金属切削机床-课件(2)

1、金属切削机床机械工业出版社目 录第一章 金属切削机床的认知 第二章 机床的传动基础知识第三章 普通车床 第四章 普通铣床 第五章 普通磨床 第六章 齿轮加工机床 第七章 其他类型机床第八章 数控机床概述第九章 典型数控机床第一章 金属切削机床的认知第一节 我国切削加工技术发展概述第二节 金属切削机床在国民经济中的地位第三节 金属切削机床的分类和型号编制 能力目标：了解我国切削加工技术发展状况，认识金属切削机床在国民经济中的地位和发展的总体趋势，熟悉机床的不同分类方法，重点让学生掌握机床型号的编制方法，使学生能够根据每种机床的型号真实地反映出机床的类别、主要参数、使用与结构特性。 内容分析：在现

2、代机械制造工业中，金属切削机床是加工机器零件的主要设备，在各类机器制造装备中所占的比重较大。为了便于区别、使用和管理发展迅速的金属切削机床的品种及规格，须对机床加以分类和编制型号，以此来解决机床名称冗长、书写和称呼都很不方便的问题。 相关知识：第一节 我国切削加工技术发展概述机床是在人类认识和改造自然的过程中产生，又随着社会生产的发展和科学杜术的进步而不断发展、不断完善的。最原始的机床是木制的，所有运动都由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器，现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。18世纪发明了机动刀架，并以

3、蒸汽机为动力，对机床进行驱动或通过多轴对机床进行集群驱动，才形成了现代机床的雏形。19世纪至20世纪初，随着电动机的问世，电动机取代了蒸汽机，经过了多轴对机床进行集群驱动、单独电动机驱动的封闭齿轮箱的发展过程，才使机床具备了现代的结构形式。上世纪40年代，随着高速钢的和硬质合金工具的使用以及液压技术的应用，使机床在传动、机构、控制等方面得到很大的改进，加工精度和生产率得到显著提高。自上世纪50年代以来，计算机技术开始应用于机床中，先后出现了数控机床、加工中心柔性制造系统等。计算机集成制造的出现，表明机械制造业正在走向一个新的变革时代。电火花加工、电解加工、超声波加工、电子束加工等各种机械加工设

4、备，表明特种加工设备也有了长足的发展。由于我国历史上的长期封建统治以及帝国主义侵略和掠夺，在新中国成立之前，没有自己的机床制造业。新中国成立后，机床工业从无到有、从小到大、从仿造到自行设计，扩建及兴建了一批机床制造厂，开始了各种机床的研究和实验工作，我国机床工业已形成了一个布局合理、产品门类齐全的完整体系，能够生产出从小型的仪表机床到重要的各类机床，从通用机床到各种精密、高效率、高度自动化的机床，机床年产量已达13万台，品种达1千多种。我国从50年代末开始研制数控机床，并通过引进和消化先进技术，现已能生产包括加工中心、柔性制造单元在内的各种数控机床，并且研制出了柔性制造系统。第二节 金属切削机

5、床在国民经济中的地位金属切削机床是采用切削的方法把金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称为机床。在现代机械制造工业中，机床是加工机器零件的主要设备，机床在各类机器制造装备中所占的比重较大，一般都在50%以上，所担负的工作量占机器总制造工作量的40%60%。对于有一定形状、尺寸和表面质量要求的金属零件，特别是精密零件的加工，主要是在金属切削机床上完成的。机床的“母机”属性决定了它在国民经济中的重要地位。机械制造工业担负着为国民经济各部门提供先进技术装备的任务，机床工业是机械制造工业的重要组成部分，为机械制造工业提供先进的加工装备和加工技术

6、的“工作母机”。一个国家机床的拥有量、产量、品种和质量如何，是衡量其工业水平的标志之一。当前，生产机床的企业遍布全国，许多国产机床产品的性能已达到世界先进水平，物美价廉和高性价比吸引着全世界的目光，一批重点机床厂的高新产品在国际市场很受欢迎，机床产品已成为我国近10年来主要出口创汇的商品之一。随着国际技术交流与合作的进一步发展，我国机床工业已进入一个新的发展阶段。第三节 金属切削机床的分类和型号编制一、金属切削机床的分类按加工方式分： 12大类按通用程度分：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通用机床（万能机床）：加工范围较广、结构复杂，主要适用于单件

