金属切削机床讲义.doc

金属切削机床讲义1本讲是机电评估基础的第四讲，讲述教材第三章金属切削机床的内容。先就就2003年教材内具体变化情况给大家说一下，同2002年教材相比，该2003年教材该章的内容变化不大，在这只说增加的内容，删除的内容对大家来说已经没实际意义就省略，变化内容主要有一下两点： 1、2003年p144牛头刨床的组成部分，1、床身、2滑枕等的解释没2002年的详细； 2、2003年教材的从p170（二、组合机床的组成）到p172的（三、组合机床自动线）上面一段均为今年新增的内容。 因为这一章节内容较多，也很重要，因此我们分为二讲，这一讲讲述教材第一节机床概述，主要内容包括：机床的技术经济指标、机床的运动与传动、机床的分类。 本讲的重点和难点包括： 1机床的技术经济指标 2机床的分类 3机床型号的编制 4车床的结构与技术规格 5车床的类型 6钻床的类型 7坐标镗床的特点 （一） 机床的技术经济指标 用来制造机器零件的设备通称为金属切削机床，简称机床。 机床本身质量的优劣，直接影响所造机器的质量。衡量一台机床的质量是多方面的，但主要是要求工艺性好，系列化、通用化、标准化程度高，结构简单，重量轻，工作可靠，生产率高等。具体指标如下： 1. 工艺的可能性 工艺的可能性是指机床适应不同生产要求的能力。通用机床可以完成一定尺寸范围内各种零件多工序加工，工艺的可能性较宽，因而结构相对复杂，适应于单件小批生产。专用机床只能完成一个或几个零件的特定工序，其工艺的可能性较窄，适用于大批量生产，可以提高生产率，保证加工质量，简化机床结构，降低机床成本。 2. 加工精度和表面粗糙度 要保证被加工零件的精度和表面粗糙度，机床本身必须具备一定的精度。 3. 生产率 生产率用单位时 间内机床所能加工的工件数表示。 由该公式可知，机床在单位时 间内生产的产品数量越多，机床的生产率就越高。要想提高生产率，可以采取的措施减少切削加工时 间、每个工件的辅助时 间和每批工件的准备和结束时 间。如采用高速切削、多刀切削，并且在机床结构上考虑减少加工的准备和结束时 间等措施。 4. 系列化、通用化、标准化程度 机床系列化：系列型谱的制定和产品系列的设计，以少的规格、品种满足各部门的需要。 部件通用化：可扩大零件制造批量，便于生产组织、降低成本、缩短生产周期，提高可靠性。 零件标准化；有利于组织零件的集中成批或大批生产，降低成本、缩短生产周期、提高材料利用率。 机床的系列化、通用化、标准化是密切联系的，品种系列化是部件通用化和零件标准化的基础，而部件的通用化和零件的标准化又促进和推动品种系列化工作。 5.机床的寿命 机床结构的可靠性和耐磨性是衡量机床寿命的主要指标（二） 机床的运动与传动 1. 机床的运动 、运动分析：尽管机器零件的形状很多，但不外乎由平面、圆拄面、圆锥面及成型面所组成。对于这些面的形成是以直线或曲线为母线，以直线或圆为运动轨迹，做旋转或平移运动所形成的表面。 、工作运动 根据在切削过程中所起的作用来区分，切削运动分为主运动和进给运动。 主运动：是形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动。 进给运动：是使工件的多余材料不断被去除的工作运动。 切削过程中主运动只有一个，进给运动可以多于一个。主运动和进给运动可由刀具或工件分别完成，也可由刀具单独完成。机床的运动除了切削运动外，还有一些实现机床切削过程的辅助工作而必须进行的辅助运动。 2. 机床的传动 机床的传动机构指的是传递运动和动力的机构，简称为机床的传动。 机床的传动方式按传动机构的特点分为机械传动、液体传动、电气传动以及以上几种传动方式的联合传动等。按传动速度调节变化特点将传动分为有级传动和无级传动。有级传动又叫有级调速，是在一定转速范围内，速度分为若干级而且每级速度的变化是不连续的。