第四章装备与刀具

1、 通用机床（普通机床）：加工范围广，可用于通用机床（普通机床）：加工范围广，可用于多种零件的不同工序。多种零件的不同工序。专门化机床（专能机床）：加工范围较窄，用专门化机床（专能机床）：加工范围较窄，用于加工某一类（或几类）零件的某一道（或几道）于加工某一类（或几类）零件的某一道（或几道）特定工序。特定工序。 专用机床：用于加工某一种零件的某一道特专用机床：用于加工某一种零件的某一道特定工序。定工序。大量的通用部件大量的通用部件少量的专少量的专用部件用部件（）（）（） （）（）（）/ /（ ）（）（- - ）企业代号企业代号其他特性代号其他特性代号重大改进顺序号重大改进顺序号主轴数或第二主参数

2、主轴数或第二主参数主参数主参数系代号（主参数相同）系代号（主参数相同）组代号（每类机床分为组代号（每类机床分为10组）组）通用特性、结通用特性、结构特性代号构特性代号类代号类代号分类代号分类代号主参数主参数直径直径:400mm系别：卧式车床系别：卧式车床组：落地及卧组：落地及卧式车床组式车床组车床车床结构特性：结构特性：设计顺序号设计顺序号设计单位设计单位代号代号B1015第第15种专用机种专用机床（铣床）床（铣床）北京第一北京第一机床厂机床厂l “联系动力源和机床执行联系动力源和机床执行件的传动链件的传动链”。它使执行。它使执行件得到预定速度的运动并件得到预定速度的运动并传递一定的动力。传递

3、一定的动力。“联系两个执行件，以形联系两个执行件，以形成复合成形运动的传动成复合成形运动的传动链链”。两个末端件之间的。两个末端件之间的相对速度或相对位移必须相对速度或相对位移必须有严格的比例关系。有严格的比例关系。规定：规定：i=被动轮转速被动轮转速/主动轮转速主动轮转速=n2/n1平稳、吸振，通常用在高平稳、吸振，通常用在高速级传动。速级传动。2112ddnni传动比准确，传递动力大，传动比准确，传递动力大，但有噪音。但有噪音。2112ddnni传动平稳，无噪音。多用于传动平稳，无噪音。多用于大速比、交叉轴传动大速比、交叉轴传动zknni12将旋转运动变为直线运动，将旋转运动变为直线运动，

4、传动效率高，结构紧凑。传动效率高，结构紧凑。60nzm60nDv将旋转运动变为直线运动，工将旋转运动变为直线运动，工作平稳，无噪音，传动效率低。作平稳，无噪音，传动效率低。60tnv 过程连续过程连续 无冲击无冲击主轴箱主轴箱刀架刀架尾架尾架床身床身床腿床腿溜板箱溜板箱进给箱进给箱抓两端、连中间抓两端、连中间首件：首件：电机电机末件：末件：主轴主轴25. 16140111 而言：对为公比CAnnnjjjrpmnrpmn105826802080205822435198. 02301301450140050634139385698. 02301301450minmax首件：主轴首件：主轴末件：刀架

5、末件：刀架主轴转一转主轴转一转刀架移动一个刀架移动一个f 横向丝杠纵向齿轮、齿条光杠主轴倍基1859484848303040484080284840483030402945632323656282536362536257510010063332525333333585877668MMMMMii由主轴经正常螺距及公制螺纹传动路线来实现。由主轴经正常螺距及公制螺纹传动路线来实现。21362133142014192836283228282826基i48154518481535282835451828353528倍i)/(125 . 2802848303040294563232365628253636

6、2536257510010063333358581rmmiif 倍基纵倍基纵iif71.0)r/mm(22.1171271.0f)r/mm(08.08175.671.0fmaxmin纵纵横向丝杠纵向齿轮、齿条光杠主轴倍基1859484848303040484080284840483030402945632323656282536362536257510010063332525333333585877668MMMMMii)/(51859484848402945632323656282536362536257510010063333358581rmmiif倍基横倍基横iif355.0)/(61.0

