机械制造技术基础第三章机床-多媒体课件new3-final课件

1、本章提要本章提要 重点讲述： 1）金属切削机床型号的编制方法； 2）CA6140型普通车床的传动系统和主要结构，以 及常用的车刀； 3）齿轮加工的方法和滚齿机的传动系统，以及常用的齿轮加工刀具。 概括介绍: 孔加工机床与刀具、磨床与砂轮、刨床与插床、铣床与铣刀。 提 要3.1 3.1 机床的分类、型号、主要技术参数机床的分类、型号、主要技术参数 3.1.1 机床的分类机床的分类 1、 基本分类方法基本分类方法 机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制订的机床型号编制方法，机床共分为：机床共分为： 车床车床C C、钻床、钻床Z Z、镗床、镗床T T、磨床、磨床M M、齿轮加工机床、齿轮

2、加工机床Y Y、螺纹加工机床螺纹加工机床S S、铣床、铣床X X、刨插床、刨插床B B、 拉床拉床L L、特种、特种机床机床D D、锯床、锯床G G和其它机床和其它机床Q Q。 在每一类机床中，又按工艺范围、布局型式和结构性能为若干组,每一组又分为若干个系（系列）。 机 床 的 分 类 2、其他分类方法、其他分类方法 按万能程度分: 通用机床、专门化机床、专用机床；通用机床、专门化机床、专用机床； 按工作精度分：普通精度机床、精密机床、高精度机床；普通精度机床、精密机床、高精度机床； 按重量和尺寸分： 仪表机床仪表机床 、 中型机床、中型机床、 大型机床（质量大型机床（质量20t)20t)、

3、重型机床（质量重型机床（质量 30t)30t)、 超重型机床（质量超重型机床（质量 100t 100t ）；）； 按机床主要器官数目分：单轴、多轴、单刀、多刀机床等；单轴、多轴、单刀、多刀机床等； 按自动化程度分：普通、半自动、自动机床。普通、半自动、自动机床。机 床 的 分 类机 床 的 型 号 编 制( () ) ( () ) ( () ) ( () )/ /( () )( () )重大改进顺序号分类代号组别代号主参数或设计顺序号其它特性代号通用特性或结构特性代号系别代号类别代号企业代号主轴数或第二主参数3.1.2 3.1.2 机床的型号编制机床的型号编制 3.1.2.1 通用机床的型号编

4、制通用机床的型号编制 按按GB/T15375-94GB/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一位数，仅在磨床类机床中区分，即M，2M，3M。 一个字母，各类机床名称汉语拼音的首字母一个字母，用于区分主参数相同而结构、性能不同的机床。它在型号中无统一的含义，由厂家自行确定。在大多数机床型号中没有该代号表C A 6 1 40（1）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（大 写）表示 。（表）（2）机床的特性代号机床的特性代号 用汉语拼音字母表示。 通用特性代号通用特性代号 当某类型机床除有普通型外，还具有如表中所列 的各种通用特性时，则在类

5、别代号之后加上相应的特性代号。 结构特性代号结构特性代号 为了区别主参数相同而结构不同的机床。（3）机床的组别、系别代号）机床的组别、系别代号 （表之1、2） 用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别。注：每类机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，用数字09表示。 每一组又分为若干个系（系列）。 凡主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的和相对的运动特点基本相 同，且基本结构及布局形式也相同的机床，即为同一系。 机 床 的 型 号 编 制（4 4）机床主参数、设计顺序号和第二主参数）机床主参数、设计顺序号和第二主参数 机床主参数代表机床规格的大小，在机床型号中，用阿拉伯数

6、字给出主参数的折算值（110或1100）。 （表） 第二主参数一般是指主轴数、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。（5 5）机床的重大改进顺序号，序号按）机床的重大改进顺序号，序号按A A、B B、C C、等字母的顺序选用。等字母的顺序选用。 （6 6）其他特性代号）其他特性代号 （7 7）企业代号）企业代号 机 床 的 型 号 编 制例题3.1 CA6140型卧式车床 机 床 的 型 号 编 制C C A A 6 6 1 1 4 40 0组别代号（落地及卧式车床组）主参数（最大车削直径400mm）结构特性代号系别代号（卧式车床系） 类别代号(车床类)例题3.2

7、 MG1432A型高精度万能外圆磨床 机 床 的 型 号 编 制M M G G 1 1 4 4 3 32 2 A A组别代号（外圆磨床组）主参数（最大磨削直径320mm）通用特性（高精度） 系别代号（万能外圆磨床系） 类别代(磨床类)重大改进顺序号（第一次重大改进） 3.1.2.2 专用机床的型号编制专用机床的型号编制 专用机床型号表示方法为： 设计顺序号（阿拉伯数字） 设计单位代号 例如，北京第一机床厂设计制造的第15种专用机床为专用铣床，其型 号为B1015。 B1015。 第15种专用机床为专用铣床 北京第一机床厂 机 床 的 型 号 编 制3.1.3 机床的主要技术参数机床的主要技术参

8、数 主要技术参数包括:主参数主参数和和基本参数基本参数 基本参数包括:尺寸参数尺寸参数、运动参数运动参数和和动力参数动力参数。 3.1.3.1 尺寸参数尺寸参数 是指机床的主要结构尺寸。是指机床的主要结构尺寸。 尺寸参数确定后，机床上所能加工 （或安装）的最大工件尺寸就已确定。它与所设计机床能加工工件的尺寸有关。 例如：卧式车床CA6140CA6140，主参数:床身上工件最大回转直径400mm， 第二主参数: 最大工件长度 750;1000;1500;2000mm， 刀架上最大工件回转直径: 210mm 。机 床 的 主 要 技 术 参 数 3.1.3.2运动参数运动参数 指机床执行件的运动速

