机械加工方法及工艺

1、 第第4章章 机械加工方法及设备机械加工方法及设备 4.1 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识 4.2 车削加工与车床（车削加工与车床（CA6140型）型） 4.3 磨削加工与磨床（磨削加工与磨床（M1432A型）型） 4.4 齿轮加工与齿轮加工机床（齿轮加工与齿轮加工机床（Y3150E型）型）至总目录 第四章第四章 机械加工方法及设备机械加工方法及设备 4.14.1 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识 金属切削机床（简称机床）是用切削的金属切削机床（简称机床）是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的设备。又方法将金属毛坯加工成机器零件的设备。又称称工作母机工作母机或或工具

2、机工具机。 返回本章目录返回本章目录 4.1.1 金属切削机床的分类：金属切削机床的分类： 按加工性质和所用刀具分类，共分按加工性质和所用刀具分类，共分11大类：大类： 车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、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、锯床和其螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他加工机床。他加工机床。 按万能程度分按万能程度分: （1）通用机床（万能机床）通用机床（万能机床） （2）专门化机床）专门化机床 （3）专用机床）专用机床 同类机床按工作精度分：同类机床按工作精度分： 普通精度机床；精密机床；高精密机床。普通精度机床；精密机床；高精密

3、机床。返回本章目录返回本章目录4.1.2 金属切削机床型号的编制金属切削机床型号的编制（1）通用机床的型号）通用机床的型号由基本部分和辅助部分组成，中间用由基本部分和辅助部分组成，中间用“/”隔开，隔开，读做读做“之之”。1）有）有“（ ）”代号或数字，无内容时不表示、代号或数字，无内容时不表示、有内容不带括号。有内容不带括号。2）有）有“”符号者，为大写汉语拼音字母。符号者，为大写汉语拼音字母。3）有）有“”符号者为阿拉伯数字。符号者为阿拉伯数字。 4）有）有“”符号者为大写汉语拼音字母或阿符号者为大写汉语拼音字母或阿拉伯数字，也可兼而有之。拉伯数字，也可兼而有之。返回本章目录返回本章目录型

4、号构成：型号构成： （） （） （）（）（）/（）（）（-） 企业代号企业代号 其他特性代号其他特性代号 重大改进序号重大改进序号 主轴数或第二参数主轴数或第二参数 主参数或设计顺序号主参数或设计顺序号 系代号系代号 组代号组代号 通用特性、结构特性代号通用特性、结构特性代号 类代号类代号 分类代号分类代号 返回本章目录返回本章目录 （2）机床类、组、系的划分及其代号）机床类、组、系的划分及其代号 类代号用大写汉语拼音字母表示，具体类代号用大写汉语拼音字母表示，具体见表见表4-1。 每类划分十组，每组又划分为十个系每类划分十组，每组又划分为十个系（系列）（系列） 见表见表4-2。 （3）通用特

5、性代号、结构特性代号）通用特性代号、结构特性代号 通用特性代号有统一的固定含义。具体通用特性代号有统一的固定含义。具体见表见表4-3。 结构特性代号没有统一含义。只表示结结构特性代号没有统一含义。只表示结构、性能不同。用汉语拼音字母表示。构、性能不同。用汉语拼音字母表示。 返回本章目录返回本章目录（4）主参数、主轴数和第二主参数的表示方法。）主参数、主轴数和第二主参数的表示方法。（5）重大改进顺序号。）重大改进顺序号。（6）其它特性代号。）其它特性代号。（7）企业代号及其表示方法）企业代号及其表示方法 通用机床型号示例：通用机床型号示例： Z 3 0 40 / S2 企业代号：沈阳二机床厂企业

6、代号：沈阳二机床厂 主参数：最大钻孔直径主参数：最大钻孔直径40mm 系代号：摇臂钻床系代号：摇臂钻床 组代号：摇臂钻床组代号：摇臂钻床 类代号：钻床类代号：钻床返回本章目录返回本章目录 4.1.3 机床的传动系统及传动系统图与机床的传动系统及传动系统图与 运动计算运动计算 （1）机床的传动系统机床的传动系统 实现机床加工过程中全部成形运动和实现机床加工过程中全部成形运动和辅助运动的各传动链，组成一台机床的传辅助运动的各传动链，组成一台机床的传动系统。动系统。 （2）传动系统图）传动系统图 表示实现机床全部运动的传动示意图表示实现机床全部运动的传动示意图叫传动系统图。叫传动系统图。 返回本章目

7、录返回本章目录 分析传动系统图的一般方法是：分析传动系统图的一般方法是： 首先找出运动链所联系的两个首先找出运动链所联系的两个末端件末端件，然，然后按运动传动（或联系）顺序，依次分析各传后按运动传动（或联系）顺序，依次分析各传动轴之间的传动结构和运动的传递关系。动轴之间的传动结构和运动的传递关系。 分析传动结构时，特别注意齿轮、离合器分析传动结构时，特别注意齿轮、离合器等传动件与传动轴之间的连接关系（如等传动件与传动轴之间的连接关系（如固定固定、空套空套或或滑移滑移）。）。 以图以图4-1的的XA6132万能升降台铣床万能升降台铣床的传动系的传动系统为例进行分析。统为例进行分析。 返回本章目录

