床等。3.专用机床专用机床q工艺范围最窄；工艺范围最窄；q只能用于加工某一种零件的只能用于加工某一种零件的某一道特定工序某一道特定工序，适用于大批量生，适用于大批量生产，如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床和各种组产，如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床和各种组合机床等合机床等。2023-5-2322v同类型机床按工作精度又可分同类型机床按工作精度又
11、可分：普通精度机床、精密普通精度机床、精密机床和高精度机床。机床和高精度机床。v按自动化程度分按自动化程度分：手动、机动、半自动和自动手动、机动、半自动和自动的机床。的机床。v按重量与尺寸分按重量与尺寸分：仪表机床、中型机床（一般机床）、大仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（重量达型机床（重量达10t）、）、重型机床（大于重型机床（大于30t）和超重型机床和超重型机床（大于（大于100t）。）。2023-5-2323p通常，机床根据加工性质进行分类通常，机床根据加工性质进行分类，再根据其某些特点进一步再根据其某些特点进一步描述，描述，如多刀半自动车床、高精度外圆磨床如多刀半自动车床、高精
12、度外圆磨床等。等。p随着机床的发展，随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。现代机床正向数其分类方法也将不断发展。现代机床正向数控化方向发展，控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。p现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能，例如，现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能，例如，具有具有自动换刀功能的镗铣加工中心机床，集中了钻、镗、铣等自动换刀功能的镗铣加工中心机床，集中了钻、镗、铣等多种类型的机床功能多种类型的机床功能。2023-5-2324二、机床型号的编制方法二、机床型号的编制方法 p机床的型号用以简明地表示机床的机床的型号
13、用以简明地表示机床的类型、通用和结构特类型、通用和结构特性、主要技术参数性、主要技术参数等等。p我国现在最新的机床型号，是按我国现在最新的机床型号，是按1994年颁布的标准年颁布的标准“GB/T15375-94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。该标准规定，机床型号由编制的。该标准规定，机床型号由汉汉语拼音字母和数字按一定的规律语拼音字母和数字按一定的规律组合而成组合而成。如：。如：CA6140车床。车床。p通用机床型号由通用机床型号由基本部分和辅助部分基本部分和辅助部分组成，中间用组成，中间用“/”隔开，前隔开，前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。者需统一管理，
14、后者纳入型号与否由企业自定。2023-5-23252023-5-23261.机床的分类及类代号机床的分类及类代号q按工作原理分为：按工作原理分为：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床、其它机床锯床、其它机床11类类。q特种加工机床型号编制特种加工机床型号编制，暂时按原暂时按原JB1838-85标准标准中的中的“D”类编制类编制。q机床的机床的分类及类代号见表分类及类代号见表。2023-5-2327 机床的类和分类代号机床的类和分类代号类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿轮齿轮加
15、工加工机床机床螺纹螺纹加工加工机床机床铣铣床床刨刨插插床床拉拉床床特种特种加工加工机床机床锯锯床床其其他他机机床床代代号号CZTM2M3MYSXBLDGQ读读音音车车钻钻镗镗磨磨2磨磨3磨磨牙牙丝丝铣铣刨刨拉拉电电割割其其2023-5-23282.通用特性代号和结构特性代号通用特性代号和结构特性代号(1)通用特性代号通用特性代号有统一的固定含义，在各类机床中表示的意义相同。有统一的固定含义，在各类机床中表示的意义相同。表机床的通用特性代号表机床的通用特性代号通用特性通用特性高精度高精度精密精密自动自动半自动半自动数控数控加工中心加工中心仿形仿形轻型轻型加重型加重型简式简式代号代号GMZBKHF
