第二章金屬切削機床基本知識

主要內(nèi)容1、切削機床的類型和基本構(gòu)造2、機床的傳動3、自動機床和數(shù)控機床

第二章金屬切削機床的基本知識4、柔性制造系統(tǒng)和計算機輔助設(shè)計與制造

第二章金屬切削機床的基本知識金屬切削機床是對金屬工件進行切削加工的機器，習慣上簡稱機床。第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造一.機床的類型

按機床的加工方式、加工對象或主要用途來分類，分成為12大類：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、特種加工機床、鋸床和其它機床。隨著機床的發(fā)展，現(xiàn)在機床常被分為數(shù)控機床和非數(shù)控機床。

第二章金屬切削機床的基本知識第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造二、機床的基本構(gòu)造1—主軸箱2—夾盤3—刀架4—后頂尖5—尾座6—床身7—光杠8—絲杠9—溜板箱10—底座11—進給箱

第二章金屬切削機床的基本知識第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造二、機床的基本構(gòu)造1—底座2—床身3—懸梁4—主軸5—支架6—工作臺7—回轉(zhuǎn)盤8—床鞍9—升降臺銑削加工視頻

第二章金屬切削機床的基本知識第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造二、機床的基本構(gòu)造立式鉆床1—工作臺2—主軸3—主軸箱4—立柱5—底座搖臂鉆床1—底座2—工作臺3—立柱4—搖臂5—主軸箱和進給箱6—主軸

第二章金屬切削機床的基本知識第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造二、機床的基本構(gòu)造立式鉆床加工視頻

第二章金屬切削機床的基本知識第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造二、機床的基本構(gòu)造磨削加工1－床身2－頭架3－砂輪4－主軸5－尾架6－導軌7－工件8－工作臺磨削加工視頻

第二章金屬切削機床的基本知識第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造二、機床的基本構(gòu)造磨床視頻

第二章金屬切削機床的基本知識第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造二、機床的基本構(gòu)造

第二章金屬切削機床的基本知識第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造二、機床的基本構(gòu)造當刨床直立放置時就可以看成是插床

插削視頻

第二章金屬切削機床的基本知識第一節(jié)機床的類型和基本構(gòu)造二、機床的基本構(gòu)造機床由以下幾個主要部分組成：⑴主傳動部件用來實現(xiàn)機床的主運動⑵進給傳動部件用來實現(xiàn)機床的進給運動，也用來實現(xiàn)機床的調(diào)整、退刀及快速運動等。⑶工件安裝裝置用來安裝工件，如卡盤和尾架，銑床工作臺等。⑷刀具安裝裝置用來安裝刀具，車床刀架、磨床砂輪軸等。⑸支承件用來支承和連接機床的零部件，如機床床身、底座等。⑹動力源為機床運動提供動力，機床電動機。

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動減速器帶傳動蝸桿傳動齒輪傳動動畫齒輪傳動

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動1、機床上常用的傳動副及其傳動關(guān)系⑴帶傳動d1、d2----分別為主動、從動帶輪直徑，mm;

n1、n2----分別為主動、從動帶輪的轉(zhuǎn)速，r/min;i--------傳動比，指從動輪與主動輪的轉(zhuǎn)速之比。傳動副：用來傳遞運動和動力的裝置。機床上常用的傳動副及其傳動關(guān)系如下：

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動主動輪從動輪⑵齒輪傳動一、機床的機械傳動1、機床上常用的傳動副及其傳動關(guān)系

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動⑶蝸桿傳動一、機床的機械傳動1、機床上常用的傳動副及其傳動關(guān)系K－蝸桿的線數(shù)Z－蝸輪的齒數(shù)

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動（4）齒輪齒條傳動一、機床的機械傳動1、機床上常用的傳動副及其傳動關(guān)系mm/sz---齒輪齒數(shù);n---齒輪轉(zhuǎn)速,r/min;p---齒條齒距,p=∏m,mm;m---齒條、齒輪模數(shù)，mm

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動⑸螺桿傳動一、機床的機械傳動1、機床上常用的傳動副及其傳動關(guān)系mm/sn---螺桿轉(zhuǎn)速,r/min;p---單頭螺桿螺距,mm。用多頭螺桿傳動時mm/sK---螺桿螺紋頭數(shù)

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比傳動鏈:是指實現(xiàn)從首端件向末端件傳遞運動的一系列傳動件的總和，它是由若干傳動副按一定方法依次組合起來的。傳動鏈表示可以用規(guī)定的一些簡圖符號組成傳動圖，也可以用傳動結(jié)構(gòu)式來表示課本P38、39

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動空套連接普通平鍵連接導向平鍵連接花鍵連接2、傳動鏈及其傳動比車床常用傳動件的簡圖符號

