機床多媒體課課件

1、本章提要 重點講述： 1）金屬切削機床型號的編制方法； 2）CA6140型普通車床的傳動系統(tǒng)和主要結構，以及常用的 車刀； 3）M1432A型萬能外圓磨床的傳動系統(tǒng)，無心外圓磨床和平 面磨床的工作原理，以及砂輪的特性與選擇； 4）齒輪加工的方法和Y3150E型滾齒機的傳動系統(tǒng)，以及常 用的齒輪加工刀具。 概括介紹: 孔加工機床與刀具、刨床與插床、銑床與銑刀。 提 要第1頁，共41頁。車 床第2頁，共41頁。銑 床第3頁，共41頁。磨 床第4頁，共41頁。鉆 床第5頁，共41頁。銑削過程第6頁，共41頁。插齒過程第7頁，共41頁。滾齒過程第8頁，共41頁。拉齒過程第9頁，共41頁。3.1 機床的

2、分類、型號、主要技術參數(shù) 3.1.1 機床的分類 1、 基本分類方法 機床主要是按加工方法和所用刀具進行分類，根據(jù)國家制訂的機床型號編制方法，機床共分為： 車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、 拉床、特種機床、鋸床和其它機床。 在每一類機床中，又按工藝范圍、布局型式和結構性能為若干組， 每一組又分為若干個系（系列）。 機 床 的 分 類第10頁，共41頁。 2、其他分類方法 按萬能程度分: 通用機床、專門化機床、專用機床； 按工作精度分：普通精度機床、精密機床、高精度機床； 按重量和尺寸分： 儀表機床 、 中型機床、 大型機床機床（質量20t)、 重型機床（質量

3、30t)、 超重型機床（質量 100t ）； 按機床主要器官數(shù)目分：單軸、多軸、單刀、多刀機床等； 按自動化程度分：普通、半自動、自動機床。機 床 的 分 類第11頁，共41頁。最近國外研制了制造微型機械的微型工廠。 是一個日本某學校研制的微型工廠，內有車床，加工中心，沖床，裝配機等。這微型工廠遙控監(jiān)測操作，整個工廠為體積625 mm490 mm380 mm，重量 約34kg。 第12頁，共41頁。機 床 的 型 號 編 制3.1.2 機床的型號編制 3.1.2.1 通用機床的型號編制 按GB/T15375-94金屬切削機床型號編制方法第13頁，共41頁。（1）機床的類別代號 用該類機床名稱漢

4、語拼音的第一個字母（大 寫）表示 。（表）（2）機床的特性代號 用漢語拼音字母表示。 通用特性代號 當某類型機床除有普通型外，還具有如表中所列 的各種通用特性時，則在類別代號之后加上相應的特性代號。 結構特性代號 為了區(qū)別主參數(shù)相同而結構不同的機床。（3）機床的組別、系別代號 （表之1、2） 用兩為阿拉伯數(shù)字表示，前一位表示組別，后一位表示系別。注：每類機床按其結構性能及使用范圍劃分為10個組，用數(shù)字09表示。 每一組又分為若干個系（系列）。 凡主參數(shù)相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的和相對的運動特點基本相 同，且基本結構及布局形式也相同的機床，即為同一系。 機 床 的 型 號 編 制第

5、14頁，共41頁。（4）機床主參數(shù)、設計順序號和第二主參數(shù) 機床主參數(shù)代表機床規(guī)格的大小，在機床型號中，用阿拉伯數(shù)字給出主參數(shù)的折算值（110或1100）。 第二主參數(shù)一般是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度工作臺工作面長度等。第二主參數(shù)也用折算值表示。 （表）（5）機床的重大改進順序號，序號按A、B、C、等字母的順序選用。 （6）其他特性代號 （7）企業(yè)代號 機 床 的 型 號 編 制第15頁，共41頁。例題3.1 CA6140型臥式車床 機 床 的 型 號 編 制第16頁，共41頁。例題3.2 MG1432A型高精度萬能外圓磨床 機 床 的 型 號 編 制第17頁，共41頁。 3.1.2.2

