第一章机械加工工艺装备第一节ppt课件.ppt

教育科学 十五 国家规划课题研究成果 机械制造技术基础 周宏甫主编 机械加工工艺装备 第一章 机械加工工艺装备 1 1机床1 2刀具1 3夹具 机床 1 1 1 1 1机床的分类 型号和技术参数1 1 2典型机床的加工工艺范围1 1 3车床的传动原理1 1 4数控机床与加工中心 1 1机床 金属切削机床 用金属切削机床刀具切削的方法将金属毛坯加工成零件的机器 制造机器的机器 机床的分类 按加工性质 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 1 1 1机床的分类 型号和技术参数 按应用范围 通用性程度 通用机床专门化机床专用机床 机床的分类 卧式车床 万能升降台铣床 丝杆车床 曲轴车床 凸轮轴车床 机床主轴箱专用镗床 组合机床 加工范围广 通用性强用于单件小批生产 工艺范围窄用于某类零件特定工序的加工 工艺范围最窄用于特定工序的加工 大批量生产 按工作精度 普通精度机床精密机床高精度机床 机床的分类 按自动化程度 手动机动半自动自动机床 按重量与尺寸 仪表机床中型机床 一般机床 大型机床 10t 30t 重型机床 30t 100t 超重型机床 大于100t 机床的分类 按机床主要工作部件的数目 单轴多轴单刀多刀 分类代号 机床的型号 类别代号 通用特性 结构特性代号 组代号 系代号 主参数或设计顺序号 主轴数或第二主参数 重大改进顺序号 其它特性代号 企业代号 机床的型号 1 机床的类别代号 2 机床的特性代号 机床的型号 通用特性代号 2 机床的特性代号 机床的型号 结构特性代号 对于结构 性能不同的机床加结构特性代号予以区别 为避免混淆 通用特性代号已用的字母及 I O 都不能作为结构特性代号 结构特性代号在机床型号中没有统一的含义 3 机床的组别代号和系列代号 机床的型号 按其结构性能及使用范围每类机床划分为10个组每个组又划分为10个系分别用数字0 9表示 表1 3金属切削机床的类 组划分表 表1 3金属切削机床的类 组划分表 机床的型号 4 机床主参数和设计顺序号 机床主参数代表机床规格的大小用折算值 主参数乘以折算系数 表示 第二主参数一般指主轴数 最大跨距 最大工件长度 工作台工作长度等 第二主参数也用折算值表示 表1 4各类主要机床的主参数和折算系数 机床的型号 5 机床的重大改进顺序号 当机床的性能及结构布局有重大改进时加重大改进号A B C 6 其它特性代号 7 企业代号 高精度万能外圆磨床 M 类别代号 磨床类 G 通用特性 高精度 1 组别代号 外圆磨床组 4 系别代号 万能外圆磨床系 32 主参数 最大磨削直径320mm A 重大改进顺序号 第一次重大改进 MG1432A 例 机床的技术性能指标 1 机床的工艺范围 2 机床的技术参数 3 机床的精度与刚度 尺寸参数 能加工工件的最大几何尺寸 运动参数 能提供运动速度的范围 数列 动力参数 电动机额定功率 额定转速 几何精度 运动精度 制造精度 相互位置精度 回转运动 直线运动 传动精度 刚度 受力作用下抵抗变形的能力 工件 刀具 精度 规模 车床 卧式车床 马鞍车床转塔车床立式车床单轴自动车床多轴自动和半自动车床仿形车床多刀车床专门化车床 1 1 2典型机床的加工工艺范围 凸轮轴车床曲轴车床 升降台式铣床床身式铣床龙门铣床工具铣床仿形铣床专门化铣床 铣床 凸轮铣床曲轴铣床 1 1 2典型机床的加工工艺范围 外圆磨床万能磨床内圆磨床平面磨床无心磨床工具磨床专门化磨床 磨床 螺纹磨床曲轴磨床导轨磨床 1 1 2典型机床的加工工艺范围 砂带磨床 卧式镗床坐标镗床金刚镗床 镗床 1 1 2典型机床的加工工艺范围 滚齿机插齿机剃齿机珩齿机磨齿机刨齿机 齿轮加工机床 1 1 2典型机床的加工工艺范围 车床的传动原理图 1 1 3车床的传动原理 内联系传动链 主轴 4 5 if 6 7 丝杠 外联系传动链 电动机 1 2 iv 3 4 主轴 车床的传动框图 1 1 3车床的传动原理 CA6140型卧式车床的传动系统图 