机械制造装备

教学目的 了解机床的组成和运动构成 掌握车刀的组成 了解其它刀具的结构特点 掌握夹具的组成 定位原理以及定位方案的分析 2 1金属切削机床 2 2金属切削刀具 2 3机床夹具 教学重点 1 车床传动系统分析 2 刀具切削部分的构造和刀具角度的定义 3 工件定位原理 第2章机械制造装备 教案三 CA6140 2 1金属切削机床 教案三 数控车床 2 1金属切削机床 教案三 M1432A型万能外圆磨床 内圆磨床 磨床 2 1金属切削机床 教案三 2 1金属切削机床 教案三 铣床 2 1金属切削机床 教案三 摇臂钻床 立式钻床 钻床 2 1金属切削机床 教案三 刨床 2 1金属切削机床 教案三 镗床 卧式镗床 立式单柱坐标镗床 2 1金属切削机床 教案三 Y3150E型滚齿机 2 1金属切削机床 教案三 插齿机 2 1金属切削机床 教案三 一 机床基本构成 主轴箱 刀架 尾座 床身 左床腿 进给箱 溜板箱 右床腿 定位部分运动部分动力部分控制部分冷却润滑系统其他装置 2 1金属切削机床 教案三 二 机床的分类 2 1金属切削机床 教案三 三 机床型号的编制方法 GB T15375 94 2 1金属切削机床 教案三 机床特性代号 表2 3通用特性代号 机床主参数 设计顺序号和第二主参数用主参数或第二主参数值的1 10或1 100表示机床的重大改进顺序号 按A B C 的顺序选用 2 1金属切削机床 教案三 CA6140 机床类别代号 磨床类 机床组别代号 外圆磨床组 机床系别代号 万能外圆磨床系 机床主要参数代号 最大磨削直径320mm 重大改进顺序号 第一次改进 M1432A 2 1金属切削机床 教案三 XK5030X 类代号 铣床类机床 K 通用特性代号 数控 5 组代号 立式升降台铣床组 0 系代号 立式铣床系 30 主参数 工作台面宽度的1 10 2 1金属切削机床 教案三 四 机床的传动原理图 以车床为例 卧式车床车螺纹时的传动原理图 2 1金属切削机床 教案三 执行件 传动装置 动力源 五 机床的传动系统 教案三 2 1金属切削机床 以车床为例 机床的传动系统图 用规定符号具体表示各种传动件的结构形式 按运动传递顺序 以展开图的形式表达所有运动和传动关系 尽可能绘制在机床外形的轮廓线内 不代表实际尺寸 应标明齿轮齿数 蜗轮齿数 蜗杆头数 带轮直径 丝杠的螺距和头数 电机功率和转速 传动轴序号等 CA6140型卧式车床的传动系统图 CA6140卧式车床传动系统 主运动传动链 1 传动路线分析方法 抓两端 连中间 2 主轴的转速及转速级数1 主轴转速运动平衡式为 n主 n电d D 1 u12u23u36主轴最高转速为 n主 1450 130 230 1 0 02 56 38 39 41 63 50 1400r min主轴最低转速为 n主 1450 130 230 1 0 02 51 43 22 58 20 80 20 80 26 58 10r min 2 主轴转速级数正转时2 3 1 3 6 18 24级反转时1 3 1 3 3 9 12级 车螺纹进给传动链 车削螺纹 米制 公制 英制 模数制和径节制 非标准螺纹 较精密螺纹 基本组 增倍组 纵向横向进给传动链 刀架快速移动进给链 六 数控机床及加工中心 1 数控机床的组成 1 数控机床 2 1金属切削机床 教案四 2 数控机床的分类 2 1金属切削机床 教案四 点位控制数控的加工方法 运动轨迹 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 2 1金属切削机床 教案四 开环控制伺服系统 控制方式 闭环控制伺服系统 半闭环控制伺服系统 2 1金属切削机床 教案四 JCS 018A型立式加工中心 1 直流伺服电机2 换刀机械手3 数控柜4 盘式刀库5 主轴箱6 操作面板7 驱动电源柜8 工作台9 滑座10 床身 2 加工中心 2 1金属切削机床 教案四 1 加工中心的组成 基础部件 主轴部件 数控系统自动换刀装置 辅助装置 2 加工中心的特点 工序集中 备有刀库 有自动换刀装置有自动转位工作台 高精度 