机械制造技术基础课件 3 机械加工方法与金属切削机床

第3章机械加工方法与金属切削机床

金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，是制造机器的机器，故又称“工作母机”或“工具机”，习惯简称机床。金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所承担的工作量约占机器总制造工作量的40%-60%。

重点讲述：①

零件的成形原理与常见的机械加工方法②

机床型号的编制方法、机床运动分析、传动链与传动原理图；③

CA6140型普通车床的的传动系统和主要机构；③

典型金属切削机床的简单介绍本章提要

机械加工方法金属切削机床的基本知识金属切削机床的结构

典型金属切削机床

3.13.23.33.4材料去除工艺（Δm<0）材料去除工艺（Δm=0）材料累积工艺（Δm>0）零件的形状可以通过不同的成形原理实现按照零件由原材料或毛坯制造成零件的过程中，质量m的变化，可分为Δm<0,Δm=0,Δm>0s三种原理，不同类型采用不同的工艺方法。3.1机械加工方法3.1.1零件成形原理

一、Δm<0(减材成形)切削加工：通过刀具和工件之间的相对运动及相互力的作用实现材料去除。（车、铣、刨、磨、钻、镗等等）特种加工：利用电能、化学能、光能、声能等完成材料的去除。(电火花加工、激光加工、超声波加工等）

3.1机械加工方法二、Δm=0（等材成形）在成形前后，材料主要是发生形状变化，而质量基本不变。（铸造、锻造、模具成型、冲压成型）三、Δm>0(增材成形)传统工艺：电铸、电镀、化学镀、喷涂等电铸是利用金属离子阴极电沉积原理，在导电原模（芯模）上沉积金属、合金或复合材料，并将其与原模分离以制取制品的过程。通常导电原模作阴极，需要电铸的金属作阳极。电铸溶液是含有阳极金属离子的溶液，在电源的作用下，电铸溶液中的金属离子在阴极导电原模上还原成金属，沉积于导电原模表面。阳极金属源源不断地变成离子溶解到电铸液中进行补充，使电铸液中金属离子的浓度保持不变。当阴极导电原模上的电铸层逐渐增加，达到要求厚度时，停止电铸，将电铸件与原模分离，获得与原模型面相反的电铸件。3.1机械加工方法三、Δm>0(增材成形)传统工艺：电铸、电镀、化学镀、喷涂等电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程.电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。电铸是指在芯模上电沉积，然后分离以制造（或复制）金属制品的工艺。它的基本原理和电镀相同。但是，电镀时要求得到与基体结合牢固的金属镀层，以达到防护、装饰等目的，而电铸层要和芯模分离，其厚度也远大于电镀层。3.1机械加工方法三、Δm>0(增材成形)传统工艺：电镀、化学镀、喷涂等新工艺：增材制造，俗称3D打印，材料在计算机控制下，逐渐累加成型。3.1机械加工方法三、Δm>0(增材成形)传统工艺：电铸、电镀、化学镀、喷涂等电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程.电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。电铸是指在芯模上电沉积，然后分离以制造（或复制）金属制品的工艺。它的基本原理和电镀相同。但是，电镀时要求得到与基体结合牢固的金属镀层，以达到防护、装饰等目的，而电铸层要和芯模分离，其厚度也远大于电镀层。3.1机械加工方法三、Δm>0(增材成形)传统工艺：电镀、化学镀、喷涂等新工艺：增材制造，俗称3D打印，材料在计算机控制下，逐渐累加成型。3.1机械加工方法◆先进制造技术之一增材制造技术优点可以成型任意复杂形状的零件，而无需刀、夹具等生产准备活动快速制造出来的原型可供设计评估、投标或展示与快速精铸技术及快速模具制造技术等相结合，又可以为小批量或大批量生产服务已成为加速新产品开发的有效技术3.1机械加工方法熔融堆积法（FDM）几种主流技术材料：光敏树脂应用：设计验证光固化（SLA）选择性激光烧结/熔化（SLS/SLM）材料：塑料、砂、粘合金属精度较高、塑料样件、铸造砂型、金属零件小型设备用于教育、创客大型设备用于汽车、无人机3.1机械加工方法表面加工方法与机床平面铣削▲刨削磨削螺纹车削铣削攻丝(钻床、车床)滚压(滚丝、搓丝)磨削(丝杠)齿形成形法展成法铣削拉削滚齿☆插齿剃齿磨齿珩齿回转表面外圆柱面圆锥面成型面车削☆外圆柱面圆锥面磨削▲孔钻▲扩铰镗车插磨研珩1、车削定义：车削加工是在车床上利用车刀对工件的旋转表面进行切削加工的方法。运动构成切削加工方法工件旋转--主运动、车刀--进给运动加工精度一般为IT8~IT7，表面粗糙度Ra6.3~1.6μm精车时IT6~IT5，表面粗糙度为Ra0.4~0.1μm车削运动3.1机械加工方法车床加工范围3.1机械加工方法车床加工范围车床可以加工任何直线或曲线所构成的内外回转体表面适合车削加工的零件3.1机械加工方法车床按主轴位置：卧式车床立式车床卧式车床立式车床问题：我们平常见到的大都是卧式车床，同学们想想为什么要设计出立式车床？3.1机械加工方法车床按刀架数量：单刀架车床单刀架车床单刀架车床问题：同学们再想想双刀架车床有什么优点？双单刀架车床3.1机械加工方法车床附件与工件安装车床附件有三爪卡盘、四爪卡盘、花盘、芯轴、两顶尖、中心架、跟刀架等：自动定心，定位精度不高，适于安装较短(L/D<4)的圆形、六方截面的中小型工件安装时找正费时，但夹紧力较大。适于安装较短(L/D<4)的圆形、方形或不规则形状及直径较大又较重的盘套类零件。3.1机械加工方法3.1机械加工方法2、铣削运动构成：刀具的旋转运动为主运动，工件本身不动，由机床的工作台完成进给运动。切削加工方法加工特点：生产率较高，散热条件较好；切削过程易产生振动，刀具磨损和破损较严重。3.1机械加工方法2、铣削切削刃部位：侧铣和端铣。切削加工方法侧铣（平面由铣刀侧刃形成）端铣（平面由铣刀端面刃形成）3.1机械加工方法2、铣削主运动速度方向与工件进给方向关系顺铣：二者方向相同逆铣：二者方向相反工件运动方向工件运动方向3.1机械加工方法铣削力的水平分力与工件的进给方向相同易引起工件和工作台向前窜动，使进给量突然增大，容易引起打刀刀具首先接触工件的硬皮，加剧刀具磨损铣削力的水平分力与工件的进给方向相同易引起工件和工作台向前窜动，使进给量突然增大，容易引起打刀刀具首先接触工件的硬皮，加剧刀具磨损2、铣削3.1机械加工方法铣刀与加工特征2、铣削3.1机械加工方法铣床2、铣削立式铣床卧式铣床龙门铣床3.1机械加工方法3、刨削和插削定义：利用刨刀与工件作水平方向相对直线往复运动的切削加工方法。主要用于加工各种平面和沟槽。刨削常见的机床有牛头刨床和龙门刨床。加工特点：刨削速度不可能太高，生产率较低，平稳，适合单件小批量工件加工。加工精度：其加工精度一般可达IT8~IT7，表面粗糙度Ra值为6.3～1.6μm。(1)刨削运动构成：刨刀(或工件)的直线往复运动是主运动，工件(或刨刀)在垂直于主运动方向的间歇移动是进给运动。3.1机械加工方法3、刨削和插削定义：插削是指利用插刀在竖直方向上相对工件作往复直线运动加工沟槽和型孔的的机械加工方法。切削加工方法加工特点：插削适于在单件或小批生产中加工内孔键槽或花键孔，也能加工方孔和多边形孔。对于不通孔或有碍台肩的内孔键槽，插削几乎是唯一的加工方法。加工精度：较低，IT13~11，Ra=12.5-0.8μm(2)插削运动构成：插削加工以插刀相对工件作往复直线运动为主运动，工件做进给运动。3.1机械加工方法4、钻削和镗削运动构成：钻头的旋转运动为主切削运动，刀具轴向移动是进给运动。钻削加工钻削和镗削都是加工孔的方法。（1）钻削定义：在钻床上，用旋转的钻头实体工件上钻孔，是孔加工最常用的方法钻孔方式：钻头旋转，工件不动（钻/镗床）钻头不动，工件旋转（车床）加工特点：排屑困难，切削温度高加工表面质量差。3.1机械加工方法4、钻削和镗削钻削加工工艺范围钻削和镗削都是加工孔的方法。（1）钻削3.1机械加工方法4、钻削和镗削应用：单件、小批生产中，中小型工件上较大的孔（D<50mm），常用立式钻床加工；大中型工件上的，用摇臂钻床加工钻削和镗削都是加工孔的方法。（1）钻削加工精度：钻孔为粗加工，精度为IT13~11，Ra=25-12.5μm；扩孔：用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工，提高孔的精度和减小表面粗糙度Ra值。铰孔：用铰刀从工件孔壁上切除微量金属，提高孔尺寸精度和减小粗糙度值。铰削加工精度一般为IT9~IT8，表面粗糙度Ra值为1.6~0.4μm。3.1机械加工方法4、钻削和镗削定义：镗削是利用镗刀对工件上的预制孔进行后续加工的一种切削加工方法。其可在镗床上加工，也可在车床、铣床、加工中心上进行。钻削和镗削都是加工孔的方法。（2）镗削加工特点：1)尺寸精度和表面质量高：IT10~IT8，Ra=3.2~0.8μm2）灵活性大，适应性强；操作技术要求较高；镗刀结构简单，刃磨方便，可以修正位置误差。

