课题十三各种表面的加工方法

1、模块三模块三 机械加工基础机械加工基础课题十三课题十三 各种表面的加工方法各种表面的加工方法学习情境学习情境1 1 熟悉金属切削机床熟悉金属切削机床学习情境学习情境2 2 了解外圆表面加工了解外圆表面加工 学习情境学习情境3 3 了解内圆表面加工了解内圆表面加工学习情境学习情境4 4 了解平面加工了解平面加工 学习情境学习情境5 5 了解齿轮的齿形加工了解齿轮的齿形加工 【课题要点】【课题要点】 本课题主要介绍金属切削机床、外圆表面加工本课题主要介绍金属切削机床、外圆表面加工、内圆表面加工、平面加工、齿轮的齿形加工，对、内圆表面加工、平面加工、齿轮的齿形加工，对加工设备、加工类型、加工特点及工

2、作原理做了进加工设备、加工类型、加工特点及工作原理做了进一步的阐述。一步的阐述。 【学习目标】【学习目标】 （1 1）熟悉金属切削机床的分类、代号、运动）熟悉金属切削机床的分类、代号、运动、传动以及金属切削加工机床的加工原理。、传动以及金属切削加工机床的加工原理。 （2 2）了解各种金属切削机床加工特点及机床）了解各种金属切削机床加工特点及机床加工类型。加工类型。 （3 3）能初步具备对各种金属切削加工机床的）能初步具备对各种金属切削加工机床的金属切削加工运动进行分析的能力。金属切削加工运动进行分析的能力。 【课题描述】【课题描述】 组成零件的各种典型表面，如外圆、孔、组成零件的各种典型表面，

3、如外圆、孔、平面、一般成形面、螺纹面、齿轮齿面等，不平面、一般成形面、螺纹面、齿轮齿面等，不仅要有一定的形状和尺寸，而且还有一定的技仅要有一定的形状和尺寸，而且还有一定的技术要求，如尺寸的精度、形状和位置精度、表术要求，如尺寸的精度、形状和位置精度、表面质量等，因而工件表面的加工过程也就是逐面质量等，因而工件表面的加工过程也就是逐步实现符合技术要求的过程。步实现符合技术要求的过程。学习情境学习情境1 1 熟悉金属切削机床熟悉金属切削机床【情境导航】【情境导航】机床的分类机床的分类机床型号的编制方法机床型号的编制方法金属切削机床的运动金属切削机床的运动机床的传动机床的传动 【相关知识】【相关知识

4、】 金属切削机床是用刀具对金属坯件进行切削金属切削机床是用刀具对金属坯件进行切削加工成为机械零件的机器，人们习惯上称之为机加工成为机械零件的机器，人们习惯上称之为机床。由于切削加工是机械制造过程中获取具有一床。由于切削加工是机械制造过程中获取具有一定尺寸、形状和精度的零件的主要加工方法，所定尺寸、形状和精度的零件的主要加工方法，所以机床是机械制造系统中最重要的组成部分。它以机床是机械制造系统中最重要的组成部分。它为加工过程提供刀具与工件之间的相对位置和相为加工过程提供刀具与工件之间的相对位置和相对运动，为改变工件形状、质量提供能量。对运动，为改变工件形状、质量提供能量。 一、机床的分类一、机床

5、的分类 目前，金属切削机床的品种和规格非常多。为便目前，金属切削机床的品种和规格非常多。为便于区别、使用和管理，需要对机床进行分类。于区别、使用和管理，需要对机床进行分类。 根据国家标准根据国家标准GB/T 1537594GB/T 1537594，按加工性质和所，按加工性质和所用刀具的不同，机床可分为用刀具的不同，机床可分为1111大类，分别是车床、钻大类，分别是车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。 除了上述基本分类方法以外，根据机床的其除了上述基本分类方法以外，

6、根据机床的其他特性，还有以下分类方法。他特性，还有以下分类方法。 按机床的通用性程度，可分为通用机床按机床的通用性程度，可分为通用机床( (或或称万能机床称万能机床) )、专门化机床和专用机床三类。、专门化机床和专用机床三类。 通用机床适用于单件小批量生产，加工范围通用机床适用于单件小批量生产，加工范围较广，可以加工多种零件的不同工序较广，可以加工多种零件的不同工序。 专门化机床用于大批量生产中，加工范围较专门化机床用于大批量生产中，加工范围较窄，可加工不同尺寸的一类或几类零件的某一种窄，可加工不同尺寸的一类或几类零件的某一种( (或几种或几种) )特定工序特定工序。 专用机床通常应用于成批及

7、大量生产中，这专用机床通常应用于成批及大量生产中，这类机床是根据工艺要求专门设计制造的，专门用类机床是根据工艺要求专门设计制造的，专门用于加工某一种于加工某一种( (或几种或几种) )零件的某一特定工序的。零件的某一特定工序的。 在同一种机床中，按其加工精度的不同，机床在同一种机床中，按其加工精度的不同，机床可分为普通精度级、精密级和高精密级机床。按机可分为普通精度级、精密级和高精密级机床。按机床的质量和尺寸不同，机床可分为仪表机床、中型床的质量和尺寸不同，机床可分为仪表机床、中型( (一般一般) )机床、大型机床机床、大型机床( (质量达质量达10 t)10 t)、重型机床、重型机床( (质

8、量达质量达30 t30 t以上以上) )、超重型机床、超重型机床( (质量在质量在100 t100 t以上以上) )。 按机床自动化程度，机床可分为手动、机动、按机床自动化程度，机床可分为手动、机动、半自动和自动机床。半自动和自动机床。 二、机床型号的编制方法二、机床型号的编制方法 机床型号是机床产品的代号，用以简明地表机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、通用和结构特性、主要技术参数示机床的类型、通用和结构特性、主要技术参数等。等。GB/T 1537594GB/T 1537594金属切削机床型号编制方金属切削机床型号编制方法规定，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿法规定，我国的机

