机械制造工程基础第3.2章金属切削机床的基础知识

1、第第2章章 金属切削机床的基础知识金属切削机床的基础知识主要内容：主要内容：l概述概述l机床的基本构造机床的基本构造l机床的基本传动形式机床的基本传动形式l卧式车床传动系统卧式车床传动系统 机床是制造机器的机器，被称为工作母机，根据机床是制造机器的机器，被称为工作母机，根据加工工艺方法的不同，机床可分为：金属切削机床、加工工艺方法的不同，机床可分为：金属切削机床、锻压机床、电加工机床、坐标测量机、铸造机床、热锻压机床、电加工机床、坐标测量机、铸造机床、热处理机床等。处理机床等。机床的分类机床的分类车车 床床 c c机床型号的编制方法机床型号的编制方法机床的基本构造机床的基本构造主运动部件主运动

2、部件 进给运动部件进给运动部件 工件安装装置工件安装装置刀具安装装置刀具安装装置 支承件支承件 动力源动力源机床的基本构造机床的基本构造机床的基本构造机床的基本构造机床的基本构造机床的基本构造1.1.动力源动力源：为机床提供动力：为机床提供动力 ( (功率功率) ) 和运动的驱动部和运动的驱动部分。分。2.2.传动系统传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和其他：包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统。运动的传动系统。机床的基本组成机床的基本组成3.3.支承件支承件：用于安装和支承其他固定的或运动：用于安装和支承其他固定的或运动的部件，承受其重力和切削力。的部件，承受其重力和切削力。

3、4.4.工作部件工作部件：(1)(1)与最终实现切削加工的主运与最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的执行部件；动和进给运动有关的执行部件； 与工件与工件和刀具安装及调整有关的部件或装置；和刀具安装及调整有关的部件或装置； 与上述部件或装置有关的分度、转位、定位与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。机构和操纵机构等。5.5.控制系统控制系统：用于控制各工作部件的正常工作。：用于控制各工作部件的正常工作。6.6.冷却系统冷却系统：用于对加工工件、刀具及机床的某些发：用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。热部位进行冷却。7.7.润滑系统润滑系统：用于对机床的运动副：

4、用于对机床的运动副 进行润滑，以减进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。小摩擦、磨损和发热。8.8.其它装置其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。：如排屑装置、自动测量装置等。（一）车床常用传动组成（一）车床常用传动组成 1动力源动力源 2传动件传动件 3执行件执行件（二）车床（二）车床常用传动副常用传动副1带传动带传动2齿轮传动齿轮传动3蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动4齿轮齿条传动齿轮齿条传动5丝杠螺母传动丝杠螺母传动机床的基本传动形式机床的基本传动形式机床的基本传动形式机床的基本传动形式l通常机床的传动装置有以下几种形式：通常机床的传动装置有以下几种形式：传动形式传动形式采用的介质和元件采用的介质和

5、元件主要特点和应用主要特点和应用机械传动机械传动齿轮、带齿轮、带工作可靠工作可靠 维修方便维修方便应用最广应用最广液压传动液压传动油液、泵、阀油液、泵、阀结构简单、传动平稳、易实现自动结构简单、传动平稳、易实现自动化，应用日益广泛化，应用日益广泛电气传动电气传动电能、电气元件电能、电气元件简化机械结构、但电气系统复杂、简化机械结构、但电气系统复杂、成本高成本高气压传动气压传动压缩空气、气动元件压缩空气、气动元件动作迅速、易实现自动化、但运动动作迅速、易实现自动化、但运动不易稳定、驱动力小不易稳定、驱动力小机床上常见的传动副机床上常见的传动副l带传动带传动传动平稳，轴间距离大，过载时皮带打滑，不