3）主要用于扩大和精加工孔，精度较高，适宜加工箱体、机架等结构复杂和尺寸较大的工件上的孔及孔系。运动构成：在镗床或镗铣床上镗孔时，镗刀刀杆随主轴一起旋转，完成主运动；进给运动可由工作台带动工件纵向移动，也可由主轴带动镗刀杆轴向移动完成。车床上镗孔时，工件旋转、镗刀进给。3.1机械加工方法4、钻削和镗削钻削和镗削都是加工孔的方法。（2）镗削镗床的工艺范围3.1机械加工方法4、钻削和镗削钻削和镗削都是加工孔的方法。（2）镗削镗床的加工方法3.1机械加工方法齿轮齿面的加工运动较复杂，根据形成齿轮齿形的原理不同，可分为两大类：成形法和展成法用成形法加工齿轮需要两个简单的成形运动简单，不需要专门的机床，但生产率低，加工精度也低，这种方法一般适用于单件小批、精度要求低的齿轮。成形法加工齿轮时，刀具的齿形与被加工齿轮的齿槽形状相同，采用的刀具为盘状模数铣刀和指状模数铣刀，在铣床上借助分度头进行加工。5.齿面加工展成法加工齿轮时，齿轮齿面的渐开线由展成法形成，具有较高的生产率和加工精度，因此在工业生产中广泛采用展成法加工。常用机床有滚齿机（如Y3150E型滚齿机）、插齿机等。3.1机械加工方法6.磨削磨削以砂轮或其他磨具以较高的线速度旋转，对工件表面进行加工的方法。其主运动是砂轮的旋转运动。特点：高精度：磨削加工可以获得较高的尺寸精度和形状精度，尺寸公差可达到IT5-IT6级。高表面质量：表面粗糙度Ra可达到1.6~0.025μm，甚至可达0.1~0.008μm。材料适应性广：可以加工各种硬度的材料，包括硬质合金、淬火钢等。切削力大：磨削过程中的切削力较大，容易引起工件变形和振动。切削温度高：磨削过程中的切削温度较高，容易烧伤工件表面。3.1机械加工方法6.磨削磨削以砂轮或其他磨具以较高的线速度旋转，对工件表面进行加工的方法。其主运动是砂轮的旋转运动。磨削加工方法平面磨削：在平面磨床上进行，主要用于加工平面。外圆磨削：在外圆磨床上进行，主要用于加工圆柱形和圆锥形外表面。内圆磨削：在内圆磨床上进行，主要用于加工圆柱形和圆锥形内表面。无心磨削：在无心磨床上进行，主要用于加工细长轴类零件。3.1机械加工方法6.曲面类零件的数控联动加工曲面类零件的加工主要采用数控铣削的方法。所谓曲面类零件是指加工面为空间曲面的零件，如模具、叶片、螺旋桨等。一般使用球头铣刀切削加工曲面类零件采用三坐标、四坐标或五坐标数控铣床。曲面加工数控程序的编制，一般情况下则是利用CAD／CAM软件。复杂曲面多采用加工中心加工，优点是加工中心上有刀库，配备多把刀具，对曲面的粗、精加工及凹曲面的不同曲率半径的要求，都可选到合适的刀具。同时，通过一次装夹，可完成各主要表面及辅助表面如孔、螺纹、槽等的加工，有利于保证各加工表面的相对位置精度。3.1机械加工方法

车床

下面首先通过几张图片使大家对金属切削机床与刀具有一个感性的认识。

铣

床

磨床

钻

床

齿轮加工——铣削过程齿轮加工——插齿过程齿轮加工——滚齿过程齿轮加工——拉削过程1982一机部改为机械工业部二机部改为核工业部三机部改为航空工业部四机部改为电子工业部五机部改为兵器工业部六机部改为中国船舶工业总公司七机部改为航天工业部1963-1979一机部：民用机械二机部：核工业和核武器三机部：航空四机部：电子工业五机部：兵器六机部：造船七机部：洲际导弹（航天）八机部：农业机械（后与一机部合并）八机总局：战术导弹2008机械工业部和电子工业部合并为工业和信息产业部中华人民共和国机械工业部1952年开始组建，前后共计分有7个部。机工部五所直属高校：湖南大学吉林工业大学（2000年并入吉林大学）合肥工业大学江苏大学（原镇江农业机械学院） 燕山大学（原东北重型机械学院）1957年一机部18罗汉-江湖传说破产201920172019北京机床研究所大连组合机床研究所广州机床研究所1985年：1957年：中国通用技术集团2016机械科学研究院一、金属切削机床的机床的分类与型号编制（一）

