金属切削机床教案

山东华宇工学院教案首页课题章/情境/项目第一章机床的基本知识课时8节/任务/子项目机床概述、机床发展简史和学习方法课时2授课时间第周、星期、第节、日期课序授课类型理论课(√)、实验课()、实训课()、上机()、一体化()、其他方式()教学目标1.掌握金属切削机床的定义2.了解机床发展简史3.了解机床整体构造4.掌握金属切削机床的学习方法教学过程时间分配（含导入、新课讲授、讨论、总结等）步骤时间教学内容提要教学方法3〃35〃10〃10〃25〃2〃导入机床概述机床发展简史（1）国外机床发展简史（2）国内机床发展简史3、金属切削机床的学习方法总结启发引导讲授法学习分析教学重点与难点重点：金属切削机床的定义和机床发展简史难点：机床整体构造作业什么是金属切削机床？课后反思审核：教学环节及时间分配教学内容备注课前组织1.清点学生人数2.检查授课环境复习导入1.金属切削机床是机械产品的一部分2.金属切削机床的概念通过视频导入，引导法。讲授新课一、切削金属机床概述1.什么是金属切削机床？是指用切削的方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。它是制造机器的机器，故又称为工作母机”或“工具机”(Machine-tool)，习惯上简称为机床”。2.金属切削机床的作用？在现代机械制造工业中，被制造的机器零件，特别是精密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属切削机床加工来获得的，因此机床是制造机器零件的主要设备。它所担负的工作量约占机器总制造工作量的40%~60%，它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产。二、机床概况金属切削机床加工的生产模式，大体上经历了以下五个阶段:1.通用机床加专用工艺装备或专用机床从30年代到50年代使用。这种生产模式可实现具有固定生产节拍的刚性自动化,但加工柔性差，转产困难，更换产品时需更换大批工艺装备报废专用机床，重新设计与制造装备的周期长、投资大。机床发展初期。讲授法：重点强调机床的概念，适当讲述机床的分类强调机床的作用国内外机床的发展史教学步骤及时间分配教学内容备注床，重新设计与制造装备的周期长、投资大。2.数显机床50年代末数显机床开始推广应用，这种模式不但提高了加工精度和效率，而且增加了生产的柔性，省去了设计与制造钻模、镗模等工艺装备的工作量。3.计算机数控机床60年代开始到70年代，计算机控制的数控机床集中了自动化机床、精密机床和通用机床三者的优点，将高效率、高质量和高柔性集于一体。4.柔性制造系统(FMS)这是国外70年代末开始进入实用阶段的生产模式。FMS是采用一组数控机床和其他自动化的工艺装备，出计算机信息控制系统和物料(工件及刀具)自动储运系统联接起来的整体。5.计算机集成制造系统(CIMS)这是国外80年代开始进入实用阶段的一种新的生产模式。CIMS是用计算机网络控制的综合计划、加工、检验、装配和辅助功能等综合自动化系统。它将CAD和CAM综合为一体，构成适合于多品种中小批量生产的高质量、高效益和高柔性的智能生产系统，是一个产品设计和制造的全盘自动化系统。三、机床发展简史1.国外机床发展史最原始的机床是依靠双手的往复运动，在工件上钻孔。人既是机床的原动力，又是机床的操纵者。18世纪末，蒸汽机的出现，提供了新型巨大的能源，使生产技术发生了革命性的变化。出现了各种类型的机床。20世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床的结构和性能发生了根本性变化。强调数控机床的重要性，2025智能制造，国家发展要求启发式教学举实例说明机床的发展史并重点强调教学步骤及时间分配教学内容备注1952年，世界上第一台数控机床诞生。人不仅不需提供动力，连操纵都交给机器了。由于计算机数控（CNC,Computernumericalcontrol）技术在机床领域迅猛发展，数控机床已经成为机床发展的主流。自动化、精密化、高效化和多样化成为这一时代机床发展的特征。在数控铣床基础上，装上自动换刀装置（ATC），或者再装上交换工作台（APC），这种自动换刀的数控铣镗床称为加工中心。在数控车床基础上，主轴增加C轴功能，转塔刀架装上自驱动刀具，出现了车削中心。上世纪90年代以来，相继开发出各种类型的多工序复合加工机床：车铣（或铣车）复合加工中心。在复合加工技术（Millturntechnologies）基础上，复合加工中心逐渐成为智能化的机床。并联运动机床（Parallelkinematicsmachinetool）,也称为虚拟轴机床或6腿机床。有人把并联机床的诞生称为21世纪的机床革命。2.国内机床发展史我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。解放后的70年，机床工业受到我国政府的高度关注。2006年国家发布和实施《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》。了解各种机床发展过程，讲完后提问学生积极回答启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注2009年“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项和《装备制造业振兴规划》正式实施。我国机床工业已跨入世界第一方阵并进入世界前列。2015年国务院发布了《中国制造2025》，这是建设制造业强国的国家战略，将高档数控机床列入了十大领域的发展方向和目标。目前我国已形成了布局比较合理、比较完整的机床工业体系。2002年以来,我国机床市场消费金额跃居世界第一位。目前我国己能生产从小型仪表机床到重型、超重型机床的各种机床，也能生产出各种精密的、高度自动化的和高效率的机床以及复合机床、并联运动机床等世界前沿产品,机床性能逐渐提高，有些机床已经接近世界先进水平。我国机床工业与世界先进水平相比，还有较大的差距。国产高档数控机床还不具有竞争优势。我国金属切削机床年产量数字庞大，但我国机床整体水平较低，中档和高档数控机床仍然大量进口。国产数控机床的许多先进性能和功能的维持性较差，精度保持性也较差，与国外同类产品的可靠性差距明显。我国连续多年保持世界第一机床消费国的位置，可望开拓国际市场。我国虽然是机床大国，但还不是机床强国。我国机床工业面临着光荣而艰巨的任务。2009年机械行业开始整顿，面对我国机械行业的大而不强，档次偏低的情况，在高精尖领域与国际发达国家相比依然落后的局面，首先要做的就是保持自身健康，机械部领导发现问题后开始整合，淘汰一批落后中、小企业，摒弃只为盈利不考虑质量的企业，让学生知道我国机床的演变过程，正确的学习方法启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注直到2016后才开始逐渐停止，促进了机械行业的良性发展；2017年又开始环境保护，对一些环评不合格企业坚决停产，使我国在绿色制造方面得到改善。首先是整合资源，同类管理；资源共享，降低成本，改进工艺，提高产品质量，大多数国有企业都是这么做；充分带动与之相关的民营企业的发展，此举是卓有成效的——“我之包袱，彼之珍宝”，虽有夸张，但其意贴切。在国有企业不断改革、深化和发展的浪潮中，并没有人云亦云抱怨“体制不行”，也没有“处处甩锅”大谈非我之过等等，几代人的顽强拼搏、悉心耕耘和辛勤努力，便是最佳的注脚。我国机床行业的发展历经69年，曾作为民族机床行业之典范，有北京机床、沈阳机床等的“十八罗汉”骨干企业，也有很多专家、学者、技术人员为之而奋斗终生。如今，在很多人心中，我国机床行业已不似往昔模样，这就是技术发展、时代变革带来的变化。其中，高精高速加工机床就是新形势发展的必然结果，是与国际机床名牌竞争的手段之一，国内已经出现了高精高速数控车、高精高速数控铣和高精高速加工中心等等机床，正在朝着高精尖方向发展。四、金属切削机床的学习方法课堂上采用启发式教学，边讲边提问题，融入课程思政，要求PPT制作质量好，有动画、有视频，生动活泼。