机床与刀具5.1

1、5 金属切削机床与刀具,5.1 机床的分类、型号与主要技术参数 5.2 工件表面成形方法和机床的运动分析 5.3 车床与车刀 5.4 孔加工机床（钻床、镗床）和刀具 5.5 铣床和铣刀 5.7 磨床和砂轮 5.8 齿轮加工机床与齿轮刀具,卧式车床,5 金属切削机床与刀具,立式铣床,4 金属切削机床与刀具,外圆磨床,5 金属切削机床与刀具,立式钻床,5 金属切削机床与刀具,数控车床,5 金属切削机床与刀具,4.1.1 机床的分类 1.按加工性质和所用刀具：12大类 2.按应用范围（通用性程度） 3.按工作精度：普通精度机床、精密机床、高精度机床。 4.按机床自动化程度：手动、机动、半自动和自动机

2、床。 5.按机床重量和尺寸：仪表机床、中型机床、大型机床、重 型、超重型机床,通用机床： 用于加工多种工件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构复杂。 专门化机床： 工艺范围窄，专门用于加工某一类或某几类零件的某一道（或几道）特定工序。 专用机床： 工艺范围最窄，只能用于加工某一种零件的某 一道特定工序，适用于大批量生产。,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；其它机床。 每一类机床，又可按其工艺范围、布局型式和结构性能分为10个组；每一组又分为若干系列（10个系列）,4.1 机床分类、型号与主要的技术参数,同类机床按应用范围（通用

3、性程度）：,通用机床（万能机床）； 专门化机床（丝杠车床、凸轮轴车床）； 专用机床（组合机床）。,同类机床按工作精度：普通精度机床、精密机床、高精度机床。,按机床重量和尺寸：,仪表机床 中型机床 大型机床（重量达到10吨）、 重型机床（重量30吨以上） 超重型机床（重量100吨）,按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,机床的型号：机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、 通用和结构特性、主要技术参数等。,5.1.2 机床型号的编制,我国的机床型号按1994年颁布的标准（1985年颁布的标准 “JB183885”） 金属切削机床型号编制方法编制的。

4、 由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定的规律组 合而成，它适合于各类通用机床和专用机床。,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,机床型号的表示方法,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,（1）机床的类别代号：表3.1 用该类机床名称汉语拼音的第一个大写字母表示。 分类代号用阿拉伯数字表示，放在类代号之前，如磨床类 为M、2M、3M三个分类。,（一）通用机床的型号,表7.1,4.1 机床分类、型号与主要的技术参数,（2）机床的特性代号 ：用汉语拼音字母表示。 通用特性代号：在类别后加上相应的特性代号,表7.2 通用特性代号,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,示例: “CK”数控车床；“MB

5、G”半自动高精度磨床； “CM” 精密车床。,结构特性代号,（3）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。,为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别。 CA6140型普通卧式车床在结构上不同于C6140。 通用特性已用字母及“I”、“O”不能用作结构特性代号。,每类机床分为10个组，用数字09表示； 每一组又分为若干个系，系的划分原则：主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的和相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形式相同的机床，即为同一系。,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,（4）

6、机床主参数或设计顺序号,机床主参数：,代表机床规格的大小，用阿拉伯数字给出主参 数的折算值（1/1、1/10或1/100），取两位数字表示，位于系代号之后。 机床最主要的一个技术参数，直接反映了机床的加工能 力，并影响机床其它参数和基本结构的大小。 以机床的最大加工尺寸（工件尺寸或加工面尺寸）或与此 有关的机床部件尺寸表示。 卧式车床为床身上最大工件回转直径； 摇臂钻床为最大钻孔直径； 升降台铣床为工作台面宽度。,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,第二主参数： 一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、 工作台工作面长度等。用折算值表示。 设计的顺序号： 某些通用机床，当无法用一个主参数表

7、示时， 则在型号中用设计的顺序号表示。设计的顺序号由1起 始，10时，则在设计的顺序号之前加“0”。,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,（6）企业代号？ 生产单位为机床厂 有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； 生产单位为机床研究所 由该所名称的大写汉语拼 音字母表示。,（5）机床的重大改进顺序号 当机床的性能和结构布局有 重大改进，并按新产品重新 设计、试制和鉴定在原机 床型号的尾部，加重大改进 顺序号。,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,2.专用机床的型号,5.1

