第3章金屬切削機(jī)床

教學(xué)要求：了解機(jī)床的組成，掌握機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、機(jī)床精度與剛度的基本概念。了解機(jī)床型號編制的原則。了解機(jī)床傳動系統(tǒng)的構(gòu)成，了解控制系統(tǒng)的類型及特點(diǎn)。了解機(jī)床關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、導(dǎo)軌的類型。第三章金屬切削機(jī)床教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配：第一節(jié)概述2學(xué)時第二節(jié)金屬切削機(jī)床部件2學(xué)時*第三節(jié)常見的金屬切削機(jī)床（自學(xué)）重點(diǎn)：表面形成運(yùn)動、主要技術(shù)參數(shù)、常用機(jī)床的型號識別、機(jī)床精度與剛度的基本概念、機(jī)床常用部件組成及功能、電氣伺服傳動系統(tǒng)。第一節(jié)概述第3章金屬切削機(jī)床一.機(jī)床的基本組成部分P51（1）動力源為機(jī)床提供動力。通常為電動機(jī)(交流電動機(jī)、直流電動機(jī)、伺服電動機(jī)、變頻調(diào)速電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等)。（4）工作部件實(shí)現(xiàn)切削加工運(yùn)動的執(zhí)行部件，如主軸、刀架、工作臺、溜板箱等。是傳遞運(yùn)動的末端件，其任務(wù)是帶動工件或刀具完成一定形式的運(yùn)動（旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動）和保持準(zhǔn)確的運(yùn)動軌跡。（2）傳動系統(tǒng)主運(yùn)動系統(tǒng)，進(jìn)給運(yùn)動系統(tǒng)。如帶動工件旋轉(zhuǎn)的車床主軸箱；帶動溜板箱移動的車床進(jìn)給箱；帶動刀具旋轉(zhuǎn)的鉆床。（3）支承件機(jī)床的基礎(chǔ)部件,用于安裝和支承機(jī)床上其它固定或運(yùn)動的部件。例如機(jī)床的床身、立柱、底座。

（5）控制系統(tǒng)用于控制各工作部件能正常工作。主要是電氣、液壓、氣壓數(shù)控等控制系統(tǒng)。（6）冷卻系統(tǒng)用于控制各工作部件能正常工作。主要是電氣、液壓、氣壓數(shù)控等控制系統(tǒng)。（7）潤滑系統(tǒng)用于對運(yùn)動副進(jìn)行潤滑。二、機(jī)床的運(yùn)動P52機(jī)床的運(yùn)動包括：表面形成運(yùn)動和輔助運(yùn)動1、工件表面形成運(yùn)動零件上常見的表面：圓柱面、圓錐面、平面、成形面（如螺紋面、漸開線表面）上述各種表面的形成所需的運(yùn)動—表面形成運(yùn)動(工作運(yùn)動)。表面形成運(yùn)動是機(jī)床最基本的運(yùn)動。按作用的不同可分為：主運(yùn)動速度最高，消耗功率最大，通常只有一個主運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動可以是一個或多個，可以是連續(xù)的或斷續(xù)的，可以是復(fù)合的。

***按組成情況不同，表面形成運(yùn)動可分為簡單表面形成運(yùn)動：由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動構(gòu)成的。復(fù)合表面形成運(yùn)動：由兩個或兩個以上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動，按照某種確定的運(yùn)動關(guān)系組合而成。如：斜線（面）或曲線（面）由兩個直線運(yùn)動復(fù)合而成；由展成運(yùn)動形成漸開線，常需成型刀刃或幾個簡單運(yùn)動組合。

