第3章 金属切削机床及刀具

1、 第三章第三章 金属切削机床及刀具金属切削机床及刀具 概述概述 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机工作母机”或或“工具机工具机”，习惯上简称，习惯上简称机床机床。金属。金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的作量，约占机器总制造工作量的40406060。 机床的分类机床的分类 机床的品种和规格繁多，为便于区别、使用和管理，须对机机床的品种和规格繁多，为便于区别、

2、使用和管理，须对机床加以分类和编制型号。床加以分类和编制型号。 1. 1. 机床的传统分类方法，机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。行分类。 机床分为机床分为1111大类：大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、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、锯床及其它机床。螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床及其它机床。在在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构等，分为若每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构等，分为若干组，每一组又细分为若干系干组，每一组又细分为若干系( (系列系列) )。 本节内容自

3、学本节内容自学 2. 2. 同类型机床按应用范围同类型机床按应用范围( (通用性程度通用性程度) )又可分为：又可分为： 普通机床、专门化机床、专用机床普通机床、专门化机床、专用机床3. 3.按工作精度又可分为：按工作精度又可分为： 普通精度机床、精密机床和高精度机床。普通精度机床、精密机床和高精度机床。4. 4.按自动化程度分为：按自动化程度分为： 手动、机动、半自动和自动机床。手动、机动、半自动和自动机床。5. 5.机床还可按重量与尺寸分为：机床还可按重量与尺寸分为： 仪表机床、中型机床仪表机床、中型机床( (一般机床一般机床) )、大型机床、大型机床(10t)(10t)、重型机床、重型机

4、床( (大大于于30t)30t)和超重型机床和超重型机床( (大于大于100t)100t)。6. 6.按机床主要工作部件的数目可以分为，按机床主要工作部件的数目可以分为， 单轴的、多轴的或单刀的、多刀的机床等。单轴的、多轴的或单刀的、多刀的机床等。 机床的分类机床的分类 机床的型号用以简明地表示机床的型号用以简明地表示机床的类型、通用特性和结构特性，以及机床的类型、通用特性和结构特性，以及主要技术参数主要技术参数等。等。GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法规定，我规定，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。国的机床型号由汉语拼音字母和阿

5、拉伯数字按一定规律组合而成。 普通机床型号用下列方式表示：普通机床型号用下列方式表示：其中：有其中：有“( )”的代号或数字无内容时不表示的代号或数字无内容时不表示,有内容则不带括号；有内容则不带括号； 有有“”符号者，为大写的汉语拼音字母；符号者，为大写的汉语拼音字母； 有有“”符号者，为阿拉伯数字；符号者，为阿拉伯数字； 有有“”符号者，为大写汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼有之。符号者，为大写汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼有之。 （） （） （） （）（）/ / （）（）（- -） 企业代号企业代号 其它特性代号其它特性代号 重大改进顺序号重大改进顺序号 主轴数或第二主参数主轴

6、数或第二主参数 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 系别代号系别代号 组别代号组别代号 通用特性、结构特性代号通用特性、结构特性代号 类别代号类别代号 分类代号分类代号 机床的类别代号用该类机床名称汉语拼音的第一个字母（大机床的类别代号用该类机床名称汉语拼音的第一个字母（大写）表示。需要时，类以下还可有若干分类，分类代号用阿写）表示。需要时，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。例如，磨床类分为拉伯数字表示，放在类代号之前。例如，磨床类分为MM、2M2M、3M3M三个分类。三个分类。类别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 锯床其他机床代号CZTM

7、2M3MY YS SXBLG GQ读音车 钻镗磨二磨三磨牙丝铣刨拉割其他机床的类别代号机床的类别代号 通用特性通用特性 当某类型机床除有普通型外，还具有各种通用特性时，则在类别代当某类型机床除有普通型外，还具有各种通用特性时，则在类别代号之后加上相应的特性代号。号之后加上相应的特性代号。 例如，例如，C CMM61326132型精密普通车床型号中的型精密普通车床型号中的“M” M” 表示表示“精密精密” 。 “X XK K ” ” 表示数控铣床。如果同时具有两种通用特性，则可用两个代表示数控铣床。如果同时具有两种通用特性，则可用两个代号同时表示，如号同时表示，如“MMBGBG” ” 表示半自动

8、高精度磨床。表示半自动高精度磨床。 各类机床的通用各类机床的通用特性代号的意义是统一的。特性代号的意义是统一的。机床的特性代号机床的特性代号 结构特性结构特性 结构特性代号用于区别主参数相同而结构不同的机床，结构特性代号用于区别主参数相同而结构不同的机床， 在型号中也用汉语拼音字母表示。这些字母是根据各类机床的在型号中也用汉语拼音字母表示。这些字母是根据各类机床的情况分别规定的，在不同的型号中意义可以不一样。情况分别规定的，在不同的型号中意义可以不一样。 按规定凡是通用特性代号已用的字母和按规定凡是通用特性代号已用的字母和“I”I”、“O”O”均不能用均不能用作结构特性代号。作结构特性代号。机

9、床的特性代号机床的特性代号 例如，例如，CA6140CA6140型普通车床型号中的型普通车床型号中的“A”A”，可理解为：，可理解为：CA6140CA6140型普通车床在结构上区别于型普通车床在结构上区别于C6140C6140普通车床。当机床有普通车床。当机床有通用特性代号时，结构特性代号应排在通用特性代号之后。通用特性代号时，结构特性代号应排在通用特性代号之后。 机床的组别、系别代号机床的组别、系别代号 机床组别代号和系别代号分别用一个数字表示。每类机床按机床组别代号和系别代号分别用一个数字表示。每类机床按其结构性能及使用范围划分为其结构性能及使用范围划分为1010个组，用数字个组，用数字0

