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机械制造装备设计（ManufacturingEquipmentDesign）2017.04.24fqzhang@chd.edu.cn机械类专业必修课第一节铣床第二节镗床第三节磨床第四节钻床第五节组合机床第六节直线运动机床第六章其他各种机床26.3磨床一、磨床的功用和类型1、用途将磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床。主要用于淬硬钢件和高硬度特殊材料的精加工。3内外圆柱表面螺旋面齿轮的轮齿表面各种成形表面圆锥表面平面6.3.1磨床的功用和类型2、使用刀具：砂轮（最常用）是由结合剂将磨料颗粒粘接而成的多孔体，其中每一个磨粒都可以看成是一个不规则的刀齿，可看成是无数刀齿的铣刀。46.3.1磨床的功用和类型3、分类外圆磨床（Cylindricalgrindingmachine）和万能磨床（Universalgrindingmachine）内圆磨床（Surfacegrindingmachine）平面磨床（Internalgrindingmachine）工具磨床刀具刃磨磨床专门化磨床56.3.2外圆磨床和万能磨床主要用于轴、套类零件的外圆柱、外圆锥面，阶台轴外圆面及端面的磨削。IT6~IT7级精度，表面粗糙度Ra1.25~0.08μm。6（1）外圆磨床切削外圆柱面，成形方法为相切-轨迹法。主运动：砂轮主轴的旋转no进给运动：工件的旋转nw工作台的纵向往复运动fa切入运动：砂轮在工作台的两端作横向间歇切入运动fp6.3.2外圆磨床和万能磨床7（1）外圆磨床砂轮架头架往复工作台普通外圆磨床6.3.2外圆磨床和万能磨床8（2）万能磨床切削外圆短锥面，成形方法为成形-相切法主运动：砂轮主轴的旋转no进给运动：工件的旋转nw砂轮切入运动fp6.3.2外圆磨床和万能磨床9（2）万能磨床6.3.2外圆磨床和万能磨床10这种磨削方式按照进给的方法不同分为两种：●纵向磨削法使工作台作纵向往复运动进行磨削的方法。特点：纵磨法每次的横向进给量fp小，磨削力小，散热条件好，并且能以“光磨”的次数来提高工件的磨削或表面质量，因而加工精度和表面质量较高，但生产效率低，是目前生产中使用最广泛的一种磨削方法。6.3.2外圆磨床和万能磨床11特点：横磨法因砂轮宽带大，一次行程就可以完成磨削加工过程，所以生产效率高，适用于磨削长度短、刚性好、精度低的外圆表面。但横磨时，工件与砂轮的接触面积大，磨削力大，发热量大而集中，所以易影响工件的表面质量。6.3.2外圆磨床和万能磨床●切入磨削法（或横向切入法）用宽砂轮进行横向切入磨削的方法。12与外圆磨床相比，万能磨床的结构特点：1）砂轮架能按逆时针方向转角度2）工件头架也能按逆时针方向转角度3）多一个内圆磨头。它平时抬起，磨内圆时放下。由于万能磨床的砂轮架和头架多了一层，刚度低；万能磨床的砂轮电动机功率，比外圆磨床小，生产效率低。因此普通外圆磨床：中、大批生产车间万能磨床：中小批生产车间和工具、机修车间。6.3.2外圆磨床和万能磨床13万能外圆磨床6.3.2外圆磨床和万能磨床146.3.2外圆磨床和万能磨床15M1432A型万能外圆磨床6.3.3平面磨床主要用于各种零件的平面及端面的磨削。16分类：圆周（即砂轮轮缘）磨削●按照砂轮的工作面不同端面磨削主轴为卧式布置主轴为立式布置6.3.3平面磨床17矩形工作台●按照工作台形状不同圆形工作台①卧轴矩台平面磨削——用于长形平面加工6.3.3平面磨床18②卧轴圆台平面磨削——用于小件加工6.3.3平面磨床19③立轴矩台平面磨削——常用于齿轮面、推力垫圈、汽缸盖平面磨削。6.3.3平面磨床20④立轴圆台平面磨削——适于大件加工6.3.3平面磨床216.3.4内圆磨床内圆磨削是用砂轮外圆周面来磨削工件的各种内孔（包括圆柱形通孔、盲孔、阶梯孔及圆锥孔等）和端面，它可以在专用的内圆磨床上进行，也能在具备内圆磨头的万能外圆磨床上实现。22纵磨法磨内孔切入法磨内孔卧轴磨端面立轴磨端面●工件夹持在工作头上，并作固定位置回转运动，砂轮在心轴上转动，并在孔内作往复运动。