9、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，适用于各类通用拉伯数字按一定规律组合而成，适用于各类通用机床和专用机床机床和专用机床( (组合机床除外组合机床除外) )。 （一）机床的类代号（一）机床的类代号 机床的类代号用大写的汉语拼音字母表示，机床的类代号用大写的汉语拼音字母表示，并按相应的汉字字意读音。根据实际需要，每类并按相应的汉字字意读音。根据实际需要，每类又可分为若干分类。分类代号用阿拉伯数字表示又可分为若干分类。分类代号用阿拉伯数字表示，放在类代号之前，但第一分类不予表示。机床，放在类代号之前，但第一分类不予表示。机床的类代号、分类代号及其读音如表的类代号、分类代号及其读音如

10、表13.113.1所示。所示。表13.1 机床类代号和分类代号 （二）机床的通用特性和结构特性代号（二）机床的通用特性和结构特性代号 通用特性代号位于类代号之后。当某种类通用特性代号位于类代号之后。当某种类型机床除有普通型外，还有如表型机床除有普通型外，还有如表13.213.2所示的某所示的某种通用特性时，则在类代号之后加上相应的特种通用特性时，则在类代号之后加上相应的特性代号，如性代号，如“CK”“CK”表示数控车床，如果同时具表示数控车床，如果同时具有两种通用特性时，则可按重要程度排列，用有两种通用特性时，则可按重要程度排列，用两个代号表示，如两个代号表示，如“MBG”“MBG”表示半自动

11、高精度磨表示半自动高精度磨床。床。表13.2 机床通用特性代号 对于主参数相同，而结构、性能不同的机床，对于主参数相同，而结构、性能不同的机床，在型号中用结构特性区分。结构特性代号与通用在型号中用结构特性区分。结构特性代号与通用特性代号不同，它在型号方面无统一的含义，只特性代号不同，它在型号方面无统一的含义，只是在同类型机床中起到区分结构、性能的作用。是在同类型机床中起到区分结构、性能的作用。 当机床具有通用特性代号时，结构特性代号位于当机床具有通用特性代号时，结构特性代号位于通用特性代号之后，如通用特性代号之后，如CA6140CA6140中的中的“A”“A”和和CY6140CY6140中中的

12、的“Y”“Y”，均为结构特性代号，它们分别表示为沈阳，均为结构特性代号，它们分别表示为沈阳第一机床厂和云南机床厂生产的基本型号的卧式车床第一机床厂和云南机床厂生产的基本型号的卧式车床。为了避免混淆，通用特性代号已用的字母和。为了避免混淆，通用特性代号已用的字母和“1”“0”“1”“0”都不能作为结构特性代号使用。都不能作为结构特性代号使用。 （三）机床的组别、系别代号（三）机床的组别、系别代号 组、系代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表组、系代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别。每类机床按其结构性示组别，后一位表示系别。每类机床按其结构性能及使用范围划分为用数字能及使用范围划

13、分为用数字0 09 9表示的表示的1010个组。个组。 在同一组机床中，又按主参数相同、主要结在同一组机床中，又按主参数相同、主要结构及布局形式相同划分为用数字构及布局形式相同划分为用数字0 09 9表示的表示的1010个个系。金属切削机床类、组划分如表系。金属切削机床类、组划分如表13.313.3所示所示( (系系别划分请查阅其他资料别划分请查阅其他资料) )。表表13.313.3 金属切削机床类、组划分表金属切削机床类、组划分表 （四）机床主参数、设计顺序号及第二主参数（四）机床主参数、设计顺序号及第二主参数 机床主参数是表示机床规格大小的一种尺寸参数机床主参数是表示机床规格大小的一种尺寸

14、参数。在机床型号中，用阿拉伯数字给出主参数的折算值。在机床型号中，用阿拉伯数字给出主参数的折算值，位于机床组、系代号之后。，位于机床组、系代号之后。 折算因数一般是折算因数一般是1/101/10或或1/1001/100，也有少数是，也有少数是1 1。 各类主要机床的主参数及折算系数如表各类主要机床的主参数及折算系数如表13.413.4所示所示。表13.4 各类主要机床的主参数和折算因数 （五）机床的最大改进顺序号（五）机床的最大改进顺序号 当机床的性能及结构有重大改进，并按新产当机床的性能及结构有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号尾部品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号

15、尾部加重大改进顺序号，即汉语拼音字母加重大改进顺序号，即汉语拼音字母A A，B B，C C等。等。 （六）其他特性代号与企业代号（六）其他特性代号与企业代号 其他特性代号用以反映各类机床的特性，如其他特性代号用以反映各类机床的特性，如数控机床可用来反映不同的数控系统，一般机床数控机床可用来反映不同的数控系统，一般机床可用以反映同一型号机床的变型等。其他特性代可用以反映同一型号机床的变型等。其他特性代号可用汉语拼音字母、阿拉伯数字或二者的组合号可用汉语拼音字母、阿拉伯数字或二者的组合来表示。来表示。 企业代号与其他特性代号表示方法相同，位企业代号与其他特性代号表示方法相同，位于机床型号尾部，用于