10、 09 9表示。每一表示。每一组又分为若干个系列。凡主参数相同，并按一定公比排列，工组又分为若干个系列。凡主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的和相对的运动特点基本相同，且基本结构及布件和刀具本身的和相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形式也相同的机床，即为同一系列。局形式也相同的机床，即为同一系列。 机床主参数、设计顺序号和第二主参数机床主参数、设计顺序号和第二主参数机床主参数机床主参数：代表机床规格的大小，：代表机床规格的大小，通用机床的主通用机床的主参数已由机床的系列型谱规定。参数已由机床的系列型谱规定。在机床型号中，用数在机床型号中，用数字给出主参数的折算数值字给出主参数的

11、折算数值(1/10(1/10或或1/100) 1/100) 。设计顺序号设计顺序号：当无法用一个主参数表示时，则在型：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。号中用设计顺序号表示。第二主参数第二主参数：一般是指主轴数、最大跨距、最大工：一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作面长度等。第二主参数也用折算件长度、工作台工作面长度等。第二主参数也用折算值表示。值表示。 其它特性代号其它特性代号 主要用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可主要用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可用来反映不同的数控系统；对于一般机床可用以反映用来反映不同的数控系统；对于一般机床可用以反映同

12、一型号机床的变形等。其它特性代号用汉语拼音字同一型号机床的变形等。其它特性代号用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。 重大改进顺序号重大改进顺序号 当机床的性能和结构布局有当机床的性能和结构布局有重大改进时，改进的机床是重大改进时，改进的机床是新产品，需要重新设计、试新产品，需要重新设计、试制和鉴定的，则在原机床尾制和鉴定的，则在原机床尾部按部按A A、B B、CC字母顺序字母顺序作为重大改进的顺序号，以作为重大改进的顺序号，以区别原型号。区别原型号。但是不能使用但是不能使用“I”I”、“O”O”两个字母。两个字母。 机床运动分析的一般过程是：机床运动

13、分析的一般过程是：工件表面成形方法与机床运动分析工件表面成形方法与机床运动分析 首先，根据在机床上加工的各种表面和使用的刀具类型，首先，根据在机床上加工的各种表面和使用的刀具类型，分析得到这些表面的方法和所需的运动。分析得到这些表面的方法和所需的运动。 在此基础上，分析为了实现这些运动，机床必须具备的传在此基础上，分析为了实现这些运动，机床必须具备的传动联系，以实现这些传动的机构以及机床运动的调整方法。动联系，以实现这些传动的机构以及机床运动的调整方法。这个次序可以总结为这个次序可以总结为“ ”“ ”。 在机床上，为了获得所需的工件表面形状，必须使刀具和在机床上，为了获得所需的工件表面形状，必

14、须使刀具和工件完成表面成形运动。此外，机床还有多种辅助运动。工件完成表面成形运动。此外，机床还有多种辅助运动。 表面表面运动运动传动传动机构机构调整调整 知识点回顾：工件表面形状与成形方法知识点回顾：工件表面形状与成形方法 切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件间的相对运切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件间的相对运动得到的，由于使用的刀具切削刃形状和采用的加工方法不动得到的，由于使用的刀具切削刃形状和采用的加工方法不同，形成发生线的方法也不同，概括起来有以下四种：同，形成发生线的方法也不同，概括起来有以下四种： 轨迹法轨迹法 成形法成形法 相切法相切法 展成法展成法 机床运动分析机床运动分

15、析 形成发生线的运动，称为表面成形运动。形成发生线的运动，称为表面成形运动。简单成形运动简单成形运动 由单独的旋转运动或直线运动构成。由单独的旋转运动或直线运动构成。 复合成形运动复合成形运动 由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，按照某些确定的运动关系组合而成。按照某些确定的运动关系组合而成。机床运动机床运动表面成形运动表面成形运动简单运动简单运动复杂运动复杂运动各种空行程运动各种空行程运动运动部件的快进和快退运动部件的快进和快退切入运动切入运动保证被加工表面获得所需要的尺寸的运动保证被加工表面获得所需要的尺寸的运动辅助运动辅助运动分度运动分度运

16、动操纵和控制运动操纵和控制运动启动、停止、变速、换向、夹紧、启动、停止、变速、换向、夹紧、松开、转位、自动换刀、自动测量、松开、转位、自动换刀、自动测量、自动补偿等。自动补偿等。调位运动调位运动调整刀具和工件之间相互位置调整刀具和工件之间相互位置校正运动校正运动 机床的传动机床的传动 机床的传动有机械、液压、气动、电气等多种形式，其中最机床的传动有机械、液压、气动、电气等多种形式，其中最常见的是机械传动和液压传动。常见的是机械传动和液压传动。机床的机械传动机床的机械传动（1 1）定比传动机构）定比传动机构 定比传动机构是具有固定传动比或固定传动关系的传动机定比传动机构是具有固定传动比或固定传动