8、返回本章目录返回本章目录返回本章目录1 1）主运动传动链）主运动传动链联系主电动机和主轴，使主轴联系主电动机和主轴，使主轴获得旋转主运动。其传动路线表达式如下：获得旋转主运动。其传动路线表达式如下： 16/39 18/47 电动机电动机26/54 19/36 28/37 22/33 39/29 19/71 ( (主轴主轴) ) 82/38 2）进给传动链）进给传动链联系电机和工作台，使工件获得联系电机和工作台，使工件获得三个方向的直线进给运动。传动路线表达式如三个方向的直线进给运动。传动路线表达式如下：下： 返回本章目录返回本章目录 18/36 18/40电动机电动机26/4424/64 27

9、/27 21/37 36/18 24/34 M240/40 M3 28/35 13/4518/4040/4018/33 18/1618/18M7（纵向）（纵向） 33/37 37/33M6 （横向）（横向） M522/3322/44（垂直）（垂直）返回本章目录返回本章目录 3）快速空行程传动链）快速空行程传动链 接合接合M4而脱开而脱开M3，进给电机运动由定比，进给电机运动由定比齿轮齿轮26/4444/5757/43和和M4传给轴传给轴X。其。其它路线相同，获得快速运动。它路线相同，获得快速运动。 （3）机床运动调整的计算）机床运动调整的计算 步骤如下：步骤如下： 1）确定传动链的两端件；）确

10、定传动链的两端件； 2）确定它们的计算位移；）确定它们的计算位移； 3）列出运动平衡式；）列出运动平衡式； 4）导出换置公式。）导出换置公式。返回本章目录返回本章目录 4.1.4 机床的传动联系及传动原理图机床的传动联系及传动原理图（1）机床的传动联系）机床的传动联系机床必须具备三个基本部分构成一个传动联系：机床必须具备三个基本部分构成一个传动联系： 1）执行件）执行件 2）动力源）动力源 3）传动装置）传动装置（2）传动链）传动链构成一个传动联系的一系列传动件称为传动链。构成一个传动联系的一系列传动件称为传动链。返回本章目录返回本章目录 1）外联系传动链外联系传动链 联系动力源和机床执行件之

11、间的传动链，使联系动力源和机床执行件之间的传动链，使执行件得到运动，且能改变运动的速度和方向，执行件得到运动，且能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比。但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比。 2）内联系传动链内联系传动链 内联系传动链联系复合运动之间各个分解部内联系传动链联系复合运动之间各个分解部分，因而传动链所联系的执行件相互之间的相对分，因而传动链所联系的执行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证运动轨迹。运动轨迹。返回本章目录返回本章目录 3） 传动原理图传动原理图 为了便于研究机床的传动联系，常

12、用一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些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来，这就是传动原理图。传动原理图常使用来，这就是传动原理图。传动原理图常使用的一些符号见图的一些符号见图4-2。 例一例一 卧式车床的传动原理图（图卧式车床的传动原理图（图4-3）返回本章目录返回本章目录 4.1.5 机床的基本要求机床的基本要求 （1）工艺范围）工艺范围 指机床适应不同生产要求的能力。指机床适应不同生产要求的能力。 （2）加工精度和表面粗糙度）加工精度和表面粗糙度 （3）生产率及自动化程度）生产率及自动化程度 （4）噪声和效率）噪声和效率 （5）人机关系（宜人性）

13、人机关系（宜人性）返回本章目录返回本章目录 4.2 4.2 车削加工与车床车削加工与车床（CA6140型型） 4.2.1 车床的用途及分类车床的用途及分类 （1） 车床的用途车床的用途加工各种回转表面及其加工各种回转表面及其端面、螺纹。端面、螺纹。 （2）车床的分类）车床的分类 1）卧式车床及落地车床）卧式车床及落地车床 2）回转及转塔车床）回转及转塔车床 3）立式车床）立式车床 4）仿形车床及多刀车床）仿形车床及多刀车床 5）单轴自动车床）单轴自动车床 6）多轴自动及半自动车床）多轴自动及半自动车床 返回本章目录返回本章目录 4.2.2 CA6140型卧式车床的工艺范围及其成型卧式车床的工艺

14、范围及其成 （1）工艺范围）工艺范围 能车削内外圆柱面、圆锥面、回转体成形面能车削内外圆柱面、圆锥面、回转体成形面和环形槽、端面及各种螺纹，还可钻孔、扩孔、和环形槽、端面及各种螺纹，还可钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、套丝和滚花等。（见图铰孔、攻丝、套丝和滚花等。（见图4-5）适用）适用于单件、小批生产及修理车间。于单件、小批生产及修理车间。 （2）组成部件）组成部件 见图见图4-6返回本章目录返回本章目录 （3）主要技术参数）主要技术参数 主参数主参数为为400mm，表示床身上最大工，表示床身上最大工件回转直径件回转直径D。 第二参数第二参数为床身长度，有为床身长度，有750、1000、1500、2

15、000四种。四种。 其他：刀架上最大工件回转直径其他：刀架上最大工件回转直径D1（=210mm），中心高），中心高H，通过主轴孔的，通过主轴孔的最大棒料直径等等。（见图最大棒料直径等等。（见图4-7）返回本章目录返回本章目录 4.2.3 CA6140型卧式车床的传动系统型卧式车床的传动系统 （一）传动原理（一）传动原理 ( (见图见图4-8) ) 主运动传动路线：主运动传动路线： 主电机主电机1212uv3434主轴主轴 螺纹进给传动路线：螺纹进给传动路线： 主轴主轴4545ux6868丝杆丝杆刀架刀架 纵向和横向进给传动路线：纵向和横向进给传动路线： 主电机主电机1212uv3434主轴主轴

