宁工院机械制造装备课件1.1机床的基本知识

机械制造装备

主讲：尚伟燕机械学院机械设计与制造教研室绪论一、本课程的性质和内容1、性质：机械类专业的主干专业课和机电类专业的主干专业基础课。2、内容：第一章金属切削机床第二章金属切削机床典型部件第三章机床总体设计和传动系统设计第四章金属切削刀具

第五章夹具二、机械制造技术的发展现状（1）与国际先进技术水平相比有差距；（2）数控机床普及率不高；（3）国产先进数控设备的市场占有率不高；（4）数控刀具、数控检测系统等数控机床的配套设备不能适应技术发展的需要；（5）机械制造行业的制造精度、生产效率、整体效益还不能满足市场经济发展的要求。三、先进制造技术及其发展方向（1）制造系统的自动化（2）精密工程与微型机械（3）特种加工（4）表面工程技术（5）快速成形制造（6）智能制造技术（7）敏捷制造、虚拟制造、精良生产、清洁生产等概念的提出和应用。柔性制造系统

是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(FlexibleManufacturingSystem)，英文缩写为FMS，FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。FMS柔性制造系统方案演示--三菱电机视觉配合运用机器人--三菱电机计算机集成制造系统Computerintegratedmanufacturingsystem;CIMS丰田制造系统（TPS）计算机集成制造系统Computerintegratedmanufacturingsystem;CIMS

定义：由一个多级计算机控制硬件结构，配合一套订货、销售、设计、制造和管理综合为一体的软件系统所构成的全盘自动化制造系统。计算机辅助系统，如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助测试(CAT)、计算机辅助质量控制(CAQ)等。这些单项技术“CAX”原来都是生产作业上的“自动化孤岛”。计算机集成制造系统就是将技术上的各个单项信息处理和制造企业管理信息系统(如MRP-Ⅱ等)集成在一起，将产品生命周期中所有的有关功能，包括设计、制造、管理、市场等的信息处理全部予以集成。第一节机床的基本知识一、机床概述1、机床的作用和特点机床是用切削加工的方法将金属毛坯加工成机器零件的工艺装备，它提供刀具与工件之间的相对运动，提供加工过程中所需的动力，经济地完成一定的机械加工工艺。

2、机床的构成及布局机床由传动装置、动力装置、执行机构、辅助机构和控制系统联合在一起，形成统一的工艺综合体。执行机构

——执行机床运动的部件如主轴、刀架、工作台等执行件任务：

1.装夹刀具和工件，直接带动它们完成一定形式的运动；

2.保证其运动轨迹的准确性——旋转运动的正圆度和直线运动的直线度。动力装置（运动源）是为执行件提供运动和动力的装置，如交流异步电动机、直流电动机、步进电机等。传动装置

是传递运动和动力的装置，通过它把执行件和运动源或一个执行件与另一个执行件联系起来，使执行件获得一定速度和方向的运动，并使有关执行件之间保持某种确定的运动关系。机床传动装置形式：机械、液压、电气、气压等本课程将主要讲述机械的传动装置如皮带、齿轮、齿条、丝杠螺母等传动件实现运动联系。

辅助机构产生辅助运动如工件和刀具的调位、快速趋进、快速退出等；

控制部分用来启动和停止机床的工作，完成为实现给定的工艺过程所要求的刀具和工件的运动。机床的布局是指合理安排机床各组成部件的位置及相对于被加工零件的位置。(1)刀具布置在被加工零件的前面或后面，如车床、外圆磨床、齿条铣齿机床等。(2)刀具布置在工件的侧面，如滚齿机、卧式镗床、刨齿机和卧式拉床等。(3)刀具布置在工件的上方，如卧式和立式铣床、平面磨床、钻床、插床等。(4)刀具相对于工件扇形布置，有几把刀从不同方向同时加工一个零件，如立式车床、龙门刨床、龙门铣床等。按加工方式分：

12大类二、金属切削机床的分类按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：仪表机床、中型（质量大于10t）、大型(30t<质量<100t)、重型机床（质量>100t）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三、金属切削机床型号的编制按GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定（一）通用机床型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1.机床的类别代号（按照工作原理的不同划分）例：

CA61

4

0机床类别代号（车床类）机床特性代号（结构特性）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床系别代号（卧式车床系）机床主参数代号（最大车削直径400mm）2、机床的组代号和系代号：组：在同一类中，主要结构及布局型式相同的机床，即为同一组。

用数字（0～9）表示。系：在同一组中，主要参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。

用数字（0～9）表示。

3.通用机床的特性代号（1）通用特性代号（表1-3）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J（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4.机床的组别和系别代号