此种方式最常使用。适用于：小批量生产图6-176.3.4内圆磨床236.3.5其它磨床工具磨床包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床、丝锥沟槽磨床等。主要用于磨削各种切削刀具的刃口，如车刀、铣刀、铰刀、齿轮刀具、螺纹刀具等。装上相应的机床附件，可对体积较小的轴类外圆、矩形平面、斜面、沟槽和半球面等外形复杂的机具、夹具、模具进行磨削加工。246.3.5其它磨床刀具刃具磨床包括万能工具磨床、拉刀刃磨床、滚刀刃磨床等。专门化磨床包括花键轴磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床、活塞环磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。25螺纹磨床曲轴磨床6.3.5其它磨床其它包括珩磨机、研磨机、砂带磨床、超精加工机床、砂轮机等。在生产中应用最多的是外圆磨床，内圆磨床、平面磨床。26研磨机抛光机砂轮机6.4钻床【本节目的】（１）掌握钻床的类型和功用（２）掌握各种钻床的特点和应用【钻床的功用】使用孔加工刀具进行各种类型的孔加工。主要用于钻孔和扩孔，也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面。276.4钻床28钻床上加工时，工件不动，刀具作旋转主运动，同时沿轴向移动，做进给运动。钻孔扩孔铰孔攻螺纹锪埋头孔鍃端面一、立式钻床（Verticaldrillingmachine）1、结构：变速箱，主轴，进给箱，工作台，立柱，底座6.4钻床292、运动（1）主运动：电动机经变速箱驱动主轴转动（2）进给运动：通过小齿轮和主轴套筒上的齿条，使主轴上下运动，进给箱和工作台可上下调整位置3、适于单件小批生产加工中、小型零件6.4.1立式钻床304、可调式：主轴箱装有很多主轴，位置可调，多孔同时加工，效率高。6.4.1立式钻床315、排式多轴钻床几台单轴立式钻床的组合。节省换刀时间，中小批生产6.4.1立式钻床321．孔径15mm，主轴转速高，最高120000r/min2．结构简单，使用方便，手动进给6.4.2台式钻床33（一）Z3040型摇臂钻床的布局底座，立柱，摇臂，主轴箱，工作台图6-206.4.3摇臂钻床346.4.3摇臂钻床35（二）钻床的运动和传动原理图主运动链：电机—1—2—Uv—3—4—主轴（B1）进给传动链：主轴(B1)—4—5—uf—6—7—齿条（A2）6.4.3摇臂钻床36（三）传动系统6.4.3摇臂钻床37（三）传动系统1、机床的主运动电机，经4对双联滑移齿轮变速，和齿式离合器变速机构驱动主轴旋转液压双向片式离合器M1控制开停、正反转，16级，25～2000r/min图6-216.4.3摇臂钻床382、进给运动齿轮37——套筒齿条6.4.3摇臂钻床39四对双联滑移齿轮变速及离合器37，蜗轮副2/77，齿轮13套筒，16级，0.04～3.2mm/r.3、辅助运动（1）主轴箱沿摇臂上的导轨作径向移动（2）外立柱绕内立柱±180°范围内的回转（3）摇臂沿外立柱的上下移动图6-216.4.3摇臂钻床40（四）主要结构1、主轴组件主轴用轴承支撑在主轴套筒内，套筒又装在主轴箱的镶套内采用两个推力球轴承径向，深沟球轴承。图6-226.4.3摇臂钻床412、夹紧机构：主轴箱与摇臂，外立柱与内立柱，摇臂与外立柱夹紧机构6.4.3摇臂钻床426.5组合机床一、组合机床的组成和特点1．组合机床以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件所组成的专用机床。具有专用机床结构简单，生产率高，自动化程度高的特点，又可重新调整等特点。2．特点（1）70%～90%的通用零部件，工作稳定可靠；（2）通用部件选用，不用设计制造，设计周期短；（3）制造周期短，成本低；（4）通用零部件可重新利用。