第2章 金属切削机床

1、第第2 2章章 金属切削机床金属切削机床本章要点：了解机床的分类与本章要点：了解机床的分类与编号、掌握机床传动原理及传编号、掌握机床传动原理及传动系统的分析计算方法、了解动系统的分析计算方法、了解常用机床常用机床机床的作用和特点机床的作用和特点l金属切削机床（Metal cutting machine tools）l用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器l是制造机器的机器，又称为“工作母机”或“工具机”（Machine tools）l习惯上简称为机床第2章 金属切削机床l第第1节节 机床的分类、型号和规格机床的分类、型号和规格l第第2节节 机床的传动原理及运动计算机床的传动原理及运动计算l

2、第第3节节 常用通用机床简介常用通用机床简介第1节 机床的分类、型号和规格一、机床的分类一、机床的分类二、机床型号二、机床型号一一. .机床的分类机床的分类按加工性质、刀具和用途：按加工性质、刀具和用途：按通用性程度：按通用性程度：按工作精度：按工作精度：按重量和尺寸：按重量和尺寸：按自动化程度：按自动化程度：按主要工作部件的数目：按主要工作部件的数目：机床的品种规格繁多，为便于区别、使用和管理，机床的品种规格繁多，为便于区别、使用和管理，必须加以分类。对机床的分类方法有以下几种：必须加以分类。对机床的分类方法有以下几种：返回类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿齿轮轮加加工工机机床床螺螺

3、纹纹加加工工机机床床铣铣床床刨刨插插床床拉拉床床特特种种加加工工机机床床锯锯床床其其它它机机床床代代号号C CZ ZT TM M2M2M 3M3MY YS SX XB BL LD DG GQ Q读读音音车车 钻钻 镗镗 磨磨2 2磨磨3 3磨磨牙牙 丝丝 铣铣 刨刨 拉拉 电电 割割 其其按加工性质、刀具：共12类通用机床加工范围广，通用性强 单件小批专门化机床工艺窄 某类零件特定工序加工专用机床工艺最窄，某零件特定工序加工按应用范围：大批量生产卧式车床、万能升降台铣床丝杆车床、曲轴车床、凸轮轴车床机床主轴箱专用镗床、组合机床按工作精度分：按工作精度分：普通精度机床普通精度机床精密机床精密机床

4、高精度机床高精度机床机机床的分类床的分类按重量和尺寸：按重量和尺寸：仪表机床仪表机床中型机床（一般机床）中型机床（一般机床）大型机床（大型机床（10t10t30t30t）重型机床（重型机床（30t30t100t100t）超重型机床（大于超重型机床（大于100t100t）按自动化程度分：按自动化程度分：手动手动机动机动半自动半自动自动机床自动机床按机床主要工作按机床主要工作 部件的数目分：部件的数目分：单轴单轴多轴多轴单刀单刀多刀多刀机床的分类机床的分类 机床的型号是机床产品的代号，用以机床的型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型，主要技术参数，简明地表示机床的类型，主要技术参数，性能和

5、结构特点等。性能和结构特点等。二、机床型号的编制二、机床型号的编制 GB/T15375-94 (JB1838/85)GB/T15375-94 (JB1838/85) 编制规则: 采用汉语拼音字母汉语拼音字母和阿阿拉伯数字拉伯数字按一定规则组合而成组合而成（）（） （）（）（）/ / （）（）（- -）分类代号分类代号类别代号类别代号 通用特性、结构特性代号通用特性、结构特性代号组代号组代号系代号系代号主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数重大改进顺序号重大改进顺序号其它特性代号其它特性代号企业代号企业代号 通用机床的型号表示通用机床的型号表示1.1.机床类、分

