机械制造基础——金属切削机床概论、机床分类及型号编制

1、3.1 3.1 金属切削机床概述金属切削机床概述 一、金属切削机床及其在国民经济中的地位一、金属切削机床及其在国民经济中的地位 金属切削机床，是指用切削的方法将金属毛坯加工 成具有一定形状、尺寸精度和表面质量的机器零件的机 器。它是制造机器的机器，故又称为“工作母机”或 “工具机”（Machine-tool）,习惯上简称为“机床”。 在现代机械制造工业中，被制造的机器零件，特别 是精密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借 助金属切削机床加工来获得的，因此机床是制造机器零 件的主要设备。它所担负的工作量约占机器总制造工作 量的40%60%，它的先进程度直接影响到机器制造工 业的产品质量和劳

2、动生产率。 公元公元1668年（明代）铣削加工天文仪器上铜环的方法和设备年（明代）铣削加工天文仪器上铜环的方法和设备 铣削完成后，换下铣刀，装上 磨石，可对大铜环进行磨削加工。 1668年的人力脚踏刃磨机年的人力脚踏刃磨机 二、机床发展概况和我国机床工业水平二、机床发展概况和我国机床工业水平 现代意义上的用于 加工金属机械零件的机 床，是在18世纪中叶才 逐步发展起来的，1774 年英国45岁的铁厂老板 威尔金森为卡伦铁厂研 制成功用于加工炮筒内 壁的卧式镗床，用这台 炮筒镗床镗出的汽缸， 满足了瓦特发明蒸汽机 的要求。 威尔金森发明的炮筒镗床 为了镗制更大的汽缸，他又于1776年制造了一台水

3、 轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开 始用蒸汽机驱动。 1797年，英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀 架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次 重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。 19世纪，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生 产的推动，各种类型的机床相继出现。 1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床； 1818年美国人惠特尼制成卧式铣床； 1876年，美国制成万能外圆磨床；1835和1897 年又先后发明滚齿机和插齿机。 随着电子技术的发展，美国于1952年研制成第一 台数字控制机床；1958年研制成能自动更换刀具，以 进行多工序加工的加工中心。从此

4、，随着电子技术和计 算机技术的发展和应用，使机床在驱动方式、控制系统 和结构功能等方面都发生显著的变革。 我国机床产量及世界排名我国机床产量及世界排名 因我国的长期封建历史，到因我国的长期封建历史，到19151915年上海荣昌泰机械厂才生年上海荣昌泰机械厂才生 产了第一台国产车床。产了第一台国产车床。 19471947年，我国机床总量只有年，我国机床总量只有2 2万多台。万多台。 2001 2001年，机床产量年，机床产量19.2119.21万台，产值万台，产值115.1115.1亿元，世界排名亿元，世界排名 第五。第五。 2004 2004年，产量达年，产量达 38.9238.92万台（其中

5、数控机床产量为万台（其中数控机床产量为17.52117.521 台），位居世界第四。台），位居世界第四。 20142014年，当我国机床产量年，当我国机床产量95.995.9万台，占全球比重万台，占全球比重3838，中，中 国机床产量已经是世界第一大生产国，但技术上仅居世界二流国机床产量已经是世界第一大生产国，但技术上仅居世界二流 水平。水平。 3.2 3.2 机床的分类及型号编制机床的分类及型号编制 一、机床的分类一、机床的分类 1 1、按机床的加工性能和结构特点分类按机床的加工性能和结构特点分类 我国机床分为11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

6、床、锯床及其他机床。每一类机床按工艺范围、 布局形和结构性能不同又分为若干组，每一组又可 分为若干系列。 如车床：如车床： 卧式车床卧式车床 立式车床立式车床 转塔车床转塔车床 回轮车床回轮车床 落地车床落地车床 液压仿型车床液压仿型车床 多刀自动和半自动车床多刀自动和半自动车床 专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床 CA6140CA6140普通车床普通车床 用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽 及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰 孔、滚花等工作。 立式钻床立式钻床 摇臂钻床摇臂钻床 钻床可对零件

7、进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。摇臂钻床 摇臂可绕立柱回转和升降，主轴箱又可在摇臂上作水平移动，主轴很容易调整 到所需的加工位置，适用于大而重工件上的孔的单件、小批生产。 卧式镗床卧式镗床 适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。 YXMK1320DYXMK1320D外圆磨床外圆磨床 用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、 平面、螺旋面及各种成型面等，主要应用于零件精加工，尤其是高硬度材

