《金属切削机床》PPT课件.ppt

第4章 金属切削机床,4.1 金属切削机床分类 金属切削机床的传统分类方法，主要是按加工性质进行分类。 根据国家制订的机床型号编制方法，目前将机床共分为12大类： 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。 在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构性能分为若干个组， 每一组又分为若干个系（系列）。 除了上述基本分类方法外， 还可按机床其它特征进行分类。,第4章 金属切削机床,同类型机床按应用范围（通用性程度），可分为通用机床、 专门化机床和专用机床三类。通用机床的工艺范围很宽，可以加工多种工件、完成多种多样的加工,如卧式车床、万能外圆磨床、 摇臂钻床等。专门化机床的工艺范围较窄，只能用于加工尺寸不同而形状相似的工件，如凸轮轴车床、轧辊车床等。 专用机床的工艺范围最窄， 通常只能用于加工特定对象。如加工机床主轴箱体孔的专用镗床以及各种组合机床等。,机床还可按自动化程度分为： 手动机床、 机动机床、 半自动机床和自动机床。 机床还可按重量和尺寸分为：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（重量达10 t）、重型机床（重量在30 t以上）、超重型机床（重量在100 t以上）。 机床还可按控制方式与控制系统分为：仿形机床、程序控制机床、数控机床等。 此外，机床还可按照加工精度、主要零部件（如主轴等）的数目等进行分类。随着机床的不断发展，其分类方法也将不断发展。,4.2 金属切削机床型号与规格 机床型号是机床产品的代号，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。目前我国的机床型号是按照1994年颁布的标准GB/T 1537594金属切削机床型号编制方法编制的。此标准规定，机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定的规律组合而成，它适用于新设计的各类通用机床、专用机床和回转体加工自动线（不包括组合机床、特种加工机床）。 通用机床的型号由基本部分和辅助部分组成，中间用“/”隔开， 读作“之”。 基本部分需统一管理，辅助部分纳入型号与否由生产厂家自定。,型号的构成 型号的构成如下：,2. 机床类别 机床的类别代号用大写的汉语拼音字母表示。若每类有分类， 在类别代号前用数字表示，作为型号的首位，但第一分类不予表示。例如， 磨床分为M、 2M、 3M三个分类。机床类别的代号见表3-1。,表3-1 普通机床的类别代号,3. 机床特性 机床的特性代号也用汉语拼音表示，代表机床具有的特别性能，包括通用特性和结构特性两种，书写于类别代号之后。 1） 通用特性代号 当某型号机床除普通形式外，还具有其它各种通用特性， 则在类别代号后加相应的特性代号。常用的特性代号如表3-2所示。,表 3-2 通用特性代号,如某型机床仅有某种通用特性，而无普通形式，则通用特性不予表达。 如C1312型单轴自动车床型号中，没有普通型也就不表示“Z(自动)”的通用特性。 一般在一个型号中只表示最主要的一个通用特性， 通用特性在各机床中代表的意义相同。,2） 结构特性代号 对于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分，根据各类机床的情况分别规定， 在不同型号中意义不一样。当有通用特性代号时， 结构特性代号应排在通用特性代号之后， 凡通用特性代号已用的字母和“I”、 “O”均不能作为结构特性代号。,4. 组、 系别代号 机床的组别和系别代号分别用一个数字表示。 每类机床分为十个组， 用数字09表示。每组又分为若干个系。 在同类机床中主要布局或使用范围基本相同的机床， 即为同一组； 在同一组机床中， 其主要结构及布局形式相同的机床， 即为同一系。 各类机床组的代号及划分见表3-3。,5. 主参数、 主轴数和第二主参数 机床主参数代表机床规格大小，用折算值（一般为主参数实际数值的1/10或1/100）表示，位于系别代号之后。 第二主参数一般指主轴数、最大跨距、 最大工件长度、 工作台工作面长度等。 第二主参数一般折算成两位数为宜。,6. 通用机床的设计顺序号 某些通用机床， 当无法用一个主参数表示时， 则在型号中用设计顺序号表示。 设计顺序号由1起始， 当设计顺序号小于10时， 加“0”表示。,7. 机床的重大改进顺序号 当机床的结构、性能有更高的要求， 需按新产品重新设计、 试制和鉴定时，按改进的先后顺序选用A、 B、 C等汉语拼音字母加在基本部分的尾部, 以区别于原机床型号。