43图6-246.5组合机床44（一）机床的用途1、工序图在零件图的基础上，突出本机床特点绘制的，使设计机床的依据，制造和调整机床的主要技术文件2、按加工位置画出标出：加工部位的尺寸，精度，要求，定位基准，夹压点的方向、位置；加工前毛坯的状况等名称，编号，材料，硬度，加工部位的余量6.5.2卧式双面钻孔组合机床45加工部位尺寸精度和技术要求毛坯状况加工部位用粗实线画出6.5.2卧式双面钻孔组合机床46（二）加工示意图1．加工示意图的作用：是设计刀具、夹具、主轴箱以及选择动力部件的主要依据；调整机床和刀具的依据；2．应标明：加工部位，方法，切削用量，导向形式，刀具接杆的结构及主轴的参数和连接方式，以及联系尺寸。3．画法：按展开图形式画出，工件在图中只画出加工部位图形；距离较近的主轴画在一起；刀具按加工终了位置画出，结构相同的主轴只画一根4．标尺寸：主轴端部尺寸，刀具结构尺寸，导向尺寸，工件加工部位尺寸，工件至夹具间的尺寸，工件至主轴端部的尺寸，工件如为回转体，标出回转中心线至工件端面的尺寸5．主轴组件6.5.2卧式双面钻孔组合机床476.5.2卧式双面钻孔组合机床481-主轴，2-调节螺钉，3，5-调节螺母，4-止动垫片，6-接杆，7-弹簧胀套，8-直柄钻头9-钻套，10-钻模板，11-工件，12-多轴箱前盖，13-键6.5.2卧式双面钻孔组合机床49（三）机床的总布局（单工位卧式双面组合机床）1、主要部件（1）夹具：定位、夹紧、刀具导向等（2）多轴箱：主轴，主要专用部件；作用：动力箱——多轴箱——接杆——刀具（3）传动装置：1DT32型动力箱，1HY32形液压滑台——通用；左液压滑台：快速向前（行程152mm）→工作进给（行程长度28mm）→死挡铁停留→快速退回（行程180mm）→原位停止（4）底座：机床的支撑部件，1CC32——主要通用部件2、其他：电气设备，刀具，工具，液压传动系统，润滑装置，挡铁等6.5.2卧式双面钻孔组合机床50（1）夹具：定位、夹紧、刀具导向等（2）多轴箱：主轴，主要传动部件，动力箱——多轴箱——接杆——刀具传动装置：1DT32型动力箱，1HY32形液压滑台——通用左液压滑台：快速向前（行程152mm）→工作进给（行程长度28mm）→死挡铁停留→快速退回（行程180mm）→原位停止底座：通用部件，1CC326.5.2卧式双面钻孔组合机床51（四）多轴箱1．组成：中间箱，前盖：应根据需要加工出相应的孔；后盖为通用，用于定位；6.5.2卧式双面钻孔组合机床522、主轴用粗实线（双圈）画出，传动齿轮用点划线画出；O轴为动力箱输出轴；相同结构的轴只画一根或一半。6.5.2卧式双面钻孔组合机床536.5.2卧式双面钻孔组合机床54三、组合机床的通用部件通用部件是根据各自的功能，按标准化、系列化、通用化原则设计制造的独立部件。（一）分类（功能）1．动力部件：动力箱，各种切削头，滑台动力箱+多轴箱—主运动，切削头—刀具主运动；滑台：进给2．支撑部件：立柱，立柱底座，侧底座，中间底座——刚性，结构简单3．输送部件：回转工作台，回转鼓轮工作台，环形回转工作台，移动工作台——转位，定位精度4．控制部件：液压、气动元件，控制板，电气元件等。5．辅助部件：冷却，排屑，润滑等，自动夹紧工件的扳手。6.5.2卧式双面钻孔组合机床55（二）滑台分为液压滑台和机械化台。6.5.2卧式双面钻孔组合机床561．1HY系列液压滑台（1）主要组成：工作时，液压缸固定；导轨A：HT300，B：镶钢（2）工作循环：原位停止→快速前进→工作进给（一次工作进给或二次工作进给）→快速退回死挡铁停留，分级进给，反向进给等（3）电液联动控制滑座滑台体液压缸6.5.2卧式双面钻孔组合机床572．1HJ系列机械滑台（1）组成：滑台部件，传动装置，控制器滑台部件：螺母，丝杠，滑台体，滑座（2）传动部分：螺母丝杠滑台体滑座6.5.2卧式双面钻孔组合机床58→↑−−−−−−−———————快速电机丝杠合成机构工进电机24183425620DCBA6.5.2卧式双面钻孔组合机床59（3）工作循环：快速前进，工作进给，死挡铁停留，快速退回，原位停止3．NC-1HJ系列交流伺服数控机械滑台（1）传动部分位ZHS—AC04D交流伺服数控系统（2）部件及联系尺寸与1HJ