6、类、组、系的划分及其代号机床类、分类、组、系的划分及其代号 机床的类别代号机床的类别代号 用大写的汉语拼音字母表示。用大写的汉语拼音字母表示。需要时，类以下还可有若干分类，分类代号用阿需要时，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，作为型号的首拉伯数字表示，放在类代号之前，作为型号的首位，但第一分类不予表示。位，但第一分类不予表示。 类类别别 车车床床 钻钻床床 镗镗床床 磨磨 床床 齿齿轮轮加加工工机机床床螺螺纹纹加加工工机机床床铣铣床床 刨刨插插床床 拉拉床床 特特种种加加工工机机床床锯锯床床 其其它它机机床床代代号号C ZT M2M3MYSX BLD G Q读读音

7、音车车 钻钻 镗镗 磨磨 2 2磨磨3 3磨磨牙牙 丝丝 铣铣 刨刨 拉拉 电电 割割 其其 组的划分及其代号组的划分及其代号: : 0-9组别组别类别类别0123456789车床车床C C仪表仪表车床车床单轴自单轴自动车床动车床多轴自多轴自动、半动、半自动车自动车床床回轮、回轮、转转塔车床塔车床曲轴及曲轴及凸凸轮轴车轮轴车床床立式立式车床车床落地落地及卧及卧式车式车床床仿形及仿形及多多刀车床刀车床轮、轴、轮、轴、辊、锭及辊、锭及铲齿车床铲齿车床其它车其它车床床钻床钻床Z Z坐标镗坐标镗钻床钻床深孔钻深孔钻床床摇臂钻摇臂钻床床台式钻台式钻床床立式立式钻床钻床卧式卧式钻床钻床铣钻床铣钻床中心孔中

8、心孔钻床钻床其它钻其它钻床床镗床镗床T T深孔镗深孔镗床床坐标镗坐标镗床床立式立式镗床镗床卧式卧式铣铣镗床镗床精镗床精镗床汽车、拖汽车、拖拉机修理拉机修理用镗床用镗床其它镗其它镗床床表表3-2 3-2 金属切削机床类、组划分金属切削机床类、组划分 系的划分及其代号系的划分及其代号: : 0-916:29:182. 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 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。汉语拼音区分。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”I”、“O”O”不能用。

9、例：不能用。例：CA6140CA6140型普通车床型普通车床20通通用用特特性性高高精精度度精精密密自自动动半半自自动动数数控控加加工工中中心心仿仿形形轻轻型型加加重重型型简简式式或或经经济济型型柔柔性性加加工工单单元元数数显显高高速速代代号号G MZBKHFQCJRXS读读音音高高 密密 自自 半半 控控 换换 仿仿 轻轻 重重 简简 柔柔 显显 速速3.3.机床的主参数、设计顺序号和机床的主参数、设计顺序号和 第二主参数第二主参数机床主参数代表机床规格的大小。机床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用折算值（主参数乘以折算系数1/101/10或或1/100 1/100 ）

10、表示）表示第二主参数一般指主轴数、最大跨距、第二主参数一般指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作长度等。第最大工件长度、工作台工作长度等。第二主参数也用折算值二主参数也用折算值1/101/10或或1/1001/100表示表示 常见机床主参数及折算系数常见机床主参数及折算系数机床名称主参数名称主参数折算系数普通车床自动车床、六角车床立式车床床身上最大工件回转直径最大棒料直径或最大车削直径最大车削直径1/101/11/100立式钻床、摇臂钻床卧式镗床最大钻孔直径主轴直径1/11/10牛头刨床、插床龙门刨床最大刨削或插削长度工作台宽度1/101/100常见机床主参数及折算系数（续）常见机床主参

11、数及折算系数（续）机床名称主参数名称主参数折算系数卧式及立式升降台铣床龙门铣床工作台工作面宽度工作台工作面宽度1/101/100外圆磨床、内圆磨床平面磨床砂轮机最大磨削外径或孔径工作台工作面的宽度或直径最大砂轮直径1/101/101/10齿轮加工机床（大多数是）最大工件直径1/104.4.机床的重大改进顺序号机床的重大改进顺序号当机床的性能及结构布局有重大改进时加重大改进号A、B、C 5.5.其它特性代号其它特性代号6. 6. 企业代号企业代号 机床型号示例机床型号示例 1.CA6140 1.CA6140 C- C-类代号类代号( (车床类机床车床类机床) ) A- A-结构特性代号结构特性代

