第三章金属切削机床

1、本章学习目的：本章学习目的：了解并掌握各种机床及其刀具的工艺范围了解并掌握各种机床及其刀具的工艺范围和加工特点，学会针对不同的工件、不同的表面和不同的和加工特点，学会针对不同的工件、不同的表面和不同的加工要求，恰当的选择加工设备和相应的加工工艺方法。加工要求，恰当的选择加工设备和相应的加工工艺方法。第一节 概述第一节第一节 概概 述述一、机械制造中的加工方法一、机械制造中的加工方法m0m0m0m 按照工件在加工过程中质量的变化（ ），可将加工方法分为材料去除加工材料去除加工（ ）、材料成形材料成形加工加工 （ ）和材料累积加工材料累积加工（ ）三种形式。 通过在被加工对象上去除一部分材料、减一

2、部分材料、减少一部分重量后才制成一合格零件的。少一部分重量后才制成一合格零件的。 按材料去除方式不同分为切削加工和特种按材料去除方式不同分为切削加工和特种加工两种加工方法。如切削与磨削，电火花加加工两种加工方法。如切削与磨削，电火花加工、电解加工等特种加工等。工、电解加工等特种加工等。一、机械制造中的加工方法一、机械制造中的加工方法 与其它方法相比，其材料利用率较低，与其它方法相比，其材料利用率较低，但由于该方法的加工精度相对较高、表面质但由于该方法的加工精度相对较高、表面质量相对较好，并且有很强的加工适应性。量相对较好，并且有很强的加工适应性。一、机械制造中的加工方法一、机械制造中的加工方法

3、在较高温度（或压力）下，使材料在模具中成形的方法，进入工艺过程物料初始重量近似等于加工后最终重量。如铸造、压力加工、粉末冶金、注塑成形等。 主要特点是生产效率较高，一般常用于制造主要特点是生产效率较高，一般常用于制造毛坯，也可用于制造形状复杂但精度和表面粗糙毛坯，也可用于制造形状复杂但精度和表面粗糙度要求较低的零件。度要求较低的零件。 精密铸造、精密锻造、挤压及粉末冶金等材精密铸造、精密锻造、挤压及粉末冶金等材料成形加工则可用来直接制造精度要求较高料成形加工则可用来直接制造精度要求较高（IT7IT7）的零件。）的零件。材料累积加工法 利用微体积材料逐渐叠加的方式使零件成形。如电镀、化学镀等原子

4、沉积加工，热喷涂、静电喷涂等微粒沉积加工等。近几年才发展起来的快速原型制造技术（RPM）“三维打印机” ，是材料累积法的新发展。快速制造出来的原型可作为设计评估、投标或展示的样件。 其特点是可以形成任意复杂形状的零件，而其特点是可以形成任意复杂形状的零件，而无需刀、夹具等生产准备活动。无需刀、夹具等生产准备活动。 （一）零件表面的形成方法及所需运动（一）零件表面的形成方法及所需运动 1零件表面的形状零件表面的形状零件表面可以看作是一条线（称为母线母线）沿另一条线（称为导线导线）运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线形成表面的发生线。常见的零件表面按其形状可分为常见的零件表面按其形状可分为

5、三类：三类： (1) 旋转表面； (2) 纵向表面； (3) 特形表面。二、零件表面成形原理及机床基本知识二、零件表面成形原理及机床基本知识（一）零件表面的形成方法及所需运动（一）零件表面的形成方法及所需运动 2零件表面的形成方法零件表面的形成方法二、零件表面成形原理及机床基本知识二、零件表面成形原理及机床基本知识（一）零件表面的形成方法及所需运动（一）零件表面的形成方法及所需运动 2零件表面的形成方法零件表面的形成方法（1）轨迹法）轨迹法 刀具切削点按一刀具切削点按一定的规律作轨迹运动，定的规律作轨迹运动，形成所需的发生线。形成所需的发生线。 刀具需要有一个刀具需要有一个独立的成形运动。独立

6、的成形运动。（一）零件表面的形成方法及所需运动（一）零件表面的形成方法及所需运动 2零件表面的形成方法零件表面的形成方法（2）成形法）成形法 刀具刀刃的形状及尺寸与需要成形的发生线一致。 刀具不需要专刀具不需要专门的成形运动门的成形运动。（一）零件表面的形成方法及所需运动（一）零件表面的形成方法及所需运动 2零件表面的形成方法零件表面的形成方法（3）相切法）相切法 加工时，刀具中心按一定规律作轨迹运动，切削点运动轨迹与工件相切就形成了发生线。 刀具需要有两个刀具需要有两个独立的成形运动。独立的成形运动。（一）零件表面的形成方法及所需运动（一）零件表面的形成方法及所需运动 2零件表面的形成方法零

7、件表面的形成方法（4）展成法）展成法 切削线与发生线作纯滚动运动（展成运动），发生线是切削线的包络线。 刀具和工件需要刀具和工件需要有一个独立的复合成有一个独立的复合成形运动（展成运动）。形运动（展成运动）。 用来形成被加工表面形状的运动称为用来形成被加工表面形状的运动称为表面成形运动表面成形运动，成形运动由机床的主运动和进给运动组成。成形运动由机床的主运动和进给运动组成。 1) 主运动主运动 机床上形成切削速度并消耗大部分切削动力机床上形成切削速度并消耗大部分切削动力的运动。的运动。 2) 进给运动进给运动 配合主运动维持切削加工连续不断进行配合主运动维持切削加工连续不断进行的运动。根据刀具

