機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)講義

1、講 義教 研 室 機(jī)械制造技術(shù) 課 程 名 稱 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)主 講 教 師 焦海坤 職 稱 職 務(wù) 助教 使 用 教 材 金屬切削機(jī)床 - 4 -第一章緒論一、切削金屬機(jī)床概述1.什么是金屬切削機(jī)床 是指用切削方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸加工精度和表面質(zhì)量（切削方法最易實(shí)現(xiàn)三要求）的機(jī)器。附注：加工工件的方法：鍛造、鑄造、沖壓、焊接、切削加工、特種加工。 它是制造機(jī)器的機(jī)器，制造本身，故又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”（Machine-tool），習(xí)慣上簡(jiǎn)稱為“機(jī)床”。附注：金屬切削機(jī)床上是主要加工機(jī)器零件的設(shè)備，承擔(dān)總制造工作量占40%60%，影響工業(yè)

2、產(chǎn)品的最終質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。尤其加工精密零件，它的先進(jìn)程度直接影響到機(jī)器制造工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。它的品種質(zhì)量、加工效率直接影響其他機(jī)器產(chǎn)品的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。2.金屬切削機(jī)床的地位和作用經(jīng)濟(jì)地位：為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)等部門提供各種機(jī)器、儀器、工具、設(shè)備。戰(zhàn)略地位：滿足現(xiàn)代國(guó)防裝備，如艦艇、飛機(jī)、衛(wèi)星、飛船裝置的高技術(shù)、高加工制造精度要求。所以，金屬切削機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中占有極其重要的地位。附注：機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和軍工生產(chǎn)賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，而機(jī)床工業(yè)則是機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)。一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)力質(zhì)量、科技水平、品種、產(chǎn)量以及機(jī)床的擁有量是衡量整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)水平的

3、重要標(biāo)志。二、機(jī)床發(fā)展概況原始時(shí)代：1.公元前2000多年前，機(jī)床雛形，依靠人力的雙手反復(fù)運(yùn)動(dòng)在長(zhǎng)木料上鉆孔。人既是機(jī)床的操作者也是機(jī)床的動(dòng)力提供者。2.當(dāng)加工對(duì)象由木材逐漸過渡到金屬，采用水力、風(fēng)力、畜力等驅(qū)動(dòng)的機(jī)床以增加動(dòng)力進(jìn)行車圓、鉆孔加工。機(jī)械時(shí)代：1.十八世紀(jì)第一次工業(yè)革命，蒸汽機(jī)的新動(dòng)力使技術(shù)發(fā)生革命變革，產(chǎn)生專業(yè)分工，衍生各種機(jī)床，有原始的鉆和車銷衍化出銑削、磨削、齒輪加工等不同工藝機(jī)床。附注：1774年，英國(guó)人 威爾金森發(fā)明機(jī)密的炮筒鏜床，生產(chǎn)出汽缸，鏜銷缸體的內(nèi)孔精度達(dá)1mm，滿足瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)的要求。2.十九世紀(jì)末，采用電動(dòng)機(jī)天軸傳動(dòng)帶集中傳動(dòng)，性能很低。附注：靠蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)

4、的機(jī)床，蒸汽機(jī)的體積大，一臺(tái)蒸汽機(jī)不能只帶一臺(tái)機(jī)床，蒸汽機(jī)帶到天軸，天軸通過皮帶傳動(dòng)把動(dòng)力系統(tǒng)分配給各個(gè)機(jī)床。圖為奔馳汽車最早車間加工模型，世界第一臺(tái)汽車、飛機(jī)、火車在這種機(jī)床廠加工出來，經(jīng)營(yíng)模式由過去的作坊式單件生產(chǎn)，層次簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化為工廠組織大規(guī)模多類型件生產(chǎn)。3.二十世紀(jì)初，第二次產(chǎn)業(yè)革命，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，電氣時(shí)代，電機(jī)做為動(dòng)力源完全代替人力為機(jī)床提供動(dòng)力，機(jī)床采用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)機(jī)床；齒輪變速箱的出現(xiàn)，是機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生根本變化。人只需操縱機(jī)床。生產(chǎn)力不在受人體力限制。附注：1779年，英國(guó)莫茲力英國(guó)機(jī)床之父，創(chuàng)造車床由絲杠帶動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給，使機(jī)床發(fā)生一次重大變革。圖5龍門刨床，

5、圖6，美國(guó)人發(fā)明了臥式銑床，圖7磨床，圖8齒輪加工機(jī)床由于汽車、軸承大量生產(chǎn)的需要，研制出各種自動(dòng)機(jī)床，圖11仿形車床，組合機(jī)床。機(jī)電時(shí)代：二十世紀(jì)中期電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，機(jī)床驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)等方面反生顯著變化。附注：1952年，美國(guó)研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，人不僅不需要提供動(dòng)力，連操縱都由機(jī)器直接控制。成為機(jī)床的發(fā)展主流，程序循環(huán)（采用調(diào)速電機(jī)）加工，適應(yīng)靈活多變的產(chǎn)品，進(jìn)行中、小批量生產(chǎn)自動(dòng)化；封閉防護(hù)罩，阻止鐵屑和冷卻液飛濺傷人，通過大流量的切削液噴射冷卻，實(shí)現(xiàn)高速切削（主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到75000r/min），提高生產(chǎn)率。屏幕模擬加工，直至模擬的程序加工的產(chǎn)品合格后，進(jìn)行生產(chǎn)，

6、大大降低廢品生產(chǎn)率。簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)。加工精度日本0.01微米，圓度誤差0.03微米?，F(xiàn)代加工中心工作臺(tái)定位精度全程1.5微米，轉(zhuǎn)臺(tái)精度為萬(wàn)分之一度。每10年提高一個(gè)量級(jí)。1958年，第一臺(tái)自動(dòng)化換刀加工中心，工件一次裝恰實(shí)現(xiàn)銑、鏜、鉆、絞多工序加工。節(jié)省輔助加工時(shí)間。C軸功能，在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)塔刀架裝上自動(dòng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀具，出現(xiàn)車削中心。多工序復(fù)合加工技術(shù)：比如車銑復(fù)合，加齒輪加工和磨削功能。磨床多軸化，完成內(nèi)圓、外圓、端面磨削復(fù)合。歐洲綜合螺紋和花鍵磨削復(fù)合。機(jī)床內(nèi)加工一體化、工件識(shí)別、適應(yīng)控制等模塊。通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化、模塊化、復(fù)合化。并聯(lián)機(jī)床，21世紀(jì)的機(jī)床革命。三、我國(guó)機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r50年代

7、的“蘇聯(lián)一邊倒”60-70年代的自力更生80年代以后，全方位引進(jìn)和研發(fā)附注：其中數(shù)控及其它高新技術(shù)產(chǎn)品達(dá)1500種，覆蓋超重型、高精度、納米級(jí)超精度、特種加工、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床等前沿高科技領(lǐng)域。清華大學(xué)電機(jī)系和機(jī)械系十多位老師組成攻關(guān)小組，協(xié)同設(shè)計(jì)，平均25歲。附注：我國(guó)經(jīng)歷這十幾年的跌宕起伏由成長(zhǎng)期進(jìn)入成熟期。圖1，我國(guó)生產(chǎn)超重型立式工作臺(tái)，水力，電力，關(guān)鍵部件核電部門，水輪機(jī)組工件直徑大，立式機(jī)床加工零件的直徑達(dá)16米，三峽水電站，550噸重重型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪加工設(shè)備。圖2，臥式數(shù)控車床，重型機(jī)床，加工工件直徑4.5m，工件250噸，誤差精度7微米，機(jī)床需要重載啟動(dòng)技術(shù)，導(dǎo)軌利用靜壓導(dǎo)軌無間隙