7、1712355.0)/(04.08175 .6355.0maxminrmmfrmmf横横横向丝杠纵向齿轮、齿条光杠主轴倍基1859484848303040484080284840483030402945632323656282536362536257510010063332525333333585877668MMMMMii级共级共横纵32) r/mm(61. 004. 0f32) r/mm(22. 108. 0f运动由主轴经正常螺距及英制螺纹传动路线实现运动由主轴经正常螺距及英制螺纹传动路线实现其纵向进给运动平衡式：其纵向进给运动平衡式：)/(125 . 2802848303040294563

8、232365628253617510010063333358581rmmiif 倍基纵基倍纵iif474.1基倍横iif737.0)/(5185948484840294563232365628253617510010063333358581rmmiif倍基横级共级共横纵8)/(79. 043. 08)/(59. 186. 0rmmfrmmf当主轴处于较低的当主轴处于较低的12级转速时级转速时(10125rpm)，运动由主轴经扩，运动由主轴经扩大螺距机构及英制螺纹传动路线来实现。传动结构式：大螺距机构及英制螺纹传动路线来实现。传动结构式：横向丝杠纵向齿轮、齿条光杠主轴倍基185948484830

9、304048408028484048303040294563232365628253617510010063333358264444208050502080265877668MMMMMii级共级共横纵16) r /mm(16. 386. 0f16) r /mm(33. 671. 1f供强力切削时使用供强力切削时使用当主轴高速当主轴高速(4501400rpm，其中，其中500rpm除外除外)时，运动由主轴时，运动由主轴经扩大螺距机构及公制螺纹传动路线来实现。运动平衡式：经扩大螺距机构及公制螺纹传动路线来实现。运动平衡式：)/(125 . 28028483030402945632323656282

10、53636253625751001006333335826444463501rmmiif 倍基纵化简：化简：倍基纵iif253.0取：取：i倍倍=1/8级共纵8)/(054. 0028. 0rmmf 同样可得：同样可得：级共横8)/(027. 0014. 0rmmf ) r/mm(16. 3014. 0f) r/mm(33. 6028. 0f横纵主轴转一转，刀具均匀移动一个导程主轴转一转，刀具均匀移动一个导程Sti丝121362133142014192836283228282826基i48154518481535282835451828353528倍i)(1225363625362575100

11、10063333358581mmiiS倍基倍基iiS 7卸荷皮带轮卸荷皮带轮摩擦离合器摩擦离合器溜板操纵机构溜板操纵机构 扩孔：对已有孔进行扩大加工的方法。扩孔：对已有孔进行扩大加工的方法。经济精度：经济精度：IT10IT9，Ra6.33.2。扩孔余量：一般为孔径的扩孔余量：一般为孔径的1/8。铰孔：对已有孔进行精加工的方法。铰孔：对已有孔进行精加工的方法。经济精度：经济精度：IT9IT7，Ra1.60.4。余量小：粗铰：余量小：粗铰：0.120.35 mm 精铰：精铰：0.050.15 mm切速低：切速低：V=0.0250.16 m/s 612个刀刃，排屑槽更浅，刚性个刀刃，排屑槽更浅，刚性

12、。 有修光刃，可校准孔径和修光孔壁。有修光刃，可校准孔径和修光孔壁。 切削条件好，切削余量小。切削条件好，切削余量小。手用铰刀：手用铰刀：d=171 mm特点：工作部分长，刃锥特点：工作部分长，刃锥角小。角小。机用铰刀：机用铰刀：d=150 mm特点：工作部分短，刃锥特点：工作部分短，刃锥角大。角大。套式：套式：d=23.6100 mm一般用于较大孔径的加工一般用于较大孔径的加工 周铣和端铣周铣和端铣逆铣：铣刀的旋逆铣：铣刀的旋转方向与工件进转方向与工件进给方向相反。给方向相反。顺铣：铣刀的旋顺铣：铣刀的旋转方向与工件进转方向与工件进给方向相同。给方向相同。 特点：特点： 可获得较高的表面质量

13、。可获得较高的表面质量。 刀齿上的分屑槽造成刀齿上的分屑槽造成切屑上有一加强筋，切屑卷曲困难。切屑上有一加强筋，切屑卷曲困难。 拉刀长度较拉刀长度较长，降低了拉削生产率。长，降低了拉削生产率。 拉刀成本高。拉刀成本高。特点：特点： 切削厚度大，在相同余量下，拉刀所需的刀齿总切削厚度大，在相同余量下，拉刀所需的刀齿总数较分层式少。数较分层式少。 切屑上无加强筋，切屑卷曲顺利。切屑上无加强筋，切屑卷曲顺利。 拉刀长度短，提高了拉削生产率。拉刀长度短，提高了拉削生产率。 可拉削带硬可拉削带硬皮的铸件、锻件。皮的铸件、锻件。 拉削后的表面质量较差。拉削后的表面质量较差。特点：特点： 粗切齿制成轮切式结

