金属切削机床教案

1、教 案教 研 室 机制 课 程 名 称 金属切削机床主 讲 教 师 职 称 职 务 使 用 教 材 金属切削机床- 6 -授课内容绪论，机床分类和型号的编制方法；机床的运动分析，工件表面形成方法、机床运动的种类。目的要求了解和掌握金属切削机床概述、分类、机床型号的编制方法。工件表面成形方法。重点难点掌握机床的分类及型号编制方法；记住常用机床的类代号、通用特性代号、主参数等。课 型理论计划学时2课前准备第一章绪论一、切削金属机床概述二、机床发展概况三、金属切削机床的分类1.按机床的加工性能和结构特点分类：2.按机床的通用程度分类：3.按机床的精度分类：4.按机床重量不同分类：四、金属切削机床型号

2、的编制方法1.通用机床和专门化机床型号2.专用机床的型号编制课堂小结作业、思考金属切削机床的分类金属切削机床型号的编制方法课后小结第一章绪论一、切削金属机床概述什么是金属切削机床是指用切削的方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。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”。金属切削机床的作用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

3、直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产二、机床发展概况金属切削机床加工的生产模式，大体上经历了以下五个阶段：1.通用机床加专用工艺装备或专用机床从30年代到50年代使用。这种生产模式可实现具有固定生产节拍的刚性自动化，但加工柔性差，转产困难，更换产品时需更换大批工艺装备报废专用机床，重新设计与制造装备的周期长、投资大。2.数显机床50年代末数显机床开始推广应用，这种模式不但提高了加工精度和效率，而且增加了生产的柔性，省去了设计与制造钻模、镗模等工艺装备的工作量。3.计算机数控机床60年代开始到70年代，计算机控制的数控机床集中了自动化机床、精密机床和通用机床三者的优点，将高效率、高质量和高

4、柔性集于一体。4.柔性制造系统（FMS）这是国外70年代末开始进入实用阶段的生产模式。FMS是采用一组数控机床和其他自动化的工艺装备，由计算机信息控制系统和物料（工件及刀具）自动储运系统联接起来的整体。5.计算机集成制造系统（CIMS）这是国外80年代开始进入实用阶段的一种新的生产模式。CIMS是用计算机网络控制的综合计划、加工、检验、装配和辅助功能等综合自动化系统。它将CAD和CAM综合为一体，构成适合于多品种中小批量生产的高质量、高效益和高柔性的智能生产系统，是一个产品设计和制造的全盘自动化系统。三、金属切削机床的分类金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区别、使用和管理，有必要对机床进行分

5、类，根据需要可以从不同的角度出发，对机床作如下的分类：1.按机床的加工性能和结构特点分类：我国机床分为12大类：车床（C）、钻床（Z）、镗床（T）、铣床（X）、拉床（L）、磨床（M）、刨插床（B）、齿轮加工机床（Y）、螺纹加工机床（S）、特种加工机床（D）、锯床（G）和其他机床（Q）。这是主要的机床分类方法。2.按机床的通用程度分类：1）通用机床（万能机床）特点是：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。2）专用机床根据特定工艺要求而专门设计、制造和使用的，一般来说，生产率较高，结构比通用机床简单，适用于大批量生产。（组合机床实际上也是专用机床）3）专门化机床（又称专能机床）这

6、类机床用于完成形状类似而尺寸不同的工件的某一种工序的机床，如精密丝杆车床等，它们的特点介于通用机床和专用机床之间，既有加工尺寸的通用性，又有加工工序的专用性，生产率较高，适用于成批生产。3.按机床的精度分类：普通（精度）机床、精密机床和高精度机床（超精密级机床）。4.按机床重量不同分类：1）仪表机床；2）中型机床（一般机床）；3）大型机床（大约10吨）；4）重型机床（大于30吨）；5）超重型机床（大于100吨）。四、金属切削机床型号的编制方法机床的型号是机床产品的代号，用以表明机床的类型，通用和结构特性，主要技术参数等。GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法规定，我国的机床型号由汉语

7、拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成1.通用机床和专门化机床型号通用机床型号的表示方法为：（1）机床的类别代号用大写汉语拼音字母表示，位于型号之前。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（2）机床的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)彷型轻型加重型简式或经济型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换彷轻重简柔显速（3）结构特性代号为了区别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。例如，CA6140型普通车床型号中的“

8、A”，可理解为：CA6140型普通车床在结构上区别于C6140型普通车床。（4）机床的组别，系别代号用两位阿拉伯数字表示，前者表示组，后者表示系。每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系。在同一类机床中，凡主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。凡在同一组机床中，若其主参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。 组别类别0123456789车床C仪表车床单轴自动、半自动车床多轴自动、半自动车床回轮、转塔车床曲轴及凸轮轴车床立式车床落地及卧式车床仿形及多刀车床轮、轴、辊、锭及铲齿车床其他车床钻床Z坐标镗钻床深孔钻床摇臂钻床台式钻床立式钻床卧式钻床铣钻床中心孔钻床镗床T深孔镗