8、技術(shù)，三峽水電站關(guān)鍵作用。圖3北京機(jī)床研究所研制納米級(jí)精度機(jī)床，標(biāo)志我國(guó)精密機(jī)床一個(gè)新的高度為我國(guó)航空、航天、天文、電子、激光提高精度，采用當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù)，數(shù)控伺服系統(tǒng)，精度制造技術(shù)，成功解決高精度導(dǎo)軌技術(shù)，主軸制造技術(shù)，氣浮制造技術(shù)，測(cè)量技術(shù)，溫度振動(dòng)技術(shù)，反饋達(dá)到2.5納米，機(jī)械進(jìn)給量5納米。與一般機(jī)床比傳動(dòng)系統(tǒng)剛度，動(dòng)靜摩擦系數(shù)不同。圖6五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，控制系統(tǒng)國(guó)家自主研制，2001年舉辦國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)，德國(guó)企業(yè)審批沒有通過 禁止向中國(guó)出售 東芝事件。 四、金屬切削機(jī)床的分類附注：機(jī)床種類3500種，隨著生產(chǎn)發(fā)展，工藝不斷革新，切削品種不斷增加，便于生產(chǎn)管理使用，進(jìn)行科學(xué)分類，按加工性質(zhì)

9、和使用刀具不同分12種。1.按機(jī)床的加工性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類：我國(guó)機(jī)床分為12大類：車床（C）、鉆床（Z）、鏜床（T）、銑床（X）、拉床（L）、磨床（M）、刨插床（B）、齒輪加工機(jī)床（Y）、螺紋加工機(jī)床（S）、特種加工機(jī)床（D）、鋸床（G）和其他機(jī)床（Q）。這是主要的機(jī)床分類方法。2.按機(jī)床的通用程度分類：1）通用機(jī)床（萬(wàn)能機(jī)床）：加工一定尺寸范圍的各種不同零件的工序；普車，搖鉆。特點(diǎn)：加工范圍較廣，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要適用于單件小批生產(chǎn)。2）專門化機(jī)床：專門化機(jī)床階于通用機(jī)床和專用機(jī)床之間，加工工藝范圍較窄。用于形狀相似，尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序進(jìn)行加工。只能用工某一類零件（或少數(shù)

10、幾類）零件的某一道（或少數(shù)幾道）特定工序加工；絲杠機(jī)床（螺紋），凸輪軸車床，發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸車床，螺旋漿銑床特點(diǎn)：介于通用機(jī)床和專用機(jī)床之間，既有加工尺寸的通用性，又有加工工序的專用性，生產(chǎn)率較高，適用于成批生產(chǎn)。3）專用機(jī)床（又稱專能機(jī)床）：加工某一種零件的某一道特定工序而設(shè)計(jì)制造的。特點(diǎn)：加工工藝范圍最窄，加工對(duì)象固定。生產(chǎn)率較高，結(jié)構(gòu)比通用機(jī)床簡(jiǎn)單，適用于大批量生產(chǎn)。（組合機(jī)床實(shí)際上也是專用機(jī)床）附注：專門化機(jī)床和專用機(jī)床的區(qū)別是專門化機(jī)床加工形狀相似而尺寸不同工件的特定工序的加工，專用機(jī)床用于特定工件的某工序加工的機(jī)床。3.按機(jī)床的精度分類：普通（精度）機(jī)床、精密機(jī)床和高精度機(jī)床（超精密級(jí)

11、機(jī)床）。4.按機(jī)床重量不同分類：1）儀表機(jī)床；2）中型機(jī)床（一般機(jī)床）；3）大型機(jī)床（大約10噸）；4）重型機(jī)床（大于30噸）；5）超重型機(jī)床（大于100噸）。5.自動(dòng)化程度分：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)及自動(dòng)機(jī)床四、金屬切削機(jī)床型號(hào)的編制方法機(jī)床的型號(hào)是機(jī)床產(chǎn)品的代號(hào)，用以表明機(jī)床的類型，通用和結(jié)構(gòu)特性，主要技術(shù)參數(shù)等。GB/T15375-94金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法規(guī)定，我國(guó)的機(jī)床型號(hào)由漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律組合而成1.通用機(jī)床和專門化機(jī)床型號(hào)通用機(jī)床型號(hào)的表示方法為：（1）機(jī)床的類別代號(hào) 用大寫漢語(yǔ)拼音字母表示，位于型號(hào)之前。類 別車 床鉆 床鏜 床磨 床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床

12、刨插床拉床鋸床其他 機(jī)床代號(hào)CZTM2M3MYSXBLGQ讀音車鉆鏜磨二磨三磨牙絲銑刨拉割其（2）機(jī)床的特性代號(hào) 表示機(jī)床所具有的特殊性能通用特性 CK表示數(shù)控車床；MBG表示高精密半自動(dòng)磨床（多個(gè)代號(hào)，按重要程度排列）通用特性高精度精密自動(dòng)半自動(dòng)數(shù)控加工中心 (自動(dòng)換刀)彷型輕型加重型簡(jiǎn)式或經(jīng)濟(jì)型柔性加工單元數(shù)顯高速代號(hào)GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控?fù)Q彷輕重簡(jiǎn)柔顯速結(jié)構(gòu)特性代號(hào) 區(qū)分同類機(jī)床（主參數(shù)相同）結(jié)構(gòu)和性能例如，CA6140型普通車床型號(hào)中的“A”，可理解為：CA6140型普通車床在結(jié)構(gòu)上區(qū)別于C6140型普通車床。（3）機(jī)床的組別，系別代號(hào)用兩位數(shù)字表示，前者組，后者系。

13、每類機(jī)床劃分10組，每組分10系。組劃分原則：在同一類機(jī)床中，主要布局或使用范圍基本相同；系劃分原則：在同一組機(jī)床中，主參數(shù)相同、并按一定公比排列，工件和刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)相同，基本結(jié)構(gòu)及布局型式相同。 組別類別0123456789車床C儀表車床單軸自動(dòng)、半自動(dòng)車床多軸自動(dòng)、半自動(dòng)車床回輪、轉(zhuǎn)塔車床曲軸及凸輪軸車床立式車床落地及臥式車床仿形及多刀車床輪、軸、輥、錠及鏟齒車床其他車床鉆床Z坐標(biāo)鏜鉆床深孔鉆床搖臂鉆床臺(tái)式鉆床立式鉆床臥式鉆床銑鉆床中心孔鉆床鏜床T深孔鏜床坐標(biāo)鏜床立式鏜床臥式銑鏜床精鏜床汽車、拖拉機(jī)修理用鏜床磨床M儀表磨床外圓磨床內(nèi)圓磨床砂輪機(jī)坐標(biāo)磨床導(dǎo)軌磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲

14、軸、凸輪軸、花鍵軸及軋輥磨床工具磨床2M超精機(jī)內(nèi)圓研磨機(jī)外圓及其他研磨機(jī)拋光機(jī)砂帶拋光及磨削機(jī)床刀具刃磨及研磨機(jī)床可轉(zhuǎn)位刀片磨削機(jī)床研磨機(jī)其他磨床3M球軸承套圈溝磨床滾子軸承套圈滾道磨床軸承套圈超精機(jī)床葉片磨削機(jī)床滾子加工機(jī)床鋼球加工機(jī)床氣門、活塞及活塞環(huán)磨削機(jī)床汽車、拖拉機(jī)修磨機(jī)床齒輪加工機(jī)床Y儀表齒輪加工機(jī)錐齒輪加工機(jī)滾齒及銑齒機(jī)剃齒及研齒機(jī)插齒機(jī)花鍵軸銑床齒輪磨齒機(jī)其他齒輪加工機(jī)齒輪倒角及檢查機(jī)螺紋加工機(jī)床S套絲機(jī)攻絲機(jī)螺紋銑床螺紋磨床螺紋車床銑床X儀表銑床懸臂及滑枕銑床龍門銑床平面銑床彷形銑床立式升降臺(tái)銑床臥式升降臺(tái)銑床床身銑床工具銑床其他銑床刨插床B懸臂刨床龍門刨床插床牛頭刨床邊緣及