17、关系的传动机构，也称为传动副。构，也称为传动副。 机床上常用的传动副有皮带传动、齿轮传动、蜗杆蜗轮传机床上常用的传动副有皮带传动、齿轮传动、蜗杆蜗轮传动、齿轮齿条传动和丝杠螺母传动。动、齿轮齿条传动和丝杠螺母传动。 机床的传动机床的传动 （2 2）变速机构）变速机构 机械加工时，为了能采用合理的切削速度和进给量，机床机械加工时，为了能采用合理的切削速度和进给量，机床就应能改变传动速度。能够改变机床部件运动速度的机就应能改变传动速度。能够改变机床部件运动速度的机构称为变速机构。构称为变速机构。 机床上常见的变速机构有以下几种：机床上常见的变速机构有以下几种：滑动齿轮变速机构滑动齿轮变速机构 离合

18、器式齿轮变速机构离合器式齿轮变速机构 摆移变速机构摆移变速机构 交换齿轮变速机构。交换齿轮变速机构。 机床的传动机床的传动 机床的传动机床的传动 机床的传动之摆移变速机构机床的传动之摆移变速机构 机床的传动机床的传动 （3 3）换向机构）换向机构 为了满足加工的不同需要，机床的主传动部件和进给传动为了满足加工的不同需要，机床的主传动部件和进给传动部件往往需要正、反向的运动。用来变换机床部件运动方部件往往需要正、反向的运动。用来变换机床部件运动方向的机构称为换向机构。向的机构称为换向机构。三星齿轮换向机构三星齿轮换向机构中间齿轮换向机构中间齿轮换向机构圆锥齿轮换向机构圆锥齿轮换向机构 机床的传动

19、机床的传动 机床的传动联系和传动原理图机床的传动联系和传动原理图 1. 1. 机床的传动的组成机床的传动的组成为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备三个基本为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备三个基本部分：部分：执行件执行件 机床上最终实现所需运动的部件。如主轴、刀架以及机床上最终实现所需运动的部件。如主轴、刀架以及工作台等，其任务是带动工件或刀具完成一定的运动并保持准工作台等，其任务是带动工件或刀具完成一定的运动并保持准确的运动轨迹。确的运动轨迹。动力源动力源 为执行件提供运动和动力的装置。如交流异步电动机、为执行件提供运动和动力的装置。如交流异步电动机、直流或交流调速电动

20、机或伺服电动机。直流或交流调速电动机或伺服电动机。传动装置传动装置 传递动力和运动的装置。通过它可把动力源的动力传递动力和运动的装置。通过它可把动力源的动力和运动传递给执行件；也可把两个执行件联系起来，使二者间和运动传递给执行件；也可把两个执行件联系起来，使二者间保持某种确定的运动关系。保持某种确定的运动关系。 机床的传动联系和传动链机床的传动联系和传动链 机床的传动链机床的传动链 由动力源由动力源传动装置传动装置执行件，或执行件执行件，或执行件传动装置传动装置执行执行件构成的传动联系，称为传动链。件构成的传动联系，称为传动链。 传动链可分为外联系传动链和内联系传动链。传动链可分为外联系传动链

21、和内联系传动链。 实现简单运动的传动链称为外联系传动链，实现简单运动的传动链称为外联系传动链，联系动力源和执联系动力源和执行件行件 外联传动链不要求运动源与执行件间有严格的传动比关系。外联传动链不要求运动源与执行件间有严格的传动比关系。 实现复杂运动的传动链称为内联系传动链，实现复杂运动的传动链称为内联系传动链，联系复合运动之联系复合运动之内的各个分解部分，内的各个分解部分，传动链所联系的执行件之间的相传动链所联系的执行件之间的相对速度对速度( (及相对位移量及相对位移量) )有严格的要求。有严格的要求。 机床的传动联系和传动链机床的传动联系和传动链 传动原理图传动原理图 为了便于研究机床的传

22、动联系，常用一些简明的符号把传动为了便于研究机床的传动联系，常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来，这就是传动原理图。原理和传动路线表示出来，这就是传动原理图。 1234567主轴变速及换向的换置机构主轴变速及换向的换置机构不同的螺纹导程不同的螺纹导程 卧式车床的传动原理图卧式车床的传动原理图 传动原理图传动原理图 例例 卧式车床的传动原理图卧式车床的传动原理图 卧式车床的传动原理图卧式车床的传动原理图 车床有两条传动链：一条是外联系传车床有两条传动链：一条是外联系传动链，即从电动机动链，即从电动机12U12Uv v3434主主轴，称为主运动传动链。轴，称为主运动传动链。 另一条是内联

23、系传动链。由主轴另一条是内联系传动链。由主轴445U5Us s6767丝杠丝杠刀具，得到刀具和刀具，得到刀具和工件间的复合成形运动工件间的复合成形运动螺旋运动。螺旋运动。 以上卧式车床的传动原理图既可用于车削螺纹，也可用于车削圆以上卧式车床的传动原理图既可用于车削螺纹，也可用于车削圆柱面和端面，不同之处在于车削螺纹时，柱面和端面，不同之处在于车削螺纹时，U Us s必须计算和调整得非必须计算和调整得非常准确，车削圆柱面和端面时常准确，车削圆柱面和端面时U Us s不需非常准确。不需非常准确。 机床的传动系统机床的传动系统 为便于了解和分析机床运动的传递、联系情况，常采用传为便于了解和分析机床运

24、动的传递、联系情况，常采用传动系统图。动系统图。机床的传动系统图是表示机床全部运动传动关系机床的传动系统图是表示机床全部运动传动关系的示意图。的示意图。图中用简单的规定符号代表各传动元件，并标明图中用简单的规定符号代表各传动元件，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动齿轮和蜗轮的齿数、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的先后顺序，以机功率和转速等。各传动元件按照运动传递的先后顺序，以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中。展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中。 传动系统图只表示传动关系，并不代表各传动元件的