6、会传动平稳，轴间距离大，过载时皮带打滑，不会引起机器损坏，但传动比不精确，传动效率低。引起机器损坏，但传动比不精确，传动效率低。)(211222211121ddnnindvndvvvv带一一. 常用传动付及其传动关系常用传动付及其传动关系1. 带传动带传动特点：特点：l齿轮传动n常用传动副的传动关系常用传动副的传动关系传动比i：z1/z2i =n2/n1n2=n1z1/z2从动轮齿数乘积主动轮齿数乘积主动轮（轴）转速从动轮（轴）转速i主动轮主动轮从动轮从动轮常用传动件的简图符号常用传动件的简图符号主动轮从动轮nin传动比精确，传力大，效率高，传动比精确，传力大，效率高，但制造复杂，传动噪声大。

7、但制造复杂，传动噪声大。 21122211zznniznzn2. 齿轮传动齿轮传动特点：特点：从动轮齿数主动轮齿数主动轮（轴）转速从动轮（轴）转速i主动轮从动轮ninl涡轮蜗杆传动与齿轮齿条传动涡轮蜗杆传动与齿轮齿条传动可获得较大的降速比，传动平稳，无噪声。可获得较大的降速比，传动平稳，无噪声。 只能由蜗杆传动蜗轮。只能由蜗杆传动蜗轮。zknninznk12213. 蜗杆传动蜗杆传动特点：特点：传动效率高，但制造精度不高时传动平稳性传动效率高，但制造精度不高时传动平稳性和准确性较差。和准确性较差。smmmznznpvnzpv/6060齿条主动齿轮主动直线运动旋转运动4. 齿轮齿条传动齿轮齿条传

8、动特点：特点：螺母移动速度：60pvnv螺母nv-丝杠转速, r/min ;p-单头螺杆螺距,mm。(mm/s)n常用传动副的传动关系丝杠螺母传动丝杆螺母传动丝杆螺母传动空套连接普通平键连接导向平键连接花键连接常用传动件的简图符号常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件的简图符号车床常用传动件

9、的简图符号车床常用传动件的简图符号（三）传动链及传动比（三）传动链及传动比传动链：将若干传动链依次组合起来，即成为一个传动系统传动链：将若干传动链依次组合起来，即成为一个传动系统（四）机床变速机构（四）机床变速机构1塔轮变速机构塔轮变速机构2滑移齿轮变速机构滑移齿轮变速机构3离合器变速机构离合器变速机构传动链与机床变速机构传动链与机床变速机构传动链的传动比传动链的传动比等于链中各传动等于链中各传动副传动比的乘积副传动比的乘积12345112345134514515175654433212211iiiiinniiiiinniiinniinninnizkinnzzinnzzinnzzinnddin

10、niiiiivvvivviivviiiiviiiiiiii传动链分析传动链分析2.4 卧式车床传动系统卧式车床传动系统卧式车床传动系统框图车车床床结结构构主轴箱主轴箱1 1：内装有主轴实现主运动，主轴内装有主轴实现主运动，主轴端部有三爪或四爪卡盘以夹持端部有三爪或四爪卡盘以夹持工件工件进给箱进给箱1010：作用是变换进给量，并把运动作用是变换进给量，并把运动传给溜板箱传给溜板箱溜板箱溜板箱8 8：带动刀架实现纵向、横向进带动刀架实现纵向、横向进给，快速移动或车螺纹给，快速移动或车螺纹刀架刀架2 2：装四组刀具，按需要手动转位使用装四组刀具，按需要手动转位使用尾座尾座3 3：支持工件或安装钻头等

11、孔加工刀具支持工件或安装钻头等孔加工刀具床身床身4 4：部件都安装在床身上，以保持部件部件都安装在床身上，以保持部件间相互位置精度。间相互位置精度。三箱三箱如图如图（一）卧式车床传动系统分析（一）卧式车床传动系统分析1主运动分析主运动分析主运动传动系统主运动传动系统（1）主运动传动路线表达式：）主运动传动路线表达式：=电动机33/2219/34 34/3222/4528/39 176/200 m1右移m1左移 27/2727/63 17/58主轴 (1440r/min)144033/2234/32176/20027/270.98=1980(r/min)n主min=144019/3422/451