15、模具刨床其他刨床拉床L側(cè)拉床臥式外拉床連續(xù)拉床立式內(nèi)拉床臥式內(nèi)拉床立式外拉床鍵槽及螺紋拉床其他拉床鋸床G砂輪片鋸床臥式帶鋸床立式帶鋸床圓鋸床弓鋸床銼鋸床其他機(jī)床Q其他儀表機(jī)床管子加工機(jī)床木螺釘加工機(jī)刻線機(jī)切斷機(jī)（4）機(jī)床的主參數(shù)，設(shè)計(jì)順序號(hào)和第二參數(shù)機(jī)床主參數(shù)：代表機(jī)床規(guī)格的大小，在機(jī)床型號(hào)中，用數(shù)字給出主參數(shù)的折算數(shù)值（1/10或1/150）設(shè)計(jì)順序號(hào)：當(dāng)無法用一個(gè)主參數(shù)表示時(shí)，則在型號(hào)中用設(shè)計(jì)順序號(hào)表示.第二參數(shù)：一般是主軸數(shù)，最大跨距，最大工作長(zhǎng)度，工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度等，它也用折算值表示.（5）機(jī)床的重大改進(jìn)順序號(hào)當(dāng)機(jī)床性能和結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)時(shí)，在原機(jī)床型號(hào)尾部，加重大改進(jìn)順序號(hào)A，B，

16、C.等.（6）其他特性代號(hào)： 主要用以反映各類機(jī)床的特性，如對(duì)數(shù)控機(jī)床，可反映不同的數(shù)控系統(tǒng)；對(duì)于一般機(jī)床可反映同一型號(hào)機(jī)床的變型等。用漢語(yǔ)拼音字母或阿拉伯?dāng)?shù)字或二者的組合來表示。（7）企業(yè)代號(hào)：生產(chǎn)單位為機(jī)床廠時(shí)，由機(jī)床廠所在城市名稱的大寫漢語(yǔ)拼音字母及該廠在該城市建立的先后順序號(hào)，或機(jī)床廠名稱的大寫漢語(yǔ)拼音字母表示。通用機(jī)床的型號(hào)編制舉例2.專用機(jī)床的型號(hào)編制專用機(jī)床的型號(hào)一般由設(shè)計(jì)單位代號(hào)和設(shè)計(jì)順序號(hào)組成，其表示方法為：1）設(shè)計(jì)單位代號(hào)通常，機(jī)床廠代號(hào)是由所在城市和該廠名稱的大寫漢語(yǔ)拼音字母或該廠在市內(nèi)建立順序號(hào)，排在型號(hào)之首。2）組代號(hào)用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位于設(shè)計(jì)單位號(hào)之后，并用：“

17、”分開。讀作：“至”。3）設(shè)計(jì)順序號(hào)由001起始，位于組代號(hào)之后。例如，沈陽(yáng)第一機(jī)床廠設(shè)計(jì)制造的第十八種機(jī)為專用機(jī)床，屬于2組，順序號(hào)為018，故其型號(hào)為S1-2018。題：解釋下列機(jī)床型號(hào)的含義。 Z3040×16：最大鉆削直徑40毫米乘最大跨距1600mm的搖臂鉆床MM7132A：工作臺(tái)最大寬度320mm的第一次改造的精密平面磨床M1432A：最大磨削直徑為320毫米的第一次改進(jìn)的萬(wàn)能外圓磨床。MBG1463：最大磨削直徑為630毫米的半自動(dòng)高精度萬(wàn)能外圓磨床。Y3150E：最大工件直徑為500毫米的第五次改進(jìn)的滾齒機(jī)。THM5650：最大工作臺(tái)面寬度為500毫米的精密立式加工中

18、心。CM6163：床身上最大回轉(zhuǎn)直徑為630毫米的精密臥式車床。CK6140：最大車削直徑為400毫米的落地臥式數(shù)控車床。第二章 機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析金屬切削機(jī)床的分析工程基本方法： 表面運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整。表面（零件）：零件是由若干表面組成：即平面、回轉(zhuǎn)體表面、螺紋面、圓錐面、漸開線等表面），但這些表面一步一步加工（即工序）獲得。運(yùn)動(dòng)：為了獲得所需要零件表面，需要工件和刀具一定規(guī)律的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。表面是由兩條發(fā)生線組成的，每條發(fā)生線由四種方法（軌跡法、成形法、相切法、展成法）之一加工獲得。即刀具和工件按照四種方法之一完成的成形運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)（工件表面成形有幾種運(yùn)動(dòng)，即有幾條傳動(dòng)鏈，注意傳動(dòng)鏈重合情況。復(fù)合運(yùn)動(dòng)

19、由兩個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)或兩個(gè)以上簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)組成；）簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)聯(lián)系是外聯(lián)系傳動(dòng)鏈；一個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)一條外聯(lián)傳動(dòng)鏈復(fù)合運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)聯(lián)系是內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。有兩條傳動(dòng)鏈，一個(gè)內(nèi)聯(lián)系和一個(gè)外聯(lián)系機(jī)構(gòu)（實(shí)現(xiàn)）：機(jī)構(gòu)具體完成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其中機(jī)構(gòu)分為定比傳動(dòng)和置換器官兩大類。（為簡(jiǎn)明表述機(jī)床傳動(dòng)原理和傳動(dòng)路線，采用傳動(dòng)原理圖）調(diào)整（5個(gè)參數(shù)，運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)的方向、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)的路程、運(yùn)動(dòng)速度調(diào)整為重要參數(shù)）：即通過置換器官記性調(diào)速，滿足不同加工對(duì)象的需要。第一節(jié)工件表面形成方法一、工件的表面形狀加工機(jī)械零件=形成零件上各個(gè)表面零件表面組成： 平面圓柱面圓錐面各種成形面附注：工件表面形成：機(jī)床加工工件過程（刀具和工件按一定

20、規(guī)律相對(duì)運(yùn)動(dòng)）即為形成零件各個(gè)表面的過程，零件上的工件表面不外乎是平面、圓柱面、圓錐面、及多種成形表面。二、表面的形成原理從幾何角度看，任何一個(gè)表面，都可以看作是一條曲線沿著另一條曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡。這兩條曲線叫做該表面的發(fā)生線，而前一條發(fā)生線，稱為母線；后一條發(fā)生線，稱為導(dǎo)線。有些表面的兩條發(fā)生線是可互換的例如：圓柱面由圓母線沿著直線導(dǎo)線移動(dòng)形成； 平面 導(dǎo)線和母線均為直線； 可逆表面 螺紋面 母線是圓，導(dǎo)線是螺旋線，不可逆。圓錐面 母線為斜直線，導(dǎo)線是圓。 不可逆表面三、發(fā)生線的形成方法1.切削刃和發(fā)生線的關(guān)系 發(fā)生線是由刀具的切削刃和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成。切削刃為點(diǎn)，要想形成發(fā)生線，切削刃運(yùn)動(dòng)軌

