金属切削机床ppt课件

1、金属切削机床(Metal cutting machine tools) 目 录v v 绪 论v第一章 机床的运动分析v第二章 车 床v第一节车床的用途与分类v第二节CA6140型机床的工艺范围和规划v第三节CA6140型机床的主要构造v第四节CK3263B数控转塔车床v第三章 磨 床v第一节 M1432A型万能外圆磨床v第二节其它类型磨床简介v第四章 齿轮加工机床v第一节齿轮加工机床的任务原理和分类v第二节滚齿机运动分析v第三节YC3180型淬硬滚齿机v第四节其它齿轮加工机床的运动分析v第五章 数 控 机 床v第一节数控机床的产生和特点v第二节数控机床的任务原理v第三节数控机床的程序编制v第四

2、节JCS018立式镗铣加工中心v第六章 其它机床v第一节铣床v第二节镗床v第三节钻床v第四节组合机床v第五节其它机床 绪 论一、金属切削机床及其作用了解一、金属切削机床及其作用了解1、概念、概念 用切削的方法将金属毛坯加工成零件的用切削的方法将金属毛坯加工成零件的机器，简称机床。机器，简称机床。广义的机床：金属加工的机器广义的机床：金属加工的机器2、机械制造中的金属切削机床的作用、机械制造中的金属切削机床的作用中心作用：工欲善其事中心作用：工欲善其事 ，必先利其器，必先利其器根底作用：配备程度根底作用：配备程度 - 现代化与综合实力现代化与综合实力先驱作用：机械技术向机械科学开展先驱作用：机械

3、技术向机械科学开展3、机床在国民经济中的位置、机床在国民经济中的位置二十一世纪制造业是我国的支柱产业之一；我二十一世纪制造业是我国的支柱产业之一；我国是制造业开展的重要基地。国是制造业开展的重要基地。 1).在工业、农业、国防和科研领域中，在在工业、农业、国防和科研领域中，在，机床的技术程度直接影响机械制，机床的技术程度直接影响机械制造工业的产质量量和劳动消费率。造工业的产质量量和劳动消费率。 3) 一个国家机床工业的技术程度，机床拥一个国家机床工业的技术程度，机床拥有量及现代化程度，是衡量这个国家工业消费才有量及现代化程度，是衡量这个国家工业消费才干和技术程度的重要标志之一。干和技术程度的重

4、要标志之一。v1、从商品消费的开展看机床的变革、从商品消费的开展看机床的变革v 普通机床：单件小批量消费普通机床：单件小批量消费v 公用机床，刚性自动线：少种类大批量消费公用机床，刚性自动线：少种类大批量消费v 数控机床，柔性自动线：多种类小批量消费数控机床，柔性自动线：多种类小批量消费v2、从根底科学的运用看机床的开展、从根底科学的运用看机床的开展v 经典力学的运用：牛顿力学，流膂力学普经典力学的运用：牛顿力学，流膂力学普通通v 光学、电学的运用：光学定位、丈量技光学、电学的运用：光学定位、丈量技术、电气控制坐标术、电气控制坐标v 控制实际，信息技术的运用：数控技术、专控制实际，信息技术的运

5、用：数控技术、专家系统与人工智能数控家系统与人工智能数控v 效率优先与适度自动化理念新概念效率优先与适度自动化理念新概念v 1.多样化多样化 精细化精细化 高效化高效化 自动化自动化 柔性化柔性化 v 2.数控机床的比重迅速上升数控机床的比重迅速上升 v 3.机械部件的比重不断下降机械部件的比重不断下降 ，电子硬件和软件，电子硬件和软件的比重不断上升的比重不断上升 v 金属切削机床是人类在改造自然的长期消费实金属切削机床是人类在改造自然的长期消费实际中，不断改良消费工具的根底上产生和开展起来际中，不断改良消费工具的根底上产生和开展起来的。的。v 我国机床工业的程度：我国机床工业的程度： 起点较

6、低，差距较大，提高很快；起点较低，差距较大，提高很快；我国机床工业程度我国机床工业程度:数控普及率数控普及率5、联动轴数、联动轴数6、分辨率、分辨率1m、规格为中小型和经济型。规格为中小型和经济型。v 世界机床工业先进程度：数控普及率世界机床工业先进程度：数控普及率80、联动轴数、联动轴数19、分辨率分辨率:0.01m、规格为大型、精细型、规格为大型、精细型v 我国经济继续快速开展。延续我国经济继续快速开展。延续9年，中国继续坚持了机床消年，中国继续坚持了机床消费世界第一费世界第一(2019-4统计统计)、进口第一、消费第三的位置。、进口第一、消费第三的位置。 v 中国数控机床展览会自中国数控

