金属削机床课件

1、金属切削机床(metal cutting machine tools) 目 录v 绪 论v第一章 机床的运动分析v第二章 车 床v第一节车床的用途与分类v第二节ca6140型机床的工艺范围和布局v第三节ca6140型机床的主要结构v第四节ck3263b数控转塔车床v第三章 磨 床v第一节 m1432a型万能外圆磨床v第二节其它类型磨床简介v第四章 齿轮加工机床v第一节齿轮加工机床的工作原理和分类v第二节滚齿机运动分析v第三节yc3180型淬硬滚齿机v第四节其它齿轮加工机床的运动分析v第五章 数 控 机 床v第一节数控机床的产生和特点v第二节数控机床的工作原理v第三节数控机床的程序编制v第四节j

2、cs018立式镗铣加工中心v第六章 其它机床v第一节铣床v第二节镗床v第三节钻床v第四节组合机床v第五节其它机床 绪 论一、金属切削机床及其作用一、金属切削机床及其作用（了解了解）v1、概念、概念v 用切削的方法将金属毛坯加工成零件的机器，用切削的方法将金属毛坯加工成零件的机器，简称机床。简称机床。v广义的机床：金属加工的机器广义的机床：金属加工的机器v2、机械制造中的金属切削机床的作用、机械制造中的金属切削机床的作用v核心作用：工欲善其事核心作用：工欲善其事 ，必先利其器，必先利其器v基础作用：装备水平基础作用：装备水平 - 现代化与综合实力现代化与综合实力v先驱作用：机械技术向机械科学发展

3、先驱作用：机械技术向机械科学发展二十一世纪制造业是我国的支柱产业之一；我国是制造业发展的重要基地。 1).在工业、农业、国防和科研领域中，在人们的日常生活里，大量使用着各种各样的机器、仪器、工具等，这些机器、仪器等又大多是以金属零件所组成。零件的制造方法有很多，如铸造、锻造、焊接、冲压等。但凡属尺寸精度、几何精度、位置精度要求较高，表面粗糙度要求较细的零件，一般都要求用切削加工的方法制造。金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯（或半成品）加工成机器零件的机器。 2).金属切削机床是加工机器零件的主要设备。担负的工作量，约占机器总制造工作量的，机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产

4、率。 3) 一个国家机床工业的技术水平，机床拥有量及现代化程度，是衡量这个国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一。（了解了解）v1、从商品生产的发展看机床的变革、从商品生产的发展看机床的变革v 普通机床：单件小批量生产普通机床：单件小批量生产v 专用机床，刚性自动线：少品种大批量生产专用机床，刚性自动线：少品种大批量生产v 数控机床，柔性自动线：多品种小批量生产数控机床，柔性自动线：多品种小批量生产v2、从基础科学的应用看机床的发展、从基础科学的应用看机床的发展v 经典力学的应用：牛顿力学，流体力学经典力学的应用：牛顿力学，流体力学（普通）（普通） 光学、电学的运用：光学定位、测量技术、电气

5、光学、电学的运用：光学定位、测量技术、电气控制控制（坐标）（坐标）v 控制理论，信息技术的应用：数控技术、专家系控制理论，信息技术的应用：数控技术、专家系统与人工智能统与人工智能（数控）（数控）v 效率优先与适度自动化理念效率优先与适度自动化理念（新概念）新概念） v 1.多样化多样化 精密化精密化 高效化高效化 自动化自动化 柔性化柔性化 v 2.数控机床的比重迅速上升数控机床的比重迅速上升 v 3.机械部件的比重不断下降机械部件的比重不断下降 ，电子硬件和软件，电子硬件和软件的比重不断上升的比重不断上升 v 金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践

6、中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。的。v 我国机床工业的水平：我国机床工业的水平： 起点较低，差距较大，进步起点较低，差距较大，进步很快；我国机床工业水平很快；我国机床工业水平: :数控普及率数控普及率5 5、联动轴数、联动轴数6 6、分辨、分辨率率1m1m、规格为中小型和经济型。、规格为中小型和经济型。v 世界机床工业先进水平：世界机床工业先进水平：数控普及率数控普及率8080、联动轴、联动轴数数1919、分辨率、分辨率:0.01m:0.01m、规格为大型、精密型、规格为大型、精密型v 我国经济持续快速发展。连续我国经济持续快速发展。连

7、续9 9年，中国继续保持了机床年，中国继续保持了机床消费世界第一消费世界第一(2010-4(2010-4统计统计) )、进口第一、生产第三的位置。、进口第一、生产第三的位置。 v 中国数控机床展览会自中国数控机床展览会自20062006年起逢双年在上海举办。作年起逢双年在上海举办。作为一个重要的机床展览，为一个重要的机床展览，ccmtccmt得到了众多参展商和最终用户得到了众多参展商和最终用户的一致认可。的一致认可。 v 第五届中国数控机床展览会在北京举行（第五届中国数控机床展览会在北京举行（20082008年年4 4月月21212424日，这次展会的主题是展示国产数控机床最新的成果）。日，这

8、次展会的主题是展示国产数控机床最新的成果）。 v 相继启动的重要、重大项目都对数控产品在技术性能和相继启动的重要、重大项目都对数控产品在技术性能和功能等方面提出了更高的要求。功能等方面提出了更高的要求。 （了解了解）v1 1、按机床工艺范围宽窄分类：、按机床工艺范围宽窄分类： v 通用机床（万能机床）：这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围较通用机床（万能机床）：这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构比较复杂，主要适用于单件小批生产。广，通用性较大，但结构比较复杂，主要适用于单件小批生产。 v 专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件

