《机械制造过程原理》课件03第三章 金属切削机床与刀具01

1、第三章 金属切削机床及刀具 第一节 机床的分类、型号编制方法和构造 第二节 车床与车刀 第三节 钻床、镗床与孔加工刀具 第四节 铣床与铣刀 第五节 刨床、拉床及工艺特点 第六节 磨床与砂轮 第七节 齿轮加工机床与齿轮加工刀具第一节 机床的分类、型号编制方法和构造一、机床的分类：按万能性分： 通用机床（普通机床）：加工范围广，可用于多种零件的不同工序。专门化机床（专能机床）：加工范围较窄，用于加工某一类（或几类）零件的某一道（或几道）特定工序。 专用机床：用于加工某一种零件的某一道特定工序。大量的通用部件少量的专用部件二、机床型号编制方法（GB1537594）20081、通用机床：（）（） （）

2、（）/（ ）（- ）企业代号其他特性代号重大改进顺序号主轴数或第二主参数主参数系代号（主参数相同）组代号（每类机床分为10组）通用特性、结构特性代号类代号分类代号1）普通机床的类别代号类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨床拉床电加工机床切断机床其它机床代号CZTM2M3MYSXBLDGQ读音车钻镗磨2磨3磨牙丝铣刨拉电割其通用特性代号通用特性代号高精度G自动换刀H精 密M仿 形F自 动Z万 能W半自动B轻 型Q数字程序控制K简 式J2） 机床的通用特性代号CK数控车MBG半自动高精度磨床 结构特性代号表示机床主参数相通，但结构不同，用汉语拼音来表示。排在通用特性代号之后。如CA6

3、140中的A。例：C A 6 1 40主参数直径:400mm系别：卧式车床组：落地及卧式车床组车床结构特性：2、专用机床：设计顺序号设计单位代号B1015第15种专用机床（铣床）北京第一机床厂三、机床的基本运动表面成形运动：四、机床的传动链 动力源：提供动力 执行件：执行运动部件 传动装置：传递运动和动力两种传动链： 外联系传动链“联系两个执行件，以形成复合成形运动的传动链”。两个末端件之间的相对速度或相对位移必须有严格的比例关系。内联系传动链传动链: 构成一个传动联系的一系列传动件。“联系动力源和机床执行件的传动链”。它使执行件得到预定速度的运动并传递一定的动力。传动原理图定比传动机;换置器

4、官（变换传动比的机构）变速箱、挂轮架和数控机床中的数控系统等 用一些规定的简单的符号表示机床传动工作原理和传动路线的示意图传动原理图 例 卧式车床车螺纹的传动原理图 车床有两条传动链：一条是外联系传动链，即从电动机12Uv34主轴，称为主运动传动链。另一条是内联系传动链，联系复合运动两部分。由主轴45Uf67丝杠刀具得到刀具和工件间的复合成形运动螺旋运动。例一：卧式车床的传动原理图1.车削螺纹1)内联系传动链：主轴 4 5 if 6 7 丝杠2)外联系传动链：电动机12iv34主轴。1）电动机12iv34主轴2）电动机12iv345 if 6 7 丝杠2.车削外圆五、五种基本传动副带传动：齿轮

5、传动：涡轮蜗杆杆传动：齿轮齿条传动：丝杠螺母传动：规定：i=被动轮转速/主动轮转速=n2/n1平稳、吸振，通常用在高速级传动。传动比准确，传递动力大，但有噪音。传动平稳，无噪音。多用于大速比、交叉轴传动将旋转运动变为直线运动，传动效率高，结构紧凑。将旋转运动变为直线运动，工作平稳，无噪音，传动效率低。六、机床的基本构造：主传动部件：用来实现机床的主运动。进给传动部件：用来实现机床的进给运动。刀具的安装部件：用来安装刀具。工件的安装部件：用来安装工件。支承部件：用来支承和连接机床各零部件。动力部件：为机床提供动力。第二节 车床与车刀车床的运动：主运动：工件的旋转进给运动：刀具的直线移动车削加工的