9、床坐标镗床立式镗床卧式铣镗床精镗床汽车、拖拉机修理用镗床磨床M仪表磨床外圆磨床内圆磨床砂轮机坐标磨床导轨磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲轴、凸轮轴、花键轴及轧辊磨床工具磨床2M超精机内圆研磨机外圆及其他研磨机抛光机砂带抛光及磨削机床刀具刃磨及研磨机床可转位刀片磨削机床研磨机其他磨床3M球轴承套圈沟磨床滚子轴承套圈滚道磨床轴承套圈超精机床叶片磨削机床滚子加工机床钢球加工机床气门、活塞及活塞环磨削机床汽车、拖拉机修磨机床齿轮加工机床Y仪表齿轮加工机锥齿轮加工机滚齿及铣齿机剃齿及研齿机插齿机花键轴铣床齿轮磨齿机其他齿轮加工机齿轮倒角及检查机螺纹加工机床S套丝机攻丝机螺纹铣床螺纹磨床螺纹车床铣床X仪表铣

10、床悬臂及滑枕铣床龙门铣床平面铣床彷形铣床立式升降台铣床卧式升降台铣床床身铣床工具铣床其他铣床刨插床B悬臂刨床龙门刨床插床牛头刨床边缘及模具刨床其他刨床拉床L侧拉床卧式外拉床连续拉床立式内拉床卧式内拉床立式外拉床键槽及螺纹拉床其他拉床锯床G砂轮片锯床卧式带锯床立式带锯床圆锯床弓锯床锉锯床其他机床Q其他仪表机床管子加工机床木螺钉加工机刻线机切断机（5）机床的主参数，设计顺序号和第二参数机床主参数：代表机床规格的大小，在机床型号中，用数字给出主参数的折算数值（1/10或1/150）设计顺序号：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.第二参数：一般是主轴数，最大跨距，最大工作长度，工作台

11、工作面长度等，它也用折算值表示.（6）机床的重大改进顺序号当机床性能和结构布局有重大改进时，在原机床型号尾部，加重大改进顺序号A，B，C.等.（7）其他特性代号：用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。主要用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可反映不同的数控系统；对于一般机床可反映同一型号机床的变型等。（8）企业代号：生产单位为机床厂时，由机床厂所在城市名称的大写汉语拼音字母及该厂在该城市建立的先后顺序号，或机床厂名称的大写汉语拼音字母表示。通用机床的型号编制举例2.专用机床的型号编制专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成，其表示方法为：1）设计单位代号通常，机床厂代号是由所

12、在城市和该厂名称的大写汉语拼音字母或该厂在市内建立顺序号，排在型号之首。2）组代号用一位阿拉伯数字表示，位于设计单位号之后，并用：“”分开。读作：“至”。3）设计顺序号由001起始，位于组代号之后。例如，沈阳第一机床厂设计制造的第十八种机为专用机床，属于2组，顺序号为018，故其型号为S1-2018。授课内容机床的运动分析目的要求掌握零件表面的形成方法及所需要的运动；分清简单成形运动和复合成形运动、表面成形运动和辅助运动、主运动和进给运动等概念。掌握机床传动链、内联系传动链和外联系传动链的概念。熟练掌握传动原理图的规定符号和绘制方法。重点难点简单成形运动和复合成形运动、表面成形运动和辅助运动。

13、各类常用机床的主运动和进给运动。机床传动链、内联系传动链和外联系传动链的概念。传动原理图的绘制方法课 型理论计划学时2课前准备第二章机床运动分析第一节工件表面形成方法一、工件的表面形状二、表面的形成三、发生线的形成第二节机床的运动一、运动的种类二、主运动和进给运动三、运动的主要要素第三节机床的传动联系和传动原理图一、传动的基本组成部分二、机床的传动联系三、传动原理图第四节机床运动的调整一、运动参数及其换置器官二、机床运动的调整计算课堂小结作业、思考简单成形运动和复合成形运动、表面成形运动和辅助运动。各类常用机床的主运动和进给运动。机床传动链、内联系传动链和外联系传动链的概念。传动原理图的绘制课

14、后小结第二章机床运动分析机床运动分析过程是认识和分析机床的基本方法，次序为“表面运动传动机构调整”第一节工件表面形成方法一、工件的表面形状加工机械零件=形成零件上各个表面零件表面组成：平面圆柱面圆锥面各种成形面二、表面的形成任何一个表面，都可以看作是一条曲线沿着另一条曲线运动的轨迹。这两条曲线叫做该表面的发生线，而前一条发生线，称为母线；后一条发生线，称为导线。有些表面的两条发生线是可以互换的例如圆柱面亦可以由圆母线沿着直线导线移动形成；有些表面的两条发生线则不可互换，如圆锥面。前者叫可逆表面，后者叫不可逆表面。三、发生线的形成1）描迹法（轨迹法）：刀刃为一个点，发生线是由刀刃作轨迹运动而形成

