绪论_第一章_机床的运动分析

1、2022-3-61绪论绪论目的和要求：目的和要求：掌握机床的分类和编号方法；掌握机床的分类和编号方法；2022-3-62绪论主要教学内容：主要教学内容：一、金属切削机床及其在国民经济中的地位一、金属切削机床及其在国民经济中的地位二、机床的发展概况和我国机床工业目前的水平二、机床的发展概况和我国机床工业目前的水平三、金属切削机床的分类和型号编制三、金属切削机床的分类和型号编制（一）金属切削机床的分类（一）金属切削机床的分类（二）金属切削机床型号的编制（二）金属切削机床型号的编制2022-3-63一、金属切削机床及其在国民经济中的地位一、金属切削机床及其在国民经济中的地位q金属切削机床（金属切削机

2、床（Metal cutting machine tools），是指用），是指用切削、特种加工等方法加工金属工件，使之获得所要求切削、特种加工等方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。它是制造机它是制造机器的机器，故又称为器的机器，故又称为“工作母机工作母机”或或“工具机工具机”（Machine-tool）,习惯上简称为习惯上简称为“机床机床”。2022-3-64一、金属切削机床及其在国民经济中的地位一、金属切削机床及其在国民经济中的地位在现代机械制造工业中，制造的机器零件，在现代机械制造工业中，制造的机器零件，特别是精密特别是

3、精密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属切削机床加工来获得的切削机床加工来获得的，因此机床是，因此机床是制造机器零件的主制造机器零件的主要设备要设备。担负的工作量约占机器总制造工作量的担负的工作量约占机器总制造工作量的40%60%，它它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产率。生产率。 金属切削机床在国民经济建设中的地位非常重要，机床金属切削机床在国民经济建设中的地位非常重要，机床工业为全社会各行各业提供先进的制造技术和优质高效工业为全社会各行各业提供先进的制造技术和优质高

4、效的设备，机床工业的技术水平决定着其它行业的发展水的设备，机床工业的技术水平决定着其它行业的发展水平，在很大程度上标志着一个国家的工业生产能力和科平，在很大程度上标志着一个国家的工业生产能力和科学技术水平。学技术水平。2022-3-65二、机床的发展概况和我国机床工业目前的水平二、机床的发展概况和我国机床工业目前的水平1、机床的发展概况、机床的发展概况 金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。最初加工对象是木料，依靠人力是工件往复回转的原始机床。当加工对象由木料逐渐过度到金属时，逐渐出现了水力、电力和畜力等驱动的机床。 1516世纪车床、铣床、磨

5、床。 18世纪刨床。 19世纪末机床已扩大到许多类型。 20世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床的结构和性能发生了根本变化。随着电气控制、液压传动等技术的出现以及在机床上的应用，除通用机床外又出现了许多各式各样的专用机床。目前数控机床得到了广泛的应用。2022-3-662、美国机床工业发展策略、美国机床工业发展策略（1 1）政府）政府国防部等政府部门不断提出机床的发展方向、科研任务，提供充足的经费，网罗世界顶尖人才；对基础科研与实用同等重视，支持机床技术效率与创新结合。（2 2）机床行业机构）机床行业机构美国机械制造技术协会（美国机械制造技术协会（AMTAMT）作为行业代言人，致力于获取政府、公

6、众团体与各界人士对本行业的充分理解和支持；向会员提供最新信息技术发展、培训方法、经济状况、贸易与市场；鼓励实施更高的安全与技术标准，推动会员产品的技术进步，改进设计，制造与销售。收集与散发国际市场的信息，促进会员产品在这些市场上的销售，充当与各国政府及国际行业组织对话的行业代言人。2022-3-673、德国机床工业发展策略、德国机床工业发展策略（1 1）政府）政府讲究“实际”与“实效”，注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重；坚持“以人为本”，不断提高人员素质。企业与大学科研部门紧密合作。重视数控机床主机及配套件的先进适用。（2 2）机床行业机构）机床行业机构德国机床协会（

7、德国机床协会（VDMVDM）给德国企业提供一切可能的市场支持；市场信息、统计资料、各类产品的报告、对关键领域的预测等；为有意在国外寻找合作伙伴的公司提供直接接触对象。提供所有各类设备和服务的进口认证以及其他贸易信息。组织代表团参加国外的大型展览会，以及联系德国政府提供官方支持。2022-3-684、日本机床工业发展策略、日本机床工业发展策略（1 1）政府）政府不断出台规划引导日本机床行业的发展；提供充足的研发经费，鼓励科研机构和企业大力发展数控机床。重视数控机床主机及配套件的先进适用。（2 2）特点）特点 注意发展关键技术，开发核心产品；FANUC公司开发数控机床的数控系统，其他厂家重点研发机

