[工学]第三章_ 1 机床基本知识.ppt

2019/4/14,1,第三章 机械制造中的加工方法与装备,2019/4/14,2,3.1 零件成型方法及原理 3.2 机床基本知识 3.3 典型表面的加工方法与装备 3.3.1 外圆表面加工 3.3.2 孔的加工 3.3.3 平面加工 3.3.4 齿轮加工,基本内容,2019/4/14,3,基本要求,掌握： 1、零件成型方法与表面成型原理 2、机床型号的编制方法及含义 3、典型的机械加工工艺（方法）及其特点 4、典型机床、刀具的结构特点,2019/4/14,4,3.1 零件成形方法及原理,零件成形方法（要求掌握） 几何表面成形原理,2019/4/14,5,一、零件成形方法,材料去除 (分离)加工 材料变形加工 材料累积加工,2019/4/14,6,1、材料去除 (分离)加工,运用去除（分离）的办法，把一部分材料（裕量材料）有序的从基体中分离出去而成形的一种办法。,配一张加工图,2019/4/14,7,去除材料加工,车、铣、刨、磨、钻、镗、拉等普通切削方法。 电火花、电解、激光、电子束、离子束加工等特种工艺。,2019/4/14,8,2、材料变形加工,利用材料的可成形性（如塑性（分子运动）等），在特定外界约束（热，外力）条件下成形的方法。,2019/4/14,9,材料变形加工,铸造、锻造、冲压等塑性变形手段; 注塑、吹塑等液塑性变形手段; 粉末冶金等烧结成形手段。,2019/4/14,10,3、累积成形加工,利用合并与连接的办法，把材料（气，液，固相）有序地合并，并堆积起来的一种成形方法。,配一张加工图,2019/4/14,11,累积成形加工,焊接、铆接等连接手段。 电镀，气相沉积，氧化，渗碳处理等。 快速成型技术（RPM- Rapid Prototyping Manufacturing）,2019/4/14,12,总结：零件成型方法,材料去除成形（ M0 ） 材料变形成形（ M0） 材料累加成形（ M 0 ),2019/4/14,13,二、 零件(特征)表面成形原理,组成机器或部件的零件是千变万化的 零件由基本几何表面按一定位置构成 零件上有哪些典型的几何表面？ 典型几何表面的形成原理？,2019/4/14,14,工件的表面形状,2019/4/14,15,三大特征表面 平面 内、外旋转表面 自由曲面,1、典型表面形状,2019/4/14,16,2、特征表面成形原理,2019/4/14,17,纵向表面（如平面，部分曲面）的形成,（1）直线1沿着另一直线2的方向运动，形成平面。 （2）直线1沿着曲线2的方向运动，形成曲面。,1,2,2019/4/14,18,旋转表面的形成,平行于轴线的直线1沿着圆2的方向转动，形成圆柱面（或圆锥面）。,2019/4/14,19,（1）工件表面的形成方法,任意一表面均可看作是 一条线沿另一条线 运动的结果。,发生线,母线,导线,2019/4/14,20,思考题,螺旋面（如螺纹）是怎么形成的？ 线1沿着螺旋线2运动 （做旋转运动的同时，沿着轴线方向移动),2019/4/14,21,（2）发生线,母线和导线是可交换的。,（a）1 沿着 2 运动。,（b）2 沿着 1 运动。,2019/4/14,22,3、获得零件特征表面的方法(要求掌握),获得形状： 轨（描）迹法、成形法、相切法、 展（范）成法 （教材：P69 70）,2019/4/14,23,（1）轨（描）迹法-,fa -纵(轴)向进给 fr -横(径)向进给,fa,N-主运动,fr,工件旋转、刀具直线运动 点切削刃刀具刀尖按照工件的形状作轨迹运动形成需要的发生线。,2019/4/14,24,轨迹法的特点,工件的加工精度（此处指的是形状）取决于： （1）机床精度 （2）工人的操作精度,2019/4/14,25,（2）成形法-,fr -横(径)向进给,成形车刀,工件旋转、刀具直线运动 成形刀具切削刃与工件表面形状基本一致，即两者为线接触（母线）。,2019/4/14,26,成形法的特点,成形运动减少，使得机床结构简化，传动链缩短，生产效率提高。 成形刀具制造复杂，成本高，故用于大批量生产。 零件形状精度取决于 刀具的形状精度。,2019/4/14,27,（3）相(旋)切法-,刀具按照一定轨迹作旋转运动； 刀具切削刃与工件相切形成发生线。,2019/4/14,28,（4） 展（范）成法-,按照包络线原理加工 刀具与工件之间作展成（范成）运动（或称啮合运动），即：刀具与工件保持一定的速度关系和相对运动关系。 齿形表面的母线是切削刃各瞬时位置的包络线。,2019/4/14,29,依照交错轴螺旋齿轮啮合原理。,展成运动-滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动,滚齿加工的范成原理,2019/4/14,30,展成法的特点,工件的加工精度取决于工件和刀具之间的展成运动精度。,2019/4/14,31,3.2 机床基本知识,基本结构与传动 机床的分类和型号,返回首页,2019/4/14,32,机床是用来制造其他行业上各种制造装备的一种装备。同时又是唯一能够制造机床的装备。,机 床,工作母机；金属切削机床；机床。,(Metal cutting machine tool, machine tool),2019/4/14,33,3.2.1 机床的基本结构与传动,动力源,执行机构,传动机构,控制系统,支撑机构,图3-67 数控铣床外形（P106）,2019/4/14,34,为金属切削过程提供工作动力以克服切削过程中的运动阻力、切削阻力与摩擦阻力 。 