15、。刀具与工件之间需要一个相对运动。2）成型法（仿型法）：刀刃为一线段，它与工件发生线吻合。因此发生线由刀刃实现，刀具工件之间不需要有相对运动。3）旋切法（相切法）：刀刃为一个点，发生线是旋转的刀刃的运动轨迹的切线。切削时刀具的旋转中心按一定规律作轨迹运动，刀刃运动轨迹为一系列圆，它们的切线形成了发生线。只是刀具和工件之间要有两个相对运动，一个是刀刃的转动，另一个是刀刃相对于工件的移动。4）范成法（展成法）：刀刃为一线段，它与工件发生线不吻合，发生线是由刀刃在刀具与工件作对滚运动（又称范成运动）时所形成的一些列轨迹线的包络线。这时刀具与工件之间只需要一个相对运动，称为范成运动，由刀具运动和工件转

16、动复合而成。第二节机床的运动机床的运动的表示直线运动A旋转运动B机床的运动的目的获得加工零件所需表面形成一定形状的母线和导线形成母线和导线需要刀具和工件作相对运动形成某种形状表面时所需机床提供的成形运动的形式和数目，决定于采用的加工方法和刀具结构。形成母线和导线所需运动数之和，即为成形运动的数目。一、运动的种类1.按运动的功用分类按机床上运动的功用来看，可分为表面成形运动和非表面成形运动两大类。1）表面成形运动机床上的刀具和工件，为了形成表面发生线而作的相对运动，称为表面成形运动，简称成形运动。成形运动可能是简单的运动，也可能是复合运动。车削、磨削回转体表面为例，工件回转和刀具直线移动是速度各

17、自独立的运动，即为两个简单的表面成形运动。车削螺纹则是2个单元运动所组成的一个复合成形运动。2）非成形运动（辅助运动）机床在加工过程中除完成成形运动外，还需完成其它一系列运动，这些与表面成形过程没有直接关系的运动，统称为辅助运动。辅助运动的作用是实现机床加工过程中所必需的各种辅助动作，为表面成形创造条件。切入运动使刀具切入工件，以获得进行成形运动所需的工件和刀具位置的运动，称为切入运动。分度运动当整个工件表面是由若干局部表面所组成时，由一个局部表面过度到另一个局部表面所作的运动。各种空行程是指进给前后的快速运动和各种调位运动。控制运动接通或断开某个传动链的运动、操纵变速机构和换向机构的运动，称

18、为控制运动。校正运动u 在精密机床上为了消除传动误差的运动，称为校正运动。2.按运动的性质分类机床上的运动，按其运动的性质来，则可分为简单运动和复合运动。1）简单运动只包含一个单元的运动称为简单运动，简单运动一般为转动或直线移动。2）复合运动由两个或两个以上单元运动组成独立的运动，各个单元运动之间必须保持严格的速比关系，这种运动称为复合运动。二、主运动和进给运动成形运动按其在切削加工所起的作用，又可分为主运动和进给运动。1.主运动是产生切削的运动。2.进给运动是维持切削得以继续的运动。三、运动的主要要素一般情况下，每一个独立的运动都有五个要素：即轨迹、速度、方向、行程和位置，在分析运动时，必须

19、逐一加以研究。第三节机床的传动联系和传动原理图一、传动的基本组成部分机床的三个基本组成部分：运动源传动装置执行件二、机床的传动联系传动联系为了在机床上得到所需的运动，必须通过一系列的传动件把运动源和执行件或执行件和执行件联系起来，称为传动联系。传动链构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链。传动链中的两类传动机构定比传动机构传动比和传动方向固定不变的传动机构，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等换置机构根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传动机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。传动链按运动性质分为：外联系传动链内联系传动链外联系传动链运动源与执行件之间的传

20、动联系，称为外联系。机床上运动源和执行件之间为了实现外联系而顺次串联的传动副，称为外联系传动链（对简单运动而言）。例：车外圆时，电机主轴（外联系传动链），如图所示。机床上有几个简单运动，就需要有几条外联系传动链。可以有各自独立的运动源，也可以几条传动链共用一个运动源。内联系传动链机床上为了将两个或两个以上单元运动组成复合的成形运动。执行件与执行件之间的传递联系称为内联系。机床上两个执行件之间为了实现内联系而顺次串联的传动副，称为内联系传动链。机床工作时，内联系传动链所联系的两个执行件，将按照规定的运动关系作相对运动由于内联系传动链本身不能提供运动，为使执行件得到运动，还需有外联系传动链将运动源