6、 專用機床的型號編制 專用機床型號表示方法為： 設計順序號（阿拉伯數(shù)字） 設計單位代號 例如，北京第一機床廠設計制造的第15種專用機床為專用銑床，其型 號為B1015。 B1015。 第15種專用機床為專用銑床 北京第一機床廠 機 床 的 型 號 編 制第18頁，共41頁。3.1.3 機床的主要技術參數(shù) 主要技術參數(shù)包括:主參數(shù)和基本參數(shù) 基本參數(shù)包括:尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。 3.1.3.1 尺寸參數(shù) 是指機床的主要結構尺寸。 尺寸參數(shù)確定后，機床上所能加工 （或安裝）的最大工件尺寸就已確定。它與所設計機床能加工工件的尺寸有關。 例如：臥式車床CA6140，主參數(shù):床身上工件最大回轉直

7、徑400mm， 第二主參數(shù): 最大工件長度 750;1000;1500;2000mm， 刀架上最大工件回轉直徑: 210mm 。機 床 的 主 要 技 術 參 數(shù)第19頁，共41頁。 3.1.3.2運動參數(shù) 指機床執(zhí)行件的運動速度 ,包括主運動的速度范圍、速度數(shù)列和進給運動的進給量范圍、進給量數(shù)列，以及空行程的速度等。 包括：主運動參數(shù)、進給運動參數(shù)。 (1）主運動參數(shù) 主軸轉速 對主運動作回轉運動的機床，其主運動參數(shù)是主軸轉速。 n=1000v /d 式中 n - 轉速（r/min）， v - 切削速度（m/min）， d- 工件或刀具直徑（mm） 主運動是直線運動的機床，如插床或刨床，主運

8、動參數(shù)是機床工作臺或滑枕的每分鐘往復次數(shù)。 對于不同的機床，主運動參數(shù)有不同的要求。專用機床用于完成特定的工藝，主軸只需一種固定的轉速。通用機床的加工范圍較寬，主軸需要變速，因此需確定它的變速范圍，即最低和最高轉速。采用分級變速時，還應確定轉速級數(shù)。 機 床 的 主 要 技 術 參 數(shù)第20頁，共41頁。主軸最低（n min）和最高（n max）轉速的確定 n min = 1000vmin/dmax ; n max = 1000vmax/dmin 變速范圍為 : 有級變速時主軸轉速序列 如某機床的分級變速機構共有Z級，其中n1=nmin、n2=nmax，Z級轉速分別為： nj+1 = nj ;

9、 nz=n1Z-1 式中 -標準公比（為了便于機床設計與使用，規(guī)定了標準公比值1.06、 1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。 機 床 的 主 要 技 術 參 數(shù)第21頁，共41頁。（2）進給運動參數(shù) 大部分機床（如車床、鉆床等）的進給量用工件或刀具每轉的位移（mm/r）表示。 直線往復運動的機床，如刨床、插床，以每一往復的位移量表示。 銑床和磨床使用的是多刃刀具，進給量常以每分鐘的位移（mm/min）表示。 3.1.3.3 動力參數(shù) 機床的動力參數(shù)是指驅動主運動、進給運動和空行程運動的電動機功率。 主傳動功率 P主=P切+P空+P附 a)切削功率P切 與加工情況、工件和刀具

10、材料及切削用量的大小有關。 P切=Fz*Vc/60000 kw 機 床 的 主 要 技 術 參 數(shù)第22頁，共41頁。 b)空載功率P空 是指機床不進行切削，即空轉時所消耗的功率。 C)附加功率P附 指機床進行切削時，因負載而增加的機械摩擦所耗的功率。 進給傳動功率 通常也采用類比和計算相結合的方法來確定。 空行程功率 指為節(jié)省零件加工的輔助時間和減輕工人勞動強度, 在機床移動部件空行程時快速移動所需的傳動功率。其大小由移動部件重量和部件啟動時的慣性力決定。 機 床 的 主 要 技 術 參 數(shù)第23頁，共41頁。3.2 工件表面成形方法與機床運動分析 3.2.1 工件表面形狀與成形方法 機械加