12、76/20027/6317/580.98=43(r/min)n主max（2）主轴转速的计算：）主轴转速的计算：2 进给运动传动系统进给运动传动系统进给运动传动系统进给运动传动系统换向结构换向结构进给运动传动系统进给运动传动系统虚线框里三个齿轮与轴虚线框里三个齿轮与轴11是浮动连是浮动连接，齿轮转速与轴转速不同接，齿轮转速与轴转速不同进给运动传动系统进给运动传动系统进给运动传动系统进给运动传动系统溜板部分溜板部分溜板箱溜板箱 变换箱外手柄位置，在光杠或丝杠变换箱外手柄位置，在光杠或丝杠的传动下，可使车刀按要求方向作的传动下，可使车刀按要求方向作进给运动进给运动 床鞍床鞍 作纵向移动作纵向移动 中

13、滑板中滑板作横向移动作横向移动小滑板小滑板 作纵向移动作纵向移动 刀架刀架 用来装夹车刀用来装夹车刀 进给运动传动系统进给运动传动系统刀架纵向运动刀架纵向运动刀架横向运动刀架横向运动丝杠运动丝杠运动三、进给运动传动系统三、进给运动传动系统进给量的计算：进给量的计算：从动轮齿数乘积主动轮齿数乘积主动轮（轴）转速从动轮（轴）转速i主动轮从动轮nin螺母移动速度螺母移动速度：60pvnv螺母nv-丝杠转速丝杠转速, r/min ;p-单头螺杆螺距单头螺杆螺距,mm。(mm/s)齿条移动速度齿条移动速度：6060vvpznmznv齿条nv-与齿条啮合的齿轮的转速与齿条啮合的齿轮的转速, r/min ;

14、m-齿条、齿轮模数，齿条、齿轮模数，mm ; z-齿轮齿数齿轮齿数p-齿条齿距齿条齿距,mm。(mm/s)进给量的计算进给量的计算：总主丝主ipnnpnvff（1）用丝杠进给的计算）用丝杠进给的计算（2）用齿轮尺条进给的计算）用齿轮尺条进给的计算总总主齿条齿轮主izpizmnnzmnvffp-单头螺杆螺距单头螺杆螺距,mm。m-齿条、齿轮模数，齿条、齿轮模数，mm ; z-齿轮齿数齿轮齿数p-齿条齿距齿条齿距,mm。(二)机械传动系统的组成1定比传动机构定比传动机构2变速机构变速机构3换向机构换向机构4操纵机构操纵机构5箱体及其他装置箱体及其他装置(二)机械传动的特点机床的液压传动机床的液压传

15、动(一一)外圆磨床液压传动系统分析外圆磨床液压传动系统分析(二二)机床液压传动系统的组成机床液压传动系统的组成1动力元件动力元件:液压泵液压泵2执行机构执行机构:液压缸液压缸3控制元件控制元件:各类阀各类阀4辅助装置辅助装置(三)机床液压传动系统的特点 按执行元件的工作循环和动作要求，参照电磁按执行元件的工作循环和动作要求，参照电磁铁动作表，分析实现每步动作的进、回油路。铁动作表，分析实现每步动作的进、回油路。 分析系统之间的联系以及这些联系是如何实现分析系统之间的联系以及这些联系是如何实现的，如互锁、同步、顺序动作等。的，如互锁、同步、顺序动作等。 最后归纳系统特点，加深对系统的理解。最后归

16、纳系统特点，加深对系统的理解。1.1.概述概述m1432a型万能外圆磨床液压系统型万能外圆磨床液压系统对工作台往复运动性能的要求是：对工作台往复运动性能的要求是：l（1）较宽的调速范围）较宽的调速范围 l（2）自动换向）自动换向l（3）换向精度高）换向精度高 l（4）换向过程中工作台在两端要能够短时间停留）换向过程中工作台在两端要能够短时间停留 l（5）工作台可作微量抖动）工作台可作微量抖动2.m1432a2.m1432a型万能外圆磨床的液压系统型万能外圆磨床的液压系统工作台的往复运动工作台的往复运动 工作台右移工作台右移控制油路：控制油路：进油路：液压泵进油路：液压泵滤油器滤油器先导阀（先导

