机械加工工艺基础教案

华北航天工业学院教案教研室：机制工艺授课教师：陈明课程名称机械加工基础课次10主要教学内容时间分配第四章典型机床工作运动分析§1金属切削机床的基础知识机床型号的编制方法机床的运动§2卧式车床的工艺范围及组成卧式车床的工艺范围和运动卧式车床的组成部件主要技术参数§3卧式车床的传动与结构1.传动系统图353520教学目的掌握金属切削机床型号的构成及编制方法；了解常见卧式车床的基本组成和运动方式、工艺范围掌握认识传动系统图的基本要点教学重点机床型号的编制方法教学难点机床型号的编制方法教学方法使用教具CAI教学软件、投影等拟留作业习题1、2、3授课总结第四章典型机床工作运动分析第一节金属切削机床基础知识一、机床的分类与型号编制（一）机床的分类机床主要是按加工性质和所用刀具进行分类的，根据我国制定的机床型号编制方法，目前将机床分为12大类：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、锯床及其他机床。每一类又按工艺范围、布局型式和结构等，分为若干组，每一组又分为若干系。在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床的其他特征进一步加以区分。同类型机床，按照它们的通用性程度，可分为（1）通用机床（2）专门化机床（3）专用机床同类型机床按工作精度不同，可分为：普通精度机床、精密机床和高精度机床。机床还可以按自动化程度不同，分为手动的、机动的、半自动的和自动的机床。机床还可以按质量与尺寸分为：仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。按照机床主要工作部件的数目，还可分为：单轴的、多轴的或单刀的、多刀的机床。通常机床是按照加工性质进行分类，再根据某些特点进一步描述，例如多轴自动车床就是以车床为基本类型，再加上“多轴”、“自动”等特征，以区别于其他种类车床。现代机床正向数控化方向发展，数控机床的功能越来越多，工序更加集中，一台数控机床集中了多台传统机床的功能。机床的数控化引起了机床传统分类方法发变化，这种变化趋向于综合性描述。（二）机床型号的编制方法机床的型号必须反映机床的类型、主要参数、使用和结构特性等。标准JB1838-85：金属切削机床型号编制方法，适用于各类通用机床和专用机床，由汉语拼音字母和数字按一定规律组合而成。1、通用机床型号通用机床型号表示方法如下：（1）机床类、组、系的划分及其代号机床按其产品的工作原理、结构特性及使用范围划分为十二类，每类机床划分为十个组，每组又划分为十个系。当需要时，机床的类代号又分为若干分类。分类代号在类代号之前，且第一分类不予表示。（◎）○（○）◎◎（◎）（○）（/◎）分类代号类别代号通用特性和结构特性代号组别、系别代号主参数或设计顺序号第二主参数重大改进顺序号同一类型机床变型代号（2）机床的特性代号某类机床除具有普通型式外，还具有一些通用特性和结构特性。通用特性代号具有统一的固定意义。结构特性代号用于区分主参数相同而结构、性能不同的机床，排在类代号和通用特性代号之后，无统一含义，且不能使用与通用特性相同的代号。（3）机床的主参数、第二主参数和设计顺序号机床的主参数表示机床规格大小，用折算值表示，位于组系代号之后。为更加清晰具体，部分机床还有第二主参数。某些通用机床，当无法采用一个主参数表示时，则以设计顺序号表示。设计顺序号由1起始，当少于十位数时前加“0”。（4）机床的重大改进顺序号和同一型号机床的变型代号当机床的结构、性能有重大改进和提高，并按产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号尾部加以字母A、B、C等表示的重大改进顺序号，以区别于原机床。某些机床，根据不同需要，在基本型号基础上仅改变部分性能结构时，则在原机床型号之后加以数字1、2、3等表示的变型代号，并以“/”（读“之”）分开，以区别于原机床。2、专用机床型号二、机床的运动1、机床的运动分析任何形状的工件，不论其复杂程度如何，都可以分解为几个基本表面的组合，而且这些表面都是由一条母线沿着一条导线运动的轨迹而形成的。2、机床上的运动机床上的运动按组成情况不同，可分为简单运动和复合运动。按功用不同，可分为成形运动和辅助运动。