每类机床分10组（从0～9组），每组又分10系（从0～9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。（钻床除外）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）专用机床型号

型号表示方法：（三）组合机床及自动线型号

例

：

B1－3100

北京第一机床厂第三组第100种专用机床（专用铣床）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举例一

Z

3

0

25类别代号：钻床类组别代号：摇臂钻床组系别代号：摇臂钻床系（机床名称）主参数代号：最大钻孔直径25mm举例二

M

M

7

1

32

A类别代号：磨床类通用特性代号：精密组别代号：平面及端面磨床组系别代号：卧轴矩台平面磨床系（机床名称）主参数代号：工作台面宽度320mm重大改进顺序号：第一次重大改进专用机床型号：

北京机床研究所生产的精密卧式加工中心

THM6350/JCS；通用机床型号：北京机床研究所以通用机床或专用机床为某厂设计的第一条机床自动线，其型号为：JCS—ZX001最大回转直径为400mm的半自动曲轴磨床

MB8240根据加工需要，在此型号的基础上变换的第一种型式的半自动曲轴磨床

MB8240/1变换的第二种型式的半自动曲轴磨床

MB8240/2某机床厂设计试制的第五种仪表磨床为立式双轮轴颈抛光机，这种磨床无法用一个主参数表示，其型号为

M0405后又设计了第六种轴颈抛光机，其型号为M0406三、机床的运动（一）表面成形运动；（二）切入运动；（三）分度运动；（四）辅助运动；（五）操纵及控制运动；（六）校正运动成形运动的作用表面成形运动是机床上最基本的运动，其轨迹、数目、行程和方向等，在很大程度上决定着机床的传动和结构形式。用不同工艺方法加工不同形状的表面，所需的表面成形运动是不同的，从而产生了各种不同类型的机床。（一）表面成形运动即使是用同一种工艺方法和刀具结构加工相同表面，由于具体加工条件不同，表面成形运动在刀具和工件之间的分配也往往不同。例如，车削圆柱面，根据工件形状、尺寸和坯料形式等具体条件不同，表面成形运动可以:工件旋转并直线移动刀具旋转和工件直线移动刀具旋转并直线移动

表面成形运动在刀具和工件之间的分配情况不同，机床结构也不一样——决定了机床结构型式的多样化。母线(圆)和导线(直线)——发生线机械加工实质——借助于一定形状的切削刃、切削刃与被加工表面之间按一定规律的相对运动，形成所需的母线和导线。成形运动的分类方法

简单成形运动：如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，——简单成形运动，简称简单运动例如，用尖头车刀车削圆柱面复合成形运动：如果一个独立的成形运动，是由两个或两个以上的旋转运动或（和）直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成，——复合成形运动，简称复合运动。例如，车床车削螺纹

成形运动的另一种分类法主运动进给运动主运动机床上形成切削速度并消耗大部分动力的运动。速度高，消耗的功率大。任何一种机床，必定有、且通常只有一个主运动。进给运动机床上维持切削加工过程连续不断进行的运动。速度较低，消耗的功率较小。一台机床的进给运动可能有一个或几个，也可能没有（如拉床）。（二）切入运动刀具相对工件切入一定深度，以保证工件达到要求的尺寸。（三）分度运动

多工位工作台、刀架等的周期转位或移位，以便依次加工工件的各个表面，或依次使用不同刀具对工件进行顺序加工。（四）辅助运动为切削加工创造条件的运动。如工件或刀具的调位、快速趋近、快速退出、工件刀具的自动装卸和夹紧等。（五）操纵及控制运动。（六）校正运动。五、机床的传动联系和传动原理图机床的三个基本组成部分：

运动源传动装置执行件机床为得到所需要的运动，需通过一系列的传动件将执行件与运动源或是把执行件与执行件联系起来，称为传动联系。构成传动联系的一系列顺序排列的传动件称为传动链。传动原理图用一些简单的符号表示运动源与执行件及执行件与执行件之间的联系——传动原理图常见符号传动链中的两类传动机构：定比传动机构——传动比和传动方向固定不变的传动机构，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等。换置机构——根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传动机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。车圆柱螺纹传动原理图简单运动的实现

简单运动——单独的旋转运动或直线运动——只需有一条传动链将运动源与相应执行件联系起来，便可获得所需运动。运动轨迹的准确性靠主轴轴承与刀架、工作台等的导轨保证。外联系传动链

联系运动源和执行件，使执行件获得一定速度和方向运动的传动链。机床上有几个简单运动，就需要有几条外联系传动链可以有各自独立的运动源，也可以几条传动链共用一个运动源。外联系传动链外联系传