25、实际传动系统图只表示传动关系，并不代表各传动元件的实际空间位置。空间位置。 车床车床 车床的作用是加工各种回转表面车床的作用是加工各种回转表面( (内外圆柱面、圆锥面及成内外圆柱面、圆锥面及成型回转表面型回转表面) )和回转体的端面，有些车床还能加工螺纹面。和回转体的端面，有些车床还能加工螺纹面。车床的主运动通常由工件的旋转运动实现，进给运动由刀具车床的主运动通常由工件的旋转运动实现，进给运动由刀具的直线移动来完成。的直线移动来完成。 分类：车床种类繁多，按其用途和结构的不同，主要分为：分类：车床种类繁多，按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单卧式

26、车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，彷形车床及轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，彷形车床及多刀车床，专门化车床。多刀车床，专门化车床。 CA6140CA6140卧式车床是最典型的普通车床，下面以它为例介绍卧式车床是最典型的普通车床，下面以它为例介绍车床。车床。 车床车床 卧式车床卧式车床 主轴箱刀架尾座进给箱遛板箱床身 CA6140CA6140机床的主轴箱展开图机床的主轴箱展开图 CA6140CA6140机床的传动系统图机床的传动系统图 CA6140CA6140机床的主要技术性能机床的主要技术性能 （1 1）传动系统）传动系统 分析

27、机床某一传动链时，采用所谓分析机床某一传动链时，采用所谓“抓两端、联中间抓两端、联中间”的的方法，即首先抓住该传动链的有关末端件（即起止点），然后方法，即首先抓住该传动链的有关末端件（即起止点），然后顺次读出他们中间的联系，构成一条传动路线。顺次读出他们中间的联系，构成一条传动路线。 1 1）主运动传动链）主运动传动链 两末端件是主电动机与主轴，带动工件旋转实现主运动，两末端件是主电动机与主轴，带动工件旋转实现主运动，并满足主轴变速和换向的要求。并满足主轴变速和换向的要求。 min/45550635822435198. 02301301450rn主 （主轴）右左VI5063M5826V5051

28、8020IV50508020III582250304139II3034VII3450M43513856M230130电动机211双向多片摩擦式离合器双向多片摩擦式离合器M1，M1的作用是使主轴的作用是使主轴VI正转、反转或停止正转、反转或停止 齿式离合器齿式离合器M2 7.5kw1450r/min左边左边Z56Z56、Z51Z51空套齿轮空套齿轮右边右边Z50空套齿轮空套齿轮主传动路线如下主传动路线如下 ：CA6140CA6140机床机床 轴轴的运动可通过轴的运动可通过轴、间三对齿轮中的任一对传至轴间三对齿轮中的任一对传至轴，故轴，故轴获得获得2 3=6种转速。种转速。左边左边Z56、Z51空

29、套齿轮空套齿轮滑移齿轮滑移齿轮双向多片摩擦式离合器双向多片摩擦式离合器M1 空套齿轮空套齿轮 主运动传动链主运动传动链 轴轴的运动可通过轴的运动可通过轴、间三对齿轮中的任一对传至轴间三对齿轮中的任一对传至轴，故轴故轴获得获得2 2 3=63=6种转速。种转速。 轴轴传往主轴有传往主轴有2 2条路线：条路线： 高速传动路线高速传动路线 主轴上的滑移齿轮主轴上的滑移齿轮5050向左移，使之与轴向左移，使之与轴上右端的齿轮上右端的齿轮6363啮合，运动由轴啮合，运动由轴经齿轮副经齿轮副63635050直接传给主直接传给主轴，得到轴，得到4504501400r1400rminmin的的6 6级高转速。

30、级高转速。 低速传动路线低速传动路线 主轴上的滑移齿轮主轴上的滑移齿轮5050移至右端，使其与主移至右端，使其与主轴上的齿式离合器轴上的齿式离合器M2M2啮合。轴啮合。轴的运动经齿轮副的运动经齿轮副20208080或或50505050传给轴传给轴，又经齿轮副，又经齿轮副20208080或或51515050传给轴传给轴，再经齿，再经齿轮副轮副26265858和齿式离合器和齿式离合器M2M2传至主轴，使主轴获得传至主轴，使主轴获得1010500r500rminmin的中低转速。的中低转速。 )( VI5063M5826V50518020IV50508020III503058224139II3034

31、VII3450M43513856MI2301301450r/min7.5kw211主轴右左电动机 传动路线表达式表示如下：传动路线表达式表示如下： 主轴转速级数计算主轴转速级数计算(理论上理论上) 1（211）3（2211）45主轴正转（主轴正转（M1向左）转速级数计算：向左）转速级数计算： 123（2211）30主轴反转（主轴反转（M1向右）转速级数计算：向右）转速级数计算： 1 （11） 3（2211）15 主轴反转通常不是用于切削，主轴反转通常不是用于切削，而是为了车螺纹时退回刀架，这而是为了车螺纹时退回刀架，这样就可以在不断开主轴和刀架之样就可以在不断开主轴和刀架之间的传动链的情况下退

32、刀，以免间的传动链的情况下退刀，以免在下一次走刀时发生在下一次走刀时发生”乱扣乱扣”现现象，为了节省退刀时间，所以主象，为了节省退刀时间，所以主轴反转的速度比正转的高。轴反转的速度比正转的高。 )( VI5063M5826V50518020IV50508020III503058224139II3034VII3450M43513856MI2301301450r/min7.5kw211主 轴右左电动机 传动路线表达式表示如下：传动路线表达式表示如下： 主轴转速级数计算主轴转速级数计算(实际近似上实际近似上) ：1(211)3(221)1136主轴正转（主轴正转（M1向左）转速级数计算：向左）转速级