21、的运动传到内联系传动链上来。内联系传动链的要求内部必须保持严格运动关系决定着复合运动的轨迹（即发生线的形状）传动比是否准确以及由其确定的两单元运动的相对运动方向是否正确，会直接影响被加工表面的形状精度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、链传动等。调整内联系传动链的换置机构时，其传动比也必须有足够精度。三、传动原理图用一些简单的符号表示运动源与执行件及执行件与执行件之间的联系传动原理图传动原理图常用符号机床传动原理图的画法1）画出工件、刀具示意图及其运动；2）画出主轴、刀架、丝杆螺母；3）画出运动源（电动机）；4）画出该机床上的特殊机构符号，如Uv、Uf等；5）再用虚线代表传

22、动比不变的传动链，把它们之间关联的部分联接起来。其它的中间传动件则一概不画，这样就可以得到了一幅简洁明了的图形，这种图形表示了机床传动最基本的特征。第四节机床运动的调整一、运动参数及其换置器官运动参数：轨迹、速度、方向、行程和位置换置器官机床运动的调整，就是调整每个运动的5个参数。改变运动参数的机构称为换置器官。二、机床运动的调整计算机床运动的调整计算按每一传动链分别进行，其步骤如下：1. 根据对机床的运动分析，确定各传动链的末端件。如：主轴刀架1. 根据传动链两末端件的运动关系，确定计算位移量。如；主轴转1转刀架移动f1. 根据传动链及计算位移量，列出运动平衡方程式。如：1（r）u1ufu2

23、tlf1. 根据运动平衡方程式，导出该传动链的换置公式。如：uff/（u1u2tl）然后按加工条件确定挂轮变速机构所需采用的配换齿轮齿数，或确定对其它变速机构的调整要求。授课内容车床概述、CA6140的主传动目的要求掌握机床典型结构的分析方法对其它机床能做到举一反三重点难点传动系统的分析方法、CA6140车床的传动系统分析、CA6140车床的主要结构课 型理论计划学时2课前准备第三章车床第一节概述一、车床的用途和运动二、车床的分类第二节卧式车床的工艺范围和布局一、工艺范围二、机床的布局三、卧式车床的主参数第三节CA6140型车床的传动系统主传动链螺纹进给传动链纵向和横向进给传动链丝杠和光杠一、

24、主运动传动链分析课堂小结作业、思考主运动传动链分析课后小结第三章车床第一节概述一、车床的用途和运动机械制造中使用最广泛的一种机床工艺范围：加工各种回转表面和回转体端面使用刀具：车刀、钻头、铰刀、丝锥主运动：工件的旋转运动进给运动：刀具直线移动二、车床的分类落地及卧式车床回轮、转塔车床立式车床仿形及多刀车床自动车床专门化车床：曲轴、凸轮轴、铲齿车床第二节卧式车床的工艺范围和布局一、工艺范围加工各种回转表面和回转体端面如：内外圆柱面、圆锥面、环槽、成形回转面、端平面和各种螺纹等，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工作，如图所示。卧式车床主要对各种轴类、套类和盘类零件进行加工。卧式车床的运动工件旋转

25、运动主运动刀具直线移动进给运动纵向运动横向运动斜向运动卧式车床的特点通用性较大自动化程度低加工复杂工件时，换刀麻烦辅助时间长，生产率低适用于单件小批生产及修理车间二、机床的布局1）主轴箱2）刀架、床鞍3）尾座4）床身5）溜板箱6）进给箱三、卧式车床的主参数卧式车床的主参数是床身上最大工件回转直径第二主参数是最大工件长度。主参数决定了主轴轴线距离床身导轨的高度，第二主参数决定了床身的长度。CA6140型卧式车床的主参数为400mm，但在加工较长的轴、套类工件时，由于受到中滑板的限制，刀架上最大工件回转直径为210mm，这也是一个重要的参数。见图其它参数：刀架上最大回转直径主轴中心至床身矩形导轨的

26、距离通过主轴孔的最大棒料直径主轴前端锥孔尺寸加工螺纹范围主轴的转速范围电动机功率第三节CA6140型车床的传动系统CA6140型车床是普通精度的卧式车床。传动系统包括主传动和刀架传动两部分。传动链实现主运动的主传动链实现螺纹进给运动的螺纹进给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快速空行程传动链主传动链两端件：主电动机主轴运动传动路线是：主电动机-1-2-uv-3-4-主轴。任务：电动机的运动和动力传给主轴通过换置机构uv使主轴获得各种转速是外联系传动链螺纹进给传动链两端件：主轴刀架运动传动路线：主轴-4-5-uf-6-8丝杠-刀架任务：联系主轴和刀架纵向溜板保