7、、 小批量生产。如卧式车床、卧式铣镗床等。专门化机床（专能机床）：加工某一类或几类零件的某一种（或几种）特定工序。如精密丝杠车床、凸轮轴车床、曲轴车床等。专用机床：加工某一种（或几种）零件的特定工序。如制造主轴箱的专用镗床、制造车床床身导轨的专用龙门磨床等等。二、金属切削机床的型号（一）机床通用型号1.型号的表示方法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2.机床的类别代号二、金属切削机床的型号（一）机床通用型号3.特性代号（1）通用特性代号通用特性代号通用特性代号高精度G仿 形F

8、精 密M轻 型Q自 动Z加 重 型C半自动B万 能W数字程序控制K简 式J自动换刀H柔性加工单元R（2）结构特性代号 区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O” 不能用。例：CA6140型普通车床二、金属切削机床的型号（一）机床通用型号4、机床的组别和系别代号 每类机床分10组（从09组），每组又分10系（从09型）5、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，常用主参数的折算值（1/10或1/100或1/1）来表示。6、机床重大改进序号 用字母“A、B、C ”表示，附机床型号末尾，以示区别。二、金属切削机床的型号（一）

9、机床通用型号二、金属切削机床的型号（三）组合机床及自动线型号组合机床及自动线分类代号分 类代 号大型组合机床U小型组合机床H自换刀数控组合机床K大型组合机床自动线UX小型组合机床自动线HX自换刀数控自动线KX 例 ： B13 100 北京第一机床厂 第三组 第100种专用机床（专用铣床）（二）专用机床型号 型号表示方法：第二章 机床的传动基础知识第一节 工件的表面形状及其形成方法第二节 机床的成形运动第三节 机床的传动联系和传动原理图 能力目标：了解发生线的形成方法、工件表面的成形方法和成形运动，熟悉机床的传动联系、外联系传动链和内联系传动链的本质区别。使学生能够根据传动原理图，针对机床运动的

10、具体情况进行具体分析。 内容分析：本章是学习本课程的基拙，也是本课程的重点之一。对机床进行运动分析的目的在于，利用简单的方法来分析、比较各种机床的传动系统，以掌握机床的运动规律。这不仅是认识和使用现有机床的基拙，也是设计新机床时比较与选择合理设计方案的重要依据。 相关知识：第一节 工件的表面形状及其形成方法一、工件形状及其表面的成形方法第一节 工件的表面形状及其形成方法一、工件形状及其表面的成形方法第一节 工件的表面形状及其形成方法二、发生线的形成方法1）轨迹法2）相切法 3）成形法4）展成法第二节 机床的成形运动一、成形运动的种类1.简单成形运动2.复合成形运动第二节 机床的成形运动二、主运

11、动和进给运动1.主运动 2.进给运动3.辅助运动是产生切削的运动，可由工件和刀具来实现。 进给运动是维持切削得以继续的运动。 1）各种空行程运动2）切入运动 3）分度运动4）操纵和控制运动5）调位运动第三节 机床的传动联系和传动原理图 为了实现机床加工过程中所需的各种运动，机床必须具有动力源、执行件和传动装置3个基本部分。 1）动力源 动力源是提供动力的装置，如各种电动机、液压马达以及伺服驱动系统等是机床运动的主要来源。普通机床常用三相异步交流电动机作为动力源，数控机床常用直流或交流调速电动机或伺服电动机作为动力源。 2）执行件 执行件是执行运动的部件，如主轴、刀架以及工作台等，其任务是带动工