第二节 卧式车床的工艺范围及其组成车床是机械制造中使用最广泛的一类机床，主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、圆锥面、环槽、回转体成型面等）和回转体的端面，有些车床还能加工螺纹。这类机床的共同特征是：以车刀为主要切削工具，进行各种车削加工。车床的主运动通常是工件的旋转运动，进给运动通常是由刀具的直线移动来实现的。在一般机器制造厂中，由于大多数零件都具有回转表面，同时车床本身的万能性强，使用的刀具简单，所以车床在金属切削机床中所占的比重较大，约占机床拥有量总台数的25～50%。 车床的种类繁多，按其用途和结构的不同，主要分为以下几类：卧式车床和落地车床；立式车床；转塔车床；多刀半自动车床；仿形车床及仿形半自动车床；单轴自动车床；多轴自动车床及多轴半自动车床；专门化车床，例如凸轮轴车床、曲轴车床、铲齿车床、高精度丝杠车床等。此外，在大批大量生产中还使用各种专用车床。而在所有的车床类机床中，以卧式车床的应用最为广泛。一、卧式车床的工艺范围与运动卧式车床的工艺范围相当广泛，可以车削内外圆柱面、圆锥面、环形槽、回转体成型面，车削端面和各种常用的公制、英制、模数制、径节制螺纹，还可以进行钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹和滚花等工作。但卧式车床的自动化程度较低，加工形状复杂的工件时，换刀比较麻烦，加工中辅助时间较长，生产率较低，所以适用于单件、小批生产及修理车间等。为完成各种加工工序，车床必须具备下列成形运动：工件的旋转运动——主运动；刀具的直线移动——进给运动。分为三种形式：纵向进给运动、横向进给运动、斜向进给运动。在多数加工情况下，工件的旋转运动与刀具的直线移动为两个相互独立的简单成形运动，而在加工螺纹时，由于工件的旋转与刀具的移动之间必须保持严格的运动关系，因此它们组合成一个复合成形运动——螺纹轨迹运动，习惯上常称之为螺纹进给运动。另外，加工回转体成型面时，纵向和横向进给运动也组合成一个复合成形运动，因为刀具的曲线轨迹运动是依靠纵向和横向两个直线运动之间保持严格的运动关系而实现的。二、卧式车床的组成部件 三、主要技术参数机床的主要技术参数包括机床的主参数和基本参数。卧式车床的主参数是床身上最大工件回转直径D。主参数值相同的卧式车床，往往有几种不同的第二主参数，卧式车床的第二主参数是最大工件长度。例如CA6140型卧式车床的主参数为400mm,第二主参数有750mm、1000mm、1500mm、2000mm等四种。机床的基本参数包括尺寸参数、运动参数和动力参数。卧式车床的传动与结构一、卧式车床的传动系统图为了实现加工过程中机床的各种运动，机床必须具备三个基本部分：执行件、动力源和传动装置。执行件是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务是带动工件或刀具完成所要求的各种运动，并保证其运动轨迹的准确性。动力源是为执行件提供动力的装置，如交流电动机、伺服电动机等。传动装置是把动力源的动力和运动传给执行件的装置，完成变速、变向、改变运动形式等功能。使动力源和执行件以及两个有关的执行件之间保持运动联系，并按一定顺序排列的一系列传动件就构成了传动链。一台机床可以有多条传动链。从性质上讲，传动链可分为外联系和内联系传动链两种。（1）外联系传动链它是联系动力源与执行件之间的传动链，使执行件获得一定的速度和动力，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。外联系传动链只影响被加工零件的表面质量和生产率，但不影响被加工零件表面形状的性质。（2）内联系传动链它是联系构成复合运动的各个分运动执行件的传动链。因此传动链所联系的执行件之间的相对运动有严格的要求。内联系传动链能影响被加工零件表面形状的性质。为了保证严格的传动比，在内联系传动链中不能有传动比不确定或瞬时传动比变化的传动机构（如带传动、链传动和摩擦传动等）。通常传动链中的各种传动机构可分为两类：传动比不变的“定比机构”（如定比齿轮副、齿轮齿条、蜗轮蜗杆等）和可变换传动比的“换置机构”（如滑移齿轮变速机构、挂轮以及数控机床中的数控系统等）。为了简单明确地反映机床的传动联系，常用一些简单的符号来表示传动原理和传动路线，这就是传动原理图。传动系统图是表示机床运动传动关系的综合简图，是传