1 1 3车床的传动原理 机动示意图规定画法齿轮旁数字表示齿数只表示传动关系不代表实际尺寸和空间位置 传动路线 CA6140型卧式车床的主运动传动链 主电动机 I M1 正转 M1 反转 II III M2 脱开 IV V VI 主轴 M2 接合 主轴转速级数和转速 CA6140型卧式车床的主运动传动链 正转 高速 6级 低速 18级 10 1400r min 反转 12级 14 1580r min 转速图 竖线 轴 横线 转速 等比数列 对数坐标 转速比 公比 斜线 传动比 升速向上倾斜 降速向下倾斜 CA6140型卧式车床的进给传动链 车螺纹 经丝杆 米制 英制 模数制和径节制 车圆柱和端面 经光杆 传动路线 纵向机动进给量 64种 横向机动进给量 64种f横 f纵 2 刀架的快速移动 超越离合器 数控机床的特点 1 1 4数控机床与加工中心 1 适应性广 良好的柔性 加工对象改变 只需重新编程 多品种 中小批量零件的自动化生产 数控机床的特点 1 1 4数控机床与加工中心 1 适应性广 良好的柔性 2 加工精度高 质量稳定 脉冲当量达到0 001mm 数控机床的特点 1 1 4数控机床与加工中心 1 适应性广 良好的柔性 2 加工精度高 质量稳定 3 生产率高 大切削用量 减少切削时间辅助时间少 可自动换刀 装夹工件进行多表面 不同工艺的连续加工可自动控制加工精度 不必停机检验 数控机床的特点 1 1 4数控机床与加工中心 1 适应性广 良好的柔性 2 加工精度高 质量稳定 3 生产率高 4 减轻劳动强度 改善劳动条件 只需编程 调整机床 装卸工件封闭式加工 清洁 安全 数控机床的特点 1 1 4数控机床与加工中心 1 适应性广 良好的柔性 2 加工精度高 质量稳定 3 生产率高 4 减轻劳动强度 改善劳动条件 5 实现复杂零件的加工 任意轨迹 任何形状的空间复杂曲面 数控机床的特点 1 1 4数控机床与加工中心 1 适应性广 良好的柔性 2 加工精度高 质量稳定 3 生产率高 4 减轻劳动强度 改善劳动条件 5 实现复杂零件的加工 6 便于现代化的生产管理 计算机辅助设计 辅助制造计算机管理一体化 数控机床的组成 1 1 4数控机床与加工中心 控制介质计算机数控装置伺服驱动系统机床机械部件 图1 15数控机床基本结构框图 数控机床的组成 1 1 4数控机床与加工中心 1 控制介质 信息载体 记录数控加工程序 工作指令 零件坐标系 即零件的安装位置 刀具与零件相对运动的尺寸参数 零件加工的顺序 主运动的启停 换向 变速等 进给运动速度 方向 位移量等 辅助装置的动作 数控机床的组成 1 1 4数控机床与加工中心 1 控制介质 信息载体 2 计算机数控装置 数控机床的中枢 接受输入装置送来的信息进行编译 运算和逻辑处理输出各种信号和指令给伺服驱动系统控制机床进行有序的动作 数控机床的组成 1 1 4数控机床与加工中心 1 控制介质 信息载体 2 计算机数控装置 数控机床的中枢 3 伺服驱动系统 数控机床的执行部分 含伺服驱动电动机 驱动元件和执行部件等 根据数控指令发出脉冲信号控制执行部件的进给速度 方向和位移量使之按规定轨迹移动或精确定位 常用脉冲当量 0 01 0 005 0 001mm 脉冲 数控机床的组成 1 1 4数控机床与加工中心 1 控制介质 信息载体 2 计算机数控装置 数控机床的中枢 3 伺服驱动系统 数控机床的执行部分 4 机床的机械部件 主运动部件进给运动部件 如工作台 刀架等 支承部件 如床身 立柱等 辅助装置 冷却润滑 夹紧 换刀等 零件图样 程序编制 信息载体 数控装置 主轴转速 转向选择 刀具选择其它功能选择 伺服系统 刀架或工作台 机床 零件 位移检测 反馈系统 数控机床加工零件的过程 数控机床的分类 1 1 4数控机床与加工中心 按运动轨迹的方式 点位控制直线控制轮廓控制 只要点位置 移动不加工 数控钻床 数控冲床和数控坐标镗床 要点准确 两点间为直线 并切削 数控铣平面 数控车台阶轴 对2方向以上运动同时控制并切削 数控铣三维曲面 数控机床的分类 1 