技能训练应知篇之金属切削机床基础知识.ppt

技能训练应知篇项目六、金属切削机床基础知识,第一节机床的分类及型号机床的品种和规格繁多，为了便于区别和管理，必须对机床加以分类和编制型号。1机床的分类机床主要是按加工性质和所用刀具进行分类的。目前我国将机床分为12大类，每一大类中的机床，按结构、性能和工艺特点还可细分为若干组，每一组又细分为若干系（系列），如表6-1所示。,表6-1金属切削机床类、组划分表,除上述基本分类方法外，还可按照通用性程度分为通用机床、专门化机床、专用机床；按照加工精度不同分为普通机床、精密机床、高精度机床；按照自动化程度分为手动、机动、半自动、自动机床；按照重量和尺寸不同分为仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床、超重型机床；按照机床主要构件的数目分为单轴、多轴或单刀、多刀机床等。随着机床的发展，机床分类的方法也在不断发展，机床数控化引起了机床传统分类方法的变化。这种变化主要表现在机床品种不是越分越细，而是趋向综合。,2机床型号的编制方法我国的机床型号现在是按照1996年颁布的标准GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法编制而成的。GB/T15375-94规定，采用汉语拼音字母和阿拉伯数字相结合的方式、按照一定规律排列来表示机床型号。通用机床的型号表示方法说明如下：（1）机床类别代号用大写的汉语拼音字母表示。如“车床”以汉语拼音首字母“C”表示。当需要分成若干分类时，分类代号用阿拉伯数字表示，位于类别代号之前，第一分类号不予表示。代号如表6-2所示。,（2）机床的特性代号机床特性代号包括通用特性和结构特性，机床的各种通用特性如表6-3所示，用大写汉语拼音字母表示。,1）通用特性代号当机床具有普通性能还具有各种通用特性时，应在类别代号之后加上用大写的汉语拼音字母表示的特性代号。如“K”表示数控，“M”表示精密。2）结构特性代号为了区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用大写的汉语拼音字母表示结构特性代号。结构特性代号的意义各制造厂家的可能不同。当机床已有通用特性代号时，结构特性代号应排在其后。3）机床的组别和系列代号二位阿拉伯数字表示。每类机床按用途、性能、结构分10组（09组）；每组分10个系列（09系列）。,4）机床主参数、设计序号、第二主参数代号主参数、设计序号、第二主参数用二位数字表示。主参数表示机床规格大小，反映机床加工能力；第二主参数表示机床加工能力和加工范围。两参数用折算值表示。机床重大改进序号当机床的性能和结构有重大改进时，按其设计改进的次序分别用汉语拼音字母“A、B、C、”表示，附在机床型号的末尾，以示区别。如C6140A即为C6140型卧式车床第一次重大改进型。注意：新颁标准之前的机床仍使用JB1838-85标准（如CA6140）或JB1838-76标准。,第二节机床的传动原理及运动分析1机床的传动原理为实现切削运动，机床具备三个基本部分：1）执行件其功能是用以装夹刀具或工件，完成一定形式的运动并保持准确的运动轨迹。2）运动源为执行件提供运动和动力的装置。3）传动装置传递运动和动力的装置。把运动源的运动和动力传给执行件，使之获得一定速度和方向的运动；也可将两个执行件联系起来，使二者之间保持某种确定运动关系。,（1）机床传动链的概念机床的传动装置有机械、液压、电气、电液、气动等多种形式，对于普通机床而言，机床上的动力与运动传动装置主要是由机械传动装置构成。机械传动装置依靠传动带、齿轮、齿条、丝杆螺母等传动件实现运动联系。使执行件和运动源以及两个有关的执行件之间保持运动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链，按功能分为外、内联系传动链两类。联系运动源和执行件的传动链，称为外联系传动链；联系两个有关的执行件的传动链，称为内联系传动链。,通常，按结构形式分，传动链中包括两类传动机构：一类是传动比和传动方向固定不变的定比传动机构，如定比齿轮副、蜗轮蜗杆副、丝杆螺母副等；另一类是可根据加工要求变换传动比和传动方向的换置机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。（2）机床传动原理图为了便于分析和研究机床的传动联系，常用一些简明的符号把机床的传动原理和传动路线表示出来，这就是机床的传动原理图。传动原理图如图6-1所示，其中假想线代表传动链所有的定比传动机构，菱形块代表所有的换置机构。