机床的分类3.2金属切削机床的基本知识按机床的加工性质与所用的刀具分12大类车床C、钻床Z、镗床T、磨床M、齿轮加工机床Y(牙)、螺纹加工机床S(丝)、铣床X、刨插床B、拉床L、特种加工机床D(电)、锯床G(割)和其他机床Q。在每一类机床中，按工艺规范、布局形式和结构等，分为若干组，每一组又细分为若干系列。通用机床

工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。通用性较强，结构复杂，适用单件小批生产。专门化机床

工艺范围较窄，它是为加工某一类（或几类）零件或某一道工序而专门设计和制造的，如铲齿车床、曲轴车床等。专用机床

工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造的，如大量生产的汽车零件所用的各种钻、镗组合机床，机床主轴箱专用镗床。生产率高、自动化程度高，适用成批及大量生产。

一、金属切削机床的分类与型号编制——分类按应用范围/通用性程度3.1金属切削机床的基本知识一、金属切削机床的分类与型号编制——分类3.1金属切削机床的基本知识按精度：普通精度机床、精密机床、高精度机床。按照重量和尺寸，可分为仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量大于10t）、重型机床（质量在30t以上）和超重型机床（质量在100t以上）。按照机床主要器官的数目，可分为单轴、多轴、单刀、多刀机床等。按照自动化程度不同，可分为普通、半自动和自动机床。自动机床具有完整的自动工作循环，包括自动装卸工件，能够连续的自动加工出工件。半自动机床也有完整的自动工作循环，但装卸工件还需人工完成，因此不能连续地加工。

按精度：普通精度机床、精密机床、高精度机床。按照重量和尺寸，可分为仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量大于10t）、重型机床（质量在30t以上）和超重型机床（质量在100t以上）。按照机床主要器官的数目，可分为单轴、多轴、单刀、多刀机床等。按照自动化程度不同，可分为普通、半自动和自动机床。自动机床具有完整的自动工作循环，包括自动装卸工件，能够连续的自动加工出工件。半自动机床也有完整的自动工作循环，但装卸工件还需人工完成，因此不能连续地加工。

通用机床型号的表示方法(GB15375—2008)

一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制3.1金属切削机床的基本知识注:①有“()”的代号或数字，当无内容时，不表示，若有内容，则不带扩号；②有“○”符号者，为大写的汉语拼音字母；

③有“△”符号者，为阿拉伯数字；④有“◎”符号者,为大写汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有。机床的类别代号用该类机床名称汉语拼音的字母表示第一个一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制3.1金属切削机床的基本知识

机床的类别用大写的汉语拼音字母表示。（见表）需要时，每类可分为若干分类，分类代号用阿拉伯数字表示，放在类代号之前，作为型号的首位，但第一分类不予表示。M，是最常见的通用磨床类别，涵盖了大部分常规磨削加工机床，如内、外圆、平面及端面磨床；2M-超精加工及抛光磨床，主要用于工件的超精加工、抛光、砂带磨削等表面光整加工，如砂带抛光机，超精加工机床；3M-专用磨床，读作“三磨”，专门用于加工特定类型的零件::轴承套圈磨床、滚珠/滚子、叶片磨床。机床的特性代号用汉语拼音字母表示

通用特性代号一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制3.1金属切削机床的基本知识通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心(自动换刀)轻型加重型简式或经济型仿型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHQCJFRXS读音高密自半控换轻重简仿柔显速分通用特性和结构特性对于主参数相同而结构、性能不同的机床，用结构特性予以区分，结构特性用大写汉语拼音字母（通用特性已用字母和I、O这两个字母不能用）表示。如A、D、E等。一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制3.1金属切削机床的基本知识机床的组别、系别代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别，每类机床划分为10个组，用数字0-9表示。每个组又可分为若干个系。机床主参数、(设计顺序号和第二主参数)反映机床加工性能的主要数据。主参数和第二主参数用阿拉伯数字给出主参数的折算值（1/10或1/100）。例如：C6落地及卧式车床

C5立式车床，

其中，C51单柱立式车床、C52双柱立式车床机床名称主参数名称折算系数卧式车床立式车床摇臂钻床卧式镗床坐标镗床外圆磨床内圆磨床矩台平面磨床齿轮加工机床龙门铣床升降台铣床龙门刨床插床及牛头刨床拉床床身上最大回转直径最大车削直径最大钻孔直径镗轴直径工作台面宽度最大磨削直径最大磨削孔径工作台面宽度最大工件直径工作台面宽度工作台面宽度最大刨削宽度最大插削及刨削长度额定拉力（吨）1／101／1001／11／101／101／101／101／101／101／1001／101／1001／101／1各类主要机床的主参数和折算系数一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制3.1金属切削机床的基本知识其中，卧式镗床的主参数是主轴直径；拉床的主参数是额定拉力。3.1金属切削机床的基本知识一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制主轴数和第二主参数的表示方法对于多轴车床、多轴钻床等机床，其主参数以实际值列入型号，置于主参数之后，用“X”分开，读作“乘”。第二主参数一般是指最大模数、最大转矩、最大工件长度、工作台工作面长度等。第二主参数也用折算值表示。3.1金属切削机床的基本知识一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制机床的重大改进顺序号当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部，加重大改进顺序号，以区别于原机床型号。序号接A、B、C、，··等字母的顺序选用。3.1金属切削机床的基本知识一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制其他特征代号及其表示方法其他特征代号置于辅助部分之首，主要用以反映各类机床的特征。例如，对于一般机床，可以反映同一型号机床的变型。3.1金属切削机床的基本知识一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制企业代号及其表示方法企业代号中包括机床生产厂或机床研究单位代号，置于辅助部分末尾，用“一”号分开，读作“至”。示例：CA6140型卧式车床的代号意义一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制3.1金属切削机床的基本知识CA6140主参数最大工件回转直径:400mm系别：卧式车床组：落地及卧式车床组车床结构特性：有别于C6140一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制3.1金属切削机床的基本知识

XKA5032AX铣床（类代号）

K数控（通用特性代号）

A（结构特性代号）

50立式升降台铣床（组系代号）

32工作台面宽度320mm（主参数）

A第一次重大改进（重大改进序号）

MGB1432M磨床（类代号）

G高精度（通用特性代号）

B半自动（通用特性代号）

14万能外圆磨床（组系代号）

32最大磨削外径320mm（主参数）

C2150×6C车床（类代号）

21多轴棒料自动车床（组系代号）

50最大棒料直径500mm（主参数）

6轴数为6（第二主参数）北京机床研究所生产的精密卧式加工中心，其型号为：THM6350/JCS示例：某机床厂生产的，配置MTC-2M型数控系统的床身铣床，其型号为XK714/C专用机床：专用机床型号由设计单位代号和设计顺序号组成。