6、工艺特点：能保证轴、套、盘等类零件的各表面位置精度；加工范围广泛，适应性强；经济精度：IT8IT7，Ra1.66.3对有色金属，利用精细车的方法可达到：IT6IT5，Ra0.20.8切削过程平稳；刀具简单，成本低；5.按其结构车床有：卧车和落地车；立车；转塔车；单轴和多轴自动、半自动车；仿形车；数控车和车削中心；各种专门化车床。CA6140车床运动分析：机床布局结构：主轴箱刀架尾架床身床腿溜板箱进给箱CA6140传动系统分析：主轴箱传动图 进给箱传动图 溜板箱传动图 CA6140传动系统分析：1）主运动分析：抓两端、连中间找首、末件：首件：电机末件：主轴连中间，写出传动路线表达式：主轴的转速级

7、数：由结构式： 正转速级数为：23(1+22)=30 级但：从轴轴的5种传动比中有两级基本相等。均为：1/4。故：实际级数为： 231+(22-1)=24 级 反转速级数为：31+(22-1)=12 级主轴转速：主轴转速之间通常是等比级数排列：CA6140机床 主运动传动链的转速图2）进给运动分析:找首、末件：首件：主轴末件：刀架计算位移：主轴转一转刀架移动一个导程S或进给量（1） 螺纹进给传动链：运动关系：主轴转一转，刀具均匀移动一个导程i：从主轴到丝杠之间的总传动比t丝：丝杠螺距。 t丝=12mmS：被加工螺纹导程。传动路线： 米制（公制）螺纹：11.251.51.7522.252.533

8、.544.555.56789101112标准米制螺纹导程141618202224283236404448566472808896112128144160176192 米制（公制）螺纹：化简：经上述路线可加工20种标准螺距的螺纹，最大螺距：12mm。经扩大导程机构，将螺距扩大4或16倍，最终获得44种螺距的螺纹。可加工的最大螺距为192mm。正常螺距正常螺距到传动比为1扩大螺距（2） 车削圆柱面和端面正常进给量：传动路线：以正常螺距传动路线（3） 快速运动综上所述：可得64级纵、横进给量： 纵向进给量正常进给量32级（公制螺纹正常螺距）：0.08-1.22较大进给量8级（英制螺纹正常螺距）：0.

9、86-1.59加大进给量16级（英制螺纹扩大螺距）：1.71-6.33细进给量8级（公制螺纹缩小螺距）：0.028-0.054四、主要结构摩擦离合器主轴箱传动图 1、双向摩擦离合器、制动器及其操作机构 摩擦离合器摩擦离合器制动器轴和轴上变速操纵机构：双联齿轮在左(1、2、3)，对应三联齿轮左、中、右轴和轴上滑动齿轮的操作机构 溜板操纵机构溜板箱传动系统图 CA6140车床手柄位置车刀的结构 车刀是指在车床上使用的刀具。按加工表面特征来分类，有外圆车刀、车槽车刀、螺纹车刀、内孔车刀等。 车刀按结构分类，有整体式、焊接式、机夹式和可转位式四种型式如图所示。 1整体式：用整体高速钢制造，刃口可磨得较

10、锋利，适于小型车床或加工有色金属。 2焊接式：焊接硬质合金或高速钢刀片，结构紧凑，使用灵活，适于各类车刀特别是小刀具。 3机夹式 ：避免了焊接产生的应力、裂纹等缺陷，刀片利用率高。刀片可集中刃磨。使用灵活方便。 4可转位式：避免了焊接刀的缺点，刀片可快换转位。生产率高、断屑稳定。可使用涂层刀片。 5成形车刀：切削刃形状是根据工件的廓形专门设计的。五、车刀1、整体车刀 主要是高速钢车刀。刃口磨得可以很锋利，强度和韧性好，适用于小型刀具或有很高抗冲击性能要求的加工场合。2、焊接车刀 焊接车刀是由刀片和刀柄通过镶焊连接成一体的车刀。一般刀片选用硬质合金，刀柄用45钢。 选用焊接车刀时应具备的原始资料