16、QCJ读音读音高高密密自自半半控控换换仿仿轻轻重重简简2023-5-2329(2)结构特性代号结构特性代号对主参数相同而结构、性能不同的对主参数相同而结构、性能不同的机床进行区分，在型号中无统一含义，只在同类机床机床进行区分，在型号中无统一含义，只在同类机床中区分结构、性能。中区分结构、性能。如：如：CA6140 型卧式车床型号中型卧式车床型号中的的“A”，即在结构上区别，即在结构上区别C6140型卧式车床型卧式车床。如有通用特性代号，结构特性代号应在其后。如有通用特性代号，结构特性代号应在其后。2023-5-23303.机床组、系的划分原则及代号机床组、系的划分原则及代号q每类机床每类机床划
17、分为十组划分为十组（每组用一为阿拉伯数字（每组用一为阿拉伯数字表示）；表示）；q每组又划分每组又划分为十系（列）为十系（列），每系用一为阿拉伯，每系用一为阿拉伯数字表示。数字表示。2023-5-23314.主参数的表示方法主参数的表示方法用折算系数，取用折算系数，取2位数位数。5.重大改进序号重大改进序号 当机床的结构、性能有更高要求，并需按新产品当机床的结构、性能有更高要求，并需按新产品重新设计、试制和鉴定时，才按改进的先后顺序重新设计、试制和鉴定时，才按改进的先后顺序用用A、B、C（不用不用I、O）等表示以区别原型号等表示以区别原型号2023-5-2332二、机床型号的编制方法二、机床型号
18、的编制方法 以以MG1432A型高精度万能外圆磨床举例说明通用型高精度万能外圆磨床举例说明通用机床型号编制方法：机床型号编制方法：2023-5-2333CA6140C：车床类。车床类。A：结构特性代号：结构特性代号：CA6140 型卧式车床型号中的型卧式车床型号中的“A”，即在结构上区别，即在结构上区别C6140型卧式车床。型卧式车床。61：组、系代号，卧式车床。组、系代号，卧式车床。40：主参数主参数 400 mm。2023-5-23342023-5-2335第第2节节 机床的运动分析机床的运动分析 p机床的运动分析机床的运动分析（研究机床上的各种运动及其相互联系）（研究机床上的各种运动及其
19、相互联系）过程过程根据在机床上加工的各种表面和使用的刀具类型，分析得到这些根据在机床上加工的各种表面和使用的刀具类型，分析得到这些表面的方法和所需的运动，表面的方法和所需的运动，再分析为实现这些运动，机床必须具再分析为实现这些运动，机床必须具备备的传动联系，的传动联系，实现这些传动的机构，以及机床运动的调整方法实现这些传动的机构，以及机床运动的调整方法该次序总结为：该次序总结为：“表面表面运动运动传动传动机构机构调整调整”。2023-5-23361.被加工工件的表面形状被加工工件的表面形状q在切削加工过程中，装在机床上的刀具和工件按一定的规律作相在切削加工过程中，装在机床上的刀具和工件按一定的
20、规律作相对运动，通过刀具的刀刃对工件毛坯的切削作用，把毛坯上多余对运动，通过刀具的刀刃对工件毛坯的切削作用，把毛坯上多余的金属切掉，的金属切掉，从而得到所要求的表面形状从而得到所要求的表面形状。q常用的表面：常用的表面：由平面、圆柱面、圆锥面、球面、圆环面、螺旋面由平面、圆柱面、圆锥面、球面、圆环面、螺旋面、和成形表面、和成形表面等几种表面元素组成的。等几种表面元素组成的。一、工件加工表面及其形成方法一、工件加工表面及其形成方法2023-5-2337组成工件轮廓的几种几何表面2023-5-23382.2.工件表面的形成方法工件表面的形成方法q任何规则表面都可以看作是任何规则表面都可以看作是一条
21、线（称为母线）沿着另一条线（称一条线（称为母线）沿着另一条线（称为导线）运动的轨迹。为导线）运动的轨迹。q母线母线和和导线导线统称为统称为形成表面的形成表面的发生线发生线。q可逆表面可逆表面形成表面的两条发生线形成表面的两条发生线母线和导线可以互换，而不改母线和导线可以互换，而不改变形成表面的性质变形成表面的性质。q不可逆表面不可逆表面如果母线和导线不可以互换。如果母线和导线不可以互换。q注意：有些表面的两条发生线完全相同，只因母线的相对位置不同注意：有些表面的两条发生线完全相同，只因母线的相对位置不同，也可形成不同的表面，如圆柱面、圆锥面和双曲面。，也可形成不同的表面，如圆柱面、圆锥面和双曲
