2金属切削机床第二单元.ppt

金属切削机床 金属零件加工方法 1 热加工 铸造 锻造 焊接等 2 冷加工 切削加工 冲压等 金属切削机床 用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器 制造机器的机器工作母机工具机机床 教学单元2金属切削机床概述 一 金属切削机床及其在国民经济中的地位 在工业 农业 国防和科研领域中 在人们的日常生活里 大量使用着各种各样的机器 仪器 工具等 这些机器 仪器等又大多是以金属零件所组成 零件的制造方法有很多 如铸造 锻造 焊接 冲压等 但凡属尺寸精度 几何精度 位置精度要求较高 表面粗糙度要求较细的零件 一般都要求用切削加工的方法制造 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯 或半成品 加工成机器零件的机器 金属切削机床是加工机器零件的主要设备 它所担负的工作量 约占机器总制造工作量的 机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率 一个国家机床工业的技术水平 机床拥有量及现代化程度 是衡量这个国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一 教学单元2金属切削机床概述 二 金属切削机床的发展趋势 多样化 精密化 高效化 自动化 柔性化 数控机床的比重迅速上升 机械部件的比重不断下降 电子硬件和软件的比重不断上升 金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中 不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的 我国机床工业的水平 起点较低 差距较大 进步很快 教学单元2金属切削机床概述 三 机床的基本知识目的和要求 了解机床的分类及型号编制 掌握机床的传动原理 了解机床的运动和实现运动的组成部分 了解机床的传动形式 了解机床的传动链 熟练识读机床的传动原理图和传动系统图 重点 机床的型号 机床的分类方法 机床的运动 机床的传动链 机床的传动原理 难点 机床的传动原理 机床的传动链 教学单元2金属切削机床概述 教学单元2金属切削机床概述 一 金属切削机床的分类按加工方式分 12大类 按通用程度分 通用机床 专门化机床 专用机床按加工精度分 普通精度 精密精度 高精度按自动化程度 手动 机动 半自动 自动机床按机床质量分 仪表机床 中型 大型 重型机床 机床的基本类型金属切削机床种类虽然很多 但最基本的只有车床 铣床 刨床 磨床和钻床等5种 其他各种机床都由这5种机床演变而成 通常 同类机床按照适用范围 工艺特点及某些辅助特征来进行分类 以区别与同类的其他机床 教学单元2金属切削机床概述 1 车床的常见类型卧式车床 适用于单件 小批量生产加工 能够车削内外圆柱面 圆锥面 成形回转面 端面和螺纹 用滚花刀进行滚花 尾座还能进行钻孔 扩孔 铰孔 攻螺纹和套螺纹等 教学单元2金属切削机床概述 转塔式六角车床 适用于成批生产加工形状复杂的盘 套类零件 这种机床有一个绕垂直轴线转位 6个工位的六角转塔刀架 每一工位通过辅具可装一把或一组刀具 作纵向进给运动 以车削内外圆柱面 钻 扩 铰孔和车孔 攻螺纹和套螺纹等 有一个横刀架作纵 横进给运动 以车削大直径的外圆柱面 成形回转面 端面和沟槽 教学单元2金属切削机床概述 回轮式六角车床 适用于成批生产轴类及阶梯轴类零件的加工 该机床有一个绕水平轴线转位 12或16个工位的圆盘形回轮刀架 回轮刀架上均布的轴向孔中通过辅具可装一把单刀或复合刀具进行加工 刀架作纵向进给运动时 可车削内外圆柱面 钻孔 扩孔 铰孔和加工螺纹 刀架绕自身缓慢转动 即作进给运动时 可完成成形回转面 沟槽 端面和切断等工序的加工 