大连理工大学考研机械制造专业课

1、1.4 金属切削机床基础金属切削机床基础1.4.1 概述概述1、机床的基本组成、机床的基本组成n动力源动力源为机床提供动力和运动的驱动部分，包括各为机床提供动力和运动的驱动部分，包括各种交流电动机、直流电动机，液压传动系种交流电动机、直流电动机，液压传动系统的液压泵、液压马达等。统的液压泵、液压马达等。n工作部件（执行机构）工作部件（执行机构）执行运动的部件。执行运动的部件。实现切削加工主运动和进给运动的执行部件，实现切削加工主运动和进给运动的执行部件，用于安装工件或刀具。主轴及主轴箱，工作用于安装工件或刀具。主轴及主轴箱，工作台及其滑板或滑座，刀架及其溜板等。台及其滑板或滑座，刀架及其溜板等

2、。与工件和刀具安装调整有关的部件或装置。与工件和刀具安装调整有关的部件或装置。自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等。器等。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。旋转运动：轴承。直线运动：导轨。旋转运动：轴承。直线运动：导轨。n传动系统传动系统传递动力和运动，把动力源的动力传递给执行机传递动力和运动，把动力源的动力传递给执行机构，或把一个执行机构的运动传递给另一个执构，或把一个执行机构的运动传递给另一个执行机构。主传动系统、进给传动系统和其他运行机构。主传动系统、进给传动系统和其

3、他运动的传动系统，如变速箱（主轴箱）、进给箱动的传动系统，如变速箱（主轴箱）、进给箱等。等。n基础件基础件用于安装和支承其他固定部件或运动部件，承受用于安装和支承其他固定部件或运动部件，承受重力和切削力，如床身、立柱等。重力和切削力，如床身、立柱等。亦称机床大件或支承件。亦称机床大件或支承件。n控制系统控制系统用于控制各工作部件的正常工作。电气控制系用于控制各工作部件的正常工作。电气控制系统，液压或气压控制系统，数控（统，液压或气压控制系统，数控（NCNC）系统。）系统。n冷却系统冷却系统对加工工件、刀具以及机床的某些发热部位进对加工工件、刀具以及机床的某些发热部位进行冷却。行冷却。n润滑系统

4、润滑系统对机床的运动副进行润滑，减小摩擦、磨损和对机床的运动副进行润滑，减小摩擦、磨损和发热。发热。n其他装置其他装置排屑装置，自动测量装置等。排屑装置，自动测量装置等。2、机床的运动、机床的运动n表面成形运动表面成形运动机床的基本运动（工作运动），包括主运动机床的基本运动（工作运动），包括主运动和进给运动。和进给运动。表面成形运动与不同形状刀具组合，实现各表面成形运动与不同形状刀具组合，实现各种不同的加工方法（轨迹法、成形法、展成种不同的加工方法（轨迹法、成形法、展成法等），构成不同类型的机床。法等），构成不同类型的机床。旋转运动和直线运动组合。旋转运动和直线运动组合。n辅助运动辅助运动除表

5、面成形运动以外的其他运动，实现各种辅除表面成形运动以外的其他运动，实现各种辅助操作。助操作。切入运动切入运动用于保证工件被加工表面获得所需要的尺寸，用于保证工件被加工表面获得所需要的尺寸，使工具切入工件表面一定深度。使工具切入工件表面一定深度。空行程运动空行程运动进给前后的快速运动。趋近，退刀，返回。进给前后的快速运动。趋近，退刀，返回。其他辅助运动其他辅助运动分度运动，操纵运动，控制运动等。分度运动，操纵运动，控制运动等。3、机床的传动链、机床的传动链n机床的传动联系机床的传动联系机床上为了得到所需要的运动，需要通过一系列机床上为了得到所需要的运动，需要通过一系列的传动系统把执行机构和动力源

6、（例如主轴和的传动系统把执行机构和动力源（例如主轴和电动机），或者把执行机构和执行机构（例如电动机），或者把执行机构和执行机构（例如主轴和刀架）连接起来，以构成传动联系。主轴和刀架）连接起来，以构成传动联系。动力源动力源传动系统传动系统执行机构执行机构执行机构执行机构传动系统传动系统执行机构执行机构n机床的传动链机床的传动链构成一个传动联系的一系列部件。构成一个传动联系的一系列部件。传动链包括各种传动机构，如带传动、齿轮副、传动链包括各种传动机构，如带传动、齿轮副、齿轮齿条、丝杠螺母、蜗杆蜗轮、滑移齿轮变齿轮齿条、丝杠螺母、蜗杆蜗轮、滑移齿轮变速机构、离合器变速机构、无级变速机构等。速机构、离

