第二章 金属切削机床的基本知识

第二章金属切削机床的基本知识

第一节机床的类别和基本构造金属切削机床是指利用刀具对金属工件进行切削加工，使之获得所要求几何形状、尺寸精度和表面质量的设备。一、机床的分类按加工方式、加工对象或主要用途分为12大类，即车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其他机床等。

在各类机床中，车床、钻床、刨床、铣床和磨床是五种最基本的机床。

图2-1零件表面的形成a)平面b)圆柱面c)锥面d)抛物面1-母线2-导线工件表面的形成方法发生线的形成方法及所需运动

⑴轨迹法刀具切削刃与被加工表面为点接触，

图2-2形成发生线所需的运动a)轨迹法b)成形法c)相切法d)展成法1-刀尖或切削刃2-发生线3-刀具轴线的运动轨迹机床的运动

机床在切削过程中，使工件获得一定表面形状所必需的刀具和工件间的相对运动称为机床的工作运动，也称为表面成形运动。机床上除了以上运动外，为了调整刀具与工件的位置、工艺参数、操纵和控制机床等所需要的运动称为辅助运动，如切人运动、快进、快退、让刀运动、变速、换向。

二、闻机床限的基骂本结挨构1、主昏传动皇部件堪：戚用来厉实现致机床腔的主魂运动2、进品给传刑动部殊件：眼主要牛用来辨实现剩机床厉的进述给运丑动，百也氧用来昌实现湖机床敞的调夏整、滥退刀视及快蚂速运裹动等3、工猪件安呢装装荷置：腿用来盈安装薯工件庄。4、刀丑具安混装装烧置：余用来见安装串刀具禾。5、支船承件浮：用仗来支殃承和暖连接医机床旋的各满零部董件6、动倘力源潜：为筒机床汁运动招提供疑动力蓝，即匙电动萝机。第二戒节把机床羊的传孩动机床基的传品动，密有机街械、捏液压谜、气照动、含电气汪等多陶种传句动形失式，叛其中涉最常骂见的脉是机领械传曾动和家液压肥传动乐。机械冒传动董应用怕齿轮唱、传那动带首、离既合器愤、丝限杠螺司母等劳机械俊组件屠传递溉运动总和动烦力。颗这种匠传动盗形式电工作爆可靠稻、维雷修方晕便，级目前灵机床凶上应匙用最叛广。液压悔传动畏应用望油液息作介屯质，锋通过疤泵、观阀、头液缸饼等液汤压组介件传策递运塘动和镜动力猪。这移种传锣动形粥式结滩构简勒单、诸传动登平稳遣。一、蓬机床泥的机畜械传径动1、机挤床上械常用备的传杠动副榨及其燃传动桂关系用来箭传递扫运动俯和动节力的情装置隐称为嚼传动村副（1）带训传动带传误动是优利用瓶传动彼带与近带轮聋之间总的磨颠擦作悄用，陷将主蛇动带皇轮的拢转动待传到框从动床带轮膝，在匠机床哈的传慨动中凝，一野般常绒用V带传眠动。传动史比：指买从动旦轮（输轴）傻与主俊动轮颜（轴老）的赌转速丹之比迁。式中d1、d2岔--凳-分别倒为主给动、师从动沾带轮筑的直众径，密ｍｍ葡；n1、n2束--乞-分别初为主存动、区从动赔带轮亭的转桌速，细ｒ/ｍｉ什ｎ；ε为滑耳动系被数，奥约为0.删98。（2）齿宾轮传援动齿轮模传动步是目香前机叛床中扮应用键最多霞的一学种传财动方迟式。恢这种倦传动某种类宽很多值，如飘直齿纱、斜增齿等振，其烛中最大常用育的是先直齿钱圆柱艳齿轮沾传动互。传动抢比为:z1、z2、和n1、n2分别票为主屡动、虹从动支齿轮辉的齿炮数和雨转速齿轮重传动挖的传绞动比伤等于荣主动烈齿轮冈与从物动齿延轮齿社数之逢比（3）蜗隙杆传挤动蜗杆坡为主龄动件惧，将组其转伍动传躬给蜗氏轮。晚这种拒传动贿方式刃只能志是蜗晚杆带时动蜗贱轮转孩，反钥之则钓不可采能。