注册资产评估师考试辅导：机电讲义第三章金属切削机床（13版）

1、 第三章金属切削机床第一节机床概论一、机床的技术经济指标（一）工艺范围。适应不同的生产要求。1.可以完成的工序种类；2.被加工零件的类型、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（批量）等。（二）加工精度和表面粗糙度精度高的机床成本也较高。（三）生产率通常用“单位时间内机床生产产品的数量”来衡量。（四）系列化、通用化、标准化程度（三化）准确的说，是产品品种系列化、部件通用化、零件标准化。（五）机床的寿命注意机床结构的可靠性和耐磨性。对于导轨、轴承、齿轮等易损零件，需要合理设计，并采取必要的工艺措施延长寿命。（六）机床的效率输出功率和输入功率之比，损失的能量转

2、化为了热能。不仅浪费了能量，还影响了加工精度。二、机床的运动与传动（一）机床的运动工作运动:进行切削时，刀具和工件的相对运动，即为工作运动。可以分为：主运动：机床切削速度或消耗主要动力的工作运动。进给运动：使工件的多余材料不断被去除的工作运动。【总结】运动分为工作运动和辅助运动，前者的目的是切削，又可以分为主运动和进给运动，后者是进行准备、整理工作。（二）机床的传动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。三、机床的分类（一）按加工性质和所用刀具分类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

3、其他（二）按机床工作精度分类1.普通机床。主要包括：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。（三）按机床加工工件大小和机床自身重量分类。 类别机床自身重量（吨）仪表机床中、小型机床（一般机床）10大型机床1030重型机床30100特重型机床100（四）按机床通用性分类1.通用机床（万能机床）。普通车床、卧式镗床、万能升降台铣床等。2.专门化机床（专门机床）。如精密丝杠车床，凸轮轴车床，曲轴、连杆轴颈车床等，它适用于成批大量

4、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。四、机床的型号编制（一）机床的类代号：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）机床通用特性、结构特性代号1.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。（三）机床的组、系代号（四）机床主参数的代号（五）主轴数及第二主参数（六）机床的重大改进顺序号（七）其他特性代号（八）企业代号及其表示方法

5、常用的机床型号含义（重要） 机床型号表示含义CA6140AC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（最大加工件回转直径400mm）；A第一次重大改进（重大改进顺序号）XKA5032AX铣床（类代号）K数控（通用特性代号）A（结构特性代号）50立式升降台铣床（组系代号）32工作台面宽度320mm（主参数）A第一次重大改进（重大改进顺序号）MBE1432M磨床（类代号）B半自动（通用特性代号）E（结构特性代号）14万能外圆磨床（组系代号）32最大磨削直径320mm（主参数）MGB1432M磨床（类代号）G高精度（通用特性代号）B半自动

6、（通用特性代号）14万能外圆磨床（组系代号）32最大磨削直径320mm（主参数）C21506C车床（类代号）21多轴棒料自动车床（组、系代号）50最大棒料直径50mm（主参数）6轴数为6（第二主参数）MB8240最大回转直径为400mm的半自动曲轴磨床根据加工需要，经变换的第一种半自动曲轴磨床，其型号为MB8240/1；变换的第二种型式的型号为MB8240/2，依此类推。CX5112A/WFC车床（类代号）X数显（通用特性代号）51单柱立式车床（组系代号）12最大车削直径为1250mm（主参数）A第一次重大改进（主参数）WF企业代号第二节车床加工范围：车床的加工范围较广。在车床上主要加工回转表

7、面，其中包括：车外圆、车端面、切槽、钻孔、镗孔、车锥面、车螺纹、车成形面、钻中心孔及滚花等。P169第一段分类。工作运动：主运动是工件的旋转，进给运动是车刀的移动。 一、普通车床（一）主要结构CA6140型普通车床的主要组成部件有主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。（三箱两杠两架一床身）传动路线：二、其他车床（一）立式车床 由于工件装在水平工作台上，所以装夹工件比较方便。工件的质量和切削力由工作台和底座间的回转导轨承受，减轻了主轴及其轴承的负荷，工作平稳性好，较易保证加工精度，可较长时间保证车床的工作精度。工作运动：工件装在工作台上，由主轴带动作主运动。进给运动由垂直刀架和侧