9、度指机床执行件的运动速度 , ,包括主运动的速度范围、速度数列和进包括主运动的速度范围、速度数列和进给运动的进给量范围、进给量数列，以及空行程的速度等。给运动的进给量范围、进给量数列，以及空行程的速度等。 包括：主运动参数主运动参数、进给运动参数。进给运动参数。 ( (1）主运动参数主运动参数 主轴转速主轴转速 对主运动作回转运动回转运动的机床，其主运动参数是主轴转速。 n=1000v /d 式中 n - 转速（r/min）， v - 切削速度（m/min）， d- 工件或刀具直径（mm） 主运动是直线运动的机床，如插床或刨床，主运动参数是机床工作台或滑枕的每分钟往复次数。 对于不同的机床，主

10、运动参数有不同的要求。专用机床用于完成特定的工艺，主轴只需一种固定的转速。通用机床的加工范围较宽，主轴需要变速，因此需确定它的变速范围，即最低和最高转速。采用分级变速时，还应确定转速级数。 机 床 的 主 要 技 术 参 数主轴最低（主轴最低（n n min min）和最高（）和最高（n n max max）转速的确定）转速的确定 n min = 1000vmin/dmax ; n max = 1000vmax/dmin 变速范围为 : 有级变速时主轴转速序列有级变速时主轴转速序列 如某机床的分级变速机构共有Z级，其中n1=nmin、n2=nmax，Z级转速分别为： nj+1 = nj ; n

11、z=n1Z-1 式中 -标准公比（为了便于机床设计与使用，规定了标准公比值1.061.06、 1.121.12、1.261.26、1.411.41、1.581.58、1.781.78、2 2。 minmaxnnRn机 床 的 主 要 技 术 参 数（2）进给运动参数）进给运动参数 大部分机床（如车床、钻床等）的进给量用工件或刀具每转的位移工件或刀具每转的位移（mm/rmm/r）表示。 直线往复运动的机床，如刨床、插床，以每一往复的位移量每一往复的位移量表示。 铣床和磨床使用的是多刃刀具，进给量常以每分钟的位移每分钟的位移（mm/minmm/min）表示。 3.1.3.3 动力参数动力参数 机床

12、的动力参数是指驱动主运动、进给运动和空行程运动的电动机功率。 主传动功率主传动功率 P P主主=P=P切切+P+P空空+P+P附附 a)a)切削功率切削功率P P切切 与加工情况、工件和刀具材料及切削用量的大小有关。 P P切切=Fz=Fz* *Vc/60000 kw Vc/60000 kw 机 床 的 主 要 技 术 参 数 b) b)空载功率空载功率P空空 是指机床不进行切削，及空转时所消耗的功率。 C)C)附加功率附加功率P P附附 指机床进行切削时，因负载而增加的机械摩擦所耗的功率。 进给传动功率进给传动功率 通常也采用类比和计算相结合的方法来确定。 空行程功率空行程功率 指为节省零件

13、加工的辅助时间和减轻工人劳动强度, 在机床移动部件空行程时快速移动所需的传动功率。其大小由移动部件重量和部件启动时的惯性力决定。 机 床 的 主 要 技 术 参 数3.2 工件表面成形方法与机床运动分析工件表面成形方法与机床运动分析 3.2.1 工件表面形状与成形方法工件表面形状与成形方法 机械加工过程是工件表面的形成过程。机械加工过程是工件表面的形成过程。根据具体的设计要求，选用相应的切削加工方法，在机床上通过刀具与工件的相对运动，从工件毛坯上切除多余金属，使之形成符合要求的形状、尺寸的表面的过程。 1 1、工件表面的构成、工件表面的构成 构成零件的形状的基本表面：平面、圆柱面、圆锥面和各种

14、成形表平面、圆柱面、圆锥面和各种成形表面面。 这些表面都可以看成是由一根母线沿着导线运动而形成的由一根母线沿着导线运动而形成的。 一般情况下，母线和导线可以互换，特殊表面如圆锥表面，不可互换。母线和导线统称为发生线。发生线。 工 件 表 面 形 状 与 成 形 方 法 2 2、表面成形方法表面成形方法 切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的，由于使用的刀具切削刃形状和采用的加工方法不同，形成发生线的方法也不同，概括起来有以下四种：有轨迹法、成形法、展成法、相切法轨迹法、成形法、展成法、相切法. . 轨迹法轨迹法 指的是刀具切削刃与工件表面之间为近似点接触，通过刀具与工件之间的相

15、对运动，由刀具刀尖的运动轨迹来实现表面的成形。采用轨迹法形成发生线时，需要一个独立的成形运动。 成形法成形法 是指刀具切削刃与工件表面之间为线接触，切削刃的形状与形成工件表面的一条发生线完全相同，另一条发生线由刀具与工件的相对运动来实现。 工 件 表 面 形 状 与 成 形 方 法 展成法展成法 是指对各种齿形表面进行加工时，刀具的切削刃与工件表面之间为线接触，刀具与工件之间作展成运动（或称啮合运动），齿形表面的母线是切削刃各瞬时位置的的包络线。用范成法形成发生线需要一个独立的成形运动。 相切法相切法 利用刀具边旋转边做轨迹运动对工件进行加工的方法。采用相切法生成发生线时，需要两个相互独立的成