7、机床展览会自2019年起逢双年在上海举行。作为年起逢双年在上海举行。作为一个重要的机床展览，一个重要的机床展览，CCMT得到了众多参展商和最终用户得到了众多参展商和最终用户的一致认可。的一致认可。 v 第五届中国数控机床展览会在北京举行第五届中国数控机床展览会在北京举行2019年年4月月2124日，这次展会的主题是展现国产数控机床最新的成果。日，这次展会的主题是展现国产数控机床最新的成果。 v 相继启动的重要、艰苦工程都对数控产品在技术性能和功相继启动的重要、艰苦工程都对数控产品在技术性能和功能等方面提出了更高的要求。能等方面提出了更高的要求。 v1 1、按机床工艺范围宽窄分类：、按机床工艺范

8、围宽窄分类： v 通用机床万能机床：这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围较通用机床万能机床：这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但构造比较复杂，主要适用于单件小批消费。广，通用性较大，但构造比较复杂，主要适用于单件小批消费。 v 专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道或几道特定工序。一道或几道特定工序。 v 公用机床：这类机床的工艺范围最窄，只能用于加工某一零件的某一道特定工公用机床：这类机床的工艺范围最窄，只能用于加工某一零件的某一道特定工序，适用于大批量消

9、费。序，适用于大批量消费。v2 2、按加工精度分类：、按加工精度分类：v 普通精度机床、精细机床和高精度机床。普通精度机床、精细机床和高精度机床。 v3 3、按自动化程度分类：、按自动化程度分类： v 手动、机动、半自动、自动和程序控制机床。手动、机动、半自动、自动和程序控制机床。v4 4、按分量与尺寸分类：、按分量与尺寸分类： v 仪表机床、普通机床、大型机床分量到达仪表机床、普通机床、大型机床分量到达l0tl0t、重型机床分量在、重型机床分量在30t30t以以上、超重型机床分量在上、超重型机床分量在100t100t以上。以上。v5 5、按机床主要任务部件的数目分类：、按机床主要任务部件的数

10、目分类： v 单轴、多轴、单刀或多刀机床。单轴、多轴、单刀或多刀机床。 v6 6、按机床具有的数控功能分类：、按机床具有的数控功能分类： v 普通机床、普通数控机床、加工中心和柔性制造单元等。普通机床、普通数控机床、加工中心和柔性制造单元等。 v 金属切削机床种类虽然很多，最根本的是按机床的主要加工方法,所用刀具及其用途分类。只需车床、铣床、刨床、磨床和钻床等5种，其他各种机床都由这5种机床演化而成。如镗床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨插床，拉床，特种加工机床，锯床和其他加工机床等11类，每类按工艺特征和构造特征的不同，细分为假设干组，而每组又细分为系系列。 v 车床 C 钻床 Zv 铣床

11、X 镗床 Tv 磨床 M 齿轮加工机床 Yv 拉床 L 螺纹加工机床 Sv 锯床 G 刨插床 Bv 其他机床 Q钻钻 床床 1.按加工性质按加工性质 和和 所用刀具分所用刀具分齿轮加工机床齿轮加工机床螺纹加工机床螺纹加工机床铣铣 床床刨刨 插插 床床镗镗 床床磨磨 床床拉拉 床床特种加工机床特种加工机床锯锯 床床车车 床床其它机床其它机床12类类车床车床车床车床数控车床数控车床数控车床数控车床磨磨 床床钻钻 床床铣铣 床床铣铣 床床 数控铣床拉拉 床床刨床刨床数控镗床数控镗床加工中心加工中心铣削过程铣削过程插齿过程滚齿过程拉齿过程2.按机床的通按机床的通 用性程度分用性程度分通用机床通用机床专

12、门化机床专门化机床公用机床公用机床3.按机床工按机床工 作精度分作精度分普通机床普通机床精细机床精细机床高精度机床高精度机床4按机床的自按机床的自动化程度分动化程度分手动机床手动机床机动机床机动机床半自动机床半自动机床自动机床自动机床5.按机床分按机床分量和尺寸分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大型机床重型机床重型机床超重型机床超重型机床单刀机床单刀机床多刀机床多刀机床单轴机床单轴机床多轴机床多轴机床6.按机床主按机床主要部件数目要部件数目分分普通机床普通机床数控机床数控机床加工中心加工中心柔性制造单元柔性制造单元柔性制造系统柔性制造系统7.按机床的按机床的数控功能分数控功能