让学生知道正确的学习方法启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注要做到课前预习、课中认真听讲和课后复习，建立良好的学习习惯。上课听的效果最差，如果自己读一遍效果较好，写一遍效果最好。教学方法很重要，上课时必需牵着学生按照老师的思维走，将知识讲深讲透，让学生有所收获。要让学生愿意学、主动学，如果能激活每一堂课，那就等于激活了一个学期的专业课；激活教学课堂的目标是学生，关系到学生的就业、前途，课堂结束后需要征询学生的反应，叫学生提意见，以后教学加以改进；课堂上要叫学生主动学习，通过作业叫学生课下也积极学习。学习在本质上是社会性的，通过使用不同的媒介，无论是书籍、讨论、技术还是项目，我们学习和发展新的想法，我们与他人分享想法和观点,协作是一个学习的过程。小结：1学习这门功课的作用？2金属切削机床行业就业的前景如何？3如何学好这门功课？本门课内容：车床铣床磨床齿轮加工机床其它类型机床数控机床作业：什么是金属切削机床？让学生知道正确的学习方法启发式教学山东华宇工学院教案首页课题章/情境/项目第一章机床的基本知识课时8节/任务/子项目机床分类及型号编制、金属切削机床的技术规格课时2授课时间第周、星期、第节、日期课序授课类型理论课(√)、实验课()、实训课()、上机()、一体化()、其他方式()教学目标1.掌握机床的分类2.知道机床的型号编制3.掌握金属切削机床的技术规格教学过程时间分配（含导入、新课讲授、讨论、总结等）步骤时间教学内容提要教学方法3〃10〃12〃10〃10〃10〃10〃10〃13〃2〃导入机床的分类（1）按机床的加工性能和结构特点分类（2）按机床的通用程度分类（3）按机床的精度分类（4）按机床重量不同分类2、机床的型号编制（1）通用机床（万能机床）（2）专用机床（3）专门化机床(又称专能机床)3、金属切削机床的技术规格总结启发引导讲授法教学重点与难点重点：金属切削机床的分类及型号编制难点：金属切削机床的技术规格作业简述按机床的加工性能和结构特点如何分类？课后反思审核：教学环节及时间分配教学内容备注课前组织1、清点学生人数2、检查授课环境复习导入1、切削金属机床经历了哪五个阶段2、我国机床分哪12大类通过视频导入，引导法。讲授新课一、机床的分类及型号编制金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区别、使用和管理，有必要对机床进行分类，根据需要可以从不同的角度出发，对机床作如下的分类:1.按机床的加工性能和结构特点分类:我国机床分为12大类:车床(C)、钻床(Z)、镗床(T)、铣床(X)、拉床(L)、磨床(M)、刨插床(B)、齿轮加工机床(Y)、螺纹加工机床(S)特种加工机床(D)、锯床(G)和其他机床(Q)。这是主要的机床分类方法。2.按机床的通用程度分类:(1）通用机床（万能机床）特点是：加工范围较广，结构往往比较复杂，主要适用于单件小批生产。(2）专用机床根据特定工艺要求而专门设计、制造和使用的，一般来说，生产率较高，结构比通用机床简单，适用于大批量生产。(组合机床实际上也是专用机床)(3)专门化机床(又称专能机床)这类机床用于完成形状类似而尺寸不同的工件的某一种工序的机床,如精密丝杆车床等，它们的特点介于通用机床和专用机床之间，既有加工尺寸的通用性，又有加工工序的专用性，生产率较高，适用于成批生产。讲授法：重点强调机床的分类强调机床的12大类启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注3.按机床的精度分类:普通(精度)机床、精密机床和高精度机床(超精密级机床)4.按机床重量不同分类:(1)仪表机床;(2)中型机床(一般机床);(3)大型机床(大约10吨):(4)重型机床(大于30吨):(5)超重型机床(大于100吨)。二、通用机床和专门化机床型号通用机床型号的表示方法为：1.机床的类别代号用大写汉语拼音字母表示，位于型号之前。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插床拉床锯床其他机床代号CZTM2M3MYSXBLGQ读音车钻镗磨二磨三磨牙丝铣刨拉割其2.机床的特性代号了解各种机床分类方法，讲完后提问学生积极回答启发式教学举实例说明机床的各种类型并重点强调教学步骤及时间分配教学内容备注3.结构特性代号为了区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音字母区分。例如，CA6140型普通车床型号中的“A”，可理解为：CA6140型普通车床在结构上区别于C6140型普通车床。4.机床的组别，系别代号用两位阿拉伯数字表示，前者表示组，后者表示系。每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系。在同一类机床中，凡主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。凡在同一组机床中，若其主参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。5.机床的主参数，设计顺序号和第二参数机床主参数：代表机床规格的大小，在机床型号中，用数字给出主参数的折算数值（1/10或1/150）设计顺序号：当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示.第二参数：一般是主轴数，最大跨距，最大工作长度，工作台工作面长度等，它也用折算值表示.6.机床的重大改进顺序号当机床性能和结构布局有重大改进时，在原机床型号尾部，加重大改进顺序号A，B，C....等.7.其他特性代号：用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。主要用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可反映不同的数控系统；对于一般机床可反映同一型号机床的变型等。8.企业代号：生产单位为机床厂时，由机床厂所在城市名称的大写汉语拼音字母及该厂在该城市建立的先后顺序号，或机床厂名称的大写汉语拼音字母表示。了解各种机床分类方法，讲完后提问学生积极回答启发式教学启发式教学了解教学步骤及时间分配教学内容备注通用机床的型号编制举例专用机床的型号编制专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成，其表示方法为：1）设计单位代号通常，机床厂代号是由所在城市和该厂名称的大写汉语拼音字母或该厂在市内建立顺序号，排在型号之首。2）组代号用一位阿拉伯数字表示，位于设计单位号之后，并用：“－”分开。读作：“至”。3）设计顺序号由001起始，位于组代号之后。例如，沈阳第一机床厂设计制造的第十八种机为专用机床，属于2组，顺序号为018，故其型号为S1-2018。提出型号，学生回答启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注金属切削机床的技术规格1.尺寸参数机床的尺寸参数是指影响机床加工性能的一些尺寸。主参数代表机床的规格的大小，是最重要的尺寸参数。另外，机床尺寸参数还包括第二主参数和一些重要的尺寸。2.运动参数主运动为旋转运动的机床，主运动的运动参数为主轴转速n。转速与切削速度V的关系为：3.机床的技术规格车削（钻孔）范围车削（钻孔）长度最高转速主电机功率行程快移速度电机扭矩最大压力最大流量总功率（约）占地面积总重量（约）等等小结：作业：简述按机床的加工性能和结构特点如何分类？让学生知道机床的技术规格山东华宇工学院教案首页课题章/情境/项目第一章机床的基本知识课时8节/任务/子项目机床加工零件表面的成形方法与所需运动课时2授课时间第周、星期、第节、日期课序授课类型理论课(√)、实验课()、实训课()、上机()、一体化()、其他方式()教学目标1.知道工件表面成形原理2.掌握机床的传动形式与运动联系3.