8、刀架来实现。特点： 1.工作台在水平面内，工件的安装调整比较方便，而且安全。2.工作台由导轨支承，刚性好，切削平稳，主轴的受力情况好。3.有几个刀架，可用多刀切削，并能快速换刀。立式车床的加工精度可达IT8IT7，表面粗糙度R a值可达1.6m0.8m。主参数：最大车削直径D。（二）六角车床特点：无丝杠和尾架，有转塔刀架。六角车床分为立式转塔车床（图3-12）和回轮车床（图3-13）。六角刀架绕水平轴旋转称为回轮车床。第三节钻床、镗床一、钻床工作原理：钻床主要是用钻头在工件上加工孔的机床。工作运动：钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。（一）台式钻床主轴变速是通过改变三角带在塔形带轮上的位

9、置来实现的。 钻孔直径13mm。 （二）立式钻床主轴不能在垂直其轴线的平面内移动，钻孔时要使钻头与工件孔的中心重合，就必须移动工件。立式钻床只适于加工中小型工件。（三）摇臂钻床适用于加工大型和多孔工件。二、镗床工作原理：镗刀安装在主轴或平旋盘上；工件固定在工作台上，可以随工作台做纵向或横向运动。工作运动：镗刀的旋转是主运动，镗刀或工件的移动是进给运动。主要用来加工大孔、平行孔、同心孔。（一）卧式镗床工作原理：加工时，刀具装在主轴或平旋盘上，由主轴箱获得各种转速和进给量。主轴箱可沿立柱上的导轨上下移动。工件安装在工作台上，可与工作台一起随下滑座或上滑座做纵向或横向移动，并可随工作台一起绕工作台下

10、面的圆形导轨旋转至所需要的角度以便加工成一定角度的孔或平面。由于镗床运动部件很多，为了保证工作可靠性和加工精度，各运动部件都设有夹紧机构。（二）坐标镗床坐标镗床是高精度机床的一种。特点：（1）结构刚性好，能在实体工件上钻、镗精密孔；（2）主轴转速高，进给量小；（3）设有纵、横向可移动的工作台，它们的微调整量可达1m。并有精确坐标测量系统，所以适用于加工孔距误差小的孔系。（三）金刚镗床特点：以很小的进给量和很高的切削速度进行加工。第四节刨床、插床和拉床一、刨床主要加工非旋转体如板类、箱体类及机座等平面，此外在刨床上还可加工斜面、沟槽等。（一）牛头刨床由床身、滑枕、刀架、工作台、滑板、底座组成。床

11、身支承和链接刨床各部件滑枕带动刨刀做直线往返运动，前端有刀架刀架夹持刨刀工作台安装工件，可以随横梁做不同的运动。工作原理：滑枕在床身上的水平导轨上做往复运动（主运动），工作台在横梁的导轨上做水平横向的间歇进给运动，横梁和工作台一起可沿床身的垂直导轨运动，以适应不同厚度工件的加工，调整切削深度，刨垂直面时的垂直进给则靠刀架的移动来实现。牛头刨床调整方便，但由于是单刃切削，而且切削速度低，回程时不工作，所以生产率低，适用于单件小批量生产。刨削长度不超过1000mm的中小型工件。（二）龙门刨床工作运动：主运动是工作台的直线往复运动，进给运动是刀架带着刨刀作横向或垂直的间歇运动。二、插床工作运动：主运

