第3章金属切削机床1课件

1、金属切削机床概述金属切削机床概述机械制造技术基础机械制造技术基础第第3章章 按加工性质和所用刀具按加工性质和所用刀具分为分为12大类，大类，即车床、钻床、镗床、磨床、齿轮即车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、超声波及电加工机刨插床、拉床、超声波及电加工机床、切断机床、其它机床床、切断机床、其它机床每一大类中的机床，每一大类中的机床，按结构、性能按结构、性能和工艺特点还可细分和工艺特点还可细分为若干组，为若干组，每一组又细分为若干系每一组又细分为若干系（系列）按照万能性程度，机床按照万能性程度，机床分为分为 通用机床通用机床 如，

2、卧式车床，万能升降台铣床，万如，卧式车床，万能升降台铣床，万能外圆磨床等。能外圆磨床等。 专门化机床专门化机床 如，丝杆车床，凸轮轴车床等。如，丝杆车床，凸轮轴车床等。 专用机床专用机床 如，加工机床导轨的专用导轨磨床。如，加工机床导轨的专用导轨磨床。生产率和自动化程度较高，使用于大批生产率和自动化程度较高，使用于大批量生产。组合机床也属于专用机床。量生产。组合机床也属于专用机床。 按照机床的工作精度按照机床的工作精度分为普通精度分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。机床、精密机床和高精度机床。按照重量和尺寸按照重量和尺寸分为仪表机床、中分为仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床型机床（一

3、般机床）、大型机床（质量大于（质量大于10t）、重型机床（质量）、重型机床（质量在在30t以上）和超重型机床（质量在以上）和超重型机床（质量在100t以上以上按照机床主要器官的数目按照机床主要器官的数目分为单轴、多分为单轴、多轴、单刀、多刀机床等。轴、单刀、多刀机床等。按照自动化程度不同按照自动化程度不同分为普通、半自动分为普通、半自动和自动机床。和自动机床。 机床的型号是机床产品的代号，机床的型号是机床产品的代号，必须简明地反映出必须简明地反映出机床的类型，通用和结构特性，主要技术参数等。机床的类型，通用和结构特性，主要技术参数等。 我国的机床型号现在是按照我国的机床型号现在是按照1994年

4、颁布的标准年颁布的标准GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法编制，编制，由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制 通用机床型号的表示方法为：通用机床型号的表示方法为： 1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制分类代号分类代号类代号类代号通用特性及结构特性代号通用特性及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参数或第二主参数主轴参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 1.通用机床的型号编制通

5、用机床的型号编制1）机床的类代号）机床的类代号 用汉语拼音的第一个大写字母表示，以区别用汉语拼音的第一个大写字母表示，以区别12类类不同机床。例如，不同机床。例如，“车床车床”的汉语拼音是的汉语拼音是“Che Chuang”，所以用，所以用“C”来表示。需要时，类以下来表示。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，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，但第一分类不予表示。例如，放在类代号之前，但第一分类不予表示。例如，磨床类分为磨床类分为M、2M、3M三个分类。三个分类。 1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿轮加

6、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其他他机机床床代代号号C CZ ZT TM M2 2M M3 3M MY YS SX XB BL LG GQ Q读读音音车车 钻钻 镗镗 磨磨二二磨磨三三磨磨牙牙丝丝铣铣 刨刨 拉拉 割割其其 1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制2）机床的通用特性及结构特性代号）机床的通用特性及结构特性代号 用拼音字母表示，在类代号之后。用拼音字母表示，在类代号之后。通用特性代号通用特性代号 当某类机床除有普通型外，还有某些通用特性时，在当某类机床除有普通型外，还有某些通用特性时，在类代号之后加通用特性代号予以区分。类代号之后

7、加通用特性代号予以区分。结构特性代号结构特性代号 为了区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用为了区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音字母区分。汉语拼音字母区分。 当机床有通用特性代号时，结构特性代号应排在通用当机床有通用特性代号时，结构特性代号应排在通用特性代号之后。特性代号之后。1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制2）机床的通用特性及结构特性代号）机床的通用特性及结构特性代号 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工加工中心中心( (自自动换动换刀刀) )仿仿型型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