9、的某专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序。一道（或几道）特定工序。 v 专用机床：这类机床的工艺范围最窄，只能用于加工某一零件的某一道特定工专用机床：这类机床的工艺范围最窄，只能用于加工某一零件的某一道特定工序，适用于大批量生产。序，适用于大批量生产。v2 2、按加工精度分类：、按加工精度分类：v 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。 v3 3、按自动化程度分类：、按自动化程度分类： v 手动、机动、半自动、自动和程序控制机床。手动、机动、半自动、自动和程序控制机床。v4 4、按重量与尺寸分类：、按重量与

10、尺寸分类： v 仪表机床、一般机床、大型机床（重量达到仪表机床、一般机床、大型机床（重量达到l0tl0t）、重型机床（重量在）、重型机床（重量在30t30t以以上）、超重型机床（重量在上）、超重型机床（重量在100t100t以上）。以上）。v5 5、按机床主要工作部件的数目分类：、按机床主要工作部件的数目分类： v 单轴、多轴、单刀或多刀机床。单轴、多轴、单刀或多刀机床。 v6 6、按机床具有的数控功能分类：、按机床具有的数控功能分类： v 普通机床、一般数控机床、加工中心和柔性制造单元等。普通机床、一般数控机床、加工中心和柔性制造单元等。 （掌握掌握）v 金属切削机床种类虽然很多，最基本的是

11、按机床的主要加工方法,所用刀具及其用途分类。只有车床、铣床、刨床、磨床和钻床等5种，其他各种机床都由这5种机床演变而成。如镗床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨插床，拉床，特种加工机床，锯床和其他加工机床等11类，每类按工艺特征和结构特征的不同，细分为若干组，而每组又细分为系（系列）。 车床车床 c 钻床钻床 z 铣床铣床 x 镗床镗床 t 磨床磨床 m 齿轮加工机床齿轮加工机床 y 拉床拉床 l 螺纹加工机床螺纹加工机床 s 锯床锯床 g 刨插床刨插床 b 其他机床其他机床 q（掌握）（掌握）钻钻 床床 1.按加工性质按加工性质 和和 所用刀具分所用刀具分齿轮加工机床齿轮加工机床螺纹加工机床螺

12、纹加工机床铣铣 床床刨刨 插插 床床镗镗 床床磨磨 床床拉拉 床床特种加工机床特种加工机床锯锯 床床车车 床床其它机床其它机床12类类车床车床车床车床数控车床数控车床数控车床数控车床磨磨 床床钻钻 床床铣铣 床床铣铣 床床 数控铣床数控铣床拉拉 床床刨床刨床数控镗床数控镗床加工中心加工中心铣削过程铣削过程插齿过程滚齿过程拉齿过程2.按机床的通按机床的通 用性程度分用性程度分通用机床通用机床专门化机床专门化机床专用机床专用机床3.按机床工按机床工 作精度分作精度分普通机床普通机床精密机床精密机床高精度机床高精度机床4按机床的自按机床的自动化程度分动化程度分手动机床手动机床机动机床机动机床半自动机

13、床半自动机床自动机床自动机床5.按机床重按机床重量和尺寸分量和尺寸分仪表机床仪表机床中型机床中型机床大型机床大型机床重型机床重型机床超重型机床超重型机床单刀机床单刀机床多刀机床多刀机床单轴机床单轴机床多轴机床多轴机床6.按机床主按机床主要部件数目要部件数目分分普通机床普通机床数控机床数控机床加工中心加工中心柔性制造单元柔性制造单元柔性制造系统柔性制造系统7.按机床的按机床的数控功能分数控功能分（掌握掌握）v机床的技术参数是表示机械尺寸大小及其工作能力和各种机床的技术参数是表示机械尺寸大小及其工作能力和各种技术数据。技术数据。v机床的技术参数包括：机床的技术参数包括： 主参数主参数 第二主参数第

14、二主参数 主要工作部件的结构尺寸（如工作台面）主要工作部件的结构尺寸（如工作台面） 主要工作部件的移动行程范围主要工作部件的移动行程范围 各种运动的速度范围和级数各种运动的速度范围和级数 电机功率电机功率 机床轮廓尺寸机床轮廓尺寸主参数：主参数： 机床主参数是表示机床规格大小的一种参数，它机床主参数是表示机床规格大小的一种参数，它直接反应出机床的加工能力的大小。直接反应出机床的加工能力的大小。重点重点 （） （） （）（）（）（）（） 其它特性代号其它特性代号 重大改进顺序重大改进顺序 主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 系代号系代号 组代号组代号 通用

15、特性、结构特性代号通用特性、结构特性代号 类代号类代号 分类代号分类代号 机床的组别代号 c c a a 6 6 1 1 4 4 0 0 主参数（主参数（最大加工直径最大加工直径400mm400mm） 系代号系代号 （1） 组代号（卧式车床）组代号（卧式车床） 通用特性（重大改进序号）通用特性（重大改进序号） 类代号（车床）类代号（车床） x x 6 6 2 2 主参数（主轴直径主参数（主轴直径20mm20mm） 组：卧式升降台铣床组：卧式升降台铣床 铣床铣床 y y 3 3 1 1 5050 e e 重大改进序号重大改进序号 主参数（最大工件直径主参数（最大工件直径500mm500mm） 系

