金属切削机床基础知识.ppt

1、第五章 金属切削机床基础知识,5 1 概述 金属切削机床是使用切削的方法将坯料加工成机器零件的机器（也称工业母机），简称机床）。 占机器制造技术装备的50%以上，其工作量占机器制造总量的40% 60%。 为了满足不同零件的加工需要，机床的种类多种多样。,一、机床的类型(主要有三种分类法） 按加工的性质和所用刀具分为12大类： 1、车床 2、钻床 3、镗床 4、磨床 5、齿轮加工机床 6、螺纹加工机床,7、铣床 8、刨插床 9、拉床 10、特种加工机床 11、锯床 12、其他机床,按通用程度分： 1、通用机床（如卧式车床、卧式升降台铣床等） 2、专门化机床（如精密丝杠车床、凸轮轴车床等） 3、专

2、用机床（如用于加工某机床主轴箱的专用镗床） 同类型机床按工作精度不同分为： 1、普通精度机床 2、精密机床 3、高精度机床,精度比例大致为：1 ：0.4 : 0.25,二、机床的型号 通用机床型号如下表： O (O) () (O) /(O),机床类代号,机床通用特性代号,CA6140B,MG1432,三、机床的传动 1、机床传动组成（三个基本部分） 动力源 传动件 执行件,2、机床的常用传动副 机床传动方式主要采用机械传动。 常用传动元件有带轮、齿轮、蜗杆与蜗轮、 齿条、丝杠与螺母等。,1）带传动,V型带,a)带传动在车床上应用,b)带传动在车床上应用简图,带传动,主动轮,从动轮,皮带,i 传

3、动比，即从动轮转速与主动轮转速之比。 优点：传动平稳，可调节两轴间距，结构简单、制造和维修方便；过载时机器打滑，避免造成损坏。,缺点：传动中有打滑现象，无法保证准确的传动比，有摩擦损失，传动效率低。,2）齿轮传动 是机床上应用最多的一种传动方式。有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、人字齿轮等。,齿轮传动,优点： 结构紧凑，传动比准确，传动效率高。,缺点： 制造复杂，当制造质量不高时，噪声大，传动不平稳。,3）蜗杆蜗轮传动,蜗轮 从动件,蜗杆 主动件,蜗杆蜗轮传动,4）齿轮齿条传动,可将旋转运动变为直线运动；反之将直线运动变为旋转运动。若齿条不动，齿轮可在齿条上滚动。,齿轮齿条传动,5）丝杠螺母传动,丝杠

4、,螺母,丝杠螺母传动,特点： 将旋转运动变为直线运动 传动平稳，无噪声;但传 动效率低。,3、传动链将若干个传动副依次组合而成（也称传动系统）。,传动链图例,即传动链总传动比等于链中所有各传动比的乘积。,无级变速 有级变速,实现机床运动有级变速的基本机构是各种两轴传动机构。 常用的有级变速机构有以下几种：,机床变速箱是有级变速的主要装置。,两类,变速机构,4、机床的变速机构,塔轮变速机构,塔轮1,塔轮2,带（V带或平带）,轴以固定转速旋转时， 轴可得到三级不同的转速,滑移齿轮变速机构,离合器变速机构,常用变速机构,我们把变速机构再来总结一下：,主传动部件、 进给传动部件、 刀具安装装置、 工件

5、安装装置、 支承件、 动力源。,车床、钻床、刨床、铣床和磨床是五种最基本的机床，下面分别为它们的构造示意图。,包括：,四、机床的构造,丝杠,光杠,溜板箱,托板,进给箱,主轴箱,卡盘,工件,刀架,车刀,顶尖,尾座,床身,a)卧式车床,底座 （主轴箱）,工作台,工件,车刀,刀架,横梁 （进给箱）,立柱,b)立式车床,工作台,钻头,主轴,进给箱,主轴箱,立柱,工件,底座,a)立式钻床,工件,立柱,摇臂,电动机,主轴箱、进给箱,钻头,工作台,b)摇臂钻床,工作台,工件,虎钳,刨刀,刀架,滑枕,床身,底座,进给机构,横梁,a)牛头刨床,床身,工作台,工件,刀架,横梁 （进给机构）,立柱,刨刀,b)龙门刨