22、面。2023-5-2339母线位置不同形成不同表面母线位置不同形成不同表面11-11-与轴线平行；与轴线平行；22-22-与轴线不平行，不相交；与轴线不平行，不相交；33-33-与轴不平行，相交。与轴不平行，相交。2023-5-23403.形成发生线的方法及所需运动形成发生线的方法及所需运动 形成发生线的方法可归纳为四种：形成发生线的方法可归纳为四种：（l）成形法成形法(仿型法仿型法)q 利用利用成形刀具成形刀具对工件进行加工的方法。对工件进行加工的方法。q 刀刃为刀刃为切削线切削线1，它的形状和长短与需要形成的发生线，它的形状和长短与需要形成的发生线2完全完全重合，刀具无须任何运动就可以得到
23、所需的发生线形状。重合，刀具无须任何运动就可以得到所需的发生线形状。q 形成发生线形成发生线2不需运动不需运动。2023-5-2341成形法成形法(仿型法仿型法)2023-5-2342（2）展成法）展成法q利用工件和刀具作利用工件和刀具作展成切削运动展成切削运动进行加工的方法。进行加工的方法。q刀刃为刀刃为切削线切削线1，它的形状和长短与需要形成的发生线，它的形状和长短与需要形成的发生线2的形状不吻合的形状不吻合，切削线，切削线1与发生线与发生线2彼此作无滑动的纯滚动，彼此作无滑动的纯滚动，发生线发生线2就是切削线就是切削线1在在切削过程中连续位置的包络线。切削过程中连续位置的包络线。曲线曲线
24、3是切削刃上某点是切削刃上某点A的运动轨迹。的运动轨迹。q在形成发生线在形成发生线2的过程中，或者仅由切削刃的过程中，或者仅由切削刃1沿着由它生成的发生线沿着由它生成的发生线2滚滚动；或者切削刃动；或者切削刃1和发生线和发生线2（工件）共同完成复合的纯滚动，这种运（工件）共同完成复合的纯滚动，这种运动称为动称为展成运动展成运动。q形成发生线需要一个成形运动（形成发生线需要一个成形运动（展成运动展成运动）。2023-5-2343展成法展成法2023-5-2344（3）轨迹法）轨迹法q 利用刀具作一定规律的利用刀具作一定规律的轨迹运动轨迹运动对工件进行加工的对工件进行加工的方法。方法。q 刀刃刀刃
25、为切削点为切削点1，它按一定轨迹运动，形成所需的发，它按一定轨迹运动，形成所需的发生线生线2。q 形成发生线需要一个形成发生线需要一个成形运动成形运动。2023-5-2345轨迹法轨迹法2023-5-2346（4）相切法）相切法q利用利用刀具边旋转边作轨迹运动刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。对工件进行加工的方法。q刀刃为旋转刀具（铣刀或砂轮）上的切削点刀刃为旋转刀具（铣刀或砂轮）上的切削点1，刀具作旋转运动的同时，刀具作旋转运动的同时，其中心按一定规律运动，其中心按一定规律运动，切削点切削点1的运动轨迹的运动轨迹（如图中的曲线（如图中的曲线3）与工）与工件相切，形成了发生线件相切，
26、形成了发生线2。q由于刀具上有多个切削点，由于刀具上有多个切削点，发生线发生线2是刀具上所有的切削点在切削过程是刀具上所有的切削点在切削过程中共同形成的中共同形成的。q形成发生线需要二个成形运动：形成发生线需要二个成形运动：刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运动。运动。2023-5-2347相切法相切法2023-5-2348二、机床的运动二、机床的运动 表面成形运动表面成形运动为了要获得所需的工件表面形状为了要获得所需的工件表面形状，使刀具和工件按上述形成发生线的方法之一完，使刀具和工件按上述形成发生线的方法之一完成的成的运动运动。此外，还有多种辅助运动。此外