8、相对于工件被加工表面运动方向的不同，的运动。根据刀具相对于工件被加工表面运动方向的不同，进给运动可分为纵向进给、横向进给、圆周进给、径向进进给运动可分为纵向进给、横向进给、圆周进给、径向进给和切向进给运动等。给和切向进给运动等。 3)3)辅助运动辅助运动 实现加工中的各种辅助动作。辅助运动主实现加工中的各种辅助动作。辅助运动主要有：切入运动、分度运动、操纵和控制运动等。要有：切入运动、分度运动、操纵和控制运动等。 3表面成形运动表面成形运动（一）零件表面的形成方法及所需运动（一）零件表面的形成方法及所需运动1金属切削机床的基本结构金属切削机床的基本结构（1）动力源）动力源（2）运动执行机构）运

9、动执行机构 （3）传动机构）传动机构（4）支承系统）支承系统（5）控制系统）控制系统（二）机床的基本结构和传动（二）机床的基本结构和传动XZn 1.1.动力源动力源 为机床提供动力为机床提供动力( (功率功率) )和运动的驱动部分，如各种交流和运动的驱动部分，如各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统的液压泵、液压马达等。电动机、直流电动机和液压传动系统的液压泵、液压马达等。 2.2.传动机构（系统）传动机构（系统） 包括主传动系统、进给传动系统和其它运动的传动系统，包括主传动系统、进给传动系统和其它运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件，有些机床主轴组件与变速箱合在如变速箱、进给箱等部件，有

10、些机床主轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。一起成为主轴箱。 3.3.支承系统支承系统 用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承受其重力用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等。支承件是机床的基础构和切削力，如床身、底座、立柱等。支承件是机床的基础构件，亦称机床大件或基础件。件，亦称机床大件或基础件。一、机床的基本结构 4.4.运动执行机构运动执行机构 (1)(1)与最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的与最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的执执行部件行部件，即安装工件或刀具的部件；，即安装工件或刀具的部件； (2)(2)与工件和刀具安装及调整有关的部

11、件或装置，如自与工件和刀具安装及调整有关的部件或装置，如自动上下料装置、自动换刀装置等；动上下料装置、自动换刀装置等； (3)(3)与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。操纵机构等。 5.5.控制系统控制系统 用于控制各工作部件的正常工作，主要是用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系电气控制系统统，有些机床局部采用，有些机床局部采用液压或气动控制系统液压或气动控制系统。数控机床则。数控机床则是数控系统，它包括数控装置、主轴和进给的伺服控制系是数控系统，它包括数控装置、主轴和进给的伺服控制系统统( (伺服单元伺服单元) )、可

12、编程序控制器和输入输出装置等。、可编程序控制器和输入输出装置等。 6.6.冷却系统冷却系统 用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。位进行冷却。 7.7.润滑系统润滑系统 用于对机床的运动副用于对机床的运动副( (如轴承、导轨等如轴承、导轨等) )进行进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。润滑，以减小摩擦、磨损和发热。 8.8.其它装置其它装置 如排屑装置、自动测量装置等。如排屑装置、自动测量装置等。二、机床传动链和传动系统图二、机床传动链和传动系统图传动链：传动链：在机床的传动系统中，连接动力源和执行件或连在机床的传动系统中，连接动力源和执行件或连

13、接执行件和执行件的一系列按顺序排列的传动元件，习惯接执行件和执行件的一系列按顺序排列的传动元件，习惯上称为传动链。机床的每一个运动都有一条传动链。上称为传动链。机床的每一个运动都有一条传动链。 机床的传动系统机床的传动系统（kinematic system)kinematic system)：由机床的所有传：由机床的所有传动链组成的运动传递系统。动链组成的运动传递系统。传动系统图传动系统图(kinematic scheme)(kinematic scheme)：研究机床传动系统时，：研究机床传动系统时，为了简化和方便，常常把传动链中的各个传动件用规定的为了简化和方便，常常把传动链中的各个传动件

14、用规定的符号来表示（具体符号及含义参见机床手册），用来表达符号来表示（具体符号及含义参见机床手册），用来表达机床的传动关系和顺序的示意图，称为传动系统图。机床的传动关系和顺序的示意图，称为传动系统图。 由动力源由动力源-传动装置传动装置-执行件或执行件执行件或执行件-传动装置传动装置-执行件构成执行件构成的传动联系，称为传动链。按传动链的性质不同可分为的传动联系，称为传动链。按传动链的性质不同可分为 : 联系动力源与执行机构之间的传动链。它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，其传动比的变化，只使执行件获得一定的速度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面

15、粗糙度，不影响加工表面的形状和精度。影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表面的形状和精度。n 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。链就是外联系传动链。 联系一个执行机构和另一个执行机构之间运联系一个执行机构和另一个执行机构之间运动的传动链。它决定着加工表面的形状和精度，对执行机构动的传动链。它决定着加工表面的形状和精度，对执行机构之间的相对运动有严格要求。因此，内联系传动链的传动比之间的相对运动有严格要求

16、。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比变化的传动副（如必须准确，不应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带传动和链传动）。皮带传动和链传动）。n 车削螺纹时，保证主轴和刀架之间的严格运动关系的传动车削螺纹时，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。链就是内联系传动链。 三、机床的分类三、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，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，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、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺车床、钻床

17、、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、纹加工机床、铣床、刨插床、 拉床、特种机床、拉床、特种机床、锯床和其它机床。锯床和其它机床。 在每一类机床中，又按工艺范围、布局型式和结构性能在每一类机床中，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）。为若干组，每一组又分为若干个系（系列）。 机机 床床 的的 分分 类类 2、其他分类方法、其他分类方法 按万能程度分按万能程度分: : 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：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