配有两个托盘 3 加工中心的分类 立式加工中心卧式加工中心立卧两用加工中心 2 1金属切削机床 教案四 2 2金属切削刀具 各种刀具切削部分形状 教案四 一 刀具切削部分的构造要素 一尖两刃三面 2 2金属切削刀具 刀体 刀头 主切削刃 副切削刃 前刀面 主后刀面 副后刀面 刀尖 焊接式车刀的组成 教案四 2 2金属切削刀具 二 刀具的几何参数 1 刀具标注角度参考系 主剖面Po 切削平面Ps 基面Pr 车刀标注角度坐标系 2 2金属切削刀具 教案四 2 2金属切削刀具 2 刀具的标注角度 2 2金属切削刀具 教案四 刃倾角正副判别 2 2金属切削刀具 2 2金属切削刀具 教案四 实验 一 车刀角度测量 时间 周四上午8 00 10 00地点 B座105 杨明老师 安排 第一组 1 58号 8 00 9 00第二组 59 117 9 00 10 00要求 去教务处 按自然班 领取实验报告 并认真记录填写实验报告 课程结束后上交 三 刀具材料 1 刀具材料应具备的性能 高硬度高耐磨性高耐热性足够的强度和韧性良好的导热性和耐冲击性能良好的工艺性和经济性 2 常用的刀具材料 碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金 涂层刀具材料 3 其他材料 陶瓷 金刚石 立方氮化硼 2 2金属切削刀具 教案五 2 3机床夹具 一 概述 1 定义机械加工中 在机床上用以确定工件位置并将其夹紧的工艺装备称为机床夹具 简称为夹具 2 机床夹具的功用 1 保证被加工表面的位置精度 2 提高劳动生产率 3 扩大机床的使用范围 4 降低对工人的技术要求和减轻工人的劳动 教案五 3 机床夹具的分类 2 3机床夹具 教案五 三爪卡盘 四爪卡盘 万向平口钳 回转工作台 分度头 通用夹具 2 3机床夹具 教案五 专用夹具 2 3机床夹具 教案五 2 3机床夹具 教案五 组合夹具 1 加筋角铁 2 2 槽用螺栓 6 3 平键 10 4 方形支承5 定位支承6 方形支承7 平垫圈8 六角螺母 8 9 槽用螺栓10 钻套螺钉11 快换钻套12 钻模板13 圆形定位销14 工件15 方形支承16 角铁17 压紧螺钉18 基础板 2 3机床夹具 教案五 随行夹具 2 3机床夹具 教案五 二 机床夹具的组成 1 定位元件 2 夹紧装置 3 对刀 引导元件和装置 5 其它元件及装置 4 夹具体 2 3机床夹具 教案五 三 工件在夹具的中的定位 定与不定 怎样定 准与不准 需解决的问题 定位表面和定位元件的选择 定位误差的分析计算 定位原理 2 3机床夹具 教案五 1 基准的概念及其分类 用来确定加工对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点 线或面称为基准 基准 设计基准 工艺基准 工序基准 定位基准 测量基准 装配基准 粗基准 精基准 辅助基准 2 3机床夹具 作为基准的点 线 面有时在工件上并不一定实际存在 如孔和轴的轴心线 两平面之间的对称中心面等 而常常是由某些具体表面来体现的 这些表面称为定位基面 教案六 2 六点定位原理 用合理分布的六个支承点去限制工件的六个自由度 使工件在空间得到唯一确定的位置的方法 2 3机床夹具 教案六 3 工作定位时的几种现象 1 完全定位 2 3机床夹具 槽底面 槽侧面 槽顶面 教案六 2 不完全定位 情况一 工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度 2 3机床夹具 教案六 情况二 工件本身相对于某个点 线是完全对称的 则限制工件绕此点 线旋转的自由度没有意义 也无法限制 2 3机床夹具 教案六 3 欠定位 不允许 2 3机床夹具 教案六 4 过定位 是否允许 要视具体情况而定 2 3机床夹具 教案六 过定位引起夹紧变形 2 3机床夹具 教案六 一面两销组合定位产生的过定位 2 3机床夹具 工件定位面 工件底面和两销孔 定位元件 平面 两短圆柱销 平面限制 短圆柱销1 短销2 限制并 过定位 被重复限制 如何解决 与短销1联合限制 