第四章金属切削机床

机电设备评估基础——金属切削机床1第四章金属切削机床考情分析年份单选多选综合合计分数%分数%分数%分数%2006413.3210.066.02007310.0210.0612.01111.02008310.0210.01020.01515.0平均11.110.010.710.7【重点】各种机床的型号、组成、主运动和进给运动、主参数、加工精度、粗糙度等。第一节机床概论机床定义：金属切削机床是用切削、特种加工等方法加工工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。机床概况：它是加工机器零件的主要设备。一般在机器制造的装备中，金属切削机床约占机械行业所有技术装备总台数的60%—80%。一、机床的技术经济指标（一）工艺范围：指机床适应不同生产要求的能力1.可以完成的加工工序；2.零件的类型、材料和尺寸范围；3.毛坯的种类；4.加工精度和表面粗糙度；5.适应的生产规模等。图4-1不同切削加工方法所形成的表面A是车外圆时车刀的加工图；B是钻床打孔的加工图；C是铣床加工表面图；D是用普通车刀车削成型面的图；E是刨床刨槽的图；F是磨床磨外圆的图；G是磨平面的图；H是用成型车刀车削成型面的图。（二）加工精度和表面粗糙度只有高精度机床才可能加工出尺寸精度、形状精度、位置精度高，表面粗糙度参数值小机电设备评估基础——金属切削机床2的零件。当然，精度高的机床其制造成本必然高。（三）生产率Q—单位时间内机床生产产品的数量。辅助时间：是每个工件的辅助时间，如上下料、回程等。准结时间：指准备和结束的时间，如装卸工具、夹具，调整机床等。N指每批工件的数量。（四）系列化、通用化、标准化程度零件，如螺栓、螺母、垫圈都标准化了，可以直接购买使用，都由标准化厂采用质量可靠、成本低、大批量生产方式制造。系列化指产品可以组成若干系列，如自行车由28、26、24、22系列，可以根据需要选择合适的系列。这样专业化厂根据系列进行生产，质量容易得到保证，成本也低。品种系列化是部件通用化和零件标准化的基础；部件通用化和零件标准化又反过来推动和促进品种系列化的工作。（五）机床的寿命是标志一台机床好坏的重要指标之一。要注意机床结构的可靠性和耐磨性。（六）机床的效率指消耗于切削的有效功率与机床输入功率之比。两者差值即为损失，该损失转化为热量。若损失过大，不仅浪费能源，而且将使机床产生较大热变形，影响加工精度。【例题1·单选题】机床的生产率可以用（）表示A.每批工件的切削时间B.单位时间内机床所能加工的工件数量C.每个工件的切削加工时间与辅助时间之和D.每批工件的数量【答疑编号912040101】答案：B【例题2·多选题】直接影响金属切削机床生产率的因素包括（）。A.每个工件的加工时间B.每批工件的数量C.机床的标准化程度D.机床的精度E.机床的技术经济指标【答疑编号912040102】答案：AB二、机床的运动与传动（一）机床的运动一切机床加工的共性就是把刀具和工件安装在机床上，由机床使刀具和工件产生确定的相对运动，从而切削出合乎要求的零件。1.运动分析尽管各种机器零件的形状很多，但分析起来不外乎由平面、圆柱面、圆锥面及成形面所组成。机电设备评估基础——金属切削机床3如能加工出这几种表面，那么也就可以实现各种形状零件的加工。2.工作运动（1）工作运动：要进行切削，刀具与工件之间必须有相对运动，也称为切削运动。（2）工作运动分类：根据在切削过程中所起的作用，工作运动分为主运动和进给运动。主运动：形成机床切削速度和消耗主要动力的工作运动。车床：工件旋转钻床：钻头旋转磨床：砂轮和磨具的旋转进给运动：使工件多余材料不断被去除的工作运动。如车床车刀的力方向；钻床垂直方向。切削过程中，主运动只有一个，而进给运动可以有多于一个。如车床沿轴线方向和垂直轴线方向的运动，可以把工件车细。（3）特点：主运动和进给运动可以由刀具和工件分别完成，也可以由刀具单独完成。钻床机床除工作运动，即主运动和进给运动外，还有各种辅助运动，例如上下料、退刀、转位、排除切屑等。