21、跡必須為發(fā)生線的形狀曲線。切削刃為線，與發(fā)生線吻合，切削刃無需任何運(yùn)動(dòng)便可得到發(fā)生線形狀。 與發(fā)生線不吻合，切削刃與加工表面相切形成點(diǎn)接觸，切削刃相對(duì)工件加工表面作滾動(dòng)，形成的包絡(luò)線為為發(fā)生線。2.形成發(fā)生線方法及所需運(yùn)動(dòng)1）描跡法（軌跡法）：比如車刀刀頭、刨刀。看作切削刃為點(diǎn)接觸，需要一個(gè)刀具和工件獨(dú)立相對(duì)運(yùn)動(dòng)，刀具運(yùn)動(dòng)規(guī)律按照發(fā)生線所要求的軌跡運(yùn)動(dòng)。2）成型法（仿型法）：比如成形車刀看作切削刃與發(fā)生線吻合的線接觸，用各種成形刀具切削，形成這個(gè)母線，刀具工件之間不需要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3）旋切法（相切法）：比如磨削，銑削看作切削刃為點(diǎn)接觸，發(fā)生線是旋轉(zhuǎn)的刀刃的運(yùn)動(dòng)軌跡的切線，切削時(shí)刀具的旋轉(zhuǎn)中心按

22、一定規(guī)律作軌跡運(yùn)動(dòng)，刀刃運(yùn)動(dòng)軌跡為一系列圓，它們的切線形成了發(fā)生線。刀具和工件之間要有兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是刀刃的轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)是刀刃相對(duì)于工件的移動(dòng)。4）范成法（展成法）：比如滾齒機(jī) 花鍵滾刀看作切削刃與發(fā)生線不吻合的線接觸，發(fā)生線是由刀刃在刀具與工件作對(duì)滾運(yùn)動(dòng)（又稱范成運(yùn)動(dòng)）時(shí)所形成的一些列軌跡線的包絡(luò)線。刀具與工件之間只需要一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱為范成運(yùn)動(dòng)，由刀具運(yùn)動(dòng)和工件轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)合而成。第二節(jié)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)的表示：直線運(yùn)動(dòng)A旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B機(jī)床的運(yùn)動(dòng)的目的：獲得加工零件所需表面形成一定形狀的母線和導(dǎo)線形成母線和導(dǎo)線需要刀具和工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)（四種方法）形成某種形狀表面時(shí)所需機(jī)床提供的成形運(yùn)動(dòng)的形式和

23、數(shù)目，決定于采用的加工方法和刀具結(jié)構(gòu)。形成母線和導(dǎo)線所需運(yùn)動(dòng)數(shù)之和，即為成形運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。一、運(yùn)動(dòng)的種類1.按運(yùn)動(dòng)的功用分類，分為表面成形運(yùn)動(dòng)和非表面成形運(yùn)動(dòng)兩大類。1）表面成形運(yùn)動(dòng)成形運(yùn)動(dòng)：機(jī)床上的刀具和工件，為了形成表面發(fā)生線而作的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱為表面成形運(yùn)動(dòng)， 成形運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)分類：簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)只包含一個(gè)單元的運(yùn)動(dòng)稱為簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)一般為轉(zhuǎn)動(dòng)或直線移動(dòng)。復(fù)合運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上單元運(yùn)動(dòng)組成獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，各個(gè)單元運(yùn)動(dòng)之間必須保持嚴(yán)格的速比關(guān)系，這種運(yùn)動(dòng)稱為復(fù)合運(yùn)動(dòng)。例如：車削、磨削回轉(zhuǎn)體表面為例，工件回轉(zhuǎn)和刀具直線移動(dòng)是速度各自獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，即為兩個(gè)簡(jiǎn)單的表面成形運(yùn)動(dòng)。車削螺紋

24、則是2個(gè)單元運(yùn)動(dòng)所組成的一個(gè)復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)。工件旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)必須保持嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系才能加工出螺紋線。課本例1-1、1-2、1-3、1-42）非成形運(yùn)動(dòng)（輔助運(yùn)動(dòng)）機(jī)床在加工過程中除完成成形運(yùn)動(dòng)外，還需完成其它一系列運(yùn)動(dòng)，這些與表面成形過程沒有直接關(guān)系的運(yùn)動(dòng)，統(tǒng)稱為輔助運(yùn)動(dòng)；為表面成形創(chuàng)造條件。 切入運(yùn)動(dòng)：例：使刀具切入工件，以獲得進(jìn)行成形運(yùn)動(dòng)所需工件和刀具位置運(yùn)動(dòng)，比如車削和插齒 分度運(yùn)動(dòng)：當(dāng)整個(gè)工件表面是由若干相同且均勻分布局部表面所組成時(shí)，為使表面成形運(yùn)動(dòng)以周期地連續(xù)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)。例：車削K頭螺紋，車完一條螺紋，工件相對(duì)于刀具要回轉(zhuǎn)1/K轉(zhuǎn)。各種空行程：指進(jìn)給前后的快速運(yùn)動(dòng)和各種調(diào)位運(yùn)動(dòng)。例

25、：裝卸工件，為避免碰傷操作者及工件，刀具與工件距離較遠(yuǎn)；搖臂鉆床鉆頭為對(duì)準(zhǔn)被加工孔中心，主軸箱與工作臺(tái)之間相對(duì)調(diào)位運(yùn)動(dòng)；龍門刨床、龍門銑的橫梁為適應(yīng)工件不同厚度的升降運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)：操縱控制例啟動(dòng)、停止、變速、換向、工件的夾緊和松開、自動(dòng)換刀、自動(dòng)測(cè)量、補(bǔ)償 校正運(yùn)動(dòng)：在精密機(jī)床上為了消除傳動(dòng)誤差的運(yùn)動(dòng)。二、主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)成形運(yùn)動(dòng)按其在切削加工所起的作用，分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1.主運(yùn)動(dòng)：是產(chǎn)生切削的運(yùn)動(dòng)，在切削運(yùn)動(dòng)中，消耗功率最大，貢獻(xiàn)最大，促使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切除工件上的切削層，形成鐵屑。例如：車床的主軸旋轉(zhuǎn)；鉆床鉆頭旋轉(zhuǎn)；磨床主軸帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)；牛頭刨床和插床的滑枕帶動(dòng)刨刀直線

26、往復(fù)運(yùn)動(dòng)；2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：是維持切削得以繼續(xù)的運(yùn)動(dòng)，維持連續(xù)不斷或依次切除鐵屑；例如：車床的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滾齒機(jī)工件的豎直運(yùn)動(dòng)；刨床工作臺(tái)的橫向移動(dòng)注：主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)即可是簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)也可是復(fù)合運(yùn)動(dòng)第三節(jié)機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)系和傳動(dòng)原理圖一、傳動(dòng)的基本組成部分機(jī)床的三個(gè)基本組成部分：運(yùn)動(dòng)源：為執(zhí)行件提供動(dòng)力。普車三相異步電動(dòng)機(jī)，數(shù)控車伺服電機(jī)傳動(dòng)裝置：傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置，變速、換向、改變運(yùn)動(dòng)形式執(zhí)行件：執(zhí)行機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件，如主軸，刀架，工作臺(tái)二、機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)系傳動(dòng)聯(lián)系為了在機(jī)床上得到所需的運(yùn)動(dòng)，必須通過一系列的傳動(dòng)件把運(yùn)動(dòng)源和執(zhí)行件或執(zhí)行件和執(zhí)行件聯(lián)系起來，稱為傳動(dòng)聯(lián)系。傳動(dòng)鏈構(gòu)成一個(gè)傳動(dòng)聯(lián)系的一系列順序