33、数计算： 123 (221)1124主轴反转（主轴反转（M1向右）转速级数计算：向右）转速级数计算： 1 (11) 3 (221)1112418020505015051505021 uu16180208020415051802043 uu高速传动路线高速传动路线低速传动路线低速传动路线主轴正转（主轴正转（M2向右）低速级数计算：向右）低速级数计算：123 (221)1 18主轴正转（主轴正转（M2向左）高速级数计算：向左）高速级数计算：123 16正转正转反转反转 )( VI5063M5826V50518020IV50508020III503058224139II3034VII3450M435

34、13856MI2301301450r/min7.5kw211主轴右左电动机 传动路线表达式表示如下：传动路线表达式表示如下： 主轴的各级转速可按下列运动平衡式计算：主轴的各级转速可按下列运动平衡式计算： min)/(1rZZZZZZDDnnVIIIIVIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII 电电主主式中式中 D、D主动和从动皮带轮直径；主动和从动皮带轮直径； V带传动的滑动系数，可取带传动的滑动系数，可取0.02； Z- 、 Z- 轴轴和轴和轴 之间相啮合的主动齿轮和从动之间相啮合的主动齿轮和从动齿轮齿数。齿轮齿数。 )( VI5063M5826V50518020IV50508020III

35、503058224139II3034VII3450M43513856MI2301301450r/min7.5kw211主轴右左电动机 传动路线表达式表示如下：传动路线表达式表示如下： 主轴的各级转速的计算：主轴的各级转速的计算： min)/(140050634139385602. 012301301450maxrn 主主 min)/(1rZZZZZZDDnnVIIIIVIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII 电电主主 min)/(105826802080205822435102. 012301301450minrn 主主主轴正转（主轴正转（M1向左）转速的计算向左）转速的计算主轴正转（主轴

36、正转（M1向左）转速的范围为向左）转速的范围为10r/min1400r/min。 2）进给运动传动链）进给运动传动链 进给运动传动链的两个末端件分别是主轴和刀架，其功用是使刀架实进给运动传动链的两个末端件分别是主轴和刀架，其功用是使刀架实现纵向或横向移动及变速与换向。现纵向或横向移动及变速与换向。车削螺纹传动路线车削螺纹传动路线 CA6140能车削能车削米制、英制、模数制和径节制米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹，四种标准螺纹，此外，还可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。既可以车削右旋螺此外，还可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。既可以车削右旋螺纹，也可以车削左旋螺纹。纹，也可以车削左

37、旋螺纹。 车削螺纹时传动链的运动平衡式为：车削螺纹时传动链的运动平衡式为：工丝主轴LLu1刀架丝杠合刀架溜板箱光杠开进给箱挂轮架换向机构主轴55MM 米制螺纹米制螺纹 标准米制螺纹导程标准米制螺纹导程 （mmmm） 车削米制螺纹时，进给箱中的离合器车削米制螺纹时，进给箱中的离合器M3M3和和M4M4脱开，脱开，M5M5接接合。合。53 33 35 86 31 0 02 52 53 65 81 0 07 53 63 62 53 32 52 53 3V IIXX IX IIIX IVuX VX V IuX V IIIMX IX 基倍右 旋 螺 纹主 轴左 旋 螺 纹丝 杠刀 架车削米制右旋螺纹的运

38、动平衡式为：车削米制右旋螺纹的运动平衡式为： mm12u25363625u36257510010063333358581L 倍倍基基主主轴轴倍倍基基uu7L 由上式可知，如适当选择由上式可知，如适当选择U U基基和和U U倍倍值，就可得到米制螺纹导值，就可得到米制螺纹导程程L L的各值。的各值。 进给箱中的基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，由轴进给箱中的基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，由轴XIVXIV上的上的8 8个固定齿轮和轴个固定齿轮和轴XVXV上的四个滑移齿轮组成，共有上的四个滑移齿轮组成，共有8 8种传种传动比（除动比（除U U基基1 1 、 U U基基5 5外外成等差数列排列成等差

39、数列排列）。）。 75 . 628261基u7728282基u7828323基u7928364基u75 . 914195基u71014206基u71121337基u71221368基u米制螺纹导程之基本组米制螺纹导程之基本组这个系列传动比为什么被称为基本组？这个系列传动比为什么被称为基本组？()7Lu u基螺纹导程倍为什么有的整列基本组未曾使用，但是还是存在于基本组为什么有的整列基本组未曾使用，但是还是存在于基本组中？在基本组机构设计的时候为什么没有被精简掉？中？在基本组机构设计的时候为什么没有被精简掉？ 增倍变速组由轴增倍变速组由轴XVIXVIII间的三轴滑移齿轮机构组间的三轴滑移齿轮机构组

40、成。可变换成。可变换4种传动比（种传动比（成等比数列排列成等比数列排列）。）。 81481545181倍u41481535282倍u21283545183倍u1283535284倍u米制螺纹导程之倍增组米制螺纹导程之倍增组 由于由于U基基的最大值为的最大值为12/7， U倍倍的最大值为的最大值为1，因此能车，因此能车削的标准螺纹最大值为削的标准螺纹最大值为12.如需加工更大导程的螺纹，则需如需加工更大导程的螺纹，则需要使用扩大组要使用扩大组。 1805042050u扩28080162020u扩米制螺纹导程之扩大组米制螺纹导程之扩大组 注意：使用扩大组的时候，必须使用主传动的低速传动注意：使用扩