一般为电动机（motor-直流异步、步进、直流或交流伺服电机）及液压驱动装置。,1、机床基本结构 - 动力源,2019/4/14,35,切削过程中最终运动的执行者或载体，如机床的主轴、刀架和工作台等，带动工件或刀具旋转或移动。,1、机床基本结构 - 执行机构,2019/4/14,36,将动力源的运动和动力传给运动执行机构（外联系传动链）； 或将运动由一个执行机构传给另一个执行机构（内联系传动链），以保持两个运动间的准确传动关系。 传动机构往往可改变运动速度、方向及类型（旋转/直线）,1、机床基本结构 - 传动机构,2019/4/14,37,普通机床：操纵机构。 数控机床：由计算机及其相应软硬件组成的数控系统。 实现相关运动的手动或者自动操作。,1、机床基本结构 - 控制系统,2019/4/14,38,机床的机械本体： 如床身、框架，连接相关机械零部件的支承结构或装置（通常称为机床基础部件）。,1、机床基本结构 - 支撑系统,2019/4/14,39,不同类型的机床、不同的功能要求及其应用范围，上述组成部分的类型和结构也不同； 但它们都是现代机床必不可少的组成部分。,机床基本结构,2019/4/14,40,外联系传动链 内联系传动链,2、机床的传动链,2019/4/14,41,将动力源的运动和动力传给运动执行机构的传动联系（动力源与执行机构之间传动联系） 举例：车床 主电机-主轴 或 进给电机-刀架,（1）外联系传动链,2019/4/14,42,（1）外联系传动链,特点： 使执行机构按预定的速度运动和传递动力； 传动比只影响运动速度，不影响发生线的性质； 不要求严格的传动比。,2019/4/14,43,车外圆（采用轨迹法） 工件旋转与刀具移动相互独立运动共同完成外圆成形运动。 工件转速和刀具进给速度间无严格传动比要求。,举例：外联系传动链,2019/4/14,44,两个执行机构之间的运动联系。 举例： 车床上 主轴 与 刀架之间的运动。,（2）内联系传动链,2019/4/14,45,（2）内联系传动链,特点（要求掌握） 将两个或以上独立运动组成一个复合成形运动。 传动比及其相对位移量将影响发生线精度和性质。 执行件之间要求严格的传动比。,2019/4/14,46,举例：内联系传动链,车螺纹 工件（主轴）旋转与刀具移动是有联系的，即:工件每转一转，刀架必须移动一个螺距（螺纹导程）。 滚齿加工齿轮 齿坯与滚刀之间的运动,2019/4/14,47,3.2.2 机床的分类和型号,分类标准,加工性质、刀具,2019/4/14,48,1. 机床分类-加工性质、刀具,分类标准,加工性质、刀具,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、特种加工机床、锯床、其它机床。 11类+其它,2019/4/14,49,表3-1 机床的类别代号（1）,大写的汉语拼音字母,2019/4/14,50,表3-1 机床的类别代号（2）,大写的汉语拼音字母,2019/4/14,51,表3-2 机床组别划分(1),阿拉伯数字09,2019/4/14,52,表3-2 机床组别划分(2),阿拉伯数字09,2019/4/14,53,表3-3 机床的通用特性代号（1）,大写的汉语拼音字母,2019/4/14,54,表3-3 机床的通用特性代号（2）,大写的汉语拼音字母,2019/4/14,55,2、机床型号的编制方法,机床型号-机床产品的代号（以表明机床的类型，通用和结构特性，主要技术参数等）。 GB/T15375-1994金属切削机床型号编制方法。 中国机床型号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字组合的方式。,2019/4/14,56,( ),( ),( ),( ),( ),分类代号,通用特性、结构特性代号,第二主参数,类别代号,主参数或设计顺序号,重大改进顺序号,其他特性代号,( ) 可有可无,组、系别代号,( ),企业代号,大写的汉语拼音或者阿拉伯数字,2019/4/14,57,( ) C A 6 1 40,类别代号（车床类）,举例：类别代号,分类代号（无，省略）,2019/4/14,58,C A 6 1 40,特性代号 （机构上与C6140有所不同）,举例：特性代号,C 6 140,普通型,2019/4/14,59,( ) C A 6 1 40,组别代号 （落地及卧式车床组）,举例：组系别代号,系别代号 （卧式车床系）,2019/4/14,60,( ) C A 6 1 40,床身上最大工件回转直径 400mm,举例：机床的主参数,2019/4/14,61,C A 6 1 40,型号含义：,2019/4/14,62,机床的主参数（规格）,2019/4/14,63,Z 3 1 4 0 A,举例：机床的型号,钻床,摇臂组,最大钻孔直径40 mm,Z 3 1 4 0第一代,2019/4/14,64,3. 机床的其他分类,分类标准,加工性质、刀具,通用机床 专门（化）机床 专用机床,2019/4/14,65,机床的应用范围,通用机床 加工范围广，通用性强；适应单件小批； 一定尺寸范围内的各种类型零件；完成多种工序的加工； 普通车床， 钻床等； 专门（化）机床 工艺窄，一定尺寸范围内的某类零件，特定一个或多个工序加工； 曲轴车床 凸轮轴车床 ； 专用机床 工艺最窄，某特定零件的零件特定工序加工；大批量生产； 机床主轴箱的专用镗床；组合机床,2019/4/14,66,4. 机床的其他分类,分类标准,加工性质、刀具,仪表机床 中型机床（一般机床） 大型机床（10t30t） 重型机床（30t100t） 超重型机