8、料的精加工。平面、螺旋面及各种成型面等，主要应用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。 插齿插齿(Gear Shaping)(Gear Shaping)机机 插齿机，是一种 齿轮加工机床，可用 插齿刀按展成法加工 内外直齿和斜齿圆 柱齿轮以及其它齿形 件的齿轮。 Y3150EY3150E型滚齿机型滚齿机 滚齿机可用来加工外啮合的直齿或斜齿圆柱齿轮及蜗杆， 由于是连续加工，所以生产效率较高。 搓丝机搓丝机ZR-24ZR-24 搓丝机是专业生产螺纹的设备。搓丝机轻便、灵活、高效以 及具有其它类似设备无法取代的优点。其工作原理是通过屈臂的 转动，带动动搓丝版作往复运动，和定搓丝版相互作用挤压工件，

9、 达到加工目的。 Z28-180Z28-180型滚丝机型滚丝机 滚丝机的 工作原理是： 使用两个带有 螺纹的棍子来 挤压被加工的 工件，使零件 外圆表面发生 塑性变形。形 成螺纹。由于 螺纹是塑性变 形产生，其强 度要优于切削 产生的螺纹。 立式铣床立式铣床 卧式铣床卧式铣床 可以加工平面、沟槽(键槽、T形槽、燕尾槽等)、分齿零件(齿 轮、花键轴、链轮)、螺旋形表面(螺旋槽)及各种曲面。由于是多 刀断续切削，因而铣床的生产率较高。 牛头刨床牛头刨床(Horizontal Shaper) 主要用于加工各种平面(如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如T形槽、燕尾槽、 V形槽等)、直线成型表面。回程时

10、不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。 拉床拉床 拉床主要用来加工孔眼或键槽。加工时，一般工件不动，拉 刀做直线运动切削。 锯锯 床床 锯床以圆锯片、锯带或锯条等为刀具，锯切金属圆料、方 料、管料和型材等。锯床的加工精度一般都不很高，多用于备 料车间切断各种棒料、管料等型材。 加加 工工 中中 心心 加工中心是备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序 加工的数字控制机床。 按按机床机床工艺范围不又可分为：工艺范围不又可分为： 1 1、通用机床、通用机床 可以加工多种零件的不同工序，加工范围较广， 结构往往比较复杂，主要适用于单件小批生产。如卧 式车床、卧式镗床、万能升降台铣床等。

11、2 2、专门化机床、专门化机床 这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类 或几类零件的某一道（或几道）特定工序。如曲轴机 床、齿轮机床等。 3 3、专用机床、专用机床 这类机床的工艺范围最窄，只能用于某一零件或 某一道特定工序，适用于大批量生产。如加工机床主 轴箱的专用镗床、加工车床导轨的专用磨床等。 按照加工精度的不同，机床可分为：按照加工精度的不同，机床可分为： 普通精度机床、精密机床和高精度机床； 按照自动化程度不同，机床可分为：按照自动化程度不同，机床可分为： 手动机床、机动机床、半自动机床和全自动机床； 按质量与尺寸分为：按质量与尺寸分为： 仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床

12、 （质量10t及以上）、重型机床（质量30t及以上）、 超重型机床（质量100t及以上）； 按主要工作部件的数目可分为：按主要工作部件的数目可分为： 单轴、多轴；单刀、多刀。 二、机床型号的编制方法二、机床型号的编制方法 1、通用机床型号 （1 1）型号的表示方法）型号的表示方法 注：（注：（1 1）有有“（）（）”的代号或数字，当无内容时则不表示，有内容时应去掉的代号或数字，当无内容时则不表示，有内容时应去掉 括号。括号。 （2 2）有有“”符号者，为大写的汉语拼音字母。符号者，为大写的汉语拼音字母。 （3 3）有有“”符号者，为阿拉伯数字。符号者，为阿拉伯数字。 （4 4）有）有“ ”“

13、”符号者，为大写的汉语拼音字母，或阿拉伯数字，或两者符号者，为大写的汉语拼音字母，或阿拉伯数字，或两者 兼有之。兼有之。 () O (O) () (O) ( ) (- ) 分类代号分类代号 类别代号类别代号 通用特性和结构特性代号通用特性和结构特性代号 组别代号组别代号 系别代号系别代号 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数 重大改进序号重大改进序号 其他特征代号其他特征代号 企业代号企业代号 C C A A 6 6 1 1 4 4 0 0主参数（ 主参数（最大车削直径最大车削直径400mm400mm） 系别代号系别代号 （卧式车床系）（卧式车床系） ()