掌握机床的传动系统与运动的调整计算教学过程时间分配（含导入、新课讲授、讨论、总结等）步骤时间教学内容提要教学方法3〃12〃30〃43〃2〃导入工件表面成形原理机床的传动形式与运动联系掌握机床的传动系统与运动的调整计算总结启发引导讲授法学习分析教学重点与难点重点：金属切削机床的工件表面成形原理、机床运动、机床传动难点：机床的传动系统与运动的调整计算作业简述机床加工工件表面成形原理？课后反思审核：教学环节及时间分配教学内容备注课前组织1、清点学生人数2、检查授课环境复习导入1、切削金属机床的分类2、我国机床的技术规格引导法。讲授新课一、工件表面成形原理1.工件的表面形状加工机械零件=形成零件上各个表面零件表面组成：平面圆柱面圆锥面各种成形面2.表面的形成任何一个表面，都可以看作是一条曲线沿着另一条曲线运动的轨迹。这两条曲线叫做该表面的发生线，而前一条发生线，称为母线；后一条发生线，称为导线。有些表面的两条发生线是可以互换的例如圆柱面亦可以由圆母线沿着直线导线移动形成；有些表面的两条发生线则不可互换，如圆锥面。前者叫可逆表面，后者叫不可逆表面。3.发生线的形成1）描迹法（轨迹法）：刀刃为一个点，发生线是由刀刃作轨迹运动而形成。刀具与工件之间需要一个相对运动。2）成型法（仿型法）：让学生知道工件表面成形原理启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注刀刃为一线段，它与工件发生线吻合。因此发生线由刀刃实现，刀具工件之间不需要有相对运动。3）旋切法（相切法）：刀刃为一个点，发生线是旋转的刀刃的运动轨迹的切线。切削时刀具的旋转中心按一定规律作轨迹运动，刀刃运动轨迹为一系列圆，它们的切线形成了发生线。只是刀具和工件之间要有两个相对运动，一个是刀刃的转动，另一个是刀刃相对于工件的移动。4）范成法（展成法）：刀刃为一线段，它与工件发生线不吻合，发生线是由刀刃在刀具与工件作对滚运动（又称范成运动）时所形成的一些列轨迹线的包络线。这时刀具与工件之间只需要一个相对运动，称为范成运动，由刀具运动和工件转动复合而成。二、机床的传动形式与运动联系机床的运动的表示直线运动—A旋转运动—B机床的运动的目的获得加工零件所需表面—形成一定形状的母线和导线形成母线和导线—需要刀具和工件作相对运动形成某种形状表面时所需机床提供的成形运动的形式和数目，决定于采用的加工方法和刀具结构。形成母线和导线所需运动数之和，即为成形运动的数目。1.运动的种类(1)按运动的功用分类按机床上运动的功用来看，可分为表面成形运动和非表面成形运动两大类。让学生知道机床的传动形式与运动联系启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注1）表面成形运动机床上的刀具和工件，为了形成表面发生线而作的相对运动，称为表面成形运动，简称成形运动。成形运动可能是简单的运动，也可能是复合运动。车削、磨削回转体表面为例，工件回转和刀具直线移动是速度各自独立的运动，即为两个简单的表面成形运动。车削螺纹则是2个单元运动所组成的一个复合成形运动。2）非成形运动（辅助运动）机床在加工过程中除完成成形运动外，还需完成其它一系列运动，这些与表面成形过程没有直接关系的运动，统称为辅助运动。辅助运动的作用是实现机床加工过程中所必需的各种辅助动作，为表面成形创造条件。①切入运动使刀具切入工件，以获得进行成形运动所需的工件和刀具位置的运动，称为切入运动。强调、互动，结合图形提问启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注②分度运动当整个工件表面是由若干局部表面所组成时，由一个局部表面过度到另一个局部表面所作的运动。③各种空行程是指进给前后的快速运动和各种调位运动。④控制运动接通或断开某个传动链的运动、操纵变速机构和换向机构的运动，称为控制运动。⑤校正运动在精密机床上为了消除传动误差的运动，称为校正运动。(2)按运动的性质分类机床上的运动，按其运动的性质来，则可分为简单运动和复合运动。1）简单运动只包含一个单元的运动称为简单运动，简单运动一般为转动或直线移动。2）复合运动由两个或两个以上单元运动组成独立的运动，各个单元运动之间必须保持严格的速比关系，这种运动称为复合运动。2.主运动和进给运动成形运动按其在切削加工所起的作用，又可分为主运动和进给运动。(1)主运动是产生切削的运动。(2)进给运动是维持切削得以继续的运动。重点讲述，提出问题，学生抢答启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注3.运动的主要要素一般情况下，每一个独立的运动都有五个要素：即轨迹、速度、方向、行程和位置，在分析运动时，必须逐一加以研究。合运动。1）简单运动只包含一个单元的运动称为简单运动，简单运动一般为转动或直线移动。2）复合运动由两个或两个以上单元运动组成独立的运动，各个单元运动之间必须保持严格的速比关系，这种运动称为复合运动。机床的传动系统与运动的调整计算1.定比传动副传动比和传动方向固定不变。齿轮传动蜗杆蜗轮传动齿轮齿条传动带传动链传动丝杠螺母传动2.换置机构可变换传动比和传动方向。1）滑移齿轮变速组2）离合器变速组3）挂轮变速组4）滑移齿轮变向机构5）离合器变向机构重点讲述，了解就行启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注小结：作业：简述机床加工工件表面成形原理？重点讲述启发式教学山东华宇工学院教案首页课题章/情境/项目第一章机床的基本知识课时8节/任务/子项目机床运动的基本规律课时2授课时间第周、星期、第节、日期课序授课类型理论课(√)、实验课()、实训课()、上机()、一体化()、其他方式()教学目标1.知道主轴转速的基本规律2.掌握等比传动的基本规律3.熟悉传动链的一般规律4.了解变速电动机转矩功率特性教学过程时间分配（含导入、新课讲授、讨论、总结等）步骤时间教学内容提要教学方法3〃12〃30〃43〃2〃导入1.主轴转速的基本规律（1）主轴转速的合理排列（2）标准公比2.等比传动的基本规律3.传动链的一般规律极限传动比和极限变速范围、变速组顺序和传动副数规律、级比指数排列规律、变速组的最小传动比规律4.变速电动机转矩功率特性总结启发引导讲授法学习分析教学重点与难点重点：金属切削机床主轴转速的基本规律、等比传动的基本规律难点：变速电动机转矩功率特性作业等比传动的基本规律是什么？课后反思审核：教学环节及时间分配教学内容备注课前组织1、清点学生人数2、检查授课环境复习导入1、机床加工零件表面的成形方法2、机床的运动，传动联系引导法。讲授新课一、主轴转速的基本规律1.主轴转速的合理排列

机床的主轴转速绝大多数是按照等比数列排列的，以φ表示公比，则转速数列为；；；则Z级转速的变速范围为主轴转速数列呈等比数列的原因是：设计简单，使用方便，最大相对转速损失率相等。(1)简化设计如果机床的主轴转速数列是等比的，公比为φ，且转速级数Z为非质数，则这个数列可分解成几个等比数列的乘积，使传动设计简化。例Z=24，则该数列分解成为将因子数列的级比指数写在该因子数列项数的右下角，形成机床设计最基本的公式－结构式上例主轴转速数列的结构式为24=31×23×26×212(2)使用方便，最大相对转速损失率相等，等比数列转速的转速通式为则机床的切削速度与工件(或刀具)直径的关系为将上式两边取对数得图1-6转速选择图图1-6转速选择图从式中可知：d的对数值是v的对数值的一次函数，斜率为1，函数图像是与切削速度对数坐标轴成45°的斜线，取j=1~Z，可得到Z条平行间距相等的斜线，如图1-6所示。在图中，从选择的速度点向上作平行于纵轴(d轴)的直线，从已知的工件(或刀具)直径点向右作平行于横轴(v轴)的直线，两直线垂直相交点就是要选择的转速点。这样使用方便，车床、铣床、镗床等都配有速度选择图。如果加工某一工件需要的最佳切削速度为v，相应的转速为n。一般情况下，n不可能正好在某一转速线上，而是在两转速线nj与nj+1之间。即nj<n<nj+I此时，采用较高转速n.↵会提高切削速度，降低刀具使用寿命。