16、形运动 。工 件 表 面 形 状 与 成 形 方 法 3.2.2 机床运动分析机床运动分析 3.2.2.1 3.2.2.1 机床的运动机床的运动 表面成形运动表面成形运动和辅助运动辅助运动 表面成形运动 形成发生线的运动。按组成情况不同,可分为: 简单成形运动简单成形运动和复合复合成形运动。成形运动。 如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，则此成形运动称为简单成形运动简单成形运动。 机 床 的 运 动 分 析 如果一个独立的成形运动，是由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成，则称此成形运动为复合成复合成形运动形运动。 注： 复合运动标注符

17、号的下标含义为：第一位数字表示成形运动的序号（第一个、第二个、成形运动）；第二位数字表示构成同一个复合运动的单独运动的序号。 机 床 的 运 动 分 析 按作用情况不同,可分为:主运动和进给运动 。 主运动主运动 刀具与工件之间的相对运动。它使刀具的前刀面能够接近工件，切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，从而完成切屑加工。一般，主运动速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。例如，车削加工时，工件的回转运动是主运动。 进给运动进给运动 根据工件表面形状成形的需要，进给运动配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层的刀具与工件之间的附加相对运动。进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状

18、的加工。进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的， 也可以是步进的。机 床 的 运 动 分 析 (2) 非成形运动运动 实现机床的各种辅助动作,为表面成形创造条件，如切入运动、切出运动、调整运动、分度运动以及其他各种空行程运动。 1）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，它保证被加工表面获得所需要的尺寸，称切入运动。 2）分度运动：当加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为了使表面成形运动得以周期地连续进行的运动，称分度运动（车多头螺纹）。 3）辅助运动：使切削过程重复进行的运动，称为辅助运动。 它并不参与切削过程，但对切削过程起辅助作用。如刀具的快进、

19、快退。 4）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，称为控制运动。 控制运动一般是简单的回转或往复运动，有手动、半自动、自动。 5）校正运动：在精密机床上为了消除传动误差的运动，称为校正运动。如精密螺纹加车床上的螺距校正运动。 机 床 的 运 动 分 析3.2.2.2 机床的运动联系机床的运动联系 要实现加工过程所需的各种运动，机床必需具备以下几个主要组成部分： (1)动力源动力源 为执行元件提供运动和动力的装置。如交流异步电动机、直流或交流调速电动机或伺服电动机。 (2)传动装置传动装置 传递动力和运动的装置。通过它可把动力源的动力和运动传递给执行件；也可把两个执

20、行件联系起来，使二者间保持某种确定的运动关系。 (3)执行件执行件 机床上最终实现运动的部件。 机 床 的 运 动 分 析 由动力源-传动装置-执行件或执行件-传动装置-执行件构成的传动联系，称为传动链传动链。按传动链的性质不同可分为 : 外联系传动链外联系传动链 联系动力源与执行机构之间的传动链。它使执行件获得一定的速度和运动方向。 外联系传动链中可以有摩擦传动等传动比不准确的传动副(链传动、带传动）。如普通车床在电动机与主轴之间的传动链就是外联系传动链。 内联系传动链内联系传动链 联系一个执行机构和另一个执行机构之间运动的传动链。因此，内联系传动链的传动比必须准确，不应有摩擦传动或瞬时传动

21、比变化的传动副（如皮带传动和链传动） 。 车削螺纹时，保证主轴和刀架之间的严格运动关系的传动链就是内联系传动链。 机 床 的 运 动 分 析 传动链中通常包含两类传动机构两类传动机构 ： 定比传动机构定比传动机构( (传动比和传动方向不变)，如定比齿轮副、蜗杆蜗副、丝杠螺母副等，称为定比传动机构 。 换置机构换置机构(可根据加工要求变换传动比和传动方向），如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。 （传动原理图传动原理图: :为了便于研究机床的传动联系,常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来。） 卧式车床的传动原理图 在车削螺纹时，卧式车床有两条主要传动链： 主运动传动链(外

22、联系传动链)，它把电动机的动力和运动传递给主轴。 主轴 刀具(内联系传动链)，得到刀具和工件间的复合成形运动(螺旋运动) 。机 床 的 运 动 分 析3.3 车床与车刀车床与车刀 3.3.1 3.3.1 车床车床 1 1、应用、应用：主要用于加工各种回转表面 （内外圆柱面，圆锥面及成形回转 表面）和回转体的端面，有些车床可以加工螺纹面。 2 2、运动：、运动：车床的主运动是由工件的旋转运动实现的； 进给运动则由刀具的直线移动完成的。 3、分类分类：按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车床，立 式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴 自动和半自动车床，彷形车床及多刀专门

23、化车床，车床。 3.3.1.1 CA6140CA6140型卧式车床型卧式车床 (1) (1)工艺范围工艺范围：它适用于加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的回转表面，如：内圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面；端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工艺。车 床 (2) CA6140机床布局及主要技术性能机床布局及主要技术性能 机床的主要技术性能：机床的主要技术性能：床身上最大工件回转直径-400mm最大工件长度-750；1000；1500；2000mm刀架上最大工件回转直径-210mm主轴转速：正转 24级-101400r/min 反转 12级-141580r/min进给量： 纵向

24、64级-0.0286.33mm/r 横向 64级-0.0143.16mm/r车削螺纹范围：米制螺纹 44种-P=1192mm 英制螺纹 20种-=224牙/in 模数螺纹 39种-m=0.2548mm 径节螺纹 37种-DP=196牙/in主电动机功率：-7.5kW车 床 CA6140CA6140机床布局机床布局 卧式车床主要加工轴类和直径不太大的盘、套类零件，故采用卧式布局。主轴水平安装，刀具在水平面内作纵、横向进给运动。 车 床主轴箱主轴箱进给箱进给箱溜板箱溜板箱尾座尾座床身床身挂挂轮轮机机构构刀架刀架床腿床腿光杠光杠丝杠丝杠 (3) (3)卧式车床的传动系统卧式车床的传动系统 车床必须具