13、分v机床的技术参数是表示机械尺寸大小及其任务才干和各种机床的技术参数是表示机械尺寸大小及其任务才干和各种技术数据。技术数据。v机床的技术参数包括：机床的技术参数包括：v 主参数主参数v 第二主参数第二主参数v 主要任务部件的构造尺寸如任务台面主要任务部件的构造尺寸如任务台面v 主要任务部件的挪动行程范围主要任务部件的挪动行程范围v 各种运动的速度范围和级数各种运动的速度范围和级数v 电机功率电机功率v 机床轮廓尺寸机床轮廓尺寸v主参数：主参数：v 机床主参数是表示机床规格大小的一种参数，它直接反机床主参数是表示机床规格大小的一种参数，它直接反响出机床的加工才干的大小。响出机床的加工才干的大小。

14、 其其它特性代号它特性代号 艰苦改良顺序艰苦改良顺序 主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数 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、构造特性代号通用特性、构造特性代号 类代号类代号 分类代号分类代号 机床的组别代号 C A 6 1 4 0 主 参 数 最 大 加 工 直 径主 参 数 最 大 加 工 直 径400mm 系代号系代号 1 组代号卧式车床组代号卧式车床 通用特性艰苦改良序号通用特性艰苦改良序号 类代号车床类代号车床 X 6 2 主参数主轴直径主参数主轴直径20mm 组：卧式升降台铣床组：卧式升降台铣床 铣床铣床 Y 3 1 50 E 艰苦改良序号

15、艰苦改良序号 主参数最大工件直径主参数最大工件直径500mm 系代号系代号 1 组：滚齿机组：滚齿机 齿轮加工机床齿轮加工机床 Z 5 25 主参数最大钻孔直径主参数最大钻孔直径25mm 组：立式钻床组：立式钻床 钻床钻床 v公用机床型号表示方法：公用机床的型号普通由设计单位代公用机床型号表示方法：公用机床的型号普通由设计单位代号和设计顺序号组成，型号构成如下：号和设计顺序号组成，型号构成如下： v公用机床的设计单位代号：设计单位代号包括机床消费厂和公用机床的设计单位代号：设计单位代号包括机床消费厂和机床研讨单位代号位于型号之首。机床研讨单位代号位于型号之首。 v公用机床的设计顺序号：公用机床

16、的设计顺序号按该单位的公用机床的设计顺序号：公用机床的设计顺序号按该单位的设计顺序号陈列，由设计顺序号陈列，由001起始，位于设计单位代号之后，并起始，位于设计单位代号之后，并用用“一隔开，读作一隔开，读作“至。例如，沈阳第一机床厂设计制造至。例如，沈阳第一机床厂设计制造的第一种公用机床为公用车床，其型号为的第一种公用机床为公用车床，其型号为SI-001；北京第一；北京第一机床厂设计制造的第机床厂设计制造的第100种公用机床为公用铣床，其型号为种公用机床为公用铣床，其型号为BI100 。机床自动线代号：由通用机床或公用机床组成的机床自动线，机床自动线代号：由通用机床或公用机床组成的机床自动线，

17、其代号为其代号为ZX ,读作读作“自线，位于设计单位代号之后，并用自线，位于设计单位代号之后，并用“-分开，读作分开，读作“至。机床自动线设计顺序号的陈列与公用机至。机床自动线设计顺序号的陈列与公用机床的设计顺序号一样，位于机床自动线代号之后。床的设计顺序号一样，位于机床自动线代号之后。机床自动线的型号表示方法：型号构成如下：机床自动线的型号表示方法：型号构成如下： 第一章 车 床第一节 车床的用途、运动与分类了解一、车削车削的构成运动：主运动：工件的旋转运动进给运动：刀具的挪动挂轮变速机构主轴箱刀架尾座床身床腿溜板箱光杠丝杠床腿进给箱二、车床的分类v1卧式车床v2立式车床v3转塔车床v4单轴

18、自动车床v5多轴自动与半自车床v6仿形车床及多刀车床v7专门化车床：如凸轮轴车床，曲轴车床等。二、车床的分类v卧式车床：适用于单件、小批量消费加工。可以车削内外圆卧式车床：适用于单件、小批量消费加工。可以车削内外圆柱面、圆锥面、成形回转面、端面和螺纹，用滚花刀进柱面、圆锥面、成形回转面、端面和螺纹，用滚花刀进 行滚行滚花，尾座还能进展钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹和套螺纹等。花，尾座还能进展钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹和套螺纹等。 v转塔式六角车床：适用于成批消费加工外形复杂的盘、套类转塔式六角车床：适用于成批消费加工外形复杂的盘、套类零件。这种机床有一个绕垂直轴线转位、零件。这种机床有一个绕垂直轴线转