8、械加工部分。鼓励一些规模不大，但用于自己独特技术优势的数控机床和自动化设备生产厂家发展自己的专利技术。2022-3-695、我国机床工业目前的水平、我国机床工业目前的水平 我国机床工业已取得了巨大的成就，但与世界先进水平相比，还有较大差距。主要表现在：（1）大部分高精度和超精密机床的性能还不能满足要求，精度保持性差，特别是高效自动化和数控机床的产量、技术水平和质量保证等方面。 我国数控机床大都是中等规格的，精密的、大规格的及超大规格的远不能满足要求。（2）技术水平和性能方面的差距也很明显。 国外已做到了1519轴联动，分辨率达0.10.01um，而我国目前只做到56轴联动，分辨率为1um。20

9、22-3-610（一）金属切削机床的分类（一）金属切削机床的分类按加工方式分：按加工方式分： 11大类大类按通用程度分：按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床通用机床、专门化机床、专用机床按加工精度分：按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度普通精度、精密精度、高精度按自动化程度：按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床仪表机床、中型、大型、重型机床车车床床钻钻床床镗镗床床磨磨床床齿轮加齿轮加工机床工机床螺纹加螺纹加工机床工机床铣铣床床刨刨插插床床拉拉床床锯锯床床其它其它机床机床三、金属切削机床的分类

10、和型号编制三、金属切削机床的分类和型号编制2022-3-6112022-3-612卧式铣床卧式铣床 立式铣床立式铣床2022-3-613立式钻床立式钻床 摇臂钻床摇臂钻床2022-3-614卧式镗床外形卧式镗床外形2022-3-6152022-3-616牛头刨床牛头刨床(Horizontal Shaper)2022-3-617插齿插齿(Gear Shaping)机机2022-3-6182022-3-619特种加工机床特种加工机床2022-3-620种类种类用用 途途 车床车床用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外

11、圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工转表面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。作。铣床铣床可以加工平面、沟槽可以加工平面、沟槽(键槽、键槽、T形槽、燕尾槽等形槽、燕尾槽等)、分齿零件、分齿零件(齿轮、花键轴、链轮齿轮、花键轴、链轮)、螺、螺旋形表面旋形表面(螺旋槽螺旋槽)及各种曲面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。及各种曲面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。刨床刨床插床插床主要用于加工各种平面主要用于加工各种平面(如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如如水平面、垂直面和斜面及

12、各种沟槽，如T形槽、燕尾槽、形槽、燕尾槽、V形形槽等槽等)、直线成型表面。回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。、直线成型表面。回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。镗床镗床适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。磨床磨床用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、平用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面及各种成型面等，主要应用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。面、螺旋面及各种成型面等，主要应用于

13、零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。钻床钻床可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。齿轮加齿轮加工机床工机床加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。2022-3-621 每一类机床又按工艺范围、布局型式和结构等，每一类机床又按工艺范围、布局型式和结构等，分为分为10个组个组，每一组又细分为，每一组又细分为若干系（系列）若干系（系列）。 在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床其在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床其它特征进一步区分。它特征进一步区分。如车床：如车床： 卧式车床卧式车床

14、立式车床立式车床 钻塔车床钻塔车床 回轮车床回轮车床 落地车床落地车床 液压仿行车床液压仿行车床 多刀自动和半自动车床多刀自动和半自动车床 专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床2022-3-622按应用范围（通用性程度）又可分为：按应用范围（通用性程度）又可分为：1. 通用机床通用机床用于加工用于加工多种零件的不同工序多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但，加工范围较广，通用性较大，但结结构比较复杂构比较复杂；主要适用于单件小批生产，例如：卧式车床、万能升降台铣床等。主要适用于单件小批生产，例如：卧式车床、万能升降台铣床等。2. 专门化机床专门化机床工

15、艺范围较窄；工艺范围较窄；专门用于加工专门用于加工某一类或几类零件的某一道某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序，如（或几道）特定工序，如曲轴车床、凸轮轴车床等。曲轴车床、凸轮轴车床等。3. 专用机床专用机床工艺范围最窄；工艺范围最窄；只能用于加工某一种零件的只能用于加工某一种零件的某一道特定工序某一道特定工序，适用于大批量生产，适用于大批量生产，如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床和各种组合机床等。如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床和各种组合机床等。2022-3-623p 通常，机床根据加工性质进行分类，通常，机床根据加工性质进行分类，再根据其某些再根据其某些特点进一步描述

16、特点进一步描述，如多刀半自动车床、高精度外圆如多刀半自动车床、高精度外圆磨床等。磨床等。p 随着机床的发展，随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。现代其分类方法也将不断发展。现代机床正向数控化方向发展机床正向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。样化，工序更加集中。p 现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能，例如，具有自动换刀功能的镗铣加工中心机床，能，例如，具有自动换刀功能的镗铣加工中心机床，集中了钻、镗、铣等多种类型的机床功能。集中了钻、镗、铣等多种类型的机床功能。2022-3-624p 机床的型号