12、件或刀具完成旋转或直线运动，并保持准确的运动轨迹。 3）传动装置 传动装置是传递动力和运动的装置，通过它把动力源的动力传递给执行件或把一个执行件的运动传递给另一个执行件。传动装置通常还包括用来改变传动比、改变运动方向和改变运动形式（从旋转运动改变为直线运动）等的机构。 动力源传动装置执行件或执行件传动装置执行件构成了传动联系。一、机床的传动联系第三节 机床的传动联系和传动原理图二、机床的传动装置1.机械传动 1）带传动 2）齿轮传动 3）蜗轮蜗杆传动 4）齿轮齿条传动 5）丝杠螺母传动2.电气传动3.液压传动4.气压传动 第三节 机床的传动联系和传动原理图三、机床的传动链 把动力源和执行件或执

13、行件之间联系起来的一系列传动件，构成了一个传动联系，称其为传动链。按传动链的性质不同可分为： 外联系传动链 它是联系动力源和机床执行件之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行之间有严格的传动比关系，如：车削时电机与主轴间的传动链。内联系传动链 它是联系复合运动之间的各个分解部分，因而传动链所联系的执行件相互之间要求有严格的传动比关系，如：车削螺纹主轴与刀架间的传动链； 内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动 。第三节 机床的传动联系和传动原理图四、传动原理图 为了便于研究机床的传动联系，常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来，这就是传动原

14、理图。 第三节 机床的传动联系和传动原理图四、传动原理图第三节 机床的传动联系和传动原理图四、传动原理图第三章 普通车床第一节 认识CA6140型普通车床第二节 认识CA6140 型车床的传动系统第三节 认识CA6140 型车床的主要部件结构第四节 认识其它车床 能力目标：了解从哪几方面分析金属切削机床，掌握机床的表面成型方法、机床的结构、机床的传动联系、主要机构的功用及原理，重点掌握机床传动分析的步骤。使学生能够根据机床传动系统图，针对机床传动联系的具体情况进行具体分析，合理地对有关运动参数进行调整和计算。 内容分析：车床是目前机械制造业中使用最广泛的一类金属切削机床。CA6140型普通车床

15、是一种万能车床，它的加工范围较广，结构较复杂。通过对CA6140型普通车床进行全面的分析，不仅能掌握分析其他机床的方法和步骤，而且能了解机床结构中的一些典型机构。本章是分析金属切削机床的基拙。 相关知识：第一节 认识CA6140型普通车床一、机床的总体布局第一节 认识CA6140型普通车床二、机床的用途 第一节 认识CA6140型普通车床三、机床的运动 1）工件的旋转传动2）刀具的移动3）切入运动4）辅助运动：第二节 认识CA6140 型车床的传动系统第二节 认识CA6140 型车床的传动系统一、主运动传动链第二节 认识CA6140 型车床的传动系统二、进给运动传动链1. 车螺纹传动链第二节

16、认识CA6140 型车床的传动系统二、进给运动传动链2.纵向与横向进给传动链第三节 认识CA6140 型车床的主要部件结构一、主轴箱图3-5 CA6140型卧式车床主轴箱的展开图图3-6 双向式多片摩擦离合器第三节 认识CA6140 型车床的主要部件结构二、进给箱图3-11 CA6140型卧式车床进给箱的主要装配图第四节 认识其它车床一.马鞍车床第四节 认识其它车床二.转塔车床第四节 认识其它车床三.落地车床第四节 认识其它车床四.立式车床第四章 普通铣床第一节 X6132型万能卧式升降台铣床第二节 万能分度头第三节 其他类型铣床 能力目标：了解X6132型万能卧式升降台铣床的组成及其主要部件

17、结构并对其运动进行分析，掌握万能分度头的使用方法；了解其它类型铣床。 内容分析：铣床是用铣刀进行切削加工的机床，它的用途极为广泛。在铣床上用不同类型的铣刀配备万能分度头，圆工作台等多种附件，可完成各种平面、沟槽及成形面的加工。铣床工作时的主运动是主轴部件带动铣刀的旋转运动，进给运动可由工作台在三个互相垂直的方向作直线运动来实现。由于铣床上使用的是多齿刀具，加工过程中通常有几个刀齿同时参加切削，因此，可获较高的生产率。就整个铣削过程来看是连续的，但就每个刀齿来看其切削过程是断续的，且切入与切出的切削厚度亦不等，因此，作用在机床上的切削力相应地发生周期性的变化，这就要求铣床在结构上具有较高的静刚度