8、速速代代号号G GM MZ ZB BK KH HF FQ QC CJ JR RX XS S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 速速机床的型号编制机床的型号编制 1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制3）机床的组、系代号）机床的组、系代号 用两位阿拉伯数字表示，前者表示组，后者表示用两位阿拉伯数字表示，前者表示组，后者表示系。每类机床划分为系。每类机床划分为10个组，每个组又划分为个组，每个组又划分为10个系。在同一类机床中，凡主要布局或使用范个系。在同一类机床中，凡主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。凡在同一组机围基本相同的机床，即为同一组。凡在

9、同一组机床中，若其主参数相同、主要结构及布局型式相床中，若其主参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。机床的类、组划分表同的机床，即为同一系。机床的类、组划分表.机床的型号编制机床的型号编制4）机床主参数、设计顺序号和第二主参数）机床主参数、设计顺序号和第二主参数 机床主参数代表机床规格的大小，在机床型号中，机床主参数代表机床规格的大小，在机床型号中，用阿拉伯数字给出主参数的折算值用阿拉伯数字给出主参数的折算值(1/10或或1/100)。各。各类主要机床的主参数及折算系数见表。类主要机床的主参数及折算系数见表。 某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在某些通用机床，当无法用一个

10、主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。型号中用设计顺序号表示。 第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作面长度等。第二主参数也用折算长度、工作台工作面长度等。第二主参数也用折算值表示。值表示。 机床的型号编制机床的型号编制 1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制5）机床的重大改进顺序号）机床的重大改进顺序号 当机床的性能和结构布局有重大改进并按新产品重当机床的性能和结构布局有重大改进并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部加重大改新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部加重大改进顺序号，序号按进顺序号，序号按A、

11、B、C、等字母的顺序选用。等字母的顺序选用。6）同一型号机床的变型代号）同一型号机床的变型代号 某些机床，根据不同的加工需要，在基本型号机床某些机床，根据不同的加工需要，在基本型号机床的基础上，仅改变机床的部分结构，则在原机床型号之的基础上，仅改变机床的部分结构，则在原机床型号之后加后加1、2、3等变型代号，并用等变型代号，并用/分开，读作之，以示分开，读作之，以示区别。区别。 机床的型号编制机床的型号编制 1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制7）其他特性代号）其他特性代号 用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。主要用以反映各类机床的特

12、性，如对数控机床，可反映主要用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可反映不同的数控系统；对于一般机床可反映同一型号机床的不同的数控系统；对于一般机床可反映同一型号机床的变型等。变型等。 8）企业代号）企业代号 生产单位为机床厂时生产单位为机床厂时,由机床厂所在城市名称的大写汉由机床厂所在城市名称的大写汉语拼音字母及该厂在该城市建立的先后顺序号语拼音字母及该厂在该城市建立的先后顺序号,或机床厂或机床厂名称的大写汉语拼音字母表示。名称的大写汉语拼音字母表示。 机床的型号编制机床的型号编制 1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制通用机床的型号编制举例：通用机床的型号编制举例：主参数（最大车削直径主

13、参数（最大车削直径400mm400mm）系别代号（卧式车床系）系别代号（卧式车床系）组别代号（落地及卧式车床组）组别代号（落地及卧式车床组）结构特性代号（结构不同）结构特性代号（结构不同）类别代号（车床）类别代号（车床）C A 6 1 40 （CA6140型卧式车床）型卧式车床）机床的型号编制机床的型号编制 1.通用机床的型号编制通用机床的型号编制通用机床的型号编制举例：通用机床的型号编制举例：重大改进顺序号重大改进顺序号( (第一次重大改进第一次重大改进) )主参数主参数( (最大磨削直径最大磨削直径320mm)320mm)系别代号系别代号( (万能外圆磨床系万能外圆磨床系组别代号组别代号(

14、 (外圆磨床组外圆磨床组) )通用特性通用特性( (高精度高精度) )类别代号类别代号( (磨床类磨床类) )M G 1 4 32 A（MG1432A型高精度型高精度 万能外圆磨床）万能外圆磨床）机床的型号编制机床的型号编制2专用机床的型号编制专用机床的型号编制1）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专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成，其表示方法为：计顺序号组成，其表示方法为：设计顺序号（阿拉伯数字）设计顺序号（阿拉伯数字）设计单位代号设计单位代号() 组代号组代号1. 主参数：主参数： 代表机床规格的大小，在机床型号中，用阿拉伯代表机