8、机床分类、型号与主要的技术参数,3机床的主要技术参数：包括主参数和基本参数。,尺寸参数：机床的主要结构尺寸。 运动参数：机床执行件的运动速度 主运动的速度范围；速度数列； 进给运动的进给量范围、进给量数列； 空行程的速度。 动力参数： 主要指驱动主运动、进给运动、空行程运动的电动机功率。,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,MG1432A型高精度万能外圆磨床,机床型号编制示例,CA6140型卧式车床,C A 6 1 40,C A 6 1 40,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,Z3040型摇臂钻床,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,MM7132A 精密磨床,5.1 机床分类、型

9、号与主要的技术参数,滚齿机,5.1 机床分类、型号与主要的技术参数,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,5.2.1 工件表面形状与成形方法 （一）工件表面形状构造要素 平面、圆柱面、圆锥面、各种成形表面（螺旋面、回转 体、渐开线。,1平面 2圆柱面 3圆锥面 4、5、6成形表面,（二）工件表面的成形方法： 任何规则表面看作一条线（母线1）沿着另一条线（导线2） 运动的轨迹。 发生线：母线和导线。 可逆表面：母线和导线互换，不改变形成表面的性质。 平面、圆柱面、直线成形表面； 不可逆表面：母线和导线不可互换圆锥面、球面。,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,母线原始位置变化时形成的表面,

10、有些表面的两条发生线完全相同，但因母线的原始位置不同，也可形成不同的表面。,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,发生线由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的，根据使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法， 形成发生线的方法：四种 形成加工表面形状的方法,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,轨迹法 成形法 相切法 展成法,轨迹法 利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。 刀刃与发生线2为点接触（切削点1），刀刃按一定轨迹运动 形成所需的发生线2 。 用轨迹法形成发生线需要一个成形运动3。,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,成形法 利用成形刀具对工件加工的方法。 刀刃为切削线1，

11、它的形状与需要形成的发生线2完全吻合， 加工中，切削刃与被成形表面做线接触，刀具无须任何运动 就可以得到所需的发生线形状。 曲线形母线由切削刃直接形成，直线形导线由轨迹法形成。 成形刀具代替一个成形运动，如成形车刀、盘形齿轮铣刀,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,相切法 利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。 在垂直于刀具旋转轴线的端面内，切削刃可看作切削点1，刀具作旋转运动的同时，其中心按一定规律运动，切削点1的运动轨迹（图中曲线3）的公切线就是发生线2。 因这种方法的刀具一般是多齿刀具，有多个切削点，所以发生线2就是刀具上所有的切削点

12、在切削过程中共同形成的。 用相切法得到发生线，需要两个独立的成形运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律进行的运动。,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,展成法（范成法） 利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。 刀刃为切削线1，其形状与需要形成的发生线2相切，切削 线1与发生线2彼此作无滑动的纯滚动，切削线1在切削过程 中连续位置的包络线就是发生线2。曲线3是切削刃上某点A 的运动轨迹。 在形成发生线2的过程中，或者仅由切削刃1沿着由它生成 的发生线2作纯滚动；或者切削刃1和发生线2（工件）共同 完成复合的纯滚动展成运动。 齿轮加工机床大多采用展成法形成渐开线。 用展成法形成发生线

13、需要一个成型（展成）运动。,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,5.2.2 机床的运动分析 （一）机床的运动：成形运动和辅助运动 1.（表面）成形运动：保证得到工件要求的表面形状的运动。,、,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,按组成不同分为： 简单成形运动：成形运动由单独的旋转运动或直线运动组成。 A直线运动，B旋转运动。 在机床上，以主轴的旋转，刀架或工作台的直线移动出现。 复合成形运动：成形运动由两个或两个以上旋转运动或（和） 直线运动，按照某种确定运动关系组合而成。,按切削过程中所起的作用不同分： 主运动：机床切除工件表面金属余量的主要运动。 速度高，消耗功率大。一台机器的主运