若蜗秋杆的目螺纹政头数翼为ｋ左，转时带为n1；蜗璃轮的劝齿数仁为ｚ纹，转窗速为n2，则托其传乓动比现为（4）齿抄轮齿青条传绢动若齿常轮按惹箭头而所指禁方向樱放置产，则停齿条比向左杯作直齿线移协动，柄其移嘱动速眠度为mm荒/s式中蛋：z—级—齿轮傅齿数软；n—两—齿轮识转数咸，r/革mi奋n；p场——齿条昏齿距掉，p=πm，mm；m—距—齿轮扣、齿颤条模侄数，mm。（5）螺仅杆传崭动若螺丧杆（遍又称饼丝杆枝）旋染转，稀螺母坐不转姥，则失它们趁之间霸沿轴房诚线方筹向相刻对移皂动的程速度最为式中沫：n—午—螺杆木转速除，r/训mi源n；p—竟—单头慕螺杆陕螺距雨，mm。mm爬/s式中k—灿—螺杆窃螺纹挎头数租。mm停/s用多太头螺肚杆传葛动时2、传孟动链趋及其费传动团比传动挤链是捧指实裳现从码首端渣件向被末端伙件传吃递运亲动的晴一系疤列传赏动件闹的总降和，何它是悠由若皱干传糖动副剂按一卧定方醒法依耍次组鱼合起借来的拨。传动颜链种仁通常泄包括峡两类植机构葬：一航类是昏传动掘比和按传动肌方向仔固定羡不变手的传明动机圈构，违如定阔比齿辞轮副寨，称节为定率传动乖比机挤构；贿另一宅类是珠根据咸加工念要求老可以籍变换喇传动拘比和逼传动赞方向工的传扭动机弃构，缘瑞滑移彩齿轮丹变速雷机构城统称筑为换劣置机德构。传动能链的昆总传得动比储等于枯传动名链中吵各传哄动副淡传动箩比的刑乘积浪。3、机灶床常陶用的虫变速钞机构变换膀机床荣转速蚊的主面要装泽置是信机床膜的齿巩轮箱暂。齿英轮箱谷中的地变速预机构扁最常箩应用渡的有拦以下议两种矩：滑动俘齿轮滋变速槽机构书；离合丸器式弯齿轮仰变速己机构设。4、C6陶16车床答传动时简介换向般结构5、机谋械传太动的或优缺壤点（1）传暮动比新准确落，适泉用于蜻定比许传动居；（2）实贪现回赢转运描动的娱结构高简单抹，并街能传饱递较巩大的仇扭矩歉；（3）故司障容盯易发终现，汽便于鄙维修停。但是箱，机届械传猜动一孕般情舍况下饿不够买平稳毁；制画造精党度不犹高时歼，振柏动和剪噪声臣较大夕；实朋现无湾级变图速的身机构行较复宿杂，字成本解高。鹅因此还，机酸械传边动主录要用毅于速猾度不低太高裂的有涨级变吸速传集动中雀。二、辞机床垄的液梯压传旧动1、外泊圆磨惑床液辟压传幸动简项介2、机妹床液豆压传带动的死组成动力散元件——油泵登；执行两元件——油缸混或油袍马达做；控制行元件——各种慈阀；辅助吉装置——油箱亏、油共管、累过滤沉器、垂压力虚表等挨；工作潮介质——矿物誓油。3、液陆压传浙动的节优缺售点A、易撑于在终较大顾范围灭内实劳现无最级变罚速；B、传颠动平彼稳，创便于鼻实现绿频繁鸡的换常向和脊自动朽防止显过载泪；C、便皆于采趟用液裂电联艳合控汪制，至实现鞭自动叫化；D、机阿件在逃油中禁工作铺，润哨滑好国，寿明命长听。但是叹由于塌油有依一定病的可潜压缩禾性，贤并有小泄露台现象端，所蹈以不商适合之作定庄比传带动。第三幸节被自纵动机蛛床和宵数控零机床斤简介一、厦数控围机床舌的产木生与扑发展1.数控虚机床承的产柔生19狐52年,美国粒帕森奖斯公拘司和剖麻省贿理工琴学院锅研制少成功厨了世什界上映第一下台数道控机训床。拨半个裕世纪亚以来,数控童技术劈燕得到训了迅骗猛的阴发展汽，加佛工精声度和恶生产克效率拒不断辅提高限。数蜻控机设床的螺发展装至今论已经魔历了办两个脉阶段扮和六卷代。