金属切削机床课件第一章

1、金属切削机床金属切削机床 教材：戴曙教材：戴曙金属切削机床金属切削机床机械工业出版社机械工业出版社 金属切削机床金属切削机床 本课程是机械设计制造及自动化本课程是机械设计制造及自动化专业选修课专业选修课之一。之一。 通过学习本课程通过学习本课程应达到的基本要求是：应达到的基本要求是： 正确识别、编制机床的型号。正确识别、编制机床的型号。 了解机床的实质、零件加工表面的成形和所需了解机床的实质、零件加工表面的成形和所需 运动。运动。 通过机床的说明书或实物能了解机床的工作原通过机床的说明书或实物能了解机床的工作原 理、传动系统和基本结构，从而调整使用机床。理、传动系统和基本结构，从而调整使用机床

2、。 掌握机床总体设计的正确设计思想、机床传动掌握机床总体设计的正确设计思想、机床传动 系统设计方法（包括运动设计、结构设计两个系统设计方法（包括运动设计、结构设计两个 方面）。方面）。 掌握机床关键组件如主轴、支承件、导轨等的掌握机床关键组件如主轴、支承件、导轨等的 设计特点及设计方法。设计特点及设计方法。 金属切削机床金属切削机床 第一篇：金属切削机床概论第一篇：金属切削机床概论 金属切削机床概论的要求：金属切削机床概论的要求： 1、学会分析机床运动和机床传动的方、学会分析机床运动和机床传动的方 法，了解机床典型机构及其工作原理。法，了解机床典型机构及其工作原理。 2、学会机床传动链调整计算

3、的方法。、学会机床传动链调整计算的方法。 金属切削机床金属切削机床 本章学习的内容：本章学习的内容： 1-1金属切削机床在国民经济中的地位金属切削机床在国民经济中的地位 1-2机床的发展概况机床的发展概况 1-3机床的机床的分类分类和机床和机床型号的编制方法。型号的编制方法。 金属切削机床金属切削机床 一、什么是金属切削机床一、什么是金属切削机床 1、什么是机器、什么是机器 1）它是一种人为的实物体组合；）它是一种人为的实物体组合； 2）各部件之间具有确定的相对运动；）各部件之间具有确定的相对运动； 3）能够代替人的劳动，进行能量转换，将金）能够代替人的劳动，进行能量转换，将金 属毛坯加工成具

4、有一定尺寸、形状和精度属毛坯加工成具有一定尺寸、形状和精度 的零件。的零件。 金属切削机床金属切削机床 2、金属切削机床、金属切削机床，是一种用，是一种用切削切削的方法将金的方法将金 属（也可以加工外金属，比如工程塑料、夹属（也可以加工外金属，比如工程塑料、夹 布胶木）毛坯加工成机器零件的一种布胶木）毛坯加工成机器零件的一种机器机器。 它是制造机器的机器，故又称为它是制造机器的机器，故又称为“工作母工作母 机机”或或“工具机工具机”, ,习惯上简称为习惯上简称为“机床机床”。 金属切削机床金属切削机床 是是“工作母机工作母机”制造机器的机器。制造机器的机器。 机床的技术水平代表一个国家机械工业

5、水平机床的技术水平代表一个国家机械工业水平。 所担负的工作量在一般生产中约占机器制造工作所担负的工作量在一般生产中约占机器制造工作 40-60%，其先进程度直接影响到机器制造工业的产，其先进程度直接影响到机器制造工业的产 品质量和劳动生产率。品质量和劳动生产率。 直接关系到国民经济、国计民生直接关系到国民经济、国计民生 。是。是国民经济发国民经济发 展水平的标志。展水平的标志。 金属切削机床金属切削机床 金属切削机床金属切削机床 金属切削机床金属切削机床 1、机床工业的发展简史、机床工业的发展简史 钻木取火钻木取火 水车、风车水车、风车车床（特夫曼）车床（特夫曼） 刨床、铣床等刨床、铣床等 1