为保证刀具的使用寿命，应选择较低的转速n，这时转速的损失为n一nj，相对转速损失率为最大相对转速损失率为n趋近于nj+1时的A值。即最大相对转速损失率Am只与公比p有关，是恒定值。2.标准公比1)机床为满足不同工艺需求，需具有一系列等比数列转速。转速从n1到n依次递增，故p>1；公比p大，最大相对转速损失率A.就大，对机床劳动生产率影响就大，因此需加以限制。我们规定:最大相对转速损失率Amax≤50%。则故2)为方便记忆，要求转速n经E(E,为自然数)级变速后，转速值呈10倍的关系。3)为方便记忆，以及适应双速电动机驱动的需要，要求转速n经E2(E2为自然数)级变速后，转速值呈2倍的关系。即3.公比选用原则要达到一定的变速范围，就必须增加变速组数目或增加传动副个数，使结构复杂。对于中型机床，公比φ一般选取1.26或1.41对于大型重型机床，加工时间长，公比φ应小一些,一般选取1.26、1.12或1.06非自动化小型机床，加工时间小于辅助时间，转速损失对机床劳动效率影响不大，为使机床结构简单，公比p可选大一些，可选择1.58、1.78，甚至2；专用机床原则上不变速，但为适应技术进步，可作适当性能储备，公比。可选择1.12、1.26。让学生知道机床的传动联系启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注等比传动的基本规律从式(1-2)中可看出:必然有一个因子数列的级比等于主轴转速等比数列的公比，体现这个因子数列特性的变速组称为基本组。基本组的级比指数为1。基本组的传动副数、级比指数、变速范围分别用P0、x0、r0表示。级比指数等于基本组传动副数的变速组称为第一扩大组。第一扩大组的传动副数、级比指数、变速范围分别用P1、x1、r1，表示，x1=P0。第一扩大组的作用是扩大基本组的变速范围，形成比基本组变速范围大的连续等比数列转速。级比指数等于P0P1，的变速组称为第二扩大组。第二扩大组的传动副数、级比指数、变速范围分别用P2、x2、r2表示，x2=P0P1。第j扩大组的级比指数为三、传动链的一般规律1.极限传动比和极限变速范围为防止传动比过小造成从动齿轮尺寸太大，以及增加变速箱的尺寸，一般限制最小传动比i≥1/4为减少振动，提高传动精度，直齿轮的最大传动比in≤2，斜齿圆柱齿轮的最大传动比in≤2.5；直齿轮变速组的极限变速范围为r=2x4=8斜齿圆柱齿轮变速组的极限变速范围为r=2.5x4=102.变速组顺序和传动副数规律机床的主传动系统为降速传动。传动件越靠近电动机其转速就越高，在电动机功率一定的情况下，所需传递的转矩就越小，传动件和传动轴的几何尺寸就越小。因此，为减小传动链尺寸，应尽量使前面的传动件多一些，即传动副数前多后少。总之，应采用三联或双联滑移齿轮变速组，且三联滑移齿轮变速组在前。数学表达式为3≥Pa≥Pb≥Pc≥…3.级比指数排列规律为保证各因子数列变速组变速范围小于极限值，应尽量使前面的变速组级比指数小一些，即前密后疏。数学表达式为xa=1<xb<xc<…4.变速组的最小传动比规律为使更多的传动件在相对高速下工作，以及减小变速箱的结构尺寸，各变速组的最小传动比还须采取前缓后急的降速原则，即最后变速组的传动比最小。数学表达式为iamin≥ibmin≥icmin≥…≥1/4另外，采用先缓后急的最小传动比原则，有利于提高传动链末端执行件的旋转精度。四、变速电动机转矩功率特性电动机是机床传动链的动力源。分析机床传动链首先必须了解动力源的特性。1.直流电动机转矩功率特性直流电动机的电磁转矩M、转速n分别为M=KMφIa式中KM、KE——系数；Ia、Ra——电枢电压(V)、电枢电流(A)、电枢电阻(Ω)。2.交流异步电动机转矩功率特性交流电动机每相定子绕组的感应电动势E、电磁转矩M，电动机转速n为E1=4.44N1k1φ≈U1M=KMφI'2cosφ2式中N1、k1、f1—定子绕组圈数、定子绕组缠绕系数、定子绕组电流频率(Hz)；I'2、cosφ2—假想转子等效电流(A)、转子的功率因数；P—电动机定子绕组磁极对数；s—转差率。小结：作业：简述机床的传动联系是什么？让学生知道机床的传动链，结合图形与学生互动启发式教学重点讲述，说明推导过程山东华宇工学院教案首页课题章/情境/项目第二章车床课时10节/任务/子项目车床、车刀概述和CA6140型卧式车床课时2授课时间第周、星期、第节、日期课序授课类型理论课(√)、实验课()、实训课()、上机()、一体化()、其他方式()教学目标1.了解车床概述2.掌握车刀概述3.熟悉CA6140型车床教学过程时间分配（含导入、新课讲授、讨论、总结等）步骤时间教学内容提要教学方法3〃12〃15〃15〃43〃2〃导入车床的用途和运动车床的分类车刀概述CA6140型卧式车床的工艺范围和布局总结启发引导讲授法学习分析教学重点与难点重点：车床、车刀概述、CA6140型卧式车床工艺范围和布局难点：CA6140型卧式车床工艺范围作业车床的用途是什么？课后反思审核：教学环节及时间分配教学内容备注课前组织1、清点学生人数2、检查授课环境复习导入1、回答机床的传动原理图2、现在进行各种机床的传动分析，现在讨论车床引导法。讲授新课一、车床的用途和运动1.车床的用途

车床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱面、圆锥面和回转体的端面，有的车床还可加工螺纹。由于多数机器零件具有回转表面，因而车床在机械制造业应用极为广泛，在金属切削机床中所占的比例最大，约为机床总数的20~35%。车内外圆柱面、锥面、成型回转面、端面、环槽、螺纹。特点：1）自动化程度低；2）加工复杂工件时，换刀麻烦；3）辅助时间长，生产率低；4）适用于单件小批生产及修理车间。2.车床的运动表面成形运动由主轴的旋转运动和刀具的移动组成。主轴的旋转运动转速高，消耗功率大，旋转精度高，因而是机床的主运动；刀具移动是进给运动，分为沿工件轴线方向的纵向进给运动和垂直于工件轴线的横向进给运动；机动进给时，纵向进给和横向进给运动不能同时进行；在纵向机动进给的基础上施加手动横向进给，或旋转刀架小溜板手动进给时，可使车刀相对于工件轴线斜向进给运动；进给量用表示。车削螺纹时，车床只有一个复合成形运动：螺旋运动；该成形运动分解为主轴的旋转（主运动）和刀具的移动（进给运动），进给运动与主运动须保持严格的传动联系；主轴旋转一圈让学生知道车床的用途启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注刀具移动一个导程，因而进给运动是内联系传动链，主运动的执行件作间接动力源。二、车床的分类车床是组系最多的机床，主要有以下几类：单轴自动车床；多轴自动、半自动车床；回轮、转塔车床；曲轴及凸轮轴车床；立式车床；落地及卧式车床；仿形及多刀车床；轮、轴、辊、锭及铲齿车床等。主轴水平安装的车床称为卧式车床。卧式车床是车床的基本型式，也是应用最广泛的一种车床。这是因为：⑴卧式车床的支承刚度高；⑵轴类零件（长度大于横截面尺寸）在卧式车床上安装方便；⑶卧式车床变速机构中的传动轴都是水平的，滑移齿轮易于滑移变速；⑷人们习惯于观察水平物理现象，卧式车床切削高度一致，便于操作者加工过程的观察，易于保证最佳视距、最佳视角，减轻操作者的视力疲劳。三、车刀概述刀具：车刀、孔加工刀具、螺纹车刀刀具切削部分的组成主切削刃、副切削刃和刀尖3）副后面minorflank具上与工件已加工表面相对的表面。23）副后面minorflank具上与工件已加工表面相对的表面。2）后面(Aα)majorflank刀具上与过渡表面相对的表面。前面(Ar)face前刀具上切屑流过的表面。让学生知道机床的分类，结合下面图形与学生互动启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注(1)前角γo车刀的主要角度(2)后角αo(3)主偏角κr(4)副偏角κr(5)刃倾角λs2.刀具的工作角度以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度，又称实际角度。