机械制造技术基础课件 第一章2-2

一、机床的基本组成二、机床的技术性能指标三、机床的精度与刚度四、机床的主要部件机床的组成、性能和主要部件目的与要求：熟悉机床的组成、性能和主要部件。1一、机床的基本组成二、机床的技术性能指标三、机床的精度与刚度四、机床的主要部件动力源、传动系统、工作部件、基础件、控制系统、冷却系统、润滑系统、其他装置。工艺范围、技术规格、加工精度和表面粗糙度、生产率、自动化程度、机床的效率和精度保持性、其他。几何精度、运动精度、传动精度、定位精度、重复定位精度、工作精度、精度保持性。主轴部件、传动系统、刀架和自动换刀装置、导轨、基础件2动力源为机床提供动力和运动的驱动部分。包括各种交流电动机、直流电动机，液压传动系统的液压泵、液压马达等。传动系统

传递动力和运动，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。包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱（主轴箱）、进给箱等。一、机床的基本组成3工作部件（执行件）实现切削加工主运动和进给运动的执行部件。主轴及主轴箱，工作台及其滑板或滑座，刀架及其溜板等。与工件和刀具安装调整有关的部件或装置。自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等。与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。用于安装和支承其他固定部件或运动部件，承受重力和切削力，如床身、立柱等。亦称机床大件或支承件。基础件不同种类机床，这些工作部件的构成和结构差异很大，但就运动形式来说，主要是旋转运动和直线运动，所以工作部件结构中大多含有轴承和导轨。4控制系统用于控制各工作部件的正常工作。电气控制系统，液压或气压控制系统，数控（NC）系统。冷却系统对加工工件、刀具以及机床的某些发热部位进行冷却。润滑系统对机床的运动副进行润滑，减小摩擦、磨损和发热。其他装置排屑装置，自动测量装置等。5动力源、传动系统、工作部件、基础件、控制系统、冷却系统、润滑系统、其他装置6机床的工艺范围是指其适应不同生产要求的能力，即可以完成的工序种类，能加工的零件类型、毛坯和材料种类，以及适用的生产规模等。通用机床：工艺范围较宽，适用于单件小批量生产。专用机床：加工范围很窄，自动化程度和生产率较高。数控机床：工艺范围较宽，加工精度较高，可以实现自动化加工。二、机床的技术性能指标充分了解机床的技术性能，对机床的正确选择和合理使用时十分重要的。一般来说，机床的技术性能主要包括以下几个方面。工艺范围7技术规格是反映机床尺寸大小和工作性能的各种技术数据，包括主参数和影响机床工作性能的其它各种尺寸参数，运动部件的行程范围，主轴、刀架、工作台等执行件的运动速度，电机功率，机床的轮廓尺寸和重量等。尺寸参数：反映机床的加工范围，包括主参数、第二主参数、其他尺寸参数等。运动参数：机床执行机构的运动速度。主轴的最高转速和最低转速，刀架的最大和最小进给量（进给速度）。动力参数：机床电动机的功率。技术规格89加工精度和表面粗糙度是指在正常工艺条件下，机床上加工的零件所能达到的尺寸、形状和相互位置精度，以及所能控制的表面粗糙度。生产率是指在单位时间内机床所能加工的工件数量，它直接影响生产效率和生产成本。自动化程度机床自动化程度可以用机床自动工作的时间与全部工作时间的比值来表示。自动化程度高，有利于提高劳动生产率，减轻工人劳动强度。10机床的效率和精度保持性机床的效率是指消耗于切削的有效功率与电动机输出功率之比；