18、寸分：按重量和尺寸分：仪表机床、中型机床、仪表机床、中型机床、 大型机床（质量大型机床（质量20t)20t)、 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：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：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 类四、金属切削机床型号的编制 机床型号是机床产品的代号，用以简机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、性能和结构特点、明地表示机床的类型、性能和结构特点、主要技

19、术参数等。主要技术参数等。 我国机床型号编制方法的现行国家标我国机床型号编制方法的现行国家标准是准是“GB/T153751994金属切削机床金属切削机床型号编制方法型号编制方法”，机床型号由一组，机床型号由一组汉语拼汉语拼音字母和阿拉伯数字音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。按一定规律组合而成。 通用机床型号的编制方法通用机床型号的编制方法 1.机床的类别代号 机床的类别代号机床的类别代号 用大写的汉语拼音字母表示。需要时，用大写的汉语拼音字母表示。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，作为型号的首位，但第一

20、分类不予表示。在类代号之前，作为型号的首位，但第一分类不予表示。M M代表的是内、外圆磨床；代表的是内、外圆磨床；2M2M代表的是深孔或者平面类的磨床；代表的是深孔或者平面类的磨床；3M3M代表代表的是轴承、滚子、钢球类的磨床。的是轴承、滚子、钢球类的磨床。 2.通用特性代号通用特性代号n通用特性代号位于类代号之后，用大写汉语拼音字母表示。当某种通用特性代号位于类代号之后，用大写汉语拼音字母表示。当某种类型机床除有普通型外，还有如表类型机床除有普通型外，还有如表2所示的某种通用特性时，则在所示的某种通用特性时，则在类代号之后加上相应特性代号。如类代号之后加上相应特性代号。如“CK”表示数控车床

21、；如果同时表示数控车床；如果同时具有两种通用特性时，则可按重要程度排列，用两个代号表示，如具有两种通用特性时，则可按重要程度排列，用两个代号表示，如“MBG”表示半自动高精度磨床。表示半自动高精度磨床。结构特性代号结构特性代号 对于主参数相同，而结构性能不同的机床，在对于主参数相同，而结构性能不同的机床，在型号中用结构特性区分。结构特性代号在型号无统型号中用结构特性区分。结构特性代号在型号无统一含义，它只是在同类型机床中起区分结构、性能一含义，它只是在同类型机床中起区分结构、性能不同的作用。当机床具有通用特性代号时，结构特不同的作用。当机床具有通用特性代号时，结构特性代号位于通用特性代号之后，

22、用大写汉语拼音字性代号位于通用特性代号之后，用大写汉语拼音字母表示。如母表示。如CA6140CA6140中的中的“A”A”和和CY6140CY6140中的中的“Y”Y”，均为结构特性代号，它们分别表示为沈阳第一机床均为结构特性代号，它们分别表示为沈阳第一机床厂和云南机床厂生产的基本型号的卧式车床。为了厂和云南机床厂生产的基本型号的卧式车床。为了避免混淆，通用特性代号已用的字母和避免混淆，通用特性代号已用的字母和“L”L”、“0”0”都不能作为结构特性代号使用。都不能作为结构特性代号使用。 3.机床的组、系代号机床的组、系代号n组、系代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一组、系代号用两位

23、阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别。每类机床按其结构性能及使用范围划分为用数位表示系别。每类机床按其结构性能及使用范围划分为用数字字0909表示的表示的1010个组。在同一组机床中，又按主参数相同、个组。在同一组机床中，又按主参数相同、主要结构及布局型式相同划分为用数字主要结构及布局型式相同划分为用数字0909表示的表示的1010个系。个系。 4.4.主参数代号、设计顺序号主参数代号、设计顺序号 机床主参数是表示机床规格大小的一种机床主参数是表示机床规格大小的一种尺寸参数尺寸参数。在。在机床型号中，机床型号中，用阿拉伯数字给出主参数的折算值用阿拉伯数字给出主参数的折算值，位于机床组

24、、系代号之后。折算，位于机床组、系代号之后。折算系数一般是系数一般是1/101/10或或1/1001/100，也有少数是，也有少数是1 1。例如，。例如，CA6140CA6140型卧式机床中型卧式机床中主参数的折算值为主参数的折算值为4040（折算系数是（折算系数是1/101/10），其主参数表示在床身导轨），其主参数表示在床身导轨面上能车削工件的最大回转直径为面上能车削工件的最大回转直径为400mm400mm。某些通用机床。某些通用机床, ,当无法用一当无法用一个主参数表示时，则用设计顺序号来表示。个主参数表示时，则用设计顺序号来表示。 5.主轴数、第二主参数主轴数、第二主参数n对于多轴车床

25、、排式钻床等，其主轴数应以实际数值对于多轴车床、排式钻床等，其主轴数应以实际数值列入型号（阿拉伯数字），位于主参数后面，用列入型号（阿拉伯数字），位于主参数后面，用“”分开，读分开，读“乘乘”。n第二主参数是对主参数的补充第二主参数是对主参数的补充, ,如最大工件长度、最大如最大工件长度、最大跨距、工作台工作面长度等，第二主参数一般不予给跨距、工作台工作面长度等，第二主参数一般不予给出，如特殊情况需要表示时，一般也把实际值折算成出，如特殊情况需要表示时，一般也把实际值折算成两位数值表示，最多不超过三位数。各类机床的第二两位数值表示，最多不超过三位数。各类机床的第二主参数的含义和数值表示可参阅机