车刀安装高度对工作角度的影响a)刀尖高于工件轴线b)刀尖低于工件轴线强调、互动，点名由学生回答五个角度启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注3.刀具分类按加工方式和具体用途，可分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型；按所用材料性质，可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼(CBN)刀具和金刚石刀具等；按结构形式，可分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化，可分为标准刀具和非标准刀具等。孔加工刀具a)直头外圆车刀b)45a)直头外圆车刀b)45°弯头外圆车刀c)90°弯头外圆车刀d)端面车刀e)内孔车刀f)切断刀g)宽刃光刀重点讲述，说明两种主要车刀，结合图形说明启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注CA6140型卧式车床的工艺范围和布局卧式车床的工艺范围较广，能车削内外圆柱面和车削端面；车削内外螺纹；还可进行钻孔、扩孔、铰孔；旋转刀架底部的回转盘，手动进给，实现刀架的斜线运动，可车削内外圆锥体。卧式车床外形图如图2-1所示，主要部件为1.主轴箱主轴箱固定在床身的左端，内部为主运动传动链，动力由Ⅴ带传入，经主运动变速机构，最后由主轴输出，主轴端部安装卡盘；主轴前端有莫氏锥孔，可装顶尖等定位件或刀具。主轴箱的功用是支承主轴并产生工艺需要的主轴转速；另外卧式车床将主轴的运动经挂轮传给进给箱，实现螺纹切削和机动进给运动。2.刀架系统刀架系统由床鞍（纵向溜板）、横向进给导轨（横向溜板）、底部带有回转盘的手动进给导轨副（小溜板）、刀架等组成。床鞍等部件带动车刀沿床身导轨纵向移动，横向进给丝杠螺母驱动横向进给导轨等部件带动车刀横向运动，手动进给导轨可相对于横向导轨旋转，手动产生车刀的斜向进给运动。3.尾座尾座安装与床身右端的尾座导轨上，可沿尾座导轨纵向移动。其功用是安装后顶尖支承工件，也可安装钻头、绞刀、丝锥等刀具进行孔加工。4.进给箱进给箱安装于床身左端的前面，内部装有螺纹链的变换机构。其功用是变换所加工的螺纹导程和机动进给量。运动由进给箱左侧的挂轮传入，由丝杠或光杠输出。5.溜板箱溜板箱安装于纵向溜板的前下方，位于床身导轨的前面。溜板重点讲述主要部件启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注箱中与丝杠配合的开合螺母带动溜板箱及其刀架系统纵向移动车削螺纹；动力由光杠传入溜板箱时，溜板箱中的ⅩⅩⅧ轴的小齿轮在床身V型导轨下方的齿条上滚动，带动溜板箱及其刀架系统纵向移动车削圆柱面；ⅩⅩⅨ轴上的齿轮驱动ⅩⅩⅩ轴丝杠螺母副，螺母带动横向溜板及其刀架系统横向移动实现端面车削。在溜板箱箱体前面和左侧面安装有机动进给和螺纹车削转换手柄、手动操作手柄、机动进给手柄和快速移动按钮；所有机动运动都是唯一的。6.床身床身固定在左右床腿上，它是车床的基本支承件，在其上面安装着各个部件。床身的功用是保证运动部件的相对位置和运动精度。图2-1卧式车床外形图2-1卧式车床外形1-主轴箱2-刀架系统3-尾座4-床身5-右床腿6-溜板箱7-左床腿8-进给箱重点讲述主要部件启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注卧式车床的主参数是床身上最大工件回转直径，第二主参数是最大工件长度。这两个参数表明了卧式车床加工工件的最大尺寸，同时也反映了车床的尺寸。因为主参数决定了主轴轴线距离床身导轨的距离，第二主参数决定了床身的长度。CA6140型车床的主参数为，由于受横向溜板的限制，刀架上的最大回转直径为，见图2-2。CA6140的第二主参数有、、、等系列尺寸。卧式车床第二主参数仅说明床身、丝杠、光杠的长度不同，其他的部件通用。图2-2CA6140最大车削尺寸图2-2CA6140最大车削尺寸小结：作业：简述机床的传动联系？重点讲述卧式车床的主参数启发式教学山东华宇工学院教案首页课题章/情境/项目第二章车床课时10节/任务/子项目CA6140型卧式车床的主传动系统课时2授课时间第周、星期、第节、日期课序授课类型理论课(√)、实验课()、实训课()、上机()、一体化()、其他方式()教学目标1.了解CA6140主运动传动系统的产生2.掌握CA6140主运动传动链3.熟悉CA6140传动的分析方法教学过程时间分配（含导入、新课讲授、讨论、总结等）步骤时间教学内容提要教学方法2〃30〃13〃5〃38〃2〃导入CA6140主运动传动系统的产生主传动链CA6140主轴的转速级数与转速计算（3）丝杠和光杠CA6140主运动传动链总结启发引导讲授法学习分析教学重点与难点重点：CA6140主运动传动链、主运动传动系统难点：轴的转速级数与转速计算作业卧式车床进给传动系统中，为何既有光杠又有丝杠来实现刀架的直线运动？课后反思审核：教学环节及时间分配教学内容备注课前组织1、清点学生人数2、检查授课环境复习导入1、车刀如何车圆弧面，用什么型式的车刀？2、CA6140型卧式车床的传动形式是什么？引导法。讲授新课一、CA6140主运动传动系统的产生CA6140型车床是普通精度的卧式车床。传动系统包括主传动和刀架进给传动两部分。传动链：实现主运动的主传动链实现螺纹进给运动的螺纹进给传动链实现纵向进给运动的纵向进给传动链实现横向进给运动的横向进给传动链图2-324级主轴转速的常规传动系统快速空行程传动链图2-324级主轴转速的常规传动系统1.CA6140主运动传动系统的产生CA6140车床的主轴有24级等比数列转速，公比。按照常规设计，24级主轴转速、、Ⅰ轴安装双向摩擦离合器的中小型车床的传动系统的结构式为最后变速组的级比，因而是极限传动比、极限变速范围原则所允许的级数最多的转速不重复的等比转速数列；最后变速组为单回曲机构（或称为背轮机构），主轴最低转速、最高转速为的传动系统如图2-3所示。让学生知道车床的主运动传动启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注图2-424级主轴转速的分支传动系统单回曲机构的传动比为、，无误差，可作为内联系传动链的变速组。当单回曲机构作为螺纹进给链扩大组时，即Ⅸ轴58齿的滑移齿轮右移与Ⅷ轴58齿的齿轮啮合，Ⅸ轴的转速为主轴转速的16倍（正常螺纹进给链传动路线是由Ⅵ轴直接将动力传递到Ⅸ轴，Ⅵ轴转速与Ⅸ轴转速相等），主轴转速为、切削梯形螺纹时，车刀的移动速度，远大于快速移动速度；主轴转速≥、Ⅸ轴58齿的滑移齿轮右移与Ⅷ轴58齿的齿轮啮合车削螺纹时，扩大组的扩大倍数为1，没有扩大作用，但从Ⅵ轴—Ⅴ轴—Ⅳ轴—Ⅲ轴—Ⅷ轴—Ⅸ轴传动路线比Ⅵ轴—Ⅸ轴长，效率低，精度低。因此将主运动从Ⅲ轴直接传给Ⅵ轴，传动比有一定误差（如），不能用于内联系传动链，从而防止使用低精度、低效率的传动链车削螺纹，传动系统图如图2-4所示，传动链形成高速和低速两条独立的传动路线，因而称为分支传动；结构式可写为图2-424级主轴转速的分支传动系统主运动的单回曲机构与分支传动机构作为内联系传动链的扩大组时输出转速上的区别为：单回曲机构输出等比的主轴转速数列；而分支传动输出两个独立的等比转速数列，这两个等比转速数列相加可形成一个等比转速数列，也可形成部分重合或部分交叉的等比转速数列，即分支传动可根据实际需要由低速分支决定最低主轴转速，由高速分支决定最高主轴转速。让学生知道CA6140主运动传动系统，结合图形与学生互动启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注2.CA6140主运动传动系统的设计在保证低速分支传动比为的前提下，将级比为的第三变速组设置在分支传动中，则主轴最低转速的24级等比数列转速传动系统，螺纹进给链扩大组的扩大倍数为16时，主轴的最高转速为，此时车刀移动速度，接近快速移动速度。结构式改变为图2-524级主轴转速的分支变速传动系统（一）传动系统图如图2-5、2-6所示。