（1）设计单位代号设计单位代号包括机床生产厂和机床研究单位代号，位于型号之首。

（2）专用机床的设计顺序号专用机床的设计顺序号专用机床的设计顺序号按该单位的设计顺序（由“0（）”起始）排列，位于设计单位代号之后，并用“一”号隔开，读作“至”。

设计顺序号设计单位代号B1—015第15种专用机床（铣床）北京第一机床厂一、金属切削机床的分类与型号编制——型号编制3.1金属切削机床的基本知识（1）动力源各类机床通常都由下列基本部分组成为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分，如各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统的液压泵、液压马达等。（2）传动系统包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件，有些机床主轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱（3）支承件用于安装和支承其他固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等。支承件是机床的基础构件，亦称机床大件或基础件。（4）工作部件各类机床通常都由下列基本部分组成①与最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的执行部件。（5）控制系统②工件和刀具安装及调整有关的部件或装置③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控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控制系统。（6）冷却系统各类机床通常都由下列基本部分组成用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。。（7）润滑系统（8）其他装置如排屑装置、自动测量装置等用于对机床的运动副（如轴承、导轨等）进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。（6）冷却系统用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。。（7）润滑系统（8）其他装置如排屑装置、自动测量装置等用于对机床的运动副（如轴承、导轨等）进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。机床运动分析的一般过程：根据机床上加工的各种表面和使用刀具类型，分析得到这些表面的方法和所需的运动。在此基础上，分析为了实现这些运动机床所必需具备的传动联系，实现这些传动的机构以及机床运动的调整方法。表面—运动—传动联系—传动机构—调整方法1.机床的运动机床的切削加工是由工具（包括刀具，砂轮等）与工件之间的相对运动来实现的。机床的运动分为表面成形运动和辅助运动。成形运动根据其复杂程度分为简单运动和复合运动。根据其在切削中所起的作用分为主运动和进给运动。1.机床的运动辅助运动空行程运动：进给前后的快速运动和各种调位运动。包括进刀、退刀、回程、转位和调位等。切入运动：用于保证被加工表面获得所需要的尺寸，使工具切入工件表面一定深度。分度运动：加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为使表面成形运动得以周期地继续进行的运动。操纵及控制运动：操纵离合器、改变速度、进给量等2、机床的传动在机床上为实现加工过程中所需的各种运动，必须具备以下三个组成部分：运动源提供运动和动力、实现执行件运动的动力来源。通常采用各种电动机，机床上可以有一个或多个运动源。执行件机床上直接与工件发生联系和对工件质量有直接影响的组件，如主轴组件、刀架和工作台等。执行件带动刀具或工件完成一定形式的运动，并保持准确的运动轨迹。传动件将运动源的运动和动力按要求传递给执行件的零件或装置。如齿轮、胶带轮、丝杠、摩擦离合器、液压传动和电气传动元件等。2、机床的传动在机床上为实现加工过程中所需的各种运动，必须具备以下三个组成部分：运动源提供运动和动力、实现执行件运动的动力来源。通常采用各种电动机，机床上可以有一个或多个运动源。执行件机床上直接与工件发生联系和对工件质量有直接影响的组件，如主轴组件、刀架和工作台等。执行件带动刀具或工件完成一定形式的运动，并保持准确的运动轨迹。传动件将运动源的运动和动力按要求传递给执行件的零件或装置。如齿轮、胶带轮、丝杠、摩擦离合器、液压传动和电气传动元件等。2、机床的传动（1）机床的传动链把执行件和动力源或者把执行件和执行件之间联系起来的一系列传动件，构成了一个传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链。

表面—运动—传动联系—传动机构—调整方法2、机床的传动（1）机床的传动链外联系传动链联系动力源与执行机构之间的传动链。它使执行件获得一定的速度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表面的形状和精度。因此，外联系传动链中可以有摩擦传动等传动比不准确的传动副。根据传动链的性质，传动链分为外联系传动链和内联系传动链。2、机床的传动（1）机床的传动链根据传动链的性质，传动链分为外联系传动链和内联系传动链。内联系传动链

联系复合运动之内的各个运动分量，所联系的执行件之间的相对运动有严格的要求，用来保证发生线的性质。它决定着加工表面的形状和精度，对执行机构之间的相对运动有严格要求。因此，内联系传动链的传动比必须准确，不应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带传动和链传动）。2、机床的传动机床的运动分析——五种基本传动副

传动链包括各种传动机构，如带传动、定比齿轮副、齿轮齿条、丝杠螺母、蜗杆涡轮、滑移齿轮变速机构、离合器变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电、液压和机械的无级变速机构等。在考虑传动路线时，可先撇开具体机构，将上述各种机构分为定比机构(固定传动比的机构，如齿轮副、涡轮蜗杆副等)和换置机构(变换传动比的传动机构，如变速箱，挂轮架，数控系统等)。2、机床的传动机床的运动分析——五种基本传动副1.带传动：平稳、吸振，通常用在高速级传动。2.齿轮传动：传动比准确，传递动力大，但有噪音。3.蜗杆传动：传动平稳，无噪音。多用于大速比、交叉轴传动4.齿轮齿条传动：将旋转运动变为直线运动，传动效率高，结构紧凑。5.丝杠螺母传动：将旋转运动变为直线运动，工作平稳，无噪音，传动效率低。规定：i=被动轮转速/主动轮转速=n2/n12、机床的传动机床的运动分析——五种基本传动副带传动比：主动轮直径与从动轮直径之比。若带传动的滑动系数为q(ε)

一般q＝0.98特点：传动平稳，过载可滑，结构简单，便于维护，轴间距大。但摩擦损失大，传动比不准确，传动效率低。2、机床的传动机床的运动分析——五种基本传动副特点：结构紧凑，传动比准确，传动效率高。但噪声、振动大，结构、制造相对复杂。已知Z1,Z2,Z3,Z4,n1,求n2，n3同理：传动齿轮末级转速＝第一级转速2、机床的传动机床的运动分析——五种基本传动副

蜗杆为主动件，转速n1

，螺纹头数K；蜗轮为从动件，转速n2，齿数为的Z2。则：

特点：降速比大，传动平稳，无噪声，结构紧凑。但：传动效率低，需要良好润滑条件。所以，n2=(n1*K)/Z22、机床的传动机床的运动分析——五种基本传动副主动：齿轮n1，z1；从动：齿条齿条齿距p=πm

，m:齿轮齿条模数特点：①齿轮齿条传动可以实现由旋转运动与直线运动的转换，即齿轮（主）→齿条（从）旋转→直线齿条（主）→齿轮（从）直线→旋转②效率较高，但平稳性、准确性较差mm/s2、机床的传动机床的运动分析——五种基本传动副多头螺杆的头数为k，则特点：传动平稳、传动精度较高，振动、噪声小，但传动效率低。