17、用以简明地表示机床的机床的型号用以简明地表示机床的类型、通用和结构特性、主要技术参数类型、通用和结构特性、主要技术参数等。等。p 我国现在最新的机床型号，是按我国现在最新的机床型号，是按1994年颁布的标准年颁布的标准“GB/T15375-94金属切金属切削机床型号编制方法削机床型号编制方法”编制的。该标准规定，机床型号由编制的。该标准规定，机床型号由汉语拼音字母和汉语拼音字母和数字按一定的规律数字按一定的规律组合而成。如：组合而成。如：CA6140车床。车床。p 1、通用机床型号、通用机床型号p 通用机床型号由通用机床型号由基本部分和辅助部分基本部分和辅助部分组成，中间用组成，中间用“/”隔

18、开，前者需统一隔开，前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。管理，后者纳入型号与否由企业自定。（二）金属切削机床型号的编制（二）金属切削机床型号的编制2022-3-625（二）金属切削机床型号的编制（二）金属切削机床型号的编制1、通用机床型号、通用机床型号类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿轮加齿轮加工机床工机床螺纹加螺纹加工机床工机床铣铣床床刨刨床床拉拉床床电加工电加工机床机床切断切断机床机床其它其它机床机床代代号号CZTM2M3MYSXBLDGQ读读音音车车 钻钻 镗镗磨磨2磨磨3磨磨牙牙丝丝铣铣刨刨拉拉电电割割其其（1 1）机床的类别代号）机床的类别代号例：例： C A 6 1

19、 4 0机床类别代号（车床类）机床类别代号（车床类）机床特性代号（结构特性）机床特性代号（结构特性）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床系别代号（卧式车床系）机床系别代号（卧式车床系）机床主参数代号（最大车削直径机床主参数代号（最大车削直径400mm）CA61402022-3-626（2 2） 机床的特性代号机床的特性代号通用特性代号通用特性代号通用特性通用特性代号代号通用特性通用特性代号代号高高精度精度G自动自动换换刀刀H精精 密密M仿仿 形形F自自 动动Z万万 能能W半半自动自动B轻轻 型型Q数数 控控K简简式或经济型式或经济型J柔柔性加工单元性加工单元R数

20、数 显显X高高 速速S结构特性代号结构特性代号 区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语 拼音区分。拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O” 不能用。例：不能用。例：CA6140型普通车床型普通车床2022-3-627 （3 3）机床的组别和系别代号（）机床的组别和系别代号（见附录见附录1 1） 每类机床分每类机床分1010组（从组（从0 09 9组），每组又分组），每组又分1010系（从系（从0 09 9型）型）（4 4）主要参数代号）主要参数代号 代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用代

21、表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用 主参数的折算值（主参数的折算值（1/101/10或或1/1001/100或或1/11/1）来表示）来表示, ,见表见表。（5 5）机床重大改进序号）机床重大改进序号 用字母用字母“A A、B B、C C ”表示，附机床型号末尾，以示区别。表示，附机床型号末尾，以示区别。MG1432A2022-3-628 举例举例CA6140最大加工零件直径为最大加工零件直径为400mm的卧式车床，有特殊的的卧式车床，有特殊的结构；结构；C6140最大加工零件直径为最大加工零件直径为400mm的卧式车床；的卧式车床；CF6140最大加工零件直径为最大加工零件直径

22、为400mm的卧式仿形车床；的卧式仿形车床；X6132工作台工作面宽度为工作台工作面宽度为320mm的卧式升降台铣床；的卧式升降台铣床；XK5040工作台工作面宽度为工作台工作面宽度为400mm的数控立式升降台铣床；的数控立式升降台铣床；Y3150E最大工件直径为最大工件直径为500mm的滚齿机，经过的滚齿机，经过5次重大改进次重大改进设计；设计；C21506最大加工零件直径为最大加工零件直径为500mm的的6轴棒料自动车床；轴棒料自动车床；M7150A工作台工作面宽度为工作台工作面宽度为500mm的卧轴矩态平面磨床，的卧轴矩态平面磨床，经一次重大改进设计。经一次重大改进设计。2022-3-6

23、29机床的传动机床的运动：机床的运动： 表面成形运动表面成形运动(工作运动工作运动,是机床上最基本是机床上最基本的运动的运动-形成母线与导线的运动总和）：形成母线与导线的运动总和）： 主运动、进给运动主运动、进给运动 辅助运动：辅助运动： 切入运动切入运动 、分度运动、调位运动、其他各种运、分度运动、调位运动、其他各种运动动2022-3-630第二节第二节 机床的运动机床的运动 一、一、 表面成形运动表面成形运动 按组成情况不同，可分为按组成情况不同，可分为 简单成形运动 复合成形运动 按切削加工中所起的作用不同，可分为按切削加工中所起的作用不同，可分为 主运动 进给运动 二、辅助运动二、辅助