14、 O (O) () (O) ( ) (- ) 分类代号分类代号 类别代号类别代号 通用特性和结构特性代号通用特性和结构特性代号 组别代号组别代号 系别代号系别代号 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数 重大改进序号重大改进序号 其他特征代号其他特征代号 企业代号企业代号 组别代号（落地及卧式车床组）组别代号（落地及卧式车床组） 特性代号（结构不同）特性代号（结构不同） 类别代号（车床类）类别代号（车床类） （2 2）、机床的类别代号）、机床的类别代号 () O (O) () (O) ( ) (- ) 类别代号类别代号 机床的类别代号用该类机床名称汉语拼音的

15、第一个字母机床的类别代号用该类机床名称汉语拼音的第一个字母 ( (大写大写) )表示。需要时，类以下还可有若干分类，分类代号用表示。需要时，类以下还可有若干分类，分类代号用 阿拉伯数字表示，放在类代号之前。例如，磨床类分为阿拉伯数字表示，放在类代号之前。例如，磨床类分为MM、 2M2M、3M3M三个分类。三个分类。 机床的类别代号机床的类别代号用该类机床名称汉语拼音的第一个字母用该类机床名称汉语拼音的第一个字母( (大写大写) ) 表示。需要时，类以下还可有若干分类，分类代号用阿拉伯数字表表示。需要时，类以下还可有若干分类，分类代号用阿拉伯数字表 示，放在类代号之前。例如，磨床类分为示，放在类

16、代号之前。例如，磨床类分为MM、2M2M、3M3M三个分类。三个分类。 练习：练习：记忆每类机床的代号和读音，填空。记忆每类机床的代号和读音，填空。 C 车车 Z 钻钻 T 镗镗 M 磨磨 2M 2磨磨 3M 3磨磨 Y 牙牙 S 丝丝 X 铣铣 B 刨刨 L 拉拉 G 割割 Q 其其 练习：练习：填写每类机床的代号及读音填写每类机床的代号及读音 （3 3）机床的特性代号）机床的特性代号 当某类型机床除有普通型外，还具有各种当某类型机床除有普通型外，还具有各种通用特通用特 性性时，则在类别代号之后加上相应的特性代号。例如，时，则在类别代号之后加上相应的特性代号。例如， C CMM6132613

17、2型精密普通车床型号中的型精密普通车床型号中的“M”M”表示表示“精精 密密”。“X XK K”表示数控铣床。如果同时具有两种通用表示数控铣床。如果同时具有两种通用 特性，则可用两个代号同时表示，如特性，则可用两个代号同时表示，如“MMBGBG”表示半表示半 自动高精度磨床。自动高精度磨床。 () O (O) () (O) ( ) (- ) 通用特性通用特性和结构特性代号和结构特性代号 机床机床通用特性通用特性代号代号 练习：练习：记忆机床通用特性的代号及读音，填空。记忆机床通用特性的代号及读音，填空。 练习：练习：填空填空机床通用特性的代号及读音机床通用特性的代号及读音 G 高高 M 密密

18、Z 自自 B 半半 K 控控 H 换换 F 仿仿 Q 轻轻 W 万万 J 简简 () O (O) () (O) ( ) (- ) 类别代号类别代号 通用特性和通用特性和结构特性代号结构特性代号 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 为了区分主参数相同而结构不同的机床，在型号为了区分主参数相同而结构不同的机床，在型号 中用结构特性代号表示。中用结构特性代号表示。结构特性结构特性代号用字母表示。代号用字母表示。 如如CA6140CA6140型卧式车床型号中的型卧式车床型号中的“A”“A”，可理解为这种，可理解为这种 型号的车床在结构上不同于型号的车床在结构上不同于C6140C6140型车床。结构特

19、性型车床。结构特性 的代号字母是根据各类机床的情况分别规定的。的代号字母是根据各类机床的情况分别规定的。 （4 4）、机床的组别、系别代号）、机床的组别、系别代号 组别、系别代号用两位数字表示。第一位数字表组别、系别代号用两位数字表示。第一位数字表 示组别，第二位数字表示系别。示组别，第二位数字表示系别。 () O (O) () (O) ( ) (- ) 类别代号类别代号 通用特性和结构特性代号通用特性和结构特性代号 组别代号组别代号 系别代号系别代号 P.65 P.65 表表3-3 3-3 部分车床类的组别、系别划分表部分车床类的组别、系别划分表 (5)(5)、机床主参数和第二主参数、机床主

20、参数和第二主参数 机床主参数机床主参数是反映机床规格大小的主要参数。通用机床的主是反映机床规格大小的主要参数。通用机床的主 参数已由机床的系列型谱规定。在机床型号中，用阿拉伯数字给参数已由机床的系列型谱规定。在机床型号中，用阿拉伯数字给 出主参数的折算值出主参数的折算值(110或或1100)。 第二主参数第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、 工作台工作面长度等。第二主参数也用折算值表示。工作台工作面长度等。第二主参数也用折算值表示。 () O (O) () (O) ( ) (- ) 类别代号类别代号 通用特性和结构特性代号通用特性和结构特性