（旋转→直线传动）螺杆（丝杆）旋转、螺母不转，它们之间沿轴线方向相对移动。若螺杆转速为n，单头螺杆螺距为p，则，2、机床的传动（2）传动原理图在考虑传动路线时，可先撇开具体机构，将上述各种机构分为定比传动机构和换置机构。

定比传动机构(传动比和传动方向不变)：如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等，称为定比传动机构；

换置机构(可根据加工要求变换传动比和传动方向）：如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。2、机床的传动（2）传动原理图

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，这就是传动原理图。2、机床的传动（2）传动原理图例：卧式车床传动原理图车螺旋表面车圆柱面2、机床的传动（2）传动原理图

在车削螺纹时，卧式车床有两条主要传动链。

外联系传动链：即从电动机—l—2—iv—3—4—主轴，为主运动传动链。它把电动机的动力和运动传递给主轴。传动链中iv为主轴变速及换向的换置机构。2、机床的传动（2）传动原理图

在车削螺纹时，卧式车床有两条主要传动链。

内联系传动链：

主轴—4—5—if—6—7—丝杠—刀具，得到刀具和工件间的复合成形运动——螺旋运动。调整if即可得到不同的螺纹导程。2、机床的传动（2）传动原理图

在车削圆柱面时，卧式车床主轴的旋转和刀具的移动是两个独立的运动，车床应有两条外联系传动链。电动机—l—2—iv—3—4—主轴电动机—l—2—iv—3—4—5—if—6—7—光杠—刀具。其中l—2—iv—3—4为公共段。2、机床的传动（2）传动原理图进给采取液压传动方式，多见于多刀半自动车床液压传动的特点：1）易于实现无级变速（大范围内实现）2）传动平稳，自动防止过载，可频繁换向动作3）便于实现电液联合控制、实现自动化，能很方便地实现远程控制4）机件在油中工作，润滑好，寿命长5）油有可压缩性，且容易泄漏，不适用于定比传动6）液压件一般加工精度要求高，结构较为复杂。7）工作过程中有较大的能量损失，效率低8）对油温变化比较敏感，性能受温度的影响较大。1.数控机床的基本工作原理数控机床是用数字化的信息来实现自动控制的，将与加工零件有关的信息用规定的文字、数字和符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控制介质输入到数控装置。数控装置将输入指令进行译码、寄存和运算后，向系统各个各坐标的伺服系统发出指令，经驱动电路的放大处理，驱动伺服电机输出角位移和角速度，通过执行部件的传动系统转换为工作台的直线位移，实现进给运动。并进行反馈控制，使刀具、工件以及其它辅助装置严格按程序规定的顺序、轨迹和参数有条不紊的工作，从而加工出所需要的零件。同时，数控装置通过强电控制装置——可编程逻辑控制器（PLC）实现系统其他必要的辅助运动。1.数控机床的基本工作原理数控机床是用数字化的信息来实现自动控制的，将与加工零件有关的信息用规定的文字、数字和符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控制介质输入到数控装置。数控装置将输入指令进行译码、寄存和运算后，向系统各个各坐标的伺服系统发出指令，经驱动电路的放大处理，驱动伺服电机输出角位移和角速度，通过执行部件的传动系统转换为工作台的直线位移，实现进给运动。并进行反馈控制，使刀具、工件以及其它辅助装置严格按程序规定的顺序、轨迹和参数有条不紊的工作，从而加工出所需要的零件。同时，数控装置通过强电控制装置——可编程逻辑控制器（PLC）实现系统其他必要的辅助运动。2.数控机床的分类根据数控机床的功能和组成不同，可以从不同角度对其进行分类（1）按运动轨迹分类1）点位控制数控机床。只控制机床的移动部件从一点移动到另一点的准确定位。点与点之间的运动轨迹不需要严格控制，在移动过程中不进行切削。主要有数控钻床、数控镗床和数控冲床、数控电焊机等。2.数控机床的分类根据数控机床的功能和组成不同，可以从不同角度对其进行分类（1）按运动轨迹分类2)轮廓控制数控机床也称连续控制数控机床。能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行联动控制。数控车床、数控铣床、数控线切割机床和加工中心等。2.数控机床的分类（2）按控制方式分类1）开环控制没有检测反馈装置的控制方式，一般它的驱动电动机为步进电动机。特点是控制方便、结构简单、价格便宜、运行平稳、使用维修方便，广泛应用于精度要求不高的数控系统中。

工作台减速器开环控制系统框图步进电机控制电路数控装置输入2.数控机床的分类（2）按控制方式分类2）半闭环控制数控机床

数控装置控制电路伺服电机工作台速度检测元件转角检测元件半闭环控制系统框图速度反馈位置反馈输入在伺服电动机的轴或丝杠上装有角位移检测装置，通过测量角位移间接地检测移动部件的直线位移，然后反馈到数控装置中，用差值控制运动部件。2.数控机床的分类（2）按控制方式分类3）闭环控制数控机床工作台

数控装置控制电路伺服电机闭环控制系统框图速度检测元件位置检测元件位置反馈速度反馈输入在机床传动链末端件——执行件上安装位移检测装置，将直接测量的位移反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件按实际需要的位移量运动。2.数控机床的分类（3）按加工工艺及机床用途分类1）金属切削类数控机床。2）金属成形类数控机床3）特种加工类数控机床1.机床的基本要求机床作为一种生产工具，其基本使命是经济地完成一定的机械加工工艺，因此，首先它必须具备一定的功能，同时还需满足经济性、人机关系和环境保护等方面的要求2.机床的性能指标（1）机床的工艺范围机床的工艺范围：加工工件的类型，能够完成的加工工序，使用的刀具。不同机床的工艺范围有宽有窄。2.机床的性能指标（1）机床的工艺范围数控车床，可加工直轴、一般盘、套类零件，可完成车外圆、车端面等工序。车铣加工中心，在车床上增加动力铣、钻、镗，以及副主轴等，除了完成车削工序外，可完成铣、钻、镗等工序。动力铣2.机床的性能指标（2）机床的技术参数机床的技术参数：尺寸参数、运动参数、动力参数。尺寸参数—反映机床加工范围，能够加工零件的尺寸大小车床：工件最大回转直径、工件最大长度铣床：工作台长度、宽度运动参数—反映机床加工效率主轴转速进给轴进给速度、快移速度动力参数—反映机床克服切削力的能力主轴电机功率、允许的最大转矩2.机床的性能指标（3）机床精度与刚度1）机床精度指机床在未受外载荷和静止（或运动速度很低）时的原始精度。包括机床各主要零部件的制造精度及其相互之间的位置精度和运动轨迹精度。如工作台面的平面度、导轨的直线度、主轴锥孔轴线的径向圆跳动、溜板运动对主轴轴线的平行度或垂直度等。