24、运动 （一）各种空行程运动（一）各种空行程运动 （二）切入运动（二）切入运动 （三）分度运动（三）分度运动 （四）操纵及控制运动（四）操纵及控制运动2022-3-631第二节第二节 机床的运动机床的运动 表面成形运动表面成形运动为了要获得所需的工件表面形状，使刀具为了要获得所需的工件表面形状，使刀具和工件按上述形成发生线的方法之一完成的运动。此外，和工件按上述形成发生线的方法之一完成的运动。此外，还有多种辅助运动。还有多种辅助运动。一、一、 表面成形运动表面成形运动 表面成形运动（简称成形运动）表面成形运动（简称成形运动）是保证得到工件要求的是保证得到工件要求的表面形状的运动。表面形状的运动。

25、例例1：图图1-7，车刀车削外园柱面。，车刀车削外园柱面。例例2：龙门刨床刨削工件，工作台带：龙门刨床刨削工件，工作台带着工件作往复直线运动，刀架带刀具着工件作往复直线运动，刀架带刀具作间歇的直线运动。这两个直线运动作间歇的直线运动。这两个直线运动产生发生线（皆直线），因而都是成产生发生线（皆直线），因而都是成形运动。形运动。2022-3-632 （一）成型运动的种类（一）成型运动的种类 按组成情况不同，可分为按组成情况不同，可分为 简单成形运动： 复合成形运动：一个成形运动是由单独的旋转运动或直线一个成形运动是由单独的旋转运动或直线运动构成的。运动构成的。一个成形运动，是由两个或两个以上旋转

26、一个成形运动，是由两个或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。系组合而成。按切削加工中所起的作用不同，可分为按切削加工中所起的作用不同，可分为 主运动 进给运动2022-3-633 例例1：车螺纹。螺纹车刀是成形刀具，因此形成螺旋面只需：车螺纹。螺纹车刀是成形刀具，因此形成螺旋面只需1个个运动，即车刀在不动的工件作空间螺旋运动。该螺旋运动分解运动，即车刀在不动的工件作空间螺旋运动。该螺旋运动分解成等速的旋转运动和等速的直线运动。图成等速的旋转运动和等速的直线运动。图b中以中以B11和和A12代表。代表。 下标第一位数表示第一个运动下标第

27、一位数表示第一个运动（此例只有一个运动），（此例只有一个运动），后一位后一位数表示第一个运动中的第数表示第一个运动中的第1、第、第2两部分。两部分。为得到一定导程的螺为得到一定导程的螺旋线，旋线，B11和和A12须严格保持相对运动关系，即工件每转一周，刀须严格保持相对运动关系，即工件每转一周，刀具的移动量应为一个导程。具的移动量应为一个导程。图1-8 加工螺纹时的运动2022-3-634 例例2：用齿条刀加工齿轮。产生渐开线靠：用齿条刀加工齿轮。产生渐开线靠展成法展成法，需要，需要一个复合的展成运动。该复合运动可分解为工件的旋转一个复合的展成运动。该复合运动可分解为工件的旋转B11和刀具的直线

28、运动和刀具的直线运动A12，B11和和A12是一个运动（展成是一个运动（展成运动运动3）的二个部分，必须保持严格的运动关系）的二个部分，必须保持严格的运动关系，即工，即工件每转过一个齿（件每转过一个齿（B11），齿条刀应移动一个周节），齿条刀应移动一个周节 m（m为模数）。为模数）。图1-9 齿条刀加工齿轮时的运动2022-3-635 （二）（二） 零件表面成形所需的成形运动零件表面成形所需的成形运动母线和导线是形成零件表面的两条发生线，因此形成表面所需要的成母线和导线是形成零件表面的两条发生线，因此形成表面所需要的成形运动形运动就是形成其母线及导线所需要的成形运动的总和就是形成其母线及导线所

29、需要的成形运动的总和。例例1-1：用普通车刀车削外圆：用普通车刀车削外圆 母线母线圆，轨迹法，需要一个成形运动圆，轨迹法，需要一个成形运动B1；（主运动）；（主运动） 导线导线直线，轨迹法，需要一个成形运动直线，轨迹法，需要一个成形运动A2；（进给运动）；（进给运动） 共需共需2个简单的成形运动（个简单的成形运动（B1和和A2）。2022-3-636例例1-21-2：用成形车刀车削成形回转表面：用成形车刀车削成形回转表面母线母线曲线，成形法，不需要成形运动；曲线，成形法，不需要成形运动；导线导线圆，轨迹法，需一个成形运动圆，轨迹法，需一个成形运动B；（主运动）（进给运动是刀具的径向进给）（主运