26、床手册。主参数的含义和数值表示可参阅机床手册。6.6.机床重大改进序号机床重大改进序号 当机床的性能及结构有重大改进，并按新产品重新设计、试制当机床的性能及结构有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号尾部加重大改进顺序号，即汉语拼音字母和鉴定时，在原机床型号尾部加重大改进顺序号，即汉语拼音字母A A、B B、CC。7.7.其它特征代号及其表示方法其它特征代号及其表示方法 其它特性代号用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可用其它特性代号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来反映不同的数控系统；对于一般机床可用以反

27、映同一型号机床的变型等。其它特性代号可用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组变型等。其它特性代号可用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。合来表示。8.8.企业代号及其表示方法企业代号及其表示方法 企业代号与其它特性代号表示方法相同，位于机床型号尾部，企业代号与其它特性代号表示方法相同，位于机床型号尾部，用用“”与其它特性代号分开，读作与其它特性代号分开，读作“至至”。若机床型号中无其它。若机床型号中无其它特性代号，仅有企业代号时，则不加特性代号，仅有企业代号时，则不加“”，企业代号直接写在，企业代号直接写在“/”/”后面。后面。根据通用机床型号编制方法，举例如下：根据通用机床型号编制方法

28、，举例如下： 举例22专用机床的型号编制专用机床的型号编制 （1）设计单位代号）设计单位代号 设计单位代号包括机床生产厂和机床研究单位代号，位于型号之首。（2）专用机床的设计顺序号）专用机床的设计顺序号 专用机床的设计顺序号按该单位的设计顺序（由“001”起始）排列，位于设计单位代号之后，并用“”号隔开，读作“至”。 五、金属切削机床型号的编制五、金属切削机床型号的编制 3.2 车床和车削加工车床和车削加工普通车床结构普通车床结构普通车床结构普通车床结构1-床身床身 2-进给箱进给箱 3-主轴箱主轴箱 4-床鞍床鞍 5-方刀架方刀架 6-尾座尾座 7-导轨导轨 8-丝杠丝杠 9-光杠光杠 10

29、-溜板箱溜板箱 11-接屑盘接屑盘光杆和丝杆都是传递转矩使刀架移动。光杆从结构光杆和丝杆都是传递转矩使刀架移动。光杆从结构上不能保证精确传动比，用来车外圆、端面、内孔上不能保证精确传动比，用来车外圆、端面、内孔等，不用来车螺纹。丝杆的作用是主轴转一圈刀架等，不用来车螺纹。丝杆的作用是主轴转一圈刀架能精确移动相应的距离，保证螺纹螺距相等，丝杆能精确移动相应的距离，保证螺纹螺距相等，丝杆用来车螺纹用。他们之间有互锁，即光杆、丝杆不用来车螺纹用。他们之间有互锁，即光杆、丝杆不能同时转，防止损害设备。能同时转，防止损害设备。 3.2.1 3.2.1 车床车床 1 1、应用：主要用于加工各种回转表面、应

30、用：主要用于加工各种回转表面 （内外圆柱面，圆锥面及成（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。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：车床的主运动是由工件的旋转运动实现的；、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。进给运动则由刀具的直线移动完成的。 3 3、分类：按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车、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，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

31、车床，彷形车床及多刀专门化车床等。多轴自动和半自动车床，彷形车床及多刀专门化车床等。 4 4、加工精度：车削加工可分为粗车、半精车、精车等，以满足不、加工精度：车削加工可分为粗车、半精车、精车等，以满足不同的加工要求。同的加工要求。粗车尺寸公差等级为粗车尺寸公差等级为IT12IT12IT11IT11，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa值为值为252512.5m12.5m；半精车为半精车为IT10IT10IT9IT9，RaRa值值6.36.33.2m3.2m；精车为精车为IT8IT8IT7IT7（外圆可达（外圆可达IT6IT6），），RaRa值值1.61.60.8m0.8m。车 床n 普普通通车车床

32、床的的工工艺艺范范围围车刀的种类和用途车刀的种类和用途 （1 1）直头外圆车刀；）直头外圆车刀；（2 2）弯头车刀；）弯头车刀；（3 3）偏刀；）偏刀；（4 4）切槽或切断刀；）切槽或切断刀；（5 5）镗孔刀；）镗孔刀；（6 6）螺纹车刀；）螺纹车刀；（7 7）成形车刀；）成形车刀； 车刀在结构上可分为整体车刀、焊接车刀和机械夹固式车刀。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接车刀和机械夹固式车刀。 整体车刀整体车刀主要是整体高速钢车刀，截面为正方形或矩形，使用主要是整体高速钢车刀，截面为正方形或矩形，使用时可根据不同用途进行刃磨；整体车刀耗用刀具材料较多，一般只时可根据不同用途进行刃磨；整体车刀耗用

33、刀具材料较多，一般只用作切槽、切断刀使用。用作切槽、切断刀使用。 焊接车刀焊接车刀是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在普通碳钢刀体是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在普通碳钢刀体上。它的优点是结构简单、紧凑、刚性好、使用灵活、制造方便，上。它的优点是结构简单、紧凑、刚性好、使用灵活、制造方便，缺点是由于焊接产生的应力会降低硬质合金刀片的使用性能，有的缺点是由于焊接产生的应力会降低硬质合金刀片的使用性能，有的甚至会产生裂纹。甚至会产生裂纹。 机械夹固车刀机械夹固车刀简称机夹车刀，根据使用情况不同又分为机夹重简称机夹车刀，根据使用情况不同又分为机夹重磨车刀和机夹可转位车刀。磨车刀和机夹可转位车刀。车刀