17、阀（6、8）i1换向阀左端换向阀左端回油路：换向阀右端回油路：换向阀右端先导阀（先导阀（9、15）油箱油箱 使主换向阀阀心右移使主换向阀阀心右移 主油路：主油路： 进油路：液压泵进油路：液压泵换向阀（换向阀（1、2）液压缸右腔液压缸右腔换向阀（换向阀（1、1）开停阀右位开停阀右位互锁缸（手摇工互锁缸（手摇工作台不起作用）作台不起作用） 回油路：液压缸左腔回油路：液压缸左腔换向阀（换向阀（3、5）先导阀先导阀（5、16）开停阀右位开停阀右位节流节流油箱。油箱。 使工作台右移使工作台右移 工作台左移工作台左移控制油路：控制油路：进油路：液压泵进油路：液压泵滤油器滤油器先导阀（先导阀（7、9）i2换

18、换向阀右端向阀右端回油路：换向阀左端回油路：换向阀左端先导阀（先导阀（8、14）油箱油箱 完成主换向阀阀心左移完成主换向阀阀心左移主油路：主油路： 进油路：液压泵进油路：液压泵换向阀（换向阀（1、3）液压缸左腔液压缸左腔 换向阀（换向阀（1、1）开停阀右位开停阀右位互互 锁缸（手摇工作台不起作用）锁缸（手摇工作台不起作用）回油路：液压缸右腔回油路：液压缸右腔换向阀（换向阀（2、4）先导阀（先导阀（4、 16）开停阀右位开停阀右位节流节流油箱。油箱。 完成工作台左移完成工作台左移 工作台停止工作台停止 当开停阀左位时，油泵向液压缸供油油路当开停阀左位时，油泵向液压缸供油油路1被开被开停阀左位截止

19、，工作台停止运动，而液压缸两腔连停阀左位截止，工作台停止运动，而液压缸两腔连通（通（2、3）工作台停止运动。这时，互锁缸的油经）工作台停止运动。这时，互锁缸的油经开停阀流回油箱，其活塞复位，可手摇工作台调整开停阀流回油箱，其活塞复位，可手摇工作台调整工件的加工位置。工件的加工位置。工作台的换向工作台的换向 制动阶段制动阶段控制油路：控制油路：进油路：液压泵进油路：液压泵滤油器滤油器先导阀（先导阀（7、9）i2换向阀右端换向阀右端左抖动缸左抖动缸 回油路：换向阀左端（回油路：换向阀左端（10）先导阀（先导阀（8、14）油油箱箱右抖动缸右抖动缸油箱油箱完成换向阀第一次快跳及先导阀快跳完成换向阀第一

20、次快跳及先导阀快跳主油路：主油路： 进油路：进油路： 液压泵液压泵换向阀（换向阀（1、2）液压缸右腔液压缸右腔 换向阀（换向阀（1、3）液压缸左腔液压缸左腔 换向阀（换向阀（1、1）开停阀右位开停阀右位互互 锁缸（手摇工作台不起作用）锁缸（手摇工作台不起作用）使工作台停止运动使工作台停止运动 工作台停留工作台停留控制油路：控制油路：回油路：回油路： 换向阀左端换向阀左端l1油路油路10先导阀（先导阀（8、14）油箱油箱 反向起动反向起动 砂轮架的快进快退砂轮架的快进快退 砂轮架的周期进给运动砂轮架的周期进给运动进给阀控制油路：进给阀控制油路： 进油路：液压泵进油路：液压泵滤油器滤油器先导阀（先导阀（7、9）l3进进 给阀左端给阀左端回油路：进给阀右端回油路：进给阀右端i4先导阀（先导阀（8、10）油箱油箱使进给阀右移，先接通使进给阀右移，先接通a1、b，后接通，后接通b、a2进给缸油路：进给缸油路：进油路：液压泵进油路：液压泵先导阀（先导阀（7、9）选择阀（选择阀（9、 a1）进给阀（进给阀（a1、b）进给缸进给缸回油路：进给缸回油路：