16、代号系代号 （1） 组：滚齿机组：滚齿机 齿轮加工机床齿轮加工机床 z z 5 2525 主参数（最大钻孔直径主参数（最大钻孔直径25mm25mm） 组：立式钻床组：立式钻床 钻床钻床 掌握掌握v专用机床型号表示方法专用机床型号表示方法：专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成，型号构成如下： v专用机床的设计单位代号专用机床的设计单位代号：设计单位代号包括机床生产厂和机床研究单位代号（位于型号之首）。 v专用机床的设计顺序号专用机床的设计顺序号：专用机床的设计顺序号按该单位的设计顺序号排列，由001起始，位于设计单位代号之后，并用“一”隔开，读作“至”。例如，沈阳第一机床厂设计制造的

17、第一种专用机床为专用车床，其型号为si-001；北京第一机床厂设计制造的第100种专用机床为专用铣床，其型号为bi100 。 掌握掌握机床自动线代号机床自动线代号：由通用机床或专用机床组成的机床自动线，其代号为zx ,（读作“自线”），位于设计单位代号之后，并用“-”分开，读作“至”。机床自动线设计顺序号的排列与专用机床的设计顺序号相同，位于机床自动线代号之后。机床自动线的型号表示方法机床自动线的型号表示方法：型号构成如下： （了解了解）第一章 车 床第一节 车床的用途、运动与分类（了解了解）v一、车削v车削的形成运动：v主运动：工件的旋转运动v进给运动：刀具的移动挂轮变速机构主轴箱刀架尾座床

18、身床腿溜板箱光杠丝杠床腿进给箱二、车床的分类v1）卧式车床v2）立式车床v3）转塔车床v4）单轴自动车床v5）多轴自动与半自车床v6）仿形车床及多刀车床v7）专门化车床：如凸轮轴车床，曲轴车床等。二、车床的分类v卧式车床：卧式车床：适用于单件、小批量生产加工。能够车削内外圆柱面、圆锥面、成形回转面、端面和螺纹，用滚花刀进 行滚花，尾座还能进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹和套螺纹等。 v转塔式六角车床：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。这种机床有一个绕垂直轴线转位、6个工位的六角转塔刀架，每一工位通过辅具可装一把或一组刀具，作纵向进给运动，以车削内外圆柱面，钻、扩、铰孔和车孔

19、，攻螺纹和套螺纹等。有一个横刀架作纵、横进给运动，以车削大直径的外圆柱面、成形回转面、端面和沟槽。 v回轮式六角车床：回轮式六角车床：适用于成批生产轴类及阶梯轴类零件的加工。该机床有一个绕水平轴线转位、12或16个工位的圆盘形回轮刀架，回轮刀架上均布的轴向孔中通过辅具可装一把单刀或复合刀具进行加工。刀架作纵向进给运动时，可车削内外圆柱面，钻孔、扩孔、铰孔和加工螺纹，刀架绕自身缓慢转动，即作进给运动时，可完成成形回转面、沟槽、端面和切断等工序的加工。二、车床的分类v单柱立式车床：单柱立式车床：适用于单件小批大型盘类零件的加工。该机床的主轴是垂直布置的，主轴下方有一个可回转的大直径的圆形工作台，以

20、便安装笨重的大型零件，横梁上有l个5工位垂直刀架，可沿横梁导轨作水平进给运动、沿刀架导轨作垂直进给运动及将刀架摆动角度后的斜向进给运动，以加工内外圆柱面、内外圆锥面、端面、切槽、钻孔、扩孔和铰孔等，立柱右侧导轨还有1个侧刀架，用来加工外圆、端面及外沟槽等。 v铲齿车床：铲齿车床：适用于工具车间对一些刀具进行齿背的铲削和铲磨加工。该机床的外形与卧式车床相似，是一种专门化车床，用于铲削和铲磨成形铣刀、齿轮滚刀和丝锥等刀具的齿背（后刀面），使其获得所需切削刃形状和规定的后角。铲齿时，刀具毛坯通过心轴安装在机床两顶尖间作匀速旋转，刀架上铲齿刀由凸轮传动作径向往复运动，以获得阿基米德螺旋线的齿背。v仿形

21、车床：仿形车床：按照样件的轮廓自动车削出形状和尺寸相同的工件。 v数控车床数控车床 v此外，在大批大量生产的工厂中还有各种各样专用车床。如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床等第二节 ca6140型卧式车床的工艺范围和布局（了解了解）v一、车床的工艺范围二、机床的总布局v主轴箱：主轴箱：固定在床身4的左边，内部装有主轴和变速传动机构。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功能是支承主轴，并把动力经变速机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动。 v刀架刀架 ：可沿床身4上的刀架导轨作纵向移动。刀架部件由几层组成，它的功用是装夹车刀，实现纵向、横向和斜向运动。v尾座：尾座：安装在床

22、身4右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整位置。它的功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头，铰刀等孔加工刀具进行孔加工。v进给箱进给箱 ：固定在床身4的左端前侧。进给箱内装有进给运动的变速机构，用于改变机动进给的进给量或所加工螺纹的导程。v溜板箱：溜板箱：与刀架2的最下层，与刀架一起作纵向运动，把进给箱传来的运动传给刀架，使刀架实现纵向和横向进给，或快速运动，或车削螺纹。装有各种操作手柄和按钮。v床身：床身：固定在左右床腿7和5上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持相对位置或运动轨迹。 三、主运动传动链传动路线重点重点（二）传动路线表达式传动路线表达式v 运动经v带轮传动副传至