16、机床型号尾部，用“”“”与其他特性代号分开与其他特性代号分开，读作，读作“至至”。若机床型号中无其他特性代号，。若机床型号中无其他特性代号，仅有企业代号时，则不加仅有企业代号时，则不加“”“”，企业代号直接，企业代号直接写在写在“/”“/”后面。后面。 三、金属切削机床的运动三、金属切削机床的运动 在金属切削机床上切削工件时，工件与刀具在金属切削机床上切削工件时，工件与刀具之间必须有相对运动。就其运动性质而言，有旋之间必须有相对运动。就其运动性质而言，有旋转运动和直线运动两种，通常用符号转运动和直线运动两种，通常用符号A A表示直线表示直线运动，用符号运动，用符号B B表示旋转运动。表示旋转运

17、动。 就机床的运动而言，可分为表面成型运动、就机床的运动而言，可分为表面成型运动、切入运动、分度运动、辅助运动、操纵及控制运切入运动、分度运动、辅助运动、操纵及控制运动和校正运动。动和校正运动。 ( (一一) )表面成型运动表面成型运动 机床加工零件时，为获得所需表面，必须形机床加工零件时，为获得所需表面，必须形成一定形状的母线和导线。而形成母线和导线，成一定形状的母线和导线。而形成母线和导线，除成型法外，都需要刀具和工件做相对运动。除成型法外，都需要刀具和工件做相对运动。 这种形成发生线，亦即形成被加工零件表面这种形成发生线，亦即形成被加工零件表面的运动，称为表面成型运动，简称成型运动。的运

18、动，称为表面成型运动，简称成型运动。 成型运动按其组成情况不同，可分为简单的和复成型运动按其组成情况不同，可分为简单的和复合的两种，如果一个独立的成型运动，是由单独的旋合的两种，如果一个独立的成型运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，则称此成型运动为简单成转运动或直线运动构成的，则称此成型运动为简单成型运动，简称简单运动。型运动，简称简单运动。 例如，用尖头车刀车削圆柱面时，如图例如，用尖头车刀车削圆柱面时，如图13.1(a)13.1(a)所示，工件的旋转运动所示，工件的旋转运动B B1 1和刀具的直线移和刀具的直线移动动A A2 2就是两个简单运动就是两个简单运动。 用砂轮磨削圆柱面时，

19、如图用砂轮磨削圆柱面时，如图13.1(b)13.1(b)所示，所示，砂轮和工件的旋转运动砂轮和工件的旋转运动B B1 1，B B2 2，以及工件的往复，以及工件的往复运动运动A A3 3，也都是简单运动。，也都是简单运动。 如果一个独立的成型运动是由两个或两个以如果一个独立的成型运动是由两个或两个以上的旋转运动或上的旋转运动或( (和和) )直线运动按照某种确定的运直线运动按照某种确定的运动关系组合而成的，则称此成型运动为复合成型动关系组合而成的，则称此成型运动为复合成型运动，简称复合运动。运动，简称复合运动。 例如，车削螺纹时，如图例如，车削螺纹时，如图13.1(c)13.1(c)所示，形所

20、示，形成螺旋形发生线所需的刀具和工件之间的相对螺成螺旋形发生线所需的刀具和工件之间的相对螺旋轨迹运动，为简化机床结构和较易保证精度，旋轨迹运动，为简化机床结构和较易保证精度，通常将其分解为工件的等速旋转运动通常将其分解为工件的等速旋转运动B B1111和刀具的和刀具的等速直线移动等速直线移动A A1212。 B B1212和和A A1212彼此不能独立，它们之间必须保持严彼此不能独立，它们之间必须保持严格的运动关系，即工件每转格的运动关系，即工件每转1 1转时，刀具直线移动转时，刀具直线移动的距离应等于螺纹的导程，从而的距离应等于螺纹的导程，从而B B1111和和A A1212这两个单这两个单

21、元运动组成一个复合运动。元运动组成一个复合运动。 用尖头车刀车削回转体成型面时，如图用尖头车刀车削回转体成型面时，如图13.1(d)13.1(d)所示，车刀的曲线轨迹运动，通常由相所示，车刀的曲线轨迹运动，通常由相互垂直坐标方向上的、有严格速比关系的两个直互垂直坐标方向上的、有严格速比关系的两个直线运动线运动A A2121和和A A2222来实现，来实现，A A2121和和A A2222也组成一个复合也组成一个复合运动。运动。图图13.113.1 成型运动的组成成型运动的组成 ( (二二) )切入运动切入运动 切入运动是指用于实现使工件表面逐步达到切入运动是指用于实现使工件表面逐步达到所需尺寸

22、的运动。所需尺寸的运动。 ( (三三) )分度运动分度运动 分度运动是指多工位工作台、刀架等的周期分度运动是指多工位工作台、刀架等的周期转位或移位，以便依次加工工件上的各个表面，转位或移位，以便依次加工工件上的各个表面，或依次使用不同刀具对工件进行顺序加工。或依次使用不同刀具对工件进行顺序加工。 ( (四四) )辅助运动辅助运动 为切削加工创造条件的运动称为辅助运动。为切削加工创造条件的运动称为辅助运动。 辅助运动虽然不直接参与表面成型过程，但对辅助运动虽然不直接参与表面成型过程，但对于机床整个加工过程却是不可缺少的。同时，辅于机床整个加工过程却是不可缺少的。同时，辅助运动还对机床的生产率、加

23、工精度和表面质量助运动还对机床的生产率、加工精度和表面质量有较大的影响。有较大的影响。 ( (五五) )操纵及控制运动操纵及控制运动 操纵及控制运动包括启动、停止、变速、换操纵及控制运动包括启动、停止、变速、换向、部件与工件的夹紧和松开、转位以及自动换向、部件与工件的夹紧和松开、转位以及自动换刀、自动测量、自动补偿等运动。刀、自动测量、自动补偿等运动。 ( (六六) )校正运动校正运动 在精密机床上，消除传动误差的运动称为校在精密机床上，消除传动误差的运动称为校正运动，如精密螺纹车床或螺纹磨床中的螺距校正运动，如精密螺纹车床或螺纹磨床中的螺距校正运动。正运动。 四、机床的传动四、机床的传动 (