6、床,底座,工件,立柱 （主轴箱）,刀轴,铣刀,横梁,工作台,横拖板,升降台,a)卧式升降台铣床,工件,铣刀,立柱,主轴箱,工作台,横拖板,升降台（进给箱）,底座,b)立式升降台铣床,床身,工件,工作台,头架,砂轮,尾架,磨头,a)外圆磨床,床鞍,工件,工作台,砂轮,磨头,立柱,床身,b)平面磨床,5 2 金属切削机床传动系统分析,一、机床的机械传动 为了便于了解和分析机床传动系统，常用传动系统图。 下图为 C6132式车床传动系统图。,XIII,P=4.5 KW n=1440 r/min,32,45,39,34,22,28,19,33,176,a)主运动传动路线局部图1,M1,b)主运动传动路

7、线局部图2,主运动传动路线可用下面的传动结构式表示:,进给运动传动路线（简介）：,机床机械传动系统的组成： 1、定比传动机构 2、变速机构 3、换向机构 4、操纵机构 5、箱体及其他装置 机械传动优点： 传动准确，工作可靠；实现回转运动的结构简单，传递扭矩较大，变速范围广；容易发现故障，便于维修。 缺点：有速度损失；传动不够平稳等。,二、机床的液压传动(简介） 机床的液压传动系统组成：,1、动力元件 2、执行元件 3、控制元件 4、辅助装置,下图为外圆磨床传动示意图（简介）。,5-3 自动机床和数控机床简介 一、自动机床机床调整好后不需人工参 与，能自动完成工作循环并能自动重复的机 床。 半自

8、动机床具有自动工作循环功能，但 不能自动重复工作循环的机床。 下图为单轴自动车床工作原理图。,二、数控机床是用数控装置或电子计算机进行程序控制的自动化机床。 1、数控机床基本工作过程（如下页图所示）。,2、数控机床主要由四部分组成: 1）控制介质 2）数控装置(NC、CNC、MNC) 3）伺服系统 4）机床本体,穿孔纸带,零件图,程序设计,程序单,制作穿孔带,纸带盘,光电阅读机,数控装置,步进电机,滚珠丝杠,卡盘,工件,刀具,刀架,数控机床加工过程,3、数控机床的分类 按工艺用途分类： 1）一般数控机床（如数控车床、钻床、铣床、磨床等）。 2）自动换刀数控机床（又称MC)。 按运动轨迹分类：

9、1）点位控制数控机床。 2）直线控制数控机床。 3）连续控制（轮廓控制）数控机床。,起始,停止,点位控制,直线控制,连续控制,按控制方式分类（简介）： 1）开环控制数控机床。 2）闭环控制数控机床。 3）半闭环控制数控机床。,数控系统,伺服电动机,工作台,开环系统,数控装置,比较器,D/A,放大,伺服,电动机,工作台,检测,闭环系统,数控装置,比较器,D/A,放大,电动机,工作台,检测,伺服,半闭环系统,数控机床特点： 通用性强 加工精度高 生产率高 可改善劳动条件 便于现代化管理,5 4 柔性制造系统与计算机集成制造系统(简介) 一、柔性制造系统（FMS） 一般认为：“FMS是采用一组数控机

10、床或多台加工中心，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统连接起来的整体”。 二、FMS（Flexible Manufacturing System） 的基本类型 1、柔性制造单元（Flexible Manufacturing center） 2、柔性制造系统（Flexible Manufacturing System) 3、柔性生产线（ Flexible Manufacturing Line ),自动仓库,输送系统,机床,自动仓库,机床,机床,机床,自动仓库,自动仓库,自动仓库,自动仓库,机床,机床,机床,机床,机床,机床,a)FMC,b)FMS,c)FML,FMS的基本类型,设备通用性及工件加工费,生产批量及生产率,各种制造系统的比较,适于试制多品种小批量生产，生产率低、成本高,通用机床,适于多品种小批量生产，成本较低，生产率较高、投资少,适于多品种小批量生产，生产率高、能加工复杂零件，投资较大,简易自动化及通用自动化机床,柔性制造单元,适于中等批量、品种多但相似的复杂零件，生产率高、成本低，投资大,适于中到大批量、生产复杂的相似性较大的多种零件，生产率高、成本低，投资大,柔性制造系统,柔性自动生产线,适于大批大量长期生产单一品种，生产率高、投资大,专用自动线,三、计算机集成制造系统 （Computer Integrated Manufacturing System） CI