,8. 其它特性代号 其它特性代号置于辅助部分之首。其中同一型号机床的变型代号， 一般应放在其它特性代号之首位。 其它特性代号主要用以反映各类机床的特性。如对数控机床， 可用它来反映不同控制系统。对于一般机床，可以反映同一型号机床的变型等。 其它特性代号可用汉语拼音字母表示，也可用阿拉伯数字表示，还可用两者组合表示。,9. 企业代号及其表示方法 企业代号包括机床生产厂及机床研究所单位代号， 置于辅助部分尾部， 用“”分开，若辅助部分仅有企业代号， 则可不加“”。 应该指出：对于我国以前定型并已授予型号的机床， 按原第一机械工业部第二机器工业管理局1959年11月的规定， 其型号可以暂不改变。 现在已定型并授予型号的普通机床“C6201”等， 准备在以后机床改进时逐步改为新型号。 旧的机床型号编制方法可参考有关手册。 通用机床的型号编制举例：,4.3 金属切削机床传动原理与运动计算 1. 机床的基本组成 机械加工中的运动多由机床来实现，机床的功能决定了所需的运动， 反过来一台机床所具有的运动决定了它的功能范围。 运动部分是一台机床的核心部分。 机床的运动部分必须包括三个基本部分： 执行件、 动力源和传动装置。 1） 执行件 执行件是执行机床运动的部件。其作用是带动工件和刀具， 使之完成一定成形运动并保持正确的轨迹，如主轴、刀架、工作台等。,2） 动力源 动力源是为执行件提供运动和动力的装置。它是机床的动力部分，如交流异步电动机、直流电动机、步进电动机等， 可以几个运动共用一个动力源，也可每个运动单独使用一个动力源。,3） 传动装置 传动装置是传递运动和动力的装置。它把动力源的运动和动力传递给执行件或把一个执行件的运动传递给另一个执行件， 使执行件获得运动和动力， 并使有关执行件之间保持某种确定的运动关系。传动装置还可以变换运动性质、方向和速度。 机床的传动装置有机械、液压、电气、气压等多种形式。 机械传动装置由带传动、齿轮传动、链传动、蜗轮蜗杆传动、 丝杆螺母传动等机械传动副组成， 它包括两类传动机构，一类是定比传动机构，其传动比和传动方向固定不变，如定比齿轮副、 蜗杆蜗轮副、丝杠螺纹副等；另一类是换置机构，可根据加工要求变换传动比和传动方向，如滑移齿轮变速机构、挂轮变速机构、 离合器换向机构等。,2. 机床的传动原理 1） 机床传动系统的组成 机床的传动系统是实现机床加工过程中全部成形运动和辅助运动的传动装置的总和，其两端是执行件和动力源。 执行件和动力源与传动装置按一定的规律排列组成传动链， 即传动链是使动力源与执行件以及两个有关的执行件保持运动联系的一系列顺序排列的传动件。 这些传动件相结合形成了一定的传动联系。 联系动力源和执行件的传动链， 称为外联系传动链；联系两个执行件间的传动链，称为内联系传动链。机床的传动系统就是由各种传动链组成的。传动链则是按一定的功能要求依据传动原理构成的。,2） 机床的传动原理 刀具和工件的运动是由执行件带动的，执行件的运动是由传动链实现的。各类所需的运动不同， 其传动系统中的传动链也不相同。在不同的机床上所使用的传动机构更是多种多样的，但成形运动有简单运动和复合运动两种。从原理上讲， 在不同的机床中实现这两种成形运动的传动原理是完全相同的， 所谓机床的传动原理也就是实现上述两种成形运动的原理。,简单成形运动是单一执行件的直线或圆周运动。 运动轨迹的准确性由机床的定位部分（如导轮、 轴承等）保证。 运动的量值由传动链保证。 这时只需要一条传动链把动力源与执行件联系起来， 便可以得到所需的运动。在这一传动链中， 两端件（动力源与执行件）之间没有严格的传动比关系。 所以，在这种传动链中允许使用诸如带传动、 摩擦传动等传动比不是很准确的传动机构， 这类传动链被称为外联系传动链。,复合成形运动是由保持严格运动关系的两执行件的单元运动合成的运动，这时不仅要求两个单元运动各自的运动轨迹准确，更要求两执行件单元运动之间保持准确的定量关系。 因此，需要有传动链把两个执行件联系起来，以保证确定的运动关系。运动的动力来源则由另一条外联系传动链提供。这种联系复合运动内部各个单元运动的执行件的传动链称内联系传动链。其特征是传动链两端件均为具有严格相对运动关系的执行件。 在内联系传动链中，为保证运动关系的准确性，不允许有普通带传动、 摩擦传动等传动比不准确的传动机构。,为便于研究机床的传动系统，常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来，这就是传动原理图。