19积52年的纤第一光代--粗--电子狠管数刘控机趋床19盈59年的惹第二假代--跌--晶体腊管数辩控机由床19巾65年的溜第三屈代--虫--集成滴电路论数控栏机床19勿70年的蓝第四哈代--薄--小型烈计算叹机数霸控机输床19例74年的袄第五等代--贞--微型炎计算菠机数黄控机捉床19粉90年的闭第六服代--散--基于PC的数伤控机义床数控龄机床脂的发菠展趋辜势（1）高每速度拖高精完度化（2）多汽功能粗化、欣智能衡化、狭小型范化（3）高培可靠毛性2、数烦控机谨床的忽组成计算僻机数塑控机腊床由贪输入揭输出充、计潜算机涉数控然装置枪、伺姐服系研统和爆机床搜本体发等部率分组搂成，趴其组熔成框嫂图如务图所手示输入走输出衬装置数控怀装置伺服忍系统机床岩本体反馈阔装置二、药数控佛机床挖的种再类与爽应用1、按记工艺惨用途胁分类（1）金球属切狡削类点数控屯机床（2）金秘属成明形类术数控摆机床（3）数巴控特邪种加话工机愈床（4）其晨它类任型的辫数控膨机床2、按酬机床互运动航的控尝制轨饲迹分菠类（1）点茧位控贡制数夫控机评床1）点袜位控微制只类要求妙控制堡机床历的移钱动部水件从禽某一域位置岛移动劝到另抓一位伤置的啊准确档定位放，对鄙于两毛位置毙之间观的运象动轨职迹不给作严弊格要猛求，捏在移冈动过姻程中份刀具亡不进念行切趁削加览工，接如图润所示仓。2）为闯了实惜现既药快又由准的消定位合，常叛采用珠先快腊速移渐动，突然后早慢速发走近捎定位疯点位环的方混法来炸保证蛇定位窃精度哄。3）主页要有猎数控羞钻床棉、数种控冲烘床、替数控债镗床虏、数怠控点毛焊机悔等（2）直彼线控轮制数兽控机湾床1）直负线控振制数杏控机巡寿床的户特点炭是除解了控君制点朴与点茶之间禁的准筝确定泥位外晨，还盘要保壤证两费点之副间移拾动的猛轨迹证是一浆条与陈机床张坐标促平行循的直赤线。2）对炮移动昼的速饰度也矩要进加行控黄制，堂因为睡这类洞数控颜机床萌在两志点之快间移拨动时久要进衰行切趋削国嘴工，木如图绑所示耻。（3）轮廓辰控制杯数控颜机床1）轮趣廓控我制能瞒够对临两个沫或两娇个以浪上的携运动紧坐标忌的位膜移及信速度榨进行答连续吹相关牺的控餐制，抹因而士可以茎进行房诚曲线包或曲持面的喉加工伸，如日图所灶示。2）具丧有轮妥廓控材制功畏能的逮数控寻机床义有数截控车贵床、拼数控洲铣床亚、加厕工中扇心等涝。3、伺债服控叼制的历方式贼分类（1）开嚷环控遵制系哄统开环烂控制记系统血是指捏不带吧反馈绞的控嫌制系御统其特附点：京开环激控制沾具有悉结构锤简单蓬、系撒统稳俊定、状容易监调试慌、成策本低乌等优妹点。们但是吸系统役对移鹿动部吉件的预误差理没有蛙补偿然和校列正，崖所以维精度乎低。嚼一般状适用蛛于经猾济型能数控执机床撒和旧伞机床锹数控宗化改咬造。如图纱所示软，部抵件的热移动博速度曲和位点移量牢是由寨输入接脉冲胁的频队率和亿脉冲艺数决铲定的辛。（2）半烧闭环味控制浸系统1）半顿闭环阴控制川系统牧是在汤开环矩系统欣的丝错杠上扛装有左角位剂移测幼量装剖置，锹通过办检测颗丝杠响的转玻角间叙接地象检测叉移动驶部件麻的位绸移，架反馈罚到数庸控系迫统中蚕，由沟于惯差性较祸大的把机床鸭移动掘部件荒不包顷括在完检测输范围幕之内步，因锡而称在作半辱闭环姓控制站系统嫁。2）系则统闭奔环环槐路内者不包障括机煎械传芒动环鲁节，冠可获漆得稳缴定的汇控制昼特性纵。机裳械传铲动环候节的冒误差银，可郊用补恼偿的别办法起消除亏，可闪获得昼满意舟的精患度，呼中档团数控绿机床晃广泛鲜采用厉半闭经环数联控系家统。（3）闭游环控嫂制系翁统1）在孔机床从移动小部件烦上直躺接装缩慧有位屋置检拢测装昂置，傻将测码量的尖结果私直接叙反馈括到数灶控装盒置中挑，与低输入缸指令寇进行饱比较娇控制向，使毅移动爽部件犁按照琴实际袖的要乌求运牧动，许最终名实现俱精确兔定位辈，原裕理如辨下图编所示齿，因誉为把笋机床治工作雾台纳坊入位烫置控诵制环束，故话称为丝式闭环仁控制敬系统史。2）该反系统夹定位拴精度备高、到调节持速度挖快。山该系暂统调面试工朵作困