24、 (一一) )机床传动的组成机床传动的组成 为了实现加工过程中所需的各种运动，机床为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具有执行件、运动源和传动装置三个基本部必须具有执行件、运动源和传动装置三个基本部分。执行件是执行机床运动的部件，如主轴、刀分。执行件是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务是装夹刀具和工件，直接架、工作台等，其任务是装夹刀具和工件，直接带动它们完成一定形式的运动，并保证其运动轨带动它们完成一定形式的运动，并保证其运动轨迹的准确性迹的准确性旋转运动的圆度和直线运动的直旋转运动的圆度和直线运动的直线度。线度。 运动源是为执行件提供运动和动力的装置，运动源是为执行件

25、提供运动和动力的装置，如交流异步电动机、直流电动机、步进电机等。如交流异步电动机、直流电动机、步进电机等。传动装置是传递运动和动力的装置，通过它把执传动装置是传递运动和动力的装置，通过它把执行件和运动源或一个执行件与另一个执行件联系行件和运动源或一个执行件与另一个执行件联系起来，使执行件获得一定速度和方向的运动，并起来，使执行件获得一定速度和方向的运动，并使有关执行件之间保持某种确定的运动关系。使有关执行件之间保持某种确定的运动关系。 机床的传动装置有机械、液压、电气、气压机床的传动装置有机械、液压、电气、气压等多种形式，本书主要讲述机械的传动装置。它等多种形式，本书主要讲述机械的传动装置。它

26、应用皮带、齿轮、齿条、丝杠螺母等传动件实现应用皮带、齿轮、齿条、丝杠螺母等传动件实现运动联系。运动联系。 ( (二二) )机床的传动链机床的传动链 使执行件和运动源以及两个有关的执行件保使执行件和运动源以及两个有关的执行件保持运动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传持运动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链。传动链中通常包含两类传动机构，一类是动链。传动链中通常包含两类传动机构，一类是传动比和传动方向固定不变的传动机构；另一类传动比和传动方向固定不变的传动机构；另一类是根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传是根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传动机构。动机构。 根据传动联系的性质，传

27、动链可以分为外联根据传动联系的性质，传动链可以分为外联系传动链和内联系传动链两类。系传动链和内联系传动链两类。图图13.213.2 车削圆柱螺纹车削圆柱螺纹 1.1.外联系传动链外联系传动链 外联系传动链是联系运动源外联系传动链是联系运动源( (如电动机如电动机) )和机和机床执行件床执行件( (如主轴、刀架、工作台等如主轴、刀架、工作台等) )的传动链，的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求运动源和执行件之间有严格的传动向，但不要求运动源和执行件之间有严格的传动比关系，如图比关系，如图13.213.2所示，车削圆柱螺纹时，从

28、电所示，车削圆柱螺纹时，从电动机传到车床主轴的传动链动机传到车床主轴的传动链“12v3“12v34”4”就是外联系传动链，它只决定车削螺纹速度就是外联系传动链，它只决定车削螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的成型。的快慢，而不影响螺纹表面的成型。 2.2.内联系传动链内联系传动链 当表面成型运动为复合的成型运动时，它是当表面成型运动为复合的成型运动时，它是由保持严格的相对运动关系的几个单元运动由保持严格的相对运动关系的几个单元运动( (旋旋转或直线运动转或直线运动) )所组成的。为完成复合的成型运所组成的。为完成复合的成型运动，必须由传动链把实现这些单元运动的执行件动，必须由传动链把实现这些单元

29、运动的执行件与执行件之间联系起来，并使其保持确定的运动与执行件之间联系起来，并使其保持确定的运动关系，这种传动链叫做内联系传动链，如图关系，这种传动链叫做内联系传动链，如图13.213.2所示所示。 车削圆柱螺纹时需要工件旋转车削圆柱螺纹时需要工件旋转B11B11和车刀直和车刀直线移动线移动A12A12组成的复合运动，这两个单元运动应组成的复合运动，这两个单元运动应保持严格的运动关系是工件每转保持严格的运动关系是工件每转1 1转，车刀准确转，车刀准确地移动工件螺纹一个导程的距离，为保证这一运地移动工件螺纹一个导程的距离，为保证这一运动关系，需要传动链动关系，需要传动链“45x67”“45x67

30、”将两将两个单元的执行件个单元的执行件( (主轴和刀架主轴和刀架) )联系起来，并且这联系起来，并且这条传动链的总运动比必须准确地满足上述运动关条传动链的总运动比必须准确地满足上述运动关系的要求。系的要求。 改变传动链中的换置机构改变传动链中的换置机构xx，可以改变工件，可以改变工件和车刀之间的相对运动关系，以满足车削不同导程和车刀之间的相对运动关系，以满足车削不同导程螺纹的需要。上例这种联系复合的成型运动内部两螺纹的需要。上例这种联系复合的成型运动内部两个单元运动的执行件的传动链，即是内联系传动链个单元运动的执行件的传动链，即是内联系传动链。由于内联系传动链本身不能提供运动和动力，为。由于内