,a)铣平面b)车圆柱螺纹c)车圆锥螺纹图6-1传动原理图,图6-1中的图a)所示为铣平面的传动原理图。圆柱铣刀铣平面需要铣刀旋转和工件直线移动两个独立的简单运动，有两条外联系传动链：传动链“12uv34”将运动源（电动机）和主轴联系起来，使铣刀获得一定转速和转向的旋转运动B1；传动链“56uf78”将运动源和工作台联系起来，使工件获得一定进给速度和方向的直线运动A2。铣刀的转速、转向以及工件的进给速度、方向可通过换置机构uv和uf改变。,图6-1中的图b)所示为车削圆柱螺纹的传动原理图。车削圆柱螺纹需要工件旋转和车刀移动的复合运动，有两条传动链：外联系传动链“12uv34”将运动源和主轴联系起来，使工件获得旋转运动；内联系传动链“45ux67”将主轴旋转和刀架移动联系起来，使工件和车刀保持严格的运动关系，即工件每转一转，车刀准确地移动一个工件螺纹导程的距离，利用换置机构ux实现不同导程加工需要。,图c)所示为车削圆锥螺纹时，需要工件旋转运动B11、车刀纵向直线移动A12和横向直线移动A13三个运动复合完成。三个运动之间必须保持严格的运动关系：工件旋转一转时，车刀纵向移动距离为一个工件螺纹导程L，横向移动距离为Ltan（为圆锥螺纹的斜角）。外联系传动链是“12uv34”使主轴和刀架获得一定的运动速度和方向；内联系传动链有两条，是在主轴与刀架纵向溜板之间用传动链“45ux67”联系，在刀架纵向溜板与横向溜板之间用传动链“78uy9”联系。,由以上分析可知，为实现一个复合运动，必须要有一条外联系传动链，根据运动需要内联系传动链要有一条或几条。内联系传动链联系的是复合运动中必须保持严格运动关系的两个单元运动，因此内联系传动链中不能有传动比不确定或瞬时传动比变化的传动机构（如带传动、摩擦传动）。2机床的传动系统及运动分析机床加工时，全部成形运动和辅助运动的各传动链组成机床传动系统。根据执行件所需完成动作的不同，传动系统中各传动链又分为主运动传动链、进给运动传动链、范成运动传动链、分度运动传动链等。,图6-2万能升降台铣床的传动系统图,图6-2是某种型号铣床的传动系统示意图，图中各传动元件用国标规定的机床通用符号表示（符号含义见GB/T16273.2-1996），图中标明了传动件的主要技术参数（如齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等）；各传动元件按照运动传递关系以展开图的形式绘制在机床外形轮廓中，表示了该铣床全部运动传动关系和主要部件的相互位置。分析图6-2所示的传动系统图可知，其中有5条传动链：,（1）主运动传动链主运动传动链两端件是主电动机（7.5kW，1450r/min）和主轴。运动由电动机经弹性联轴器、定比齿轮副、以及三个滑移齿轮变速机构，驱动主轴旋转，可使其获得332=18级不同转速。主轴旋转运动的启停以及转向的改变由电动机的启停和正反转实现。轴I右端有多片式电磁制动器M1，用于主轴停车时进行制动，使主轴迅速平稳地停止转动。表达式如下：,（2）进给传动链进给传动链有3条，即纵向进给传动链、横向进给传动链、垂直进给传动链。进给传动链的传动路线表达式如下：,利用轴VII-VIII、VIII-IX之间的两个滑移齿轮变速机构和轴IX-VIII-X之间的回曲变速机构，可使工作台变换332=18级不同的进给速度。工作台进给运动的换向，由改变电动机旋转方向实现。（3）快速空行程传动链这是辅助运动传动链，图6-2显示，结合M4并脱开M3时，进给电动机的运动便由定比齿轮副和M4传给轴X，随后，再传至工作台、床鞍和升降台。大的传动比使空行程获得快速运动。快速运动方向变换（左右、前后、上下）同样也由电动机改变旋转方向实现。,3机床的运动计算机床的运动计算通常有两种情况：一是根据传动系统图提供的有关数据，确定某些执行件的运动速度或位移量；二是根据执行件所需的运动速度、位移量，或有关执行件之间所需保持的运动关系，确定相应传动链中换置机构（通常为交换齿轮变速机构）的传动比，以便进行必要的调整。以下举例说明机床运动计算的步骤。例1根据图6-2所示的铣床传动系统，计算该铣床工作台的纵向进给速度。,（1）确定传动链的两端件：电机工作台。（2）根据两端件的运动关系，确定它们的计算位移：进给电动机（1410r/min）工作台纵向移动vf纵（单位为mm/min）。（3）根据计算位移以及传动路线中各传动副的传动比，列出运动平衡式：式中uVII-VIII、uVIII-IX、uIX-X分别为VII-VIII、VIII-IX、IX-X之间齿轮变速机构的传动比。,（4）根据平衡式，计算出执行件的运动速