（二）机床的传动1.定义：机床的传动机构指的是传递运动和动力的机构，简称机床的传动。2.分类：按传动速度调节变化特点将传动分为有级传动和无级传动。有级传动也叫有级调速。指的是在一定转速范围内，速度分为若干级而且每级速度的变化是不连续的。如某机床的主轴转速范围为55.5～800r/min，固定有55.5r/min，98.5r/min，165r/min，269r/min，476r/min和800r/min，共分六级，每级之间不连续。无级传动也叫无级调速，指的是在一定转速范围内，速度可以调节到其中任意一个数值的传动。三、机床的分类（一）按加工性质和所用刀具分类目前我国将机床分为十一大类。表4—1机床分类及代号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他（二）按机床工作精度分类1.普通机床。指的是普通级别的机床，包括：普通车床、钻床、镗床、铣床、刨插床等。2.精密机床。主要包括：磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床和其他各种精密机床。3.高精度机床。主要包括：坐标镗床、齿轮磨床、螺纹磨床、高精度滚齿机、高精度刻线机和其他高精度机床。机电设备评估基础——金属切削机床4（三）按机床加工件大小和机床自身重量分类。类别机床本身重量（吨）仪表机床中、小型机床（一般机床）＜10大型机床10～30重型机床30～100特重型机床＞100（四）按机床通用性分类1.通用机床（万能机床）。这类机床的加工范围广泛，可以加工多种零件的不同工序。由于其通用性范围较广，针对性不强，它的结构往往比较复杂。生产率不高，因此，适用于单件、小批生产。例如，普通车床、卧式镗床、万能升降台铣床等均属于通用机床。2.专门化机床（专门机床）。这类机床专门用于加工不同尺寸的一类或几类零件的某一特定工序，如精密丝杠车床，凸轮轴车床，曲轴、连杆轴颈车床等都属于专门化机床，它适用于成批大量生产场合。3.专用机床。专门用以加工某一种零件的特定工序的机床称为专用机床。专用机床加工范围小，通用性差，被加工零件稍有一点变动就不能适应。针对性强，所以，结构较通用机床简单，但生产率高，机床自动化程度往往也比较高。所以，专用机床一般在成批大量生产中选用。组合机床是将预先制造好的标准件、通用零件部件与少量专用件组合而成的机床。各种组合机床实质上也是专用机床。四、机床的型号编制（重点）GB/T15375–94《金属切削机床型号编制方法》是现行机床型号编制标准。其中规定，机床型号由汉语拼音字母和数字按一定的规律组合而成。通用机床的型号由基本和辅助部分组成，中间用“/”隔开，读作“之”。基本部分统一管理，辅助部分纳入型号与否由生产厂家自定。在整个型号规定中，最重要的是类代号、组代号、主参数，以及通用特性代号、结构特性代号。（一）机床的类代号：机电设备评估基础——金属切削机床5表4—1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他（二）机床通用特性、结构特性代号1.通用特性代号。当某类型机床（除普通型外）还有某种通用特性时，则在类代号之后加通用特性代号予以区分。表4—2机床通用特性代号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或经济型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换仿轻重简柔显速2.结构特性代号。（1）对主参数值相同，而结构、性能不同的机床，在型号中增加结构特性代号予以区分，并用汉语拼音字母表示。（2）结构特性代号用汉语拼音字母表示，如A、D、E、L、N、P、R、S、T、U、V、W、X、Y等字母。当不够用时可将两个字母组合起来使用。如AD、AE等。没有B和C，因为B表示半自动通用特性代号，C表示车床。（3）当型号中有通用特性代号时，结构特性代号排在通用代号之后；当型号无通用特性代号时，结构特性代号排在类代号之后。