23、轴i，压紧轴i上的多片摩擦离合器m1左部经齿轮副运动传至轴ii，实现主轴正转,如下图。 压紧右部经中间轮可获得相反方向的运动,如图运动从轴ii传往主轴有2条路线： a.高速路线 主轴上的滑移齿轮50向左移，使之与轴iii上右端的齿轮63啮合，运动传至主轴得高转速。 b.主轴上的滑移齿轮50向右移，使之与齿式离合器m2啮合，轴iii的运动经齿轮副传至轴iv，又经齿轮副传至轴v，再经齿轮副和齿式离合器传至主轴获得低转速,如图v主轴转速级数和转速值主轴转速级数和转速值v由传动系统图和传动路线表达式可以看出，主轴正转时，可得 236种高转速和2322=24种低转速。轴iiiv之间的4条传动 路线的传动

24、比为vu120/80 x 20/801/16 u220/80 x 51/501/4vu350/50 x 20/801/4 u450/50 x 51/501 v式中，u2和u3基本相同，所以实际上只有3种不同的传动比。主轴实际 上只能得到23 (221) =18级转速。加上由高速路线传动获得的 6级转速，主轴共可获得24级转速。v同理，主轴反转时，有31(22一l)12级转速。v应用上述平衡式，可以计算出主轴正转时的24级转速 为101400r/min。同理，也可计算出主轴反转时的12级转 速为141580r/min。主轴反转通常不是用于切削，而是用 于车削螺纹，车完一刀后，车刀沿螺旋线退回，所

25、以转速 高可以缩短辅助时间。（三）转速图（三）转速图（机床设计机床设计）v1、传动组中传动副数的确定、传动组中传动副数的确定v12=412=4* *3 12=33 12=3* *4 4 v12=312=3* *2 2* *2 12=22 12=2* *3 3* *2 2 12=212=2* *2 2* *3 3v选用原则：前多后少选用原则：前多后少 前密后疏前密后疏 v 升早降晚升早降晚2、转速间的关系、转速间的关系v主轴的各级转速通常按等比数列的规律排主轴的各级转速通常按等比数列的规律排列列v即：即：n1 = nmin n2=n1 n3=n2=n1 2v nk =n1k-1 nz = nma

26、x= n1 z-1 v若若rn=nmax / nmin 则则 rn = z-1 vrn为变速范围为变速范围 z为转速级数为转速级数 为公比为公比3、齿轮齿数的确定、齿轮齿数的确定v同一传动组内各齿轮的模数常取为相同，同一传动组内各齿轮的模数常取为相同，因此，各传动副的齿数和相等。可由计算因此，各传动副的齿数和相等。可由计算或查表确定齿轮的齿数或查表确定齿轮的齿数v计算法：计算法：v（1）将各传动比化为分子分母都是整数）将各传动比化为分子分母都是整数的分数。如的分数。如: ua1=1/ 2=1/2; vua2=1/ =1/1.41=5/7; ua3 =1=1/1v(2)将每个传动比的分子分母相加

27、，每个将每个传动比的分子分母相加，每个传动传动比中，分子是主动轮齿数的因子，分母是被比中，分子是主动轮齿数的因子，分母是被动轮齿数的因子。因此，分子与分母的和一动轮齿数的因子。因此，分子与分母的和一定就是这一对齿轮齿数的和的因子。定就是这一对齿轮齿数的和的因子。vua1: 1+2=3; ua2 : 5+7=12; ua3: 1+1=2v(3)(3)计算各传动比分子分母和的最小公倍计算各传动比分子分母和的最小公倍数。数。 v 上例的最小公倍数为上例的最小公倍数为12 12 v（4 4）将最小公倍数乘某个整数）将最小公倍数乘某个整数k,k,就是齿就是齿数和数和. .v本例中取本例中取k k = 6

28、 s =6= 6 s =6* *12=7212=72vu ua1a1=1/2=24/48; u=1/2=24/48; ua2a2=5/7=30/42;=5/7=30/42;vu ua3a3=1/1=36/36 ;=1/1=36/36 ;四四、进给传动链进给传动链重点重点 1 1、传动路线、传动路线进给运动传动链进给运动传动链 v运动从主轴vi开始，经轴ix代传至轴x(这是进给换向机构)，后经挂轮传至轴xiii，然后进入进给箱。从进给箱传出的运动，一条路线是经丝杠xix带动溜板箱，使刀架纵向运动，这是车削螺纹的传动链；另一条路线是经丝杠xx和溜板箱带动刀架作纵向或横向的机动进给，这是进给传动。车

29、削螺纹车削螺纹 v（一）、车削螺纹（一）、车削螺纹 v 1 r（主轴）（主轴）u l丝丝=l工工 v式中 u从主轴到丝杠之间的总传动比；v l丝丝机床丝杠的导程，ca6140型车床的l丝丝=12mm；v l工工被加工螺纹的导程（mm）。v 由此看出，为了车削上述不同类型、不同导程的螺纹，必须对车削螺纹的传动链进行适当调整，使u作相应的改变。1.车削米制螺纹：从米制螺纹导程的国家标准表可以看出，表中的每一行都是按等差数列排列的，列与列之间成倍数关系 v其中轴xivxv之间的变速机构可变换8种不同的传动比： vu基1=26/28=6.5/7 u基2=28/28=7/7 vu基3=32/28=8/7

30、 u基4=36/28=9/7 vu基5=19/14=9.5/7 u基6=30/14=10/7 vu基7=33/21=11/7 u基8=36/21=12/7 v轴xvixviii间的变速机构可变换4种传动比： vu倍1=18/45x15/48=1/8 vu倍2=28/35x15/48=1/4 vu倍3=18/45x35/28=1/2vu倍4=28/35x35/28=1v根据传动系统图或传动路线表达式，可以列出车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式为 ： vl丝=1r(主轴)58/5833/3363/100100/7525/36u基25/3636/25u倍12mm vl丝=1r(主轴)58/5833/3