25、备下列运动：工件的旋转运动 主运动； 刀具的直线移动 进给运动； 为实现这些运动，机床的传动系统需要具备以下传动链： a) 实现主运动的主传动链； b) 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。 传动系统图是表示实现机床全部运动的传动示意图。图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号表示，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。 传动链的分析方法：抓两头连中间 车 床 传 动 系 统 分 析 主运动传动链主运动传动链: 把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。

26、 a)传动路线 两末端件两末端件：主电动机-主轴 传动路线表达式传动路线表达式:车 床 主 运 动 传 动 链（主轴）合右左电机（5063)(M25826515080205050802058225030413930343450M143513856M1230130 r/min) 7.5kw,1450注:) 在轴上装有双向多片摩擦离合器M1，使主轴正转、反转或停止。 M1左部压紧时，正转； M1右部压紧时反转；中位停车； )齿轮与轴的连接方式：固定、滑移、空套； )主轴上的滑移齿轮50移至右端，使其与主轴上的齿式离合器M2啮 合。主轴获得10r/min500r/min的低转速； )齿式离合器M2啮

27、合脱开，运动由轴直接传给主轴，得到6级高转 速，450r/min1400r/min。 运动平衡式计算运动平衡式计算 V带轮的滑动系数，可取=0.02； u-为轴I和轴间的可变传动比，其余类推。 电主uuunn)1 (230130车 床 主 运 动 传 动 链 b)主轴转速级数和转速 经低速传动路线时，主轴获得的实际转速是23（22-1）=18级转速，加上由高速传动路线获得的6级转速，主轴共可获得24级正转转速。 主轴反转时，有31+（22-1）=12级转速。 主轴各级转速按运动平衡式计算。 例如：某级转速为： 注注：主轴反转通常不是用于切削，而是用于车削螺纹时，在不断开主轴和刀架间传动联系的情

28、况下，车刀沿螺纹线退回到起始位置。反转转速较高，节省辅助时间。 min/450506358224351)02. 01 (2301301450rn主车 床 主 运 动 传 动 链进给运动传动链进给运动传动链 功用是使刀架实现纵向及横向移动变速与换向。它包括车螺纹进给运动传动链和机动进给运动传动链。 两个末端件：主轴-刀架（丝杠） a) a) 车螺纹进给运动传动链车螺纹进给运动传动链 CA6140型卧式车床能车削米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹，可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹大导程、非标准和较精密的螺纹。它可以车削右旋右旋螺纹，也可以车削左旋左旋螺

29、纹。 计算位移：主轴1r-刀架移动加工螺纹的一个导程L工(mm) 运动平衡方程式: u 从主轴到丝杠之间的总传动比 ； L丝 机床丝杠的导程，CA6140型车床的L丝=12mm； L工 被加工螺纹的导程（mm )。工丝主轴LLu1进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工） )车削米制螺纹 传动路线 ：刀架（丝杠）（啮合）（左螺纹）（右螺纹）主轴倍536252536362575100100633325253333335858基Muu进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工） 运动平衡式 ： 化简后得 ： u基、u倍分别为基本变速组传动比和增倍变速组传动比。 如适当选择u基和u倍值，就可得到米制螺纹导程L

30、 的各值（112mm）。 mmuuL122536362536257510010063333358581)(倍基主轴倍基uuL7进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工） 进给箱中的基本变速组基本变速组是双轴滑移齿轮变速机构，轴上的四个滑移齿轮可分别与轴上邻近的两个固定齿轮相啮合，共有8种传动比： 75 .628261基u7728282基u7928364基u7828323基u75.914195基u71014206基u71121337基u71221368基u除了u基1和u基5外，其余各传动比用分数表示时，分子按等差数列排列。进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工） 增倍变速组增倍变速组由轴间的三轴滑移齿

31、轮机构组成。可变换四种传动比： 它们之间依次相差2倍，其作用是将基本组的传动比成倍地增加或缩小，从而可以加工出不同螺距的螺纹。变换u基和u倍的值，就可得到32种导程值，其中标准的有20种。(米制螺纹表）81481545181倍u41481535282倍u21283545183倍u1283535284倍u进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）扩大导程传动路线扩大导程传动路线）（接正常导程传动路线（正常导程）（扩大导程）主轴5858582644442080505020802658 从传动路线表达式可知，扩大螺纹导程时，主轴到轴的传动比为 ： 当主轴转速为40-125r/min时， 45826444

32、45050208026581扩u进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工） 当主轴转速为10-32r/min 时， 而正常螺纹导程时，主轴到轴的传动比为： 所以，通过扩大导程传动路线可将正常螺纹导程扩大4倍或16倍。CA6140型车床车削大导程米制螺纹时，最大螺纹导程为192mm。16582644442080208026582扩u15858u进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工） ) 车削英制螺纹 英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数(扣/in)表示，其标准值也按分段等差数列的规律排列。 英制螺纹的导程 ：L=1/(in) 由于CA6140型车床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹也应换算成以毫米为单位

33、的相应导程值，即 ：进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）)(4 .25)(1mminL 英制螺纹传动路线与米制螺纹路线相比有以下调整：改变传动链中部分传动副的传动比，使其包含特殊因子 25.4； 将基本组两轴的主、被动关系对调，以便使分母为等差级数。进给箱中，离合器M3接通，M4脱开，M5接通。 其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。运动平衡式为 ： 将L=25.4/代入上式，得： 变换u基和u倍的值，就可得到各种标准的英制螺纹。倍基倍基主轴uuuuL14.257412253617510010063333358581)(进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）)/47inuu（扣倍基214.