如图3-1所示， 其中点划线代表传动链中所有的定比传动机构，菱形块代表所有的换置机构，车螺纹中工件的转速和车刀的移动为复合运动， 有两条传动链：外联系传动链“12uv34”将动力源和主轴联系起来，使主轴获得一定速度和方向的运动；内联系传动链“45ux67”将主轴和刀架联系起来，使工件和车刀保持严格的运动关系，使工件每转一转，车刀准确地移动工件螺纹一个导程的距离，利用换置机构ux可以实现不同导程的要求。,图 3-1 车圆柱螺纹传动原理图,注意，在内联系传动链中除不能有传动比不确定或瞬时传动比变化的传动机构（如带传动、链传动和摩擦传动等）外， 在调整换置机构时其传动比也必须有足够的精度。 外联系传动链无此要求。,3. 机床的传动系统 机床的传动系统是由实现成形运动和辅助运动的各传动链组成的。 常采用传动系统图体现，如图3-2所示是CA6140车床的传动系统图，是表示机床全部运动传动关系的示意图。图中各传动元件用简单的规定符号表示（符号见国家标准GB 446084机械制图机构运动简图符号），并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。 图中各传动元件按照运行传递的先后顺序，以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床外形轮廓中。,图3-2 CA6140型卧式车床传动系统图,为完成各种加工工序，车床必须具有工件的旋转运动（主运动）和刀具的直线移动（进给运动）。 故机床的传动系统需要具有以下传动链： 实现主运动的主传动链； 实现纵向进给运动的纵向进给传动链； 实现横向进给运动的横向进给传动链。,1） 主运动传动链 主运动传动链的两个末端件分别是主电动机和主轴，它的功用是把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动， 并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。,主运动的动力源是电动机，执行件是主轴。运动由电动机（7.5 kW、 1450 r/min）经皮带轮传动副130 mm/230 mm传至主轴箱中的轴。轴上装有双向多片摩擦离合器M1，使主轴正转、反转或停止。当压紧离合器M1左部的摩擦片时，轴I的运动经齿轮副56/38或51/43传给轴，使轴获得两种转速。 压紧右部摩擦片时，经齿轮50、 轴上的空套齿轮34传给轴上的固定齿轮30。这时轴至轴间多经一个中间齿轮34， 故轴的转向与经M1左部传动时相反。 轴的反转转速只有一种。 当离合器处于中间位置时，左、右摩擦片都没有被压紧， 轴的运动不能传至轴， 主轴停转。,主运动传动路线表达如下：,由传动系统图和传动路线表达式可以看出，主轴正转时， 轴上的双联滑移齿轮可有两种啮合位置，分别经56/38或51/43使轴获得两种速度。其中的每种转速经轴的三联滑移齿轮39/41、 30/50或22/58的齿轮啮合，使轴获得三种转速，因此轴的两种转速可使轴获得236种转速。 经高速分支传动路线时，由齿轮副63/50使主轴获得6种高转速。经低速分支传动路线时， 轴的6种转速经轴上的两对双联滑移齿轮，使主轴得到62224种低转速。 因为轴到轴间的两个双联滑移齿轮变速组得到的四种传动比中，有两种重复， 即,其中u2u3，所以实际上只有3种不同的传动比。因此，经低速传动路线时，主轴获得的实际转速是23（221）=18级转速， 再加上由高速传动路线获得的6级转速，主轴共可获得24级转速。,主轴反转时，只能获得有31（221）12级转速。 主轴的各级转速可按下列运动平衡式计算：,式中： D、D主动和从动带轮直径； 带传动的滑动系数，可取=0.02； z-、z-轴和轴之间相啮合的主动齿轮和从动齿轮齿数， 其余类推。,图3-2中所表示的齿轮啮合情况， 主轴的转速为,同理，可计算主轴正转时24级转速为101400 r/min； 反转时12级转速为141580 r/min。主轴反转通常不是用于切削， 而是用于车削螺纹时， 切削完一刀后， 车刀沿螺纹线退回， 故转速较高以节省辅助时间。,2） 进给运动传动链 进给运动传动链的两个末端件是主轴和刀架，作用是实现刀具纵向或横向移动以及变速与换向。 （1）车削螺纹传动路线。 CA6140型卧式车床能车削米制、 英制、模数制和径节制四种标准螺纹。此外，还可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹，可车削右旋螺纹，也可车削左旋螺纹。,车削各种不同导程的螺纹时，要保证主轴转一转，刀具均匀地移动一个导程。 因此，车削螺纹时传动链的运动平衡方程式为,式中： u从主轴到丝杠之间的总传动比； L丝机床丝杠的导程，CA6140型卧式车床的L丝12 mm； L工被加工螺纹的导程（mm）。, 米制螺纹。 