12、动是插刀随滑枕垂直方向的往复直线运动；进给运动是工件在纵向、横向以及圆周方向的间歇运动。主要用于加工内孔，特别是方孔、矩形孔以及多边形孔。B5020代表最大插削长度为200mm。三、拉床工作运动：主运动是拉刀的直线运动，由拉床上的液压装置驱动。进给运动依靠拉刀的结构来实现。 主参数：额定拉力。不能加工台阶孔、不通孔和特大孔。第五节铣床工作运动：铣刀旋转为主运动加工各种表面，工件或铣刀的移动为进给运动的机床。一、卧式万能铣床结构：由床身、横梁、主轴、升降台、横向溜板、转台（没有转台的是卧式铣床）、工作台组成。 工作原理：加工时工件安装在工作台上，铣刀装在主轴上，铣刀旋转为主运动，工件随工作台做纵

13、向或横向进给运动 ，升降台沿床身导轨升降使工件作垂直方向运动。 卧式万能铣床用途较广。二、立式铣床立式铣床生产率要比卧式铣床高。 三、龙门铣床在龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工几个表面。所以生产率比较高，适用于成批和单件生产，加工中型和大型工件。 第六节磨床一、磨床的特点1.切削工具砂轮是由无数细小、坚硬、锋利的非金属颗粒粘结而成的多刃工具，并且做高速旋转的主运动。2.万能性更强，适应性更广。它能加工其他机床不能加工的材料和零件，如能磨削特硬材料和经过热处理后变硬的零件。3.磨床种类多，范围广。能适应磨削各种加工表面、工件形状及生产批量的要求。4.磨削加工余量小，生产效率高，容易实现自动化和半

14、自动化，可广泛应用于流水线和自动线中。5.磨削加工精度高，表面质量高，可进行一般普通精度磨削，也可进行精密磨削和高精度磨削加工。 二、磨床的分类1.普通磨床。主要用砂轮进行磨削加工的磨床也是普通常用的磨床。2.精加工磨床。主要是用油石或研磨料进行精密或高精度加工用的磨床。3.专门化磨床。专门磨削某一类零件的磨床，如曲轴磨床、花键轴磨床、叶片磨床等。 三、外圆磨床外圆磨床分为普通外圆磨床和万能外圆磨床。四、内圆磨床可以磨削内圆柱面、内圆锥面和端面等。五、平面磨床主要由床身、工作台、立柱、滑座、砂轮架等部件组成。工件一般安放在电磁工作台上。各类机床相关知识一览表第七节特种加工机床一、电火花加工加工

15、原理：当工具电极与工件电极在绝缘体中靠近达到一定距离时，形成脉冲放电，在放电通道中瞬时产生大量热能，使工件局部金属熔化甚至气化，并在放电爆炸力的作用下，把熔化的金属抛出，达到蚀除金属的目的。电火花加工设备应由以下部分组成： 1.脉冲电源。2.间隙自动调节器。 3.机床本体。4.工作液及其循环过滤系统。电火花加工特点1.加工硬、脆、软、韧、高熔点、高纯度的导电材料；2.无切削力，可以加工薄壁零件；3.加工中几乎不受热的影响，提高加工质量；4.参数可调节，可以进行不同的加工；5.直接使用电能加工，便于实现自动化。二、超声波加工（一）超声波加工原理超声波换能器产生的超声频纵向振动，借助于变幅杆把振幅

16、放大，驱使工具振动，从而锤击工件表面的磨料，通过磨料把工件加工区域的材料粉碎成微粒，并被循环流动的液体带走，工具则逐渐伸入工件中去，工具形状便复现在工件上。（二）超声波加工机床的组成1.超声电源。2.超声振动系统。3.超声波加工机床本体。（三）超声波加工特点1.适用于加工各种硬脆材料，尤其是电火花难以加工的不导电材料，如玻璃、陶瓷、金刚石等；2.由于在加工中工具通常不需要旋转，因此易于加工出各种复杂形状的型孔、型腔、成型表面等；3.加工过程中受力很小，适于加工薄壁、薄片等不能承受较大机械应力的零件。三、激光加工（一）加工原理利用激光的高温高能量，把被加工的材料急剧熔化或气化，并利用冲击波去除多