19、位、6个工位的六角转塔个工位的六角转塔刀架，每一工位经过辅具可装一把或一组刀具，作纵向进给刀架，每一工位经过辅具可装一把或一组刀具，作纵向进给运动，以车削内外圆柱面，钻、扩、铰孔和车孔，攻螺纹和运动，以车削内外圆柱面，钻、扩、铰孔和车孔，攻螺纹和套螺纹等。有一个横刀架作纵、横进给运动，以车削大直径套螺纹等。有一个横刀架作纵、横进给运动，以车削大直径的外圆柱面、成形回转面、端面和沟槽。的外圆柱面、成形回转面、端面和沟槽。 v回轮式六角车床：适用于成批消费轴类及阶梯轴类零件的加回轮式六角车床：适用于成批消费轴类及阶梯轴类零件的加工。该机床有一个绕程度轴线转位、工。该机床有一个绕程度轴线转位、12或

20、或16个工位的圆盘形个工位的圆盘形回轮刀架，回轮刀架上均布的轴向孔中经过辅具可装一把单回轮刀架，回轮刀架上均布的轴向孔中经过辅具可装一把单刀或复合刀具进展加工。刀架作纵向进给运动时，可车削内刀或复合刀具进展加工。刀架作纵向进给运动时，可车削内外圆柱面，钻孔、扩孔、铰孔和加工螺纹，刀架绕本身缓慢外圆柱面，钻孔、扩孔、铰孔和加工螺纹，刀架绕本身缓慢转动，即作进给运动时，可完成成形回转面、沟槽、端面和转动，即作进给运动时，可完成成形回转面、沟槽、端面和切断等工序的加工。切断等工序的加工。二、车床的分类v单柱立式车床：适用于单件小批大型盘类零件的加工。该机单柱立式车床：适用于单件小批大型盘类零件的加工

21、。该机床的主轴是垂直布置的，主轴下方有一个可回转的大直径的床的主轴是垂直布置的，主轴下方有一个可回转的大直径的圆形任务台，以便安装笨重的大型零件，横梁上有圆形任务台，以便安装笨重的大型零件，横梁上有l个个5工位垂工位垂直刀架，可沿横梁导轨作程度进给运动、沿刀架导轨作垂直直刀架，可沿横梁导轨作程度进给运动、沿刀架导轨作垂直进给运动及将刀架摆动角度后的斜向进给运动，以加工内外进给运动及将刀架摆动角度后的斜向进给运动，以加工内外圆柱面、内外圆锥面、端面、切槽、钻孔、扩孔和铰孔等，圆柱面、内外圆锥面、端面、切槽、钻孔、扩孔和铰孔等，立柱右侧导轨还有立柱右侧导轨还有1个侧刀架，用来加工外圆、端面及外沟槽

22、个侧刀架，用来加工外圆、端面及外沟槽等。等。 v铲齿车床：适用于工具车间对一些刀具进展齿背的铲削和铲铲齿车床：适用于工具车间对一些刀具进展齿背的铲削和铲磨加工。该机床的外形与卧式车床类似，是一种专门化车床，磨加工。该机床的外形与卧式车床类似，是一种专门化车床，用于铲削和铲磨成形铣刀、齿轮滚刀和丝锥等刀具的齿背用于铲削和铲磨成形铣刀、齿轮滚刀和丝锥等刀具的齿背后刀面，使其获得所需切削刃外形和规定的后角。铲齿后刀面，使其获得所需切削刃外形和规定的后角。铲齿时，刀具毛坯经过心轴安装在机床两顶尖间作匀速旋转，刀时，刀具毛坯经过心轴安装在机床两顶尖间作匀速旋转，刀架上铲齿刀由凸轮传动作径向往复运动，以获

23、得阿基米德螺架上铲齿刀由凸轮传动作径向往复运动，以获得阿基米德螺旋线的齿背。旋线的齿背。v仿形车床：按照样件的轮廓自动车削出外形和尺寸一样的工仿形车床：按照样件的轮廓自动车削出外形和尺寸一样的工件。件。 v数控车床数控车床 v此外，在大批大量消费的工厂中还有各种各样公用车床。如此外，在大批大量消费的工厂中还有各种各样公用车床。如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床等凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床等第二节 CA6140型卧式车床的工艺范围和规划了解v一、车床的工艺范围二、机床的总规划v主轴箱：固定在床身主轴箱：固定在床身4的左边，内部装有主轴和变速传动机构。的左边，内部装有主轴和变速传动机构。工件经过