常用米制螺纹导程的标准值见表3-4。 从表中可以看出， 每一行的标准导程值按等差数列排列，每一列按等比数列排列， 其公比值为2（或12）。,表3-4 标准米制螺纹导程,车削米制螺纹时，运动由主轴经齿轮副58/58至轴， 换向机构33/33（车左螺纹时经33/2525/33）、挂轮63/100100/75传到进给箱，进给箱中的M3和M4脱开，M5接合，经轴Z25和轴Z36啮合、轴和间基本组u基、轴右端Z25、过轮Z36，将运动传到轴，再经增倍组u倍、M5离合器，传动丝杠，带动刀架完成米制螺纹的加工。,车削米制螺纹的运动平衡式为,化简后得：,L=7u基 u倍,由上式可知，如适当选择u基和u倍值，就可得到米制螺纹导程L的各值。,进给箱中的基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，由轴 上的8个固定齿轮和轴上的4个滑移齿轮组成，每个滑移齿轮可分别与邻近的两个固定齿轮相啮合，共有8种不同的传动比：,除了u基1和u基5外，其余各传动比用分数表示时，分子按等差数列排列。 增倍变速组由轴 轴间的三轴滑移齿轮机构组成，可变换4种不同的传动比：,它们之间依次相差2倍，目的是将基本组的传动比成倍地增加或缩小，从而可实现等比数列的关系。 如果需要加工导程大于12 mm的米制螺纹，应采用扩大导程传动路线。这时，主轴的运动（此时M2接合，主轴处于低速状态）经斜齿轮传动副58/26到轴V，背轮机构80/20与80/20或50/50传至轴， 再经44/44、 26/58（轴滑移齿轮58处于右位与轴的 26啮合）传到轴， 其传动路线表达式为,由表达式可知，正常螺纹导程时， 轴轴的传动比为,使用扩大螺纹导程机构时，轴轴间的传动比为,当主轴转速为1032 r/min 时，,当主轴转速为1032 r/min 时，,所以，通过扩大导程传动路线可将正常螺纹导程扩大4倍或16倍。CA6140型车床车削大导程米制螺纹时，最大螺纹导程为192 mm。, 模数螺纹。模数螺纹主要用在米制蜗杆中，用模数m表示螺距的大小。螺距与模数的关系为,（3-3）,所以模数螺纹的导程为,（3-4）,式中: k螺纹的头数。,模数螺纹的标准模数m也是分段等差数列。车削时的传动路线与车削米制螺纹的传动路线基本相同。由于模数螺纹的螺距中含有因子， 因此车削模数螺纹时所用的挂轮与车削米制螺纹时不同，需用 来引入常数，其运动平衡式为,只要变换u基和u倍的值，就可车削各种不同模数的螺纹。, 英制螺纹。英制螺纹在英、美等英寸制国家中广泛应用， 我国部分管螺纹也采用英制螺纹。英制螺纹的标准值以每英寸长度上的螺纹扣数(单位：牙/in)表示，其标准值也按分段等差数列的规律排列。 英制螺纹的导程L=1/(单位： in)。由于CA6140型车床的丝杠是米制螺纹，所以被加工的英制螺纹也应换算成以毫米为单位的相应导程值，即,（3-5）,车削英制螺纹时，对传动路线作如下变动，首先，改变传动链中部分传动副的传动比，使其包含特殊因子25.4；其次， 将基本组两轴的主、 被动关系对调， 以便使分母为等差级数。 其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。其运动平衡式为,将L=25.4代入上式得,只要变换u基、u倍的值，就可得到各种标准的英制螺纹。, 径节螺纹。径节螺纹主要用于英制蜗杆，其标准值用径节（DP）表示。径节代表齿轮或蜗轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数， 故英制蜗杆的轴向齿距为,（3-6）,标准径节的数列也是分段等差数列。径节螺纹的导程排列的规律与英制螺纹相同，只是含有特殊因子25.4。车削径节螺纹时， 可采用英制螺纹的传动路线，但挂轮需换为(64/100)(100/97)，其运动平衡式为, 非标准螺纹和精密螺纹。此时需将进给箱中的齿式离合器M3、M4和M5全部啮合，被加工螺纹的导程L工依靠调整挂轮的传动比u挂来实现。其运动平衡式为,挂轮的换置公式为,适当地选择挂轮a、b、c及d的齿数，就可车出所需要的非标准螺纹。同时，由于螺纹传动链不再经过进给箱中任何齿轮传动，减少了传动件制造和装配误差对被加工螺纹导程的影响， 若选择高精度的齿轮作挂轮， 则可加工精密螺纹。,(2) 纵向和横向进给传动链。 为了减少丝杠的磨损和便于操纵，机动进给是由光杠经溜板箱传动的。 纵向进给传动链。CA6140型车床纵向机动进给量有64种。 当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时的运动平衡式为,化简后可得,变换u基和u倍可得到32种正常进给量（范围为0.081.22 mm/r），其余32种进给量可分别通过英制螺纹传动路线和扩大螺纹导程机构得到。 