14、构，分块拉削，精切齿采用粗切齿制成轮切式结构，分块拉削，精切齿采用成形式结构，分层拉削。成形式结构，分层拉削。 缩短了拉刀长度。缩短了拉刀长度。 提提高了拉削生产率。高了拉削生产率。 拉削后的表面质量较好。拉削后的表面质量较好。选择：选择：粗磨时选粗磨料，精磨时选较细的磨料。粗磨时选粗磨料，精磨时选较细的磨料。软金属选粗磨料，硬金属选较细的磨料。软金属选粗磨料，硬金属选较细的磨料。选择：选择：精磨时选用较硬的砂轮，以保证精度和表面质量。精磨时选用较硬的砂轮，以保证精度和表面质量。磨削较硬的金属，选用软砂轮。反之，则选用硬砂磨削较硬的金属，选用软砂轮。反之，则选用硬砂轮。轮。性能：性能：强度高，

15、耐热、耐腐蚀性强度高，耐热、耐腐蚀性好，气孔率大，但较脆，好，气孔率大，但较脆，弹性差。弹性差。适用范围：适用范围：适用于通用砂轮、成形磨适用于通用砂轮、成形磨削砂轮。一般削砂轮。一般V35m/s。性能：性能：强度高，弹性好，耐热性强度高，弹性好，耐热性差差(300)，气孔率小，气孔率小，易磨损。易磨损。适用范围：适用范围：适用于高速磨削，速度达适用于高速磨削，速度达50m/s以上。可制成薄片以上。可制成薄片砂轮，用于切口、开槽。砂轮，用于切口、开槽。性能：性能：强度与弹性均高于陶瓷和强度与弹性均高于陶瓷和树脂结合剂，但耐热性差树脂结合剂，但耐热性差(150)。适用范围：适用范围：多用于切断、

16、开槽、抛光多用于切断、开槽、抛光用砂轮以及无心磨床的导用砂轮以及无心磨床的导轮。速度高达轮。速度高达65m/s。性能：性能：强度最高，导热性好，但强度最高，导热性好，但自锐性差。常见的是青铜自锐性差。常见的是青铜结合剂。结合剂。适用范围：适用范围：主要用于金刚石砂轮及电主要用于金刚石砂轮及电解磨削用砂轮。磨削硬质解磨削用砂轮。磨削硬质合金、玻璃、陶瓷等。合金、玻璃、陶瓷等。共分共分15级，组织号级，组织号(014)越小，砂轮越致密。金刚石砂轮用浓越小，砂轮越致密。金刚石砂轮用浓度表示，度表示，4.39克拉克拉/cm3时为时为100%。有。有25%,75%150%等。等。退火烧伤退火烧伤回火烧伤

17、回火烧伤淬火烧伤淬火烧伤工件表面温度超过相变工件表面温度超过相变温度温度AC3，但无冷却液，但无冷却液，工件表面被退火。工件表面被退火。工件干磨时易发生这种工件干磨时易发生这种烧伤。烧伤。工件表面温度未达到相工件表面温度未达到相变温度变温度AC3，但超过马，但超过马氏体的转变温度，工件氏体的转变温度，工件表层组织为回火屈氏体表层组织为回火屈氏体或索氏体。或索氏体。工件表面温度超过相变工件表面温度超过相变温度温度AC3，冷却充分，冷却充分，工件表面被二次淬火。工件表面被二次淬火。但淬透层很薄，其下层但淬透层很薄，其下层仍为回火屈氏体或索氏仍为回火屈氏体或索氏体。体。床身床身头架头架内圆磨头内圆磨