教学单元2金属切削机床概述 单柱立式车床 适用于单件小批大型盘类零件的加工 该机床的主轴是垂直布置的 主轴下方有一个可回转的大直径的圆形工作台 以便安装笨重的大型零件 横梁上有l个5工位垂直刀架 可沿横梁导轨作水平进给运动 沿刀架导轨作垂直进给运动及将刀架摆动角度后的斜向进给运动 以加工内外圆柱面 内外圆锥面 端面 切槽 钻孔 扩孔和铰孔等 立柱右侧导轨还有1个侧刀架 用来加工外圆 端面及外沟槽等 教学单元2金属切削机床概述 2 铣床的常见类型卧式万能升降台铣床 适用于加工平面 斜面 沟槽和成形表面 使用机床附件如立铣头 分度头及圆形工作台 可扩大加工范围 如加工铣刀螺旋表面和分齿零件的局部表面等 卧式铣床的主轴水平布置 工作台可沿纵向 横向和垂直方向作进给运动或快速移动 工作台可在水平面内作 45 的回转 以调整需要角度 适应螺旋表面的加工 教学单元2金属切削机床概述 立式铣床 适用于加工平面 斜面 沟槽和台阶等 立式铣床的主轴垂直布置 除工作台能作3个相互垂直方向的进给运动和快速移动外 主轴还可沿轴线方向作进给调位移动 并能在垂直平面内调整一定角度 便于铣斜角和斜沟槽等 教学单元2金属切削机床概述 3 刨床的常见类型牛头刨床 适用于单件小批生产 主要用于加工平面 斜面和沟槽等 调整简便 易于操作 教学单元2金属切削机床概述 龙门刨床 适用于大型零件的平面或沟槽的加工 龙门刨床有2个垂直刀架和2个水平刀架 可同时加工一个零件的几个平面 或几个零件一起装夹同时加工 工作台能作无级调速 实现直线往复般运动 刀架作间歇进给运动 该机床刚性好 生产率高 教学单元2金属切削机床概述 4 磨床的常见类型万能外圆磨床 适用于磨削内外圆柱面 内外圆锥面以及轴和孔的台肩面 工件由工作台上的头架并利用三爪自定心卡盘或前后顶尖夹持 作圆周进给运动 由工作台带动作纵向进给运动 砂轮架 头架和工作台均可回转一定角度 以适应不同工件的加工 教学单元2金属切削机床概述 普通内圆磨床 适用于对内圆柱孔和内圆锥孔磨削 工件由工作台上的头架并利用三爪自定心卡盘夹持作圆周进给运动 内圆磨头 砂轮 高速旋转 工件头架可回转一定角度 由工作台带动作纵向进给 教学单元2金属切削机床概述 平面磨床 分为卧轴矩台式 卧轴圆台式 立轴矩台式和立轴圆台式4种平面磨床 适用于磨削平面 主运动由砂轮实现 分周边磨削和端面磨削两种 工件由工作台上电磁吸盘吸紧并由工作台带动实现进给运动 教学单元2金属切削机床概述 无心外圆磨床 适用于细长 简单的圆柱表面加工 如小轴 销 细长销和套类零件的外圆磨削 工件安置在砂轮与导轮之间 其中心略高于它们的中心线 以工件本身圆柱表面作定位基准 利用磨削力和导轮双曲面对工件的摩擦力使工件作圆周进给运动和轴向进给运动 工件原始形状误差将影响它的圆度 装卸工件简单方便 生产率高 教学单元2金属切削机床概述 5 钻床常见类型台式钻床 适用单件小批生产 主要用于加工直径小于l3mm的孔 也可攻螺纹 台钻结构简单 易于操作 但主轴轴向进给靠手工操作 劳动强度大 教学单元2金属切削机床概述 立式钻床 适用于中小型工件上钻孔 扩孔 铰孔和攻螺纹 立式钻床可以自动进给 操作简便 但每加工完一个孔后 需移动工件 使其对准下一个孔的位置再加工 劳动强度大 教学单元2金属切削机床概述 摇臂钻床 适用于单件小批生产 主要用于钻孔 扩孔 铰孔和攻螺纹 工件一次装夹后 就能顺序加工各个不同位置的孔 机床的变速机构 摇臂升降 回转及夹紧可由液压传动来实现 使用方便 生产率高 教学单元2金属切削机床概述 多轴立式钻床 适用于多孔工件的成批生产 工件安装在工作台上 主轴轴线位置可根据加工孔的位置进行调整 以适应多孔同时加工 多轴箱可沿立柱上下移动 并完成半自动工作循环 生产率高 教学单元2金属切削机床概述 二 金属切削机床型号的编制按GB T15375 94 金属切削机床型号编制方法 规定1 