31、联系传动链本身不能提供运动和动力，为使执行件获得运动，还须有一条外联系传动链将运使执行件获得运动，还须有一条外联系传动链将运动源的运动和动力传到内联系传动链上来，如图动源的运动和动力传到内联系传动链上来，如图13.213.2中的由电动机至主轴的运动传动链。换置机构中的由电动机至主轴的运动传动链。换置机构xx用于改变整个符合运动的速度。用于改变整个符合运动的速度。 ( (三三) )传动原理图传动原理图 为了便于研究机床的传动联系，常用一些简为了便于研究机床的传动联系，常用一些简单的符号表示运动源与执行件、执行件与执行件单的符号表示运动源与执行件、执行件与执行件之间的传动联系。用这些符号表示出来的

32、传动关之间的传动联系。用这些符号表示出来的传动关系就是传动原理图。传动原理图仅表示形成某一系就是传动原理图。传动原理图仅表示形成某一表面所需的成型、分度和与表面成型有直接关系表面所需的成型、分度和与表面成型有直接关系的运动及其传动联系，如图的运动及其传动联系，如图13.313.3所示为传动原理所示为传动原理图常用的一部分符号。图常用的一部分符号。 图图13.313.3 传动原理图常用的一些示意符号传动原理图常用的一些示意符号 如图如图13.413.4所示为车削圆锥螺纹的传动原理图。车所示为车削圆锥螺纹的传动原理图。车削圆锥螺纹是需要三个单元组成的复合运动，即工件削圆锥螺纹是需要三个单元组成的复

33、合运动，即工件旋转旋转B11B11车刀纵向直线移动车刀纵向直线移动A12A12和横行直线移动和横行直线移动A13A13。这三个单元运动之间必须保持的严格运动关系是：工这三个单元运动之间必须保持的严格运动关系是：工件转件转1 1转的同时，车刀纵向移动工件螺纹一个导程转的同时，车刀纵向移动工件螺纹一个导程S S的的距离，横向移动距离，横向移动S S的距离的距离(a(a为圆锥螺纹的斜角为圆锥螺纹的斜角) )。 为保证上述运动关系，需在主轴与刀架纵向溜为保证上述运动关系，需在主轴与刀架纵向溜板之间用传动链板之间用传动链“45“45x x67”67”联系，在刀架联系，在刀架纵向溜板与横向溜板之间用传动链

34、纵向溜板与横向溜板之间用传动链“78“78y y9”9”联系，这两条传动链都是内联系传动链。联系，这两条传动链都是内联系传动链。 传动链中的传动链中的x x是为适应不同导程螺纹的需是为适应不同导程螺纹的需要，要，y y是为适应加工不同锥度螺纹的需要。是为适应加工不同锥度螺纹的需要。 外联系传动链外联系传动链“12“12v v34”34”使主轴使主轴和刀架获得一定速度和方向的运动。和刀架获得一定速度和方向的运动。 为实现一个复合运动，必须有一条外联系传为实现一个复合运动，必须有一条外联系传动链和一条或几条内联系传动链。动链和一条或几条内联系传动链。图图13.413.4 车削圆锥螺纹的传动原理图车

35、削圆锥螺纹的传动原理图 ( (四四) )传动系统图传动系统图 实现机床加工过程中全部成型运动和辅助运实现机床加工过程中全部成型运动和辅助运动的各传动链，组成了一台机床的传动系统。根动的各传动链，组成了一台机床的传动系统。根据执行件所完成的传动的作用不同，传动系统中据执行件所完成的传动的作用不同，传动系统中各传动链相应地称为主运动传动链、进给运动传各传动链相应地称为主运动传动链、进给运动传动链、范成运动传动链、分度运动传动链等。动链、范成运动传动链、分度运动传动链等。 为了便于了解和分析机床运动的传递、联系情为了便于了解和分析机床运动的传递、联系情况，常采用传动系统图。它是表示实现机床全部况，常

36、采用传动系统图。它是表示实现机床全部运动的传动示意图，图中将每条传动链中的具体运动的传动示意图，图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号表示传动机构用简单的规定符号表示( (规定符号见国家规定符号见国家标准标准GB 446084GB 446084机械制图机械制图机构运动简图符号机构运动简图符号) )，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。导程、带轮直径、电动机功率和转速等。 传动链中传动机构，按照运动传递或联系顺传动链中传动机构，按照运动传递或联系顺序依次排列，以展开图形式画出能反映主要部件序依次排列，以展开图

37、形式画出能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓，如图相互位置的机床外形轮廓，如图13.513.5所示为万能所示为万能升降台铣床的主传动系统图。升降台铣床的主传动系统图。图图13.513.5 万能升降台铣床的主运动传动链万能升降台铣床的主运动传动链 当了解分析机床的传动系统时，首先应根据当了解分析机床的传动系统时，首先应根据被加工表面的形状、采用的加工方法及刀具结构被加工表面的形状、采用的加工方法及刀具结构形式，得知表面的成型方法和所需成型运动，同形式，得知表面的成型方法和所需成型运动，同时根据机床布局及其工作方法，了解机床需要哪时根据机床布局及其工作方法，了解机床需要哪些辅助运动，实现各个运动的

38、执行件和运动源是些辅助运动，实现各个运动的执行件和运动源是什么；进而分析实现各运动的传动原理，即确定什么；进而分析实现各运动的传动原理，即确定机床需有哪些传动链及其传动联系情况；然后根机床需有哪些传动链及其传动联系情况；然后根据传动系统图逐一分析各传动链。据传动系统图逐一分析各传动链。 其一般方法是，首先找到传动链所联系的两个其一般方法是，首先找到传动链所联系的两个端件端件( (运动源和某一执行件，或者一个执行件和另运动源和某一执行件，或者一个执行件和另一执行件一执行件) )，然后按照运动传递或联系顺序，从一，然后按照运动传递或联系顺序，从一个端件向另一端件，依次分析各传动轴之间的传个端件向另