30、动）（进给运动是刀具的径向进给）故成形运动总数为故成形运动总数为l个（个（B），是一个简单运动。），是一个简单运动。2022-3-637例例1-3：用螺纹车刀车削螺纹：用螺纹车刀车削螺纹 母线母线成形法，不需要成形运动；成形法，不需要成形运动；导线导线螺旋线，轨迹法，需要螺旋线，轨迹法，需要1 1个复合成形运动，分解为个复合成形运动，分解为工工件旋转件旋转B B1111和刀具直线移动和刀具直线移动A A1212，它们之间保持严格的相对运动关，它们之间保持严格的相对运动关系系。（工件旋转。（工件旋转B B1111是主运动，刀具直线移动是主运动，刀具直线移动A A1212是进给运动）是进给运动）故

31、成形运动总数为故成形运动总数为1 1个，是一个复合运动。个，是一个复合运动。2022-3-638 例例1-4：用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面：用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面 母线母线渐开线，渐开线，展成法展成法，需一个复合成形运动，分解为，需一个复合成形运动，分解为滚刀旋转滚刀旋转B11和工件旋转和工件旋转B12，它们之间保持严格的相对运动关系，它们之间保持严格的相对运动关系：滚刀每转：滚刀每转1/K（K滚刀头数）转（滚刀头数）转（B11），工件转过），工件转过1/Z（Z齿轮齿数）转即一个齿齿轮齿数）转即一个齿（B12）；）； 导线导线直线，相切法，需直线，相切法，需2个独立的成形运动，即个独

32、立的成形运动，即滚刀旋转运动和滚滚刀旋转运动和滚刀沿工件轴向移动刀沿工件轴向移动A2。其中滚刀的旋转运动与展成运动的一部分。其中滚刀的旋转运动与展成运动的一部分B11重合；重合；滚刀旋转滚刀旋转B11是主运动，工件旋转是主运动，工件旋转B12和滚刀沿工件轴向移动和滚刀沿工件轴向移动A2都是都是进给运动，故成形运动的总数只有进给运动，故成形运动的总数只有2个：个：一个是复合成形运动（一个是复合成形运动（B11和和B12），），另一个是简单成形运动另一个是简单成形运动A2。2022-3-639 二、辅助运动二、辅助运动除表面成形运动外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作。辅助除表面成形运动外，

33、还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作。辅助动作的种类很多，主要包括下列运动：动作的种类很多，主要包括下列运动：（一）各种空行程运动（一）各种空行程运动 进刀、退刀、回程和转位等进刀、退刀、回程和转位等 （二）切入运动（二）切入运动 保证被加工表面获得所需尺寸保证被加工表面获得所需尺寸 （三）分度运动（三）分度运动 当加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，当加工若干个完全相同的均匀分布的表面时， 为使表面成型运动得以周期地连续进行的运动。为使表面成型运动得以周期地连续进行的运动。例如车多头螺纹，车完一个螺纹表面后，工件相对刀具要回转例如车多头螺纹，车完一个螺纹表面后，工件相对刀具要回转1 1k

34、(kk(k螺纹头数螺纹头数) )转才能车削另一条螺纹表面，这个工件相对刀具的旋转运动转才能车削另一条螺纹表面，这个工件相对刀具的旋转运动就是分度运动。就是分度运动。（四）操纵及控制运动（四）操纵及控制运动 操纵离合器、改变速度、进给量等操纵离合器、改变速度、进给量等2022-3-640 三、主运动和进给运动三、主运动和进给运动1 1、主运动（、主运动（Primary motionPrimary motion） 刀具与工件之间的相对运动。刀具与工件之间的相对运动。它使刀具的前刀面能够接近工件，切除工它使刀具的前刀面能够接近工件，切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，从而完成切屑加工。一般件上的被

35、切削层，使之转变为切屑，从而完成切屑加工。一般，主运动主运动速度最高，消耗功率最大，速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。可能是简单的成型运通常只有一个主运动。可能是简单的成型运动，也可能是复合的成型运动动，也可能是复合的成型运动。如车削螺纹，主运动是复合运动，它在切除切屑的同时，形成所需的螺如车削螺纹，主运动是复合运动，它在切除切屑的同时，形成所需的螺旋表面。旋表面。2 2、进给运动（、进给运动（Feed motionFeed motion） 根据工件表面形状成形的需要，进给运动配合主运动实现依次连续不断根据工件表面形状成形的需要，进给运动配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层的刀