15、床规格的大小，在机床型号中，用阿拉伯数字给出的是主参数折算值（数字给出的是主参数折算值（1/10或或/100）。）。 2. 基本参数基本参数 尺寸参数：机床的主要结构尺寸。尺寸参数：机床的主要结构尺寸。 运动参数：机床执行件的运动速度，包括主运动运动参数：机床执行件的运动速度，包括主运动的速度范围、速度列表和进给量的范围，进给数的速度范围、速度列表和进给量的范围，进给数列以及空行程速度等。列以及空行程速度等。 动力参数：指驱动主运动、进给运动和空行程运动力参数：指驱动主运动、进给运动和空行程运动的电动机功率。动的电动机功率。 机床的主要技术参数机床的主要技术参数运动参数1、主运动参数、主运动参

16、数 1）主轴转速）主轴转速对作回转运动的机床，其主运动参数是主轴转速对作回转运动的机床，其主运动参数是主轴转速 n=1000v/(d )n=1000v/(d )主运动是直线运动的机床，如插床、刨床，其主运主运动是直线运动的机床，如插床、刨床，其主运动参数是机床工作台或滑枕的每分钟往复次数动参数是机床工作台或滑枕的每分钟往复次数 2）主轴最低和最高转速的确定）主轴最低和最高转速的确定 ：专用机床用于完成特定的工艺，主轴只需一种专用机床用于完成特定的工艺，主轴只需一种固定的转速。固定的转速。通用机床的加工范围较宽，主轴需要变速，需通用机床的加工范围较宽，主轴需要变速，需要确定其变速范围即最低和最高

17、转速。采用要确定其变速范围即最低和最高转速。采用分级变速时，还应确定转速的级数。分级变速时，还应确定转速的级数。 Nmin=1000Vmin/(Dmax ) Nmax=1000Vmax/(Dmin)变速范围为：变速范围为：Rn=Nmax/Nmin3）有级变速时主轴转速序列）有级变速时主轴转速序列 无级变速时，无级变速时，nmax与与nmin之间的转速之间的转速是连续变化的是连续变化的 有级变速时，应该在有级变速时，应该在nmax和和nmin确定确定后，再进行转速分级，确定各中间级转后，再进行转速分级，确定各中间级转速。主运动的有级变速的转速数列一般速。主运动的有级变速的转速数列一般采用等比数列

18、采用等比数列,满足等比数列关系：满足等比数列关系： nj+1=nj nz=n1*z-1运动参数 （2）进给运动参数）进给运动参数 进给量：进给量： a. 大部分机床（如车，钻床等）：进给量用大部分机床（如车，钻床等）：进给量用工件或刀具每转的位移（工件或刀具每转的位移（mm/r)表示；表示； b. 直线往复运动机床（如刨，插床）：进直线往复运动机床（如刨，插床）：进给量以每一往复的位移量表示；给量以每一往复的位移量表示； c. 铣床和磨床：进给量以每分钟的位移量铣床和磨床：进给量以每分钟的位移量（mm/min)表示。表示。 动力参数主传动功率主传动功率 P主=P切+P空+P附切削功率切削功率P

19、切：与加工情况、工件和刀具材料及切削用量的大小有关。 P切=Fz*Vc/60000空载功率空载功率P空：是指机床不进行切削，及空转时所消耗的功率。附加功率附加功率P附：指机床进行切削时，因负载而增加的机械摩擦所耗的功率。动力参数进给传动功率进给传动功率通常也采用类比和计算相结合的方法来确定。空行程功率空行程功率 指为节省零件加工的辅助时间和减轻工人劳动强度，在机床移动部件空行程时快速移动所需的传动功率。其大小由移动部件重量和部件启动时的惯性力决定 对金属切削机床的基本要求对金属切削机床的基本要求1. 机床的工艺范围 是指机床适应不同加工要求是指机床适应不同加工要求的能力。的能力。 内容包括：内

20、容包括： 机床上可完成的工序机床上可完成的工序 工件的材料与毛坯种类工件的材料与毛坯种类 加工零件的类型、规格、尺寸范围等加工零件的类型、规格、尺寸范围等1. 机床的工艺范围（1）工艺范围 1）通用机床 2）专门化机床 3）专用机床2.机床的精度与刚度 机床精度：加工中保证被加工工件达到机床精度：加工中保证被加工工件达到要求的精度和表面粗糙度，并能在机床长要求的精度和表面粗糙度，并能在机床长期使用中保持这些要求，期使用中保持这些要求，机床本身必须具机床本身必须具备的精度。备的精度。包括：几何精度几何精度 传动精度传动精度 运动精度运动精度 定位精度定位精度 工作精度工作精度 精度保持性精度保持