横向机动进给传动链。通过运动平衡式的计算可知， 当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，所得的横向进给量为纵向进给量的一半，横向与纵向进给量的种数相同。, 刀架快速移动。刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机(0.25 kW、2800 rmin) 传动，刀架快速纵向右移的速度为,4.4 常用通用机床 1. 车床 车床种类很多，按其结构和用途不同， 可分为：卧式车床、立式车床、 回轮车床、转塔车床、 多档半自动车床等。 1） 卧式车床 CA6140型卧式车床是目前应用最广泛的一种车床, 如图3-3所示。主要组成部件有主轴箱1、刀架2、尾座3、床身4、 右床腿5、光杠6、丝杠7、溜板箱8、左床腿9和进给箱10等。,卧式车床的主要部件如下： 主轴箱。 主轴箱1固定在床身4的左端，主轴箱内装有主轴和变速传动机构。主轴前端装有卡盘，用以夹持工件，由电动机经变速机构，把动力传给主轴， 使主轴带动工件按规定的转速旋转， 以实现主运动。 刀架部件。刀架部件2位于床身4的刀架导轨上，并可沿此导轨纵向移动。刀架部件由几层刀架组成，它用于装夹车刀， 并使车刀作纵向、横向或斜向运动。,图 3-3 CA6140型卧式车床, 尾座。尾座3安装在床身4右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整位置。尾座的功用是用后顶尖支承长工件。在尾座上还可以安装钻头等孔加工刀具进行孔加工。 床身。床身4固定在左床腿9和右床腿5上。床身是车床的基本支承件。 在床身上安装着车床的各主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置和运动轨迹。, 溜板箱。溜板箱8固定在刀架2的底部，可带动刀架一起作纵向运动。溜板箱的功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或车削螺纹。 在溜板箱上装有各种操纵手柄和按钮。, 进给箱。进给箱10固定在床身4的左前侧，进给箱内装有进给运动的置换机构，用于改进机动进给的进给量或改变被加工螺纹的导程。 机床的主要技术规格如下(CA6140型卧式车床)： 床身上最大工件回转直径 400 mm 刀架上最大回转直径 210 mm 最大工件长度 700、 1000、 1500 mm 主轴中心至床身平面导轨距离 205 mm 最大车削长度 650、 900、 1400 mm 主轴孔径 48 mm,主轴转速 正转（24级） 101400 r/min 反转（12级） 141580 r/min 车刀纵向和横向进给量 各64种 纵向：一般进给量 0.081.59 mm 小进给量 0.0280.054 mm 加大进给量 1.716.33 mm 横向： 一般进给量 0.040.79 mm 小进给量 0.0140.027 mm 加大进给量 0.863.16 mm 刀架纵向快速移动 4 m/min,车削螺纹范围 米制螺纹（44种） 1192 mm 英制螺纹（44种） 224牙/in 模数螺纹（44种） 0.2548 mm 径节螺纹（44种） 196牙/in 主电机 功率 7.5 kW 转速 1450 r/min 快速电动机 功率 250 W 转速 2800 r/min,2） 立式车床 图3-4是立式车床的外观图。它的主轴轴心线处于竖直位置（立式），而工作台台面处于水平平面，使工件的装夹和找正都比较方便，特别适用于短而粗大的工件的安装和加工。又由于工件和工作台的重量均匀地作用在工作台底座的导轨或推力轴承上， 能保持其工作精度。,图3-4 立式车床,立式车床由底座1、工作台2、立柱3、垂直刀架4、横梁5 和侧刀架7等部分组成。工作台2安装在底座上，工件装夹在工作台上并由工作台带动作主运动， 进给运动由垂直刀架4和横梁5实现。侧刀架7可在立柱3的导轨上移动作垂直进给，还可沿其刀架滑座的导轨作横向进给。垂直刀架上通常带有转塔刀架， 在转塔刀架上可以安装几组刀具，轮流切削用。横梁5可根据工件的高度沿立柱导轨调整位置。 立式车床可以加工大型圆盘类零件，多用于单件、小批量生产的工厂及维修车间。,3） 回轮、转塔车床 回轮、转塔车床的主要特征是带有一个可安装多把刀具的多位刀架。回轮、转塔车床有回轮式和转塔式两种结构形式。图3-5为转塔车床的外观图；图3-6为回轮车床的外观结构图。,图3-5 转塔车床,图3-6 回轮车床,转塔车床主要由床身7、两个溜板箱8和9、进给箱1、 主轴箱2、前刀架3和转塔刀架4等部分组成。