无级传动又叫无级调速，是在一定转速范围内，速度可以调到任意一个数值的传动。 （三） 机床的分类 同学们掌握按机床工作精度和通用性分类方法即可。 按照机床工作精度可分为 1. 普通机床：包括普通车床、钻床、镗床、铣床、刨插床等 2. 精密机床：包括磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床和其他各种精密机床。 3. 高精度机床：包括坐标镗床、齿轮磨床、螺纹磨床、高精度滚齿机、高精度刻线机和其他高精度机床等。 按照机床通用性分类，可以分为通用机床、专门化机床、专用机床。通用机床适用于单件小批生产、专门化机床和专用机床适用于成批大量生产。 再者，组合机床是将预先制造好的标准件、通用零件与少量专用件组合而成的机床。它实质上属于专用机床。 （四） 机床的型号编制 该部分内容非常重要，同学们按照以下要求掌握。 （） （） （）（） / （）（） 企业代号（拼音字母） 其他特性代号（拼音字母或数字） 重大改进顺序号（拼音字母，I、o不能使用） 主轴数或第二主参数（长度折为两位数字；模数、 轴数为实际值。前面用与主参数分开） 主参数或设计顺序号（两位数字，表5-4） 系代号（数字，分10个系）金属切削机床讲义2本讲是机电设备评估基础的第五讲，讲述教材第三章金属切削机床的内容。主要介绍了刨床、插床、拉床、铣床、磨床的结构、性能和特点。 历年考题： 99.17.图(B)所示为插床。图参见99年机电设备评估基础试卷 99.18.拉削加工的特点中,(D)的说法是错误的。 A.可以加工各种形状的直通孔 B.不仅加工精度高,而且表面质量也好 C.切削运动只有一个主运动,生产率高 D.应用范围广,能用于不同类型的生产规模 99.56.下述说法中,正确的是(ACD)。 A.台式钻床是一种可放在台桌上使用的小型钻床 B.立式钻床的主轴可以在垂直其轴线的平面内移动 C.摇臂钻床适合加工笨重的大型工件 D.用镗床镗孔很容易保证孔的尺寸精度和位置精度 E.镗床上镗刀的旋转运动是进给运动,镗刀或工件的移动是主运动 99.57.牛头刨床的组成部分,除床身外还有(ACE)。 A.滑枕 B.溜板箱 C.工作台 D.尾架 E.刀架 99.58.下列说法中,正确的是(ACD)。 A.磨削用的砂轮是用结合剂把磨粒粘接制成,所以砂轮就是刀具 B.磨削加工时,不能用冷却液 C.万能外圆磨床不仅可以磨外圆柱表面,还能磨外圆锥面 D.万能外圆磨床,可以磨内孔和内圆锥面 E.工件的旋转是磨外圆的主运动 2000.59.机床中,(AC)常采用液压传动来实现。 A.平面磨床工作台的往复运动 B.卧式铣床工作台的往复运动 C.拉床刀架的往复运动 D.牛头刨床工作台的移动 E.立式钻床工作台的升降 2000.62.下列的切削加工方法中,主运动是(ABDE)。 A.车削加工时,工件的旋转运动 B.铣削加工时,铣刀的旋转运动 C.磨削加工外圆表面时,工件的旋转运动 D.钻床上钻孔时,钻头的旋转运动 E.牛头刨床上刨平面时,刀具的往复移动 2000.66.摇臂钻床与立式钻床相比,其主要优点是(ABDE)。 A.摇臂钻床是靠移动主轴来对准工件找正的 B.摇臂可绕立柱回转360,还可沿立柱上升、下降 C.工作台下面装有转盘,工作台可水平移动 D.主轴箱可沿摇臂的水平导轨移动 E.适宜加工大型工件2001.22.“卧式万能铣床”中,“卧式”一词指的是(B)。 A.机床的主运动是水平方向的 B.机床的主轴是水平方向的 C.机床的工作台是水平方向的 D.机床的床身是低矮的 2001.21.外圆磨床中,主运动是(D)。 A.砂轮的平动 B.工件的转动 C.工件的平动 D.