16、55ux66 7 7齿轮齿条齿轮齿条刀架（纵进）刀架（纵进） 8989横向进给丝杆横向进给丝杆刀架（横进）刀架（横进）返回本章目录返回本章目录 （二）（二）CA6140型车床的传动系统图型车床的传动系统图 （见图（见图4-9） （1）主运动传动链）主运动传动链 1）传动路线表达式如下：）传动路线表达式如下： M1(左）左） _ 51/43 电动机电动机130/230 56/38 M1(右右) 50/34 34/40 20/80 20/80 22/58 26/58M2 30/50 50/50 51/50 39/41 63/50 （主轴）（主轴）返回本章目录返回本章目录 二）二）CA6140型车床

17、的传动系统图型车床的传动系统图 （见图（见图4-9）（1 1）主运动传动链）主运动传动链 1 1）传动路线表达式如下：）传动路线表达式如下：返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录2）主轴的转速级数与转速值计算）主轴的转速级数与转速值计算正转时，按计算正转时，按计算Z=23（1+22）=30级转速，级转速，但轴但轴之间的四种转动比为：之间的四种转动比为： U1=（50/50）（51/50）1 U3=（20/80）（51/50） 1/4 U2=（50/50）（20/80）=1/4 U4=（20/80）（20/80）=1/16由于由于U2 U3，所以主轴实际上获得的转速级数为所以主轴实际上

18、获得的转速级数为 Z=23（1+（221）=24级级同理：反转时，同理：反转时，Z=13（1+（22-1）=12级级返回本章目录返回本章目录主轴的转速可按下列运动平衡式计算：主轴的转速可按下列运动平衡式计算：主主=1450（130/230）（1-）U-U-U- =0.02三角皮带传动的滑动系数三角皮带传动的滑动系数最低转速：最低转速：nmin=1450（130/230）（1-0.02）（51/43）（22/58）（20/80）（20/80）（26/58）10（r/min）最高转速：最高转速： nmax=1450（130/230）（1-0.02）（56/38）（39/41）（63/50）=141

19、8 (r/min)返回本章目录返回本章目录 （2）螺纹进给传动链）螺纹进给传动链 CA6140卧式车床的螺纹进给传动链能保证卧式车床的螺纹进给传动链能保证车削车削米制米制、英制英制、模数制模数制、径节制径节制四种标准螺四种标准螺纹。不同标准的螺纹用不同参数表示其螺距。纹。不同标准的螺纹用不同参数表示其螺距。见表见表4-4。 车螺纹时，母线（螺纹面型车螺纹时，母线（螺纹面型成形法，不成形法，不需要成形运动。需要成形运动。 导线（螺旋线）导线（螺旋线）轨迹法，需要一轨迹法，需要一 个复合个复合的成形运动。的成形运动。 返回本章目录返回本章目录 车螺纹时的运动平衡式：车螺纹时的运动平衡式： I（主轴

20、）（主轴） U0 Ux L丝丝=L工工 式中：式中： U0 主轴至丝杆的全部定比传动比，常数。主轴至丝杆的全部定比传动比，常数。 Ux 主轴至丝杆的换置机构可变传动比。主轴至丝杆的换置机构可变传动比。 L丝丝机床丝杆导程。机床丝杆导程。 L工工被加工螺纹的导程。被加工螺纹的导程。返回本章目录返回本章目录1）车削米制螺纹）车削米制螺纹米制螺纹标准螺距值在国家标准已规定是按分段米制螺纹标准螺距值在国家标准已规定是按分段等差数列规律排列，行与行之间成倍数关系。等差数列规律排列，行与行之间成倍数关系。传动路线表达式为：传动路线表达式为： 33/33（右旋）（右旋）主轴主轴58/58 XI63/1001

21、00/75 33/2525/33 25/36u基基XIV25/3636/25XVu倍倍M5（丝杠）刀架（丝杠）刀架返回本章目录返回本章目录 u基基为轴为轴间变速机构可变传动间变速机构可变传动比，共八种：比，共八种： u基基1=26/28=6.5/7 u基基2=28/28=7/7 u基基3=32/28=8/7 u基基4=36/28=9/7 u基基5=19/14= 9.5/7 u基基6=20/14=10/7 u基基7=33/21=11/7 u基基8=36/21=12/7 这是获得各种螺纹导程的基本机构，故这是获得各种螺纹导程的基本机构，故称称基本组基本组。返回本章目录返回本章目录 u倍倍为轴为轴间

22、变速机构的可变传动间变速机构的可变传动比，共四种：比，共四种： u倍倍1=28/3535/28=1 u倍倍3=28/3515/48=1/4 u倍倍2=18/4535/28=1/2 u倍倍4=18/4515/48=1/8 这是使螺纹导程值成倍数关系变化的，称这是使螺纹导程值成倍数关系变化的，称为为增倍机构（增倍组）增倍机构（增倍组） 车削米制螺纹的运动平衡式如下：车削米制螺纹的运动平衡式如下：L=k P=I58/5833/3363/100100/7525/36 u基基 25/3636/25u倍倍12 简化得：简化得：L=7 u基基 u倍倍返回本章目录返回本章目录 2）车削模数螺纹）车削模数螺纹