41、大组的时候，必须使用主传动的低速传动链，即齿式离合器链，即齿式离合器M2必须位于必须位于 。 模数螺纹主要用在米制蜗杆中，用模数模数螺纹主要用在米制蜗杆中，用模数m表示螺距的大小。表示螺距的大小。螺距与模数的关系为螺距与模数的关系为 （mm）所以模数螺纹的导程为所以模数螺纹的导程为 （mm），式中），式中k为螺纹的头数。为螺纹的头数。 模数螺纹的标准模数模数螺纹的标准模数m也是分段等差数列。也是分段等差数列。车削时的传动路线与车削米车削时的传动路线与车削米制螺纹的传动路线基本相同。制螺纹的传动路线基本相同。 由于模数螺纹的螺距中含有由于模数螺纹的螺距中含有 因子，因此用挂轮因子，因此用挂轮 来

42、引入常来引入常数数 ，其运动平衡式为，其运动平衡式为 mPmmkLm9710010064122536362536259710010064333358581倍基主轴uuLm模数螺纹模数螺纹 英制螺纹在英、美等英寸制国家中广泛应用，我国部分管螺纹也采英制螺纹在英、美等英寸制国家中广泛应用，我国部分管螺纹也采用英制螺纹。英制螺纹的标准值以每英寸长度上的螺纹扣数用英制螺纹。英制螺纹的标准值以每英寸长度上的螺纹扣数 （扣（扣in）表示，表示，其标准值也按分段等差数列的规律排列。其标准值也按分段等差数列的规律排列。英制螺纹的导程英制螺纹的导程L 1 （in）。由于）。由于CA6140型车床的丝杠是米制螺纹

43、，所以被加工的英制型车床的丝杠是米制螺纹，所以被加工的英制螺纹也应换算成以毫米为单位的相应导程值，即螺纹也应换算成以毫米为单位的相应导程值，即 车削英制螺纹时，对传动路线作如下变动。首先，使传动链的传动车削英制螺纹时，对传动路线作如下变动。首先，使传动链的传动比包含特殊因子比包含特殊因子25.4；其次，将基本组两轴的主、被动关系对调，以便；其次，将基本组两轴的主、被动关系对调，以便使分母为等差级数。其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。其运使分母为等差级数。其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。其运动平衡式为：动平衡式为： mminL 4 .251 倍倍基基倍倍基基主主轴轴uuuuL 14

44、 .257412253617510010063333358581 英制螺纹英制螺纹 径节螺纹主要用于英制蜗杆，其标准值用径节径节螺纹主要用于英制蜗杆，其标准值用径节DP表示。径节代表齿表示。径节代表齿轮或蜗轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数，故英制蜗杆的轴向齿距为轮或蜗轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数，故英制蜗杆的轴向齿距为 mm 标准径节的数列也是分段等差数列。标准径节的数列也是分段等差数列。径节螺纹的导程排列的规律与英制径节螺纹的导程排列的规律与英制螺纹相同，只是含有特殊因子螺纹相同，只是含有特殊因子25.4 。车削径节螺纹时，可采用英制螺。车削径节螺纹时，可采用英制螺纹的传动路线，但挂轮需

45、换为纹的传动路线，但挂轮需换为 ，其运动平衡式为，其运动平衡式为 ： 式中式中 DPkinDPLDP 4 .25 9710010064 12253619710010064333358581 倍倍基基主轴主轴uuLDP844 .2525369710010064 径节螺纹径节螺纹 车削米制螺纹：车削米制螺纹： 车削模数制螺纹：用挂轮引入车削模数制螺纹：用挂轮引入 ，其余同，其余同米制螺纹米制螺纹 车削英制螺纹：分母为等差级数。将车削米制螺纹时的基本车削英制螺纹：分母为等差级数。将车削米制螺纹时的基本组两轴的主、被动关系对调，组两轴的主、被动关系对调，其余同其余同米制螺纹米制螺纹 车削径节制螺纹：分

46、母为等差级数，同时用挂轮引入车削径节制螺纹：分母为等差级数，同时用挂轮引入 。倍倍基基uuL7 小结小结 此时需将进给箱中的齿式离合器此时需将进给箱中的齿式离合器MM3 3、MM4 4和和MM5 5全部啮合，被全部啮合，被加工螺纹的导程加工螺纹的导程L L工工依靠调整挂轮的传动比依靠调整挂轮的传动比u u挂来实现。其运挂来实现。其运动平衡式为动平衡式为 挂轮的换置公式为挂轮的换置公式为 12333358581 挂挂主主轴轴工工uL12工挂Ldcbau非标准螺纹和精密螺纹非标准螺纹和精密螺纹 纵向和横向进给传动链纵向和横向进给传动链 为了减少丝杠的磨损和便于操纵，机动进给是由光杠经溜板箱为了减少

47、丝杠的磨损和便于操纵，机动进给是由光杠经溜板箱传动的。传动的。 a a纵向进给传动链纵向进给传动链 CA6140CA6140型车床纵向机动进给量有型车床纵向机动进给量有6464种。当运动由主轴经正常导种。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时的运动平衡式为程的米制螺纹传动路线时的运动平衡式为化简后可得化简后可得 rmm125 . 2802848303040294563232365628u25363625u36257510010063333358581f 倍倍基基主主轴轴纵纵倍倍基基纵纵uuf71.0 b b横向进给传动链横向进给传动链 通过运动平衡式的计算可知，当横向机动进给与纵向进给的传