34、的种类和用途车刀的种类和用途 机夹可转位车刀是采用机械夹固的方法将可转机夹可转位车刀是采用机械夹固的方法将可转位刀片固定在刀体上。位刀片固定在刀体上。车刀的种类和用途车刀的种类和用途 可转位式车刀的组成：可转位式车刀的组成：可转位刀片、刀垫、刀杆、夹紧机构；可转位刀片、刀垫、刀杆、夹紧机构；切削性能好，辅助时间短，生产率高。切削性能好，辅助时间短，生产率高。 可转位车刀的刀片夹固机构应满足夹紧可靠、可转位车刀的刀片夹固机构应满足夹紧可靠、装卸方便、定位精确等要求。常用的夹固机构：装卸方便、定位精确等要求。常用的夹固机构：车刀的种类和用途车刀的种类和用途 （1）上压式）上压式 夹紧力大，定位可靠

35、，阻碍流屑夹紧力大，定位可靠，阻碍流屑（2）偏心式）偏心式 结构简单，结构简单， 不碍流屑，夹紧力不大不碍流屑，夹紧力不大（3）综合式）综合式 夹紧力大，夹紧力大， 耐冲击，结构复杂耐冲击，结构复杂（4）杠杆式）杠杆式CA6140车床及其传动系统和传动链CA6140CA6140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床身上最大工件回转直径-400mm-400mm最大工件长度最大工件长度-750-750；10001000；15001500；2000mm2000mm刀架上最大工件回转直径刀架上最大工件回转直径-210mm-210m

36、m主轴转速：正转主轴转速：正转 24 24级级-10-101400r/min1400r/min 反转反转 12 12级级-14-141580r/min1580r/min进给量：进给量： 纵向纵向 64 64级级-0.028-0.0286.33mm/r6.33mm/r 横向横向 64 64级级-0.014-0.0143.16mm/r3.16mm/r车削螺纹范围：米制螺纹车削螺纹范围：米制螺纹 44 44种种-P=1-P=1192mm192mm 英制螺纹英制螺纹 20 20种种-=2-=22424牙牙/in/in 模数螺纹模数螺纹 39 39种种-m=0.25-m=0.2548mm48mm 径节螺

37、纹径节螺纹 37 37种种-DP=1-DP=19696牙牙/in/in主电动机功率：主电动机功率：-7.5kW-7.5kW车车 床床2. 机床的传动系统机床的传动系统 CA6140车床传动系统图车床传动系统图（一）主轴箱（一）主轴箱 CA6140 CA6140 车床的主轴箱是一个比较复杂的部件。工件的旋转运动和车车床的主轴箱是一个比较复杂的部件。工件的旋转运动和车刀的纵横向运动都是通过主轴箱传递。了解车床的传动原理首先应从了解刀的纵横向运动都是通过主轴箱传递。了解车床的传动原理首先应从了解主轴箱的传动原理开始。主轴箱的传动原理开始。 1 1、卸荷式带轮、卸荷式带轮 主轴箱的动力从主电机经过皮带

38、轮和三角带传给轴主轴箱的动力从主电机经过皮带轮和三角带传给轴并输进主轴箱，并输进主轴箱，为防止轴为防止轴在三角带的张力作用下产生弯曲变形，设计时将皮带轮先通过在三角带的张力作用下产生弯曲变形，设计时将皮带轮先通过花键套、滚动轴承和法兰盘安装在箱体上。从而使张力由床身承受，扭矩花键套、滚动轴承和法兰盘安装在箱体上。从而使张力由床身承受，扭矩由花键套传给轴由花键套传给轴。轴。轴不再因皮带的张力而产生弯曲变形，故不再因皮带的张力而产生弯曲变形，故 轴轴 上上的零件的工作条件得到改善。的零件的工作条件得到改善。 2 2、双向多片式摩擦离合器、双向多片式摩擦离合器 双向多片式摩擦离合器安装在轴双向多片式

39、摩擦离合器安装在轴上。摩擦离合器由内摩擦片上。摩擦离合器由内摩擦片2 2、外摩擦片、外摩擦片3 3、止、止推片推片4 4、压块、压块7 7及空套齿轮及空套齿轮1 1和和8 8组成。左离合器传动主轴正转，正转主要用于切削，传组成。左离合器传动主轴正转，正转主要用于切削，传递的力矩较大，所以片数较多（外摩擦片递的力矩较大，所以片数较多（外摩擦片8 8片，内摩擦片片，内摩擦片9 9片）。右离合器传动主轴反片）。右离合器传动主轴反转，主要用于退刀，片数较少（外摩擦片转，主要用于退刀，片数较少（外摩擦片4 4片，内摩擦片片，内摩擦片5 5片）。内摩擦片片）。内摩擦片2 2安装在轴安装在轴的花键上，与轴的

40、花键上，与轴一起旋转。外摩擦片一起旋转。外摩擦片3 3的外圆上有四个相当于键的凸起装在齿轮的外圆上有四个相当于键的凸起装在齿轮1 1的缺口槽中，外片空套在轴的缺口槽中，外片空套在轴上。当杆上。当杆9 9通过销通过销5 5向左推动压块向左推动压块7 7时，内片时，内片2 2和外片和外片3 3相相互压紧，于是轴互压紧，于是轴的运动便通过内外片之间的摩擦力传给齿轮的运动便通过内外片之间的摩擦力传给齿轮1 1，使主轴正向转动。，使主轴正向转动。同理，当压块同理，当压块7 7向右压时，可使右离合器的内外摩擦片压紧，使主轴反向转动。当压向右压时，可使右离合器的内外摩擦片压紧，使主轴反向转动。当压块块7 7

