c3金属切削机床.ppt

第三章金属切削机床,主要内容：机床基础知识机床的组成数控机床机床的选用,一、机床的类型,1、机床的分类机床主要按加工性质和所用的刀具进行分类。机床分为12类：,3.1概述,机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、性能和结构特点、主要技术参数等。我国机床型号编制方法的现行国家标准是“GBT153751994金属切削机床型号编制方法”，机床型号由一组汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。,2、机床的型号,l通用机床的型号编制,（1）型号表示方法,（2）机床类、组、系的划分及其代号,机床的类别用大写的汉语拼音字母表示见表。需要时，第一分类以下还可有若干分类，分类代号用阿拉伯数字表示，放在类代号之前，作为型号的首位，但第一分类不予表示。,（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，如110等）表示。某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。,（3）机床的特性代号当某类型机床除有普通型外，还具有某种通用特性时，则在类代号之后加上通用特性代号,（6）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，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部，加重大改进顺序号，以区别于原机床型号。序号接A、B、C、，等字母的顺序选用。,（5）主轴数和第二主参数的表示方法对于多轴车床、多轴钻床等机床，其主参数以实际值列入型号，置于主参数之后，用“X”分开，读作“乘”。第二主参数一般是指最大模数、最大转矩、最大工件长度、工作台工作面长度等。第二主参数也用折算值表示。,例：MG1432A型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（最大外圆磨削直径320mm）A重大改进序列号（第一次重大改进）,例：CA6140型普通车床C-类别代号（车床类）A结构特性代号（结构不同）6-组别代号（卧式车床）1系别代号（单轴车床）40主参数（最大车削直径400mm）,四、机床的组成,动力源传动系统支承件工作部件控制系统冷却系统润滑系统其他装置,五、机床的运动,1、切削运动主运动进给运动,2、辅助运动分度运动送、夹料运动控制运动其他各种空程运动,六、机床技术性能指标,1、机床的工艺范围2、机床的技术参数尺寸参数运动参数动力参数3、机床的精度与刚度,3.2数控机床,（1）一般数控机床:数控化的通用机床（2）加工中心：配有刀库和自动换刀装置的数控机床，工件一次装夹能完成多道工序。（3）多坐标数控机床:一般在五轴以上，机床结构复杂，用于加工特殊、形状复杂的零件。,1、数控机床的加工原理,2、数控机床的坐标系,开环伺服系统,此系统不带反馈检测装置，数控装置发出的指令信号是单向的。这种系统一般用功率步进电动机作伺服驱动装置。当需要在机床某个坐标轴方向运动一个基本长度单位时，数控装置向该轴伺服进给系统输出一个控制脉冲，经伺服驱动电路进行脉冲分配和功率放大后，驱动步进电机转动一步，通过机械传动机构使机床工作台运动一个基本长度单位。此系统无位置反馈，所以定位精度不高，主要用于精度要求不高的中小型机床。优点：控制系统结构简单，工作稳定，调试维护方便，价格低廉。,闭环伺服系统,闭环伺服系统由比较器、伺服驱动电路、伺服电机、位置检测器等组成。此系统将检测到的实际位移反馈到比较器中进行比较，由比较后的差值控制移动部件，进行误差修正，直到位置误差消除为止。此系统可消除由于机械传动部件的运动误差给位移精度带来的影响，定位精度高。价格较高，安装调试较复杂。,3、数控机床的主传动系统,图a：电动机直接带动主轴旋转。优点：结构紧凑，缺点：主轴的转速-转矩输出特性和电动机输出特性相同，使用上受到一定限制。图b：电动机经三角带或同步齿形带传动主轴。优点：结构简单，安装调试方便，用于转速较高，变速范围不大，扭矩特性要求要求低的主轴传动。图c：电动机经1-4对变速齿轮传动主轴。优点：机床主轴的转速-转矩输出特性好。优点：结构复杂。,采用齿轮变速与电机无级调速相结合的传动方式，即可通过降速扩大输出扭矩，又可通过变速扩大调速范围，特别是恒功率输出的转速范围。,4、数控机床的变速机构,在带有变速齿轮主传动的主轴箱中，齿轮变速大多采用液压拨叉或直接由液压缸带动齿轮来实现。液压拨叉是一种用一个或几个液压缸带动齿轮的变速机构。