34、2525367510010063 )车削模数螺纹 模数螺纹主要用在米制蜗杆中，用模数m表示螺距的大小。螺距与模数的关系为 ：pm=m(mm) 模数螺纹的导程为：Lm=k m(mm) （k螺纹的头数 ） 模数螺纹的标准模数m也是分段等差数列。车削时的传动路线与车削米制螺纹的传动路线基本相同。由于模数螺纹的螺距中含有因子，因此车削模数螺纹时所用的挂轮为 。9710010064进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工） 运动平衡式为： 式中 化简后得 将Lm=k m代入，得 只要变换u基和u倍，就可车削各种不同模数的螺纹 122536362536259710010064333358581(倍基主轴）uu

35、Lm48736259710010064， 倍基uukm47进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）124871(倍基主轴）uuLm ) )车削径节螺纹车削径节螺纹 径节螺纹主要用于同英制蜗轮相配合，即为英制蜗杆。其标准参数为径节，用DP表示，其定义为：对于英制蜗轮，将其总齿数折算到每一英寸分度圆直径上所得的齿数值，称为径节。根据径节的定义可得蜗轮齿距为： 式中 z蜗轮的齿数 ， D蜗轮的分度圆直径（in）。 只有英制蜗杆的轴向齿距PDP与蜗轮齿距/DP相等才能正确啮合，而径节制螺纹的导程为英制蜗杆的轴向齿距为： 标准径节的数列也是分段等差数列。 inDPDzzDp蜗轮齿距mmDPkinDPPDP

36、4 .25进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工） 车削径节螺纹时，可采用英制螺纹的传动路线，但挂轮需换为： 运动平衡式:化简得：变换u基和u倍可得常用的24种径节螺纹。DPuuLDP4 .2512253619710010064333358581倍基（主轴）9710010064倍基uukDP7进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）844 .2525369710010064 ) ) 车削非标准螺纹和精密螺纹车削非标准螺纹和精密螺纹 所谓非标准螺纹是指利用上述传动路线无法得到的螺纹 。 传动路线：离合器M3、M4和M5全部啮合 ，被加工螺纹的导程L工依靠调整挂轮的传动比u挂来实现。 运动平衡式 ：

37、换置公式： 由于传动链短，误差小，若选择高精度的齿轮作挂轮，则可加工精密螺纹。 mmuL12333358581挂（主轴）工进 给 运 动 传 动 链（螺纹加工）12工挂Ldcbau纵向和横向进给传动链纵向和横向进给传动链 机动进给传动链主要是用来加工圆柱面和端面，为了减少螺纹传动链丝杠及开合螺母磨损，保证螺纹传动链的精度，机动进给是由光杠经溜扳箱传动的。 a) 纵向机动进给传动链 两末端件：主轴1r-刀架f(mm) 运动平衡式 ：rmmuuf/125 . 28028483030402945632323656282536362536257510010063333358581倍基（主轴）纵进 给

38、运 动 传 动 链 化简后得： 正常螺距的米制螺纹加工路线得到进给量0.08-1.22mm/r（32种）； 正常螺距的英制螺纹加工路线得到的进给量0.86-1.59mm/r（8种）； 扩大螺距的米螺纹加工路线得到的进给量0.028-0.54mm/r（8种）； 扩大螺距英制螺纹加工路线得到进给量1.71-6.33mm/r(16种）。 b) 横向机动进给传动链 -M8-M6M7- -M9-(横） 当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，2f横 =f纵，横向与纵向 进给量的种数相同（64种）。 倍基纵uuf71.0进给运动传动链（纵横向机动进给） C)刀架快速移动 为了缩短辅助时间，提高生产效率，

39、CA6140型卧式车床的刀架可实现快速机动移动。刀架的纵向和横向快速移动由快速移动电动机(P=0.25kw，n=2800rmin)传动，经齿轮副18/24使轴高速转动，再经蜗轮蜗杆副4/29、溜板箱内的转换机构，使刀架实现纵向或横向的快速移动。快移方向由溜板箱中双向离合器M8和M9控制。 传动路线表达式为: 刀架快速纵向右移的速度 横向纵向快速移动电动机982942418MMmin/76. 4125 . 280284830304029429132800mv纵右（快）进给运动传动链（纵横向机动进给） (4)CA6140(4)CA6140型卧式车床的主要结构型卧式车床的主要结构 主轴箱主轴箱 主轴

40、箱是车床的主要部件，其主要功能是支承主轴，并实现其开、停、换向、制动和变速，把进给运动从主轴传向进给系统（展开图）。 注：（1）按各传动轴的传递运动的先后顺序，沿轴心线剖开，并将其展开在一个平面上而形成的装配图。它是沿着的轴线剖切展开后绘制出来的(剖面图)；（2）由于展开图是把立体的传动结构展开在一个平面上，其中有些轴之间距离被拉开了（如轴与轴离开较远），从而使本来相互啮合的齿轮被分开了,因此看展开图时,要弄清传动关系（结合传动系统图来看）；（3）为弄清各轴的实际位置，还应有向视图和剖面图。 a)卸荷带轮把径向载荷卸给箱体，即避免因V型带的拉力而使轴产生弯曲变形，提高了传动的平稳性。 卸荷路径