18、和动刚度。 相关知识：第四章 普通铣床第一节 X6132型万能卧式升降台铣床一、主要组成部件1-床身2-底座3-转盘4-升降台5-床鞍6-工作台7-主轴8-刀杆支架9-悬梁10-刀杆第一节 X6132型万能卧式升降台铣床二、机床的主要技术规格第一节 X6132型万能卧式升降台铣床三、机床的传动系统1.主运动2.进给运动第一节 X6132型万能卧式升降台铣床四、主要部件结构1.主轴部件第一节 X6132型万能卧式升降台铣床四、主要部件结构2.顺铣机构 第一节 X6132型万能卧式升降台铣床四、主要部件结构3.孔盘变速操纵机构第二节 万能分度头一、万能分度头的用途和传动系统第二节 万能分度头二、分

19、度方法1、简单方法直接利用分度盘进行分度的方法 第二节 万能分度头二、分度方法2、角度分度法第二节 万能分度头二、分度方法3.差动分度法第二节 万能分度头三、铣螺旋槽的调整计算第三节 其他类型铣床第五章 普通磨床第一节 磨床分类及磨削加工工艺特点第二节 外圆磨床第三节 其他类型磨床能力目标：了解磨床的分类及磨削加工工艺特点，认识外圆磨床的工作方法，掌握M1432A型万能外圆磨床结构、运动及传动系统；了解其它类型磨床。内容分析：磨削加工是一种历史悠久的加工方法，同时又是一种最有发展前途的加工方法。因为它既能加工普通材料又能加工超硬材料，既能作粗加工又能作精加工及超精加工。目前磨削加工精度可达IT

20、4 -IT7，表面粗糙度为1.25 m -0.01 m ,磨削加工对毛坯余量要求很小，特别适用于毛坯的模锻、模冲压和精密铸造等现代化生产方法中。现在有些工件可以从毛坯直接进行精磨加工。此外，磨削加工生产效率高，容易实现生产过程自动化。因此磨削加工在机械制造工业中的地位日显重要。相关知识：第一节 磨床分类及磨削加工工艺特点一、磨床分类1. 外圆磨床 2. 内圆磨床 3. 平面磨床 4. 工具磨床5. 各种专门化磨床 6. 其他磨床 第一节 磨床分类及磨削加工工艺特点二、磨削加工特点1. 精度高、表面粗糙度小2. 砂轮具有自锐作用3. 背向磨削力大4. 磨削温度高第一节 磨床分类及磨削加工工艺特点

21、三、磨削加工应用第二节 外圆磨床一、外圆磨床的工作方法第二节 外圆磨床二、M1432B型万能外圆磨床第二节 外圆磨床机床的运动第二节 外圆磨床第二节 外圆磨床三、其他类型外圆磨床第二节 外圆磨床无心外圆磨床第二节 外圆磨床无心外圆磨床第三节 其他类型磨床一、内圆磨床第三节 其他类型磨床第三节 其他类型磨床第三节 其他类型磨床平面磨床第三节 其他类型磨床第三节 其他类型磨床第三节 其他类型磨床螺纹磨床第三节 其他类型磨床工具磨床第三节 其他类型磨床第三节 其他类型磨床第三节 其他类型磨床第三节 其他类型磨床第六章 齿轮加工机床第一节 齿轮加工方法及特点第二节 Y3150E型滚齿机第三节 其他齿轮