27、，还有多种辅助运动。2023-5-23491.1.表面成形运动表面成形运动 表面成形运动（简称成形运动）表面成形运动（简称成形运动）是保证得到工件是保证得到工件要求的表面形状的运动。要求的表面形状的运动。q例例1：车削外圆柱面，工件的旋转运动：车削外圆柱面，工件的旋转运动B1产生母线（产生母线（圆），刀具的纵向直线运动圆），刀具的纵向直线运动A2产生导线（直线）。产生导线（直线）。运动运动B1和和A2就是两个表面成形运动，下标就是两个表面成形运动，下标1、2表示表示表面成形运动次序。表面成形运动次序。2023-5-2350车削外圆柱表面时的成形运动2023-5-2351q 例例2：龙门刨床刨削
28、工件，工作台带着工件作往：龙门刨床刨削工件，工作台带着工件作往复直线运动，刀架带刀具作间歇的直线运动。这复直线运动，刀架带刀具作间歇的直线运动。这两个直线运动产生发生线（两个直线运动产生发生线（皆直线皆直线），因而都是），因而都是成形运动。成形运动。2023-5-2352(1)成形运动的种类成形运动的种类q简单成形运动简单成形运动旋转运动（旋转运动（B表示）和直线运动（表示）和直线运动（A表示）这两表示）这两种最简单，也最容易得到种最简单，也最容易得到。表现形式：。表现形式：主轴的旋转、刀架或工主轴的旋转、刀架或工作台的直线运动作台的直线运动。q复合成形运动复合成形运动可以分解成几个部分，每个
29、部分是一个旋转或可以分解成几个部分，每个部分是一个旋转或直线运动，与简单运动相象直线运动，与简单运动相象。但这些部分之间保持着严格的相。但这些部分之间保持着严格的相对运动关系，是相互依存，而不是独立的。所以对运动关系，是相互依存，而不是独立的。所以复合成形运动复合成形运动是一个运动，而不是两个或两个以上的简单运动是一个运动，而不是两个或两个以上的简单运动。2023-5-2353例例1：车螺纹。：车螺纹。螺纹车刀是成形刀具，因此形成螺旋面只需螺纹车刀是成形刀具，因此形成螺旋面只需1个个运动即车刀在不动的工件作空间螺旋运动。该螺旋运动分解成运动即车刀在不动的工件作空间螺旋运动。该螺旋运动分解成等速
30、的旋转运动和等速的直线运动。图等速的旋转运动和等速的直线运动。图b中以中以B11和和A12代表代表。下标第一位数表示第一个运动下标第一位数表示第一个运动（此例只有一个运动），（此例只有一个运动），后一位数后一位数表示第一个运动中的第表示第一个运动中的第1、第、第2两部分。两部分。为得到一定导程的螺旋为得到一定导程的螺旋线，线，B11和和A12须严格保持相对运动关系，即工件每转一周，刀具须严格保持相对运动关系，即工件每转一周，刀具的移动量应为一个导程的移动量应为一个导程。加工螺纹时的运动2023-5-2354例例2：用齿条刀加工齿轮。：用齿条刀加工齿轮。产生渐开线靠产生渐开线靠展成法展成法，需要
31、，需要一个复合的展成运动。该复合运动可分解为工件的旋转一个复合的展成运动。该复合运动可分解为工件的旋转B11和刀具的直线运动和刀具的直线运动A12，B11和和A12是一个运动（展成运是一个运动（展成运动动3）的二个部分，必须保持严格的运动关系）的二个部分，必须保持严格的运动关系，即工件，即工件每转过一个齿（每转过一个齿（B11），），齿条刀应移动一个周节齿条刀应移动一个周节 m（m为模数）。为模数）。2023-5-2355(2)零件表面成形所需的成形运动零件表面成形所需的成形运动母线和导线是形成零件表面的两条发生线，因此形成表面所需要的成形运母线和导线是形成零件表面的两条发生线，因此形成表面所
32、需要的成形运动动就是形成其母线及导线所需要的成形运动的总和就是形成其母线及导线所需要的成形运动的总和。例：用普通车刀车削外圆例：用普通车刀车削外圆 母线母线圆，轨迹法，需要一个成形运动圆，轨迹法，需要一个成形运动B1；（；（主运动）主运动）导线导线直线，轨迹法，需要一个成形运动直线，轨迹法，需要一个成形运动A2；（；（进给运动）进给运动）共需共需2个简单的成形运动（个简单的成形运动（B1和和A2）。）。2023-5-2356例：用成形车刀车削成形回转表面例：用成形车刀车削成形回转表面 母线母线曲线，成形法，不需要成形运动；曲线，成形法，不需要成形运动；导线导线圆，轨迹法，需一个成形运动圆，轨迹
33、法，需一个成形运动B；（；（主运动）（进给运动主运动）（进给运动是刀具的径向进给）是刀具的径向进给）故成形运动总数为故成形运动总数为l个（个（B），），是一个简单运动。是一个简单运动。2023-5-2357例：用螺纹车刀车削螺纹例：用螺纹车刀车削螺纹 母线母线成形法，不需要成形运动；成形法，不需要成形运动；导线导线螺旋线，轨迹法，需要螺旋线，轨迹法，需要1个复合成形运动，分解为个复合成形运动，分解为工工件旋转件旋转B11和刀具直线移动和刀具直线移动A12，它们之间保持严格的相对运动关它们之间保持严格的相对运动关系系。（工件旋转。（工件旋转B11是主运动，刀具直线移动是主运动，刀具直线移动A12