18、头砂轮架砂轮架尾座尾座工作台工作台横向横向导轨导轨滑鞍滑鞍手轮手轮外圆磨削方法：外圆磨削方法：床身床身头架头架砂轮修整器砂轮修整器砂轮砂轮砂轮架砂轮架工作台工作台横向横向手轮手轮纵向纵向手轮手轮纵磨法纵磨法磨内孔磨内孔横磨法横磨法磨内孔磨内孔利用端磨利用端磨头磨平面头磨平面周磨周磨端磨端磨自定位方式加工，适用于细长光自定位方式加工，适用于细长光轴，可得到较高质量的尺寸精度轴，可得到较高质量的尺寸精度和几何形状精度，但不能保证位和几何形状精度，但不能保证位置精度。置精度。磨削深度达磨削深度达330mm，约，约为普通磨削的为普通磨削的1001000倍。倍。生产率高，磨削质量好。生产率高，磨削质量好

19、。现已成功用于丝杠、齿轮、现已成功用于丝杠、齿轮、转子槽等沟槽的以磨代铣转子槽等沟槽的以磨代铣加工。加工。砂轮的线速度大于砂轮的线速度大于50m/s。目前：目前：国内普遍采用国内普遍采用V=5080m/s国外发达国家已达国外发达国家已达230m/s经济效益明显，生产率提经济效益明显，生产率提高高30100%，砂轮耐用度，砂轮耐用度提高提高0.71倍。倍。与普通磨削相比：与普通磨削相比：磨削前，工件表面磨削前，工件表面Ra0.4m。砂轮需精细修整。砂轮需精细修整。进给量进给量0.0050.025mm/s，V=1530m/s。铣齿时，应根据被切齿轮的齿铣齿时，应根据被切齿轮的齿数选出相应刀号的铣刀

20、。数选出相应刀号的铣刀。传动链：电机传动链：电机-1-2-iv-3- 4-滚刀。滚刀。w0wzknn内传动链：滚刀内传动链：滚刀-4-5-ix-6-7-工件。工件。传动链：工件传动链：工件-7-8-if-9-10-刀架升降丝杠。刀架升降丝杠。工件每转一转，滚刀移工件每转一转，滚刀移动的距离。动的距离。(mm/r)“主运动：插刀的直线往复运动。（主运动：插刀的直线往复运动。（str/min）传动链：电机传动链：电机-1-2-iv-3-4-偏心轮偏心轮-刀具主轴刀具主轴分齿运动：维持插齿刀与被切齿轮之间分齿运动：维持插齿刀与被切齿轮之间的啮合关系。的啮合关系。内传动链：内传动链：B11-8-9-i

21、x-10-11-B12工工刀刀刀刀工工zznn 径向进给运动：在分齿运动的同时，插齿刀沿径向进给运动：在分齿运动的同时，插齿刀沿工件半径方向的进给运动。当进给到要求深度工件半径方向的进给运动。当进给到要求深度时，径向进给停止。时，径向进给停止。圆周进给运动：插齿刀的转动。圆周进给运动：插齿刀的转动。传动链：偏心轮传动链：偏心轮-4-5-6-if-7-8-刀具主轴刀具主轴让刀运动：插齿刀在回程时径向退离工件，切让刀运动：插齿刀在回程时径向退离工件，切削时复原。削时复原。典型工艺：滚齿典型工艺：滚齿剃齿剃齿淬火淬火珩齿珩齿磨齿：磨齿：精度：精度：54级级数控机床就是采用了数控技术的机床，或者说是装

22、备了数控系数控机床就是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。统的机床。程序程序输入设备输入设备输出设备输出设备计算机数字计算机数字控制装置控制装置（CNC装装置）置）主轴控制主轴控制单元单元速度控制速度控制单元单元主轴电机主轴电机机床机床进给电机进给电机位置检测位置检测可编程可编程序控制序控制器器是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。由是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。由床身、立柱、主轴、工作台、进给机构等组成。床身、立柱、主轴、工作台、进给机构等组成。主要特点：主要特点： 结构上具有较高的动态刚性、阻尼精度及耐磨性。结构上具有较高的动态刚性、阻尼精度及耐磨性。 传动简洁、结构简单。传动简洁、结构简单。 采用高效、无间隙传动装置和元件。如：滚珠丝杠、直线导采用高效、无间隙传动装置和元件。如：滚珠丝杠、直线导轨、塑料导轨等。轨、塑料导轨等。机床功能部件增多。机床功能部件增多。是一种程序控制系统。用于实现输入数字化的零件加工程序，并是一种程序控制系统。用于实现输入数字化的零件加工程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插