23、模数螺纹的螺距参数为模数模数螺纹的螺距参数为模数m，其标准，其标准m值值也是分段等差数列。传动路线与米制螺纹相同。也是分段等差数列。传动路线与米制螺纹相同。 其运动平衡式为：其运动平衡式为：L=Km=158/5833/3364/100100/9725/36u基基 25/3636/25u倍倍12 化简后得：化简后得：m=（7/4k） u基基 u倍倍返回本章目录返回本章目录 3）车削英制螺纹）车削英制螺纹 英制螺纹的螺距参数为每英寸长度上螺纹英制螺纹的螺距参数为每英寸长度上螺纹牙数，以牙数，以a表示，其螺距表示，其螺距Pa=25.4/a。 a值也是分段等差数列，所以螺距值为分值也是分段等差数列，所

24、以螺距值为分段段调和数列调和数列，含有特殊因子，含有特殊因子25.4。螺纹进给传。螺纹进给传动链作如下改动：动链作如下改动： 1.将基本组的主、被动关系颠倒过来，即将基本组的主、被动关系颠倒过来，即轴轴为主动，轴为主动，轴为被动。为被动。 2.改变传动链中部分传动比，使其中含有改变传动链中部分传动比，使其中含有25.4因子。因子。返回本章目录返回本章目录传动路线表达式如下：传动路线表达式如下： 33/33（右旋）（右旋） 主轴主轴58/58 33/2525/33 63/100100/75 M3 U基基36/25U倍倍 M5刀架刀架返回本章目录返回本章目录运动平衡式：运动平衡式：La=25.4K

25、/a=I58/5833/3363/100100/75U 基基36/25U倍倍12上式中，上式中，63/100100/7536/2525.4/21， 将将 U基基=1/U基基代入，化简得：代入，化简得： a=（7K/4）（U倍倍/U基基）返回本章目录返回本章目录 4）车削径节螺纹）车削径节螺纹用于车英制蜗杆用于车英制蜗杆 螺距参数螺距参数PDP=(25.4/DP)，DP值也为分段值也为分段等差数列，故等差数列，故PDP为为分段调和数列分段调和数列。传动路线。传动路线采用英制螺纹的传动路线。采用英制螺纹的传动路线。 运动平衡式：运动平衡式： LDP=（25.4K）/DP=I( (58/58) )（

26、33/33） （64/100）（100/97） U基基（36/25） U倍倍12 化简后得：化简后得：DP=7K（U基基/U倍倍）返回本章目录返回本章目录 5）车削大导程的螺纹）车削大导程的螺纹 车削大导程多头螺纹、油槽等，其导程超车削大导程多头螺纹、油槽等，其导程超出标准螺纹范围，因此需要扩大螺距机构，传出标准螺纹范围，因此需要扩大螺距机构，传动路线如下：动路线如下： 50/50 主轴（主轴（）58/2680/20 80/20 44/4426/58正常螺纹传正常螺纹传动路线动路线（丝杆）（丝杆）返回本章目录返回本章目录 主轴主轴到轴到轴间传动比间传动比U扩为：扩为： U扩扩1=58/2680

27、/2050/5044/4426/58=4 U扩扩2=58/2680/2080/2044/4426/58=16 车正常螺纹时，主轴车正常螺纹时，主轴轴轴的传动比的传动比U常常=58/58=1，所以正常螺纹路线其他情况不变，所以正常螺纹路线其他情况不变时，作上述调整可使主轴与丝杆间传动比增时，作上述调整可使主轴与丝杆间传动比增大大4倍及倍及16倍。即车削导程扩大倍。即车削导程扩大4倍和倍和16倍。倍。返回本章目录返回本章目录 6）车削非标准和较精密螺纹）车削非标准和较精密螺纹 将将M3，M4和和M5全部接合，使轴全部接合，使轴、轴轴、轴、轴和丝杆和丝杆联成一体。缩联成一体。缩短传动路线。此时运动平

28、衡式为：短传动路线。此时运动平衡式为： L=I58/5833/33U挂挂12 得出挂轮换置公式：得出挂轮换置公式： U挂挂=a/b c/d=L/12返回本章目录返回本章目录 （3）纵向和横向进给传动链）纵向和横向进给传动链 M5脱开，运动经脱开，运动经28/56传光杆，经镏板箱至刀架，传光杆，经镏板箱至刀架，使刀架作纵向或横向机动进给。其传动路线表达使刀架作纵向或横向机动进给。其传动路线表达式为：式为： （公制螺纹传动路线）（公制螺纹传动路线） 主轴（主轴（） 28/56 （英制螺纹传动路线）（英制螺纹传动路线） 36/3232/56M6 （超越离合器超越离合器) )M7 （安全离合器安全离合

29、器) )XX4/29 40/48-M8 28/80Z12齿条齿条刀架刀架 40/3030/48- M8 （纵向进给）（纵向进给）- 40/48-M9 48/4859/18 刀架刀架 40/3030/48-M9 （横向进给）（横向进给） 返回本章目录返回本章目录 利用利用u基基和和u倍倍，以及进给传动链的不同传动，以及进给传动链的不同传动路线，可获得纵向和横向进给量各路线，可获得纵向和横向进给量各64种。当运种。当运动经正常螺距米制螺纹传动路线传动时，其运动经正常螺距米制螺纹传动路线传动时，其运动平衡式：动平衡式： f纵纵=1主轴主轴58/58 33/3363/100 100/75 25/36