图2-5所示的传动系统高速分支的最高转速、最低速度为图2-524级主轴转速的分支变速传动系统（一）低速分支的最高速度为低速分支产生12级主轴转速，最低的6级转速能扩大16倍螺纹导程，次最低的6级转速（最高转速能扩大4倍螺纹导程；而高速分支不能作为螺纹进给量的扩大组，这样高速分支的最低转速只能车削正常导程螺纹，在高低速转速段的交叉处产生混乱。采用图2-6所示的传动系统，低速分支产生三段等比数列转速，最低的6级转速能扩大16倍螺纹导程，次最低的强调、互动，点名由学生回答五个角度启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注6级转速能图2-624级主轴转速的分支变速传动系统（二）扩大4倍螺纹导程；低速分支最高的6级主轴转速传动比应为1，但为防止这条精度低、效率低的传动路线用作螺纹进给链，将低速分支Ⅳ-Ⅴ轴间的变速组的最大的主动齿轮多一个齿，顶圆直径不变，即采用负变为齿轮，变位系数，从而使传动比，不能用于螺纹进给链中，这样低速分支最高的6级转速只能利用正常螺纹导程传动路线车削螺纹；高速分支的6级转速也是利用正常螺纹传动路线车削螺纹，这两段主轴转速数列都是车削正常导程螺纹，在两段转速交叉处不会产生操作混乱。CA6140车床主运动链就是采用图2-6所示的传动系统。主轴最高转速与最低转速的关系为图2-624级主轴转速的分支变速传动系统（二）则主轴的转速为CA6140车床主传动链的低速分支产生的18级等比转速数列为，公比；高速分支产生的6级等比转速数列为，两段等比数列转速部分交叉，四级转速之间的公比；低速分支除重点讲述，主传动系统的设计，讨论互动启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注图2-7CA6140传动系统图、（由操作机构保证不出现该传动比）传动比外，还是螺纹进给链的扩大组，使车床最低的12级转速能够车削大导程螺纹，扩大组的扩大倍数为、。图2-7CA6140传动系统图重点讲述主传动系统链启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注3.丝杠和光杠为保证螺纹导程精度，采用丝杠螺母丝杠可以制造得比较精密。丝杠传动分支实现螺纹进给运动光杠传动分支实现纵、横向进给运动光杠可大大减轻丝杠的磨损有利于长期保持丝杠的精度，可获得一般车削所需的纵、横进给量（数值较小），主轴与挂轮变速机构之间的换向机构，是在主轴转向不变时，改变刀架的运动方向（向左或向右），车削右旋或左旋螺纹。CA6140主运动传动链CA6140车床主运动的动力源是电动机（Y132M-4，，），末端执行件为主轴。电动机产生的运动和转矩由V带传递到Ⅰ轴，V带由橡胶等制成，V带传动既是防止将电动机产生的振动和热量传递到主运动传动链中的最简单有效的措施，又是过载安全保护装置。Ⅰ轴转速由主轴最低转速和第一、第二变速组、低速分支最小传动比以及Ⅴ—Ⅵ轴间的定比传动副决定，这样也确定了V带传动比。Ⅰ轴转速、V带传动比为式中——V带机械效率；。CA6140车床的传动系统图如图2-7所示。在Ⅰ轴上安装双向片式摩擦离合器，以实现主轴的正反转和停车，且在Ⅳ轴上按装有带式制动器，主轴具有停车制动功能，避免车螺纹时电动机的频繁正反转起动，以减小电能消耗、保护电动机。离合器壳体直径，离合器左端的摩擦片压紧时，主轴正转；右端的摩擦片压紧时主轴反转。由于主轴反转用于螺纹车削时的退刀，即一次走重点讲述启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注刀完成后，使车刀沿螺纹螺旋线退回，因而反转转速较高且转速级数少，这样可节省辅助时间且简化结构，主轴反转转速数列的公比、结构式为主轴反转转速为主轴正转转速为或时，接通反转，都产生的反转转速；主轴最低反转转速为低速分支产生9级反转等比数列转速，主轴最高反转转速为；高速分支产生3级反转转速数列，最低反转转速为，主轴两段反转等比转速数列不再交叉，反转转速数列中有最小级比。主轴反转转速数列为。小结：作业：卧式车床进给传动系统中，为何既有光杠又有丝杠来实现刀架的直线运动？重点讲述卧式车床的主传动系统的计算启发式教学山东华宇工学院教案首页课题章/情境/项目第二章车床课时10节/任务/子项目CA6140型卧式车床的进给传动系统课时2授课时间第周、星期、第节、日期课序授课类型理论课(√)、实验课()、实训课()、上机()、一体化()、其他方式()教学目标1.了解车制各种螺纹2.掌握机动进给的传动特点和传动路线3.熟悉进给传动的调整计算教学过程时间分配（含导入、新课讲授、讨论、总结等）步骤时间教学内容提要教学方法2〃10〃28〃10〃10〃8〃10〃10〃2〃导入1、CA6140车削螺纹2、CA6140机动进给车削圆柱面和端面3、CA6140进给传动链米制螺纹链的产生米制螺纹进给链传动链蜗杆车削模数丝杠车削英制螺纹车削总结启发引导讲授法学习分析教学重点与难点重点：CA6140车制各种螺纹、机动进给的传动特点和传动路线难点：进给传动的调整计算作业CA6140车床车削米制螺纹的特点？课后反思审核：教学环节及时间分配教学内容备注课前组织1、清点学生人数2、检查授课环境复习导入1、CA6140型卧式车床的主传动链有几级？2、CA6140型卧式车床没有进给传动能工作吗？引导法。讲授新课进给刀架可进行纵、横向进给运动和辅助运动。刀架的运动源仍是主电动机。始端件——主轴；末端件——刀架因车螺纹要求主轴转一周时刀架移动一个被加工螺纹的导程，并且车外圆进给量是以主轴转一周时刀架的移动量来表示，所以分析传动关系时，把主轴作为刀架传动的始端。刀架传动系统的组成；扩大螺距传动组；变换左右螺纹传动组；变换左右螺纹传动组；基本变速组；增倍变速组。一、CA6140车削螺纹除了车削普通螺纹外，还可车削下面的螺纹：（1）车米制螺纹（2）车削模数螺纹（3）车削英制螺纹（4）车削径节螺纹（5）车削非标准螺距和较精密螺纹二、CA6140机动进给车削圆柱面和端面车削圆柱表面时，可使用机动的纵向进给。车削端面时，可使用机动的横向进给。为了避免丝杠磨损过快及便于人工操纵（将刀架运动的操纵机构放在溜板箱上），车削圆柱面和端面时，机动进给运动是由光杠经溜板箱传动的。机动进给传动路线表达式如下：让学生知道车床的用途启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注机动进给传动路线表达式如下1.纵向机动进给量纵向机动进给量共64种2.横向机动进给量横向进给量的种数有64种。刀架的快速移动CA6140型开停和换向装置三、CA6140进给传动链进给运动是实现刀具纵向或横向移动的传动链。CA6140车床车削螺纹时，进给链是内联系传动链，两端件的传动联系为：主轴旋转一圈，刀具移动一个螺纹导程；CA6140车床机动进给（自动走刀）车削圆柱面或端面时，进给链是外联系传动链，走刀量以主轴旋转一圈时刀具的移动量表示，。由于主轴的速度大于车刀的移动速度，因而将主轴作为进给链的始端件（间接动力源），刀具为末端执行件。螺纹进给链是内联系传动链，应保证其性能要求。进给运动链起始于主轴（Ⅵ轴），正常螺纹导程传动路线经Ⅸ轴直接传至Ⅹ（或经Ⅺ轴上的惰轮换向后至Ⅹ轴），为简化结构、便于计算，该传动链中，Ⅹ轴转速与Ⅵ轴相同；螺纹扩大导程传动路线经Ⅴ—Ⅳ—Ⅲ—Ⅷ—Ⅸ—Ⅹ轴，Ⅹ轴的转速为Ⅵ轴的、。Ⅹ轴是主轴箱进给运动输出轴，也是挂轮箱的输入轴。挂轮箱是进给链的调整环节，通过配换挂轮获得所需的转速。挂轮箱由ⅩⅢ轴将运动传递到进给箱。让学生知道机床的分类，结合下面图形与学生互动启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注螺纹进给链1.米制螺纹链的产生米制螺纹（包括普通螺纹、梯形螺纹、锯形螺纹）导程国家标准GB196、GB5796.3、GB/T13576.3如表2-2所示——1——1.25——1.51.7522.252.5——33.544.555.5678910（11）121416182022242832364044注：⑴导程11是为产生5.5、22、44导程而增加的，实际标准中无此导程；⑵普通螺纹导程最大为6；⑶单线梯形螺纹导程为1.5和表中整数（不含11）；多线螺纹一般为2线、4线。