27、证工件和刀具之间的严格运动关系通过调整换置机构uf，加工出不同种类、不同导程的各种螺纹是内联系传动链纵向和横向进给传动链任务实现一般车削时的纵向和横向机动进给运动及其变速与换向两端件主轴刀架外联系传动链主轴被看作是该两个传动链的间接动源。丝杠和光杠为保证螺纹导程精度，采用丝杠螺母丝杠可以制造得比较精密。丝杠传动分支实现螺纹进给运动光杠传动分支实现纵、横向进给运动光杠可大大减轻丝杠的磨损有利于长期保持丝杠的精度可获得一般车削所需的纵、横进给量（数值较小）主轴与挂轮变速机构之间的换向机构，是在主轴转向不变时，改变刀架的运动方向（向左或向右），车削右旋或左旋螺纹。一、主运动传动链分析它的功用：把动力

28、源（电动机）的运动及能量传给主轴，使主轴带动工件旋转，卧式车床的主轴应能变速及换向。传动路线主传动系统图传动路线表达式M1的功用为控制主轴（轴）正转、反转或停止。运动由轴到主轴可以有两种不同的传动路线：主轴高速运转（n主4501400r/min）；主轴低速运转（n主10500r/min）。主轴的转速级数与转速计算主轴正转时实际上只能获得24级不同转速23+23（22-1）24级反转级数为3+3（22-1）=12级授课内容CA6140的进给运动。 目的要求了解和掌握车制各种螺纹和机动进给的传动特点和传动路线；进给传动的调整计算重点难点车制各种螺纹传动路线课 型理论计划学时2课前准备二、进给传动链

29、分析1.车削螺纹（1）车米制螺纹（2）车削模数螺纹（3）车削英制螺纹（4）车削径节螺纹（5）车削非标准螺距和较精密螺纹2.机动进给（车削圆柱面和端面）（1）纵向机动进给量（2）横向机动进给量刀架的快速移动CA6140型开停和换向装置课堂小结作业、思考车制各种螺纹和机动进给的传动特点和传动路线课后小结二、进给传动链分析刀架可进行纵、横向进给运动和辅助运动。刀架的运动源仍是主电动机。始端件主轴；末端件刀架因车螺纹要求主轴转一周时刀架移动一个被加工螺纹的导程，并且车外圆进给量是以主轴转一周时刀架的移动量来表示，所以分析传动关系时，把主轴作为刀架传动的始端。刀架传动系统的组成扩大螺距传动组变换左右螺纹

30、传动组变换左右螺纹传动组基本变速组增倍变速组进给运动传动链分析进给运动传动链是使刀架实现纵向或横向运动的传动链。传动链的两末端件主轴刀架1.车削螺纹CA6140型卧式车床能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种螺纹；还可以车削加大螺距、非标准螺距及较精确的螺纹。它既可以车削右旋螺纹，也可以车削左旋螺纹。车削螺纹时，主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：主轴转1转刀架移动S工mm上述关系称为车削螺纹时进给运动传动链的“计算位移”。车螺纹的运动平衡式：1（r主轴）u0uxS丝=S工式中：u0主轴至丝杠之间全部定比传动机构的传动比，是一个常数；ux主轴至丝杠之间换置机构的可变传动比；S丝机床丝杠的

31、导程，CA6140型车床为：S丝P12mm；S工被加工螺纹的导程，单位为mm。（1）车米制螺纹（2）车削模数螺纹（3）车削英制螺纹（4）车削径节螺纹（5）车削非标准螺距和较精密螺纹CA6140型车床进给运动链中加工螺纹时的传动路线表达式归纳总结如下：2.机动进给（车削圆柱面和端面）车削圆柱表面时，可使用机动的纵向进给。车削端面时，可使用机动的横向进给。为了避免丝杠磨损过快及便于人工操纵（将刀架运动的操纵机构放在溜板箱上），车削圆柱面和端面时，机动进给运动是由光杠经溜板箱传动的。机动进给传动路线表达式如下（1）纵向机动进给量纵向机动进给量共64种（2）横向机动进给量横向进给量的种数有64种。刀架

32、的快速移动CA6140型开停和换向装置授课内容CA6140主轴箱的结构、溜板箱的结构目的要求了解和掌握主轴箱、溜板箱的结构特点和调整重点难点摩擦离合器的结构课 型理论计划学时2课前准备第四节CA6140型车床的主要结构一、主轴箱1.传动机构2.主轴变向、制动及其操纵3.变速操作机构二、进给箱变速机构操纵机构三、溜板箱1.纵、横向机动进给操纵机构2.开合螺母机构3.互锁机构4.超越离合器5.过载保险装置四、刀架和尾架课堂小结作业、思考主轴箱、溜板箱的结构特点课后小结第四节CA6140型车床的主要结构一、主轴箱功用支承主轴和传动其旋转，并使其实现起动、停止、变速和换向等。主轴的组成卸荷式皮带轮双向