39、一端件，依次分析各传动轴之间的传动结构和运动传递关系，以查明该传动链的传动动结构和运动传递关系，以查明该传动链的传动路线以及变速、换向、接通和断开的工作原理。路线以及变速、换向、接通和断开的工作原理。第三章 6-24三、分支程序与循环程序设计三、分支程序与循环程序设计休息一下，巩固所学的知识学习情境学习情境2 2 了解外圆表面加工了解外圆表面加工 【情境导航】【情境导航】外圆表面的加工方法外圆表面的加工方法外圆表面的车削加工外圆表面的车削加工外圆表面的磨削加工外圆表面的磨削加工 【相关知识】【相关知识】 一、外圆表面的加工方法一、外圆表面的加工方法 轴类、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型轴类

40、、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件。外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨零件。外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工方法。削和各种光整加工方法。 车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济加工精度来说，一般适于作为外圆表但就其经济加工精度来说，一般适于作为外圆表面粗加工和半精加工方法面粗加工和半精加工方法。 磨削加工是外圆表面主要精加工方法，特别磨削加工是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后零件的精加工适用于各种高硬度和淬火后零件的精加工。 光整加工是精加工之后进行的超精密加工方光整加工是精加工之后进行的超精密

41、加工方法法( (如滚压、抛光、研磨等如滚压、抛光、研磨等) )，适用于某些精度和，适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。表面质量要求很高的零件。 由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同，因此必表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同，因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工出满足零件图纸要求的合格零件，如表出满足零件图纸要求的合格零件，如表13.513.5所示为所示为外圆表面各种加工方案和经济加工精度。外圆表面各种加工方案和经济加工精度。表13.5 外圆表面加工方案

42、 二、外圆表面的车削加工二、外圆表面的车削加工 ( (一一) )外圆车削的形式和加工精度外圆车削的形式和加工精度 车削外圆是一种最常见、最基本的车削方法，车削外圆是一种最常见、最基本的车削方法，其主要形式如图其主要形式如图13.613.6所示。所示。 车削外圆一般可划分为荒车、粗车、半精车、车削外圆一般可划分为荒车、粗车、半精车、精车和精细车，各种车削方案所能达到的加工精度精车和精细车，各种车削方案所能达到的加工精度和表面粗糙度各不相同，必须合理地选用。和表面粗糙度各不相同，必须合理地选用。 图13.6 车削外圆的形式 ( (二二) )车床车床 1.1.车床的用途车床的用途 车床主要用于加工零

43、件的各种回转表面，如车床主要用于加工零件的各种回转表面，如内外圆柱表面、内外圆锥表面、成型回转表面和内外圆柱表面、内外圆锥表面、成型回转表面和回转体的端面等。有些车床还能车削螺纹表面。回转体的端面等。有些车床还能车削螺纹表面。 在车床上，除使用车刀进行加工之外，还可在车床上，除使用车刀进行加工之外，还可以使用各种孔加工刀具以使用各种孔加工刀具( (如钻头、铰刀、镗刀等如钻头、铰刀、镗刀等) )进行孔加工，或者使用螺纹刀具进行孔加工，或者使用螺纹刀具( (丝锥、板牙丝锥、板牙) )进进行内、外螺纹加工。行内、外螺纹加工。 2.2.车床的运动车床的运动 为形成工件加工表面形状，车床必须具备以为形成

44、工件加工表面形状，车床必须具备以下运动：下运动： (1)(1)工件的旋转运动。工件的旋转运动是车工件的旋转运动。工件的旋转运动是车床的主运动，其功用是使工件得到所需要的切削床的主运动，其功用是使工件得到所需要的切削速度。其特点是速度较高，消耗功率较大。速度。其特点是速度较高，消耗功率较大。 (2)(2)刀具的直线运动。刀具的直线运动是车刀具的直线运动。刀具的直线运动是车床的进给运动，其功用是使毛坯上新的金属层被床的进给运动，其功用是使毛坯上新的金属层被不断投入切削，以便切削出整个加工表面。不断投入切削，以便切削出整个加工表面。 (3)(3)辅助运动。车床上切入运动以及刀架纵辅助运动。车床上切入

45、运动以及刀架纵向或横向的快速运动，称为辅助运动。其功用是向或横向的快速运动，称为辅助运动。其功用是为表面成形运动创造条件。辅助运动也是车床必为表面成形运动创造条件。辅助运动也是车床必不可少的运动。不可少的运动。 3.3.车床的分类车床的分类 为适应不同的加工要求，车床分为很多种类。按为适应不同的加工要求，车床分为很多种类。按其结构和用途不同，可其结构和用途不同，可以以分为卧式车床分为卧式车床( (见图见图13.7)13.7)、立式车床立式车床( (见图见图13.8)13.8)、转塔车床、转塔车床( (见图见图13.9)13.9)、回转车、回转车床、落地车床、液压仿形及多刀自动和半自动车床、床、

46、落地车床、液压仿形及多刀自动和半自动车床、各种专用车床各种专用车床( (如曲轴车床、凸轮车床等如曲轴车床、凸轮车床等) )、数控车床、数控车床和车削加工中心等。和车削加工中心等。图图13.713.7 CA6140CA6140型卧式车床型卧式车床1，11床腿；床腿；2进给箱；进给箱；3主轴箱；主轴箱；4床鞍；床鞍；5中滑板；中滑板；6刀架；刀架；7回转盘；回转盘；8小滑板小滑板;9尾架；尾架；10床身；床身；12光杠；光杠；13丝杠；丝杠；14滴板箱滴板箱图图13.813.8 双立柱式车床双立柱式车床1底座；底座；2工作台；工作台；3立桂；立桂；4垂直刀架；垂直刀架；5横粱；横粱；6顶桨顶桨图图