30、u基基25/36 36/25 u倍倍28/5636/3232/3632/564/2940/4828/802.512 化简得：化简得：f纵纵=0.71 u基基u倍倍返回本章目录返回本章目录 （4）刀架快速移动传动链）刀架快速移动传动链 （纵向进给）（纵向进给） 快速电机快速电机13/29XXXX （横向进给）（横向进给） 当快速电机使轴当快速电机使轴XXXX快速旋转时，依靠齿轮快速旋转时，依靠齿轮Z56与轴与轴XXXX间的超越离合器，可避免与进给箱间的超越离合器，可避免与进给箱传来的低速工作进给运动发生干涉。传来的低速工作进给运动发生干涉。 超速离合器超速离合器M6的结构原理如图的结构原理如图4

31、-10所示。所示。返回本章目录返回本章目录 4.2.4 CA6140型卧式车床的主要结构型卧式车床的主要结构（1 1）主轴箱主轴箱 1 1）传动机构）传动机构 2 2）主轴及其轴承）主轴及其轴承 3 3）开停和换向装置）开停和换向装置控制主轴起动、停止、控制主轴起动、停止、换向。换向。 4 4）制动装置）制动装置克服停车惯性克服停车惯性, ,迅速停止主轴迅速停止主轴转动。转动。 5 5）操纵机构）操纵机构控制主轴起动、停止、制动、控制主轴起动、停止、制动、变速、换向。变速、换向。 6 6）润滑装置）润滑装置箱外油泵供油循环润滑系统箱外油泵供油循环润滑系统。返回本章目录返回本章目录 （2）进给箱

32、进给箱 变换被加工螺纹的种类和导程，获得各种变换被加工螺纹的种类和导程，获得各种机动进给量。机动进给量。 （3）溜板箱溜板箱 1）纵、横向机动进给操纵机构。）纵、横向机动进给操纵机构。 2）开合螺母。）开合螺母。 3）互锁机构。）互锁机构。 4）过载保护装置（安全离合器）过载保护装置（安全离合器） 机动进给时，若进给力过大或刀架移动受机动进给时，若进给力过大或刀架移动受阻，为避免传动机构损坏，设置安全离合器。阻，为避免传动机构损坏，设置安全离合器。返回本章目录返回本章目录 4.2.5 车刀车刀（1 1）种类和用途）种类和用途 1 1）外圆车刀外圆车刀用于加工圆柱形或圆锥用于加工圆柱形或圆锥 形

33、外表面。形外表面。 2 2）端面车刀端面车刀专门用来加工工件端面。专门用来加工工件端面。 3 3）切断车刀切断车刀专门用于切断工件。专门用于切断工件。（2 2）车刀结构型式）车刀结构型式 1 1）焊接式硬质合金车刀。）焊接式硬质合金车刀。 2 2）机械夹固式硬质合金车刀。）机械夹固式硬质合金车刀。返回本章目录返回本章目录 4.3 4.3 磨削加工与磨床（磨削加工与磨床（M1432A） 4.3.1 砂轮的特性砂轮的特性 以磨料为主制造而成的切削工具称磨具。以磨料为主制造而成的切削工具称磨具。其中以砂轮应用最广。其特性取决于磨料、粒其中以砂轮应用最广。其特性取决于磨料、粒度、结合剂、硬度和组织五个

34、参数。度、结合剂、硬度和组织五个参数。 （1 1）磨料磨料 常用的刚玉类、碳化硅类和高硬度磨料类。常用的刚玉类、碳化硅类和高硬度磨料类。 返回本章目录返回本章目录 （2）粒度粒度 指磨粒尺寸的大小。用指磨粒尺寸的大小。用筛分法筛分法确定较大磨粒确定较大磨粒的粒度，粒度号大，磨料颗粒细。对的粒度，粒度号大，磨料颗粒细。对显微镜法显微镜法，是以实测到的最大尺寸，并在前面冠以是以实测到的最大尺寸，并在前面冠以“W”来来表示，粒度号越小，微粉颗粒越细。表示，粒度号越小，微粉颗粒越细。 粒度选择原则：粗磨选小粒度号，精磨选大粒度选择原则：粗磨选小粒度号，精磨选大的粒度号。材料塑性大或磨削面积大，选小粒度

35、的粒度号。材料塑性大或磨削面积大，选小粒度号；成型磨削宜用大粒度号。号；成型磨削宜用大粒度号。 返回本章目录返回本章目录 （3 3）硬度硬度 指磨粒受力后从砂轮表层脱落的难易程度。指磨粒受力后从砂轮表层脱落的难易程度。 砂轮硬度选择原则：砂轮硬度选择原则： 1 1）工件材料越硬，应选越软的砂轮；反之，选越）工件材料越硬，应选越软的砂轮；反之，选越硬的。但对有色金属，选用较软的砂轮。硬的。但对有色金属，选用较软的砂轮。 2 2）磨削接触面大，应选较软的砂轮；薄壁和导热）磨削接触面大，应选较软的砂轮；薄壁和导热性差，也选较软砂轮。性差，也选较软砂轮。 3 3）精磨和成型磨削，应选较硬的砂轮。）精磨

36、和成型磨削，应选较硬的砂轮。 4 4）粒度号较大的砂轮，应选较软的砂轮。）粒度号较大的砂轮，应选较软的砂轮。返回本章目录返回本章目录 （4）结合剂结合剂 常用的有陶瓷（常用的有陶瓷（V）、树脂（）、树脂（B）、橡胶）、橡胶（B）、青铜（）、青铜（J）。）。 （5）组织组织 指磨料、结合剂和气孔三者体积比例关指磨料、结合剂和气孔三者体积比例关系。砂轮组织号及适用范围见表系。砂轮组织号及适用范围见表4-11。 （6）砂轮形状砂轮形状 见表见表4-12。 返回本章目录返回本章目录 4.3.2 磨削原理磨削原理 （1）磨粒形状及磨削的特点）磨粒形状及磨削的特点 绝大部分磨粒的顶尖角在绝大部分磨粒的顶尖