砂轮的转动 该讲内容主要从选择题的角度来出题，所以大家主要从以下几个方面来掌握 1、掌握它们的主运动、进给运动及主参数 2、要掌握它们的实物图及加工范围 3、掌握它们的组成、特点及优缺点 3、掌握它们是否能实现无级调速 4、掌握它们的传动方式 先就就2003年教材内具体变化情况给大家说一下，同2002年教材相比，该2003年教材该章的内容变化不大，变化内容主要是： 1、2003年p144牛头刨床的组成部分，1、床身、2滑枕等的解释没2002年的详细； （一）刨床、插床和拉床 刨床、插床和拉床的共同特点是主运动都是直线运动，因此又把这三类机床称为“直线运动机床”。 1.刨床 刨床是由刀具或工件作往复直线的主运动，由工件和刀具作垂直于主运动的间歇进给运动来完成平面加工的机床。主要用于加工非旋转体类如板类、箱体类及机座等平面，还可加工斜面沟槽。常用的刨床有：牛头刨床、龙门刨床和单臂刨床。 (1)牛头刨床（大家要注意它们的组成、特点、机床形状等） 因其滑枕、刀架形似牛头而得名，调整方便，单刃切削，切削速度低，回程不工作，生产率低。但在刨削类机床中应用较广。 应用范围：刨削长度不超过1000毫米的中小型零件，适用于单件小批量生产。 结构特点：见p144图3-23。主要由床身、滑枕、刀架、工作台、滑板、底座等组成。主运动是刨刀的往复直线运动，进给运动为工作台的水平横向间歇运动。 刨削精度：IT9IT7，表面粗糙度Ra6.33.2m。 主参数是最大刨削长度。金属切削机床讲义3本讲是机电评估基础的第六讲，讲述教材第三章金属切削机床的内容。本讲的内容主要包括特种加工机床和组合机床及其自动线的结构、性能和特点。 历年考题： 99.19.组合机床的通用部件品种代号“CJ”代表(B)。 A.立柱底座 B.支架 C.动力箱 D.机械滑台 99.60.组合机床通用部件,目前已制订了国家标准,如(ABC)。 A.机械滑台 B.侧底座 C.立柱 D.多轴主轴箱 E.夹具 2000.24.组合机床自动线适用于加工(D)工件。 A.较简单 B.特殊结构 C.复杂 D.箱体类 2001.54.与通用机床相比,组合机床的特点有(AB)。 A.自动化程度高 B.设计制造周期短 C.能够加工复杂曲面 D.加工对象灵活可变 2002.57.以下所列电火花加工的特点中,表述正确的有(CDB) A.可以加工任何硬、脆、韧、软、高熔点的非金属材料 B.加工时无切削刀,有利于小孔、薄壁、窄槽及具有复杂截面零件的加工 C.加工中几乎不受热的影响,因此可以减少热影响层,高加工后的工件质量 D.由于脉冲参数可调节,因此同一台机床可进行粗、半精加工 E.打孔速度极高,易于实现自动化生产和流水作业 该讲内容主要从选择题的角度来出题，所以大家主要掌握 1、它们的组成、特点及优缺点 2、主运动、进给运动 先就就2003年教材内具体变化情况给大家说一下，同2002年教材相比，该2003年教材该章的内容变化不大，主要变化如下： 2003年教材的从p170（二、组合机床的组成）到p172的（三、组合机床自动线）上面一段均为今年新增的内容。 (一)、特种加工机床（熟悉原理、组成及加工特点） 特种加工机床是利用电能、电化学能、光能及声能等进行加工的机床。主要用于加工难切削材料及精密细小和复杂形状的零件。应用较广的有电火花加工、激光加工、超声波加工。 1、电火花加工概念及原理 电火花加工是直接利用电能对零件进行加工的一种方法。 加工原理：当工具电极与工件电极在绝缘体中靠近达到一定距离时，形成脉冲放电，在放电通道中瞬时产生大量热量，使工件局部金属熔化甚至气化，并在放电爆炸力的作用下，把熔化的金属抛出，达到蚀除金属的目的。 电火花加工设备应由以下部分组成： 、脉冲电源。它是放电蚀除的功能装置。 、间隙自动调节器：它自动调节极间距离，使工具电极的进给速度与电蚀速度相适应、机床本体：实现工件和工具电极的装夹、固定及调整其相对位置精度等的机械系统、工作液及其循环过滤系统：为火花放电、除去悬浮的金属微粒和冷却表面等提供绝缘液体介质。火花放电必须在绝缘液体介质中进行。 