21、性 普通精度级 精密级 高精度级 机床的精度等级越高，造价越高，故应根据工件的加工要求合理选择机床的精度等级。机床按精度可分为机床的精度与刚度机床刚度指机床系统抵抗变形的能力。机床刚度指机床系统抵抗变形的能力。按照载荷性质不同，机床刚度可相应地分为：静刚度和动刚度静刚度和动刚度 3.2 3.2 机床的运动机床的运动机床的运动机床的运动:表面成形运动和辅助运动表面成形运动和辅助运动 1. 表面成形运动表面成形运动 形成发生线的运动。形成发生线的运动。 按组成情况不同，可分为：按组成情况不同，可分为： 简单成形运动和复合成形运动。简单成形运动和复合成形运动。 按作用情况不同，可分为：主运动和进给运

22、动。按作用情况不同，可分为：主运动和进给运动。（1）主运动）主运动 是刀具与工件之间的相对运动。它使刀具的前刀面是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，切除工件上的被切削层，使之转变能够接近工件，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，主运动速度最为切屑，从而完成切屑加工。一般，主运动速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。例如，高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。例如，车削加工时，工件的回转运动是主运动。车削加工时，工件的回转运动是主运动。 1. 表面成形运动表面成形运动（2）进给运动）进给运动 是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属是配合主

23、运动实现依次连续不断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与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面形状成形的需要，进给运动可工，根据工件表面形状成形的需要，进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的，以是多个，也可以是一个；可以是连续的， 也可也可以是步进的。以是步进的。 2. 辅助运动辅助运动 实现机床的各种辅助动作，为表面成形创造条件实现机床的各种辅助动作，为表面成形创造条件。 切入运动、切出运动、调整运动、分度运动以及其他各种空行程运动。表面成形运动表面成形运动机械

24、零件的表面机械零件的表面非加工表面非加工表面 加工表面加工表面（重要的工作表面）（重要的工作表面）有一定的精度要求和粗糙度有一定的精度要求和粗糙度要求要求通过机械加工保证通过机械加工保证工件的加工表面及其形成方法工件的加工表面及其形成方法1. 机械零件常用的表面形状零件的零件的常用表面常用表面平面平面圆柱面圆柱面特殊表面特殊表面成型表面成型表面圆锥面圆锥面机器零件上常用的各种典型表面机器零件上常用的各种典型表面工件表面的形成工件表面的形成 工件表面可以看成是一条线（称为）沿着另一条线（称为）移动或旋转而形成的。母线和导线统称为 母线母线动动 导线导线静静例例 工件表面的形成工件表面的形成发生线

25、的形成发生线的形成1) 1) 成形法成形法利用成形刀具来形成发生利用成形刀具来形成发生线，对工件进行加工的方法。线，对工件进行加工的方法。 3.3.发生线的形成发生线的形成2) 轨迹法靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法。 3.3.发生线的形成发生线的形成3) 相切法由圆周刀具上的多个切削点来共同形成所需工件表面形状的方法。 3.3.发生线的形成发生线的形成4) 展成法利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。 用展成法形成发生线的典型例子即是形成渐开线。而形成此发生线时，工件的旋转与刀具的旋转（或移动）必须保持严格的传动比，才能形成正确的发生线（渐开线）。机床的运动联系机床的运

26、动联系要实现加工过程所需的各种运动，机床必需具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组成部分：备以下几个主要组成部分： 1）执行机构）执行机构 机床上最终实现所需运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，它们带动工件或刀具旋转或移动。2）动力源）动力源 机床上动力源般采用交流异步电动机、步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机等。它们为机床执行机构的运动提供动力，以克服切削阻力及摩擦阻力。 机床可以几个运动共用一个动力源，如普通机床；也可以每个运动单独使用一个动力源，如数控机床。机床的运动联系机床的运动联系3）传动装置）传动装置 把动力源的运动和动力传递给执行机构，或将运动由个执行机构传递到另个执行机构，以保持二个运动之间的准确关系。 传动系统还可以变换运动的方向、速度及运动的类别，如将旋转运动变为直线运动。2. 传动链传动链 由动力源一传动装置一执行件或执行件一传动装置一执行件构成的传动联系，称为传动链传动链。 按传动链的性质不同可分为： 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。 它使执行件获得一