1 4数控机床与加工中心 按伺服系统的类型 开环控制闭环控制半闭环控制 由步进电机 齿轮和丝杆螺母等组成无检测反馈装置 不能误差校正 结构简单 经济型机床 由直流伺服电机 丝杆螺母和位移检测装置等组成 有检测反馈装置 位移精度高 系统复杂 调整困难 高精度机床 位移检测装置安装在丝杆上精度不如闭环控制 简单稳定 易调试 应用广 数控车床 1 1 4数控机床与加工中心 属轮廓控制型数控机床 经济型 开环控制简易型 半闭环控制 适宜加工精度高 形状复杂 工序多及品种多变的单件或小批零件 加工中心 1 1 4数控机床与加工中心 具有自动换刀装置的数控机床 特征 大容量刀库 10 120把刀具 自动换刀机械手 可完成铣 钻 镗 铰 锪 攻螺纹等加工 适用于加工箱体 支架 盖板 壳体 模具 凸轮 叶片等复杂零件的多品种小批量加工 加工中心 1 1 4数控机床与加工中心 以主轴的位置分 卧式加工中心立式加工中心万能加工中心 加工中心 1 1 4数控机床与加工中心 车削中心钻削中心复合加工中心 铣键槽 铣扁 铣六角 铣螺旋槽 钻横向孔 端面分度钻孔 攻螺纹等 钻孔 扩孔 铰孔 攻螺纹等 小面积的端面铣削 主轴头可回转水平竖直 加工四侧面及侧面上孔 加工顶面及顶面上孔 五面加工复合加工中心 加工中心 1 1 4数控机床与加工中心 自动更换工作台自动更换主轴头自动更换主轴箱自动更换刀库 一个工作台上工件加工一个工作台上工件装卸 调整 有主轴头库卧铣 立铣 磨削和转位铣削等 有粗加工和精加工主轴箱提高加工精度和加工范围 刀库容量大多工序复杂零件加工 谢谢 图1 1卧式车床 进给箱 图1 1卧式车床 主轴箱 卡盘 刀架 尾架 床身 床腿 床腿 溜板箱 图1 2卧式车床加工的典型表面 马鞍车床 转塔车床 进给箱 主轴箱 前刀架 转塔刀架 床身 溜板箱 回轮车床 底座 进给箱 主轴箱 夹料夹头 回轮刀架 挡块轴 床身 立式车床 1 底座2 工作台3 立柱4 垂直刀架5 横梁6 8 进给箱7 侧刀架9 顶梁 液压仿形半自动车床 下刀架 主轴 靠模 液压仿形刀架 顶尖 床身 卧式升降台铣床 底座 床身 悬梁 主轴 支架 工作台 床鞍 升降台 图1 3万能卧式升降台式铣床 床鞍 底座 床身 悬梁 主轴 支架 工作台 回转盘 升降台 图1 4铣床加工的典型表面 立式升降台式铣床 升降台 立铣头 主轴 工作台 床鞍 圆台铣床 床身 滑座 圆工作台 立柱 主轴箱 龙门铣床 床身 工作台 水平铣头 横梁 垂直铣头 立柱 顶梁 立柱 垂直铣头 水平铣头 图1 5M1432A型万能外圆磨床 液压控制箱 床身 头架 工作台 内圆磨具 砂轮架 尾座 图1 6万能磨床加工示意图 内圆磨床 滑鞍 床身 工作台 头架 砂轮架 普通内圆磨床的磨削方法 卧轴矩台平面磨床 立柱 床身 工作台 砂轮架 滑座 立轴圆台平面磨床 立柱 床身 工作台 砂轮架 平面磨床的磨削方法 矩台周磨 矩台端磨 圆台周磨 圆台端磨 无心外圆磨床 无心磨示意图 图1 7卧式镗床 主轴箱 床身 下滑座 上滑座 后支架 后立柱 工作台 镗轴 平旋盘 径向刀架 前立柱 图1 8卧式镗床的主要加工方法 立式单柱坐标镗床 工作台 主轴 主轴箱 立柱 床鞍 床身 卧式金刚镗床 图1 9Y3150E型滚齿机 图1 9Y3150E型滚齿机 工作台 床身 立柱 刀架溜板 刀杆 刀架体 支架 心轴 后立柱 滚刀的安装角度 图1 10加工斜齿轮时滚刀的安装角 工件螺旋角 安装角 滚刀螺旋升角 插齿机 Y5132型插齿机 床身 立柱 刀架 插齿刀 工作台 挡块 图1 13CA6140型卧式车床的传动系统图 图1 13CA6140型卧式车床的传动系统图 图1 13CA6140型卧式车床的传动系统图 图1 13CA6140型卧式车床的传动系统图 图1 14CA6140型卧式车床主轴转速分布图 转速公比 1 26 点位控制数控的加工方法 直线控制数控的加工方法 轮廓控制的加工方法 a 两坐标联动加工b 三坐标联动加工c 三坐标两联动加工 开环控制伺服系统 闭环控制伺服系统 半闭环控制伺服系统 图1 16数