27、排列的傳動(dòng)件，稱為傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈中的兩類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向固定不變的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等換置機(jī)構(gòu)根據(jù)加工要求可以變換傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如掛輪變速機(jī)構(gòu)、滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)、離合器換向機(jī)構(gòu)等。傳動(dòng)鏈按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分為： 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈外聯(lián)系傳動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)源與執(zhí)行件之間的傳動(dòng)聯(lián)系，稱為外聯(lián)系。機(jī)床上運(yùn)動(dòng)源和執(zhí)行件之間為了實(shí)現(xiàn)外聯(lián)系而順次串聯(lián)的傳動(dòng)副，稱為外聯(lián)系傳動(dòng)鏈（對(duì)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)而言）。例：車外圓時(shí)，電機(jī)主軸（外聯(lián)系傳動(dòng)鏈），如圖所示。注：機(jī)床上有幾個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，就需要有幾條外聯(lián)系傳動(dòng)鏈?？梢杂懈髯元?dú)立的運(yùn)動(dòng)源，也可以幾條傳動(dòng)鏈共用一個(gè)運(yùn)動(dòng)源。內(nèi)聯(lián)

28、系傳動(dòng)鏈機(jī)床上為了將兩個(gè)或兩個(gè)以上單元運(yùn)動(dòng)組成復(fù)合的成形運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行件與執(zhí)行件之間的傳遞聯(lián)系稱為內(nèi)聯(lián)系。機(jī)床上兩個(gè)執(zhí)行件之間為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)聯(lián)系而順次串聯(lián)的傳動(dòng)副，稱為內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。注：機(jī)床工作時(shí)，內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈所聯(lián)系的兩個(gè)執(zhí)行件，將按照規(guī)定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系作相對(duì)運(yùn)動(dòng)由于內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈本身不能提供運(yùn)動(dòng)，為使執(zhí)行件得到運(yùn)動(dòng)，還需有外聯(lián)系傳動(dòng)鏈將運(yùn)動(dòng)源的運(yùn)動(dòng)傳到內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈上來。內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈的要求內(nèi)部必須保持嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)關(guān)系決定著復(fù)合運(yùn)動(dòng)的軌跡（即發(fā)生線的形狀）傳動(dòng)比是否準(zhǔn)確以及由其確定的兩單元運(yùn)動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向是否正確，會(huì)直接影響被加工表面的形狀精度不能有傳動(dòng)比不確定或瞬時(shí)傳動(dòng)比變化的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)。調(diào)整

29、內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈的換置機(jī)構(gòu)時(shí)，其傳動(dòng)比也必須有足夠精度。三、傳動(dòng)原理圖用一些簡(jiǎn)單的符號(hào)表示運(yùn)動(dòng)源與執(zhí)行件及執(zhí)行件與執(zhí)行件之間的聯(lián)系傳動(dòng)原理圖傳動(dòng)原理圖常用符號(hào)機(jī)床傳動(dòng)原理圖的畫法1）畫出工件、刀具示意圖及其運(yùn)動(dòng)；2）畫出主軸、刀架、絲桿螺母；3）畫出運(yùn)動(dòng)源（電動(dòng)機(jī)）；4）畫出該機(jī)床上的特殊機(jī)構(gòu)符號(hào)，如Uv、Uf等；5）再用虛線代表傳動(dòng)比不變的傳動(dòng)鏈，把它們之間關(guān)聯(lián)的部分聯(lián)接起來。其它的中間傳動(dòng)件則一概不畫，這樣就可以得到了一幅簡(jiǎn)潔明了的圖形，這種圖形表示了機(jī)床傳動(dòng)最基本的特征。第四節(jié)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的調(diào)整三、運(yùn)動(dòng)的主要要素每一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)都有五個(gè)要素：即軌跡、速度、方向、行程和位置，在分析運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須逐一

30、加以研究。一、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及其換置器官運(yùn)動(dòng)參數(shù)：軌跡、速度、方向、行程和位置換置器官機(jī)床運(yùn)動(dòng)的調(diào)整，就是調(diào)整每個(gè)運(yùn)動(dòng)的5個(gè)參數(shù)。改變運(yùn)動(dòng)參數(shù)的機(jī)構(gòu)稱為換置器官。二、機(jī)床運(yùn)動(dòng)的調(diào)整計(jì)算機(jī)床運(yùn)動(dòng)的調(diào)整計(jì)算按每一傳動(dòng)鏈分別進(jìn)行，其步驟如下：1. 根據(jù)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析，確定各傳動(dòng)鏈的末端件。如：主軸刀架1. 根據(jù)傳動(dòng)鏈兩末端件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定計(jì)算位移量。如；主軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)刀架移動(dòng)f1. 根據(jù)傳動(dòng)鏈及計(jì)算位移量，列出運(yùn)動(dòng)平衡方程式。如：1（r）u1ufu2tlf1. 根據(jù)運(yùn)動(dòng)平衡方程式，導(dǎo)出該傳動(dòng)鏈的換置公式。如：uff/（u1u2tl）然后按加工條件確定掛輪變速機(jī)構(gòu)所需采用的配換齒輪齒數(shù)，或確定對(duì)其它變速機(jī)構(gòu)

31、的調(diào)整要求。第三章車床第一節(jié)概述一、車床的用途和運(yùn)動(dòng)機(jī)械制造中使用最廣泛的一種機(jī)床工藝范圍：加工各種回轉(zhuǎn)表面和回轉(zhuǎn)體端面使用刀具：車刀、鉆頭、鉸刀、絲錐主運(yùn)動(dòng)：工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：刀具直線移動(dòng)二、車床的分類落地及臥式車床回輪、轉(zhuǎn)塔車床立式車床仿形及多刀車床自動(dòng)車床專門化車床：曲軸、凸輪軸、鏟齒車床第二節(jié)臥式車床的工藝范圍和布局一、工藝范圍加工各種回轉(zhuǎn)表面和回轉(zhuǎn)體端面如：內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽、成形回轉(zhuǎn)面、端平面和各種螺紋等，還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和滾花等工作，如圖所示。臥式車床主要對(duì)各種軸類、套類和盤類零件進(jìn)行加工。臥式車床的運(yùn)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)刀具直線移動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)縱向運(yùn)動(dòng)橫向運(yùn)動(dòng)

32、斜向運(yùn)動(dòng)臥式車床的特點(diǎn)通用性較大自動(dòng)化程度低加工復(fù)雜工件時(shí)，換刀麻煩輔助時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)率低適用于單件小批生產(chǎn)及修理車間二、機(jī)床的布局1）主軸箱2）刀架、床鞍3）尾座4）床身5）溜板箱6）進(jìn)給箱三、臥式車床的主參數(shù)臥式車床的主參數(shù)是床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑第二主參數(shù)是最大工件長(zhǎng)度。主參數(shù)決定了主軸軸線距離床身導(dǎo)軌的高度，第二主參數(shù)決定了床身的長(zhǎng)度。CA6140型臥式車床的主參數(shù)為400mm，但在加工較長(zhǎng)的軸、套類工件時(shí)，由于受到中滑板的限制，刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑為210mm，這也是一個(gè)重要的參數(shù)。見圖其它參數(shù)：刀架上最大回轉(zhuǎn)直徑主軸中心至床身矩形導(dǎo)軌的距離通過主軸孔的最大棒料直徑主軸前端錐孔尺寸加