31、363/100100/7525/36u基25/3636/25u倍12mmv式中 u基基本组的传动比； v u倍增倍组的传动比。 v 将上式简化后可得：l丝=7u基u倍 v2.车削模数螺纹：v模数螺纹主要用于车削米制蜗杆，有时某些特殊丝杠的导程也是模数制的。模数螺纹用模数m作为参数。米制螺纹的齿距为pm=m，所以模数螺纹的导程为l丝m=kpm=km。模数m的标准值也是按分段等差数列的规律排列的。运动平衡式为： v l丝m=km v =l r(主)58/5833/3364/100100/9725/36u基25/3636/25u倍12 v式中64/100100/9725/367/48，代入化简后得：

32、 v l丝m=km = (7/4)u基u倍v m=(7/4k)u基u倍 3.车削英制螺纹m4m4脱开，脱开， m3m3、 m5m5啮合啮合v车削英制螺纹：英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数a(扣/in)表示，因此，英制螺纹的导程l丝a=1/a in，由于ca6140型卧式车床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹也应换算成以mm为单位的相应导程值，即 v l丝a=1/a in=25.4/a mm v 车削英制螺纹时，应对传动路线作如下两点变动： v 一是将基本组两轴的主、被动关系对调，使轴xv变为主动轴，轴xiv变为被动轴，就可得到8个按调和数列排列的传动比值； v 二是在传动链中实现特殊因子25.

33、4。运动平衡式为 v l丝a=l r(主轴)58/5833/3363/100100/751/u基36/25u倍12 v 其中63/100100/7536/25=63/7536/2525.4/21 v所以 v l丝a=(25.4/21) (1/ u基) u倍12=4/725.4( u倍/ u基)mm v改变u倍和u基，就可以车削出按分段等差数列排列的各种a值的英制4.车削径节螺纹：v车削径节螺纹：径节螺纹主要用于英制螺杆，用径节dp表示。径节dp=z/d（z为蜗轮或蜗杆齿数，d为分度圆直径，单位为in），即蜗轮或齿轮折算到每一英寸分度圆直径上的齿数。v车削径节螺纹时运动平衡式为 vl丝dp=25

34、.4/dp mm vl丝dp=1(主轴)58/5833/3364/100100/971/u基36/25u倍12v 64/100100/9736/2525.4/84 v 25.4/84u倍/u基12=25.4/dp v dp=7u基/u倍5.车削大导程螺纹 f.f.车削非标准螺纹和精密螺纹车削非标准螺纹和精密螺纹 需要啮合齿式离合器，导程 依靠调整挂轮的传动比 来实现，其运动平衡工l挂u1233335858挂（主轴）工ulldcbau挂v（二）、车削圆柱面和端面（二）、车削圆柱面和端面 v车削圆柱面和端面时，形成母线的成形运动是相同的，形成导线时成形运动的方向不同。运动从进给箱经光杠输入溜板箱，

35、经转换机构实现纵向进给或横向进给。v1.纵向机动进给量：ca6140型卧式车床纵向机动进给量有64种，并由4种类型的传动路线来获得。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时，可获得正常进给量。运动平衡式为v f纵lr(主)58/5833/3363/100100/75(25/36)u基 25/36(36/25)u倍28/5636/3232/564/2940/48 28/80 2 .512 mm/rv 化简后可得v f纵0.71 u基u倍mm/rv 改变u基和u倍可得到从0.081.22 mm/r的32种正常进给量。v2.横向机动进给量：通过传动计算可知，横向机动进给量是纵向机动进给量的一半。v

36、 f横lr(主轴)58/5833/3363/100100/75(25/36)u基25/36(36/25)u倍28/5636/3232/564/2940/4848/4859/185mm/rv =0.35u基u倍 v 3.刀架的快速移动：为了减轻工人劳动强度和缩短辅助时间，刀架可以实现纵向和横向机动快速移动。第三节 ca6140型卧式车床主要部件结构一、主轴箱一、主轴箱1.卸荷带轮卸荷带轮：电动机经v带将运动传至轴i左端的带轮2，带轮2与花键套1用螺钉联接成一体，支承在法兰3内的两个深沟球轴承上。法兰3固定在主轴箱体4上，这样带轮2可通过花键套1带动轴i旋转，v带拉力则经轴承和法兰3传至箱体4v2

37、.双向多片离合器、制动器操纵机双向多片离合器、制动器操纵机构构：v双向多片离合器装在轴i上。离合器左、右两部分结构是相同的。左离合器推动主轴正转，正转用于切削，传递的转矩较大。右离合器传动反转，主要用于退刀，片数较少（外摩擦片4片，内摩擦片5片）3.主轴和卡盘的连接：主轴和卡盘的连接：ca6140卧式车床主轴的前端为短锥和法兰，用于安装卡盘或拨盘。4.变速操纵机构变速操纵机构二、进给箱二、进给箱v三、溜板箱三、溜板箱 v1.开合螺母机构：开合螺母机构：v车削螺纹时，进给箱将运动传递给丝杠。合上开合螺母，就可带动溜板箱和刀架。v2.纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构纵向、横向机动进给及快速移