33、多片式摩擦离合器和制动器及操纵机构主轴组件滑动齿轮的变速操纵机构等典型机构。1.传动机构定比传动、变速机构定比传动仅用于传递运动和动力一般采用齿轮传动副变速机构一般采用滑移齿轮变速机构特点：结构简单，传动效率高，传动比准确当变速齿轮为斜齿或尺寸较大时，则采用离合器变速（1）卸荷式皮带轮（2）传动齿轮（3）传动轴的支承结构（4）主轴及其轴承2.主轴变向、制动及其操纵（1）摩擦离合器（2）制动装置3.变速操作机构二、进给箱功用变换被加工螺纹种类和导程获得各种机动进给量组成部份变速机构变换螺纹导程和进给量移换机构变换螺纹种类操纵机构三、溜板箱功用将丝杠或光杠的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给控制

34、刀架运动的接通、断开和换向机床过载时控制刀架自动停止进给手动操纵刀架移动和实现快速移动等溜板箱中的主要机构：开合螺母机构接通丝杠传动传动机构将光杠的运动传至纵向齿轮齿条和横向进给丝杠转换机构接通、断开和转换纵横进给过载保险装置和互锁机构保证机床工作安全操纵机构控制刀架运动换向机构改变纵、横机动进给运动方向快速空行程传动机构1.纵、横向机动进给操纵机构2.开合螺母机构3.互锁机构4.超越离合器5.过载保险装置四、刀架和尾架功用安装车刀，并由溜板带动其作纵向、横向和斜向进给运动。组成它由床鞍、横向溜板、转盘、刀架溜板和方刀架等授课内容齿轮加工机床，Y3150E的工作原理及传动系统目的要求学习齿轮加

35、工机床的用途、分类、加工方法；了解滚刀安装角的调整、运动方向的确定。重点难点滚齿机的传动原理、滚刀安装角的调整、运动方向的确定。课 型理论计划学时2课前准备第四章齿轮加工机床第一节工作原理和分类一、齿轮的加工方法1.成形法2.展成法二、齿轮加工机床的类型第二节滚齿机的运动分析一、滚齿原理二、滚切直齿圆柱齿轮三、滚切斜齿圆柱齿轮课堂小结作业、思考了解滚刀安装角的调整、运动方向的确定课后小结第四章齿轮加工机床第一节工作原理和分类一、齿轮的加工方法齿轮的加工方法很多，如铸造、锻造、热轧、冲压以及切削加工等。精密齿轮的加工主要是切削方法。按形成齿形的原理，切削齿轮的方法可分为两大类：展成法。成形法1.

36、成形法要求刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。优点机床较简单，可利用通用机床加工。缺点对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具；加工出来的齿形是近似的，加工精度较低；每加工完一个齿槽后，工件需要周期地分度一次，生产率也较低。最常用的是用盘状模数铣刀和指状模数铣刀2.展成法利用齿轮的啮合原理加工齿轮。把齿轮啮合副（齿条齿轮、齿轮齿轮）中的一个转化为刀具；另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而范成切出齿廓。特点范成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的齿廓，它与被切齿轮的齿数无关每一种模数，只需用一把刀具就可以加工各种不同齿数的齿轮。加工

37、精度和生产率一般比较高应用广泛，齿轮加工机床绝大多数采用展成法。二、齿轮加工机床的类型按照被加工齿轮的种类，齿轮加工机床可以分为圆柱齿轮加工机床、圆锥齿轮加工机床两类。圆锥齿轮加工机床滚齿机、插齿机等。锥齿轮的加工方法主要有：刨齿机、铣齿机、拉齿机等。加工弧齿锥齿轮铣齿机精加工齿轮齿面的方法有：磨齿机、剃齿机、研齿机等。第二节滚齿机的运动分析是应用最广泛的齿轮加工机床滚齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮。一、滚齿原理滚齿加工是根据展成法原理来加工齿轮轮齿的。由一对交错轴斜齿轮啮合传动原理演变而来。将这对啮合传动副中的一个齿轮的齿数减少到几个或一个，螺旋角增大到很大（即螺旋升角很小

38、），它就成了蜗杆。再将蜗杆开槽并铲背，就成为齿轮滚刀。二、滚切直齿圆柱齿轮1.机床的运动和传动原理图用滚刀加工直齿圆柱齿轮需要两个表面成形运动，三条传动链。两个成形运动根据表面成形原理，加上直齿圆柱齿轮时的成形运动应包括：形成渐开线齿廓（母线）的运动由范成法形成，靠滚刀旋转运动B11和工件旋转运动B12组成的复合成形运动范成运动实现；形成直线形齿线（导线）的运动。由相切法形成，靠滚刀旋转运动B11和滚刀沿工件轴线的直线运动A2来实现两个简单运动根据切削中所起作用，习惯称滚齿时的运动分别为：工件的旋转运动为范成运动滚刀的旋转运动为主运动滚刀沿工件轴线方向的移动为轴向进给运动三条传动链（1）展成运