通用机床型号 例 CA6140机床类别代号 车床类 机床特性代号 结构特性 机床组别代号 落地及卧式车床组 机床系别代号 卧式车床系 机床主参数代号 最大车削直径400mm 教学单元2金属切削机床概述 机床的型号是一个代号 用以表示机床的类型 主要技术参数 使用及结构特性等 在国家标准的金属切削机床型号编制方法 GB T15373 94 中 有以下技术标准 机床的类别代号机床的类别及分类代号见表2 1 教学单元2金属切削机床概述 通用特性代号 结构特性代号 表2 2 如机床具有表中所表示的某种通用特性时 在类代号之后加上相应的通用特性代号 如型精密卧式车床型号中的 M 表示通用特性为 精密 教学单元2金属切削机床概述 结构特性代号区别主参数相同而结构不同的机床 在型号中用汉语拼音区分 通用特性代号已用的字母及字母 I O 不能用 例 CA6140型普通车床 教学单元2金属切削机床概述 机床的组别和系别代号每类机床分10组 从0 9组 每组又分10系 从0 9型 主要参数代号代表机床规格大小的一种参数 用阿拉伯数字表示 常用主参数的折算值 1 10或1 100或1 1 来表示 教学单元2金属切削机床概述 机床重大改进序号用字母 A B C 表示 附机床型号末尾 以示区别 教学单元2金属切削机床概述 课堂练习 1 C6140 2 CA6140 3 CT6140 4 CY6140 5 C6140A 6 L6120 7 CA6240 教学单元2金属切削机床概述 2专用机床型号型号表示方法 例 B1 3100北京第一机床厂第三组第100种专用机床 专用铣床 教学单元2金属切削机床概述 3 组合机床及自动线型号 组合机床及自动线分类代号 教学单元2金属切削机床概述 三 机床的运动1 表面成形运动在机床上进行加工时 所需工件的表面形状是通过刀具和工件的相对运动 用刀具的切削刃切削出来的 其实质就是借助于一定形状的切削刃以及切削刃与被加工表面之间按一定规律的相对运动 形成所需的母线和导线 在机床上采用一定的方法形成这些母线和导线的运动称为表面成形运动 表面成形运动又简称成形运动 成形运动的分类 按组成情况不同 成形运动可分为简单成形运动和复合成形运动两种 教学单元2金属切削机床概述 简单成形运动 如果一个独立的成形运动是由旋转运动和直线运动组成的 这两种运动最简单 也最容易得到 因而统称为简单成形运动 教学单元2金属切削机床概述 复合成形运动 如果一个独立的成形运动 是由两个或两个以上的旋转运动或直线运动按照某种确定的运动关系组合而成 则称此成形运动为复合成形运动 由复合成形运动分解的各个部分 虽然都是直线运动或旋转运动 与简单运动相象 但本质是不同的 前者是复合运动的部分 各个部分必须保持严格的相对运动关系 是互相依存 不是独立的 而简单运动之间是互相独立的 没有严格的相对运动关系 教学单元2金属切削机床概述 表面成形运动的分类 根据切削过程中所起的作用不同 表面成形运动又可分为主运动和进给运动 主运动 切除工件上的被切削层 使之转变为切屑的主要运动 进给运动 不断地把切削层投入切削 以逐渐切出整个工件表面的运动 注 主运动的速度高 消耗的功率大 进给运动的速度低 消耗的功率也较小 任何一种机床 必定有且通常只有一个主运动 但进给运动可能有一个或几个 也可能没有 教学单元2金属切削机床概述 2 切入运动 刀具相对工件切入一定深度 以保证工件获得一定的加工尺寸 3 分度运动 加工若干个完全相同的 均匀分布的表面时 为使表面成形运动得以周期性地继续进行的运动称为分度运动 例如 多工位工作台和刀架等的周期性转位或移位 以便依次加工工件上的各有关表面 或依次使用不同刀具对工件进行顺序加工 教学单元2金属切削机床概述 4 操纵和控制运动 操纵和控制运动包括起动 停止 变速 换向 部件与工件的夹紧 松开 转位以及自动换刀 自动检测等 5 调位运动 加工开始前机床有关部件的移动 