34、是进给运动）是进给运动）故成形运动总数为故成形运动总数为1个，是一个复合运动。个，是一个复合运动。2023-5-2358例：用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面例：用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面母线母线渐开线，渐开线，展成法展成法，需一个复合成形运动，分解为，需一个复合成形运动，分解为滚刀旋转滚刀旋转B11和工件旋转和工件旋转B12，它们之间保持严格的相对运动关系它们之间保持严格的相对运动关系：滚刀每转：滚刀每转1/K（K滚刀头数）转（滚刀头数）转（B11），），工件转过工件转过1/Z（Z齿轮齿数）转即一个齿（齿轮齿数）转即一个齿（B12）；）；导线导线直线，相切法，需直线，相切法，需2个独立的成形
35、运动，即个独立的成形运动，即滚刀旋转运动和滚刀沿工件滚刀旋转运动和滚刀沿工件轴向移动轴向移动A2。其中滚刀的旋转运动与展成运动的一部分其中滚刀的旋转运动与展成运动的一部分B11重合；重合；（滚刀旋转（滚刀旋转B11是主运动，工件旋转是主运动，工件旋转B12和滚刀沿工件轴向移动和滚刀沿工件轴向移动A2都是进给运动）都是进给运动）故成形运动的总数只有故成形运动的总数只有2个：个：一个是复合成形运动（一个是复合成形运动（B11和和B12），），另一个是简单另一个是简单成形运动成形运动A2。2023-5-2359(3)主运动和进给运动（回顾前面的主运动和进给运动（回顾前面的4个例子）个例子）成形运动按
36、其在切削加工中所起的作用，又可分成形运动按其在切削加工中所起的作用，又可分为主运动和进给运为主运动和进给运动动，它们可能是，它们可能是简单的简单的成形运动，也可能是成形运动，也可能是复合的复合的成形运动成形运动2.辅助运动辅助运动q除表面成形运动外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作。除表面成形运动外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作。q辅助动作的种类很多，主要包括各种辅助动作的种类很多，主要包括各种空行程运动、切入运动、分度空行程运动、切入运动、分度运动和操纵及控制运动和操纵及控制运动等。运动等。2023-5-2360一般情况下，每一个独立的运动都有五个要素：即一般情况下，每一个独
37、立的运动都有五个要素：即轨迹、速轨迹、速度、方向、行程和位置度、方向、行程和位置。现以牛头刨床为例来说明。现以牛头刨床为例来说明。.运动的轨迹运动的轨迹直线；直线；.运动运动速度速度切削速度切削速度v；.运动方向运动方向向前运动为切削；向前运动为切削；.运动运动行程行程L；.运动位置运动位置运动的起点为运动的起点为a，终点为，终点为b。2023-5-2361三、机床的传动联系和传动原理图三、机床的传动联系和传动原理图 1.机床的传动联系机床的传动联系 为实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备以为实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备以下下3个基本部分：个基本部分：(1)执行件执行件执行
38、机床运动的部件，执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作如主轴、刀架、工作台等，台等，其任务是带动工件或刀具完成一定形式的运动其任务是带动工件或刀具完成一定形式的运动（旋转或直线运动）和保持准确的运动轨迹。（旋转或直线运动）和保持准确的运动轨迹。2023-5-2362(1)(1)动力源动力源提供运动和动力的装置，是执行件的运动来源。提供运动和动力的装置，是执行件的运动来源。通常为电通常为电动机动机。(2)(2)传动装置传动装置传递运动和动力的装置，把动力源的运动和动力传给执传递运动和动力的装置，把动力源的运动和动力传给执行件。行件。如齿轮、链轮、胶带轮、丝杆、螺母等。如齿轮、链轮、胶带轮、丝杆、