机床几何精度2.机床的性能指标（3）机床精度与刚度

机床运动精度机床运动精度指机床空载并以工作速度运动时，各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度。运动精度成因复杂，尚无统一定义。运动精度是高速加工中影响机床和零件加工精度的重要因素。1）机床精度机床空载并以工作速度运动时，各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度。如高速回转主轴的回转精度、机床传动精度、刀具相对于工件的运动精度等。对于高速精密机床，运动精度是评价机床质量的一个重要指标。它与结构设计及制造等因素有关2.机床的性能指标（3）机床精度与刚度指机床系统抵抗变形的能力，包括静刚度和动刚度两个方面2）机床刚度①机床静刚度机床在静载荷作用下抵抗变形的能力。习惯所说刚度一般指静刚度。②机床动刚度机床在动载荷作用下抵抗变形的能力。机床动刚度是衡量机床抗振性的主要指标。2）机床刚度①机床静刚度某机床支承件刚度不足，在被支承件重力作用下产生变形2.机床的性能指标（3）机床精度与刚度2）机床刚度①机床静刚度机床在静载荷作用下抵抗变形的能力。习惯所说刚度一般指静刚度。②机床动刚度机床在动载荷作用下抵抗变形的能力。机床动刚度是衡量机床抗振性的主要指标。1.普通金属切削机床的主传动系统CA6140型车床的传动系统挂轮变速机构丝杠光杠（一）CA6140型车床的总布局3.3金属切削机床结构1.普通金属切削机床的主传动系统以CA6140型车床的传动系统为例车床必须具备下列运动：工件的旋转运动─主运动；刀具的直线移动─进给运动；为实现这些运动，机床的传动系统需要具备以下传动链：a)实现主运动的主传动链；b)实现纵向进给运动的纵向进给传动链；c)实现横向进给运动的横向进给传动链。3.3金属切削机床的结构1.普通金属切削机床的主传动系统CA6140型车床的传动系统（二）CA6140车床的传动系统3.3金属切削机床结构传动原理图例：卧式车床传动原理图车螺旋表面车圆柱面3.3金属切削机床的结构机床的传动原理图所表达的传动关系要通过传动系统图来体现。1.普通金属切削机床的主传动系统M6M7M8M9主换向机构主轴主变速机构进给换向机构丝杠转换机构进给变速机构光杠开合螺母主轴箱进给箱溜板箱传动系统图是将各种传动元件用简单的符号，并按运动顺序依次排列，以展开图形式画在机床外形轮廓中的的传动示意图。（1）图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号代表，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。（2）传动链的传动机构，按照运动传递或联系顺序依次排列，以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中。（3）传动系统图只表示传动关系，不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。1.普通金属切削机床的主传动系统传动系统图是将各种传动元件用简单的符号，并按运动顺序依次排列，以展开图形式画在机床外形轮廓中的的传动示意图。（1）图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号代表，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。（2）传动链的传动机构，按照运动传递或联系顺序依次排列，以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中。（3）传动系统图只表示传动关系，不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。3.3金属切削机床结构1.普通金属切削机床的主传动系统（1）CA6140型卧式车床的主运动传动链（二）CA6140车床的传动系统3.3金属切削机床结构M6M7M8M91.普通金属切削机床的主传动系统（1）CA6140型卧式车床的主运动传动链（二）CA6140车床的传动系统3.3金属切削机床结构1.普通金属切削机床的主传动系统（1）CA6140型卧式车床的主运动传动链（二）CA6140车床的传动系统3.3金属切削机床结构1.普通金属切削机床的主传动系统（1）CA6140型卧式车床的主运动传动链（二）CA6140车床的传动系统3.3金属切削机床结构1.普通金属切削机床的主传动系统（1）CA6140型卧式车床的主运动传动链（二）CA6140车床的传动系统3.3金属切削机床结构M6M7M8M91.普通金属切削机床的主传动系统（1）CA6140型卧式车床的主运动传动链（二）CA6140车床的传动系统3.3金属切削机床结构M6M7M8M9M1双向多片式摩擦离合器M2内齿轮式离合器（滑移齿轮）M3-5齿式离合器（空套齿轮）M6超越离合器M7安全离合器M8-9牙嵌式离合器变换左右螺纹传动组挂轮传动组63加工螺纹64加工蜗杆基本组倍增组1.普通金属切削机床的主传动系统1）CA6140型车床的传动系统3.3金属切削机床结构1.普通金属切削机床的主传动系统1）CA6140型车床的传动系统主运动分析：抓两端、连中间找首、末件：首件：电机——末件：主轴连中间，写出传动结构式：3.3金属切削机床结构1）CA6140型车床的主传动系统运动从轴II传往主轴的路线：

a.高速路线主轴VI上的滑移齿轮50向左移，使之与轴III上右端的齿轮63啮合，运动传至主轴得高转速。

b.低速路线主轴VI上的滑移齿轮50向右移，使之与齿式离合器M2啮合，轴III的运动经齿轮副传至轴IV，又经齿轮副传至轴V，再经齿轮副和齿式离合器传至主轴获得低转速。

运动经v带轮传动副传至轴I，压紧轴I上的多片摩擦离合器M1左部经齿轮副运动传至轴II，压紧右部经中间轮可获得相反方向的运动。3.3金属切削机床结构高速1）CA6140型车床的主传动系统主轴的转速级数：由结构式：正转速级数为：2×3×(1+2×2)=30

级但：从Ⅲ轴～Ⅵ轴的5种传动比中有两级基本相等,50/50=51/50。故：实际级数为：2×3×(1+2×2-1)=24级反转速级数为：3×(1+2×2-1)=12

级3.3金属切削机床结构1）CA6140型车床的主传动系统主轴转速（正转时）：3.3金属切削机床结构1）CA6140型车床的主传动系统主轴转速（反转时）：主轴反转通常不用于切削，而用于车削螺纹时，切削完后使车刀沿螺旋线退回，所以转速较高以节约辅助时间。3.3金属切削机床结构1）CA6140型车床的主传动系统主轴转速之间通常是等比级数排列系统的转速图正转转速：n=10、12.5、16、20、25、……、1120、14003.3金属切削机床结构双联滑移齿轮三联滑移齿轮双联滑移齿轮3.3金属切削机床结构

1)距离相等的一组竖线代表各轴。轴号写在上面。竖线间的距离不代表中心距。

2)距离相等的一组水平线代表各级转速。与各竖线的交点表示各轴的转速。由于分级变速机构的转速一般是按等比数列排列的，故转速采取对数坐标。相邻两水平线之间的间隔为lgφ(相邻两级转速之比(公比)φ=1.26)。图中略lg。竖线代表各轴水平线代表各级转速系统的转速图双联滑移齿轮三联滑移齿轮双联滑移齿轮先缓后急，先密后疏，降速比<1/4竖线代表各轴水平线代表各级转速倾斜方式代表传动副的传动比3.3金属切削机床结构

3)各轴之间的连线的倾斜方式代表了传动副的传动比，升速向上倾斜，降速向下倾斜。向上倾斜x格表示实际传动比为φx，下为φ-x1）CA6140型车床的主传动系统系统的转速图转速图由三个部分组成：