11、工過程是工件表面的形成過程。根據(jù)具體的設計要求，選用相應的切削加工方法，在機床上通過刀具與工件的相對運動，從工件毛坯上切除多余金屬，使之形成符合要求的形狀、尺寸的表面的過程。 1、工件表面的構成 構成零件的形狀的基本表面：平面、圓柱面、圓錐面和各種成形表面。 這些表面都可以看成是由一根母線沿著導線運動而形成的。 一般情況下，母線和導線可以互換，特殊表面如圓錐表面，不可互換。母線和導線統(tǒng)稱為發(fā)生線。 ：，工 件 表 面 形 狀 與 成 形 方 法第24頁，共41頁。 2、表面成形方法 切削加工中發(fā)生線是由刀具的切削刃和工件的相對運動得到的，由于使用的刀具切削刃形狀和采用的加工方法不同，形成發(fā)生線

12、的方法也不同，概括起來有以下四種：有軌跡法、成形法、范成法、相切法. 軌跡法 指的是刀具切削刃與工件表面之間為近似點接觸，通過刀具與工件之間的相對運動，由刀具刀尖的運動軌跡來實現(xiàn)表面的成形。采用軌跡法形成發(fā)生線時，需要一個獨立的成形運動。 成形法 是指刀具切削刃與工件表面之間為線接觸，切削刃的形狀與形成工件表面的一條發(fā)生線完全相同，另一條發(fā)生線由刀具與工件的相對運動來實現(xiàn)。 工 件 表 面 形 狀 與 成 形 方 法第25頁，共41頁。 相切法 利用刀具邊旋轉邊做軌跡運動對工件進行加工的方法。采用相切法生成發(fā)生線時，需要兩個相互獨立的成形運動 。 范成法 是指對各種齒形表面進行加工時，刀具的切

13、削刃與工件表面之間為線接觸，刀具與工件之間作展成運動（或稱嚙合運動），齒形表面的母線是切削刃各瞬時位置的的包絡線。用范成法形成發(fā)生線需要一個獨立的成形運動。 工 件 表 面 形 狀 與 成 形 方 法第26頁，共41頁。 3.2.2 機床運動分析 3.2.2.1 機床的運動 表面成形運動和輔助運動 表面成形運動 形成發(fā)生線的運動。按組成情況不同,可分為: 簡單成形運動和復合成形運動。 如果一個獨立的成形運動，是由單獨的旋轉運動或直線運動構成的，則此成形運動稱為簡單成形運動。 機 床 的 運 動 分 析第27頁，共41頁。 如果一個獨立的成形運動，是由兩個或兩個以上旋轉運動或（和）直線運動，按照

14、某種確定的運動關系組合而成，則稱此成形運動為復合成形運動。 注： 復合運動標注符號的下標含義為：第一位數(shù)字表示成形運動的序號（第一個、第二個、成形運動）；第二位數(shù)字表示構成同一個復合運動的單獨運動的序號。 機 床 的 運 動 分 析第28頁，共41頁。 按作用情況不同,可分為:主運動和進給運動 。 主運動 刀具與工件之間的相對運動。它使刀具的前刀面能夠接近工件，切除工件上的被切削層，使之轉變?yōu)榍行?，從而完成切屑加工。一般，主運動速度最高，消耗功率最大，通常只有一個主運動。例如，車削加工時，工件的回轉運動是主運動。 進給運動 根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進給運動配合主運動實現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多

15、余金屬層的刀具與工件之間的附加相對運動。進給運動與主運動配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工。進給運動可以是多個，也可以是一個；可以是連續(xù)的， 也可以是步進的。機 床 的 運 動 分 析第29頁，共41頁。 (2) 輔助運動 實現(xiàn)機床的各種輔助動作,為表面成形創(chuàng)造條件，如切入運動、切出運動、調整運動、分度運動以及其他各種空行程運動。 3.2.2.2 機床的運動聯(lián)系 要實現(xiàn)加工過程所需的各種運動，機床必需具備以下幾個主要組成部分： (1)動力源 為執(zhí)行元件提供運動和動力的裝置。如交流異步電動機、直流或交流調速電動機或伺服電動機。 (2)傳動裝置 傳遞動力和運動的裝置。通過它可把動力源的動力和運動