以调整刀具与工件之间的正确相对位置 6 各种空行程运动 空行程运动是指进给前后刀具的快速运动 例如 在装卸工件时 为避免碰伤操作者或划伤已加工表面 刀具与工件应相对退离 在进给运动开始之前 刀具应快速引进 使刀具与工件接近 进给运动结束后刀具应快速退回 此外 还有装卸 夹紧 松开工件的运动 自动线中随行夹具的倒屑 回转运动 消除传动误差的校正运动等 教学单元2金属切削机床概述 金属切削机床在加工过程中所需的各种运动通常由以下各组成部分执行 动力源部件 如各种电动机 液压马达以及伺服驱动系统等 是机床运动的主要来源 伺服驱动系统根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度 方向和位移 运动执行件 如主轴 刀架和工作台等用来直接执行某一运动 用来安装切削刀具或工件 变速传动装置 如轮 带 链 主轴箱 变速箱以及其中的轴系零部件和联轴器等 用来传递运动和速度 变速传动装置把动力源和执行件连接起来 构成传动联系 运动控制装置 如离合器 按钮 拨叉 手柄 行程开关以及数控装置等零部件 用来控制运动的开 关 换向和变速等 若运动控制装置是数控装置 则其使用输出的各种信号和指令控制机床的各个部分进行规定的 有序的动作 教学单元2金属切削机床概述 润滑装置 如液压泵 管路系统和分油器等 用于润滑运动副 以减小摩擦 提高机械效率 延长机构使用寿命 电气系统零部件 如控制柜 接触器和线路等 用于电源和信息的传递和控制 支承零部件 如床身 立柱 横梁 底座 工作台和拖板等 用于支承和连接其他零部件 此外 一些支承件上常常备有导轨表面 对运动部件起导向作用 其他装置 如冷却系统 分度系统 读数系统 保险系统以及数控机床存放刀具的刀库 交换刀具的机械手和安全低电压照明装置等 教学单元2金属切削机床概述 机床的传动有级变速传动无级变速传动机床传动的基本形式 机械传动液压传动电气传动气压传动 教学单元2金属切削机床概述 教学单元2金属切削机床概述 四 机床传动链分类1 外联系传动链联系动力源和机床执行件之间运动链条 2 内联系传动链复合运动中的多个分链 每一个运动 不论是简单的还是复杂的 都必须有一条外联系传动链 只有复合运动才有内联系传动链 如果将一个复合运动分解为两个部分 则其中必有一条内联系传动链 外联系传动链不影响发生线的性质 只影响发生线形成的速度 内联系传动链影响发生线的性质和执行件运动的轨迹 内联系传动链只能保证执行件具有正确的运动轨迹 要使执行件运动起来 还须通过外联系传动链把动力源和执行件联系起来 使执行件得到一定的运动速度和动力 教学单元2金属切削机床概述 五 机床传动原理图1 卧式车床传动原理图 教学单元2金属切削机床概述 有二个外联系传动链 电动机A 1 2 uv 3 4 主轴 电动机B 5 6 uf 7 8 丝杠 车外圆传动链 1 主运动传动链 外联系传动链 2 纵向进给运动链 外联系传动链 端件 主轴刀架 传动关系 l r f mm r 运动平衡方程式 l主轴 uc1 uf mz f uf f 外联系传动链 传动比误差 uf 仅影响工件表面粗糙度不影响圆柱表面的形成 教学单元2金属切削机床概述 车螺纹运动链 端件 工件 主轴 刀架 传动关系 1 r T工件 mm 传动链 主轴 4 5 uf 6 7 丝杠 刀架 运动平衡方程式l主轴 uc1 uf T丝杠 T工件调整公式uf T工件 内联系传动链 两端件间应保持十分严格的传动关系 其作用是形成螺旋线的运动轨迹 传动比误差 影响螺旋线导程误差 如T工件 2mm 实际为T工件 1 98mm或T工件 2 06mm 因导程不准 工件都为废品 教学单元2金属切削机床概述 2 数控车床的传动原理图 教学单元2金属切削机床概述 成形运动的传动路线表达式是 系统 这是一条内联系传动链 机床传动系统图 教学单元2金属切削机床概述 传动路线表达式1