36、具与工件之间的附加相对运动。进给运动与主运地切除多余金属层的刀具与工件之间的附加相对运动。进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工。动配合即可完成所需的表面几何形状的加工。进给运动可以是多个，也进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的，也可以是断续的。可能是简单运动，也可可以是一个；可以是连续的，也可以是断续的。可能是简单运动，也可能是复合运动。能是复合运动。成型铣刀铣削螺纹，进给运动是铣刀相对于工件的螺旋运动，是复合运成型铣刀铣削螺纹，进给运动是铣刀相对于工件的螺旋运动，是复合运动（动（B B2121和和A A2222）。）。2022-3-641第三节第三节 机床的传动联系

37、和传动原理图机床的传动联系和传动原理图一、机床的传动联系一、机床的传动联系要实现加工过程所需的各种运动，机床必需具备以下几个主要部分：要实现加工过程所需的各种运动，机床必需具备以下几个主要部分：（1）动力源）动力源为执行元件提供运动和动力的装置为执行元件提供运动和动力的装置。通常为电动机，包括交流电动机、通常为电动机，包括交流电动机、直流电动机、伺服电动机、变频调速电机、步进电机等。直流电动机、伺服电动机、变频调速电机、步进电机等。（2）执行件）执行件 机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件。如主轴、刀架、机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件。如主轴、刀架、工作台等。工作台等

38、。（3）传动件）传动件 把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由个执行件传个执行件传递到另一执行件的零部件。如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等。递到另一执行件的零部件。如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等。2022-3-642二、二、 机床的传动链机床的传动链把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，构成了一个传动联系，称其为构成了一个传动联系，称其为传动链传动链。传动链两端的元件称为末端件，它可以是动力源或执行件。传动链两端的元件称为末端件，它可以是动力源或执行件。按传动链的性质不同可

39、分为： （一）（一）外联系传动链外联系传动链 联系动力源与执行机构之间的传动链。联系动力源与执行机构之间的传动链。它使执行件获得一定的速度和运它使执行件获得一定的速度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表不影响加工表面的形状和精度。面的形状和精度。外联系传动链中可以有摩擦传动等传动比不准确的传动副外联系传动链中可以有摩擦传动等传动比不准确的传动副(链传动、带传链传动、带传动）。如普通车床在电动机与主轴之间的传动链就是外联系传动链。动）。如普通车床在电动机与主轴之间的传动链就是外联系传动链。2022-3-643（二）（

40、二）内联系传动链内联系传动链 联系一个执行机构和另一个执行机构之间运动的传动链。它联系一个执行机构和另一个执行机构之间运动的传动链。它决定着加工表面的形状和精度，对传动链两个末端件之间要决定着加工表面的形状和精度，对传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系。因此，求有严格的传动比关系。因此，内联系传动链内联系传动链的传动比必须的传动比必须准确，准确，不应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动副不应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带（如皮带传动和链传动）传动和链传动） 。如车削螺纹时，保证主轴和刀架之间的严格运动关系的传动如车削螺纹时，保证主轴和刀架之间的严格运动关系的传动链就是内联系传动链

41、；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链链就是内联系传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链； 2022-3-644外联系传动链外联系传动链 内联系传动链内联系传动链 2022-3-645传动链包括多种传动机构如：传动链包括多种传动机构如：带传动、定比齿轮副、丝杠带传动、定比齿轮副、丝杠螺母、蜗轮蜗杆、滑移齿轮变速机构、离合器变速机构、螺母、蜗轮蜗杆、滑移齿轮变速机构、离合器变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电的、液压的、机械的无级变交换齿轮或挂轮架以及各种电的、液压的、机械的无级变速机构速机构等。把上述等。把上述机构机构分成两大类：分成两大类： 1.1.定比传动机构定比传动机构 传动比和传动方向固定不变的

42、传动机构。传动比和传动方向固定不变的传动机构。如如 定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等2. 换置机构换置机构 根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构。根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构。如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。 三、三、 传动原理图和传动系统图传动原理图和传动系统图2022-3-6463.3. 传动原理图传动原理图为了便于研究机床的传动原理为了便于研究机床的传动原理, , 用一些简明的符号把动力用一些简明的符号把动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。源、

43、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。 并不表达实际传动机构的种类和数量4.4. 传动系统图传动系统图 表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。 只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置2022-3-647传动原理图常用示意符号传动原理图常用示意符号a)a)电动机电动机 b)b)主轴主轴 c)c)车刀车刀 d)d)滚刀滚刀 e)e)合成机构