16、傳遞給執(zhí)行件；也可把兩個執(zhí)行件聯(lián)系起來，使二者間保持某種確定的運動關系。 機 床 的 運 動 分 析第30頁，共41頁。 (3)執(zhí)行件 機床上最終實現(xiàn)運動的部件。 由動力源-傳動裝置-執(zhí)行件或執(zhí)行件-傳動裝置-執(zhí)行件構成的傳動聯(lián)系，稱為傳動鏈。按傳動鏈的性質不同可分為 : 外聯(lián)系傳動鏈 聯(lián)系動力源與執(zhí)行機構之間的傳動鏈。它使執(zhí)行件獲得一定的速度和運動方向，其傳動比的變化，只影響生產(chǎn)率或表面粗糙度，不影響加工表面的形狀和精度。 外聯(lián)系傳動鏈中可以有摩擦傳動等傳動比不準確的傳動副(鏈傳動、帶傳動）。如普通車床在電動機與主軸之間的傳動鏈就是外聯(lián)系傳動鏈。 內聯(lián)系傳動鏈 聯(lián)系一個執(zhí)行機構和另一個執(zhí)行機

17、構之間運動的傳動鏈。它決定著加工表面的形狀和精度，對執(zhí)行機構之間的相對運動有嚴格要求 。因此，內聯(lián)系傳動鏈的傳動比必須準確，不應有摩擦傳動或瞬時傳動比變化的傳動副（如皮帶傳動和鏈傳動） 。 車削螺紋時，保證主軸和刀架之間的嚴格運動關系的傳動鏈就是內聯(lián)系傳動鏈。 機 床 的 運 動 分 析第31頁，共41頁。 傳動鏈中通常包含兩類傳動機構 ： 定比傳動機構(傳動比和傳動方向不變)，如定比齒輪副、蝸桿蝸副、絲杠螺母副等，稱為定比傳動機構 。 換置機構(可根據(jù)加工要求變換傳動比和傳動方向），如掛輪變速機構、滑移齒輪變速機構、離合器換向機構等。 （傳動原理圖:為了便于研究機床的傳動聯(lián)系,常用一些簡明的

18、符號把傳動原理和傳動路線表示出來。） 臥式車床的傳動原理圖 在車削螺紋時，臥式車床有兩條主要傳動鏈： 主運動傳動鏈(外聯(lián)系傳動鏈)，它把電動機的動力和運動傳遞給主軸。 主軸 刀具(內聯(lián)系傳動鏈)，得到刀具和工件間的復合成形運動(螺旋運動) 。機 床 的 運 動 分 析第32頁，共41頁。機 床 的 運 動 分 析 第33頁，共41頁。機床類別代號機 床 的 型 號 編 制第34頁，共41頁。通用特性代號通用特性高精度精密自動半自動數(shù)控加工中心（自動換刀）輕型加重型簡式或經(jīng)濟型仿型柔性加工單元數(shù)顯高速代號G MZ B KHQ C JFRXS讀音高密自半控換輕重簡仿柔顯速機 床 的 型 號 編 制

19、第35頁，共41頁。 組別 類別0123456789車床C儀表車床單軸自動半自動車床多軸自動、半自動車床回輪、轉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坐標鏜鉆床深孔鉆床搖臂鉆床臺式鉆床立式鉆床臥式鉆床銑鉆床中心孔鉆床鏜床T深孔鏜床坐標鏜床立式鏜床臥式銑鏜床精鏜床汽車、拖拉機修理用鏜床磨床M儀表磨床外圓磨床內圓磨床砂輪機坐標磨床導軌磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲軸、凸輪軸、花鍵軸及軋輥磨床工具磨床2M超精機內圓珩磨機外圓及其他珩磨機拋光機砂帶拋光及磨削機床刀具刃磨及研磨機床可轉位刀片磨削機床研磨機其他磨床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葉片磨削機床滾子加工機床鋼球加工機床氣門、活塞及活塞環(huán)磨削機床汽車、拖拉機修磨機床通用機床類、組劃分表（ 之1）機 床 的 型 號 編 制第36頁，共41頁。 組別 類別0123456789齒輪加工機床Y儀表齒輪加工機錐齒輪加工機滾齒及銑齒機剃齒及珩齒機插齒機花鍵軸銑床齒輪磨齒機其他齒輪加工機齒輪倒角及檢查機螺紋加工機床S套絲機攻絲機螺紋銑床螺紋