车床的主运动是电动机通过主轴箱变速使主轴带动卡盘旋转来实现的， 进给运动是通过进给箱经光杠带动两溜板箱使两刀架移动来实现的。 前刀架溜板箱9上的前刀架3可以在床身7的导轨上作纵向移动， 也可作横向移动，以适应加工大直径的外圆柱面、 内外端面及环形槽。转塔刀架4只能作纵向进给，它上面可安装多把刀具， 主要用于车外圆及对工件进行钻、扩、铰或镗孔加工。 转塔车床上没有丝杠， 如需要加工螺纹，应采用成形螺纹刀具（丝锥、 板牙等）， 但加工出的螺纹精度较低。,转塔车床比卧式车床多了一个转塔刀架， 可根据零件加工需要，通过转塔转动，顺序地使用不同刀具对工件进行加工， 节省了换刀及其它辅助时间， 生产效率比卧式车床高。这类机床多用于圆盘类、 套筒类等工序较多的零件加工， 适用于批量生产。,4） 多刀半自动车床 除装卸工件以外，能自动完成所有切削运动和辅助运动的机床，称为半自动机床。如图3-7 所示是一种半自动转塔车床。主要由电气装置1、主轴箱2、前刀架3、 后刀架4、 转塔刀架5、 液压装置6和床身7等部分组成。,图3-7 半自动转塔车床,主轴箱装有操纵板、插销板（用于调整程序、预选转速和进给量）和一切供调整、操纵的旋钮及按钮。 机床的三个液压驱动刀架中，转塔刀架起主要作用，主要的切削加工由它来完成。刀具安装在转塔上，每面装一组刀具， 利用转塔转动，使各组刀具轮流切削，实现六工步的自动循环。 也可间隔安装三组刀具，实现三步自动循环。 转塔刀架的自动循环由快进、工进、快退和转塔转位等主要动作组成。此外, 转位前,刀架自动松开；转位完毕，转塔刀架自动夹紧。转塔刀架快退之前，为了避免刀刃划伤工件表面， 转塔还可自动微抬。前、后刀架为辅助刀架，它们有各自的工作循环，包括快进、工进和快退，各刀架还能根据加工程序协同动作，完成对整个工件的自动加工。,半自动转塔车床用插销板和行程开关作为发布指令机构。 指令由电路、 油路和一些机构传递给被控制的工作部件， 控制速度、方向和行程长度， 使机床完成规定加工程序的工作循环。 这种机床主要用于形状较复杂的盘套类零件的粗加工和半精加工。,2. 铣床 铣床是用铣刀进行加工的机床。由于铣床应用了多刃刀具连续切削， 所以它的生产率较高，而且还可以获得较好的加工表面质量。 铣床的工艺范围很广，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T型槽、 燕尾槽等）、 多齿零件上的齿槽（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋形表面（螺纹和螺旋角）及各种曲面。因此，在机器制造业中，铣床得到了广泛的应用。,铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性，因为一方面由于铣削是多刃连续切削；另一方面，每个刀刃的切削过程又是断续的， 切削力周期性变化， 容易引起机床振动。 铣床的主要类型有：卧式升降台铣床、 立式升降台铣床、 龙门铣床、 数控铣床、工具铣床等， 此外还有仿形铣床、 仪表铣床和各种专门化铣床。,1） 卧式升降台铣床 图3-8为万能升降台铣床外形图，其主轴是水平的。 床身2固定在底座1上，用于安装和支承机床各部件，床身内装有主运动变速传动机构、主轴组件以及操纵机构等。床身2顶部的导轨上装有悬梁3，可沿主轴轴线方向调整其前后位置， 悬梁上装有刀杆支架4，用于支承刀杆的悬伸端。铣床主轴5带动铣刀旋转。 床鞍7安装在床身2的垂直导轨上，可以上下（垂直）移动， 升降台内装有进给运动变速传动机构以及操纵机构等。升降台 8 的水平导轨上装有床鞍7，床鞍7上装有回转盘9，回转盘9上的燕尾导轨上装有工作台6，回转台可相对于床鞍在水平面内调整一定的角度（调整范围为45）。工作台可沿回转台上部的导轨移动，偏转一定角度后，工作台可作斜向进给，以便加工螺旋槽等表面。,图3-8 万能升降台铣床,卧式升降台铣床与万能升降台铣床的结构基本相同，只是在床鞍7与工作台6之间少了一层转台。 不能在水平面内调整角度。,2） 立式升降台铣床 如图3-9 所示是常见的一种立式升降台铣床，它的主轴是竖直布置的。其工作台3、床鞍4及升降台5的结构与卧式升降台铣床相同。铣头1可根据加工要求在垂直平面内调整角度， 主轴2可沿其轴线方向进给或调整位置。这种铣床可用端铣刀或立铣刀加工平面、 斜面、 沟槽、 台阶、齿轮、凸轮等表面。,图3-9 立式升降台铣床,3） 龙门铣床 图3-10是龙门铣床的外形图，它是一种大型铣床， 主要用于加工大型工件上的平面和沟槽。一般在龙门式框架上有34个铣头。 每个铣头都是一个独立的运动部件，其中包括单独的电动机、 变速机构、传动机构、操纵机构及主轴等部分。 