21、代号 组别代号组别代号 系别代号系别代号 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数 常用机床主参数和第二主参数常用机床主参数和第二主参数 最大刨削宽度最大刨削宽度 1/1001/100龙门刨床龙门刨床 工作台工作面长度工作台工作面长度工作台工作面宽度工作台工作面宽度 1/101/10矩台平面磨床矩台平面磨床 最大磨削长度最大磨削长度最大磨削直径最大磨削直径 1/101/10外圆磨床外圆磨床 最大插削及刨削长度最大插削及刨削长度 1/101/10插床及牛头刨床插床及牛头刨床 最大跨矩最大跨矩最大钻孔直径最大钻孔直径 1/11/1摇臂钻床摇臂钻床 工作台工作面长度

22、工作台工作面长度工作台工作面宽度工作台工作面宽度 1/101/10 升降台铣床升降台铣床 最大车削直径最大车削直径 1/1001/100 立式车床立式车床 工件最大长度工件最大长度床身上工件最大回转直径床身上工件最大回转直径 1/101/10 普通车床普通车床 第二主参数第二主参数主参数及主参数及折算系数折算系数机床名称机床名称 P.65 P.65 表表3-4 3-4 车床主参数及折算系数车床主参数及折算系数 （6 6）、机床的重大改进顺序号）、机床的重大改进顺序号 当机床的性能和结构布局有重大改进时，改进的机床是新产 品，需要重新设计、试制和鉴定的，则在原机床型号尾部按A、B、 C字母顺序作

23、为重大改进的顺序号，以区别原型号。例如， MG1432A 高精度外圆磨床。 () O (O) () (O) ( ) (- ) 类别代号类别代号 通用特性和结构特性代号通用特性和结构特性代号 组别代号组别代号 系别代号系别代号 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数 重大改进序号重大改进序号 （7 7）其它特性代号）其它特性代号 主要主要用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可用来反映不同 的数控系统；对于一般机床可用以反映同一型号机床的变形等。 其它特性代号用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。 () O (O) () (O) ( ) (- ) 类别

24、代号类别代号 通用特性和结构特性代号通用特性和结构特性代号 组别代号组别代号 系别代号系别代号 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数 重大改进序号重大改进序号 其他特征代号其他特征代号 例例 1 CA61401 CA6140 C C A A 6 6 1 1 4 4 0 0主参数（ 主参数（最大车削直径最大车削直径400mm400mm） 系别代号系别代号 （卧式车床系）（卧式车床系） 组别代号（落地及卧式车床组）组别代号（落地及卧式车床组） 特性代号（结构不同）特性代号（结构不同） 类别代号（车床类）类别代号（车床类） 例例2 MG1432A2 MG1432

25、A Z Z 5 2525 例例3 Z5253 Z525 主参数（最大钻孔直径主参数（最大钻孔直径25mm25mm） 组别：立式钻床组别：立式钻床 类别代号：钻床类别代号：钻床 Y Y 3 3 1 1 5050 E E 重大改进序号重大改进序号 主参数（最大工件直径主参数（最大工件直径500mm500mm） 系别代号系别代号 （1） 组别：滚齿机组别：滚齿机 齿轮加工机床齿轮加工机床 例例4 4 作作 业业 P.105 3.1 3.2 CM6132 类别代号（车床）；类别代号（车床）； 通用特性代号（精密）通用特性代号（精密）； 组别代号（落地及卧式车床组）；组别代号（落地及卧式车床组）； 系别

26、代号（卧式车床系）；系别代号（卧式车床系）； 主参数代号（最大车削直径主参数代号（最大车削直径320mm 320mm ）。）。 C1336 类别代号（车床）；类别代号（车床）； 组别代号（单轴自动车床组）；组别代号（单轴自动车床组）； 系别代号（单轴转塔自动车床系）；系别代号（单轴转塔自动车床系）； 主参数代号（最大车削直径主参数代号（最大车削直径36mm 36mm ）。）。 C21506 类别代号（车床）；类别代号（车床）； 组别代号（多轴自动、半自动车床）；组别代号（多轴自动、半自动车床）； 系别代号（多轴棒料自动车床）；系别代号（多轴棒料自动车床）； 主参数代号（最大棒料直径是主参数代号（最大棒料直径是50mm50mm）；）； 第二主参数或主轴数（轴数为第二主参数或主轴数（轴数为6 6）。）。 C C： MM： 6 6： 1 1： 3232： C C： 1 1： 3 3： 3636： C C： 2 2： 1 1：