1)距离相等的一组竖线代表各轴。轴号写在上面。竖线间的距离不代表中心距。

2)距离相等的一组水平线代表各级转速。与各竖线的交点表示各轴的转速。由于分级变速机构的转速一般是按等比数列排列的，故转速采取对数坐标。相邻两水平线之间的间隔为lgφ(相邻两级转速之比(公比)φ=1.26)。图中略lg。

3)各轴之间的连线的倾斜方式代表了传动副的传动比，升速向上倾斜，降速向下倾斜。向上倾斜x格表示实际传动比为φx，下为φ-x3.3金属切削机床结构（2）CA6140型卧式车床主轴箱简介主轴箱：又称床头箱,支承主轴和传动传动机构，使其实现起动、停止、变速、换向等，并且将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速,同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。它主要由主轴部件、传动机构、开停及制动装置、换向装置、操纵机构和润滑装置等组成。3.3金属切削机床结构（2）CA6140型卧式车床主轴箱简介3.3金属切削机床结构（2）CA6140型卧式车床主轴箱简介CA6140主轴图3.3金属切削机床结构CA6140型普通车床主轴箱的展开图。所谓展开图，就是按照传动轴传递运动的先后顺序，沿其轴心线剖开，并将其展开在一个平面上而形成的一种结构图。1、主轴组件9空套齿轮8滑移齿轮13双列圆柱滚子轴承4角接触球轴承5推力球轴承CA6140型卧式车床主轴组件1、11、14—螺母；2、10—锁紧螺钉；3、6、12—轴套；4、5、13—轴承；7、8、9—齿轮；15—主轴应具有较高的旋转精度及足够的刚度和良好的抗振性。前支承精度比后支承高一级，前后轴承间隙可调；主轴为空心阶梯轴，其内孔用来通过棒料或通过气动、电动或液压等夹紧驱动装置；卡盘的连接（车床主轴轴端的结构形式）主轴前端用来安装卡盘或拨盘，短圆锥作定位基面。法兰外圈的11个螺纹孔用来拉紧四爪卡盘或拨盘，另一个孔装定位销传递转矩。内圈有8个螺纹孔用来安装三爪卡盘。这种结构的优点是装卸方便、安全可靠、定心精度高、主轴前端悬伸短。2）双向多片式摩擦离合器、制动器及其操纵机构摩擦离合器：控制正反转和过载保护1—空套双联齿轮；2—外摩擦片（空套）；3—内摩擦片（花键滑移）；4—弹簧销；5—销；6—元宝销；7—拉杆；8—压块；9—螺母；10、11—推片左摩擦离合器当杆7通过销5向左推动压块8时，使内片3与外片2互相压紧，于是轴I的运动便通过内、外片之间的摩擦力传给齿轮1，使主轴正向转动左离合器内摩擦片3：内孔为花键孔，装在轴I的花键上，与轴I一起旋转外摩擦片2：外圆上4个凸起装在空套齿轮的缺口槽中，带动空套齿轮一起转动，内孔为光孔，空套在轴I上.压块8：用于压紧内外摩擦片调整螺母9：用于调整内外摩擦片的压紧力元宝形杠杆6：通过该杠杆的推动，使压块移动压紧摩擦片2）双向多片摩擦离合器及其操纵机构

摩擦离合器除传递运动和动力，使主轴实现正、反转、停车外，还能起过载保险装置的作用。当压块8向右压时，右离合器工作使主轴反转当压块8处于中间位置时，左、右离合器都处于脱开状态主轴停止当压块8向左压时，左离合器工作使主轴正转2）双向多片式摩擦离合器、制动器及其操纵机构离合器的接合与脱开由手柄18来操纵

12—滑套；13—调节螺钉；14—杠杆；15—制动带；16—制动盘；17—齿扇；18—手柄；19—操纵杆；20—杆：21—曲柄;22—齿条；23—拨叉2）双向多片式摩擦离合器、制动器及其操纵机构制动器结构2）双向多片式摩擦离合器、制动器及其操纵机构制动器操纵当离合器脱开时，齿条22处于中间位置，这时，齿条轴22上的凸起正处于与杠杆14下端相接触的位置，使杠杆14向逆时针方向摆动，将制动带拉紧，使轴IV和主轴迅速停止旋转。当齿条轴22移至左端或右端位置时，杠杆与齿条轴凸起的左侧或右侧的凹槽相接触，使制动带放松，这时摩擦离合器接合，使主轴旋转。3）变速操纵机构集中操纵机构，分别操纵Ⅱ轴上的双联滑移齿轮和Ⅲ轴上的三联滑移齿轮1、6—拨叉；2—曲柄；3—盘形凸轮；4—轴；5—杠杆1）主轴上的滑移齿轮50移至右端，使其与主轴上的齿式离合器M2啮合。主轴获得10r/min～500r/min的低转速；

2)齿式离合器M2啮合脱开，运动由轴Ⅲ直接传给主轴，得到6级高转速，450r/min～1400r/min。CA6140主轴变速机构之一CA6140主轴变速机构之二1、卸荷式带轮(1)结构:①带轮与花键套1用螺钉连接,并支承在法兰盘2内的两个深沟球轴承上,当带轮转动时,带动花键套一起转动;②法兰3固定在主轴箱体上。(2)胶带拉力的传递线路:电动机-带轮2-花链套1-轴承-法兰3-箱体(3)卸荷带轮的特点:使轴Ⅰ的花键只传递扭矩,不承受弯矩,从而避免因胶带拉力造成轴Ⅰ的弯曲变，提高了传动的平稳性。为什么卧式车床主轴箱的运动输入轴（Ⅰ轴）常采用卸荷式带轮结构？对照传动系统图说明转矩是如何传递到轴Ⅰ的。答：卸荷式带轮结构是为了避免V带的拉力使Ⅰ轴产生弯曲变形。因V带对Ⅰ轴的是指向电机轴的单向拉力，它会使Ⅰ轴产生弯曲。传动系统图中，转矩传递到轴Ⅰ的原理为：V形带轮的旋转传递的转矩，通过与轴Ⅰ花键相连的套，而花键套又与V形带轮固定，而将转矩传递到Ⅰ轴；V形带轮受到的单向拉力则通过支撑花键套的深沟球轴承传递给固定在主轴箱体上法兰盘，再传递到箱体上。实际上是使V形带轮受到的单向拉力，随着花键套在法兰内的转动，将拉力由支撑花键套的深沟球轴承的内圈传到滚珠，滚珠再将拉力扩散到轴成外圈，然后传到箱体。思考题2.数控机床的主传动(1)齿轮传动——通过少数几对齿轮降速，使之成为分段无级变速。滑移齿轮的移位采用液压拨叉或电磁离合器控制。应用：大中型数控机床。特点：结构简单、紧凑,能传递较大的转矩,能适应变转速、变载荷工作,应用最广。缺点是线速度不能过高,通常小于12~15m/s,不如带传动平稳。(1)齿轮传动例：TND360型数控车床两级齿轮变速液压拔叉实现齿轮滑移2.数控机床的主传动