24、卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功能是支承工件经过卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功能是支承主轴，并把动力经变速机构传给主轴，使主轴带开工件按规主轴，并把动力经变速机构传给主轴，使主轴带开工件按规定的转速旋转，以实现主运动。定的转速旋转，以实现主运动。 v刀架刀架 ：可沿床身：可沿床身4上的刀架导轨作纵向挪动。刀架部件由几上的刀架导轨作纵向挪动。刀架部件由几层组成，它的功用是装夹车刀，实现纵向、横向和斜向运动。层组成，它的功用是装夹车刀，实现纵向、横向和斜向运动。v尾座：安装在床身尾座：安装在床身4右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整位右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整位置。它的功用是用后顶

25、尖支承长工件，也可以安装钻头，铰置。它的功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头，铰刀等孔加工刀具进展孔加工。刀等孔加工刀具进展孔加工。v进给箱进给箱 ：固定在床身：固定在床身4的左端前侧。进给箱内装有进给运动的左端前侧。进给箱内装有进给运动的变速机构，用于改动机动进给的进给量或所加工螺纹的导的变速机构，用于改动机动进给的进给量或所加工螺纹的导程。程。v溜板箱：与刀架溜板箱：与刀架2的最下层，与刀架一同作纵向运动，把进给的最下层，与刀架一同作纵向运动，把进给箱传来的运动传给刀架，使刀架实现纵向和横向进给，或快箱传来的运动传给刀架，使刀架实现纵向和横向进给，或快速运动，或车削螺纹。装有各种操作手

26、柄和按钮。速运动，或车削螺纹。装有各种操作手柄和按钮。v床身：固定在左右床腿床身：固定在左右床腿7和和5上。在床身上安装着车床的各个上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在任务时坚持相对位置或运动轨迹。主要部件，使它们在任务时坚持相对位置或运动轨迹。 三、主运动传动链传动道路重点二传动道路表达式v 运动经v带轮传动副传至轴I，压紧轴I上的多片摩擦离合器M1左部经齿轮副运动传至轴II，实现主轴正转,如以下图。 压紧右部经中间轮可获得相反方向的运动,如图运动从轴II传往主轴有2条道路： a.高速道路 主轴上的滑移齿轮50向左移，使之与轴III上右端的齿轮63啮合，运动传至主轴得高转速。 b.

27、主轴上的滑移齿轮50向右移，使之与齿式离合器M2啮合，轴III的运动经齿轮副传至轴IV，又经齿轮副传至轴V，再经齿轮副和齿式离合器传至主轴获得低转速,如图v主轴转速级数和转速值主轴转速级数和转速值v由传动系统图和传动道路表达式可以看出，主轴正转时，可得由传动系统图和传动道路表达式可以看出，主轴正转时，可得 236种高转速和种高转速和2322=24种低转速。轴种低转速。轴IIIV之间的之间的4条传条传动动 道路的传动比为道路的传动比为vu120/80 x 20/801/16 u220/80 x 51/501/4vu350/50 x 20/801/4 u450/50 x 51/501 v式中，式中

28、，u2和和u3根本一样，所以实践上只需根本一样，所以实践上只需3种不同的传动比。种不同的传动比。主轴实践主轴实践 上只能得到上只能得到23 (221) =18级转速。加上由高速级转速。加上由高速道路传动获得的道路传动获得的 6级转速，主轴共可获得级转速，主轴共可获得24级转速。级转速。v同理，主轴反转时，有同理，主轴反转时，有31(22一一l)12级转速。级转速。v运用上述平衡式，可以计算出主轴正转时的运用上述平衡式，可以计算出主轴正转时的24级转速级转速 为为101400r/min。同理，也可计算出主轴反转时的。同理，也可计算出主轴反转时的12级转级转 速为速为141580r/min。主轴反

29、转通常不是用于切削，而是用。主轴反转通常不是用于切削，而是用 于车削于车削螺纹，车完一刀后，车刀沿螺旋线退回，所以转速螺纹，车完一刀后，车刀沿螺旋线退回，所以转速 高可以缩短高可以缩短辅助时间。辅助时间。三转速图机床设计三转速图机床设计v1、传动组中传动副数确实定、传动组中传动副数确实定v12=4*3 12=3*4 v12=3*2*2 12=2*3*2 12=2*2*3v选用原那么：前多后少选用原那么：前多后少 前密后前密后疏疏 v 升早降晚升早降晚2、转速间的关系、转速间的关系v主轴的各级转速通常按等比数列的规律陈主轴的各级转速通常按等比数列的规律陈列列v即：即：N1 = Nmin N2=N