6、952年，美国，第一台数控年，美国，第一台数控(numerical control)铣床，铣床， cam（计算机辅助制造）的开端（计算机辅助制造）的开端 1958年，美国，自动换刀加工中心年，美国，自动换刀加工中心(machining center) 1962年，第一台工业机器人年，第一台工业机器人(industrial robot) 1967年，英美联合制成年，英美联合制成fms （flexible manufacturing system ）柔性制造系统）柔性制造系统 80年代，年代，cims （computer integrated manufacturing system）计算机集成制

7、造系统）计算机集成制造系统 金属切削机床金属切削机床 通用机床加专用工艺通用机床加专用工艺 装备或专用机床装备或专用机床 数显机床数显机床 计算机数控机床计算机数控机床 柔性制造系统柔性制造系统 计算机集成制造系统计算机集成制造系统 金属切削机床金属切削机床 3、世界机床发展的五大趋势、世界机床发展的五大趋势 一、高速化：一、高速化： 由于机构各组件分工的专业化，主轴高速化由于机构各组件分工的专业化，主轴高速化 日益普及。过去只用于汽车工日益普及。过去只用于汽车工 业高速化的机种（每分钟业高速化的机种（每分钟. 万转以上的机种），现在已成为必备的机械产品要件。万转以上的机种），现在已成为必备的

8、机械产品要件。 二、精密化：二、精密化： 由于各组件加工的精密化，微米的误差已不由于各组件加工的精密化，微米的误差已不 是问题。是问题。 三、高效能：三、高效能： 对机床高速及精密化要求的提高导致了对加对机床高速及精密化要求的提高导致了对加 工工件制造速度的要求提高。对制造速度的要求致使加工模工工件制造速度的要求提高。对制造速度的要求致使加工模 具的机床朝着高效能专业化机种发展。具的机床朝着高效能专业化机种发展。 四、系统化：四、系统化： 机床已逐渐发展成为系统化产品。现在可以机床已逐渐发展成为系统化产品。现在可以 用一台电脑控制一条生产线的作业，不但可缩短产品的开发用一台电脑控制一条生产线的

9、作业，不但可缩短产品的开发 时间，还可以提高产品的加工精度和产品质量。时间，还可以提高产品的加工精度和产品质量。 五、复合化：五、复合化： 产品外观曲线的复杂化致使模具加工技术必产品外观曲线的复杂化致使模具加工技术必 须不断升级，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加须不断升级，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加 工的复合化已是不可避免的发展趋势。工的复合化已是不可避免的发展趋势。 金属切削机床金属切削机床 一、金属切削机床的分类一、金属切削机床的分类 1、 ，可以有下列，可以有下列 十二种类型：十二种类型： 车、钻、镗、磨、齿轮加工、螺纹加工、铣、车、钻、镗、磨、齿轮加工、螺纹加工、

10、铣、 刨和插、拉、特种加工（超声波及电加工）、锯床刨和插、拉、特种加工（超声波及电加工）、锯床 （切断）和其它共（切断）和其它共12大类。大类。 每一类中有若干组，每一组中有若干系。每一类中有若干组，每一组中有若干系。 金属切削机床金属切削机床 特种加工机床特种加工机床 这是主要的机床分类方法这是主要的机床分类方法 c z t x l m b y s d g q 其他机床其他机床 车床车床 钻床钻床 镗床镗床 铣床铣床 拉床拉床 磨床磨床 刨插床刨插床 齿轮加工机床齿轮加工机床 螺纹加工机床螺纹加工机床 锯床锯床 金属切削机床金属切削机床 车床：用来加工各种不同的旋转表面（内、外迴转车床：用来