37、角在90120之间，之间，磨削时磨粒均以负前角进行切削。磨削时磨粒均以负前角进行切削。 （2）磨削加工类型）磨削加工类型 1）内圆磨削）内圆磨削 用砂轮磨削工件内孔的方式。砂轮做高速旋用砂轮磨削工件内孔的方式。砂轮做高速旋转为主运动转为主运动n0，工件旋转做圆周进给运动，工件旋转做圆周进给运动nw，同时砂轮或工件做纵向进给运动同时砂轮或工件做纵向进给运动fa，砂轮做径向，砂轮做径向进给运动进给运动fp。返回本章目录返回本章目录 2）外圆磨削（见图）外圆磨削（见图4-27） 用砂轮外圆周面来磨削工件的外回转表面。用砂轮外圆周面来磨削工件的外回转表面。 a）纵磨法纵磨法砂轮高速旋转为主运动砂轮高速

38、旋转为主运动n0，工，工件做圆周运动件做圆周运动nw，同时随工件台沿工件轴向做，同时随工件台沿工件轴向做纵向进给运动纵向进给运动fa。每单次行程或往复行程终了。每单次行程或往复行程终了时，砂轮做横向进给运动时，砂轮做横向进给运动fp。 b）横磨法横磨法砂轮宽度比工件磨削宽度大，砂轮宽度比工件磨削宽度大，工件不需做纵向进给运动，砂轮沿工件径向做工件不需做纵向进给运动，砂轮沿工件径向做横向进给运动横向进给运动。返回本章目录返回本章目录3 3）平面磨削）平面磨削常见有四种方式：常见有四种方式：a a）卧轴矩台平面磨床磨削）卧轴矩台平面磨床磨削b b）卧轴圆台平面磨床磨削）卧轴圆台平面磨床磨削c c）

39、立轴矩台平面磨床磨削）立轴矩台平面磨床磨削d d）立轴圆台平面磨床磨削）立轴圆台平面磨床磨削其中，其中，a a）、）、b b）属于圆周磨削，）属于圆周磨削，c c）、）、d d）属于端面磨削。）属于端面磨削。返回本章目录返回本章目录 4）无心外圆磨削）无心外圆磨削 工作原理见图工作原理见图4-30。工件置于砂轮和。工件置于砂轮和导轮之间以工件自身外圆为定位基准。导轮之间以工件自身外圆为定位基准。两种无心外圆磨削的方式：两种无心外圆磨削的方式： a）贯穿磨法。（圆）贯穿磨法。（圆4-30 a）、）、b） b）切入磨法（图）切入磨法（图4-30 c）返回本章目录返回本章目录4.3.3 M1432A

40、型万能外圆磨床型万能外圆磨床 （1）机床的布局（图）机床的布局（图4-31） 主要组成部件有：主要组成部件有： 1）床身）床身 2）头架）头架 3）工作台）工作台 4）内圆磨装置）内圆磨装置 5）砂轮架）砂轮架 6）尾座）尾座返回本章目录返回本章目录 （2）机床的运动和传动）机床的运动和传动 纵磨法磨外圆时，机床需要三个表面成纵磨法磨外圆时，机床需要三个表面成型运动：型运动： n0、fa、nw 切入法磨短圆锥面时，只需二个表面成切入法磨短圆锥面时，只需二个表面成型运动：型运动： n0，nw。 另外，还有横向进给运动另外，还有横向进给运动fp，二个辅助，二个辅助运动：砂轮快进快退，尾座套筒缩回。

41、运动：砂轮快进快退，尾座套筒缩回。 机床传动系统见图机床传动系统见图4-33。返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录 机床传动系统见图机床传动系统见图4-33。 1）砂轮主轴的旋转运动）砂轮主轴的旋转运动n0，磨外圆时由，磨外圆时由四根三角皮带直接带动。磨内圆时，由另一四根三角皮带直接带动。磨内圆时，由另一台电机经平皮带直接带动。台电机经平皮带直接带动。 2) )工作圆周进给运动工作圆周进给运动nw，由双速电机经，由双速电机经三阶塔轮及两级带轮传动，使头架的拨盘或三阶塔轮及两级带轮传动，使头架的拨盘或卡盘带动工件，实现圆周进给。卡盘带动工件，实现圆周进给。 3）工件纵向进给运动）工件

42、纵向进给运动fa，采用液压传动，采用液压传动，保证运动平稳性，并实现无级调速和循环的保证运动平稳性，并实现无级调速和循环的自动化。自动化。 返回本章目录返回本章目录 4）砂轮架的横向进给运动）砂轮架的横向进给运动fp可用手轮可用手轮B实现，也可由进给油缸的柱塞实现，也可由进给油缸的柱塞G驱动。传动路驱动。传动路线表达式：线表达式： 手轮手轮B 50/50 44/88 进给油缸柱塞进给油缸柱塞G 20/80 横进给丝杆（横进给丝杆（t=4） 手轮转一周，砂轮架横向进给量为手轮转一周，砂轮架横向进给量为2mm（粗进给）或（粗进给）或0.5mm（细进给），手轮上的刻（细进给），手轮上的刻度盘度盘D上