33、工螺紋范圍主軸的轉(zhuǎn)速范圍電動(dòng)機(jī)功率第三節(jié)CA6140型車床的傳動(dòng)系統(tǒng)CA6140型車床是普通精度的臥式車床。傳動(dòng)系統(tǒng)包括主傳動(dòng)和刀架傳動(dòng)兩部分。傳動(dòng)鏈實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的主傳動(dòng)鏈實(shí)現(xiàn)螺紋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的縱向進(jìn)給傳動(dòng)鏈實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈快速空行程傳動(dòng)鏈主傳動(dòng)鏈兩端件：主電動(dòng)機(jī)主軸運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線是：主電動(dòng)機(jī)-1-2-uv-3-4-主軸。任務(wù)：電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給主軸通過換置機(jī)構(gòu)uv使主軸獲得各種轉(zhuǎn)速是外聯(lián)系傳動(dòng)鏈螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈兩端件：主軸刀架運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線：主軸-4-5-uf-6-8絲杠-刀架任務(wù)：聯(lián)系主軸和刀架縱向溜板保證工件和刀具之間的嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)關(guān)系通過調(diào)整換置機(jī)構(gòu)

34、uf，加工出不同種類、不同導(dǎo)程的各種螺紋是內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈縱向和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈任務(wù)實(shí)現(xiàn)一般車削時(shí)的縱向和橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及其變速與換向兩端件主軸刀架外聯(lián)系傳動(dòng)鏈主軸被看作是該兩個(gè)傳動(dòng)鏈的間接動(dòng)源。絲杠和光杠為保證螺紋導(dǎo)程精度，采用絲杠螺母絲杠可以制造得比較精密。絲杠傳動(dòng)分支實(shí)現(xiàn)螺紋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)光杠傳動(dòng)分支實(shí)現(xiàn)縱、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)光杠可大大減輕絲杠的磨損有利于長(zhǎng)期保持絲杠的精度可獲得一般車削所需的縱、橫進(jìn)給量（數(shù)值較?。┲鬏S與掛輪變速機(jī)構(gòu)之間的換向機(jī)構(gòu)，是在主軸轉(zhuǎn)向不變時(shí)，改變刀架的運(yùn)動(dòng)方向（向左或向右），車削右旋或左旋螺紋。一、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈分析它的功用：把動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)）的運(yùn)動(dòng)及能量傳給主軸，使主軸帶動(dòng)工

35、件旋轉(zhuǎn)，臥式車床的主軸應(yīng)能變速及換向。傳動(dòng)路線主傳動(dòng)系統(tǒng)圖傳動(dòng)路線表達(dá)式M1的功用為控制主軸（軸）正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。運(yùn)動(dòng)由軸到主軸可以有兩種不同的傳動(dòng)路線：主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)（n主4501400r/min）；主軸低速運(yùn)轉(zhuǎn)（n主10500r/min）。主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)與轉(zhuǎn)速計(jì)算主軸正轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際上只能獲得24級(jí)不同轉(zhuǎn)速2×3+2×3×（2×2-1）24級(jí)反轉(zhuǎn)級(jí)數(shù)為3+3×（2×2-1）=12級(jí)二、進(jìn)給傳動(dòng)鏈分析刀架可進(jìn)行縱、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。刀架的運(yùn)動(dòng)源仍是主電動(dòng)機(jī)。始端件主軸；末端件刀架因車螺紋要求主軸轉(zhuǎn)一周時(shí)刀架移動(dòng)一個(gè)被加工螺紋的導(dǎo)程，

36、并且車外圓進(jìn)給量是以主軸轉(zhuǎn)一周時(shí)刀架的移動(dòng)量來表示，所以分析傳動(dòng)關(guān)系時(shí)，把主軸作為刀架傳動(dòng)的始端。刀架傳動(dòng)系統(tǒng)的組成擴(kuò)大螺距傳動(dòng)組變換左右螺紋傳動(dòng)組變換左右螺紋傳動(dòng)組基本變速組增倍變速組進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈分析進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈?zhǔn)鞘沟都軐?shí)現(xiàn)縱向或橫向運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈的兩末端件主軸刀架1.車削螺紋CA6140型臥式車床能車削常用的米制、英制、模數(shù)制及徑節(jié)制四種螺紋；還可以車削加大螺距、非標(biāo)準(zhǔn)螺距及較精確的螺紋。它既可以車削右旋螺紋，也可以車削左旋螺紋。車削螺紋時(shí)，主軸與刀具之間必須保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：主軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)刀架移動(dòng)S工mm上述關(guān)系稱為車削螺紋時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的“計(jì)算位移”。車螺紋的運(yùn)動(dòng)平衡式：1（

37、r主軸）×u0×ux×S絲=S工式中：u0主軸至絲杠之間全部定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，是一個(gè)常數(shù)；ux主軸至絲杠之間換置機(jī)構(gòu)的可變傳動(dòng)比；S絲機(jī)床絲杠的導(dǎo)程，CA6140型車床為：S絲P12mm；S工被加工螺紋的導(dǎo)程，單位為mm。（1）車米制螺紋（2）車削模數(shù)螺紋（3）車削英制螺紋（4）車削徑節(jié)螺紋（5）車削非標(biāo)準(zhǔn)螺距和較精密螺紋CA6140型車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈中加工螺紋時(shí)的傳動(dòng)路線表達(dá)式歸納總結(jié)如下：2.機(jī)動(dòng)進(jìn)給（車削圓柱面和端面）車削圓柱表面時(shí)，可使用機(jī)動(dòng)的縱向進(jìn)給。車削端面時(shí)，可使用機(jī)動(dòng)的橫向進(jìn)給。為了避免絲杠磨損過快及便于人工操縱（將刀架運(yùn)動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)放在溜板箱上

38、），車削圓柱面和端面時(shí)，機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由光杠經(jīng)溜板箱傳動(dòng)的。機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)路線表達(dá)式如下（1）縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量共64種（2）橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量橫向進(jìn)給量的種數(shù)有64種。刀架的快速移動(dòng)CA6140型開停和換向裝置第四節(jié)CA6140型車床的主要結(jié)構(gòu)一、主軸箱功用支承主軸和傳動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，并使其實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、停止、變速和換向等。主軸的組成卸荷式皮帶輪雙向多片式摩擦離合器和制動(dòng)器及操縱機(jī)構(gòu)主軸組件滑動(dòng)齒輪的變速操縱機(jī)構(gòu)等典型機(jī)構(gòu)。1.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定比傳動(dòng)、變速機(jī)構(gòu)定比傳動(dòng)僅用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力一般采用齒輪傳動(dòng)副變速機(jī)構(gòu)一般采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確當(dāng)變速齒輪為斜齒或尺寸較大時(shí)，

39、則采用離合器變速（1）卸荷式皮帶輪（2）傳動(dòng)齒輪（3）傳動(dòng)軸的支承結(jié)構(gòu)（4）主軸及其軸承2.主軸變向、制動(dòng)及其操縱（1）摩擦離合器（2）制動(dòng)裝置3.變速操作機(jī)構(gòu)二、進(jìn)給箱功用變換被加工螺紋種類和導(dǎo)程獲得各種機(jī)動(dòng)進(jìn)給量組成部份變速機(jī)構(gòu)變換螺紋導(dǎo)程和進(jìn)給量移換機(jī)構(gòu)變換螺紋種類操縱機(jī)構(gòu)三、溜板箱功用將絲杠或光杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)刀架進(jìn)給控制刀架運(yùn)動(dòng)的接通、斷開和換向機(jī)床過載時(shí)控制刀架自動(dòng)停止進(jìn)給手動(dòng)操縱刀架移動(dòng)和實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)等溜板箱中的主要機(jī)構(gòu)：開合螺母機(jī)構(gòu)接通絲杠傳動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將光杠的運(yùn)動(dòng)傳至縱向齒輪齒條和橫向進(jìn)給絲杠轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)接通、斷開和轉(zhuǎn)換縱橫進(jìn)給過載保險(xiǎn)裝置和互鎖機(jī)構(gòu)保證機(jī)床工作安全