常见的电火花加工机床：成形加工、穿孔加工、电火花切割加工、电火花磨削以及电火花雕刻花纹等 （1）电火花成形加工机床：主要由脉冲电源箱、工作液箱和机床本体组成。其中机床本体由主轴头、工作台、床身和立柱组成。主轴头是电火花成型加工机床的关键部件，它与间隙自动调节装置组成一体。主轴头的性能直接影响电火花成型加工的加工精度和表面质量。结构图参见教材的p161的图3-37。（2）电火花切割加工机床：它是利用一根运动的金属丝作为工具电极，在工具电极和工件电极之间通以脉冲电流，使之产生电腐蚀，工件被切割成所需要的形状。 组成：机床本体、数空装置、脉冲电源和工作液循环系统。结构图参见教材的p162的图3-38。 电火花加工特点： a、可以加工任何硬、脆、韧、软、高熔点等导电材料，在一定条件下还可以加工半导体材料和非导电材料； b、加工时“无切削力”有利于小孔、薄壁、窄槽及具有复杂截面零件的加工； c、加工中几乎不受热的影响，可以提高加工后的工件质量； d、由于脉冲参数可调，因此同一台机床可进行粗、半粗、精加工； e、直接使用电能加工，便于实现自动化。 2、超声波加工 （1）超声波加工原理：它是利用工具作超声频振动，冲击磨料进行撞击和抛磨工件而实现加工的。 （2）超声波加工机床的组成：超声波加工机床主要包括超声电源(超声发生器)、超声振动系统及加工机床本体三部分。结构图参见教材的p165的图3-40。 （3）超声波加工特点： a、适用于加工各种不导电的硬脆材料；如玻璃、陶瓷、金刚石等 b、由于在加工过程中工具通常不需要旋转，因此易于加工出各种复杂形状的型孔、型腔、成型表面等； c、加工过程受力很小，适于加工薄壁、薄片等不能承受较大机械应力的零件。 3激光加工 （1）加工原理：通过激光器等一系列装置，把激光聚集成一个极小的能量密度大、温度高的光斑而聚于工件上，使其瞬时急剧熔化和汽化，并产生冲击波，使熔化物爆炸式地喷射去除，从而进行加工。主要用于打孔和切割。 （2）激光加工装置：主要由激光器、电源、光学系统和机械系统四部分组成。 激光器主要将电能变成光能，产生所需要的激光束。 电源为激光器提供所需要的能量。 光学系统主要作用是把激光引向聚焦物镜，调整焦点位置，使激光聚焦在加工工件上。 机械系统包括床身、工作台、机电控制系统、冷却系统等。 （3）激光加工特点： a、不受材料性能限制，几乎所有金属材料和非金属材料都能加工。 B、加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形 c、打孔速度极高，易于实现自动化生产和流水作业 d、可通过透明介质(如玻璃、真空)进行加工。 (二)组合机床及其自动线 组合机床的产生：因需要高效、自动化程度高、结构简单而产生专用机床；而且有通用机床能更新、调整适应新工件的特点。 组合机床组成特点：用大量通用部件和少量专用部件组成。 加工范围：钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削、滚压等工序加工。 1、组合机床特点 组合机床通常采用多刀、多面、多工位同时对工件进行加工的方法。 加工时，装在机床主轴上的刀具做旋转主运动，工件做进给运动，或者刀具做旋转主运动又做进给运动，以完成工作循环。 组成部件：参见教材p169图3-42 通用部件：动力滑台、中间底座、侧底座、立柱底座、立柱、动力箱 专用部件：夹具、主轴箱及刀具1.机床加工精度如何?加工精度包括的内容 2.机床主参数必须满足哪些要求?3.转述数列采用等比排列的优点?4.机床主传动系统包括哪些组成部分?5.确定机床齿轮齿数时要注意几点?6.缩小齿轮轴向尺寸,径向尺寸有哪些方法?7.提高传动精度的途径有哪些?8.常用滚动轴承的种类及作用?9.何谓轴承的预紧?预紧的作用?10.液体动压轴承,静化轴承的原理及作用?11.主轴的材料与热处理如何?技术要求有哪些?12.提高主轴部件的旋转精度有哪些?