41、：F径向（皮带轮2）-螺钉花键套1深沟球轴承法兰3箱体4 b）双向多片摩擦离合器及其操纵机构 摩擦离合器除传递运动和动力，使主轴实现正、反转、停车外，还能起过载保险装置的作用 。 （摩擦离合器结构图之1之2、操纵图） CA6140的主要结构（主轴箱 ）c)主轴组件 主轴本身制造精度要求很高（特别是同轴度，径向跳动）； 。一般采用两支承，为了提高刚度也有用三支承的。前支承精度比后支承高一级，前后轴承间隙可调(动画）；主轴为空心阶梯轴，其内孔用来通过棒料或通过气动、电动或液压等夹紧驱动装置 ；主轴箱中的齿轮大都采用直齿轮， 只有主轴上（为了得到大的降速比，增加传动平稳）才有斜齿轮，主轴最右边的是空

42、套在主轴上的左旋斜齿轮，其传动较平稳，齿轮传动所产生的轴向力指向前轴承，以抵消部分轴向切削力，从而减小了前轴承所承受的轴向力； 主轴的润滑与密封： 主轴上前后轴承及传动齿轮的润滑都是由润滑油泵供油。主轴前后两端采用了油沟式密封，油沟为锯齿形截面的环形槽，主轴旋转时，由于离心力的作用，油液就沿着斜面甩回，经回油孔流到箱底，再回到床腿内的油池中。d)变速操纵机构 集中操纵机构，分别操纵轴上的双联滑移齿轮和轴上的三联滑移齿轮(仿真图1/图2。）CA6140的主要结构（主轴箱 ） 溜板箱溜板箱 功用：将进给运动或快速移动由进给箱或快速移动电动机传给溜板和刀架， 使刀架实现，纵、横向和正、反向机动走刀或

43、快速移动。 a)开合螺母机构 图 开合螺母机构(CA6140) 6手柄 7轴 24支承套 25下半螺母 26上半螺母 27圆销 28槽盘CA6140的主要结构（溜板箱 ） 开合螺母合上，与丝杠相啮合，实现加工螺纹的进给。反之，开合螺母分开，实现纵向、横向机动进给或快速移动。 b)纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构 c)互锁机构 作用：为了避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，开合螺母不应闭合。反之，合上开合螺母时，就不允许接通机动进给和快速移动。 螺纹加工 机动进给 d) 安全离合器和超越离合器 作用:机床过载或发生事故时，为防止机床损坏而自动断开，起安全保护作用。当载荷消失后，可自动

44、恢复正常工作。 互锁CA6140的主要结构（溜板箱 ）3.3.1.2 3.3.1.2 其他车床其他车床 (1)(1)立式车床：立式车床： 单柱式和双柱式 一般用于加工直径大，长度短且质量较大的工件。 立式车床的工作台的台面是水平面 ，主轴的轴心线垂直于台面，工件的矫正，装夹比较方便，工件和工作台的重量均匀地作用在工作台下面的圆导轨上。 (2)(2)转塔车床转塔车床 （动画）（动画） 除了由前刀架外，还有一个转塔刀架 。转塔刀架由六个装刀位置，可以沿床身导轨做纵向进给。每一个刀位加工完毕后，转塔刀架快速返回，转动60，更换到下一个刀位进行加工。 适用范围：成批加工形状复杂的盘套类零件。 。其 他

45、 车 床3.3.2 车刀车刀1、车刀主要类型： 直头外圆车刀；直头外圆车刀； 弯头车刀；弯头车刀； 偏刀；偏刀； 切槽或切断刀；切槽或切断刀； 镗孔刀；镗孔刀； 螺纹车刀；螺纹车刀； 成形车刀。成形车刀。车 刀 2 2、车刀分类、车刀分类 车刀按结构可分为： (1) (1) 整体车刀整体车刀 (2) (2) 焊接车刀焊接车刀 其优点是结构简单，紧凑，刀具刚度好，抗振性能强，制造方便，适用灵活。其缺点是切削性能较低，刀杆不能重复利用，辅助时间长。 (3) (3) 机夹车刀机夹车刀 (4) (4) 可转位车刀可转位车刀 使用可转位刀片的机夹车刀。其优点是刀具使用寿命常，生产效率高，有利于推广新技术

46、，新工艺，有利于降低刀具成本。 车 刀可转位车刀的组成1-刀杆 2刀垫 3刀片 4夹固元件3、可转位车刀的夹紧要求 （1 1）定位精度高）定位精度高 刀片转位或更换新刀片后，刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内。 （2 2）刀片夹紧可靠）刀片夹紧可靠 应保证刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合，经得起冲击和振动。同时，夹紧力也不宜过大，应力分布应均匀，以免压碎刀片。 （3 3）排屑流畅）排屑流畅 刀片前面上最好无障碍，保证切屑排出流畅，并容易观察。特别对于车孔刀，最好不用上压式，防止切屑缠绕划伤已加工表面。 （4 4）使用方便）使用方便 转换刀刃和更换新刀片方便、迅速。 车 刀 4、可转位车刀刀片

47、的夹紧形式可转位车刀刀片的夹紧形式 a） 杠杆式夹紧杠杆式夹紧图 杠杆式夹紧a)直杆式b)直杆式c)曲杆式刀杆刀片刀垫杠杆弹簧套螺钉弹簧螺钉车 刀 应用杠杆原理对刀片应用杠杆原理对刀片进行夹紧。当旋动螺钉时，进行夹紧。当旋动螺钉时，通过杠杆产生的夹紧力将通过杠杆产生的夹紧力将刀片定位夹紧在刀槽侧面刀片定位夹紧在刀槽侧面上；旋出螺钉时刀片松开，上；旋出螺钉时刀片松开，半圆筒形弹簧套可保持刀半圆筒形弹簧套可保持刀垫不动。其特点是：定位垫不动。其特点是：定位精度高，夹固牢靠，受力精度高，夹固牢靠，受力合理，使用方便，但工艺合理，使用方便，但工艺性较差，适用于专业工具性较差，适用于专业工具厂大批量的生