11、加工各种不同的旋转表面（内、外迴转 体）的机床。体）的机床。 钻床：主要用来进行钻孔加工的机床。钻床：主要用来进行钻孔加工的机床。 镗床：也是用来加工孔的机床，但被加工工件的重镗床：也是用来加工孔的机床，但被加工工件的重 量和尺寸较大，孔的数量多，而且加工质量（精度量和尺寸较大，孔的数量多，而且加工质量（精度 和光洁度）也较高。和光洁度）也较高。 磨床：利用砂轮或磨料对工件各种不同的表面进行磨床：利用砂轮或磨料对工件各种不同的表面进行 加工的机床。加工的机床。 齿轮加工机床：用来对齿轮或齿条进行齿型加工，齿轮加工机床：用来对齿轮或齿条进行齿型加工， 或对齿端或齿型进行光整加工的机床。或对齿端或

12、齿型进行光整加工的机床。 螺纹加工机床：用铣削、磨削或高生产率的攻丝及螺纹加工机床：用铣削、磨削或高生产率的攻丝及 套丝等方法来进行螺纹表面加工的机床。套丝等方法来进行螺纹表面加工的机床。 金属切削机床金属切削机床 铣床：用铣刀工作的机床。铣床：用铣刀工作的机床。 刨床（插床）：利用刀具与工件之间的相对往复运刨床（插床）：利用刀具与工件之间的相对往复运 动来加工工件表面的机床。动来加工工件表面的机床。 拉床：用拉刀来加工工件各种不同的内、外表面的拉床：用拉刀来加工工件各种不同的内、外表面的 机床。机床。 超声波及电加工机床：利用电火花给金属零件加工超声波及电加工机床：利用电火花给金属零件加工

13、的机床，利用电化作用、电热作用（通称电腐蚀作的机床，利用电化作用、电热作用（通称电腐蚀作 用）和机械作用来加工金属零件的阳极机械加工机用）和机械作用来加工金属零件的阳极机械加工机 床，利用超声波振功能来驱动工具给金属零件加工床，利用超声波振功能来驱动工具给金属零件加工 的超声波加工机床等。的超声波加工机床等。 切断机床：用来切断或锯断材料的机床。切断机床：用来切断或锯断材料的机床。 其它机床：不属上述各类机床中的任一种，如刻线其它机床：不属上述各类机床中的任一种，如刻线 机机 。 金属切削机床金属切削机床 通用机床（万能机床）通用机床（万能机床） 专门化机床（又称专能机床）专门化机床（又称专能

14、机床） 专用机床专用机床 普通精度机床普通精度机床 精密机床精密机床 高精度机床（超精密级机床）高精度机床（超精密级机床） 金属切削机床金属切削机床 仪表机床；仪表机床； 中型机床（一般机床）；中型机床（一般机床）； 大型机床（大于大型机床（大于10吨）；吨）； 重型机床（大于重型机床（大于30吨）；吨）； 超重型机床（大于超重型机床（大于100吨）。吨）。 金属切削机床金属切削机床 5、按按自动化程度自动化程度分分 手动、机动、半自动、自动。手动、机动、半自动、自动。 6、按、按机床主要工作部件的数目机床主要工作部件的数目分分 单轴的、多轴的；单轴的、多轴的； 单刀的、多刀的机床等。单刀的、

15、多刀的机床等。 金属切削机床金属切削机床 机床的技术参数是机床的技术参数是表示机床尺寸大小及其表示机床尺寸大小及其 工作能力的各种数据。工作能力的各种数据。 一般包括：一般包括： 主参数和第二主参数主参数和第二主参数 主要工作部件的结构尺寸主要工作部件的结构尺寸 主要工作部件移动行程范围主要工作部件移动行程范围 主运动、进给运动的速度和变速级数，快速主运动、进给运动的速度和变速级数，快速 空行程运动速度等空行程运动速度等 主电机、进给电机和各种辅助电机的功率主电机、进给电机和各种辅助电机的功率 机床的轮廓尺寸（长机床的轮廓尺寸（长x宽宽x高）和重量高）和重量 金属切削机床金属切削机床 主参数：