,三位液压拨叉的原理图，当液压缸1通入压力油而液压缸5卸油时，活塞杆2带动拨叉3向左移至极限位置（图a）；当液压缸5通入压力油而液压缸1卸油时，活塞杆2带动拨叉3移至右极限位置（图b）；当左右液压缸同时通入压力油时，由于活塞杆2两端直径不同使其向左移动，由于套筒4和活塞杆2的截面直径不同，套筒4向右的推力大于活塞杆2向左的推力，因此套筒4压向液压缸5的右端，而活塞杆2的左端轴肩则紧靠套筒4的右端面，拨叉处于中间位置（图c）。,5、滚珠丝杠机构,滚珠丝杠在丝杠和螺母之间填充滚珠作为中间传动元件，它由丝杠1、螺母2和滚珠3及滚珠循环返回装置插管4等组成。,当丝杠和螺母相对运动时，滚珠沿着丝杠螺旋滚道面滚动，滚动数圈后离开丝杠滚道面，通过插管4返回其入口处继续循环。滚珠丝杠按回珠方式分为内循环和外循环两大类。图示为数控机床上常用的插管式外循环滚珠丝杠。,为了提高滚珠丝杠的轴向刚度，滚珠丝杠常用推力轴承来支承。滚珠丝杠的轴向负载不大时，也可用接触角为600的角接触轴承来支承。,图a：一端轴向固定一端自由的形式。其轴向刚度低，只用于短丝杠和竖直安装的丝杠。图b：一端固定一端游动的形式。其轴向刚度与a相同，其压杆稳定性和临界转速比较高，常用于较长的卧式安装丝杠。图c：两端固定的形式。其轴向刚度为一端固定的4倍，并可采用预拉伸的办法减少丝杠的自重下垂和补偿丝杠的热伸长变形，但其结构较为复杂，制造较困难，常用于长丝杠或回转速度较高并要求高精度、高刚度的场合。,6、加工中心的简介,立柱的左侧前部装有自动换刀装置（包括刀库6和换刀机械手7），左侧后部为数控装置的数控柜5，右侧是驱动电柜10，内有电源、伺服驱动装置等。控制面板9悬伸在机床前方。,图示为JCS-018型立式加工中心的外形图。床身1上的滑座2可作横向（Y轴）进给运动；床身1的后部装有固定立柱4，主轴箱8可立在立柱导轨上作垂直方向（Z轴）进给运动；,7、数控加工程序编制,数控机床是按照预先编制好的数控加工程序自动地对工件进行加工。,数控加工程序编制步骤：1）分析零件图样和编制数控加工工艺；2）计算刀具运动轨迹；3）编写加工程序并进行程序校验。,3.3机床的选用,选用原则机床的工艺适应性-所选机床的工艺特点应能满足零件的成形要求。所选机床的加工精度与被加工零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等要求相适应。应考虑经济性、生产类型和批量、加工效率、自动化程度以及人员的技术水平、环境和劳动保护。,一、普通机床的适用范围和工艺特点,1、车床卧式车床-适用于单件小批生产转塔式六角车床-适用于成批生产加工形状复杂的盘、套类零件回轮式六角车床-适用于成批生产加工轴类及阶梯轴类零件单柱立式车床-适用于单件小批生产加工大型盘、套类零件铲齿车床-适用于工具车间对一些刀具进行齿背的铲削加工,2、镗床金刚镗床-适用于加工精度高、表面粗糙度数值小的孔。立式坐标镗床-适用于精密孔系的钻、铰及镗孔加工。卧式坐标镗床-适用于精密孔系的钻、铰及镗孔加工。,3、刨床牛头刨床-适用于单件小批生产，主要用于加工平面、斜面、沟槽等。插床-主要用于加工沟槽、平键槽、花键槽（孔）、多边孔。龙门刨床-适用于大型零件的平面或沟槽的加工。,4、钻床台式钻床-适用于单件小批生产，主要用于加工直径小于13mm的孔，可攻螺纹。立式钻床-适用于中小型工件上钻孔、扩孔、铰孔和攻螺纹。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。可调式多轴立式钻床-适用于多孔工件的成批生产。,5、铣床卧式万能升降台铣床-适用于加工平面、斜面、沟槽和成型表面。立式铣床-适用于加工平面、斜面、沟槽、台阶等。工作台不升降铣床-适用于对大中型工件的平面及导轨的加工。工具铣床-适用于工具车间、机修车间加工形状复杂的零件，如刀具、夹具、模具等。龙门铣床-适用于对大中型工件（床身导轨、箱体、机座）的平面或成形面的加工。仿形铣床-适用于加工立体成型表面。加工时用靠模来保证工件表面的形状。,6、齿轮加工机床滚齿机-适用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮。插齿机-适用于加工双联及多联的内外直齿圆柱齿轮。剃齿机-适用于未淬火的齿轮精加工。不宜加工多联齿轮的小齿轮。绗齿机-适用于淬火后的齿轮精加工。磨齿机-适用于淬火后的齿轮精加工。,7、磨床万能外圆磨床-适用于磨削内外圆柱面、内外圆锥面以及轴和孔的台肩面。普通内圆磨床-适用于对内圆柱孔和内圆锥孔的磨削平面磨床-适用于磨削平面。有卧轴矩台式、卧。轴圆台式、立轴矩台式、立轴圆台式。无心外圆磨床-适用于细长、简单的圆柱表面的加工。刀具磨床-适用于各类刀具（铣刀、绞刀、钻头）的磨削加工。,二、根据典型表面的加工方案选择机床,典型表面的加工方案主要考虑：工件的加工精度要求生产类型零件的结构和大