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比車床常用傳動件的簡圖符號

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比車床常用傳動件的簡圖符號

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比車床常用傳動件的簡圖符號

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比車床常用傳動件的簡圖符號

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比車床常用傳動件的簡圖符號

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比車床常用傳動件的簡圖符號

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比車床常用傳動件的簡圖符號

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比車床常用傳動件的簡圖符號

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比如圖所示，已知n1、d1、d2、z1、z2、z3、z4、z5、z6、k、Z7的具體數(shù)字，可求出傳動鏈中任何一軸的轉(zhuǎn)速。

如：求軸Ⅵ的轉(zhuǎn)速nⅥ

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動2、傳動鏈及其傳動比可按下式計算：式中：i1~i5—分別為傳動鏈中相應傳動副的傳動比。i總—傳動鏈的總傳動比，i總＝i1·i2·i3·i4·i5,即傳動鏈的總傳動比等于傳動鏈中各傳動副傳動比的乘積。

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動3、機床常用的變速機構(gòu)機床在對工件進行切削加工時，需求各種不同的切削速度，最好是無級變速機床，但在實際中，一般機床多通過變速機構(gòu)，來選取接近要求的轉(zhuǎn)速。機床變速基本形式是應用齒輪箱中的兩種變速機構(gòu)：1.滑動齒輪變速機構(gòu)2.離合器式齒輪變速機構(gòu)

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動3、機床常用的變速機構(gòu)2i1=Z1/Zi2i3==Z3/Z4Z5/Z6⑴滑動齒輪變速機構(gòu)

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動3、機床常用的變速機構(gòu)i1＝z1/z2；i2=z3/z4；⑵離合器式齒輪變速機構(gòu)

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動4、臥式車床傳動簡介傳動系統(tǒng)圖中，羅馬數(shù)字表示傳動軸的編號，阿拉伯數(shù)字表示齒輪齒數(shù)或帶輪直徑，字母M表示離合器等。進給運動1進給運動24、臥式車床傳動簡介（一）主運動傳動系統(tǒng)主運動傳動路線表達式：電動機—Ⅰ—33/2219/34—Ⅱ—34/3222/4528/39—Ⅲ—Φ176/Φ200—Ⅳ

—M1右移M1左移27/2727/63—Ⅴ

—17/58—主軸Ⅵ

(1440r/min)主軸幾級轉(zhuǎn)速：2×3×1×2＝12二、主運動傳動系統(tǒng)（二）進給運動傳動系統(tǒng)（二）進給運動傳動系統(tǒng)換向結(jié)構(gòu)（二）進給運動傳動系統(tǒng)（二）進給運動傳動系統(tǒng)（二）進給運動傳動系統(tǒng)（二）進給運動傳動系統(tǒng)（二）進給運動傳動系統(tǒng)

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動5、機床機械傳動的組成（1）定比傳動機構(gòu)具有固定傳動比或固定傳動關(guān)系的傳動機構(gòu)，如前面介紹的傳動副。（2）變速機構(gòu)改變機床部件運動速度的機構(gòu)。（3）換向機構(gòu)變換機床部件運動方向的機構(gòu)。（4）操縱機構(gòu)手輪，手柄滑塊，齒輪齒條等。（5）箱體及其他裝置

第二章金屬切削機床的基本知識第二節(jié)機床的傳動一、機床的機械傳動6、機床傳動的優(yōu)缺點機械傳動與液壓傳動、電氣傳動相比較，其主要優(yōu)點：（1）傳動比準確，適用于定比傳動；（2）實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)簡單，并能傳遞較大的扭矩；（3）故障容易發(fā)現(xiàn)，便于維修。缺點：機械傳動不夠平穩(wěn)；制造精度不高時，振動和噪聲較大；實現(xiàn)無級變速的機構(gòu)較復雜，成本高。因此，機械傳動主要用于速度不太高的有級變速傳動中。