38、动的操纵机构v3.互锁机构：互锁机构：v为了避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，对开螺母不应合上，反之，合上对开螺母时，就不许接通机动进给和快速移动。v4.安全离合器：安全离合器：v机动进给时，如进给力过大或刀架移动受阻，则有可能损坏机件。为此在进给链中设有安全离合器，来自动地停止进给。三、溜板箱 开合螺母机构操纵机构互锁操纵机构超越离合器安全离合器（了解了解）（重点重点） （重点重点）（重点重点）第三章 磨 床第一节 m1432a型万能外圆磨床一、机床的总布局二、机床的运动与工艺范围三、机床的机械传动系统1、砂轮架特点： v1）短三瓦式滑动轴承v2）皮带直接驱动v3）砂轮的平衡2、内圆

39、磨具与支架特点： v1）带传动，提高平稳性 2）弹簧力预紧轴承，自动补偿热变形及轴承磨损3、头架4、尾架5、砂轮架的横向进给第二节 其它类型的平面磨床v1、分类v卧轴矩台平面磨床 卧轴圆台平面磨床 立轴矩台平面磨床 立轴圆台平面磨床2、形成运动3、特点v（卧轴）周面磨：精度粗糙度好，效率较低，工艺范围广v（立轴）端面磨：粗糙度、精度差、效率高，不能磨长零件第三节 无心外圆磨床1、工作原理v贯穿磨削 v导水平=v导sinv v导垂直=v导cosv切入磨削 轴向定位（定程档块）v 小角度（30）产生水平向力2、特点v生产率高，表面精度高v调整复杂，适用于大批量生产v不宜加工周面不连续表面或有较高同

40、轴度要求的表面.高精度机床的结构特点 v1、高精度零部件v2、高刚度零部件v3、动态精度高，抗振性好，热变形小v4、高精度测量仪器思考题v1、平面磨床有哪几种，其结构与工艺范围有何不同？v2、无心外圆磨削方式有几种？其工艺范围如何？第四章第四章 齿轮加工机床齿轮加工机床第一节第一节 齿轮加工机床的工作原理和分类齿轮加工机床的工作原理和分类v材料成形法材料成形法 v 铸铸 造造 v 热热 轧轧 一般精度齿轮一般精度齿轮 v 冲冲 压压v 铣齿铣齿 成形法成形法 刨齿刨齿 用成形刀具加工方法简单效率低，精度低。用成形刀具加工方法简单效率低，精度低。 v 插齿插齿v切削法切削法v 滚齿滚齿v 展成法

41、展成法 插齿插齿v 珩齿珩齿 加工精度高、效率高加工精度高、效率高 v 剃齿剃齿v 磨齿磨齿第二节 滚齿机的运动分析一、滚齿原理二、滚切直齿圆柱齿轮（一）机床的运动与传动原理图v1、展成传动链内联系传动链v2、主运动传动链v3、竖直进给传动链a（二）滚刀的安装三、滚切斜齿圆柱齿轮（一）机床的运动和传动原理图（二）滚刀的安装（三）工件附加转动的方向第三节 yc3180型淬硬滚齿机一、机床的用途与外形二、机床的传动系统分析（一）传动系统图v1、主运动传动链v2、展成运动传动链v3、轴向进给传动链v4、差动传动链v5、刀架快速升降传动路线（二）滚切直齿圆柱齿轮的传动链及其换置v1、主运动传动链v1）

42、找末端件v电机滚刀v2）定计算位移v1500r/minn刀v3）列运动平衡式v4）导出换置公式：vuv=n0/180.8刀nllrv8020232323232323353317690min1500刀nllrv8020232323232323353317690min1500刀nllrv8020232323232323353317690min1500刀nllrv8020232323232323353317690min1500v2、展成运动传动链v1）找末端件v滚刀工件v2）定计算位移v1/k=1/zv3）列运动平衡式v4）导出换置公式ve,f挂轮可根据被加工齿轮齿数选取（p111）zkefdcba

43、ux24（三）滚动斜齿圆柱齿轮的传动链及其换置v1展成运动传v引入合成机构 u合=1 2、差动传动链v1）找末端件v 刀架工件v2）定计算位置vt（刀架轴间移动）转（工件）v3）运动平衡式v4）计算换置公式vuy=198140224242121303024032222dcbafeudcbat合kmdcba法sin62222三、滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮由公式：v （21z161）v （z161）v当z100并且为质数时没有合适的齿轮选用即下式无法实现。v滚 刀 工 件 刀 架v 展成链 轴向传动链z/k 1（r） f(mm/r)vv展成链zkdcba24zkdcba48zzz思考题：

44、v1、滚齿机中哪些传动链为内联系传动链，为什么？v2、滚齿机的运动合成机构的作用是什么？v3、滚切斜齿圆柱齿轮时，如何确定有关部件的旋转方向和安装角？第四节 其它齿轮加工机床的运动分析一、插齿机1、插齿机的工艺范围2、插齿原理及所需的运动3、插齿机的传动原理图二、磨齿机的运动分析1、成形法的磨齿原理及所需的运动2、展成法磨齿原理及运动1）连续磨削2）单齿分度磨削三、锥齿轮加工机床的运动分析1、锥齿轮的切齿原理2、锥齿轮的切齿运动3、弧齿锥齿轮的传动原理和工作过程4、直齿锥齿轮刨齿机的工作原理思考题：思考题：v1 1、齿轮加工的方法有哪些？分别用哪种加工原理？、齿轮加工的方法有哪些？分别用哪种加