應(yīng)用表面形成運(yùn)動可獲得3種工件表面的加工方法：1、軌跡法：利用刀尖運(yùn)動軌跡形成工件表面形狀；2、成形法：由刀刃的形狀形成工件表面形狀；3、展成法：由切削刃包絡(luò)面形成工件表面形狀。（1）分度運(yùn)動；（2）切入運(yùn)動、空行程運(yùn)動；（3）輔助運(yùn)動進(jìn)刀、退刀、回程和轉(zhuǎn)位等；（4）操縱及控制運(yùn)動操縱離合器、改變速度、進(jìn)給量等；2、輔助運(yùn)動三、機(jī)床技術(shù)性能指標(biāo)P531、機(jī)床的工藝范圍指在機(jī)床上加工的工件類型和尺寸，能夠完成的工序，使用的刀具。通用機(jī)床：加工范圍廣，適于加工單件小批生產(chǎn)，中、小型軸類、盤套類類型。專業(yè)機(jī)床：為特定的零件設(shè)計的，自動化程度高但加工范圍窄，適于加工大批量生產(chǎn)類型；數(shù)控機(jī)床：加工范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。適于加工中小批生產(chǎn)類型。機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)包括：尺寸參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)、動力參數(shù)。尺寸參數(shù)：反映加工范圍。包括：主參數(shù)、第2主參數(shù)。常用機(jī)床主參數(shù)見P56表3-1常用機(jī)床的主參數(shù)和第2主參數(shù)。記臥式車床、鉆床、刨床的主參數(shù)。運(yùn)動參數(shù)：執(zhí)行元件的運(yùn)動速度。包括主軸轉(zhuǎn)速，工作臺進(jìn)給量。動力參數(shù)：指機(jī)床電機(jī)功率或最大轉(zhuǎn)矩。2、機(jī)床技術(shù)參數(shù)機(jī)床精度：指能保證被加工工件達(dá)到要求的精度和表面粗糙度。分為：普通精度級、精密級、高精密級。機(jī)床精度包括：1、幾何精度指機(jī)床無載荷、不運(yùn)動或運(yùn)動速度較低時，各主要部件的形狀、相互位置和相對運(yùn)動的精確程度。如導(dǎo)軌直線度、主軸徑向跳動。主軸中心線對滑臺的平行度。是評價機(jī)床質(zhì)量的基本指標(biāo)。2、運(yùn)動精度指機(jī)床空載并以工作速度運(yùn)動時，主要零、部件的幾何位置精度。如主軸回轉(zhuǎn)精度等。3、傳動精度指機(jī)床傳動系各末端執(zhí)行件之間的協(xié)調(diào)性。如車螺紋要求主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀尖移動一個螺距。4、定位精度指機(jī)床定位部件運(yùn)動到規(guī)定位置的精度。四、機(jī)床精度與剛度5、工作精度加工規(guī)定的試件，用試件的加工精度表示機(jī)床的工作精度。普通機(jī)床的工作精度為7級；6、精度保持性在規(guī)定的時間段內(nèi)，機(jī)床保持要求的精度的性能。影響的主要因素是磨損。7、機(jī)床剛度在切削力、傳動力、慣性力等力的作用下，機(jī)床系統(tǒng)抵抗變形的能力。靜剛度：在靜載荷的作用下，機(jī)床系統(tǒng)抵抗變形的能力。靜載荷：不隨時間變化或變化極為緩慢的力。如重力。動剛度：在動載荷的作用下，機(jī)床系統(tǒng)抵抗變形的能力。動載荷：隨時間變化的力。GB/T15375-1994金屬切削機(jī)床型號編制方法：按通用程度分：通用機(jī)床、專用機(jī)床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自動化程度：手動、機(jī)動、半自動、自動機(jī)床按機(jī)床質(zhì)量分：儀表機(jī)床、中型、大型、重型機(jī)床五、機(jī)床的型號編制類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨床拉床電加工機(jī)床切斷機(jī)床其它機(jī)床代號CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉電割其1）.機(jī)床的類別代號（按加工方式分類）1、通用機(jī)床型號編制例：