铣头可以分别在横梁或立柱上移动，用以作横向或垂直进给运动及调整运动。铣刀可沿铣头的主轴套筒移动实现轴向进给运动。横梁可沿立柱作垂直调整运动。加工时，工作台带动工件纵向进给运动，工件从铣刀下通过后， 就被加工出来。 龙门铣床刚度高，可以用多个铣头同时加工几个工件或几个表面。因此，龙门铣床的生产效率高，特别适用于批量生产。,图3-10 龙门铣床,3. 钻床 钻床是用钻头在工件上加工孔的机床。 在钻床钻孔时， 工件一般固定不动，刀具作旋转主运动， 同时沿轴向作进给运动，所以通常用于加工尺寸较小，精度要求不太高的孔。 钻床可完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔以及攻螺纹等工作。 钻床的主要类型有台式钻床、 立式钻床、 摇臂钻床、深孔钻床、 数控钻床及其它钻床。 钻床的主要参数是最大钻孔直径。,1） 立式钻床 如图 3-11 所示为立式钻床的外形图，主要由主轴2、 变速箱4、进给箱3、立柱5、工作台1和底座6等部分组成。 加工时，工件直接或利用夹具安装在工作台上，主轴既旋转（由电动机经变速箱4传动）又作轴向进给运动。进给箱3、工作台1可沿立柱5的导轨调整上下位置，以适应加工不同高度的工件。 当第一个孔加工完成后再加工第二个孔时，需要重新移动工件， 使刀具旋转中心对准被加工孔的中心。因此对于大而重的工件， 操作不方便。它适用于中、小工件的单件、小批量生产。,图3-11 立式钻床,2） 摇臂钻床 摇臂钻床是摇臂绕立柱回转和升降， 主轴箱在摇臂上作水平移动的钻床。图3-12为摇臂钻床的外形图， 它主要由主轴7、 内立柱2、外立柱3、摇臂5、主轴箱6、工作台8和底座1等部件组成。主轴箱装在摇臂上，可沿摇臂上导轨作水平移动。 摇臂套装在外立柱上，可沿外立柱上下移动，以适应加工不同高度工件的要求。此外，摇臂还可随外立柱绕内立柱在180范围回转， 因此主轴很容易调整到所需要的加工位置。 摇臂钻床还具有立柱、摇臂及主轴箱的夹紧机构，当主轴的位置调整确定后， 可以快速将它们夹紧。,图3-12 摇臂钻床,3） 深孔钻床 深孔钻床是专门用来加工深孔（长径比大于510的孔）的专门化机床，如枪管孔、炮筒孔和机床主轴及液压缸、 模具上的顶杆孔等深孔。如果采用一般钻孔方法，钻头既旋转又进给，容易偏斜，排屑困难，很难满足加工要求。深孔钻床在加工时， 由主轴带动工件旋转实现主运动， 特制的深孔钻头只作直线运动，这样，有利于钻头沿着工件的旋转轴线进给， 防止把孔钻偏。 深孔钻床采用卧式布局，便于装夹工件及排屑。此外深孔钻床还备有冷却液输送装置，加工时，可将高压的冷却液从深孔钻头的中心孔送到切削部位进行冷却，并冲出切屑。,4. 镗床 镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床, 通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔, 特别是分布在不同表面上、 孔距和位置精度要求较高的孔,如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。一般镗刀的旋转为主运动， 镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上,除镗孔外, 还可以进行铣削、 钻孔、 扩孔、铰孔、锪平面等工作，因此镗床的工艺范围广, 如图3-13所示为卧式镗床的主要加工方法。 镗床的主要类型有卧式镗床、 坐标镗床和金刚镗床等。,1） 卧式镗床 图3-14所示为卧式镗床的外形图， 它由床身1、 带后支承的后立柱2、下滑座3、上滑座4、工作台5、 主轴6、 平旋盘7、前立柱8、主轴箱9等部件组成。加工时, 刀具安装在主轴6或平旋盘7上, 由主轴箱提供各种转速和进给量。 主轴箱9可沿前立柱8上下移动, 工件安装在工作台5上, 可与工作台一起随上下滑座4和3作纵向或横向移动。 此外, 工作台还可绕上滑座4的圆导轨在水平面内调整至一定的角度位置, 以便加工互成一定角度的孔与平面，装在主轴上的镗刀还可随主轴作轴向进给或调整镗刀的轴向位置。当刀具装在平旋盘7的径向刀架上时, 径向刀架可带着刀具作径向进给, 这时可以车端面。 卧式镗床的主参数是镗轴直径。,卧式镗床既要完成如粗镗、粗铣、钻孔等粗加工,又要进行如精镗孔等精加工, 因此,在卧式镗床上, 工件可以在一次装夹中完成大部分或全部加工工序。,图 3-13 卧式镗床的主要加工方法,图3-14 卧式镗床,2） 坐标镗床 坐标镗床是一种精度较高的机床,其主要特点是依靠坐标测量装置，能精确地确定工作台、主轴箱等移动部件的位移量， 实现工件和刀具的精确定位。