45、工原理？（是成形法还是展成法？）（是成形法还是展成法？）v2 2、成形法磨齿，展成连续磨齿和单齿分度磨齿的、成形法磨齿，展成连续磨齿和单齿分度磨齿的工艺特点有何不同？工艺特点有何不同？v3 3、直齿锥齿刨齿机传动链中哪些是内联系传动链？、直齿锥齿刨齿机传动链中哪些是内联系传动链？v阅读与讨论：阅读与讨论：v单齿分度展成法磨齿展成运动的实现机构。单齿分度展成法磨齿展成运动的实现机构。第五章第五章 数控机床数控机床1、数控机床的产生和特点、数控机床的产生和特点v一、数控机床的产生v需要:v为提高制造系统柔性v方便精密复杂零件的加工v 可能:v电子技术、计算机技术的发展v数字控制是采用数字化信息实现

46、加工自动化数字控制是采用数字化信息实现加工自动化的技术控制。（的技术控制。（nc）v早期早期nc是由各种逻辑元件，记忆元件组成的是由各种逻辑元件，记忆元件组成的随机逻辑电路。由硬件实现数控功能，称为随机逻辑电路。由硬件实现数控功能，称为硬件控制。用这种技术的数控机床称为硬件控制。用这种技术的数控机床称为nc机机床。床。v计算机数控（计算机数控（computer nemerical control）cnc是用微处理器或专用微机的数控系统。是用微处理器或专用微机的数控系统。由事先存放在存储器里的系统程序（软件）由事先存放在存储器里的系统程序（软件）来实现控制逻辑，实现全部或部分数控功能来实现控制逻

47、辑，实现全部或部分数控功能的，称为的，称为cnc机床。机床。v其过程是：零件图其过程是：零件图程序程序数控装置数控装置伺服伺服系统系统机床机床发展过程：第一代第一代 电子管元件电子管元件 1952年麻省理学院年麻省理学院 立立铣铣第二代第二代 晶体管元件晶体管元件 1959年克耐年克耐.杜列克公司杜列克公司 加工中心加工中心第三代第三代 小规模集成电路小规模集成电路 1965第四代第四代 小型计算机小型计算机 1967 fms（美国）（美国）第五代第五代 微处理器微处理器 （1970年）年） 1980 fmc二、数控机床的特点：二、数控机床的特点：v柔性：控制可编程，刀具补偿柔性：控制可编程，

48、刀具补偿v可靠性：系统监测与诊断，加工过程调节可靠性：系统监测与诊断，加工过程调节v精确性：精密测量系统，精确位置控制精确性：精密测量系统，精确位置控制v 高精度加工处理，高性能机床组件高精度加工处理，高性能机床组件v高生产率：加工速度较高，加工工序减少高生产率：加工速度较高，加工工序减少v 工件和刀具自动交换工件和刀具自动交换v宜人性：宜人性：v集成性：多种软件系统集成性：多种软件系统 dnc cims2.2.数控机床的工作原理数控机床的工作原理v一、一、cnccnc机床的组成：机床的组成：v 1 1、程序清单与信息载体、程序清单与信息载体v2 2、输入、输入/ /输出装置输出装置v 纸带阅

49、读机纸带阅读机 磁盘驱动器磁盘驱动器 crtcrt等显示器件等显示器件v3 3、数控装置、数控装置v 接受信号、译码、运算和逻辑处理，将指令信息输出给伺服系统接受信号、译码、运算和逻辑处理，将指令信息输出给伺服系统v 脉冲信号的数量决定位移的大小（脉冲当量）脉冲信号的数量决定位移的大小（脉冲当量）v脉冲信号的频率决定速度脉冲信号的频率决定速度v4 4、伺服系统、伺服系统v 是以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，是是以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，是接受数控装置指令，驱动机床执行机构运动的驱动原件。接受数控装置指令，驱动机床执行机构运动的驱动原件。v5 5、检

50、测反馈系统、检测反馈系统v 检测速度、方向、位移及加工状况检测速度、方向、位移及加工状况电信号电信号数控装置数控装置 偏差偏差纠正误差指令纠正误差指令伺服系统伺服系统二、插补原理二、插补原理v1、插补的概念、插补的概念v 在工件轮廓上某起始点和终点之间，计算中间点的坐标，以使二点间的运动轨迹与被加工零件的轮廓相符合。这种数据的密化工作称为插补计算。2、插补方法的分类v1）基准脉冲插补）基准脉冲插补v 又称脉冲增量插补，每次插补结束后产生一个行程增量，以脉冲形式输出，每次插补运算产生的指令脉冲输出到进给伺服系统，以驱动工作台运动。v 脉冲当量：每发出一个脉冲，工作台移动一个基本长度单位，称为脉冲

51、当量。 基准脉冲插补适用于以步进电机为驱动原件的开环控制系统。常用的有逐点比较法、数字积分法。2）数据采样插补v 又称时间增量插补，其输出的不是进给脉冲，而是用二进制表示的进给量。它将加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔，称为插补周期。每一个插补周期内，根据指令进给速度计算出一个微小的直线数据段对应的位置增量数据进行输出。v 数据采样插补适用于以直流或交流伺服电机为驱动元件的闭环和半闭环控制系统。v 常用的是直线函数法、扩展dda数据采样插补法。3、逐点比较法v逐点比较法插补过程v 偏差判别：根据刀具当前位置，确定进给方向。v 坐标进给：使加工点向给定轨迹趋进。即向减少误差的方

52、向移动。v 偏差计算：计算新加工点与给定轨迹的偏差，作为下一步判别的依据。v 终点判别：判断是否到达终点。1）直线插补v在第一象限上，起点o为坐标原点，直线的终点坐标e (xe ，ye )，直线方程为：v x ey xye=0v设p(x,y)为动点坐标，则动点与直线的位置关系有3种：动点在直线上方、直线上、直线下方。v若p1点在直线上方，则有：v xey - xye 0 p点向+x向进给v若p1点在直线上，则有：v xey - xye = 0 p点向+x向进给v若p1点在直线下方，则有：v xey - xye 0 p点向+y向进给v因此，可以构成偏差函数为:v f= xey - xye v对于