41、处于中间位置时，左、右离合器都处于脱开状态，这时轴处于中间位置时，左、右离合器都处于脱开状态，这时轴虽然转动，但离合器虽然转动，但离合器不传递运动，主轴处于停止状态。不传递运动，主轴处于停止状态。 vhf1-双联齿轮；双联齿轮；2-外摩擦片；外摩擦片；3-内摩擦片；内摩擦片；4-螺母；螺母；5-固定销；固定销；6-花键滑套；花键滑套；7-拉杆；拉杆；8-滑套；滑套；9-销轴；销轴；10-摆杆；摆杆；11-拨叉；拨叉；12-空套齿轮；空套齿轮；13-挡销挡销M1（双向摩擦（双向摩擦片式离合器）片式离合器）3.2.2 3.2.2 工件在车床上的安装工件在车床上的安装n利用附件利用附件三爪卡盘三爪卡

42、盘：三爪卡盘的三个卡爪同时作等速径向移动，所以三爪：三爪卡盘的三个卡爪同时作等速径向移动，所以三爪卡盘夹紧工件时能自动定心。它适于装夹圆棒料、六角棒料以及卡盘夹紧工件时能自动定心。它适于装夹圆棒料、六角棒料以及外表面为圆柱面的工件。单独用三爪卡盘装夹工件时，工件悬伸外表面为圆柱面的工件。单独用三爪卡盘装夹工件时，工件悬伸不能太长（不超过夹持工件直径的不能太长（不超过夹持工件直径的3 3倍），否则会使工件产生形倍），否则会使工件产生形状误差或造成系统振动。状误差或造成系统振动。 四爪卡盘四爪卡盘：四爪卡盘的四个卡爪可分别单独调整，作径向向心或：四爪卡盘的四个卡爪可分别单独调整，作径向向心或离心运

43、动，特别适合装夹方形、长方形、椭圆形和其他不规则的离心运动，特别适合装夹方形、长方形、椭圆形和其他不规则的工件表面。这种卡盘的夹紧力大，可以装夹较大的工件。使用四工件表面。这种卡盘的夹紧力大，可以装夹较大的工件。使用四爪卡盘时，要使工件加工面的轴线与卡盘的回转轴线重合，所以爪卡盘时，要使工件加工面的轴线与卡盘的回转轴线重合，所以调整起来比较麻烦，找正精度和工人的技术水平有关，一般在单调整起来比较麻烦，找正精度和工人的技术水平有关，一般在单件小批生产中应用。件小批生产中应用。 双顶尖（拨盘、鸡心夹头）：加工轴类零件时，常用双顶尖装夹工件，双顶尖（拨盘、鸡心夹头）：加工轴类零件时，常用双顶尖装夹工

44、件，这样可以在一次安装过程中加工多个外圆、端面、螺纹、环槽等，容易这样可以在一次安装过程中加工多个外圆、端面、螺纹、环槽等，容易保证各表面之间的位置精度。在采用双顶尖安装工件时，首先要在工件保证各表面之间的位置精度。在采用双顶尖安装工件时，首先要在工件两端加工出顶尖孔。由于顶尖只能支承工件，所以在主轴端部还要装上两端加工出顶尖孔。由于顶尖只能支承工件，所以在主轴端部还要装上拨盘和鸡心夹头夹紧工件并带动工件一起转动。用双顶尖装夹工件时，拨盘和鸡心夹头夹紧工件并带动工件一起转动。用双顶尖装夹工件时，前顶尖安装在车床主轴前端的锥孔中并和主轴一起转动。后顶尖装在尾前顶尖安装在车床主轴前端的锥孔中并和主

45、轴一起转动。后顶尖装在尾座套筒锥孔中，可以和工件一起转动，叫做活顶尖；也可以固定不转，座套筒锥孔中，可以和工件一起转动，叫做活顶尖；也可以固定不转，称为死顶尖。活顶尖与工件上的顶尖孔无摩擦，可以在高速下进行车削，称为死顶尖。活顶尖与工件上的顶尖孔无摩擦，可以在高速下进行车削，但是由于顶尖中回转轴承等因素的影响，定心精度较低。死顶尖与工件但是由于顶尖中回转轴承等因素的影响，定心精度较低。死顶尖与工件中心孔之间有摩擦，会发热，所以要加润滑并且适当降低工件回转速度，中心孔之间有摩擦，会发热，所以要加润滑并且适当降低工件回转速度，但是死顶尖定心准确、刚性好，适于低速精加工场合。但是死顶尖定心准确、刚性

46、好，适于低速精加工场合。前卡盘、后顶尖：工件较长时，用两顶尖或单独用卡盘装夹都会产前卡盘、后顶尖：工件较长时，用两顶尖或单独用卡盘装夹都会产生刚性不足，影响加工精度。所以，粗加工余量大且不均匀的工件生刚性不足，影响加工精度。所以，粗加工余量大且不均匀的工件时，一般采用前端卡盘夹紧、后端顶尖顶紧的方式。为了防止强力时，一般采用前端卡盘夹紧、后端顶尖顶紧的方式。为了防止强力切削时卡盘夹紧轴向力不足，可在工件上车出一个小台阶，使卡盘切削时卡盘夹紧轴向力不足，可在工件上车出一个小台阶，使卡盘的端面抵住台阶来承受轴向切削力。的端面抵住台阶来承受轴向切削力。 花盘花盘：在车床上加工不规则零件时，可用花盘来

47、装夹。花盘的盘面：在车床上加工不规则零件时，可用花盘来装夹。花盘的盘面上有若干条槽，用来穿螺钉以固定工件。有时为了安装一些支架类上有若干条槽，用来穿螺钉以固定工件。有时为了安装一些支架类的零件，还要和弯板配合使用，这时常需要增加配重以保证回转平的零件，还要和弯板配合使用，这时常需要增加配重以保证回转平衡。工件用花盘安装时必须找正，使被加工表面的中心线和主轴的衡。工件用花盘安装时必须找正，使被加工表面的中心线和主轴的回转中心线同轴。因此，用花盘装夹零件比较费时费力，对工人技回转中心线同轴。因此，用花盘装夹零件比较费时费力，对工人技术水平要求较高，一般只适用于单件小批生产。术水平要求较高，一般只适