16、主参数：是机床最主要的一个技术参数，它直接是机床最主要的一个技术参数，它直接 反映机床的加工能力，并影响其它参数和基本结构反映机床的加工能力，并影响其它参数和基本结构 的大小。的大小。 通用机床和专门化机床，通用机床和专门化机床，主参数通常以机床的最主参数通常以机床的最 大加工尺寸，或与此有关的机床部件尺寸来表示。大加工尺寸，或与此有关的机床部件尺寸来表示。 主参数的计量单位：尺寸为主参数的计量单位：尺寸为mm；拉力为；拉力为kn； 功率为功率为w；扭矩为；扭矩为nm。 第二主参数：第二主参数：为了完整地表示机床的工作能力而为了完整地表示机床的工作能力而 规定的。规定的。 金属切削机床金属切削

17、机床 按按gb/t15375-94金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法 机床型号是机床型号是机床产品的代号机床产品的代号，用以简明地，用以简明地 表示机床的类型、主要技术参数、性能和表示机床的类型、主要技术参数、性能和 结构特点等。结构特点等。 我国机床的型号由我国机床的型号由汉语拼音字母汉语拼音字母和和阿拉伯阿拉伯 数字数字按一定规律排列组成。按一定规律排列组成。 金属切削机床金属切削机床 用下列方式表示用下列方式表示 ： 金属切削机床金属切削机床 金属切削机床金属切削机床 （2）通用特性代号）通用特性代号 用用大写汉语拼音字母大写汉语拼音字母表示，位于类别代号之后。表示，位于类

18、别代号之后。 包括：包括：通用特性、结构特性通用特性、结构特性 通用通用 特性特性 高高 精精 度度 精精 密密 自自 动动 半半 自自 动动 数数 控控 加工加工 中心中心 （自（自 动换动换 刀）刀） 轻轻 型型 加重加重 型型 简式或简式或 经济型经济型 仿型仿型柔性加柔性加 工单元工单元 数显数显高速高速 代号代号g mz b khq c jfrxs 读音读音高高 密密自自半半 控控换换轻轻重重简简仿仿柔柔显显速速 机 床 的 型 号 编 制 例：例：“ck”ck”表示数控车床；表示数控车床； “ “mbg”mbg”表示半自动高精度磨床表示半自动高精度磨床 如果某类型机床仅有某种通用特

19、性，而无普通型，如果某类型机床仅有某种通用特性，而无普通型， 则通用特性不必表则通用特性不必表 示。示。 如如“c1107”为单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有为单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有“非自动非自动” 型，所以不必用型，所以不必用“z”表示通用特性。表示通用特性。 a、通用特性、通用特性 金属切削机床金属切削机床 为了区别性能不同的机床，故采用结构特为了区别性能不同的机床，故采用结构特 性代号，用性代号，用汉语拼音字母汉语拼音字母表示。例如表示。例如a a、d d、 e,l,n,pe,l,n,p。 如如 ca6140 ca6140 型卧式车床型号中的型卧式车床型号中的“a”

20、a”，即，即 在结构上区别在结构上区别c6140c6140型卧式车床。型卧式车床。 金属切削机床金属切削机床 用用两位阿拉伯数字两位阿拉伯数字表示，位于类代号后面。表示，位于类代号后面。 每类机床划分为十个组每类机床划分为十个组，同一组机床的结构，同一组机床的结构 性能和使用范围基本相同。性能和使用范围基本相同。 每个组又划分为十个系每个组又划分为十个系，同一系列机床的基，同一系列机床的基 本结构和布局型式相同。本结构和布局型式相同。 金属切削机床金属切削机床 组别组别 类别类别 0123456789 车床车床c仪表车仪表车 床床 单轴自单轴自 动半自动半自 动车床动车床 多轴自多轴自 动、半