12、号 6-6-组代号组代号( (落地及卧式车床组落地及卧式车床组) ) 1- 1-系代号系代号( (卧式车床系卧式车床系) ) 40- 40-主参数主参数( (最大工件回转直径最大工件回转直径400) 400) 2.XK50302.XK5030 X- X-类代号类代号( (铣床类机床铣床类机床) ) K- K-通用特性代号通用特性代号( (数控数控) ) 5- 5-组代号组代号( (立式升降台铣床组立式升降台铣床组) ) 0- 0-系代号系代号( (立式铣床系立式铣床系) ) 30- 30-主参数主参数( (工作台面宽度工作台面宽度300) 300) 机床型号示例机床型号示例机床型号示例机床型号

13、示例3. MGl432A3. MGl432A M M类别代号（磨床类）类别代号（磨床类） GG通用特性（高精度）通用特性（高精度） 11组别代号（外圆磨床组）组别代号（外圆磨床组） 44系别代号（万能外圆磨床系）系别代号（万能外圆磨床系） 3232主参数（最大磨削直径主参数（最大磨削直径320mm320mm） AA重大改进顺序号（第一次重大改进）重大改进顺序号（第一次重大改进）机床型号示例机床型号示例4. Z30404. Z304016/S216/S2 Z - Z -类代号类代号( (钻床类机床钻床类机床) ) 3- 3-组代号组代号( (摇臂钻床组摇臂钻床组) ) 0- 0-系代号系代号(

14、(摇臂钻床系摇臂钻床系) ) 40- 40-主参数主参数( (最大钻孔直径最大钻孔直径40mm)40mm) 16- 16-第二主参数第二主参数( (最大跨距最大跨距1600mm)1600mm) S2- S2-企业代号企业代号( (中捷友谊厂中捷友谊厂) )第第2 2节节 机床的传动原理及运动计算机床的传动原理及运动计算 一、机床的传动原理一、机床的传动原理 1.1.机床必须具备三个基本部分：机床必须具备三个基本部分： 执执 行行 件件 运运 动动 源源 传动装置传动装置 执行机床运动的部件 为执行件提供运动和动力装置 传递运动和动力的装置 2.2.几个概念几个概念 几个基本概念几个基本概念传传

15、 动动 链链 外联系传动链外联系传动链 内联系传动链内联系传动链 定比传动机构定比传动机构 换置机构换置机构 其传动比和传动方向固定不变，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等 可根据加工要求变换传动比和传动方向、如滑移齿轮变速机构、挂轮变换机构、离合器换向机构等。 使运动源和执行件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，称为传动链。 联系运动源和执行件的传动链，称为外联系传动链 联系两个执行件间的传动链，称为内联系传动链 1 1）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用一些简明的符号把动力源、执行件之间的传动联

16、系表示出来的示意图。动力源、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3. 3. 传动原理图和传动系统图传动原理图和传动系统图2 2）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传动原理图常用示意符号传动原理图常用示意符号卧式车床传动原理图卧式车床传

17、动原理图l车螺纹l外联系传动链l电动机12us34主轴l内联系传动链l45ux67丝杠l车外圆l外联系传动链l电动机12us34主轴l外联系传动链l电动机12us35ux67丝杠车圆锥螺纹车圆锥螺纹lP.61图2-1（c）l外联系传动链l电动机12uv34B11l内联系传动链lB1145ux67A12lA1278uy9A13三三 机床传动系统机床传动系统l常用传动系统l传动系统图及传动路线表达式万能升降台铣床传动系统图万能升降台铣床传动系统图391633223619电动机电动机(7.5kW,1450r/min)-26- -54-71193882主运动传动链主运动传动链263947183728传