48、用于单件小批生产。中心架中心架、跟刀架跟刀架：对于直径较大、长度较长的轴类工件，：对于直径较大、长度较长的轴类工件，常常采用前端卡盘、后端中心架装夹；车削细长轴类零件常常采用前端卡盘、后端中心架装夹；车削细长轴类零件时，为了防止工件变形，除了用前面提到的卡盘或顶尖装时，为了防止工件变形，除了用前面提到的卡盘或顶尖装夹外，还常常在中间增加中心架或跟刀架来增加系统支承夹外，还常常在中间增加中心架或跟刀架来增加系统支承的刚性，防止加工中零件产生过大的弯曲变形，影响加工的刚性，防止加工中零件产生过大的弯曲变形，影响加工精度。中心架固定在床身上，使用中心架车细长轴要掉头、精度。中心架固定在床身上，使用中

49、心架车细长轴要掉头、接刀，而跟刀架固定在中拖板上，与刀架一起移动，所以接刀，而跟刀架固定在中拖板上，与刀架一起移动，所以可一次车出轴的全长。可一次车出轴的全长。 3.2.3 3.2.3 其它车床其它车床转塔车床转塔车床 n除了由前刀架外，还除了由前刀架外，还有一个转塔刀架有一个转塔刀架 。转。转塔刀架有六个装刀位塔刀架有六个装刀位置，可以沿床身导轨置，可以沿床身导轨做纵向进给。每一个做纵向进给。每一个刀位加工完毕后，转刀位加工完毕后，转塔刀架快速返回，转塔刀架快速返回，转动动6060，更换到下一，更换到下一个刀位进行加工。个刀位进行加工。 n适用范围：成批加工适用范围：成批加工形状复杂的盘套类

50、零形状复杂的盘套类零件。件。 转塔车床转塔车床其 他 车 床2.2.4 2.2.4 其它车床其它车床立式车床：立式车床： 分为单柱式和双柱式。一般用分为单柱式和双柱式。一般用于加工直径大，长度短且质量于加工直径大，长度短且质量较大的工件，是汽轮机、水轮较大的工件，是汽轮机、水轮机、重型电机、重型机械制造机、重型电机、重型机械制造厂不可缺少的加工设备。立式厂不可缺少的加工设备。立式车床的工作台的台面是水平面车床的工作台的台面是水平面 ，主轴的轴心线垂直于台面，工主轴的轴心线垂直于台面，工件的矫正、装夹比较方便，工件的矫正、装夹比较方便，工件和工作台的重量均匀作用在件和工作台的重量均匀作用在工作台

51、下面的圆导轨上，减少工作台下面的圆导轨上，减少了主轴及其轴承的载荷，因而了主轴及其轴承的载荷，因而容易保证加工精度容易保证加工精度。 单立柱式立式车床：加工直径单立柱式立式车床：加工直径一般小于一般小于1600mm 双立柱式立式车床：加工直径双立柱式立式车床：加工直径一般大于一般大于2000mm p 重型立式车床加工直径一般重型立式车床加工直径一般超过超过2500mm2500mm 视频 21min其它车床落地车床立式车床六角车床数控车床等2.3 钻床和钻削加工 (1) (1) 应用应用 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，

52、精度要求不太高的孔。可完成钻孔，扩孔，铰孔及攻螺小，精度要求不太高的孔。可完成钻孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等工作纹等工作 。 (2)(2)运动分析：工件固定，刀具作旋转主运动，同时沿轴向运动分析：工件固定，刀具作旋转主运动，同时沿轴向作进给运动。作进给运动。 (3)(3)钻床的主参数：最大钻孔直径。钻床的主参数：最大钻孔直径。 (4)(4)分类分类 立式钻床，适用于中小工件的孔，小批量生产。立式钻床，适用于中小工件的孔，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摇臂钻床，适用于加工一些大而重的工件上的孔( (工件不工件不动，移动轴动，移动轴) )。 台式钻床，小型钻床，常安装在台桌上

53、，用来加工直径小台式钻床，小型钻床，常安装在台桌上，用来加工直径小于于16mm16mm的孔。的孔。 深孔钻床及其他钻床。深孔钻床及其他钻床。 (5)(5)钻削特点：刀具刚性差，排屑困难，切削热不易排出钻削特点：刀具刚性差，排屑困难，切削热不易排出 。钻床加工方法钻 床立式钻床立式钻床n主轴垂直布置，且位置固定。主轴箱主轴垂直布置，且位置固定。主轴箱3 3内装有主运动和进给运动的变速机构、内装有主运动和进给运动的变速机构、主轴部件及操纵机构等。利用装在主轴主轴部件及操纵机构等。利用装在主轴箱上的进给操纵机构箱上的进给操纵机构5 5，可以使主轴实，可以使主轴实现手动快速升降、手动进给以及接通或现手

54、动快速升降、手动进给以及接通或断开机动进给。被加工工件可直接或通断开机动进给。被加工工件可直接或通过夹具安装在工作台过夹具安装在工作台1 1上，用移动工件上，用移动工件的方法使刀具旋转中心线与被加工孔的的方法使刀具旋转中心线与被加工孔的中心线重合。工作台和主轴箱都装在立中心线重合。工作台和主轴箱都装在立柱柱4 4的垂直导轨上，可以上下调整位置，的垂直导轨上，可以上下调整位置，以适应不同高度的工件。以适应不同高度的工件。n由于由于立式钻床主轴固定，对于多孔零件，立式钻床主轴固定，对于多孔零件，必须频繁移动和装夹零件才能使主轴回必须频繁移动和装夹零件才能使主轴回转轴线和被加工孔轴线重合，所以立式转