22、加工机床简能力目标：了解齿轮加工的方法、分类，齿轮加工机床的类型；了解滚齿机的滚齿原理，掌握滚切直齿和斜齿园柱齿面的运动、传动原理和传动链分析；了解Y3150E型滚齿机的工作原理、传动系统分析及调整；了解其他齿轮加工机床。内容分析：齿轮是现代机器和仪器中最常用的传动件，它具有传动比准确、传动力大、效率高、结构紧凑、可靠耐用等优点，在各种工业部门中得到了广泛的应用。用来加工齿轮轮齿表面的机床，称为齿轮加工机床。一般齿轮轮齿的加工，按加工方法的不同，大体分为两种，即仿形法和范成法。齿轮加工机床的种类很多，大致可分为圆柱齿轮加工机床和圆锥齿轮加工机床两类，圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机、车齿机

23、等；圆锥齿轮加工机床中的直齿锥齿轮加工机床又有刨齿机、铣齿机、拉齿机等；此外，还有精加工齿轮轮齿表面的磨齿机、研齿机和剃齿机。相关知识：第一节 齿轮加工方法及特点一、齿轮的加工方法1成形法2展成法第一节 齿轮加工方法及特点二、齿轮加工机床的类型及用途按照被加工齿轮种类不同，分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。 1.圆柱齿轮加工机床1）滚齿机 主要用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗杆。2）插齿机 主要用于加工单联及多联的内、外齿圆柱齿轮。3）剃齿机 主要用于淬火前的直齿和斜齿圆柱齿轮的齿廓精加工。4）衍齿机 主要用于对热处理后的直齿和斜齿圆柱齿轮的齿廓精加工。衍齿对齿形精度改善不大，主要是降

24、低吃面的表面粗糙度值。5）磨齿机 主要用于淬火后的圆柱齿轮的轮廓精加工。2.圆锥齿轮加工机床 这类机床可分为直齿锥齿轮加工机床和弧齿锥齿轮加工机床两类。用于加工直齿锥齿轮的机床有锥齿轮刨齿机、铣齿机、拉齿机和磨齿机等；用于加工弧齿锥齿轮的机床有弧齿锥齿轮铣齿机、拉齿机和磨齿机等。第二节 Y3150E型滚齿机一、主要组成部件第二节 Y3150E型滚齿机二、主要技术参数第二节 Y3150E型滚齿机三、传动系统分析1.传动系统和传动路线表达式第二节 Y3150E型滚齿机三、传动系统分析2.滚切直齿圆柱齿轮的传动链及其换置计算第二节 Y3150E型滚齿机三、传动系统分析3.滚切斜齿圆柱齿轮的传动及其换

25、置计算 第二节 Y3150E型滚齿机三、传动系统分析4.交换齿轮齿数的选择 5.刀架快速移动的传动路线 第二节 Y3150E型滚齿机四、机床的工作调整及主要部件结构 1.滚刀旋转方向和展成运动方向的确定 第二节 Y3150E型滚齿机四、机床的工作调整及主要部件结构 2.滚刀刀架扳动角度的方法 第二节 Y3150E型滚齿机四、机床的工作调整及主要部件结构 3.滚刀的安装和滚刀轴向位置的调整 第二节 Y3150E型滚齿机四、机床的工作调整及主要部件结构 3.滚刀的安装和滚刀轴向位置的调整 第二节 Y3150E型滚齿机四、机床的工作调整及主要部件结构 4.工件的装夹和工作台的结构第二节 Y3150E

26、型滚齿机四、机床的工作调整及主要部件结构 4.工件的装夹和工作台的结构第二节 Y3150E型滚齿机四、机床的工作调整及主要部件结构 第二节 Y3150E型滚齿机四、机床的工作调整及主要部件结构 5.滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮例6-2 在Y3150E型滚齿机上滚切齿数为139的直齿圆柱齿轮，滚刀为单头，轴向进给量为1mmr。试计算展成运动和附加运动挂轮的齿数。 第二节 Y3150E型滚齿机四、机床的工作调整及主要部件结构 6.滚切蜗轮 第三节 其他齿轮加工机床简介一、插齿机第三节 其他齿轮加工机床简介二、刨齿机图6-23锥齿轮展成原理第三节 其他齿轮加工机床简介三、剃齿机图624剃齿原