教案六 一面两销组合定位产生的过定位 2 3机床夹具 教案六 工件装夹在夹具中 凡是有六个支承点即为完全定位 凡是有六个支承点就不会出现欠定位 凡是超过六个定位支承点就是过定位 不超过六个定位支承点就不会出现过定位 这些说法对吗 为什么 思考 2 3机床夹具 教案六 4 常见定位方法与定位元件 1 工件以平面定位 1 固定支承 支承钉 支承板 2 3机床夹具 教案六 支承精基准面 支承粗基准面 粗基准面 侧面定位 侧面和顶面定位 底面定位 2 3机床夹具 教案六 2 可调支承 2 3机床夹具 教案六 支承工件的粗基准面 一个限制1个自由度 3 自位支承 一般只限制一个自由度 即一点定位 2 3机床夹具 教案六 自位支承限制1个自由度 使用的目的在于增加与工件的接触点 减小工件变形或减少接触应力 4 辅助支承不限制自由度 主要用于提高工件的刚度和定位稳定性 2 3机床夹具 教案六 不起定位作用 不能限制工件的自由度 只用来增加工件在加工过程中的刚度 2 工件以圆孔定位1 定位销 2 3机床夹具 教案六 2 圆锥销常用于工件孔端的定位 可限制三个自由度 2 3机床夹具 教案六 粗基准 精基准 组合定位 圆锥销限制两个自由度 定位圆环端面限制三个自由度 2 3机床夹具 教案六 3 定位心轴主要用于盘套类零件的定位 2 3机床夹具 教案六 过盈配合心轴 限制工件四个自由度 间隙配合心轴 其中心轴外圆部分限制四个自由度 轴肩面限制一个自由度 小锥度心轴限制五个自由度 2 3机床夹具 教案六 2 3机床夹具 教案六 1 V形块定位结构尺寸已标准化 斜面夹角有60 90 120 3 工件以外圆表面定位 2 3机床夹具 教案六 2 定位套筒 3 半圆定位座常用于大型轴类工件的定位 2 3机床夹具 教案六 2 3机床夹具 教案六 5 组合表面定位 2 3机床夹具 教案六 长圆柱销1 支承板2 止销3 过定位 如何解决 2 3机床夹具 5 工件定位误差的分析与计算 1 定位误差概念及其产生的原因 定位误差是指一批工件在夹具中定位时 工件的工序基准在工序尺寸方向或加工要求方向上的最大变化量 1 基准不重合误差 B 2 基准位移误差 Y 教案八 2 定位误差产生的原因 基准不重合误差等于从工序基准到定位基准之间的距离公差 1 基准不重合误差 B C Smax Amax Smin Amin 2 3机床夹具 教案八 2 基准位移误差 Y 工件在夹具中定位时 由于定位副 工件的定位表面与定位元件的工作表面 的制造公差和最小配合间隙的影响 使定位基准在加工尺寸方向上产生位移 导致各个工件的位置不一致 造成加工误差 这个误差称为基准位移误差 2 3机床夹具 教案八 2 基准位移误差 Y 2 3机床夹具 教案八 基准位移误差的大小应等于因定位基准与调刀基准不重合造成的加工尺寸的变动范围 2 基准位移误差 Y Dmax d0min o1 o o o2 Amax Amin c Dmin d0max 2 3机床夹具 教案八 3 定位误差的计算方法 工序基准在定位基面上 否 是 定位基面直径由小变大 或由大变小 定位基准的变动方向 定位基准的位置不变 工序基准的变动方向 相同 是 否 符号确定方法 教案九 2 3机床夹具 例1 用合成法求图所示加工尺寸E和H的定位误差 2 3机床夹具 教案九 例2铣图2 106所示工件上键槽 工件以外圆柱面 在 的V形块上定位 求工序尺寸分别为 时的定位误差 教案九 2 3机床夹具 四 工件在夹具中的夹紧 1 夹紧装置的组成 1 动力装置 3 中间递力机构 2 夹紧元件 2 3机床夹具 1 气缸2 斜楔3 滚子4 压板 教案九 2 对夹紧装置的要求1 夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置 2 夹紧力要适当 既要保证工件在加工过程中定位的稳定性 又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形 3 操作安全 省力 4 结构应尽量简单 便于制造 便于维修 2 3机床夹具 教案九 3 夹紧力的确定 1