48、产。厂大批量的生产。 b) b)偏心销式夹紧偏心销式夹紧车 刀偏心销刀垫刀片刀杆 利用螺钉上端部的一个偏心销，将刀片夹紧在刀杆上。该结构靠利用螺钉上端部的一个偏心销，将刀片夹紧在刀杆上。该结构靠偏心夹紧，靠螺钉自锁，结构简单，操作方便，但不能双边定位。由偏心夹紧，靠螺钉自锁，结构简单，操作方便，但不能双边定位。由于偏心过小，要求刀片的制造精度高；太大时则又在切削力冲击下容于偏心过小，要求刀片的制造精度高；太大时则又在切削力冲击下容易使刀片松动，故偏心式夹紧机构一般适用于连续平稳切削的场合。易使刀片松动，故偏心式夹紧机构一般适用于连续平稳切削的场合。 c c）楔销式夹紧）楔销式夹紧刀垫刀片销轴楔

49、快螺钉弹簧片 车 刀 该结构是把刀片通过内孔定位在刀杆刀片的销轴上，由压紧螺钉下压带有该结构是把刀片通过内孔定位在刀杆刀片的销轴上，由压紧螺钉下压带有斜面的楔块，使其一面紧靠在刀杆凸台上，另一面将刀片压靠在中间孔内的圆斜面的楔块，使其一面紧靠在刀杆凸台上，另一面将刀片压靠在中间孔内的圆柱销上，将刀片压紧。该结构简单易操作，但精度较低，且夹紧力与切削力相柱销上，将刀片压紧。该结构简单易操作，但精度较低，且夹紧力与切削力相反（切削力会减小压紧力）。反（切削力会减小压紧力）。车 刀 d)拉垫式夹紧 （结构简单紧凑）12 拉垫刀片销轴锥端螺钉 e)上压式夹紧（用于无孔车刀）车 刀销轴刀垫刀片压板锥孔压

50、板螺钉支钉弹簧 （5 5）成形车刀）成形车刀 用在各类车床上加工内、外回转体成形表面，其刀形根据工件轮廓计。该种车刀有平体，棱体，圆体三种型式。 平体成形车刀只能用来加工外成形表面，并且沿前刀面的可重磨次数不多;棱体成形车刀可重磨次数比平体成形车刀多，也只能用来加工外成形表面;圆体成形车刀的外形是回转体，切削刃在圆周表面上分布，可用来加工内、外成形表面。由于重磨时磨的是前刀面，故可重磨次数更多。 图 径向进给的成形车刀a） 平体；b）棱体；C）圆体车 刀3.4 孔加工机床与刀具孔加工机床与刀具 3.4.1 钻床钻床 (1) 应用 钻床是用钻头在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较小，精度要求

51、不太高的孔。可完成钻孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等工作 。 (2)运动分析：工件固定，刀具作旋转主运动，同时沿轴向作进给运动。 (3)钻床的主参数：最大钻孔直径。 (4)分类 立式钻床，适用于中小工件的单件，小批量生产。 摇臂钻床，适用于加工一些大而重的工件上的孔(工件不动，移动 主轴)。 台式钻床，小型钻床，常安装在台桌上，用来加工直径小于12mm的孔。 深孔钻床及其他钻床。 (5)钻削特点，刀具刚性差，排屑困难，切削热不易排出 。钻 床3.4.2 镗床镗床 (1)应用 镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较 大，精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求

52、较高的孔，如箱体上的孔，还可以进行铣削，钻孔，扩孔，铰孔等工作。 (2)镗削特点 刀具结构简单,通用性达,可粗加工也可半精加工和精加工,适用批量较小的加工，镗孔质量取决于机床精度。 (3)运动分析 主运动为镗刀的旋转运动，进给运动为镗刀或工件的移动 。 (4)分类 卧式镗床（动画） 卧式镗床既要完成粗加工（如粗镗、粗铣、钻孔等），又要进行精加工（如精镗孔）。因此对镗床的主轴部件的精度、刚度有较高的要求. 卧式镗床的主参数是镗轴直径 。镗 床 坐标镗床 一种高精度的机床。其主要特点是具有坐标位置的精密测量装置；有良好的刚性和抗振性 。它主要用来镗削精密孔（IT5级或更高），例如钻模、镗模上的精密

53、孔。 工艺范围：可以镗孔、钻孔、扩孔、铰孔以及精铣平面和沟槽，还可以进行精密刻线和划线以及进行孔距和直线尺寸的精密测量工作 。 。 图 卧式坐标镗床1-下滑座；2上滑座；3工作台；4立柱；5主轴箱；6床身底座坐标镗床的主要技术参数是工作台的宽度。镗 床 金刚镗床 一种高速精密镗床。主要特点是主运动vc很高，ap和f很小，加工精度可达IT5IT6，Ra达0.63-0.08m。金刚镗床的主轴短而粗，刚度较高，传动平稳，能加工出低表面粗糙度和高精度孔。 单面卧式金刚镗床 镗 床（5） 镗刀 多用于箱体孔的粗,精加工。 一般可分为单刃镗刀和多刃镗刀两大类。 单刃镗刀结构简单，制造方便，通用性好。 多刃