30、1 N3=N2=N1 2v NK =N1k-1 Nz = Nmax= N1 z-1 v假设假设Rn=Nmax / Nmin 那么那么 Rn = z-1 vRn为变速范围为变速范围 Z为转速级数为转速级数 为公为公比比3、齿轮齿数确实定、齿轮齿数确实定v同一传动组内各齿轮的模数常取为一样，同一传动组内各齿轮的模数常取为一样，因此，各传动副的齿数和相等。可由计算因此，各传动副的齿数和相等。可由计算或查表确定齿轮的齿数或查表确定齿轮的齿数v计算法：计算法：v1将各传动比化为分子分母都是整数将各传动比化为分子分母都是整数的分数。如的分数。如: Ua1=1/ 2=1/2; vUa2=1/ =1/1.41

31、=5/7; Ua3 =1=1/1v(2)将每个传动比的分子分母相加，每个传动比中，分子是自动轮齿数的因子，分母是被动轮齿数的因子。因此，分子与分母的和一定就是这一对齿轮齿数的和的因子。vUa1: 1+2=3; Ua2 : 5+7=12; Ua3: 1+1=2v(3)(3)计算各传动比分子分母和的最小公倍计算各传动比分子分母和的最小公倍数。数。 v 上例的最小公倍数为上例的最小公倍数为12 12 v4 4将最小公倍数乘某个整数将最小公倍数乘某个整数K,K,就是齿就是齿数和数和. .v本例中取本例中取K = 6 S =6K = 6 S =6* *12=7212=72vUa1=1/2=24/48;

32、Ua2=5/7=30/42;Ua1=1/2=24/48; Ua2=5/7=30/42;vUa3=1/1=36/36 ;Ua3=1/1=36/36 ;四、进给传动链重点四、进给传动链重点 1、传动道路、传动道路进给运动传动链进给运动传动链 v运动从主轴VI开场，经轴IX代传至轴X(这是进给换向机构)，后经挂轮传至轴XIII，然后进入进给箱。从进给箱传出的运动，一条道路是经丝杠XIX带动溜板箱，使刀架纵向运动，这是车削螺纹的传动链；另一条道路是经丝杠XX和溜板箱带动刀架作纵向或横向的机动进给，这是进给传动。车削螺纹车削螺纹 v一、车削螺纹一、车削螺纹 v 1 r主轴主轴u L丝丝=L工工 v式中式

33、中 u从主轴到丝杠之间的总传动比；从主轴到丝杠之间的总传动比；v L丝丝机床丝杠的导程，机床丝杠的导程，CA6140型车床的型车床的L丝丝丝丝=12mm；v L工工被加工螺纹的导程被加工螺纹的导程mm。v 由此看出，为了车削上述不同类型、不同导程由此看出，为了车削上述不同类型、不同导程的螺纹，必需对车削螺纹的传动链进展适当调整，的螺纹，必需对车削螺纹的传动链进展适当调整，使使u作相应的改动。作相应的改动。1.车削米制螺纹：从米制螺纹导程的国家规范表可以看出，表中的每一行都是按等差数列陈列的，列与列之间成倍数关系 v其中轴XIVXV之间的变速机构可变换8种不同的传动比： vu基1=26/28=6

34、.5/7 u基2=28/28=7/7 vu基3=32/28=8/7 u基4=36/28=9/7 vu基5=19/14=9.5/7 u基6=30/14=10/7 vu基7=33/21=11/7 u基8=36/21=12/7 v轴XVIXVIII间的变速机构可变换4种传动比： vu倍1=18/45x15/48=1/8 vu倍2=28/35x15/48=1/4 vu倍3=18/45x35/28=1/2vu倍4=28/35x35/28=1v根据传动系统图或传动道路表达式，可以列出车削米制右旋螺纹的运动平衡式为 ： vL丝=1r(主轴)58/5833/3363/100100/7525/36u基25/36