43、刻度为上刻度为200格，因此每格进给量为格，因此每格进给量为0.01或或0.0025mm。返回本章目录返回本章目录 （3 3）主要部件结构）主要部件结构 1 1）砂轮架）砂轮架 由壳体、砂轮主轴部件、传动装置等组成。由壳体、砂轮主轴部件、传动装置等组成。 2 2）内圆磨具）内圆磨具 不工作时，翻向上方位置。采用平皮带传动，不工作时，翻向上方位置。采用平皮带传动，保证高速下平稳性。保证高速下平稳性。 3 3）头架）头架 头架主轴直接支承工件，其回转精度和刚度头架主轴直接支承工件，其回转精度和刚度直接影响工件的加工精度。直接影响工件的加工精度。返回本章目录返回本章目录 4.4 4.4 齿轮加工与齿

44、轮加工机床（齿轮加工与齿轮加工机床（Y3150EY3150E型）型）4.4.1 齿轮的加工方法与齿轮加工机床的类型齿轮的加工方法与齿轮加工机床的类型 （1）齿轮加工机床的工作原理）齿轮加工机床的工作原理 a）成形法成形法 使用切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状完使用切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状完 全相符的成形刀具切出齿轮的方法。一般在铣全相符的成形刀具切出齿轮的方法。一般在铣 床上用齿轮盘形铣刀或指状齿轮铣刀来铣削齿床上用齿轮盘形铣刀或指状齿轮铣刀来铣削齿 轮。也可在刨床或插床上用成形刀具加工。轮。也可在刨床或插床上用成形刀具加工。 返回本章目录返回本章目录 b) ) 范成法范成法 范成法加工齿

45、轮是利用齿轮的啮合原理范成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮啮合副（齿条进行的，即把齿轮啮合副（齿条齿轮，齿齿轮，齿轮轮齿轮）中的一个转化为刀具，另一个转齿轮）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。运动而范成切出齿廓。 范成法需在专门的齿轮加工机床上加工。范成法需在专门的齿轮加工机床上加工。返回本章目录返回本章目录（2 2）齿轮加工机床的类型）齿轮加工机床的类型 圆柱齿轮加工机床：滚齿机、圆柱齿轮加工机床：滚齿机、插插 齿机、车齿机齿机、车齿机 锥齿轮加工机床：加工直齿锥锥齿轮加工机床：加工直齿锥

46、齿齿 轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机，轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机，加加 工弧齿锥齿轮的铣齿机。工弧齿锥齿轮的铣齿机。 精加工齿面的有剃齿机、珩齿精加工齿面的有剃齿机、珩齿 机、磨齿机。机、磨齿机。返回本章目录返回本章目录 4.4.2 Y3150E滚齿机滚齿机 用来加工直齿和斜齿的外啮合圆柱齿轮、用来加工直齿和斜齿的外啮合圆柱齿轮、蜗轮以及花键轴的花键。蜗轮以及花键轴的花键。 （1 1）滚齿原理）滚齿原理 滚齿加工是由一对交错轴斜齿轮啮合传滚齿加工是由一对交错轴斜齿轮啮合传动原理演变而来的。将其中一齿轮齿数减动原理演变而来的。将其中一齿轮齿数减少到一个或几个，螺旋角少到一个或几个，螺旋角增大很大，就

47、成增大很大，就成了蜗杆。再将蜗杆开槽铲背成为齿轮滚刀。了蜗杆。再将蜗杆开槽铲背成为齿轮滚刀。 返回本章目录返回本章目录 齿轮滚刀作旋转运动。工件轮坯按一对齿轮滚刀作旋转运动。工件轮坯按一对交错轴斜齿轮啮合传动关系配合滚刀一起转交错轴斜齿轮啮合传动关系配合滚刀一起转动，这样就在齿坯上滚出齿槽，形成渐开线动，这样就在齿坯上滚出齿槽，形成渐开线齿面。齿面。 滚齿时齿廓成形方法是滚齿时齿廓成形方法是范成法范成法，成形运，成形运动是滚刀旋转和工件旋转组成的复合运动动是滚刀旋转和工件旋转组成的复合运动（B11+B12），这就是范成运动。滚刀与工件），这就是范成运动。滚刀与工件之间必须保持严格的相对运动关系

48、：滚刀转之间必须保持严格的相对运动关系：滚刀转过一转时，工件相应转过过一转时，工件相应转过K/Z转（转（K为滚刀头为滚刀头数，数，Z为工件齿数）。为工件齿数）。返回本章目录返回本章目录 1）加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理图）加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理图 需要两个独立成形运动：需要两个独立成形运动：一个复合成形运动（一个复合成形运动（B11+B12）生成渐开线母生成渐开线母线。线。 一个简单成形运动一个简单成形运动A2生成直线形齿线。生成直线形齿线。 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图如图滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图如图4-36。返回本章目录返回本章目录有三个传动链：有三个传动链：1、范成

49、运动传动链：、范成运动传动链：滚刀（滚刀（B11）45Ux 67工件（工件（B12）2、主传动链：、主传动链：电机电机12Uv34滚刀滚刀3、轴向进给传动链：、轴向进给传动链：工件工件78Uf910刀架丝杆刀架丝杆 返回本章目录返回本章目录 三个传动链中，范成运动传动链是一三个传动链中，范成运动传动链是一条条内联系传动链内联系传动链，不仅要求传动比数值准，不仅要求传动比数值准确，而且要求滚刀和工件两者的旋转方向确，而且要求滚刀和工件两者的旋转方向符合一对交错轴斜齿轮啮合传动时的相对符合一对交错轴斜齿轮啮合传动时的相对运动方向。运动方向。 主运动传动链和轴向进给传动链是主运动传动链和轴向进给传动