40、操縱機(jī)構(gòu)控制刀架運(yùn)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)改變縱、橫機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向快速空行程傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1.縱、橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給操縱機(jī)構(gòu)2.開合螺母機(jī)構(gòu)3.互鎖機(jī)構(gòu)4.超越離合器5.過載保險(xiǎn)裝置四、刀架和尾架功用安裝車刀，并由溜板帶動(dòng)其作縱向、橫向和斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。組成它由床鞍、橫向溜板、轉(zhuǎn)盤、刀架溜板和方刀架等第四章齒輪加工機(jī)床第一節(jié)工作原理和分類一、齒輪的加工方法齒輪的加工方法很多，如鑄造、鍛造、熱軋、沖壓以及切削加工等。精密齒輪的加工主要是切削方法。按形成齒形的原理，切削齒輪的方法可分為兩大類：展成法。成形法1.成形法要求刀具的切削刃形狀與被切齒輪的齒槽形狀相吻合。優(yōu)點(diǎn)機(jī)床較簡(jiǎn)單，可利用通用機(jī)床加工。缺點(diǎn)對(duì)于同一模數(shù)的齒輪，

41、只要齒數(shù)不同，齒廓形狀就不相同，需采用不同的成形刀具；加工出來的齒形是近似的，加工精度較低；每加工完一個(gè)齒槽后，工件需要周期地分度一次，生產(chǎn)率也較低。最常用的是用盤狀模數(shù)銑刀和指狀模數(shù)銑刀2.展成法利用齒輪的嚙合原理加工齒輪。把齒輪嚙合副（齒條齒輪、齒輪齒輪）中的一個(gè)轉(zhuǎn)化為刀具；另一個(gè)轉(zhuǎn)化為工件，并強(qiáng)制刀具和工件作嚴(yán)格的嚙合運(yùn)動(dòng)而范成切出齒廓。特點(diǎn)范成法切齒所用刀具切削刃的形狀相當(dāng)于齒條或齒輪的齒廓，它與被切齒輪的齒數(shù)無關(guān)每一種模數(shù)，只需用一把刀具就可以加工各種不同齒數(shù)的齒輪。加工精度和生產(chǎn)率一般比較高應(yīng)用廣泛，齒輪加工機(jī)床絕大多數(shù)采用展成法。二、齒輪加工機(jī)床的類型按照被加工齒輪的種類，齒輪加

42、工機(jī)床可以分為圓柱齒輪加工機(jī)床、圓錐齒輪加工機(jī)床兩類。圓錐齒輪加工機(jī)床滾齒機(jī)、插齒機(jī)等。錐齒輪的加工方法主要有：刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、拉齒機(jī)等。加工弧齒錐齒輪銑齒機(jī)精加工齒輪齒面的方法有：磨齒機(jī)、剃齒機(jī)、研齒機(jī)等。第二節(jié)滾齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析是應(yīng)用最廣泛的齒輪加工機(jī)床滾齒機(jī)主要用于加工直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和蝸輪。一、滾齒原理滾齒加工是根據(jù)展成法原理來加工齒輪輪齒的。由一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪嚙合傳動(dòng)原理演變而來。將這對(duì)嚙合傳動(dòng)副中的一個(gè)齒輪的齒數(shù)減少到幾個(gè)或一個(gè)，螺旋角增大到很大（即螺旋升角很?。统闪宋仐U。再將蝸桿開槽并鏟背，就成為齒輪滾刀。二、滾切直齒圓柱齒輪1.機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)原理圖用滾刀加工直齒

43、圓柱齒輪需要兩個(gè)表面成形運(yùn)動(dòng)，三條傳動(dòng)鏈。兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)根據(jù)表面成形原理，加上直齒圓柱齒輪時(shí)的成形運(yùn)動(dòng)應(yīng)包括：形成漸開線齒廓（母線）的運(yùn)動(dòng)由范成法形成，靠滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B11和工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B12組成的復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)范成運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)；形成直線形齒線（導(dǎo)線）的運(yùn)動(dòng)。由相切法形成，靠滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B11和滾刀沿工件軸線的直線運(yùn)動(dòng)A2來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)根據(jù)切削中所起作用，習(xí)慣稱滾齒時(shí)的運(yùn)動(dòng)分別為：工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為范成運(yùn)動(dòng)滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)滾刀沿工件軸線方向的移動(dòng)為軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)三條傳動(dòng)鏈（1）展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：滾刀45ux67工件。這是一條內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。（2）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈電動(dòng)機(jī)12uv34滾刀。這是一條外聯(lián)系傳動(dòng)

44、鏈。（3）豎直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈工件78uf910刀架升降絲杠。這是一條外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。2.滾刀的安裝滾刀刀齒是沿螺旋線分布的，螺旋升角為。加工直齒圓柱齒輪時(shí)，為了使切削點(diǎn)處滾刀刀齒運(yùn)動(dòng)方向與被切齒輪的齒槽方向一致。滾刀軸線與被切齒輪端面之間應(yīng)傾斜一個(gè)角度，這個(gè)角度稱為滾刀的安裝角。滾刀的安裝角在數(shù)量上等于滾刀的螺旋升角。三、滾切斜齒圓柱齒輪1.機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)原理圖形成漸開線所需的運(yùn)動(dòng)與滾切直齒圓柱齒輪相同。斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪的區(qū)別在于齒長(zhǎng)方向不是直線，而是螺旋線。加工斜齒圓柱齒輪時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是螺旋運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)可由滾刀刀架的直線運(yùn)動(dòng)A21和工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B22兩部分復(fù)合

45、而成。因?yàn)楣ぷ髋_(tái)既要在展成運(yùn)動(dòng)中完成B12，又要在形成螺旋線的運(yùn)動(dòng)中完成B22，故B22被稱為附加轉(zhuǎn)動(dòng)?？傊簼L切斜齒圓柱齒輪需要兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是形成漸開線的復(fù)合運(yùn)動(dòng)（B11和B12），另一個(gè)是形成螺旋齒向線的復(fù)合運(yùn)動(dòng)（A21和B22）。滾切斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與滾切直齒圓柱齒輪不同處：齒線為螺旋線所需運(yùn)動(dòng)范成運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)附加運(yùn)動(dòng)即滾刀移動(dòng)一個(gè)工件螺旋線導(dǎo)程T時(shí)，工件應(yīng)準(zhǔn)確地附加轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)的兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)都各需一條內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈和一條外聯(lián)系傳鏈。形成漸開線的展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈與滾切直齒輪時(shí)完全相同。產(chǎn)生螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈連接刀架移動(dòng)A21和工件的附加轉(zhuǎn)動(dòng)

46、B22保證當(dāng)?shù)都苤本€移動(dòng)距離為工件螺旋線的一個(gè)導(dǎo)程T時(shí)，工件的附加轉(zhuǎn)動(dòng)為一轉(zhuǎn)。這條內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈習(xí)慣上稱為差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。u 帶動(dòng)刀架直線移動(dòng)的進(jìn)給鏈，也與切削直齒圓柱齒輪時(shí)相同，是一條外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。差動(dòng)傳動(dòng)鏈為絲杠1213uy1415合成機(jī)構(gòu)67ux89工件。換置器官的傳動(dòng)比uy根據(jù)被加工齒輪的螺旋線導(dǎo)程T或螺旋傾角調(diào)整。2.滾刀的安裝當(dāng)滾刀與齒輪的螺旋線方向相同時(shí)，滾刀的安裝角=-。當(dāng)滾刀與齒輪的螺旋線方向相反時(shí)，滾刀的安裝角=+。齒輪螺旋角3.工件附加轉(zhuǎn)動(dòng)的方向第三節(jié)Y3150E滾齒機(jī)一、概述用途直齒圓柱外齒輪斜齒圓柱外齒輪蝸輪短花鍵軸適用成批、小批、單件生產(chǎn)2.總體布局床身支撐件；立柱用