39、动传动链：滚刀45ux67工件。这是一条内联系传动链。（2）主运动传动链电动机12uv34滚刀。这是一条外联系传动链。（3）竖直进给运动传动链工件78uf910刀架升降丝杠。这是一条外联系传动链。2.滚刀的安装滚刀刀齿是沿螺旋线分布的，螺旋升角为。加工直齿圆柱齿轮时，为了使切削点处滚刀刀齿运动方向与被切齿轮的齿槽方向一致。滚刀轴线与被切齿轮端面之间应倾斜一个角度，这个角度称为滚刀的安装角。滚刀的安装角在数量上等于滚刀的螺旋升角。三、滚切斜齿圆柱齿轮1.机床的运动和传动原理图形成渐开线所需的运动与滚切直齿圆柱齿轮相同。斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的区别在于齿长方向不是直线，而是螺旋线。加工斜齿圆柱

40、齿轮时，进给运动是螺旋运动，是一个复合运动，这个运动可由滚刀刀架的直线运动A21和工作台的旋转运动B22两部分复合而成。因为工作台既要在展成运动中完成B12，又要在形成螺旋线的运动中完成B22，故B22被称为附加转动。总之：滚切斜齿圆柱齿轮需要两个运动，一个是形成渐开线的复合运动（B11和B12），另一个是形成螺旋齿向线的复合运动（A21和B22）。滚切斜齿圆柱齿轮传动特点与滚切直齿圆柱齿轮不同处：齿线为螺旋线所需运动范成运动主运动轴向进给运动附加运动即滚刀移动一个工件螺旋线导程T时，工件应准确地附加转过一转滚切斜齿圆柱齿轮时的两个成形运动都各需一条内联系传动链和一条外联系传链。形成渐开线的展

41、成运动传动链和主运动传动链与滚切直齿轮时完全相同。产生螺旋进给运动的内联系传动链连接刀架移动A21和工件的附加转动B22保证当刀架直线移动距离为工件螺旋线的一个导程T时，工件的附加转动为一转。这条内联系传动链习惯上称为差动运动传动链。u 带动刀架直线移动的进给链，也与切削直齿圆柱齿轮时相同，是一条外联系传动链。差动传动链为丝杠1213uy1415合成机构67ux89工件。换置器官的传动比uy根据被加工齿轮的螺旋线导程T或螺旋倾角调整。2.滚刀的安装当滚刀与齿轮的螺旋线方向相同时，滚刀的安装角=-。当滚刀与齿轮的螺旋线方向相反时，滚刀的安装角=+。齿轮螺旋角3.工件附加转动的方向授课内容Y315

42、0E滚切齿轮时机床的调整计算目的要求掌握滚齿机的加工原理、传动原理及运动分析；传动系统的调整计算。重点难点滚齿机的传动链调整计算课 型理论计划学时2课前准备第三节Y3150E滚齿机一、概述1.用途2.总体布局3.运动二、传动系统分析（一）加工直齿圆柱齿轮的调整计算1.主传动链2.范（展）成传动链3.进给传动链（二）加工斜齿圆柱齿轮的调整计算1.主运动传动链2.轴向进给运动传动链3.范成运动传动链4.差动传动链课堂小结作业、思考滚齿机的传动链调整计算课后小结第三节Y3150E滚齿机一、概述用途直齿圆柱外齿轮斜齿圆柱外齿轮蜗轮短花键轴适用成批、小批、单件生产2.总体布局床身支撑件；立柱用于安装传动

43、系统；刀架可以沿立柱上的导轨上下移动，还可以绕自己的水平轴转位；小立柱连同工作台一起作水平方向移动以适应不同的直径工件；心轴安装工件用；工作台Y3150E主要参数最大加工直径500mm最大加工模数8mm最大加工宽度250mm工件最少齿数Z=5K主电机功率5.5KW主电机转速1410rpm机床重量4300KG主轴转速9级40250刀架垂直进给量12级0.44mm/工作台每转刀架最大回转角度2403.运动根据表面成形原理，加工圆柱齿轮时的成形运动包括：形成渐开线齿廓（母线）的运动形成齿长（导线）的运动。其中：渐开线齿廓由展成法形成；直线齿长由相切法形成。对于加工斜齿轮时，其导线为螺旋线。滚齿机传动

44、原理图二、传动系统分析Y3150E型滚齿机的传动系统图，如图所示，该传动系统图有5条传动链。主传动链范（展）成传动链进给传动链差动传动链（加工斜齿圆柱齿轮时需要）滚刀架快速移动传动链（一）加工直齿圆柱齿轮的调整计算主传动链范（展）成传动链进给传动链滚刀架快速移动传动链1.主传动链传动路线换置公式2.范（展）成传动链传动路线换置计算范成运动传动链换置公式3.进给传动链传动路线换置计算换置公式（二）加工斜齿圆柱齿轮的调整计算有5条传动链主传动链范（展）成传动链进给传动链差动传动链（加工斜齿圆柱齿轮时需要）滚刀架快速移动传动链1.主运动传动链和加工直齿圆柱齿轮时相同。2.轴向进给运动传动链和加工直齿