(2)带传动——常用的有平带、V带、多楔带和同步带等。带传动的特点是靠摩擦力传动(除同步带外)、结构简单、制造容易、成本低,特别适用于中心距较大的两轴间传动。传动带有弹性可吸振,传动平稳,噪声小,适宜高速传动。带传动在过载中会打滑,能起到过载保护作用,缺点是有滑动,不能用在速比要求准确的场合。主要应用在小型数控机床，可避免齿轮传动引起的振动和噪声，但它只适用于低扭矩特性要求的主轴2.数控机床的主传动(2)带传动多楔带:兼有v带和平带的优点，既有平带柔软、强韧的特点，又有v带紧凑、高效等优点。2.数控机床的主传动(2)带传动同步带:利用带齿与带轮的啮合同步传动力的一种新型传动带。不仅具有带传动的特点，适用于大中心距传递，而且又具有齿轮传动和链传动的特点，能够保证准确的传动比。图3-7同步带传动a)同步带传动b)同步带结构1—包步层2—带齿3—带背4—承载绳2.数控机床的主传动

(3)电动机直接驱动方式——如果主轴转速不算太高,采用普通异步电动机直接带动主轴,如平面磨床的砂轮主轴。如果转速很高,可将主轴与电动机制成一体,成为主轴单元(电主轴)。如图3-11所示，电动机转子轴就是主轴，电动机座就是机床主轴单元的壳体。主轴单元大大简化了结构,有效地提高了主轴部件的刚度,降低了噪声和振动;有较宽的调速范围;有较大的驱动功率和转矩;便于组织专业化生产。因此广泛地用于精密机床、高速加工中心和数控车床中。图3-11高速内圆磨床的主轴单元2.数控机床的主传动

(3)电动机直接驱动方式。2.数控机床的主传动(3）电主轴直接驱动电机轴与主轴用联轴器同轴联接。这种方式大大简化主轴结构，有效地提高主轴刚度。但主轴输出扭矩小，电机的发热对主轴精度影响大。2.数控机床的主传动进给传动系统首件：主轴——末件：刀架计算位移：主轴转一转——刀架移动一个f1.CA6140型卧式车床的进给传动链

连中间，写出传动结构式

CA6140车床共有64种纵向、横向进给量，分别由4种类型的传动路线来实现。即：正常进给量（32级）较大进给量（8级）加大进给量（16级）细进给量（8级）进给运动传动链

基本组增倍组M3-5齿式离合器（空套齿轮）M2齿式离合器（滑移齿轮）1.CA6140型卧式车床的进给传动链从进给箱传出的运动，一条路线经丝杠ⅩⅨ带动溜板箱，使刀架作纵向运动，这是车削螺纹传动链；另一条路线经光杠ⅩⅩ和溜板箱带动刀架作纵向或横向的机动进给，这是机动进给的传动链运动从主轴Ⅵ开始，经轴Ⅸ传至轴Ⅹ，可经一对齿轮直接传递，也可经轴Ⅺ上的惰轮Z25传递，这是进给换向机构。然后，经挂轮架至进给箱。1.CA6140型卧式车床的进给传动链可以车削左旋和右旋的米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹。此外还可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。车削螺纹时传动链的运动平衡式为:

itl=S=uvuct1

i－从主轴到丝杠之间的总传动比；

tl－机床丝杠的导程，CA6140型车床为12mm；

S－被加工螺纹的导程（mm）。进给传动链的作用，在于能得到以上四种标准螺纹。改变传动比，即可得到不同标准的螺纹。不同标准的螺纹，只是导程不同而已。进给运动传动链——车螺纹传动路线图1.CA6140型卧式车床的进给传动链进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹－1－1.25－1.51.7522.252.5－33.544.555.56789101112行：等差数列列：等比数列标准米制螺纹导程1.CA6140型卧式车床的进给传动链基本组增倍组

轴XV上的M3和M4脱开，M5接合。挂论架齿数63-100-75。车削米制螺纹

VI(主轴)—IX—X—XIII—XIV—XV——XVI—XVIII—XIX(丝杠)1.CA6140型卧式车床的进给传动链基本组增倍组车削米制螺纹传动链的传动路线表达式为进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹i基i倍

轴XV上的M3和M4脱开，M5接合。挂论架齿数63-100-75。1.CA6140型卧式车床的进给传动链进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹－1－1.25－1.51.7522.252.5－33.544.555.56789101112轴ⅩⅣ～ⅩⅤ基本组的传动比：即这些传动比的分母相同，分子则除6.5和9.5以外，其余按等差数列排列，相当于米制螺纹导程标准的最后一行，这套变速机构称为基本组。71.CA6140型卧式车床的进给传动链进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹－1－1.25－1.51.7522.252.5－33.544.555.56789101112轴XVI(经XVII)

～XVIII间的变速机构可变换四种传动比，可以实现螺纹导程标准中行与行间的倍数关系，称为增倍组。增倍组的传动比：

基本组、增倍组和移换机构组成进给变速机构，和挂轮一起组成换置机构。1.CA6140型卧式车床的进给传动链进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹－1－1.25－1.51.7522.252.5－33.544.555.56789101112运动平衡式为:化简后，得：Sj最大为12，故能加工最大螺纹导程为S=12mm。若车削导程更大的螺纹，则将轴IX上的滑移齿轮58右移，与轴VIII上的齿轮26啮合，即为扩大导程的传动链。

VI(主轴)—V—IV—III——IXM2合上，主轴处于低速状态进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹(扩大导程)

若车削导程更大的螺纹，则将轴IX上的滑移齿轮58右移，与轴VIII上的齿轮26啮合，即为扩大导程的传动链。

进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削米制螺纹(扩大导程)

车削扩大螺纹传动路线：(1)只能当M2合上，主轴处于低速状态时，才能用扩大导程；(2)导程扩大4倍或16倍时，主轴转速确定后，螺纹导程扩大的倍数也就确定了；(3)轴V-IV-Ⅲ之间，并不准确等于1，所以不能用扩大组。进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削径节螺纹

径节螺纹主要是英制蜗杆，螺距大小以径节DP表示。英制蜗杆的轴向齿距即为径节螺纹的导程：进给运动传动链——车螺纹传动路线图——车削非标和精密螺纹

需要啮合齿式离合器M3、M4、M5，导程LI依靠调整挂轮的传动比u挂来实现，其运动平衡式为：1.CA6140型卧式车床的进给传动链米、英制螺纹模数、径节螺纹公制、模数螺纹径节、英制螺纹非标准螺纹进给运动传动链——车螺纹传动路线图1.CA6140型卧式车床的进给传动链

快移电动机(0.25kW,2800r/min)

车削圆柱面和端面---纵向和横向进给传动0.25kW2800r/min1.CA6140型卧式车床的进给传动链车削圆柱面和端面纵向进给横向进给XIXXVIIIXXVIIXXIIIXXIIXXIXXVXXIVXXVIIIXXXXVIM6M7M8M90.25kW2800r/min蜗杆→蜗轮f纵=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×28/80×π×2.5×12=0.71u基u倍

mm/rf横=1×