55、轴线和被加工孔轴线重合，所以立式钻床一般用来加工工件上单一的孔或在钻床一般用来加工工件上单一的孔或在单件小批生产中加工中小型工件上的多单件小批生产中加工中小型工件上的多个孔。个孔。 1-工作台工作台 2-主轴主轴 3-主轴箱主轴箱 4-立柱立柱5-进给操纵机构进给操纵机构 6-基座基座n对于一些大中型工件或工件上的孔较多对于一些大中型工件或工件上的孔较多时，因移动费力，找正困难，在立式钻时，因移动费力，找正困难，在立式钻床上加工不方便，这时，最适合在摇臂床上加工不方便，这时，最适合在摇臂钻床上加工。钻床上加工。n摇臂钻床的摇臂摇臂钻床的摇臂4 4可绕立柱可绕立柱2 2的轴线转动，的轴线转动，主

56、轴箱主轴箱3 3装在摇臂上，可沿摇臂导轨水平装在摇臂上，可沿摇臂导轨水平移动，及随摇臂一起转动，以调整主轴移动，及随摇臂一起转动，以调整主轴5 5的位置，使刀具的旋转轴线与被加工孔的位置，使刀具的旋转轴线与被加工孔的中心线重合。摇臂可沿立柱升降，以的中心线重合。摇臂可沿立柱升降，以便适应不同高度的工件。主轴位置调整便适应不同高度的工件。主轴位置调整好以后，将其锁紧。如果零件尺寸较大，好以后，将其锁紧。如果零件尺寸较大，可将其直接放在床身上进行加工，尺寸可将其直接放在床身上进行加工，尺寸较小的零件则可安装在工作台较小的零件则可安装在工作台6 6上进行加上进行加工。工。n除钻孔外，在摇臂钻床的主轴

57、上换上铰除钻孔外，在摇臂钻床的主轴上换上铰刀、锪刀、丝锥等也可以铰孔、锪孔或刀、锪刀、丝锥等也可以铰孔、锪孔或端面、攻丝等。端面、攻丝等。n摇臂钻床适合单件、中小批量生产中加摇臂钻床适合单件、中小批量生产中加工中、大型零件或多孔零件上的孔。工中、大型零件或多孔零件上的孔。 1-底座 2-立柱 3-主轴箱 4-摇臂 5-主轴 6-工作台台钻n台式钻床是一种放在工作台式钻床是一种放在工作台上的小型立式钻床，简台上的小型立式钻床，简称台钻。一般台钻的钻孔称台钻。一般台钻的钻孔直径在直径在16mm16mm以下，主要用以下，主要用于小型零件上各种小孔的于小型零件上各种小孔的加工。其钻孔的运动方式加工。其

58、钻孔的运动方式和立式钻床相同。和立式钻床相同。n台钻通常采用手动进给，台钻通常采用手动进给，自动化程度较低，结构简自动化程度较低，结构简单、重量轻、使用方便。单、重量轻、使用方便。 钻床刀具一般可分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上已有孔进行再加工用的刀具，常用的有扩孔钻、铰刀等。2.钻床刀具简介工作部分工作部分 分切削部分和导向部分。分切削部分和导向部分。柄部柄部 夹持部分，有直柄夹持部分，有直柄(12mm)。颈部颈部 用于磨柄部时砂轮的退刀。用于磨柄部时砂轮的退刀。1）标准麻花钻）标准麻花钻2）麻花钻的切削部分）麻花钻的切削部分两

59、个前刀面、两个前刀面、两个后刀面、两个后刀面、两个副后刀面、两个副后刀面、两个主刃、两个主刃、两个副刃、两个副刃、一个横刃。一个横刃。钻芯直径朝柄部方向递增。钻芯直径朝柄部方向递增。3）标准麻花钻几何角度）标准麻花钻几何角度 前角是在前角是在O-O剖面（正交剖面剖面（正交剖面Po）内测量的，由于前）内测量的，由于前刀面是螺旋面，因此沿主切削刃上任一点的前角大小是变刀面是螺旋面，因此沿主切削刃上任一点的前角大小是变化的（由化的（由+30到到-30），），越靠近钻心，前角越小。越靠近钻心，前角越小。3）标准麻花钻几何角度）标准麻花钻几何角度 钻头后角规定为在轴向剖面钻头后角规定为在轴向剖面F-F内

60、测量的，主切削刃内测量的，主切削刃上各点的后角也是变化的，由上各点的后角也是变化的，由钻头外缘向钻心后角逐渐增钻头外缘向钻心后角逐渐增大。大。3）标准麻花钻几何角度）标准麻花钻几何角度 顶角顶角2是两条主切削刃在与其平行的平面是两条主切削刃在与其平行的平面M-M上投影的夹上投影的夹角。顶角越小，主切削刃越长，单位切削刃负荷减轻，轴向力角。顶角越小，主切削刃越长，单位切削刃负荷减轻，轴向力减小，钻头轴向稳定性越好。且外圆处的刀尖角增大，有利于减小，钻头轴向稳定性越好。且外圆处的刀尖角增大，有利于散热和提高刀具耐用度。但顶角减小会使钻尖强度减弱，切屑散热和提高刀具耐用度。但顶角减小会使钻尖强度减弱