47、13.913.9 CB3463-1CB3463-1型自动转塔车床型自动转塔车床1床身；床身；2主轴箱；主轴箱；3前刀架；前刀架；4后刀架；后刀架；5转塔刀架；转塔刀架；6液压装置液压装置 ( (三三)CA6140)CA6140型卧式车床型卧式车床 1.1.机床的工艺范围及其组成机床的工艺范围及其组成 CA6140CA6140型卧式车床的工艺范围很广，适用于型卧式车床的工艺范围很广，适用于各种回转表面的加工，如车削内外圆柱面、圆锥各种回转表面的加工，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转面，车削端面及各种常用螺面、环槽及成型回转面，车削端面及各种常用螺纹，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花、攻螺

48、纹，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花、攻螺纹和套螺纹等工作。其加工的典型表面如图纹和套螺纹等工作。其加工的典型表面如图13.1013.10所示。所示。图图13.1013.10 CA6140CA6140型卧式车床加工的典型表面型卧式车床加工的典型表面 CA6140CA6140型卧式车床的通用性较强，但机床的型卧式车床的通用性较强，但机床的结构复杂且自动化程度低，加工过程中辅助时间结构复杂且自动化程度低，加工过程中辅助时间较长，适用于单件、小批量生产及修理车间。较长，适用于单件、小批量生产及修理车间。CA6140CA6140型卧式车床的布局及组成如图型卧式车床的布局及组成如图13.713.7所示。

49、所示。 2.2.机床的传动系统机床的传动系统 如图如图13.1113.11所示为所示为CA6140CA6140型卧式车床的传动型卧式车床的传动系统图。图中左上方的方框内表示机床的主轴箱系统图。图中左上方的方框内表示机床的主轴箱，框中是从主电动机到车床主轴的主运动传动链，框中是从主电动机到车床主轴的主运动传动链。 传动链中的滑移齿轮变速机构，可使主轴得传动链中的滑移齿轮变速机构，可使主轴得到不同的转速；片式摩擦离合器换向机构，可使到不同的转速；片式摩擦离合器换向机构，可使主轴得到正、反向转速，左下方框表示进给箱，主轴得到正、反向转速，左下方框表示进给箱，右下方框表示溜板箱。右下方框表示溜板箱。

50、从主轴箱中下半部分传动件，到左外侧的挂从主轴箱中下半部分传动件，到左外侧的挂轮机构、进给箱中的传动件、丝杠或光杠以及溜轮机构、进给箱中的传动件、丝杠或光杠以及溜板箱中的传动件，构成了从主轴到刀架的进给传板箱中的传动件，构成了从主轴到刀架的进给传动链。动链。 进给换向机构位于主轴箱下部，用于切削左旋进给换向机构位于主轴箱下部，用于切削左旋或右旋螺纹，挂轮或进给箱中的变换机构，用来决或右旋螺纹，挂轮或进给箱中的变换机构，用来决定是将运动传给丝杠还是光杠。定是将运动传给丝杠还是光杠。 若传给丝杠，则通过丝杠和溜板箱中的开合若传给丝杠，则通过丝杠和溜板箱中的开合螺母，把运动传给刀架，实现切削螺纹传动链

51、；螺母，把运动传给刀架，实现切削螺纹传动链；若传给光杠，则通过光杠和溜板箱中的转换机构若传给光杠，则通过光杠和溜板箱中的转换机构传给刀架，形成机动进给传动链。溜板箱中的转传给刀架，形成机动进给传动链。溜板箱中的转换机构用来确定是纵向或是横向进给。换机构用来确定是纵向或是横向进给。 图图13.1113.11 CA6140CA6140型卧式车床的传功系统型卧式车床的传功系统 三、外圆表面的磨削加工三、外圆表面的磨削加工 用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法称为磨削。磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法，

52、它适用于零件精加工和硬表面的加工。法，它适用于零件精加工和硬表面的加工。 磨削的工艺范围很广，可以划分为粗磨、精磨、磨削的工艺范围很广，可以划分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨。各种磨削方案所能达到的经济加工精细磨及镜面磨。各种磨削方案所能达到的经济加工精度和表面粗糙度值如表度和表面粗糙度值如表13.513.5所示。所示。 ( (一一) )外圆磨床的磨削方法外圆磨床的磨削方法 外圆表面磨削一般在外圆磨床或无心外圆磨外圆表面磨削一般在外圆磨床或无心外圆磨床上进行，也可采用砂轮带磨床磨削。在外圆磨床上进行，也可采用砂轮带磨床磨削。在外圆磨床上磨削工件外圆时，轴类零件常用顶尖装夹，床上磨削工件外圆时，轴类

53、零件常用顶尖装夹，其方法与车削时基本相同，但磨床所用顶尖不随其方法与车削时基本相同，但磨床所用顶尖不随工件一起转动。工件一起转动。 这样，主轴与轴承的制造误差、轴承间隙、这样，主轴与轴承的制造误差、轴承间隙、顶尖的同轴度误差等就不会反映到工件上，可提顶尖的同轴度误差等就不会反映到工件上，可提高加工精度。盘套类工件则用心轴和顶尖装夹，高加工精度。盘套类工件则用心轴和顶尖装夹，所用心轴和车削心轴基本相同，只是形状和位置所用心轴和车削心轴基本相同，只是形状和位置精度以及表面粗糙度要求较严格。精度以及表面粗糙度要求较严格。 对于磨削短又无中心孔的轴类工件时，可用对于磨削短又无中心孔的轴类工件时，可用三