11、是：被加工零件的材料、工序图、使用机床的型号、规格。 选购焊接车刀时，应考虑车刀型式、刀片材料与型号、刀柄材料、外形尺寸及刀具几何参数等。对大刃倾角或特殊几何形状的车刀，用户在重磨时尚需计算刃磨工艺参数，以便刃磨时按其调整机床。 3、 机夹车刀 机夹车刀指用机械方法定位、夹紧刀片，通过刀片体外刃磨与安装倾斜后，综合形成刀具角度的车刀。使用中刃口磨损后需进行重磨。机夹车刀可用于加工外圆、端面、内孔，特别在车槽车刀、螺纹车刀、刨刀方面应用较为广泛。 机夹车刀的优点在于避免焊接引起的缺陷，刀柄能多次使用，刀具几何参数设计选用灵活。如采用集中刃磨对提高刀具质量、方便管理、降低刀具费用等方面都有利。例如

12、刨刀要求大刃倾角，小后角，选用机夹式效果较好。 图示为几种典型的机夹外圆车刀 可转位车刀由刀片、刀垫、刀柄及杠杆、螺钉等元件组成。刀片上压制出断屑槽，周边经过精磨，刃口磨钝后可方便的转位换刃，不需重磨。 可转位刀具是国家重点推广的项目之一。 4、可转位车刀刀片、刀垫和夹紧机构，右图为杠杆式可转位车刀 可转位车刀与焊接车刀比较有一系列的优点： 1)避免焊接、刃磨引起的热应力，提高刀具耐磨及抗破损能力； 2)可使用涂层刀片，有合理槽形与几何参数，断屑效果好，能选用较高切削用量，提高生产率； 3)刀片转位、更换方便，缩短了辅助时间； 4)刀具已标准化，能实现一刀多用、减少储备量，简化刀具管理等工作。

13、 可转位刀具尚不能完全取代焊接与机夹刀具，因为在刃形、几何参数方面还受刀具结构与工艺的限制。例如尺寸小的刀具常用整体或焊接式；大刃倾角刨刀，可转位结构也难以满足要求，选用机夹式效果较好。 4、可转位车刀可转位刀片夹固的典型结构 可转位车刀刀片夹固的结构有多种不同的型式，其共同特征是通过刀片转位更换新切削刃，而当所有切削刃用钝后，再更换新刀片。正因为如此，刀片的夹固结构就必须满足下列基本要求：1)在转换切削刃或更换新刀片后，刀片位置要能保持足够的精度，刀尖位置误差应在零件加工精度允许范围之内。2)转换切削刃和更新新刀片要方便、迅速。3)刀片夹紧要可靠，应保证切削过程中不致松动而使刀尖移位。但夹紧

14、力也不宜过大，且应分布均匀，以免压碎刀片。夹紧力的方向应将刀片推向定位支承面，并尽可能与切削力方向一致，这样更有利于可靠地夹紧。勾形压板上压式 桥式压板上压式 带可调装置的上压式 刀片带压紧槽上压式 腰槽形螺钉夹紧杠杆式 平端紧定螺钉夹紧 光杆偏心夹紧 螺杆偏心夹紧 楔销式 压孔式 1）. 基本定义： 成形车刀又称样板刀，它是加工回转体成形表面的专用刀具，它的切削刃形状是根据工件的廓形设计的。2）. 应用场合： 主要用于成批、大量生产，在半自动或自动车床上加工内、外回转体的成形表面。当生产批量较小时，也可在普通车床上加工成形表面。目前多在纺织机械厂、汽车厂、拖拉机厂、轴承厂等工厂中使用。 5、成形车刀3）. 加工特点： 1）加工精度可达IT910级，表面粗糙度Ra可达2510um)； 2）生产率较高(因只经过一个切削行程就可切出所需要的成形表面)；刀具的可重磨次数多，使用期限长。 3）成形车刀的设计、计算和制造比较麻烦，制造成本也较高。 4）.种类及装夹 成形车刀的种类很多，也有不同的分类方法。 若