53、动点pi(xi ,yi), 若fi0，则表明pi(xi ,yi)点在oev直线之上或在直线上方，应沿+x向走一步，走步后，v xi+1= xi + 1 yi+1 = yi 故v fi+1 = xeyi+1 - xi+1yev = xeyi - (x i +1)yev = xeyi - x i ye - ye v = fi - ye v v fi+1= fi - ye *1v v同理，若fi0 则有 v fi+1= fi + xe *2 v1、2式为简化后的偏差计算公式v v v v v 2)圆弧插补v 在圆弧加工过程中，可用动点到圆心距离的大小来反映刀具位置与被加工圆弧之间的关系。加工点可能有

54、三种情况出现：即圆弧上、圆弧外、圆弧内。v 动点p（x，y）位于圆弧上时：v x2 + y2 r2 0v 动点p（x，y）位于圆弧外时：v x2 + y2 r2 0v 动点p（x，y）位于圆弧内时：v x2 + y2 r2 0v 定义圆弧偏差函数判别式为：v f = x2 + y2 r2 vfi 0,动点p（xi ，yi）应沿y方向进给，新的动点坐标为v xi+1xi，yi+1yi - 1v fi+1 = xi+1 2 +yi+12 - r 2 v v = xi 2 + (yi -1)2 - r 2 v fi+1 =fi - 2yi + 1 v同理，若 fi 0 ，动点p（xi ，yi）应沿y

55、方向进给，新的动点坐标为v xi+1xi +1 ，yi+1yi v fi+1 =fi + 2xi + 1 v v v 三、刀具补偿原理v1、刀具补偿的概念v 由于cnc系统通过控制刀架的参考点实现加工轨迹，但实际上切削时是使用刀尖或刀刃边缘完成，这样就需要在刀架参考点与刀具切削点之间进行位置偏置，从而使数控系统控制对象由刀架的参考点变换到刀尖或刀刃边缘。这种变换的过程就称之为刀具补偿。v 刀具补偿一般分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。2、刀具长度补偿v 刀具长度补偿常用于数控钻床和数控车床上。用以实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架参考点之间的转换。v 使用刀具补偿是将刀具参数，如刀具半径、刀具长度、刀具

56、中心的偏置量等预先存入刀补表中，不同的刀补号对应着不同的参数，编程员在进行程序编制时，通过调用不同的刀具号来满足不同的刀补要求。3、刀具半径补偿v 刀具半径补偿的作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。v 当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓）前进方向的左边时，称为左刀补。v 反之，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右边时，称为左刀补四、数控机床的伺服系统v伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。v其作用是：接受数控系统发出的进给速度和位移指令信号，经一定的转换和放大后，经伺服电动机和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部件。v分类：v直流伺服电动机、交流伺服电动机、功率步进电动

57、机v五、数控机床的种类、数控机床的种类v1 1、按工艺范围分：车、铣加工中心、按工艺范围分：车、铣加工中心 多工序多工序 自动换刀功能自动换刀功能v2 2、按运动方式：点位控制、直线控制、轮廓控制、按运动方式：点位控制、直线控制、轮廓控制v3 3、按控制方式：开环、闭环、半闭环、按控制方式：开环、闭环、半闭环v4 4、按联动轴（同时控制）数分：、按联动轴（同时控制）数分： 2 2轴联动轴联动 2.52.5轴联动轴联动v其中：其中：2.52.5轴联动指轴联动指x x、y y、z z 三轴中任两上联动。三轴中任两上联动。其余点控或直线控制。其余点控或直线控制。第三节 数控机床的程序编制 v程序编制

58、程序编制v一、程序的格式和结构一、程序的格式和结构v有许多种，这里介绍有许多种，这里介绍“字地址程序段格式字地址程序段格式”v% %vn001 g01 n001 g01 70 z-25 f0.2 s300 t0101 m03 lf70 z-25 f0.2 s300 t0101 m03 lfv顺序号顺序号 程序结束符程序结束符v准备号准备号 辅助功能字辅助功能字v尺寸字尺寸字 刀具功能刀具功能字字v进给功能字进给功能字 主轴功能主轴功能字字v特点：各字的先后排列顺序不严格特点：各字的先后排列顺序不严格v 不需要的（地）字以及上一程序段相同的续效字可以不写不需要的（地）字以及上一程序段相同的续效字

59、可以不写v1 1、程序段序号（、程序段序号（seguence numberseguence number）vn n十三位数字十三位数字v2 2、准备功能字（、准备功能字（preparatory function or g-functionpreparatory function or g-function）v3 3、尺寸字（、尺寸字（dimension worddimension word）v 小数点编程小数点编程 脉冲数编程脉冲数编程v4 4、进给功能字（、进给功能字（feed function or f-functionfeed function or f-function）v进给功能字的

60、位置进给功能字的位置v5 5、主轴转速功能字（、主轴转速功能字（spindle speed function or s-functionspindle speed function or s-function）v单位统一为单位统一为r/minr/minv进给速度和主轴回转速度的表示方法进给速度和主轴回转速度的表示方法v直接指定法直接指定法v等比级数法或二位代码法等比级数法或二位代码法v速度值速度值= =（）代码值（）代码值v如：如：f61f61代表速度代表速度= =（）（）61min/min61min/minv6 6、刀具功能字（、刀具功能字（tol function or t-functio