14、动只有一个。 进给运动：不断将金属余量投入切削，以逐渐切出整个工件表 面的运动。 进给运动的速度较低，消耗功率较小。 可有一个或几个，也可没有。,示例：用车刀车外圆柱面， 工件的旋转运动 ，产生母线圆； 刀具的纵向直线运动 ，产生导线直线,、,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,示例：用螺纹车刀切削螺纹，螺纹车刀是成形车刀形成 螺旋面只需一个成形运动复合成形运动 形成螺旋线发生线（螺旋轨迹运动）,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,插齿刀加工齿轮的成形运动,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,示例 插齿加工,2辅助运动： 实现机床的的各种辅助动作，为表面成形创造条件的运动。,5.2

15、 工件表面成形方法和机床运动分析,各种空行程运动：运动部件的快进、快退、各种调位运动 调整刀具和工件之间的相互位置的运动； 切入运动：用于保证被加工表面获得所需要的尺寸 车外圆，为保证外圆尺寸； 分度运动：当加工若个完全相同的均匀分布的表面时使表面 成形运动得以周期连续进行的运动。 操纵及控制运动：起动、停止、变速、换向、部件与工件的夹 紧和松开、转位和自动换刀、自动测量、自动补偿等。,1机床的传动联系：机床必须具备三个基本部分,（二）机床的运动联系（传动联系）机床的传动链,6-2 工件表面成形方法和机床运动分析,执行件：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一定

16、形式的运动（旋转或直线运动）和保持准确的运动轨迹。 动力源：提供运动和动力的装置，是执行件的运动来源三相异步电动机、直流或交流调速电机和伺服电机。 传动装置：传递运动和动力的装置，把动力源的运动和动力传给执行件；或者把执行件联系起来，使二者间保持某种确定的运动关系。,由动力源传动装置执行件、或执行件传动装置执行 件构成的传动联系。 按传动链性质不同分为： 外联系传动链 内联系传动链 在内联系传动链中，各传动副的传动比必须准确不变，不 应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动件（皮带传动、链 传动）。 按传动链功用不同分为: 主运动传 进给运动传动链,2机床的传动链,联系动力源（如电动机）和机床执行件

17、主轴、刀架、工作台之间的传动链，使执行件得到运动，并能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。 车削螺纹，从电动机车床主轴的传动链，决定螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的成形。,联系复合运动之内的各个分解部分，传动链所联系的执行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证运动的轨迹执行件之间有严格的传动比要求。 卧式车床上用螺纹车刀车螺纹，联系主轴刀架之间的螺纹传动链。,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,传动链中传动机构带传动、定比齿轮副、齿轮齿条、丝杠螺 母副、蜗轮蜗杆副、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电的、液压的、机

18、械的无级变速等。 在考虑传动联系时，撇开其具体的结构，机械传动装置归结为 两类传动：,3传动原理图：,定比（传动）机构：固定传动比的传动机构。 定比齿轮副、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副 换置机构（换置器官）：变换传动比的传动机构。 滑移齿轮变速机构、变速箱、挂轮架、数控机床的数控系统,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,a）电动机 b）主轴 c）机械定比传动 d）点联系 e）换置机构 f）数控系统 g）丝杠螺母传动 h）脉冲发生器 i）滚刀 j）合成机构 k）车刀,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。,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,卧式车床的传动原理图,车削圆柱面时的传动原理图,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,（1）传动系统图：表示实现机床全部运动的传动关系示意图。,4机床的传动系统,5.2 工件表面成形方法和机床运动分析,图中用简单的规定符号代表各传动元件，并表明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆的头数、丝杠的导程、带轮直径、电动机功率和转速等（以展开图形式画出）。 传动原理图所表示的传动关系通过传动系统图体 现出来。 用来分析机床运动的传递和联系情况。,（2）分析机床的传动系统的方法 根据被加工表面的形状、采用的加工方法及刀具结构形式 表面成形方法和所需成形运动； 根据机床布局及其工作方法机