48、动路线通过运动平衡式的计算可知，当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，所得的横向进给量为纵向进给量的一半，横向与纵向进给量的种一致时，所得的横向进给量为纵向进给量的一半，横向与纵向进给量的种数相同。数相同。c c刀架快速移动刀架快速移动 刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机（刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机（0.25kW，2800rmin）传动，刀架快速纵向右移的速度为传动，刀架快速纵向右移的速度为 min76. 4125 . 280284830304029429132800mv 快快纵纵右右 (b)按车刀的用途分类可分为普通车刀和成形车刀。按车刀的用途分类可分为普通车刀和成形

49、车刀。一一. 普通车刀普通车刀 1. 普通车刀的用途普通车刀的用途(1) 外圆车刀外圆车刀(a)(c)(d) (2) 端面车刀端面车刀 (3) 切断刀、切槽刀切断刀、切槽刀 2. 普通车刀的结构型式普通车刀的结构型式（1）整体车刀整体车刀（2）焊接式车刀）焊接式车刀（3）机夹式硬质合金车刀）机夹式硬质合金车刀（4）机夹可转位车刀）机夹可转位车刀 与焊接式车刀相比可转位车刀有以下优点：与焊接式车刀相比可转位车刀有以下优点： a.刀片不经焊接、刃磨，刀具耐用度高，减少了换刀时间，生产率大大提刀片不经焊接、刃磨，刀具耐用度高，减少了换刀时间，生产率大大提高；高； b.可采用涂层刀片，提高刀具耐用度；

50、可采用涂层刀片，提高刀具耐用度； c.刀杆可重复使用，可以标准化，便于管理；刀杆可重复使用，可以标准化，便于管理； d.在烧结刀片前可在刀片上压制各种形状的断屑槽，以实现可靠断屑。在烧结刀片前可在刀片上压制各种形状的断屑槽，以实现可靠断屑。 二二. . 成形车刀成形车刀 用于车床上加工内外成形回转表面的车刀称为成形车刀。用于车床上加工内外成形回转表面的车刀称为成形车刀。 1. 1.成形车刀的特点：成形车刀的特点： a. a. 加工精度稳定加工精度稳定：成形车刀后刀面法剖面廓形根据工件轴：成形车刀后刀面法剖面廓形根据工件轴向廓形设计，所以工件廓形精度完全取决于刀具的设计、制向廓形设计，所以工件廓

51、形精度完全取决于刀具的设计、制造和安装精度造和安装精度. . b. b.生产率高生产率高： 同时工作刀刃长度长，一次行程就可切出工同时工作刀刃长度长，一次行程就可切出工件。件。 c. c. 刀具寿命长刀具寿命长： 成形车刀用钝后重磨前刀面，重磨次数多，成形车刀用钝后重磨前刀面，重磨次数多，刀具寿命长。刀具寿命长。 d. d. 刃磨方便刃磨方便： 成形车刀的前刀面为平面，刃磨方便。成形车刀的前刀面为平面，刃磨方便。 2. 2. 成形车刀的类型成形车刀的类型(a) (a) 平体成形车刀平体成形车刀 (b) (b) 棱体成形车刀棱体成形车刀 (c) (c) 圆体成形车刀圆体成形车刀 (d)(d)切向

52、进给成形车刀切向进给成形车刀车刀车刀 焊接车刀焊接车刀 优点是：结构简单、紧凑；刀具刚度好、抗振性性能强；制优点是：结构简单、紧凑；刀具刚度好、抗振性性能强；制造方便，使用方便。造方便，使用方便。 缺点是：切削性能较低、刀杆不能重复使用、辅助时间长。缺点是：切削性能较低、刀杆不能重复使用、辅助时间长。可转位车刀可转位车刀 优点：刀具使用寿命长、生产效率高、有利于推广新技术、优点：刀具使用寿命长、生产效率高、有利于推广新技术、新工艺，有利于降低刀具成本。新工艺，有利于降低刀具成本。车刀车刀 转塔车床转塔车床其他类型车床其他类型车床 特点：和普通CA6140车床相比，转塔车床没有尾架（已变为转塔）

53、，没有丝杠。 其他类型车床其他类型车床回轮车床回轮车床结构特点（和转塔车床相比）： 立式车床立式车床 其他类型车床其他类型车床 钻床和镗床都是孔加工机床。主要用于加工外形复杂，没钻床和镗床都是孔加工机床。主要用于加工外形复杂，没有对称回转轴线工件上的孔。有对称回转轴线工件上的孔。一、一、 钻床钻床 钻床通常用于加工尺寸较小，精度要求不高的孔。钻床通常用于加工尺寸较小，精度要求不高的孔。 钻床的主要类型有台式、立式、摇臂、深孔钻床等。钻床的主要类型有台式、立式、摇臂、深孔钻床等。右图是典型的台式钻床右图是典型的台式钻床麻花钻钻孔的工艺特点：麻花钻钻孔的工艺特点：1 1）麻花钻的直径受孔的限制）麻