45、圆柱齿轮相同进给量不同3.范成运动传动链传动路线及两端件计算位移：和加工直齿圆柱齿轮时相同运动合成机构用离合器M2联接，其传动比为u合1=-1换置公式4.差动传动链（附加运动传动链）传动路线换置公式滚齿机的运动合成机构作用：将范成运动中工件的旋转运动和工件的附加运动合成后传到工作台，使工件获得合成运动。用途加工斜齿圆柱齿轮大质数齿轮切向进给法加工蜗轮时。合成机构构成圆柱齿轮或锥齿轮行星机构。滚切斜齿圆柱齿轮时，工件的旋转运动是两个运动的合成：范成运动中的旋转运动B12和螺旋轨迹运动的附加运动B22。合成机构作用：将两个运动合成不发生矛盾5.滚刀架快速移动传动链功用：刀架作快速升降运动调整刀架位

46、置进给前后实现快进和快退加工斜齿轮时，检查附加运动的方向授课内容Y3150E的主要部件结构插齿机的运动分析目的要求了解和掌握Y3150E的主要部件结构；插齿机的运动分析。重点难点Y3150E的主要部件结构课 型理论计划学时2课前准备三、滚刀刀架结构和滚刀的安装调整（一）滚刀刀架的结构（二）滚刀安装角的调整四、工作台五、滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮的调整计算1、加工原理2传动链的调整计算第四节插齿机一、功用二、插齿原理三、运动四、运动联系课堂小结作业、思考Y3150E的调整课后小结三、滚刀刀架结构和滚刀的安装调整（一）滚刀刀架的结构作用支承滚刀主轴带动安装在主轴上的滚刀作沿工件轴向的进给

47、运动。组成刀架体和刀架溜板。装有滚刀主轴的刀架体可相对刀架溜板转一定角度，以便使主轴旋转轴线处于所需位置，刀架溜板则可沿立柱导轨作直线运动串刀串刀：调整滚刀轴向位置目的：使滚刀的刀齿（或齿槽）对称于工件的轴线，以保证加工出的齿廓两侧对称；使滚刀的磨损不致集中在局部长度上，而是沿全长均匀地磨损，以提高滚刀使用寿命。（二）滚刀安装角的调整滚齿时，为了切出准确的齿形，应使滚刀和工件处于正确的“啮合”位置滚刀在切削点处的螺旋线方向应与被加工齿轮齿槽方向一致。需将滚刀轴线与工件顶面安装成一定的角度，称作安装角。安装角：被加工齿轮的螺旋角滚刀的螺旋升角四、工作台被加工齿坯通过工件心轴或夹具装在工作台上，由

48、工作台带动作回转运动。组成：工作台、底座、蜗杆蜗轮副、快速驱动工作台油缸等。双圆环导轨支承和长锥体定心轴向负荷由工作台底座上的环形导轨a、b承受径向负荷由长锥体滑动轴承承受五、滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮的调整计算1、加工原理按选定的z0来调整范成运动传动链 Z0与被加工齿轮的齿数Z的数值相近Z与Z0的差值可正可负，通常取差值为15150范成运动传动链两端件运动关系改变为：滚刀主轴转1转，工件转k/z0转在范成运动中，滚刀转1转时，工件产生运动误差：（kz-k/z0）转附加运动传动链在工件转k/z转过程中，使工件得到附加的（kz-k/z0）转，从而加工出齿轮齿数为Z的直齿圆柱齿轮。2传

49、动链的调整计算主运动传动链与滚切直齿圆柱齿轮时相同轴向进给运动传动链与滚切直齿圆柱齿轮时相同范成运动传动链需调整计算附加运动传动链需调整计算第四节插齿机一、功用加工内外啮合的圆柱齿轮的轮齿表面尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿无法加工的插齿机不能加工蜗轮。二、插齿原理模拟一对圆柱齿轮的啮合，其中一个是工件，另一个是插齿刀，它的模数和压力角与被加工齿轮相同。插齿时，插齿刀和工件的相对转动是一个复合的成形运动，用以形成渐开线齿廓。插齿刀的特点实质上是一个齿轮端面磨有前角齿顶及齿侧均磨有后角三、运动插齿机加工直齿圆柱齿轮的传动原理图。形成齿廓表面，需两个表面成形运动即形成母线渐开线齿形曲线的范成运动（B11和B12）形成导线沿齿长方向直线运动A2此外，还需下列非表面成形运动：返回运动切入运动让刀运动1主运动主运动插齿刀沿其轴线（工件的轴线）所作的直线往复运动。立式插齿机上，刀具垂直向下时为工作行程，向上为空行程。切削速度v（mmin）及行程长度L（mm）已确定，则插齿刀每分钟往复行程数：n刀=1000v/2L2范成运动加工过程中，插齿刀和工件轮坯应保持一对圆柱齿轮的啮合运动关系插齿刀工件转1个齿转1个齿1Z刀转1Z工转这两个运