35、36/25u倍12mm vL丝=1r(主轴)58/5833/3363/100100/7525/36u基25/3636/25u倍12mmv式中 u基根本组的传动比； v u倍增倍组的传动比。 v 将上式简化后可得：L丝=7u基u倍 v2.车削模数螺纹：v模数螺纹主要用于车削米制蜗杆，有时某些特殊丝杠的导程也是模数制的。模数螺纹用模数m作为参数。米制螺纹的齿距为Pm=m，所以模数螺纹的导程为L丝m=kPm=km。模数m的规范值也是按分段等差数列的规律陈列的。运动平衡式为： v L丝m=km v =l r(主)58/5833/3364/100100/9725/36u基25/3636/25u倍12 v

36、式中64/100100/9725/367/48，代入化简后得： v L丝m=km = (7/4)u基u倍v m=(7/4k)u基u倍 3.车削英制螺纹M4M4脱开，脱开， M3 M3、 M5 M5啮合啮合v车削英制螺纹：英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数a(扣/in)表示，因此，英制螺纹的导程L丝a=1/a in，由于CA6140型卧式车床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹也应换算成以mm为单位的相应导程值，即 v L丝a=1/a in=25.4/a mm v 车削英制螺纹时，应对传动道路作如下两点变动： v 一是将根本组两轴的主、被动关系对调，使轴XV变为自动轴，轴XIV变为被动轴，就可得到8

37、个按调和数列陈列的传动比值； v 二是在传动链中实现特殊因子25.4。运动平衡式为 v L丝a=l r(主轴)58/5833/3363/100100/751/u基36/25u倍12 v 其中63/100100/7536/25=63/7536/2525.4/21 v所以 v L丝a=(25.4/21) (1/ u基) u倍12=4/725.4( u倍/ u基)mm v改动u倍和u基，就可以车削出按分段等差数列陈列的各种a值的英制4.车削径节螺纹：v车削径节螺纹：径节螺纹主要用于英制螺杆，用径节DP表示。径节DP=z/Dz为蜗轮或蜗杆齿数，D为分度圆直径，单位为in，即蜗轮或齿轮折算到每一英寸分度

38、圆直径上的齿数。v车削径节螺纹时运动平衡式为 vL丝DP=25.4/DP mm vL丝DP=1(主轴)58/5833/3364/100100/971/u基36/25u倍12v 64/100100/9736/2525.4/84 v 25.4/84u倍/u基12=25.4/DP v DP=7u基/u倍5.车削大导程螺纹 f.f.车削非规范螺纹和精细螺纹车削非规范螺纹和精细螺纹 需求啮合齿式离合器，导程 依托调整挂轮的传动比 来实现，其运动平衡工L挂u1233335858挂（主轴）工ulLdcbau挂v二、车削圆柱面和端面二、车削圆柱面和端面 v车削圆柱面和端面时，构成母线的成形运动车削圆柱面和端面

39、时，构成母线的成形运动是一样的，构成导线时成形运动的方向不同。是一样的，构成导线时成形运动的方向不同。运动从进给箱经光杠输入溜板箱，经转换机运动从进给箱经光杠输入溜板箱，经转换机构实现纵向进给或横向进给。构实现纵向进给或横向进给。v1.纵向机动进给量：CA6140型卧式车床纵向机动进给量有64种，并由4种类型的传动道路来获得。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动道路时，可获得正常进给量。运动平衡式为v f纵lr(主)58/5833/3363/100100/75(25/36)u基 25/36(36/25)u倍28/5636/3232/564/2940/48 28/80 2 .512 mm/rv

40、化简后可得v f纵0.71 u基u倍mm/rv 改动u基和u倍可得到从0.081.22 mm/r的32种正常进给量。v2.横向机动进给量：经过传动计算可知，横向机动进给量是纵向机动进给量的一半。v f横lr(主轴)58/5833/3363/100100/75(25/36)u基25/36(36/25)u倍28/5636/3232/564/2940/4848/4859/185mm/rv =0.35u基u倍 v 3.刀架的快速挪动：为了减轻工人劳动强度和缩短辅助时间，刀架可以实现纵向和横向机动快速挪动。第三节 CA6140型卧式车床主要部件构造一、主轴箱一、主轴箱1.卸荷带轮：卸荷带轮：电动机经电动

41、机经V带将运动传带将运动传至轴至轴I左端的左端的带轮带轮2，带轮，带轮2与花键套与花键套1用螺钉联接用螺钉联接成一体，支成一体，支承在法兰承在法兰3内内的两个深沟的两个深沟球轴承上。球轴承上。法兰法兰3固定在固定在主轴箱体主轴箱体4上，上，这样带轮这样带轮2可可经过花键套经过花键套1带动轴带动轴I旋转，旋转，V带拉力那带拉力那么经轴承和么经轴承和法兰法兰3传至箱传至箱体体4v2.双向多片离合器、制动器支配机双向多片离合器、制动器支配机构：构：v双向多片离合器装在轴双向多片离合器装在轴I上。离合上。离合器左、右两部分构造是一样的。左器左、右两部分构造是一样的。左离合器推进主轴正转，正转用于切离合