提高抗振性有哪些措施?13.机床支承体的功用及基本要求有哪些?14.机床的功用,分类及基本要求有哪些?15.机床低速运动产生爬行现象及原因?消除爬行的措施?16.动压17.机床操纵机构的作用及要求如何?18.变速过程中为何保证齿轮顺利齿合?19.机床改装中应注意的几个问题?20.滚动金属切削机床（4-6章）复习题一、 填空题：1、从理论上讲，齿轮齿面的加工的两种方法是（ ）和（ ）。2、滚齿时，母线的形成方法是范成法，运动由（ ）的转动和（ ）的转动实现。3、滚齿时，直齿圆柱齿轮导线是（ ），斜齿圆柱齿轮导线是（ ）。4、插齿加工原理类似一对（ ）相啮合，而滚齿相当于一对（ ）相啮合。5、滚齿机广泛用来加工（ ）和（ ），此外还可以用于加工（ ）和（ ）。6、插齿机具有的运动有（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。7、插齿机主要用于（ ），（ ）和齿条的加工。8、X6132型铣床进给传动系统可使工作台实现（ ）、（ ）和垂直方向的进给运动。9、钻床上可进行钻孔、扩孔、（ ）、（ ）、攻丝、锪端面等。10、X6132型卧式万能升降台铣床主轴孔锥度为（ ），主轴孔径为（ ）mm。11、M1432A万能外圆磨床磨外圆时具有以下四种运动：砂轮的转动、（ ）、（ ）和砂轮的径向切入运动。12、钻床可分为台式钻床、（ ）和（ ）。13、牛头刨床上，（ ）是主运动，（ ）为进给运动。14、牛头刨床的主运动是（ ）。龙门刨车的主运动是（ ）。15、卧式镗铣床的进给运动有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。16、卧式镗铣床的主运动有（ ）、（ ）。17、插床的主运动是（ ）。18、镗床是加工内孔的机床，通常用于（ ），（ ），特别是（ ）的孔系。19、组合机床是（ ）为基础，根据零件的加工需要，配以部分（ ）所组成的（ ）机床。20、组合机床主要用于（ ），特别适用于（ ）零件的加工。21、组合机床的动力部件，主要包括（ ）、（ ）和具有各种工艺性能的（ ）等，作用是（ ），实现（ ）。22、动力滑台用于实现（ ）。二、选择题：1、滚齿时，刀刃相对工件运动轨迹的（ ）形成了齿轮轮廓曲线。A母线 B导线 C包络线2、对齿面淬硬的齿轮进行齿廓的精加工，应在（ ）上完成。A滚齿机床 B插齿机床 C磨齿机床3、加工内齿轮的轮面应选用（ ）。A滚齿机床 B插齿机床 C牛头刨床4、加工斜齿圆柱齿轮，差动传动链的作用是联系（ ）间的运动关系。A刀架和工件 B电动机和工件 C电动机和滚刀5、主运动不是旋转运动的切削是（ ）。A钻削 B铣削 C刨削6、只有主运动而无进给运动的切削是（ ）。A拉削 B钻削 C磨削7、主运动是由工件完成的切削运动的加工是（ ）。A车削 B铣削 C镗削8、X6132型铣床的工作台可绕垂直轴在（ ）范围内旋转。A 90 B 60 C 459、M1432A型磨床的加工精度为（ ）。A IT6IT7 B IT3IT5 C IT8IT1010、箱体上的轴承孔一般应在（ ）上进行加工。A钻床 B镗床 C铣床11、加工精度高、生产率也高、适用于大批生产的直线运动机床是（ ）。A牛头刨床 B插床 C拉床12、X6132型铣床工作台面宽（ ）。A 132mm B 32mm C 320mm13、大、中型零件上的多孔加工宜选用（ ）钻床。A台式 B立式 C摇臂14、金刚镗床因以前采用金刚石镗刀而得名，现在已广泛使用（ ）刀具代替金刚石。A高速钢 B硬质合金 C合金工具钢15、（ ）主要用于加工工件的内表面，如内孔、键槽等。A牛头刨床 B插床 C钻床16、外圆磨床中,主运动是( )。A砂轮的平动 B工件的转动 C工件的平动 D砂轮的转动三、判断题：1、加工斜齿圆柱齿轮形成螺旋线所需要的运动是：滚刀沿齿轮轴线方向的移动和工件