CA61

4

0機(jī)床類別代號（車床類）通用和特性代號（結(jié)構(gòu)特性）機(jī)床組別代號（落地及臥式車床組）機(jī)床系別代號（臥式車床系）機(jī)床主參數(shù)代號（最大車削直徑400mm）2.機(jī)床的特性代號P56（1）通用特性代號表3-3通用特性代號通用特性代號高精度G自動換刀H精密M仿形F自動Z萬能W半自動B輕型Q數(shù)字程序控制K簡式J如：CM6140、CK6140、CQ6140（2）結(jié)構(gòu)特性代號區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，在型號中用漢語拼音區(qū)分。通用特性代號已用的字母及字母“I”、“O”在結(jié)構(gòu)特性代號中不能用。例：CA6140型普通車床。3.機(jī)床的組別和系別代號如：CA6140

每類機(jī)床分10組（從0～9組），每組又分10系（從0～9型）4.機(jī)床主參數(shù)、第二主參數(shù)代號

代表機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，常用主參數(shù)的折算值（1/10或1/100）來表示。5.機(jī)床重大改進(jìn)序號

用字母“A、B、C……”表示，附機(jī)床型號末尾，以示區(qū)別。*2、專用機(jī)床的型號編制P56

型號表示方法：*3、組合機(jī)床及自動線型號

例

：

B1－3100北京第一機(jī)床廠第三組第100種專用機(jī)床（專用銑床）組合機(jī)床及自動線分類代號分類代號大型組合機(jī)床U小型組合機(jī)床H自換刀數(shù)控組合機(jī)床K大型組合機(jī)床自動線UX小型組合機(jī)床自動線HX自換刀數(shù)控自動線KX第二節(jié)金屬切削機(jī)床部件P60一、傳動系統(tǒng)組成：動力源、變速裝置、執(zhí)行元件、啟停、換向和制動機(jī)構(gòu)。作用：提供運(yùn)動和動力、變換速度、改變方向和運(yùn)動形式。1、主傳動系統(tǒng)按電機(jī)分類：交流、直流電機(jī)驅(qū)動；按傳動裝置分類：機(jī)械、液壓、電氣傳動裝置；按變速的連續(xù)性分類：分（有）級、無級變速。2、進(jìn)給傳動系統(tǒng)電氣伺服系統(tǒng)：由計算機(jī)控制機(jī)床數(shù)控裝置，以機(jī)械位置或轉(zhuǎn)角作為控制對象，實(shí)現(xiàn)位移、旋轉(zhuǎn)、變換速度、改變方向的系統(tǒng)。（1）電氣伺服進(jìn)給傳動系統(tǒng)：開環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)對工作臺的位移無檢測和反饋，圖3-1；結(jié)構(gòu)簡單，成本低，控制簡單；適于精度不高的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)對工作臺的位移有檢測和反饋，圖3-2；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，適于精度高的數(shù)控系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)對的位移有檢測和反饋，但檢測的不是工作臺（執(zhí)行元件）而是進(jìn)給傳動系統(tǒng)的中間部件，圖3-3。對伺服系統(tǒng)的基本要求：系統(tǒng)穩(wěn)定、傳動精度高，響應(yīng)快，定位精度高。影響伺服系統(tǒng)性能的因素：間隙、變形、慣性、爬行等。（2）電氣伺服進(jìn)給傳動系統(tǒng)驅(qū)動部件P59步進(jìn)電機(jī)直流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī)直線伺服電機(jī)（3）電氣伺服進(jìn)給傳動系統(tǒng)中的機(jī)械傳動部件滾珠絲杠：結(jié)構(gòu)見P65圖3-7、圖3-8、圖3-9。二、主軸部件P65作用：執(zhí)行元件、帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)。組成:主軸、支承軸承、傳動件、密封和定位元件。應(yīng)滿足的基本要求：旋轉(zhuǎn)精度（徑跳、端跳）、剛度、抗振性、熱變形。傳動形式：齒輪傳動；帶傳動：同步齒形帶，見P67圖3－10主軸部件支承形式：兩支承、三支承。主軸零件結(jié)構(gòu)P68圖3-12：三、機(jī)床支承件P67機(jī)床支承件：床身、橫梁、立柱。作用：支承、導(dǎo)向基本要求：剛度高、動態(tài)特性好不易產(chǎn)生共振、熱變形小、排屑好、結(jié)構(gòu)工藝性好。結(jié)構(gòu)形式：箱