21、动、半 自动车自动车 床床 回轮、回轮、 转塔转塔 车床车床 曲轴曲轴 及凸及凸 轮轴轮轴 车床车床 立式立式 车床车床 落地及落地及 卧式车卧式车 床床 仿形及仿形及 多刀车多刀车 床床 轮、轴、辊、轮、轴、辊、 锭及铲齿车锭及铲齿车 床床 其他车床其他车床 钻床钻床z坐标镗坐标镗 钻床钻床 深孔钻深孔钻 床床 摇臂摇臂 钻床钻床 台式台式 钻床钻床 立式立式 钻床钻床 卧式钻卧式钻 床床 铣钻床铣钻床中心孔钻床中心孔钻床 镗床镗床t深孔镗深孔镗 床床 坐标坐标 镗床镗床 立式立式 镗床镗床 卧式铣卧式铣 镗床镗床 精镗床精镗床汽车、拖拉汽车、拖拉 机修理用镗机修理用镗 床床 磨床磨床m仪表

22、磨仪表磨 床床 外圆磨外圆磨 床床 内圆磨内圆磨 床床 砂轮砂轮 机机 坐标坐标 磨床磨床 导轨导轨 磨床磨床 刀具刃刀具刃 磨床磨床 平面及平面及 端面磨端面磨 床床 曲轴、凸轮曲轴、凸轮 轴、花键轴轴、花键轴 及轧辊磨床及轧辊磨床 工具磨床工具磨床 2m超精机超精机内圆珩内圆珩 磨机磨机 外圆外圆 及其及其 他珩他珩 磨机磨机 抛光抛光 机机 砂带砂带 抛光抛光 及磨及磨 削机削机 床床 刀具刃刀具刃 磨及研磨及研 磨机床磨机床 可转位可转位 刀片磨刀片磨 削机床削机床 研磨机研磨机其他磨床其他磨床 3m球轴承球轴承 套圈沟套圈沟 磨床磨床 滚子轴滚子轴 承套圈承套圈 滚道磨滚道磨 床床

23、轴承轴承 套圈套圈 超精超精 机机 叶片叶片 磨削磨削 机床机床 滚子加滚子加 工机床工机床 钢球加钢球加 工机床工机床 气门、活塞气门、活塞 及活塞环磨及活塞环磨 削机床削机床 汽车、拖汽车、拖 拉机修磨拉机修磨 机床机床 通用机床类、组划分表（通用机床类、组划分表（ 之之1） 机 床 的 型 号 编 制 金属切削机床金属切削机床 组别组别 类别类别 0123456789 齿轮加工机床齿轮加工机床 y 仪表齿仪表齿 轮加工轮加工 机机 锥齿轮锥齿轮 加工机加工机 滚齿滚齿 及铣及铣 齿机齿机 剃齿剃齿 及珩及珩 齿机齿机 插齿插齿 机机 花键轴花键轴 铣床铣床 齿轮磨齿轮磨 齿机齿机 其他齿

24、轮加其他齿轮加 工机工机 齿轮倒角齿轮倒角 及检查机及检查机 螺纹加工机床螺纹加工机床 s 套丝套丝 机机 攻丝攻丝 机机 螺纹铣螺纹铣 床床 螺纹磨螺纹磨 床床 螺纹车床螺纹车床 铣床铣床x仪表铣仪表铣 床床 悬臂及悬臂及 滑枕铣滑枕铣 床床 龙门铣龙门铣 床床 平面平面 铣床铣床 仿形仿形 铣床铣床 立式立式 升降升降 台铣台铣 床床 卧式升卧式升 降台铣降台铣 床床 床身铣床身铣 床床 工具铣床工具铣床其他铣床其他铣床 刨插床刨插床b悬臂刨悬臂刨 床床 龙门刨龙门刨 床床 插床插床牛头刨牛头刨 床床 边缘及摸具边缘及摸具 刨床刨床 其他刨床其他刨床 拉床拉床l侧拉床侧拉床卧式卧式 外拉外

