第三节 金属切削机床的基本知识

第三节金属切削机床的基本知识常用机床的工作原理、特点及其选用一、机床的分类和型号金属切削机床简称机床，是制造机器的机器，所以又称为工作母机或工具机。1.机床的分类最基本标准按机床的主要加工方法、所用刀具及其用途基本分类国标，12大类：每类按工艺范围、布局型式和结构性能等，再分10组；每组又分若干系（系列）细分按工艺范围宽通用机床即万能机床例如卧车、摇臂钻、万能升降台铣床等中专门化机床例如曲轴车床、凸轮轴车床等窄专用机床例如主轴箱专用镗床、专用导轨磨床；组合机床等按工作精度分普通精度机床精密机床高精密机床其他标准有重量与尺寸自动化程度主要器官数目等最基本分类：12大类如下页表。1.机床的分类机床的类别代号表类别车床钻床镗床磨床（又有三个分类）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他机床代号CZTM2M3MYSXBLDGQ参考读音车钻镗磨磨磨牙丝铣刨拉电割其机床的通用特性代号表通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心(自动换刀)仿形轻型加重型简式代号GMZBKHFQCJ参考音高密自半控换仿轻重简2.机床的技术参数与尺寸系列（1）技术参数表示机床的尺寸大小和加工能力的各种技术数据：主参数，第二主参数，主要工作部件的结构尺寸、移动行程范围，各种运动的速度范围和级数，各电机的功率，机床轮廓尺寸等。（2）主参数一般以机床加工的最大工件尺寸或与此有关的机床部件尺寸来表示。《GB1838-1985金属切削机床型号编制方法》3.机床的型号编制（一）通用机床型号表示方法《GB/T15375—1994金属切削机床型号编制方法》3.机床的型号编制3.机床的型号编制（1）机床的类别代号用大写的汉语拼音表示，位于机床型号之前。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床拉床电加工机床切断机床其它机床代号CZTM2M3MYSXBLDGQ读音车钻镗磨2磨3磨牙丝铣刨拉电割其3.机床的型号编制(2)机床的特性代号通用特性代号通用特性代号通用特性代号高精度G自动换刀H精密M仿形F自动Z万能W半自动B轻型Q数字程序控制K简式J结构特性代号区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O”不能用。例：CA6140型普通车床3.机床的型号编制（3）组别和系别代号组别和系别代号用两位阿拉伯数字。每类机床分10组（从0～9组），每组又分10系（从0～9型）。同一组机床的结构性能和使用范围基本相同。同一系机床的基本结构和布局形式相同。金属切削机床类、组划分表（续表参见下页）组别01234类别车床C仪表车床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钻床Z坐标镗钻床深孔钻床摇臂钻床台式钻床镗床T深孔镗床坐标镗床磨床M仪表磨床外圆磨床内圆磨床砂轮机2M超精机内外圆珩磨平面球面珩磨抛光机3M球轴承套圈沟磨床滚子轴承套圈滚道磨床轴承套圈超精机滚子及钢球加工机齿轮加工Y仪表齿轮锥齿轮加工滚齿机剃齿珩齿螺纹加工S套丝机攻丝机铣床X仪表铣床悬臂及滑枕龙门铣床平面铣床仿形铣床刨插床B悬臂刨床龙门刨床拉床L侧拉床卧式外拉床连续拉床特种加工D超声波电解磨床电解加工机锯床G砂轮片锯床卧式带锯其他机床Q其他仪表管子加工木螺钉加工刻线机组别56789金属切削机床类、组划分续表车C立式车床落地及卧式车床仿形及多刀车床轮、轴、辊、锭及铲齿车床其他车床钻Z立式钻床卧式钻床铣钻床中心孔钻床镗T立式镗床卧式铣镗精镗床汽车拖拉机修理镗M导轨磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲轴、凸轮轴、花键轴及轧辊磨床工具磨床2M砂带抛光及磨削机床刀具刃磨研磨机床可转位刀片磨削机床研磨机其他磨床3M叶片磨削滚子超精,磨气门活塞及活塞环汽车拖拉机修理齿Y插齿机花键轴铣齿轮磨齿其他齿轮加工倒角及检查机螺S螺纹铣床螺纹磨床螺纹车床铣X立式升降台卧式升降床身式铣床工具铣床其他铣床刨B插床牛头刨床边缘及模具刨床其他刨床拉L立式内拉床卧式内拉立式外拉床键槽及螺纹拉床其他拉床特D电火花磨电火花加工锯G立式带锯床圆锯床弓锯床镗锯床他Q切断机3.机床的型号编制（4）主参数代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用主参数的折算值（1/10或1/100或1/1）来表示。（5）机床重大改进序号用字母“A、B、C……”表示，附机床型号末尾，以示区别。3.机床的型号编制（二）专用机床型号设计单位：ａ)机床厂——城市名大写拼音字母和该厂序号，或机床厂名大写拼音字母；ｂ)机床研究所——研究所名称的大写拼音字母。组代号从“1”开始；“－”读作“至”。设计顺序号从“001”开始。例如B1－3100，北京第一机床厂的第一百种专用机床，属第三组。例：B1－3100北京第一机床厂第三组第100种专用机床（专用铣床）3.机床的型号编制（三）组合机床及自动线型号组合机床及自动线分类代号分类代号大型组合机床U小型组合机床H自换刀数控组合机床K大型组合机床自动线UX小型组合机床自动线HX自换刀数控自动线KX二、机床的运动（一）工件的表面形状在实际生产中,常用的表面是加工最方便、最经济、最准确和最迅速的工件表面，如平面、圆柱面、圆锥面、球面和成形表面等。