7、合器变速机构、无级变速机构等。外传动链外传动链联系机床动力源和执行机构，或执行机构与执行联系机床动力源和执行机构，或执行机构与执行机构，使执行机构得到预定速度的运动，并传机构，使执行机构得到预定速度的运动，并传递一定的动力。递一定的动力。不要求有准确的传动比。不要求有准确的传动比。内传动链内传动链联系机床执行机构和执行机构，即复合运动之内联系机床执行机构和执行机构，即复合运动之内的各个运动分量，获得所需要的运动轨迹。的各个运动分量，获得所需要的运动轨迹。要求准确的传动比。要求准确的传动比。卧式车床的传动原理卧式车床的传动原理外传动链外传动链 电动机电动机-1-2-iv-3-4-主轴主轴内传动链

8、内传动链 主轴主轴-4-5-if-6-7-丝杠丝杠滚齿机的传动原理滚齿机的传动原理外传动链外传动链速度传动链：电动机速度传动链：电动机-1-2-u-1-2-uv v-3-4-3-4-滚刀滚刀 进给传动链：工件进给传动链：工件( (工作台工作台)-9-10-u)-9-10-uf f-11-12-11-12-丝杠丝杠内传动链内传动链展成传动链：滚刀展成传动链：滚刀-4-5-6-7-u-4-5-6-7-ux x-8-9-8-9-工件工件差动传动链：丝杠差动传动链：丝杠-12-13-u-12-13-uy y-14-15-14-15- -6-7-u -6-7-ux x-8-9-8-9-工件工件4、机床技

9、术性能指标、机床技术性能指标n工艺范围工艺范围机床的工艺范围是指其适应不同生产要求的能力，机床的工艺范围是指其适应不同生产要求的能力，即可以完成的工序种类，能加工的零件类型、毛即可以完成的工序种类，能加工的零件类型、毛坯和材料种类，以及适用的生产规模等。坯和材料种类，以及适用的生产规模等。通用机床：工艺范围较宽，适用于单件小批量生通用机床：工艺范围较宽，适用于单件小批量生产。产。专用机床：加工范围很窄，自动化程度和生产率专用机床：加工范围很窄，自动化程度和生产率较高。较高。数控机床：工艺范围较宽，加工精度较高，可以数控机床：工艺范围较宽，加工精度较高，可以实现自动化加工。实现自动化加工。n技术

10、规格技术规格技术规格是反映机床尺寸大小和工作性能的各种技术规格是反映机床尺寸大小和工作性能的各种技术数据，包括主参数和影响机床工作性能的技术数据，包括主参数和影响机床工作性能的其它各种尺寸参数，运动部件的行程范围，主其它各种尺寸参数，运动部件的行程范围，主轴、刀架、工作台等执行件的运动速度，电机轴、刀架、工作台等执行件的运动速度，电机功率，机床的轮廓尺寸和重量等。功率，机床的轮廓尺寸和重量等。 尺寸参数：反映机床的加工范围，包括主参数、尺寸参数：反映机床的加工范围，包括主参数、第二主参数、其他尺寸参数等。第二主参数、其他尺寸参数等。运动参数：机床执行机构的运动速度。主轴的运动参数：机床执行机构

11、的运动速度。主轴的最高转速和最低转速，刀架的最大和最小进给最高转速和最低转速，刀架的最大和最小进给量（进给速度）。量（进给速度）。动力参数：机床电动机的功率。动力参数：机床电动机的功率。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度是指在正常工艺条件下，加工精度和表面粗糙度是指在正常工艺条件下，机床上加工的零件所能达到的尺寸、形状和相机床上加工的零件所能达到的尺寸、形状和相互位置精度，以及所能控制的表面粗糙度。互位置精度，以及所能控制的表面粗糙度。n生产率生产率机床的生产率通常是指在单位时间内机床所能加机床的生产率通常是指在单位时间内机床所能加工的工件数量，它直接影响生产效率和

12、生产成工的工件数量，它直接影响生产效率和生产成本。本。n自动化程度自动化程度机床自动化程度可以用机床自动工作的时间与全机床自动化程度可以用机床自动工作的时间与全部工作时间的比值来表示。自动化程度高，有部工作时间的比值来表示。自动化程度高，有利于提高劳动生产率，减轻工人劳动强度。利于提高劳动生产率，减轻工人劳动强度。n机床的效率和精度保持性机床的效率和精度保持性机床的效率是指消耗于切削的有效功率与电动机机床的效率是指消耗于切削的有效功率与电动机输出功率之比；精度保持性是指机床保持其规输出功率之比；精度保持性是指机床保持其规定的加工质量的时间长短。定的加工质量的时间长短。n其他其他除上述之外，机床

13、的技术性能还包括噪音大小，除上述之外，机床的技术性能还包括噪音大小，操作和维修是否方便，工作是否安全可靠等。操作和维修是否方便，工作是否安全可靠等。5、机床精度与刚度、机床精度与刚度n机床精度：为了保证加工中工件达到要求的机床精度：为了保证加工中工件达到要求的精度和表面粗糙度，并能在机床长期使用中精度和表面粗糙度，并能在机床长期使用中保持这些要求，机床本身必须具备的精度。保持这些要求，机床本身必须具备的精度。几何精度：机床空载条件下，在不运动或运几何精度：机床空载条件下，在不运动或运动速度较低时各主要部件的形状、相互位置动速度较低时各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度。和相对运动的精