54、花钻的直径受孔的限制2 2）麻花钻的前刀面、主后面都是曲面）麻花钻的前刀面、主后面都是曲面3 3）钻头主切削刃全刃参加切削）钻头主切削刃全刃参加切削 钻床的加工方法及所需的运动如图所示钻床的加工方法及所需的运动如图所示a) a)钻孔钻孔 b)b)扩孔扩孔 c) c)铰孔铰孔 d) d)攻螺纹攻螺纹 e) e) 锪沉头孔锪沉头孔 f) f)锪平面锪平面钻床钻床 钻床钻床 立式钻床立式钻床 摇臂钻床摇臂钻床钻床钻床 镗床通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是镗床通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种分布在不同表面上、孔距和位置精度

55、要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。 镗床的主要类型有卧式镗床、坐标镗床和金刚镗床等。镗床的主要类型有卧式镗床、坐标镗床和金刚镗床等。镗床镗床 卧式镗床的主要加工方法卧式镗床的主要加工方法 镗床镗床 卧式镗床卧式镗床 孔加工刀具孔加工刀具按其用途可分为两大类。按其用途可分为两大类。一类式从实体材料中加工出孔的刀具，如麻花钻、扁钻、中心钻和深孔钻等；一类式从实体材料中加工出孔的刀具，如麻花钻、扁钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上的已有的孔进行再加工，如扩孔钻、锪钻、铰刀及镗刀等。另一类是对工件上的已有的孔进行再加工，如扩孔钻、锪钻、铰刀及镗

56、刀等。（1 1）麻花钻）麻花钻孔加工刀具孔加工刀具 生产中，为了提高钻孔的精度和效率，常将标准麻花钻按生产中，为了提高钻孔的精度和效率，常将标准麻花钻按特定的方式刃磨成特定的方式刃磨成“群钻群钻” 标准型群钻标准型群钻孔加工刀具孔加工刀具 （2 2）中心钻）中心钻 中心钻用来加工各种轴类工件的中心孔。下图是两种中心钻的中心钻用来加工各种轴类工件的中心孔。下图是两种中心钻的外形图。外形图。孔加工刀具孔加工刀具 （3 3）深孔钻）深孔钻孔加工刀具孔加工刀具 （4 4）扩孔钻）扩孔钻 孔加工刀具孔加工刀具 （5 5）锪（）锪（hu ）钻）钻 孔加工刀具孔加工刀具 （6 6）铰刀）铰刀 孔加工刀具孔加

57、工刀具 不同种类的铰刀不同种类的铰刀 （7 7）镗刀）镗刀 孔加工刀具孔加工刀具 孔加工刀具孔加工刀具 （8 8）拉刀）拉刀 可拉削加工的各种内外表面可拉削加工的各种内外表面孔加工刀具孔加工刀具 圆孔拉刀的结构及拉削过程圆孔拉刀的结构及拉削过程孔加工刀具孔加工刀具 孔加工刀具孔加工刀具 其他孔加工刀具其他孔加工刀具 3.5.1 3.5.1 刨床刨床 刨床主要用于刨削各种刨床主要用于刨削各种平面和沟槽平面和沟槽。其主要类型有。其主要类型有牛头刨床和龙门刨床牛头刨床和龙门刨床。 龙门刨床龙门刨床工件的往复运动为主运动，而进给运动是刨刀作横向或垂直间隙移动。工件的往复运动为主运动，而进给运动是刨刀作

58、横向或垂直间隙移动。主要用于加工大型零件或同时加工多个零件。主要用于加工大型零件或同时加工多个零件。垂直刀架垂直刀架横梁横梁工作台工作台床身床身侧刀架侧刀架主传动部件主传动部件进给箱进给箱立柱立柱顶梁顶梁 3.5.1 3.5.1 刨床刨床 牛头刨床牛头刨床 龙门刨床龙门刨床3.5.1 3.5.1 刨床刨床 刨削的工艺特点及应用刨削的工艺特点及应用3.5.1 3.5.1 刨床刨床 1、效率低。单刃切削，回程为空行程。可多件刨削。2、加工质量中等。不断切入切出，有冲击振动。4、成本低。机床、刀具结构简单。3、通用性好。平面、斜面、沟槽等均可加工。 刨削的主要应用刨削的主要应用3.5.1 3.5.1

59、 刨床刨床 插床的实质为插床的实质为立式立式刨床刨床，其主运动是，其主运动是滑滑枕带动插刀沿垂直方枕带动插刀沿垂直方向所作的直线往复运向所作的直线往复运动。动。 插床主要用于加工插床主要用于加工工工件的内表面件的内表面，如，如内孔内孔中键槽及多边形孔中键槽及多边形孔等，等，有时也用于加工有时也用于加工成形成形内外表面内外表面。 3.5.2 3.5.2 插插床床 铣床可以加工铣床可以加工平面平面（水平面、垂直面等）、（水平面、垂直面等）、沟槽沟槽（键槽、（键槽、T T型槽、燕尾槽等）、型槽、燕尾槽等）、多齿零件上的齿槽多齿零件上的齿槽（齿轮、链轮、棘轮、（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、花键轴等）

60、、螺旋形表面螺旋形表面（螺纹和螺旋槽）及（螺纹和螺旋槽）及各种曲面各种曲面。 铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性，因为一方面由于铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性，因为一方面由于铣削是铣削是多刃连续切削多刃连续切削，生产率较高；另一方面，生产率较高；另一方面，每个刀刃的切每个刀刃的切削过程又是断续的，切削力周期性变化，容易引起机床振动。削过程又是断续的，切削力周期性变化，容易引起机床振动。 铣床的主要类型有：铣床的主要类型有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床和各种专门化铣床。门铣床、工具铣床和各种专门化铣床。 3.6.1 3.6.1 铣床