44、合成机构 f)f)传动比可变换的换置器官传动比可变换的换置器官 g)g)传动比不变的机械联系传动比不变的机械联系 h)h)电的联系电的联系 i)i)脉冲发生器脉冲发生器 j)j)快调换置器官快调换置器官数控系统数控系统2022-3-648例例1-5：卧式车床车削圆柱面或端面，不车螺纹：卧式车床车削圆柱面或端面，不车螺纹有二个外联系传动链：有二个外联系传动链： 电动机电动机A12uv34主轴；主轴； 电动机电动机B56uf78丝杠。丝杠。进给采用液压传动（局部），如某些多刀半自动车床。进给采用液压传动（局部），如某些多刀半自动车床。图图1-15 1-15 车圆柱面时的传动原理图车圆柱面时的传动原

45、理图2022-3-649例例1-6 1-6 卧式车床车螺纹卧式车床车螺纹 外联系传动链外联系传动链与动源相联系，即传动链与动源相联系，即传动链12uv34。 内联系传动链内联系传动链形成螺旋表面需要一个运动即刀具与工件间相形成螺旋表面需要一个运动即刀具与工件间相对的螺旋运动。此复合运动分解为主轴的旋转对的螺旋运动。此复合运动分解为主轴的旋转B11和车刀的纵向和车刀的纵向移动移动A12。联系两个运动的传动键联系两个运动的传动键45uf67是内联系传动是内联系传动链（保证主轴每转一转，刀具均匀移动一个导程）。链（保证主轴每转一转，刀具均匀移动一个导程）。2022-3-6502022-3-651 在

46、传动链中正确的选择换置器官的种类、数量和安排它在传动链中正确的选择换置器官的种类、数量和安排它们的位置是传动原理图的主要功用之一，也是设计新机床们的位置是传动原理图的主要功用之一，也是设计新机床时最原始的基础。时最原始的基础。设计卧式车床时，三种不同的设计方案。一般设计有一个设计卧式车床时，三种不同的设计方案。一般设计有一个共同的缺点，在改变某一参数时，对共同的缺点，在改变某一参数时，对u uv v和和u uf f都要进行换置，都要进行换置，使用起来非常不方便。若采用使用起来非常不方便。若采用 uv v和和uf f分别控制主运动的转分别控制主运动的转速和主轴每转时刀具的进给量，该方案被广泛采用

47、。速和主轴每转时刀具的进给量，该方案被广泛采用。四、四、 传动链中换置器官的位置传动链中换置器官的位置2022-3-652一、运动参数及其换置器官一、运动参数及其换置器官 每一个独立的运动都需要有每一个独立的运动都需要有5 5个参数来确定。个参数来确定。这这5 5个运动参数个运动参数是：是：运动的起点、运动的方向、运动的轨迹、运动的路程和运动的速度。运动的起点、运动的方向、运动的轨迹、运动的路程和运动的速度。 换置器官换置器官：改变运动参数的机构。在传动原理图中通常用棱形框表示，：改变运动参数的机构。在传动原理图中通常用棱形框表示，用来改变运动速度的换置机构可以是变速箱、配换齿轮等。用来改变运

48、动速度的换置机构可以是变速箱、配换齿轮等。二、机床运动的调整计算二、机床运动的调整计算机床的运动调整机床的运动调整：就是调整每个独立运动的：就是调整每个独立运动的5 5个参数。个参数。机床运动的调整计算按每一传动链分别进行，一般步骤如下：机床运动的调整计算按每一传动链分别进行，一般步骤如下：（1 1）确定个传动链两端的末端件。）确定个传动链两端的末端件。（2 2）确定两末端件的计算位移。）确定两末端件的计算位移。（3 3）列出运动平衡式。）列出运动平衡式。（4 4）导出换置公式。）导出换置公式。第四节第四节 机床运动的调整机床运动的调整2022-3-653机床上加工工件所能达到的精度，决定于一

49、系列因素，如机床、刀具、夹具、机床上加工工件所能达到的精度，决定于一系列因素，如机床、刀具、夹具、工艺方案、工艺参数以及工人的技术水平等，而在正常加工条件下，机床本身工艺方案、工艺参数以及工人的技术水平等，而在正常加工条件下，机床本身的精度通常是最重要的一个因素。例如，在车床上车削园柱面，其园柱度主要的精度通常是最重要的一个因素。例如，在车床上车削园柱面，其园柱度主要决定于车床主轴与刀架的运动精度，以及刀架运动轨迹相对于主轴轴线的位置决定于车床主轴与刀架的运动精度，以及刀架运动轨迹相对于主轴轴线的位置精度。精度。机床的精度包括几何精度、传动精度和定位精度。机床的精度包括几何精度、传动精度和定位