14、确程度。运动精度：机床空载并以工作速度运动时，运动精度：机床空载并以工作速度运动时，主要零部件的几何位置精度。主要零部件的几何位置精度。传动精度：机床传动系各末端执行件之间传动精度：机床传动系各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。运动的协调性和均匀性。定位精度：机床的定位部件运动到达规定定位精度：机床的定位部件运动到达规定位置的精度。定位精度直接影响被加工工位置的精度。定位精度直接影响被加工工件的尺寸精度和形位精度。件的尺寸精度和形位精度。工作精度：加工规定的试件，用试件的加工作精度：加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工作精度。工精度表示机床的工作精度。精度保持性：在规定的工作期间内保

15、持机精度保持性：在规定的工作期间内保持机床所要求的精度。床所要求的精度。n机床刚度：机床系统抵抗变形的能力。机床刚度：机床系统抵抗变形的能力。 静刚度，动刚度。静刚度，动刚度。6、机床的分类以及型号编制、机床的分类以及型号编制n机床的型号：机床产品的代号，用以简明机床的型号：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、主地表示机床的类型、性能和结构特点、主要技术参数等，是一组汉语拼音字母和阿要技术参数等，是一组汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。拉伯数字按一定规律组合而成。nGB/T15375-1994金属切削机床型号金属切削机床型号编制方法编制方法。n机床的分类机床的分

16、类按加工方式分：按加工方式分： 车、铣、刨（插）、磨、钻、镗、拉、锯、车、铣、刨（插）、磨、钻、镗、拉、锯、螺纹、齿轮、特种加工、其他机床等螺纹、齿轮、特种加工、其他机床等1212种。种。 按机床重量和尺寸分：按机床重量和尺寸分：仪表、中型（一般机床）、大型仪表、中型（一般机床）、大型( (10t)10t)、重、重型型( (30t)30t)、超重型机床、超重型机床( (100t)100t)。 按适用范围分：通用、专门化、专用机床。按适用范围分：通用、专门化、专用机床。按加工精度分：普通、精密、高精密机床。按加工精度分：普通、精密、高精密机床。（1 1）通用机床的型号编制）通用机床的型号编制机床

17、型号表示方法机床型号表示方法机床类、组、系的划分及其代号机床类、组、系的划分及其代号类别：汉语拼音大写字母表示，第一分类不予类别：汉语拼音大写字母表示，第一分类不予表示。表示。组别：用一位数字表示，组别：用一位数字表示，每类机床分为每类机床分为1010组组（0 09 9）。主要按照机床结构性能和使用范）。主要按照机床结构性能和使用范围划分。围划分。系系别：用一位数字表示，别：用一位数字表示，每组分为每组分为1010个系个系（0 09 9）。）。主参数相同，按一定公比排列，主参数相同，按一定公比排列，工件和刀具本身及其特点基本相同，且基本工件和刀具本身及其特点基本相同，且基本结构及布局形式相同的

18、机床为一个系。结构及布局形式相同的机床为一个系。组组 名称名称 系系 名称名称 6 落地及卧式车床落地及卧式车床 0 1 2 3 4 5 落地车床落地车床 卧式车床卧式车床 马鞍车床马鞍车床 轴车床轴车床 卡盘车床卡盘车床 球面车床球面车床 组组 名称名称 系系 名称名称 1 外圆磨床外圆磨床 0 1 3 4 5 6 7 8 无心外圆磨床无心外圆磨床 宽砂轮无心外圆磨床宽砂轮无心外圆磨床 外圆磨床外圆磨床 万能外圆磨床万能外圆磨床 宽砂轮外圆磨床宽砂轮外圆磨床 端面外圆磨床端面外圆磨床 多砂轮架外圆磨床多砂轮架外圆磨床 多片砂轮外圆磨床多片砂轮外圆磨床 机床特性代号机床特性代号通用特性：汉语拼

19、音大写字母表示。通用特性：汉语拼音大写字母表示。某类机床除普通型外，还有一种或几种通用特某类机床除普通型外，还有一种或几种通用特性时，在类别代号后加一个或几个字母表示。性时，在类别代号后加一个或几个字母表示。 CKCK数控车床，数控车床，MBGMBG半自动高精度磨床。半自动高精度磨床。某类机床仅有通用特性时而无普通型者，则通某类机床仅有通用特性时而无普通型者，则通用特性不必表示，如用特性不必表示，如C CZ Z11071107单轴纵切自动车床单轴纵切自动车床表示为表示为C1107 C1107 。结构特性：汉语拼音大写字母表示。结构特性：汉语拼音大写字母表示。 结构特性代号放在通用特性之后。结构特性代号放在通用特性之后。 是为了区分主参数相同而结构不同的机床。是为了区分主参数相同而结构不同的机床。 机床主参数、第二主参数和设计顺序号机床主参数、第二主参数和设计顺序号主参数：代表机床规格的大小，用折算值（主参主参数：代表机床规格的大小，用折算值（主参数乘以折算系数）表示。数乘以折算系数）表示。第二主参