从表中可看出，表中每一行都是等差数列，行与行之间为等比数列。即标准螺纹导程有以下规律：以等差数列为基本组，乘以公比的等比数列（称为增倍组），可获得1～12螺纹导程；再乘以数列4，16（利用主运动的低速分支）可获得大于12的螺纹导程，且满足2线、4线梯形螺纹的需求。即螺纹导程为为便于操纵机构的制造安装，在螺纹链基本组中增加，，八个数据按大小值相近的分为四组，用一个手轮控制，保证只有一对齿轮结合，其余都处于分离状态；由于螺纹链传递转矩小，转速低，因而应尽量采用齿宽较小，齿数较少的齿轮；机床进给运动中，齿轮齿数≥；故增加两个数据的螺纹链基本组数列都除以，各组分数分子分母都扩大适当倍数，该数列改变为强调、互动，点名由学生回答五个角度启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注将各组分数的分子、分母作为变速组的齿轮齿数，分子代表的齿轮安装于主动轴上，分母代表的四个滑移齿轮安装于被动轴上，即一个滑移齿轮可与模数相同、节圆直径相同但齿数不同的齿轮（变位齿轮）啮合。这样运动经螺纹链基本组后，输出转速为等差数列转速，即增倍组可分解为两个等比数列的乘积设：增倍组一对传动副的最小传动比，且为互质数。则因此，必然能被8整除；齿轮副的中心距为可知：齿数和必然能被所整除，当然也能被所整除；由于互为倒数，若将的从动齿轮与的主动齿轮合二为一，则齿数和还须能被整除。根据先缓后急的降速原则，＜。符合上述两个条件的传动比为,，。由于、时，增倍重点讲述，说明两种主要车刀，结合图形说明启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注，，，。当增倍组齿轮的模数，则齿轮副中心距为，与基本组齿轮副中心距相等，这样，两变速组传动轴同心，变速箱体轴承孔加工方便。2.米制螺纹进给链传动链米制螺纹进给链传动路线表达式为：米制右旋螺纹正常导程进给运动平衡式为挂轮箱的作用就是使运动平衡式简单、便于换算。综之，⑴螺纹进给链运动由Ⅵ轴直接传递到Ⅸ轴时，主轴的全部转速都可车削导程为1～12的螺纹；⑵当主轴上的离合器M2结合时，即主轴处于低速状态时，可利用Ⅵ-Ⅴ-Ⅳ-Ⅲ-Ⅷ-Ⅸ轴的螺纹扩大导程传动路线车削大导程螺纹；当低速分支的传动比，即主轴处于最低的6级转速时，螺纹导程扩大组，能够车削导程为14～192的螺纹；当低速分支的传动比，即主轴处于次最低的6级转速时，螺纹重点讲述主要部件启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注导程扩大组，能够车削导程为14～48的螺纹。3.蜗杆车削米制蜗杆的齿距为，螺纹线数为的蜗杆导程。大部分模数是按分段等差数列规律排列的，但齿距中含有无理数。为此，车削蜗杆时，仍采用米制螺纹传动路线，只改变挂轮齿数，使平衡式不含。运动平衡式为式中，，。的相对误差为则蜗杆齿距误差为，且误差方向一致，因此采用齿数64、97的挂轮只能车削蜗杆或导程数不多的低精度模数丝杠。米制螺纹正常导程传动路线可车削螺纹线数为1的模数的蜗杆；米制螺纹扩大导程传动路线可车削螺纹线数为1的模数的蜗杆。4.模数丝杠车削用齿数64、97的挂轮加工一米长的模数丝杠时，齿距总累积误差为根据JB2886—92标准可知：8级精度一米长的丝杠螺距累积公差为；即用齿数64、97的挂轮加工一米长的模数丝杠将达不到8级精度。因此应用专用挂轮获得更精确的值。，，。的精度提高倍。采用71、113齿的专用挂轮，可加工几米长的7级精度的模数丝杠。重点讲述主要部件启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注在保证运动平衡式不变的前提下，确定Ⅻ轴挂轮齿数挂轮箱各齿轮副的齿数比分别为、。5.英制螺纹车削英制螺纹以每英寸（）长度上的螺纹牙数表示，因此螺纹的导程为6.特殊螺纹和非标准螺纹车削7.法向模数为标准数列的蜗杆车削小结：作业：CA6140车床车削米制螺纹的特点？重点讲述卧式车床的主参数启发式教学山东华宇工学院教案首页课题章/情境/项目第二章车床课时10节/任务/子项目CA6140型卧式车床的主要部件结构课时2授课时间第周、星期、第节、日期课序授课类型理论课(√)、实验课()、实训课()、上机()、一体化()、其他方式()教学目标1.了解溜板箱的结构特点和调整2.掌握主轴箱的结构特点和调整3.熟悉进给箱的结构特点和调整教学过程时间分配（含导入、新课讲授、讨论、总结等）步骤时间教学内容提要教学方法2〃28〃15〃10〃13〃10〃10〃2〃导入1、CA6140主轴箱（1）第一变速组及双向摩擦离合器（2）停车制动机构（3）主轴组件2、CA6140进给箱（1）螺纹导程基本组变换操作机构（2）螺纹导程增倍组变速操作机构3、CA6140溜板箱总结启发引导讲授法教学重点与难点重点：CA6140主轴箱、进给箱的结构特点和调整难点：溜板箱的结构特点和调整作业卧式车床主轴的径向圆跳动及轴向窜动对工件加工表面质量有何影响？根据CA6140A型车床主轴结构图，说明调整主轴前轴承间隙的方法。课后反思审核：教学环节及时间分配教学内容备注课前组织1、清点学生人数2、检查授课环境复习导入1、CA6140型卧式车床的进给刀架有哪3个运动？2、CA6140型卧式车床的机械结构非常重要引导法。讲授新课导入一、主轴箱CA6140车床主轴箱展开图如图2-8所示。图2-9、图2-10所示为主轴箱主视图和剖面图。1.第一变速组及双向摩擦离合器图2-8CA4140主轴箱展开图CA6140为实现主轴12级反向等比数列转速，第一变速组为双速变速组，其级比等于公比，即主轴正转传动链的基本组。从结构上考虑，双向摩擦离合器轴向尺寸较大，第一变速组采用双速变速组可减短Ⅰ轴的轴向长度，提高Ⅰ轴的强度。左右离合器的结合或脱开由压块的位置决定。图2-8CA4140主轴箱展开图让学生知道车床的用途启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注摩擦离合器还有过在保护功能。当负载转矩增加时，内外摩擦片将相对滑动，避免损坏主运动链。摩擦片间的压紧力是根据离合器所传递的的额定转矩确定的。图图2-11CA6140摩擦离合器、制动器机器操纵机构1齿轮离合器体2、3外、内摩擦片4弹簧销5销6元宝销7拉杆轴8压块9调整螺母10、11垫片12滑套13调整螺杆14杠杆15刹车带16制动盘17扇形齿轮18手柄19主轴旋向控制轴20拉杆21杠杆22轴让学生知道机床的分类，结合下面图形与学生互动启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注摩擦片磨损后，压紧力减小，因此压块长度应能调整，这样在压块行程不变的情况下，通过改变压块长度，改变压紧力；滑块为具有花键孔的细牙螺纹轴套，在螺纹轴套外圆表面上加工一盲孔安装弹性锁紧销（锁紧销内有压缩弹簧），调整螺母为开槽圆螺母（16个槽），压下锁紧销，可旋转调整螺母，调整完毕，锁紧销卡入调整螺母槽中止动。双向摩擦离合器共用一个压块实现双向离合，因而摩擦离合器须从Ⅰ轴两端装入，为方便安装，保证摩擦离合器的装配精度，Ⅰ轴组件装配完毕后，整体装入主轴箱中。大家知道，摩擦离合器传递转矩的大小与施加到摩擦片上的压力成正比；由于摩擦片的磨损和负载的变化，离合器摩擦片的压力应能精确调节。因此，Ⅰ轴组件应位于主轴箱的上面以便于调节压力。这样Ⅱ轴位于Ⅰ轴右下方。装配时须安装Ⅱ轴组件后才能装入Ⅰ轴组件。2.停车制动机构停车制动器为带式制动器，其功能是停止主轴转动的同时制动主轴，以缩短辅助时间。为减小制动转矩，通常制动器安装在转速较高的传动轴上，CA6140车床制动器的理想位置是Ⅱ轴；但带式制动器动制动力需调整，且干摩擦因数大于油润滑时的摩擦因数，Ⅱ轴位于主轴箱下方，不便于制动力调整，且Ⅱ轴上的零件有良好的润滑制动力矩小，因此CA6140车床停车制动器安装在主轴箱中位于上部的Ⅳ轴上，其最低转速为。3.削加工。主轴的旋转精度及主轴组件的刚度直接影响加工质量。安装固定卡盘，决定了主轴必然是外伸梁。