精度保持性是指机床保持其规定的加工质量的时间长短。其他除上述之外，机床的技术性能还包括噪音大小，操作和维修是否方便，工作是否安全可靠等。11几何精度：机床空载条件下，在不运动或运动速度较低时各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度。运动精度：机床空载并以工作速度运动时，主要零部件的几何位置精度。传动精度：机床传动系各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。三、机床的精度与刚度机床精度：为了保证加工中工件达到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，机床本身必须具备的精度。12定位精度：机床的定位部件运动到达规定位置的精度。定位精度直接影响被加工工件的尺寸精度和形位精度。重复定位精度：机床运动部件在相同条件下，用相同的方法重复定位时位置的一致程度。工作精度：加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工作精度。精度保持性：在规定的工作期间内保持机床所要求的精度。机床刚度：机床系统抵抗受力变形的能力。习惯上所说的刚度一般指静刚度。动刚度是抗振性的一部分。13机床的重要部件之一。由主轴及其支承轴承、传动件、密封件及定位元件等组成。支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷完成表面成形运动。四、机床的主要部件1、主轴部件14齿轮传动带传动：同步齿形带。电动机直接驱动：主轴单元。（用于精密机床、高速机床、加工中心等。）旋转精度静刚度抗振性温升和热变形（1）主轴部件应满足的基本要求（2）主轴部件的传动方式15一般由动力源（电动机）、传动装置（变速装置）和执行件（主轴、刀架、工作台等）以及开停、换向、制动机构等组成。2、传动系统用于实现机床的主运动，影响到机床的使用性能、结构和制造成本等。分类：按驱动电动机分：交流电动机驱动，直流电动机驱动。按传动装置分：机械传动装置，液压传动装置，电气传动装置，及其组合。按变速的连续性分：分级变速传动，无级变速传动。（1）主传动系统16电气伺服进给传动系统：数控装置和机床之间的联系环节，是以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，其作用是接受来自数控装置发出的进给脉冲，经变换和放大后驱动工作台按规定的速度和距离移动。（2）进给传动系统用于实现机床的进给运动和辅助运动（调位运动、快速运动等）。分类：机械进给传动，液压进给传动，电气伺服进给传动等。17a.控制类型①开环系统；②闭环系统；③半闭环系统。18①步进电动机；②直流伺服电动机；③交流伺服电动机；④直线伺服电动机：是一种能直接将电能转化为直线运动机械能的电力驱动装置，能替换传统的由回转型伺服电动机加滚珠丝杠的伺服进给系统，没有了从电动机到工作台之间的中间传动，可直接驱动工作台进行直线运动，使工作台的移动速度提高3～4倍，加/减速度提高10～20倍。适用于高速机床。b.驱动部件19机床刀架用于安放刀具并进行切削工作，要承受极大的切削力，因而往往成为工艺系统中的较薄弱环节。自动换刀装置，由刀库和换刀机械手组成，是加工中心的主要特征。3、刀架和自动换刀装置2021满足工艺过程提出的要求。能牢固地安装刀具，在刀架上安装刀具时能精确调整刀具的位置。刀架、刀库、换刀机械手应具有足够的刚度。使用可靠性高。换刀时间尽可能短。操作方便安全。机床刀架和自动换刀装置应满足的要求22（1）导轨应满足的主要技术要求4、导轨用于支撑和引导运动部件沿着一定的轨迹运动。导轨分动导轨和静导轨（支承导轨），动导轨相对于静导轨可以作直线运动或回转运动。导轨副按导轨面的摩擦性质分滑动导轨副和滚动导轨副。导向精度高。承载能力强，刚度高。精度保持性好。低速运动平稳性好。23（2）导轨的截面形状和组合形式1）矩形导轨。2）三角形导轨。3）燕尾形导轨。4）圆柱形导轨。截面形状：24凸形凹形承载能力大、刚度高、制造简便、检验和维修方便；存在侧向间隙，导向性差。不产生间隙、角度越小导向性越好，但耐磨性越差。有对称和不对称结构。可承受较大的颠覆力矩，结构紧凑，间隙调整方便。刚性较差，加工、检验维修都不方便。制造方便，工艺性好，但磨损后较难调整和补偿间隙。主要用于轴向负荷的导轨。1）双三角形导轨。2）双矩形导轨。3）矩形和三角形导轨组合。4）矩形和燕尾形导轨组合。组合形式：25不需要镶条调整间隙，接触刚性好，导向性和精度保持性好。但加工、检修不方便。承载能力大、制造简单，多用在普通机床和重型机床。分宽式组合和窄式组合。导向性好、刚度高、制造方便，应用最广。能承受较大力矩，调整方便，多用在横梁、立柱、摇臂导轨中。包括床身、立柱、横梁、底座等大件，相互固定连接成机床的基础和框架。主要功能是保证机床各零部件之间的相互位置和相对运动精度，并保证机床有足够的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用度。5、基础件应具有足够的刚度和较高的刚度-质量比