54、镗刀 两端都有切削刃,工作时可消除径向力对镗杆的影响,工件的孔径尺寸与精度由镗刀径向尺寸保证。多采用浮动连接结构,可减少镗刀块安装误差及镗杆径向跳动所引起的加工误差。 孔的加工精度可达IT6-IT7,Ra达0.8m。 镗床及镗刀动画 镗 刀3.4.3 孔加工刀具孔加工刀具 按用途可分为两大类。一类是从实体材料中加工出孔的刀具，如：麻花钻，扁钻，中心钻和深孔钻等。另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具，常用的有扩孔钻，铰刀及镗刀。 3.4.3.13.4.3.1麻花钻麻花钻 是常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加工。钻孔的尺寸精度为IT11-IT12，Ra为50-12.5m。加工孔径范围为0

55、.1-80mm,以30mm以下时最常用。 孔 加 工 刀 具孔 加 工 刀 具标准麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成。柄部 用在与机床或夹具联接，起夹持定位作用,并传递扭矩和轴向力。颈部 位于工作部分和柄部之间，磨削柄部时，是砂轮的退刀槽。钻 头的标记也常注于此。工作部分 由切削部分和导向部分组成。 麻花钻的工作部分有两个对称的刃瓣（通过中间的钻芯连接在一起），两条对称的螺旋槽（用于容屑和排屑）；导向部分磨有两条棱边（刃带），为了减少与加工孔壁的摩擦，棱边直径磨有(0.030.12）/100的倒锥量，形成副偏角r。 麻花钻的两个刃瓣可以看作两把对称的车刀。 其切削部分的构成为：孔 加 工 刀 具

56、 标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大（从外缘处的大约+30逐渐减小到钻芯处的大约-30)、螺旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差(横刃前角约为-60）等结构问题。 生产中,为了提高钻孔的精度和效率,常将标准麻花钻按特定方式刃磨成“群钻” (倪志福）。 “一尖三刃” 到“三尖七刃” 孔 加 工 刀 具 3.4.3.2 3.4.3.2 中心钻中心钻 用来加工各种轴类工件的中心孔。 图 中心钻a)无护锥；b）有护锥孔 加 工 刀 具 3.4.3.3 3.4.3.3 深孔钻深孔钻 用于加工孔深L与孔径D之比L/D20-100的特殊深孔。在加工过程中，必须解决断屑,排屑,冷却润滑和导向等问题 。 孔 加

57、工 刀 具 3.4.3.4 3.4.3.4 扩孔钻扩孔钻 常用作铰孔或磨床前的预加工扩孔以及毛坯孔的扩大,作半精加工，在成批或大量生产时应用较广。扩孔的加工精度可达IT10-IT11,Ra可达6.3-3.2m。 扩孔特点扩孔特点 切削刃不必自外圆延续到中心，避免了横刃的不良影响；由于ap小,切削窄,易排除;同时排屑槽可作得较小较浅,增加刀具刚度；生产率高,导向性较好,切削较平稳 。孔 加 工 刀 具 3.4.3.8 3.4.3.8 锪钻锪钻 用于在已加工孔上锪各种沉头孔和孔端面的凸台平面。 图 锪钻的类型a)带导柱平底锪钻 b) 带导柱锥面锪钻 c) 不带导柱锥面锪钻 d) 端面锪钻孔 加 工

58、 刀 具 3.4.3.5 3.4.3.5 铰刀铰刀: 用于对孔进行半精加工和径加工，加工精度可达IT6-IT8.Ra可达1.6-0.4m。 铰刀分为： 机用铰刀:用于在机床上铰孔,常用高速钢制造,有锥柄和直柄两种型式； 手用铰刀:常为整体式结构.直柄方头,结构简单.手工操作,使用方便。 图 铰刀的结构和几何参数孔 加 工 刀 具孔 加 工 刀 具 3.4.3.7 拉刀 一种加工精度和切削效率都比较高的多齿刀具,广泛应用于大批量生产中,可加工各种内，外表面.可分为内拉刀和外拉刀（图示）。其加工装备为拉床 圆孔拉刀圆孔拉刀的结构及其工作情况。工作时，拉刀沿其轴线作直线运动，以其后一刀齿高于前一刀齿

59、来完成拉削任务。拉削速度较低，一般为v=28m/min，切削厚度很薄（齿升量af：粗切齿为0.020.2mm；精切齿为0.0050.015mm），拉削平稳，拉削精度可达TI7IT9，表面粗糙度值Ra2.51.25m.。由于同时工作的齿数多，切削刃长，一次行程完成粗、精加工，而且每一刀齿在工作行程中只切削一次，刀具磨损较慢，生产率和刀具的耐用度较高。由于拉刀的设计、制造复杂，价格昂贵，因此适用于大批量生产。3.5 刨床与插床刨床与插床 3.5.13.5.1刨床刨床 用于刨削各种平面和沟槽，主要类型有牛头刨床和龙门刨床。 刨削特点:机床刀具简单,通用性好 ，生产率较低 ，加工精度较低。 3.5.1

60、.1 3.5.1.1 牛头刨床牛头刨床 （动画）（动画） 主运动: 由滑枕沿床身导轨在水平方向作往复直线运动来实现； 特 点: 主运动速度不能太高(因为滑枕换向时有大的惯性力)，加之 只能单刀加工,且在反向运动时不加工,所以牛头刨床效率和 生产效率低； 应 用: 主要适用于单件,小批量生产或机修车间,在大批量生产中被 铣床代替； 主参数: 最大刨削长度。 刨 床 与 插 床 3.5.1.2 3.5.1.2 龙门刨床龙门刨床 应用 主要用于加工大型或重型零件上的各种平面, 沟槽和各种导轨面; 运动分析 主运动为工作台的往复直线运动 ; 主参数 最大刨削宽度。 图 龙门刨床刨 床 与 插 床 3.