50、精度。1 1、几何精度、几何精度是指机床某些基础零件工作面的几何形状精度，决定机床加工精度的是指机床某些基础零件工作面的几何形状精度，决定机床加工精度的运动部件的运动精度，决定机床加工精度的零、部件之间及其运动轨运动部件的运动精度，决定机床加工精度的零、部件之间及其运动轨迹之间的相对位置精度等。迹之间的相对位置精度等。例如床身导轨的直线度、工作台台面的平面度、主轴的旋转精度、刀架和工作例如床身导轨的直线度、工作台台面的平面度、主轴的旋转精度、刀架和工作台等移动的直线度、车床刀架移动方向与主轴轴线的平行度等，这些都决定着台等移动的直线度、车床刀架移动方向与主轴轴线的平行度等，这些都决定着刀具和工

51、件之间相对运动轨迹的准确性，从而也决定了被加工表面的形状精度刀具和工件之间相对运动轨迹的准确性，从而也决定了被加工表面的形状精度以及表面之间的相对位置精度。例如车床主轴的轴向窜动，使车出的端面产生以及表面之间的相对位置精度。例如车床主轴的轴向窜动，使车出的端面产生平面度误差。平面度误差。机床的几何精度是保证加工精度最基本的条件，因此，所有机床都有机床的几何精度是保证加工精度最基本的条件，因此，所有机床都有一定的几何精度要求。一定的几何精度要求。第五节第五节 机床的精度（补充）机床的精度（补充）2022-3-6542、传动精度、传动精度是指机床内联系传动链两端件之间运动关系的准确性，它决定着复合

52、是指机床内联系传动链两端件之间运动关系的准确性，它决定着复合运动轨迹的精度，从而直接影响被加工表面的形状精度。运动轨迹的精度，从而直接影响被加工表面的形状精度。如车螺纹进如车螺纹进给传动链。给传动链。3、定位精度、定位精度是指机床运动部件，如工作台、刀架、主轴箱等，从某一起始位置运是指机床运动部件，如工作台、刀架、主轴箱等，从某一起始位置运动到预期的另一位置时所达到的实际位置的准确程度。动到预期的另一位置时所达到的实际位置的准确程度。如车床上车外如车床上车外圆时，为了获得一定的直径尺寸，要求刀架横向移动，刀尖到达的圆时，为了获得一定的直径尺寸，要求刀架横向移动，刀尖到达的 实实际位置与预期位置

53、不一致，车出的工件直径将产生误差。际位置与预期位置不一致，车出的工件直径将产生误差。机床的几何精度、传动精度和定位精度，通常是在没有切削载荷以及机床的几何精度、传动精度和定位精度，通常是在没有切削载荷以及机床不运动或运动速度很低的情况下检测的，机床不运动或运动速度很低的情况下检测的，一般称为一般称为静态精度静态精度。机床在载荷、温升、振动等作用下的精度，机床在载荷、温升、振动等作用下的精度，称为机床的称为机床的动态精度动态精度。第五节第五节 机床的精度（补充）机床的精度（补充）2022-3-655习题习题q按通用性程度，机床可分为哪几类？它们的适用范围是什么？按通用性程度，机床可分为哪几类？它

54、们的适用范围是什么？q解释机床型号解释机床型号CA6140、CM6132、M1432A、Y3150E。q形成发生线的方法有哪些形成发生线的方法有哪些?q分析用燕尾槽铣刀铣燕尾槽时机床所需要的运动。分析用燕尾槽铣刀铣燕尾槽时机床所需要的运动。q分析用螺纹车刀车削螺纹时机床所需要的运动。分析用螺纹车刀车削螺纹时机床所需要的运动。q什么是内联系传动链和外联系传动链？什么是内联系传动链和外联系传动链？2022-3-656习题习题 1-1 举例说明何谓外联系传动链举例说明何谓外联系传动链?何谓内联系传何谓内联系传动链动链?其本质区别是什么其本质区别是什么?对这两种传动链有何不对这两种传动链有何不同要求同

55、要求? 1-2 举例说明何谓简单的成形运动举例说明何谓简单的成形运动?何谓复合的何谓复合的成形运动成形运动?其本质区别是什么其本质区别是什么? 1-3 按图所示传动系统作下列题目：按图所示传动系统作下列题目： (1) 写出传动路线表达式；写出传动路线表达式； (2) 分析主轴的转速级数；分析主轴的转速级数； (3) 计算主轴的最高、最低转速。计算主轴的最高、最低转速。 (注：图中注：图中M1：为齿轮式离合器：为齿轮式离合器) 传动系统图如下：传动系统图如下：2022-3-6572022-3-658习题习题1-4 试用简图分析以下列方法加工所需表面时的成形方法，试用简图分析以下列方法加工所需表面时的成形方法，并标明所需的机床运动。并标明所需的机床运动。 （1）用成形车刀车外圆；）用成形车刀车外圆； （2）用普通外圆车刀车外圆锥面；）用普通外圆车刀车外圆锥面； （3）用圆柱铣刀铣平面；）用圆柱铣刀铣平