第二章金屬切削機床的基本知識第三節(jié)自動機床和數(shù)控機床一、自動和半自動機床自動和半自動車床適于大批和大量生產(chǎn)形狀不太復雜的小型零件，如螺釘、螺母、軸套、齒輪輪坯等。加工精度較低，生產(chǎn)率很高，當產(chǎn)品變更時，需要重新設(shè)計和制造新的凸輪、模板，重新調(diào)整機床，不適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。二、數(shù)控機床數(shù)控機床：采用數(shù)字化信號對機床的運動及加工過程進行控制的機床，稱為數(shù)控機床。1、數(shù)控機床的組成及工作原理（1）數(shù)控機床的組成程序—包括加工零件所需的全部信息和刀具相對工件的位移信息。載體—穿孔紙帶、磁帶、磁盤（軟盤、硬盤、內(nèi)存RAM）1）程序載體2）輸入裝置作用：將程序載體內(nèi)有關(guān)加工的信息讀入CNC裝置3）CNC裝置作用：接收輸入裝置輸入的加工信息，經(jīng)過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理后，將發(fā)出的相應脈沖送給伺服系統(tǒng)，通過伺服系統(tǒng)控制機床的各個運動部件按規(guī)定要求動作。（2）數(shù)控機床的組成4）伺服系統(tǒng)電動機速度控制單元測量反饋單元位置控制單元作用：接收數(shù)控裝置發(fā)來的指令脈沖信號，控制機床執(zhí)行部件的進給速度、方向和位移量，以完成工件的自動加工。（2）數(shù)控機床的組成（2）數(shù)控機床的組成5）輔助裝置輔助裝置包括自動換刀裝置、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置、電氣及液壓氣動控制系統(tǒng)、冷卻、潤滑、排屑、防護等裝置。6）機床本體主運動系統(tǒng)進給運動系統(tǒng)輔助部分（液壓、氣動、冷卻、潤滑）（2）數(shù)控機床的基本原理首先要將被加工工件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，用規(guī)定的代碼程序格式編寫加工程序，并存儲到程序載體內(nèi)，然后用相應的輸入裝置將所編的程序指令輸入到CNC單元。CNC單元將程序進行譯碼、運算后，向機床各個坐標的伺服系統(tǒng)和輔助控制裝置發(fā)出信號，以驅(qū)動機床的各運動部件，并控制所需要的輔助動作，最后加工出合格的工件。沈陽機床集團開放式創(chuàng)新CJK6146型經(jīng)濟型數(shù)控車床2、數(shù)控機床的分類CKH6116型數(shù)控車床XK5025型經(jīng)濟型數(shù)控銑床XH714A型立式加工中心特點：數(shù)控裝置只能控制點與點的精確定位點與點之間移動的軌跡原則上不加控制，且在移動過程中刀具不進行切削使用于鉆床、沖床、坐標鏜床ZYX1）點位控制數(shù)控機床按機床運動軌跡的不同，可分為點位控制、直線控制和輪廓控制2）直線控制數(shù)控機床特點：控制兩相關(guān)點的位置，還要控制兩相關(guān)點之間的移動速度和路線路線由與各個軸線平行的直線段組成使用于簡易數(shù)控車、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控加工中心3）輪廓控制數(shù)控機床特點：數(shù)控裝置能夠同時對兩個或兩個以上的坐標軸進行連續(xù)控制加工復雜形狀零件使用于數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床按輪廓控制數(shù)控機床又可分為：1）兩軸聯(lián)動2）兩軸半聯(lián)動3）三軸聯(lián)動4）四軸聯(lián)動5）五軸聯(lián)動二軸半聯(lián)動主要用于三軸以上機床的控制，其中兩根軸可以聯(lián)動，而另外一根軸可以作周期勝進給按伺服系統(tǒng)的不同，可以分為開環(huán)控制、閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制。1）開環(huán)數(shù)控機床特點：沒有位置檢測反饋和校正控制裝置數(shù)控裝置發(fā)出信號的流程是單向的速度和加工精度低，其精度取決于伺服系統(tǒng)的性能成本低，適用于中、小型數(shù)控機床

數(shù)控裝置驅(qū)動電路步進電動機工作臺指令脈沖齒輪箱2）閉環(huán)數(shù)控機床特點：檢測工作臺直線位移（檢測元件：感應同步器、光柵）驅(qū)動元件：寬調(diào)速直流或交流伺服電機加工精度高，但結(jié)構(gòu)復雜，造價高，調(diào)試維修困難適用于精度要求高的大型和精密機床

數(shù)控裝置位置比較電路伺服電動機工作臺指令脈沖齒輪箱速度控制電路

測量裝置檢測元件測速元件2）閉環(huán)數(shù)控機床

數(shù)控裝置位置比較電路伺服電動機工作臺指令脈沖齒輪箱速度控制電路

測量裝置檢測元件測速元件位置反饋裝置采用直線位移檢測元件（目前一般采用光柵尺），安裝在機床的床鞍部位，即直接檢測機床坐標的直線位移量，通過反饋可以消除從電動機到機床床鞍的整個機械傳動鏈中的傳動誤差，從而得到很高的機床靜態(tài)定位精度。

3）半閉環(huán)數(shù)控機床特點：檢測絲杠或電動機軸旋轉(zhuǎn)角位移角位移檢測元件：旋轉(zhuǎn)變壓器、脈沖編碼器、圓光柵等精度低于閉環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)試較容易，穩(wěn)定性也較好

數(shù)控裝置位置比較電路伺服電動機工作臺指令脈沖齒輪箱速度控制電路

測量裝置檢測元件測速元件3）半閉環(huán)數(shù)控機床

數(shù)控裝置位置比較電路伺服電動機工作臺指令脈沖齒輪箱速度控制電路

測量裝置檢測元件測速元件位置反饋采用轉(zhuǎn)角檢測元件（目前主要采用編碼器等），直接安裝在伺服電動機或絲杠端部。絲杠等機械傳動誤差不