47、于安裝傳動(dòng)系統(tǒng)；刀架可以沿立柱上的導(dǎo)軌上下移動(dòng)，還可以繞自己的水平軸轉(zhuǎn)位；小立柱連同工作臺(tái)一起作水平方向移動(dòng)以適應(yīng)不同的直徑工件；心軸安裝工件用；工作臺(tái)Y3150E主要參數(shù)最大加工直徑500mm最大加工模數(shù)8mm最大加工寬度250mm工件最少齒數(shù)Z=5K主電機(jī)功率5.5KW主電機(jī)轉(zhuǎn)速1410rpm機(jī)床重量4300KG主軸轉(zhuǎn)速9級(jí)40250刀架垂直進(jìn)給量12級(jí)0.44mm/工作臺(tái)每轉(zhuǎn)刀架最大回轉(zhuǎn)角度2403.運(yùn)動(dòng)根據(jù)表面成形原理，加工圓柱齒輪時(shí)的成形運(yùn)動(dòng)包括：形成漸開線齒廓（母線）的運(yùn)動(dòng)形成齒長(zhǎng)（導(dǎo)線）的運(yùn)動(dòng)。其中：漸開線齒廓由展成法形成；直線齒長(zhǎng)由相切法形成。對(duì)于加工斜齒輪時(shí)，其導(dǎo)線為螺旋線。

48、滾齒機(jī)傳動(dòng)原理圖二、傳動(dòng)系統(tǒng)分析Y3150E型滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，如圖所示，該傳動(dòng)系統(tǒng)圖有5條傳動(dòng)鏈。主傳動(dòng)鏈范（展）成傳動(dòng)鏈進(jìn)給傳動(dòng)鏈差動(dòng)傳動(dòng)鏈（加工斜齒圓柱齒輪時(shí)需要）滾刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈（一）加工直齒圓柱齒輪的調(diào)整計(jì)算主傳動(dòng)鏈范（展）成傳動(dòng)鏈進(jìn)給傳動(dòng)鏈滾刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈1.主傳動(dòng)鏈傳動(dòng)路線換置公式2.范（展）成傳動(dòng)鏈傳動(dòng)路線換置計(jì)算范成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈換置公式3.進(jìn)給傳動(dòng)鏈傳動(dòng)路線換置計(jì)算換置公式（二）加工斜齒圓柱齒輪的調(diào)整計(jì)算有5條傳動(dòng)鏈主傳動(dòng)鏈范（展）成傳動(dòng)鏈進(jìn)給傳動(dòng)鏈差動(dòng)傳動(dòng)鏈（加工斜齒圓柱齒輪時(shí)需要）滾刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈1.主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和加工直齒圓柱齒輪時(shí)相同。2.軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈

49、和加工直齒圓柱齒輪相同進(jìn)給量不同3.范成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈傳動(dòng)路線及兩端件計(jì)算位移：和加工直齒圓柱齒輪時(shí)相同運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu)用離合器M2聯(lián)接，其傳動(dòng)比為u合1=-1換置公式4.差動(dòng)傳動(dòng)鏈（附加運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈）傳動(dòng)路線換置公式滾齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu)作用：將范成運(yùn)動(dòng)中工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和工件的附加運(yùn)動(dòng)合成后傳到工作臺(tái)，使工件獲得合成運(yùn)動(dòng)。用途加工斜齒圓柱齒輪大質(zhì)數(shù)齒輪切向進(jìn)給法加工蝸輪時(shí)。合成機(jī)構(gòu)構(gòu)成圓柱齒輪或錐齒輪行星機(jī)構(gòu)。滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成：范成運(yùn)動(dòng)中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B12和螺旋軌跡運(yùn)動(dòng)的附加運(yùn)動(dòng)B22。合成機(jī)構(gòu)作用：將兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成不發(fā)生矛盾5.滾刀架快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈功用：刀架作快速升降運(yùn)動(dòng)

50、調(diào)整刀架位置進(jìn)給前后實(shí)現(xiàn)快進(jìn)和快退加工斜齒輪時(shí)，檢查附加運(yùn)動(dòng)的方向三、滾刀刀架結(jié)構(gòu)和滾刀的安裝調(diào)整（一）滾刀刀架的結(jié)構(gòu)作用支承滾刀主軸帶動(dòng)安裝在主軸上的滾刀作沿工件軸向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。組成刀架體和刀架溜板。裝有滾刀主軸的刀架體可相對(duì)刀架溜板轉(zhuǎn)一定角度，以便使主軸旋轉(zhuǎn)軸線處于所需位置，刀架溜板則可沿立柱導(dǎo)軌作直線運(yùn)動(dòng)串刀串刀：調(diào)整滾刀軸向位置目的：使?jié)L刀的刀齒（或齒槽）對(duì)稱于工件的軸線，以保證加工出的齒廓兩側(cè)對(duì)稱；使?jié)L刀的磨損不致集中在局部長(zhǎng)度上，而是沿全長(zhǎng)均勻地磨損，以提高滾刀使用壽命。（二）滾刀安裝角的調(diào)整滾齒時(shí)，為了切出準(zhǔn)確的齒形，應(yīng)使?jié)L刀和工件處于正確的“嚙合”位置滾刀在切削點(diǎn)處的螺旋線方向

51、應(yīng)與被加工齒輪齒槽方向一致。需將滾刀軸線與工件頂面安裝成一定的角度，稱作安裝角。安裝角：±被加工齒輪的螺旋角滾刀的螺旋升角四、工作臺(tái)被加工齒坯通過工件心軸或夾具裝在工作臺(tái)上，由工作臺(tái)帶動(dòng)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。組成：工作臺(tái)、底座、蝸桿蝸輪副、快速驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)油缸等。雙圓環(huán)導(dǎo)軌支承和長(zhǎng)錐體定心軸向負(fù)荷由工作臺(tái)底座上的環(huán)形導(dǎo)軌a、b承受徑向負(fù)荷由長(zhǎng)錐體滑動(dòng)軸承承受五、滾切齒數(shù)大于100的質(zhì)數(shù)直齒圓柱齒輪的調(diào)整計(jì)算1、加工原理按選定的z0來調(diào)整范成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 Z0與被加工齒輪的齒數(shù)Z的數(shù)值相近Z與Z0的差值可正可負(fù)，通常取差值為15150范成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈兩端件運(yùn)動(dòng)關(guān)系改變?yōu)椋簼L刀主軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)k/z0轉(zhuǎn)在范成運(yùn)動(dòng)中，滾刀轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時(shí)，工件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)誤差：（kz-k/z0）轉(zhuǎn)附加運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈在工件轉(zhuǎn)k/z轉(zhuǎn)過程中，使工件得到附加的（kz-k/z0）轉(zhuǎn)，從而加工出齒輪齒數(shù)為Z的直齒圓柱齒輪。2傳動(dòng)鏈的調(diào)整計(jì)算主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈與滾切直齒圓柱齒輪時(shí)相同軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈與滾切直齒圓柱齒輪時(shí)相同范成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈需調(diào)整計(jì)算附加運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈需調(diào)整計(jì)算第四節(jié)插齒機(jī)一