25、拉 床床 连续连续 拉床拉床 立式立式 内拉内拉 床床 卧式内卧式内 拉床拉床 立式外立式外 拉床拉床 键槽及螺纹键槽及螺纹 拉床拉床 其他拉床其他拉床 锯床锯床g砂轮片砂轮片 锯床锯床 卧式卧式 带锯带锯 床床 立式立式 带锯带锯 床床 圆锯床圆锯床弓锯床弓锯床锉锯床锉锯床 其他锯床其他锯床q其他仪其他仪 表机床表机床 管子加管子加 工机床工机床 木螺钉木螺钉 加工机加工机 刻线刻线 机机 切断切断 机机 通用机床类、组划分表（之通用机床类、组划分表（之2 ） 机 床 的 型 号 编 制 金属切削机床金属切削机床 卧式车床卧式车床主参数为主参数为床身上最大工件回转直径床身上最大工件回转直径/

26、10； 摇臂钻床摇臂钻床主参数为主参数为最大钻孔直径最大钻孔直径； 升降台铣床升降台铣床主参数为主参数为工作台面宽度工作台面宽度/10； 自动车床自动车床主参数为主参数为最大棒料直径最大棒料直径； 齿轮加工机床齿轮加工机床主参数为主参数为最大工件直径最大工件直径/10； 外园磨床外园磨床主参数为主参数为最大棒料直径最大棒料直径/10； 牛头刨床、插床牛头刨床、插床主参数为主参数为最大刨削、插削长度最大刨削、插削长度/10； 拉床拉床主参数为主参数为额定拉力额定拉力/10。 （4 金属切削机床金属切削机床 机床名称主参数名称折算系数 卧式车床 立式车床 摇臂钻床 卧式镗床 坐标镗床 外圆磨床 内

27、圆磨床 矩台平面磨床 齿轮加工机床 龙门铣床 升降台铣床 龙门刨床 插床及牛头刨床 拉床 床身上最大回转直径 最大车削直径 最大钻孔直径 镗轴直径 工作台面宽度 最大磨削直径 最大磨削孔径 工作台面宽度 最大工件直径 工作台面宽度 工作台面宽度 最大刨削宽度 最大插削及刨削长度 额定拉力（吨） 110 1100 11 110 110 110 110 110 110 1100 110 1100 110 11 各类主要机床的主参数和折算系数 机 床 的 型 号 编 制 金属切削机床金属切削机床 例：例：c6140表示最大加工直径为表示最大加工直径为 400mm的型卧式车床的型卧式车床 金属切削机床

28、金属切削机床 例：例：z3040表示最大钻孔直径表示最大钻孔直径40mm 的摇臂钻床的摇臂钻床 类代号，组、系代号，主参数是机床型号中必不可少类代号，组、系代号，主参数是机床型号中必不可少 的基本形式。的基本形式。若机床还有其它特殊情况，则要附加若机床还有其它特殊情况，则要附加 其余代号方能表达完整含义。其余代号方能表达完整含义。 金属切削机床金属切削机床 如果机床第二主参数改变后，会使机床结构，如果机床第二主参数改变后，会使机床结构， 性能产生较大变化，这时可将第二主参数性能产生较大变化，这时可将第二主参数用用 折算值表示，列入型号后部，并用折算值表示，列入型号后部，并用“x”分开，分开， 读作：读作：“乘乘”。 金属切削机床金属切削机床 n 凡以长度单位表示的第二主参数，如机床的最大工件长凡以长度单位表示的第二主参数，如机床的最大工件长 度、最大切削长度、最大行程、最大跨距等，采用度、最大切削长度、最大行程、最大跨距等，采用 “1/100”的折算系数；的折算系数； n 凡以直径、宽度、深度等表示的第二主参数，采用凡以直径、宽度、深度等表示的第二主参数，采