18、动线路传动线路表达式表达式万能升降台铣床传动系统图万能升降台铣床传动系统图12级变速车床主传动系统图电动机电动机(1440r/min)(1440r/min) 例：计算图示例：计算图示传动系统中，传动系统中，车床主轴的最车床主轴的最高与最低转速高与最低转速12级变速车床主传动系统图电动机电动机(1440r/min)(1440r/min) 例：计算图示传动系统中，车床例：计算图示传动系统中，车床主轴的最高与最低转速主轴的最高与最低转速306042423636256126max电机nn电动机电动机(1440r/min)(1440r/min) 电动机电动机(1440r/min)(1440r/min)

19、解：先求最高转速解：先求最高转速再求最低转速再求最低转速721862224824256126min电机nn例例2 2：采用下图所示的车削螺纹进给传动链，加：采用下图所示的车削螺纹进给传动链，加工导程为工导程为L L的螺纹，请确定挂轮变速机构的换置的螺纹，请确定挂轮变速机构的换置公式。公式。 分析： 螺纹的导程指的是同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 也就是说主轴带动工件每转一转车刀就沿进给方向前进L。 现在已知丝杠的导程为现在已知丝杠的导程为P，即丝杠每转一转，刀架，即丝杠每转一转，刀架进给的距离为进给的距离为P。 当主轴转过一转时，丝杠转过当主轴转过一转时，丝杠转过 转

20、，转，刀架进给距离为刀架进给距离为 例例2 2：采用下图所示的车削螺纹进给传动链，加：采用下图所示的车削螺纹进给传动链，加工导程为工导程为L L的螺纹，请确定挂轮变速机构的换置的螺纹，请确定挂轮变速机构的换置公式。公式。 解：由分析可得平衡式：=L解之得 =L/P 当主轴转过一转时，丝杠转过当主轴转过一转时，丝杠转过 转，转，刀架进给距离为刀架进给距离为 第第3 3节节 常用通用机床简介常用通用机床简介l一、车床l二、铣床l三、钻床l四、刨床l五、镗床l六、齿轮加工机床l七、磨床一、车床一、车床卧式车床卧式车床l主参数：最大工件回转直径卧式车床传动原理图卧式车床传动原理图卧式车床传动框图卧式车

21、床传动框图CA6140传动系统图传动系统图机械制图（GB446084）右移M2左移主轴立式车床（单柱、双柱式）立式车床（单柱、双柱式）l用于加工l直径大、长度短的大、重型工件l大型胶带轮、齿轮、飞轮l特点l工作台在水平面内、安调整方便l工作台由导轨支承，刚性好，切削平稳，主轴受力好l刀架多，换刀快，可用于多刀切削l主参数：最大车削直径1/100落地车床落地车床l主轴箱直接安装在地基上，主要用于车削大型工件端面的卧式车床。l结构特点：无床身、尾架，没有丝杠。 六角（回轮、转塔）六角（回轮、转塔）车床车床l适用于l加工成批的轴、套、台阶轴等工件l结构特点l无丝杆和尾架数控车床数控车床l加工回转类零

22、件二、铣床二、铣床万能卧式铣床万能卧式铣床l用于铣削平面、沟槽和成形表面等l回转盘在水平面内旋转l调整45l主参数：工作台面宽度1/10立式铣床立式铣床l适用于单件及成批生产l生产率比卧式铣床高l主参数：工作台面宽度1/10万能工具铣床万能工具铣床l主要用于加工l夹具、刀具、模具等形状复杂的零件龙门铣床龙门铣床l适用于l加工中型和大型工件l成批和单件生产l主参数：工作台面宽度1/100三、钻床（三、钻床（drill press） 台钻（bench drill）l加工小直径孔l主轴变速l塔轮上三角带的位置l手动进给l主参数：最大钻孔直径1/1upright drill 立式钻立式钻 l主轴只能上下调整位置，不能在水平面内运动l适用于l加工中小型工件l1875mml主参数：最大钻孔直径1/1 beam drilling 摇臂钻床摇臂钻床l摇臂能回转360l主轴箱可沿水平移动l适用于l加工大型工件、多孔工件l注：加工时摇臂及主轴箱要锁紧，以