39、螺母等。传动装置通常还需传动装置通常还需完成变速、换向、改变运动形式等任务，使执行件获得所需要的运完成变速、换向、改变运动形式等任务，使执行件获得所需要的运动速度、运动方向和运动形式动速度、运动方向和运动形式。如如“齿轮齿轮-齿条齿条”、“丝杆丝杆-螺母螺母”、“蜗杆蜗杆-蜗轮蜗轮 q传动装置把传动装置把执行件和动力源执行件和动力源或者把有关的执行件之间联接起来，或者把有关的执行件之间联接起来，构构成传动联系成传动联系。2023-5-23631.机床的传动链机床的传动链q为了在机床上得到所需的运动，必须通过为了在机床上得到所需的运动，必须通过一系列的传动件把一系列的传动件把运动源和执行件或执行
40、件和执行件联系起来运动源和执行件或执行件和执行件联系起来，称为传动联系，称为传动联系，该系列串联着的传动件，称为传动，该系列串联着的传动件，称为传动链。链。q传动链传动链构成一个传动联系的一系列传动件。构成一个传动联系的一系列传动件。q按传动链的功用分为：按传动链的功用分为：主运动传动链和进给运动传动链等。主运动传动链和进给运动传动链等。q按传动联系的性质分为：按传动联系的性质分为：外联系传动链和内联系传动链。外联系传动链和内联系传动链。2023-5-2364(1)外联系传动链：外联系传动链：运动源运动源执行件执行件 联系动源和机床执行件，使执行件得到运动，并能改联系动源和机床执行件，使执行件
41、得到运动，并能改变运动的速度和方向，变运动的速度和方向，但不要求动源和执行件之间有但不要求动源和执行件之间有严格的传动比关系。严格的传动比关系。例如：车螺纹时，从例如：车螺纹时，从电机到车床主轴的传动链就是外电机到车床主轴的传动链就是外联系传动键，联系传动键，它只决定车螺纹速度的快慢，而不影响它只决定车螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的成形螺纹表面的成形。2023-5-2365外联系传动链外联系传动链 2023-5-2366(2)内联系传动链：内联系传动链：执行件执行件执行件执行件 联系复合运动之内的各个分解部分，联系复合运动之内的各个分解部分，传动链所联系的执传动链所联系的执行件相互之间的相
42、对速度（及相对位移量）有严格的要行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证运动的轨迹求，用来保证运动的轨迹。例如：车螺纹时，为保证所需螺纹的导程大小，例如：车螺纹时，为保证所需螺纹的导程大小，主轴（主轴（工件）转一周时，车刀必须沿工件轴向移动一个导程工件）转一周时，车刀必须沿工件轴向移动一个导程。联系主轴联系主轴刀架之间的螺纹传动链，就是一条传动比有刀架之间的螺纹传动链，就是一条传动比有严格要求的内联系传动键严格要求的内联系传动键。2023-5-2367内联系传动链内联系传动链车床上车单头螺纹时的内联系。车床上车单头螺纹时的内联系。内联系传动链内联系传动链由由3对齿轮串联而对
43、齿轮串联而成，其作用是将两执行件，即主轴与刀架联系起来成，其作用是将两执行件，即主轴与刀架联系起来，保证主轴转，保证主轴转一周，刀架移动一个被加工导程，从而将两个单元运动，即主轴一周，刀架移动一个被加工导程，从而将两个单元运动，即主轴旋转旋转n1 和刀架纵向移动和刀架纵向移动n2，组成复合运动（，组成复合运动（n1 n2）。）。2023-5-2368q再如：再如：用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮时，用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮时，滚刀转滚刀转1/K转时（转时（K是滚刀头数），工件就必须转是滚刀头数），工件就必须转1/Z转（转（Z为齿轮齿数）为齿轮齿数）。联系。联系滚刀滚刀旋转旋转B11和工件旋转和工件