54、爪自定心卡盘或四爪单动卡盘装夹。三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘装夹。 在外圆磨床上常用的磨削方法有纵磨法、横在外圆磨床上常用的磨削方法有纵磨法、横磨法、综合磨法和深磨法。磨法、综合磨法和深磨法。图13.12 外圆磨床的磨削方法 1.1.纵磨法纵磨法 如图如图13.12(a)13.12(a)所示，砂轮高速旋转起切削作所示，砂轮高速旋转起切削作用，工件旋转做圆周进给运动，并和工作台一起用，工件旋转做圆周进给运动，并和工作台一起做纵向往复直线进给运动。工作台每往复一次，做纵向往复直线进给运动。工作台每往复一次，砂轮沿磨削深度方向完成一次横向进给，每次进砂轮沿磨削深度方向完成一次横向进给，每次进给给(

55、(吃刀深度吃刀深度) )都很小，全部磨削余量是在多次往都很小，全部磨削余量是在多次往复行程中完成的。复行程中完成的。 当工件磨削接近最终尺寸时，应无横向进给当工件磨削接近最终尺寸时，应无横向进给光磨几次，直到火花消失为止。纵磨法加工精度光磨几次，直到火花消失为止。纵磨法加工精度和表面质量较高，适应性强，用同一砂轮可磨削和表面质量较高，适应性强，用同一砂轮可磨削直径和长度不同的工件，但生产率低。在单件、直径和长度不同的工件，但生产率低。在单件、小批量生产及精磨中应用广泛特别适用于磨削细小批量生产及精磨中应用广泛特别适用于磨削细长轴等刚性差的工件。长轴等刚性差的工件。 2.2.横磨法横磨法 如图如

56、图13.12(b)13.12(b)所示，磨削时，工件不做纵向所示，磨削时，工件不做纵向往复运动，砂轮以缓慢的速度连续或间断地向工往复运动，砂轮以缓慢的速度连续或间断地向工件做横向进给运动，直到磨去全部余量。件做横向进给运动，直到磨去全部余量。 横磨时，工件与砂轮的接触面积大，磨削力横磨时，工件与砂轮的接触面积大，磨削力大，发热量大而集中，所以易发生工件变形、烧大，发热量大而集中，所以易发生工件变形、烧刀和退火。刀和退火。 横磨法横磨法( (切入法切入法) )生产效率高，适用于成批或生产效率高，适用于成批或大量生产中磨削长度短、刚性好、精度低的外圆大量生产中磨削长度短、刚性好、精度低的外圆表面及

57、两侧都有台肩的轴颈。若将砂轮修整成型表面及两侧都有台肩的轴颈。若将砂轮修整成型，也可直接磨削成型面。，也可直接磨削成型面。 3.3.综合磨法综合磨法 如图如图13.12(c)13.12(c)所示，先用横磨法将工件分段进所示，先用横磨法将工件分段进行粗磨，相邻之间有行粗磨，相邻之间有5 515 mm15 mm的搭接，每段上留有的搭接，每段上留有0.010.010.03 mm0.03 mm的精磨余量，精磨时采用纵磨法，的精磨余量，精磨时采用纵磨法，这种磨削方法综合了纵磨法和横磨法的优点，适用这种磨削方法综合了纵磨法和横磨法的优点，适用于磨削余量较大于磨削余量较大( (余量余量0.70.70.6 m

58、m)0.6 mm)的工件。的工件。 4.4.深磨法深磨法 如图如图13.12(d)13.12(d)所示，磨削时，采用较小的纵向进所示，磨削时，采用较小的纵向进给量给量(1(12 mm/r)2 mm/r)和较大的吃刀深度和较大的吃刀深度(0.2(0.20.6 mm)0.6 mm)在一次走刀中磨去全部余量。在一次走刀中磨去全部余量。 为避免切削负荷集中和砂轮外圆棱角迅速磨钝，为避免切削负荷集中和砂轮外圆棱角迅速磨钝，应将砂轮修整成锥形或台阶形。应将砂轮修整成锥形或台阶形。 外径小的台阶起粗磨作用，看可修粗些；外外径小的台阶起粗磨作用，看可修粗些；外径大的起精磨作用，修细些。径大的起精磨作用，修细些

59、。 深磨法可获得较高的精度和生产率，表面粗深磨法可获得较高的精度和生产率，表面粗糙度值较小，适用于大批量生产中，加工刚性好糙度值较小，适用于大批量生产中，加工刚性好的短轴。的短轴。 ( (二二)M1432A)M1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床 M1432AM1432A型万能外圆磨床主要用于磨削内外圆柱型万能外圆磨床主要用于磨削内外圆柱面、内外圆锥面、阶梯轴轴肩以及端面和简单的成面、内外圆锥面、阶梯轴轴肩以及端面和简单的成型回转表面等。型回转表面等。 它属于普通精度级机床，磨削精度可达它属于普通精度级机床，磨削精度可达IT6IT6IT7IT7级，表面粗糙度级，表面粗糙度RaRa值在值在0.

60、080.081.25 m1.25 m之间。这之间。这种机床万能性强，但自动化程度较低，磨削效率不种机床万能性强，但自动化程度较低，磨削效率不高，适用于工具车间、维修车间和单件小批生产类高，适用于工具车间、维修车间和单件小批生产类型。其主要参数为最大磨削直径为型。其主要参数为最大磨削直径为320 mm320 mm。 图图13.1313.13所示为所示为M1432AM1432A型万能外圆磨床外形图。型万能外圆磨床外形图。由图可见，在床身由图可见，在床身1 1的纵向导轨上装有工作台的纵向导轨上装有工作台8 8，台，台面上装有头架面上装有头架2 2和尾架和尾架5 5用以夹持不同长度的工件，用以夹持不同