此外坐标镗床还有良好的刚性和抗振性, 主要用来镗削精密孔（IT5级或更高）和位置精度要求很高的孔系（定位精度达0.0020.01 mm）。例如钻模、 镗模上的精密孔。 坐标镗床的主要参数是工作台的宽度。 坐标镗床的工艺范围很广，除镗孔、钻孔、扩孔、 铰孔以及精铣平面和沟槽外，还可以进行精密刻线、划线以及进行孔距和直线尺寸的精密测量工作。 ,坐标镗床按其布局形式可分为立式和卧式两大类。立式坐标镗床（如图3-15 所示）适用于加工轴线与安装基面（底面）垂直的孔系和铣削顶面； 卧式坐标镗床适用于加工轴线和安装基面平行的孔系和铣削侧面。,图3-15 立式坐标镗床,3） 金刚镗床 金刚镗床因以前采用金刚石镗刀而得名，但现在已广泛使用硬质合金刀具。这种机床的特点是切削速度很高，而切削深度和进给量极小，加工精度可达IT5IT6，表面粗糙度值Ra达0.630.08m。 图3-16是金刚镗床外形图，由主轴箱1、工作台3和床身4等主要部件组成。主轴箱1固定在床身4上，主轴2的高速旋转是主运动，工作台3沿床身4的导轨作平稳的低速纵向移动以实现进给运动。工件通过夹具安装在工作台上。金刚镗床的主轴短而粗， 刚度较高，传动平稳，这是它能加工出低表面粗糙度值和高精度孔的重要条件。,图3-16 金刚镗床,这类机床广泛应用在汽车、拖拉机和航空工业中，用于批量生产中精加工活塞、连杆、 气缸及其它零件。,5. 刨床 刨床主要用于刨削各种平面和沟槽。其主要类型有牛头刨床和龙门刨床。下面主要介绍龙门刨床，如图 3-17 所示。,图3-17 龙门刨床,龙门刨床主要用于加工大型或重型零件上的各种平面、 沟槽和各种导轨面。它由床身1、工作台2、立柱6、横梁3、顶梁5、 立刀架4、侧刀架9、进给箱7及主传动部件8等组成。加工时， 工件装夹在工作台2上，工作台的往复直线运动是主运动。立刀架4在横梁3的导轨上间歇地移动是横向进给运动，以刨削工件的水平平面。刀架上的滑板可使刨刀上、下移动，作切入运动或刨削竖直平面。滑板还能绕水平轴线调整一定的角度， 以加工倾斜平面。装在立柱6上的侧刀架9可沿立柱导轨作间歇移动，以刨削竖直平面。横梁3可沿立柱升降，以调整工件与刀具的相对位置。,大型龙门刨床往往还有铣削头和磨削头等部件，以使工件在一次安装中完成刨、铣及磨平面等工作。这种机床又称为龙门刨铣床或龙门刨铣磨床，其工作台既可作快速的主运动（刨削）， 又可作慢速的进给运动（铣削或磨削）。 龙门刨床的主要参数是最大刨削宽度。,6. 插床 图3-18是插床的外形图，插床也可以理解为立式刨床， 其主运动是滑枕带动插刀沿垂直方向所作的直线往复运动。 滑枕8向下移动为工作行程， 向上为空行程。 滑枕导轨座7可以绕销轴6在小范围内调整角度， 以便加工倾斜的内、外表面。 床鞍3及溜板2可分别作横向及纵向进给，圆工作台9可绕垂直轴线旋转，完成圆周进给或进行分度。 圆工作台的分度用分度装置4来实现。 插床主要用于加工工件的内表面，如孔中键槽及多边形孔等， 有时也用于加工成形内、外表面。 ,图3-18 插床,7. 磨床 用磨料或磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料）作为切削工具进行切削加工的机床通称为磨床。磨床广泛应用于零件的精加工，尤其是淬硬钢件、高硬度特殊材料及非金属材料（如陶瓷）的精加工。 随着科学技术的发展，特别是精密铸造与精密锻造工艺的进步，使得磨床有可能直接将毛坯磨成成品。此外，高速磨削和强力磨削工艺的发展，进一步提高了磨削效率，因此，磨床的使用范围日益扩大。 磨床的种类很多，主要类型有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具和刃具磨床，以及各种专门化磨床、 珩磨机、研磨机和超精加工机床等。,1） 外圆磨床 外圆磨床可以磨削IT6IT7级精度的外圆柱和圆锥表面， 表面粗糙度在Ra1.250.08m之间。外圆磨床的主要类型有普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床和端面外圆磨床等， 其主参数是最大磨削直径。,（1） 万能型外圆磨床。图3-19是万能型外圆磨床典型加工示意图。图中表示了各种典型表面加工时，机床各部件的相对位置关系和所需要的各种运动，它们是： 磨外圆砂轮的旋转运动nt； 磨内孔砂轮的旋转运动nt； 工件旋转运动nw； 工件纵向往复运动fa； 砂轮横向进给运动fr（往复纵磨时是周期间歇运动； 切入磨削时是连续进给运动）。,图 3-19 万能外圆磨床加工示意图,此外，机床还有两个辅助运动：为了装卸和测量工件方便， 砂轮架的横向快速进退运动