17、余物质。目前主要用于打孔和切割。（二）激光加工装置激光加工装置由激光器、电源、光学系统和机械系统四大部分组成。（三）激光加工特点1.不受材料性能限制，几乎所有金属材料和非金属材料都能加工；2.加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形；3.加工速度极高，热影响区小，易于实现自动化生产和流水作业；4.可通过透明介质（如玻璃）进行加工，这对某些特殊情况（例如在真空中加工）是十分有利的。第八节数控机床一、数控机床的加工原理二、数控机床的特点序号项目数控机床普通机床1加工异型复杂零件的能力强弱2改变加工对象的柔性程度高低3加工零件质量和加工精度高低4加工效率高低5设备利用率高低6产品优化设计与C

18、AD（计算机辅助设计）连接功能高低7前期投资高低8对操作人员素质的要求高低9对生产计划、生产准备和生产调度的要求高低10运行费低高11维修技术与维修费高低12对不合格产品再加工（即回用）的费用低高三、数控机床的组成（以）CNC系统（二）主机高刚度和高抗振性改进机床结构的阻尼特性通过机床结构、筋板的合理布局，例如加大主轴的支承轴径，缩短主轴端部的受力悬伸段，床身采用钢板焊接结构等方法来提高刚度。采用新材料，特殊结构也可以提高动刚度和抗振能力。小的机床热变形采用热对称结构及热平衡措施。对于发热部件（如主轴箱、静压导轨液压油等）采取散热、风冷、液冷等控制温升；对切削部位采取强冷措施；采用热位移补偿。

19、即预测热变形规律，建立数学模型，存入计算机，来进行实时补偿。高效率、无间隙、低摩擦传动采用滚动导轨、静压导轨、滚珠丝杠、塑料滑动导轨等高效率、无间隙、低摩擦传动。简化的机械传动结构采用高性能、宽调速范围的交直流主轴电动机和伺服电动机，使主轴箱、进给变速箱及其传动系统大为简化，提高传动精度和可靠性。四、数控机床的分类（一）按照能够控制刀具与工件间相对运动的轨迹分类1.点位控制（或位置控制）数控机床。数控镗床、钻床、冲床。2.轮廓控制数控机床。数控车床、铣床、磨床、电加工机床和加工中心等。（二）按照伺服驱动系统的控制方式分类1.闭环控制数控机床。2.半闭环控制数控机床。3.开环控制数控机床。（三）

20、按照加工方式分类1.金属切削类属于此类的有数控车床、钻床、铣床、镗床、磨床、齿轮加工机床和加工中心等。加工中心运用最广泛。分为镗铣类加工中心和车削中心。【注意】自动换刀装置是加工中心的基本特征，它的投资占到整机投资的30%50%。加工中心的故障有50%以上与自动换刀装置有关。2.金属成型类该类包括数控弯管机、折弯机、冲床、回转头压力机等。3.特种加工类数控特种加工机床包括数控线切割机床、电火花加工机床及激光切割机等。4.其他类如数控火焰切割机床、三坐标测量机等。第九节工业机器人一、工业机器人的组成和分类（一）组成工业机器人一般由操作机、驱动装置和控制系统和传感器系统三部分组成。驱动装置为操作机工作提供动力。按所采用的动力源分为电动、液动和气动三种类型。 （二）工业机器人的分类（了解）1.按坐标形式分。（1）直角坐标式（PPP）。（2）圆柱坐标式（RPP）。（3）球坐标式（RRP）。（4）关节坐标式（RRR）。2.按驱动方式分：（1）电力驱动。使用最多，交流伺服电动机是主流。（2）液压驱动。有很大的抓取能力，对密封性要求高，对温度敏感。（3）气压驱动。结构简单、动作迅速、价格低，抓取力小。3.按控制方式分。（1）点位控制。适用于上下料、点焊、卸