44、旋转B12的传动链的传动链必须保证严格的运动关系必须保证严格的运动关系。所以也是内联系传动链。所以也是内联系传动链。v由此可见：由此可见：内联系传动链中，各传动副的传动比必须内联系传动链中，各传动副的传动比必须准确不变准确不变，不应有摩擦传动或是瞬时传动比变化的传动件不应有摩擦传动或是瞬时传动比变化的传动件（如链传动（如链传动）。）。2023-5-23693.传动原理图传动原理图v传动链包括多种传动机构如：传动链包括多种传动机构如：带传动、定比齿轮带传动、定比齿轮副、丝杠螺母、蜗轮蜗杆、滑移齿轮变速机构、副、丝杠螺母、蜗轮蜗杆、滑移齿轮变速机构、离合器变速机构、交换齿轮或挂轮架以及离合器变速机
45、构、交换齿轮或挂轮架以及各种电各种电的、液压的、机械的无级变速机构的、液压的、机械的无级变速机构等。等。2023-5-2370传动机构分成两大类：传动机构分成两大类：q固定传动比的传动机构（简称固定传动比的传动机构（简称“定比机构定比机构”，有定，有定比齿轮幅、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等）；比齿轮幅、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等）；q变换传动比的传动机构（简称变换传动比的传动机构（简称“换置器官换置器官”，有，有变变速箱、挂轮架、数控机床中的数控系统速箱、挂轮架、数控机床中的数控系统等）等）。2023-5-2371v传动原理图传动原理图为便于研究机床的传动联系，用一为便于研究机床的传动联系，用一些些
46、简明的符号把传动原理和传动路线简明的符号把传动原理和传动路线表示出来表示出来。传动原理图常使用的一部分符号传动原理图常使用的一部分符号（其中表示执行件（其中表示执行件的符号还没有统一的规定，一般采用较直观的图形的符号还没有统一的规定，一般采用较直观的图形表示）。表示）。2023-5-2372传动原理图常用示意符号：传动原理图常用示意符号：a)电动机电动机 b)主轴主轴 c)车刀车刀 d)滚刀滚刀 e)合成机构合成机构 f)传动比可变换的传动比可变换的换置器官换置器官 g)传动比不变的机传动比不变的机械联系械联系 h)电的联系电的联系 i)脉冲发生脉冲发生器器 j)快调换置器官快调换置器官数控系
47、统数控系统2023-5-2373例：车床仅用于车削圆柱面或端面，不车螺纹例：车床仅用于车削圆柱面或端面，不车螺纹有二个外联系传动链：有二个外联系传动链：电动机电动机A12uv34主轴；主轴；电动机电动机B56uf78丝杠丝杠。进给采用液压传动（局部），如某些多刀半自动车床。进给采用液压传动（局部），如某些多刀半自动车床。车圆柱面时的传动原理图2023-5-2374主轴的旋转和刀具的移动是主轴的旋转和刀具的移动是两个互相独立的简单运动两个互相独立的简单运动。运动比例的变化不影响表面的性质，只影响生产率或表运动比例的变化不影响表面的性质，只影响生产率或表面粗糙度。面粗糙度。两个简单运动两个简单运动
48、各自的外联系传动链各自的外联系传动链(与动源相联系与动源相联系)：电动机电动机12uv34主轴；主轴；电动机电动机l2uv35uf67丝杠。丝杠。其中其中12uv3是公共段是公共段。2023-5-23752023-5-2376卧式车床车螺纹卧式车床车螺纹外联系传动链外联系传动链与动源相联系，即传动链与动源相联系，即传动链12uv34。内联系传动链内联系传动链形成螺旋表面需要一个运动即刀具与工件间相对形成螺旋表面需要一个运动即刀具与工件间相对的螺旋运动。此复合运动分解为主轴的旋转的螺旋运动。此复合运动分解为主轴的旋转B11和车刀的纵向移动和车刀的纵向移动A12。联系两个运动的传动键联系两个运动的
49、传动键45uf67是内联系传动链（保是内联系传动链（保证主轴每转一转，刀具均匀移动一个导程证主轴每转一转，刀具均匀移动一个导程）。）。2023-5-2377作作 业业1.按通用性程度，机床可分为哪几类？它们的适用范围是什么？按通用性程度，机床可分为哪几类？它们的适用范围是什么？2.解释机床型号解释机床型号CA6140、CM6132、M1432A、Y3150E。3.形成发生线的方法有哪些形成发生线的方法有哪些?4.分析用燕尾槽铣刀铣燕尾槽时机床所需要的运动。分析用燕尾槽铣刀铣燕尾槽时机床所需要的运动。5.分析用螺纹车刀车削螺纹时机床所需要的运动。分析用螺纹车刀车削螺纹时机床所需要的运动。6.什么是内联系传动链和外联系传动链？什么是内联系传动链和外联系传动链？