27、理第三节 其他齿轮加工机床简介四、磨齿机1连续分度工作的磨齿机 第三节 其他齿轮加工机床简介四、磨齿机2单齿分度工作的磨齿机 图6 - 26单齿分度工作的磨齿原理(1)锥形砂轮磨齿机 第三节 其他齿轮加工机床简介四、磨齿机2单齿分度工作的磨齿机 (2)双碟形砂轮型磨齿机 第七章 其他类型机床第一节 钻床第二节 镗床第三节 刨床、插床和拉床 能力目标：了解各种金属切削机床的组成、功用、运动和加工特点，熟悉各种机床的构造，用途及工艺范围。使学生能够根据所要加工零件的工艺要求，结合本机床的特点，合理地选择机床。项目分析：切削加工是将金属毛坯加工成具有较高精度的形状、尺寸和较高表面质量零件的主要加工方

28、法。金属切削机床是切削加工机器零件的主要设备。本章学习的目的在于开阔学生的眼界，学习机床的选用，为合理选择机器零件的加工方法奠定基拙。相关知识：第一节 钻床 钻床主要用来加工一些尺寸不是很大、精度要求不是很高、外形较复杂、没有对称回转线的孔。在钻床上可以进行的工作如图7-1所示。加工时，刀具一面旋转作主运动，一面沿其轴线移动作进给运动。加工前，须调整机床，使刀具轴线对准被加工孔的中心线；在加工过程中，工件是固定不动的。 通常，表明钻床加工能力的主参数是最大钻孔直径。钻床按结构的不同可分为立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床等。第一节 钻床图 7-2 立式钻床一、立式钻床立式钻床是由变速箱4、进给箱3、

29、立柱5、工作台1和底座6等部件组成。主轴2的旋转运动是由电动机经变速箱4传动的。加工时，工件直接或通过夹具安装在工作台上，主轴既旋转又作轴向进给运动。进给箱3和工作台1可沿立柱5的导轨调整上下位置，以适应加工不同高度的工件。第一节 钻床二、摇臂钻床 摇臂钻床是由外立柱3、内立柱2、摇臂4、主轴箱5、主轴6和底座1等部件组成。 三、深孔钻床 深孔钻床是专门化机床，专门用于加工深孔（孔的长度大于其直径的5倍以上），如加工枪管、炮筒和机床主轴等零件的深孔。 第二节 镗床一、卧式膛床第二节 镗床二、坐标膛床第二节 镗床三、金刚膛床第三节 刨床、插床和拉床第三节 刨床、插床和拉床第八章 数控机床第一节

30、数控机床的组成及其工作原理第二节 数控机床的特点与分类第三节 数控机床的主要性能指标第四节 数控机床典型部件能力目标：了解数控机床的组成及其工作原理、数控机床的特点及应用范围，重点掌握数控机床的工作原理、数控机床的组成和分类。使学生能够根据零件的类型合理地选择数控机床。内容分析：数控机床也称数字程序控制机床，是一种用数字化的代码作为指令，由数字控制系统对机床及其加工过程进行控制的自动化机床，它是综合应用了电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量技术和机床设计等领域的先进技术成就而发展起来的一种自动化机床。数控机床具有较大的灵活性，特别适用于生产对象经常改变的地方，并能方便地实现对复杂零件的高精

31、度加工，它是实现柔性生产自动化的重要设备。相关知识：第一节 数控机床的组成及其工作原理一、数控机床的组成第一节 数控机床的组成及其工作原理一、数控机床的组成1计算机数控装置（ CNC 装置）2伺服系统3控制面板4控制介质与程序输入输出设备5PLC 、机床I/O（输入输出）电路和装置 6. 机床本体第一节 数控机床的组成及其工作原理二、数控机床的工作原理第二节 数控机床的特点与分类一、数控机床的特点1.数控机床的加工特点（1）适应性强（2）精度高,产品质量稳定（3）高速度、高效率（4）能实现复杂的运动（5）良好的经济效益（6）有利于生产管理的现代化2.数控机床的使用特点（1）对维修人员的技术水平要求较高（2）对夹具和刀具的要求较高