（二）工件表面的形成方法任何表面都可以看作是一条线(称为母线)沿着另一条线(称为导线)运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线。（二）工件表面的形成方法在用机床加工零件表面的过程中，工件、刀具之一或两者同时按一定规律运动，形成两条发生线，从而生成所要加工的表面。常用的形成发生线的方法有四种。（1）轨迹法利用刀具沿发生线作定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法，形成发生线只需一个成形运动。（二）工件表面的形成方法（2）成形法刀刃为一条切削线，其形状与发生线相同。（3）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。刀具旋转，刀具的中心沿发生线的轨迹运动。（二）工件表面的形成方法（4）展成法利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。（三）机床的运动在机床上，为了要获得所需的工件表面形状，必须使刀具和工件按上述四种方法之一完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。（三）机床的运动1.表面成形运动成形运动是机床最基本的运动（1）主运动速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。（2）进给运动可以是一个或多个；可以是连续的，也可以是断续的。（三）机床的运动2．辅助运动（1）切入运动切人运动是使刀具切人工件从而保证工件被加工表面获得所需要的尺寸的运动。（2）分度运动当在工件上加工若干个完全相同的均匀分布表面时，为使表面成形运动得以重复进行而由一个表面过渡到另一个表面所作的运动。例如，车削多头螺纹，在车完一条螺纹后，工件相对于刀架要回转360/K(K为螺纹头数)，再车下一条螺纹。这个工件相对于刀架的旋转运动即为分度运动。（三）机床的运动（3）调位运动根据工件的尺寸大小，在加工之前调整机床上某些部件的位置，以便于加工。（4）其他各种运动如刀具快速趋近工件或退回原位的空程运动，控制运动的开、停、变速、换向的操纵运动等。三、机床的传动（一）机床的基本组成部分（1）动力源通常为电动机，包括交流电动机、直流电动机、伺服电动机、变频调速电机、步进电机等。（2）执行件机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件，如主轴、刀架、工作台等。（3）传动件把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由—个执行件传递到另一执行件的零部件，如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等（二）机床的传动联系把动力源和执行件或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，称其为传动链。传动链两端的元件称为末端件，它可以是动力源或执行件。1.按传动链的性质不同分类①外联系传动链传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如车削时电机与主轴间的传动链②内联系传动链传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如车削螺纹主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链；内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动。（二）机床的传动联系2.传动链中两类传动机构（1）.定比传动机构传动比和传动方向固定不变的传动机构，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等（2）换置机构根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。（三）机床的传动表示法用传动系统图、转速图、传动原理图、传动路线表达式、运动平衡式等表示。1.传动原理图为了便于研究机床的传动原理,用一些简明的符号把动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。并不表达实际传动机构的种类和数量2．转速图竖线：轴（标明轴号圆点：轴所能有的转速转速值：数坐标两轴(竖线)之间的线段：一对传动副，并在线旁标明带轮直径之比或齿轮的齿数比。两竖线之间的一组平行线：同一对传动副。上斜的线：升速传动下斜的线：降速传动。转速范围：从转速图上很容易找出各级转速的传动路线和各轴、齿轮的转速范围。2．转速图将各种可能的传动路线全部列出来，就得到主运动传动链的传动路线表达式(传动结构式)：3.传动系统图表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置4.运动平衡式运动平衡式：为了表达传动链两个末端件计算位移之间的数值关系，常将传动链内各传动副的传动比相连乘组成一个等式。图2－42的主运动传动链在图示的啮合位置时的运动平衡式为：min/710306048424824256126min/1440rr