50、链是外外联系传动链联系传动链。返回本章目录返回本章目录 2）加工斜齿轮时的运动和传动原理。）加工斜齿轮时的运动和传动原理。 需要两个复合成形运动：需要两个复合成形运动： 一个复合成形运动（一个复合成形运动（B11+B12）生成生成渐渐开线母线。开线母线。 一个复合成形运动（一个复合成形运动（A21+B22）生成生成螺旋线导线。螺旋线导线。 滚切斜齿圆柱齿轮时两个成形运动都各滚切斜齿圆柱齿轮时两个成形运动都各需一条内联系传动链和一条外联系传动链，需一条内联系传动链和一条外联系传动链，如图如图4-37示。示。返回本章目录返回本章目录 滚切斜齿时的四条传动链是：滚切斜齿时的四条传动链是： 1.范成运

51、动传动链范成运动传动链 滚刀滚刀45合成合成67Ux89工件工件 2.主运动传动链主运动传动链 电机电机12Uv4滚刀滚刀 3.轴向进给传动链轴向进给传动链 工件工件910Uf 1112刀架丝杆刀架丝杆 4.差动传动链差动传动链 刀架（刀架（A12）1213Uy1415合成合成 67Ux89工作台（工作台（B22）返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录3）滚齿机的运动合成机构）滚齿机的运动合成机构设设n 、n 、nH分别为轴分别为轴、和转臂和转臂H的转的转速，则：速，则： 代入代入z1=z2a=z2b=z3，则：，则：合成机构中从动件转速合成机构中从动件转速n为：为： n=2 nH

52、n32211zzzznnnnaaHHX=）（1=HHXnnnn返回本章目录返回本章目录 在范成运动链中，由在范成运动链中，由Z经合成机构转主经合成机构转主轴轴 ，设，设nH =0，则：，则： 在差动传动链中，来自刀架的运动由齿在差动传动链中，来自刀架的运动由齿轮轮Zy，传给转臂，传给转臂H，再经合成机构传主轴，再经合成机构传主轴，可设可设n=0，则：，则：11合nnu=22=Hnnu合返回本章目录返回本章目录 综上所述，加工斜齿轮时，范成运动和综上所述，加工斜齿轮时，范成运动和附加运动同时通过合成机构传动，分别按附加运动同时通过合成机构传动，分别按 U合合1=1，U合合2=2 经轴经轴和齿轮和

53、齿轮e传往工作传往工作台。台。 加工直齿轮，工件不需要附加运动。为加工直齿轮，工件不需要附加运动。为此，将离合器此，将离合器M1装在轴装在轴上，上，M1通过链和通过链和轴轴连接，联成一体。在范成运动，运动由连接，联成一体。在范成运动，运动由Z经轴经轴直接传至轴直接传至轴及齿轮及齿轮e，即，即U合合1=1返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录 （2）Y3150E型滚齿机的传动系统及其调整计算型滚齿机的传动系统及其调整计算 图图4-39为该机床的外形图，主要用于加工直齿为该机床的外形图，主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮，加工蜗轮。和斜齿圆柱齿轮，加工蜗轮。 1）加工直齿圆柱齿轮的调整计算。

54、）加工直齿圆柱齿轮的调整计算。 主运动传动链主运动传动链 a.两末端件：电动机两末端件：电动机滚刀主轴滚刀主轴 b.计算位移：计算位移：n电电（r/min）n刀刀（r/min） 返回本章目录返回本章目录c.运动平衡式运动平衡式d.导出换置公式导出换置公式式中式中 u-轴轴之间的可传动比；之间的可传动比； A/B 变速挂轮传动比。变速挂轮传动比。刀nBAu=802028282828282842211651151430583.124刀nBAuuV=返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录 范成运动传动链范成运动传动链 a.两末端件两末端件: 滚刀主轴滚刀主轴工作台（工件转动）工作台（工件转

55、动） b.计算位移计算位移: 1/k1/z c.运动平衡式运动平衡式: 这里这里u合合1=1 zkdcbafeul=721564228282828282820801合返回本章目录返回本章目录d、换置公式、换置公式 为用于调整挂轮传动比数值的，它使为用于调整挂轮传动比数值的，它使挂轮的传动比适中，以便选取挂轮。挂轮的传动比适中，以便选取挂轮。 当当5z/k20 取取e=48，f=24 当当21z/k142时时 取取e=36，f=36 当当z/k143 取取e=24，f=48zkefdcbauX24=fe返回本章目录返回本章目录 轴向进给传动链轴向进给传动链 a.两末端件两末端件:工作台工作台刀架

56、（滚刀移动）刀架（滚刀移动） b.计算位移计算位移: l（r）f（mm） c.运动平衡式：运动平衡式： fubaXX=325269233939252172111返回本章目录返回本章目录 d. 整理得出换置公式：整理得出换置公式： 式中式中 f轴向进给量轴向进给量 轴向进给挂轮轴向进给挂轮 进给箱轴进给箱轴-之间之间 的可变传动比的可变传动比, 共三种：共三种：fubauXXf4608. 011=11baXXu453954303549；=XXu返回本章目录返回本章目录 2）加工斜齿轮的调整计算）加工斜齿轮的调整计算 主运动传动链主运动传动链 与加工直齿圆柱齿轮时相同与加工直齿圆柱齿轮时相同 范成运动传动链范成运动传动链 此时，此时，u合合=