为减短主轴的悬伸量（外伸部分长度），提高主轴静刚度，主轴前端为锥度的短锥体，用以定位卡盘的连接座；短锥后面有法兰盘，用来安装固定卡盘。为提高顶尖或心轴的定位精度，主轴外伸端具有莫氏6号锥孔；为便于长圆钢加工，CA6140主轴具有中心通孔；为方便安装，车床主轴为台阶轴，即主轴从前端装入。为提高主轴的旋转精度，主轴轴承颈等重要表面尺寸公差等级为，≤，非配合表面≤，主轴组件做动平衡。强调、互动，点名由学生回答五个角度启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注二、CA6140进给箱进给箱由螺纹进给传动链的基本组、增倍组及其螺纹导程变换操作机构、螺纹和机动进给转换机构组成。CA6140车床进给箱如图2-15所示。ⅩⅢ、ⅩⅤ、ⅩⅧ、ⅩⅨ轴在一条直线上，且ⅩⅢ轴一端支承于ⅩⅤ轴端部的内齿轮中，而ⅩⅧ轴左端支承在ⅩⅤ轴右端的内齿轮中、右端支承在ⅩⅨ轴左端的内齿轮中。装配时须首先按照从左到右的顺序安装ⅩⅤ轴组件，ⅩⅨ轴左端内齿轮从箱体孔中装入，装配时轴向定位复杂。为方便螺纹导程变换操作机构，减小进给箱厚度，ⅩⅣ轴、ⅩⅦ轴轴线位于一条直线中，ⅩⅥ与ⅩⅦ轴、ⅩⅦ与ⅩⅧ轴中心距相等，且三轴位于一个垂直面中。进给箱中的齿轮通过箱体上方的小孔渗油润滑。1.螺纹导程基本组变换操作机构基本组的导程变换采用双轴公用齿轮变换机构，杠杆的阻力臂拨动滑移齿轮，由一个手轮控制四个杠杆的动力臂传动销，保证只有一个齿轮处于啮合位置，其余三个滑移齿轮皆处于非啮合（中间）位置。公用滑移齿轮可减少导程变换机构的轴向长度，正常状态下滑移齿轮处于中间位置，变换到啮合位置滑移行程短（仅有一个齿宽的距离）；四个滑移齿轮处于中间位置时，四个杠杆动力臂的传动销均布在同一圆周上，相对以该圆圆心为原点的平面坐、、、，杠杆的动力臂长度相等，且处于传动销分布圆周的切向方向。手轮上有半径为的圆环槽，圆环槽的宽度为（为传动销半径），环形槽中有两个相距孔，孔中分别安装具有圆锥过渡的阶梯圆弧面的圆柱塞块，A-A剖面塞块的圆弧槽半径为、，B-B剖面塞块圆弧槽半径为、，为传动销升程；手轮上的限位螺钉，确定手轮拉出位置；手轮轴上均布8条导向槽，对应基本组的8个啮合位置；手轮上的定位钢球确定手轮推入位置。当改变基本组导程时，先将手轮向外拉，使手轮的定位螺钉处于导向槽端部的圆环槽中，4个传动销处于手轮封闭的圆环槽中，因而手轮可自由旋转，旋转角度为的整倍数，选择需要的基本导程；选择所需的基本导程后，推入手轮，手轮中圆柱塞块的圆锥面将推动一个传动销径向移重点讲述，说明两种主要车刀，结合图形说明启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注动，驱动杠杆动力臂摆动，阻力臂拨动滑移齿轮变换螺纹基本导程，其余3个传动销皆处于手轮的圆环槽中，所控制的滑移齿轮处于中间位置。2.螺纹导程增倍组变速操作机构的螺纹和扣数较多的英制螺纹。增倍组变速机构如图2-16所示，不仅产生上述4级传动比，ⅩⅧ轴上28齿滑移齿轮还是齿轮离合器M4的结合子。ⅩⅧ轴滑移齿轮移到左端位置时，M4结合，车削非标螺纹，因而ⅩⅧ滑移齿轮有3个啮合位置；但齿轮离合器M4结合时所有的齿全部啮合，所需的啮合宽度小，所以M4的内齿轮结合子齿宽狭窄，M4结合时所需的滑移行程小，且M4使用几率极少。增倍组的滑移齿轮共用一个手柄A（如图2-16所示）控制，增倍组滑移机构原理相同，皆为曲柄结构；区别在于ⅩⅧ轴滑移齿轮滑移行程不等，且曲柄可旋转，行程角为；由于M4结合位置在左端，为缩短增倍组轴向总长度，拨叉槽右侧加工D形（矩形槽与环形槽组合），若曲柄旋转半径为，曲柄半径为，环形槽半径、为如图2-16虚线所示，从而使曲柄位于右端位置（）时，ⅩⅧ轴滑移齿轮停留在右端啮合位置，即曲柄从转至（或转至）时，滑移齿轮位置不变，曲柄有空行程。该结构的优点是：手柄旋转，产生6个对称位置，M4结合位置与空行程对称。曲柄转过相邻行程角拨叉移动的距离为增倍组齿轮啮合位置变换时，齿轮滑移行程为为防止拨叉绕曲柄转动，拨叉上设有矩形导向板。ⅩⅥ轴上增倍组滑移齿轮有两个啮合位置，若考虑中间位置（齿轮非啮合位置），可在曲柄旋转时，产生3个（或6个）对称位置，且中间位置对应于ⅩⅧ轴滑移齿轮的M4结合和空行程。曲柄直接插入拨叉重点讲述主要部件启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注孔中，拨叉套在滑移齿轮的环槽中，可相对滑移齿轮上下移动；曲柄行星旋转，溜板箱重点讲述主要部件启发式教学教学步骤及时间分配教学内容备注纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构是由一个手柄集中操纵的，如图2-19、2-23，横向移动操纵轴（件14）利用轴肩和轴用弹性挡圈轴向限位，横向移动操纵轴只有一个转动自由度；而纵向移动操纵轴（件3）由纵向导向键限制，只有一个移动自由度。当刀架需要纵向机动移动时，向相应方向（向左或向右）扳动操纵手柄（件1），操作手柄绕固定于横向移动操纵轴中的销轴摆动，手柄下部的拨销槽拨动纵向移动操纵轴移动；纵向移动操纵轴通过杠杆（件7）、拉杆（件8）使圆柱凸轮（件9）转动，圆柱凸轮上螺旋槽拨动拨叉轴（件10）（固定于拨叉轴上的拨叉套装在离合器M6的环槽中并使拨叉轴只有一个移动自由度）移动，带动ⅩⅩⅣ轴上的牙嵌式双向离合器M6向相应方向滑移啮合。此时若光杠使单向超越离合器外环逆时针转动，使刀架产生纵向移动。当蜗杆蜗轮副的螺旋方向为右旋时，凸轮曲线槽的旋向也为右旋，刀架向左移动时，M6使ⅩⅩⅢ轴40齿齿轮、ⅩⅩⅦ轴30齿齿轮、ⅩⅩⅣ轴48齿齿轮啮合。此时若按下操纵手柄上端的点动按钮，快速移动电动机起动，刀架快速向左移动；松开按钮，快速移动停止，恢复机动进给。横向扳动操作手柄（向前或向后），操作手柄下端的拨销槽相对于纵向移动操纵轴上的拨销滑动，横向操纵轴（件14）转动，带动圆柱凸轮（件13）转动，圆柱凸轮上的螺旋槽推动杠杆（件12）摆动，杠杆又带动拨叉（件11）使ⅩⅩⅧ轴上的离合器M7向相应方向移动啮合，接通横向机动进给链。小结：作业：卧式车床主轴的径向圆跳动及轴向窜动对工件加工表面质量有何影响？根据CA6140A型车床主轴结构图，说明调整主轴前轴承间隙的方法。重点讲述卧式车床的主参数启发式教学山东华宇工学院教案首页课题章/情境/项目第二章车床课时10节/任务/子项目车床主要附件简介、其他类型车床简介课时2授课时间第周、星期、第节、日期课序授课类型理论课(√)、实验课()、实训课()、上机()、一体化()、其他方式()教学目标1.了解其它车床的结构和特点2.掌握CA6140型车床的主要附件3.熟悉CA6140型车床主要附件的功用教学过程时间分配（含导入、新课讲授、讨论、总结等）步骤时间教学内容提要教学方法2〃28〃15〃10〃13〃10〃10〃2〃导入1、CA6140型车床的主要附件（1）三爪卡盘（用于圆柱形工件），四爪卡盘（不规则工件）（2）顶尖（用于固定加工件）（3）中心架（稳定加工件）（4）跟刀架2、其他类型车床（1）立式车床（2）转塔车床（3）回轮车床（4）多刀半自动车床总结启发引导讲授法教学重点与难点重点：CA6140型车床的主要附件、其他类型车床难点：CA6140型车床的主要附件作业卧式车床的径卡盘有几种类型？课后反思审核：教学环节及时间分配教学内容备注课前组织1、清点学生人数2、检查授课环境复习导入1、CA6140型卧式车床的床头箱结构。2、CA6140型卧式车床对工件是如何夹紧的？引导法讲授新课导入一、CA6140型车床的主要附件1.三爪卡盘（用于圆柱形工件），四爪卡盘（不规则工件）（1）自定心三爪卡盘装夹自定心卡盘的结构及工作原理自定心卡盘俗称三爪卡盘，是车床最常用的附件用以装夹工件，并带动工件一起旋转，实现车床的主运动。自定心卡盘的结构如图所示。它主要由外壳体、小锥齿轮、大锥齿轮、防尘盖板和三个卡爪等零件组成。当卡盘扳手方榫插入小锥齿轮的方孔中转动时，就带动大锥齿轮旋转。大锥齿轮背面是平面螺纹，平面螺纹又和卡爪的端面螺纹啮合，因此能够带动三个卡爪同时沿径向运动以夹紧或松开工件。自定心卡盘上