（三）机床的组、系代号1、在同类机床中，主要布局和使用范围基本相同的机床即为一组；机床的组用一位阿拉伯数字表示，位于类代号或通用特性代号之后；2、在在同一组机床中，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。机床系也用一位阿拉伯数字表示，位于组代号之后。表4—3金属切削机床类、组划分表O123456789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床Z坐标镗钻床深孔钻床摇臂钻床台式钻床立式钻床卧式钻床铣钻床中心孔钻床其他钻床镗床T深孔镗坐标立式卧式精镗汽车、拖其他镗机电设备评估基础——金属切削机床6床镗床镗床铣镗床床拉机修理用镗床床M仪表磨床外圆磨床内圆磨床砂轮机坐标磨床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磨床2M超精机内圆珩磨机外圆及其他珩磨机抛光机砂带抛光及磨削机床刀具刃磨及研磨机床可转位刀片磨削机床研磨机其他磨床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叶片磨削机床滚子加工机床钢球加工机床气门、活塞及活塞环磨削机床汽车、拖拉机修磨机床0123456789齿轮加工机床Y仪表齿轮加工机锥齿轮加工机滚齿机及铣齿机剃齿及珩齿机插齿机花键轴铣床齿轮磨齿机其他齿轮加工机齿轮倒角及检查机螺纹加工机床套丝机攻丝机螺纹铣床螺纹磨床螺纹车床铣床X仪表铣床悬臂及滑枕铣床龙门铣床平面铣床仿形铣床立式升降台铣床卧式升降台铣床床身铣床工具铣床其他铣床刨插床B悬臂刨床龙门刨床插床牛头刨床边缘及模具刨床其他刨床拉床L侧拉床卧式外拉床连续拉床立式内拉床卧式内拉床立式外拉床键槽、轴瓦及螺拉床其他拉床锯床G砂轮片锯床卧式带锯床立式带锯床圆锯床弓锯床铿锯床其他机床Q其他仪表机床管子加工机床木螺钉加工机床刻线机床切断机床多功能机床例如：C6落地及卧式车床，C5立式车床；其中，C51单柱立式车床，机电设备评估基础——金属切削机床7C52双柱立式车床。（四）机床主参数的代号反映机床规格大小的主要数据称为第一主参数，简称主参数。不同的机床，主参数内容各不相同。机床的主参数用阿拉伯数字表示。在组系代号后面的数字，一般表示机床的主参数或主参数的1/10或1/100。表4—4常见机床主参数及折算系数机床名称主参数名称主参数折算系数普通车床自动车床、六角车床立式车床床身上最大工件回转直径最大棒料直径或最大车削直径最大车削直径1/lO1/l1/lOO立式钻床、摇臂钻床卧式镗床最大钻孔直径主轴直径1/l1/10牛头刨床、插床龙门刨床最大刨削或插削长度工作台宽度1/lO1/100卧式及立式升降台铣床龙门铣床工作台工作面宽度工作台工作面宽度1/lO1/1OO外圆磨床、内圆磨床平面磨床砂轮机最大磨削外径或孔径工作台工作面的宽度或直径最大砂轮直径1/l01/lO1/l0齿轮加工机床（大多数是）最大工件真径1／lO上述主参数主要是尺寸，但是，拉床的主参数是额定拉力。（五）主轴数及第二主参数机床主轴数应以实际数据列入型号，位于主参数之后，用乘号“×”分开。第二主参数是指最大跨距、最大工件长度、最大模数等。在型号中表示第二主参数，一般折算成两位数为宜。（六）机床的重大改进顺序号当机床结构、性能有重大改进和提高，并需按新产品重新设计、试制和鉴定时，才在机床型号之后按A、B、C……等汉语拼音字母的顺序选用，加入型号的尾部，以区别原机床型号。重大改进设计不同于完全的新设计，它是在原有的机床基础上进行改进设计，因此，重大改进后的产品应代替原来的产品。（七）其他特性代号其他特性代号，置于辅助部分之首。其他特性代号主要用以反映各类机床的特性。（八）企业代号及其表示方法系代号没有详细介绍，但是它是不能省略的，书的例子要记住。机床型号举例：1.CA6140A【答疑编号912040103】C车床（类代号）A结构特性代号6组代号（落地及卧式车床）1系代号（普通落地及卧式车床）40主参数（最大