42、器推进主轴正转，正转用于切削，传送的转矩较大。右离合器传削，传送的转矩较大。右离合器传动反转，主要用于退刀，片数较少动反转，主要用于退刀，片数较少外摩擦片外摩擦片4片，内摩擦片片，内摩擦片5片片3.主轴和卡盘的衔接：主轴和卡盘的衔接：CA6140卧式车床主轴的前端为短锥和法卧式车床主轴的前端为短锥和法兰，用于安装卡盘或拨盘。兰，用于安装卡盘或拨盘。4.变速支配机构变速支配机构二、进给箱二、进给箱v三、溜板箱三、溜板箱 v1.开合螺母机构：开合螺母机构：v车削螺纹时，进给箱将运动传送给丝杠。合上开合车削螺纹时，进给箱将运动传送给丝杠。合上开合螺母，就可带动溜板箱和刀架。螺母，就可带动溜板箱和刀架

43、。v2.纵向、横向机动进给及快速挪动的支配机构纵向、横向机动进给及快速挪动的支配机构v3.互锁机构：互锁机构：v为了防止损坏机床，在接通机动进给或快速挪动时，为了防止损坏机床，在接通机动进给或快速挪动时，对开螺母不应合上，反之，合上对开螺母时，就不对开螺母不应合上，反之，合上对开螺母时，就不许接通机动进给和快速挪动。许接通机动进给和快速挪动。v4.平安离合器：平安离合器：v机动进给时，如进给力过大或刀架挪动受阻，那么机动进给时，如进给力过大或刀架挪动受阻，那么有能够损坏机件。为此在进给链中设有平安离合器，有能够损坏机件。为此在进给链中设有平安离合器，来自动地停顿进给。来自动地停顿进给。三、溜板

44、箱 开合螺母机构支配机构互锁支配机构超越离合器平安离合器了解了解重点重点 重点重点重点重点第三章 磨 床第一节 M1432A型万能外圆磨床一、机床的总规划二、机床的运动与工艺范围三、机床的机械传动系统1、砂轮架特点： v1短三瓦式滑动轴承v2皮带直接驱动v3砂轮的平衡2、内圆磨具与支架特点： v1带传动，提高平稳性v 2弹簧力预紧轴承，自动补偿v热变形及轴承磨损3、头架4、尾架5、砂轮架的横向进给第二节 其它类型的平面磨床v1、分类v卧轴矩台平面磨床 卧轴圆台平面磨床v 立轴矩台平面磨床 立轴圆台平面磨床2、构成运动3、特点v卧轴周面磨：精度粗糙度好，效率较低，工艺范围广v立轴端面磨：粗糙度、

45、精度差、效率高，不能磨长零件第三节 无心外圆磨床1、任务原理v贯穿磨削 V导程度=V导sinv V导垂直=V导cosv切入磨削 轴向定位定程档块v 小角度30产生程度向力2、特点v消费率高，外表精度高v调整复杂，适用于大批量消费v不宜加工周面不延续外表或有较高同轴度要求的外表.高精度机床的构造特点 v1、高精度零部件v2、高刚度零部件v3、动态精度高，抗振性好，热变形小v4、高精度丈量仪器思索题v1、平面磨床有哪几种，其构造与工艺范围有何不同？v2、无心外圆磨削方式有几种？其工艺范围如何？第四章第四章 齿轮加工机床齿轮加工机床第一节第一节 齿轮加工机床的任务原理和分类齿轮加工机床的任务原理和分

46、类v资料成形法资料成形法 v 铸铸 造造 v 热热 轧轧 普通精度齿轮普通精度齿轮 v 冲冲 压压v 铣齿铣齿v 成形法成形法 刨齿刨齿 用成形刀具加工方法简单效率低，精度低。用成形刀具加工方法简单效率低，精度低。 v 插齿插齿v切削法切削法v 滚齿滚齿v 展成法展成法 插齿插齿v 珩齿珩齿 加工精度高、效率高加工精度高、效率高 v 剃齿剃齿v 磨齿磨齿第二节 滚齿机的运动分析一、滚齿原理二、滚切直齿圆柱齿轮一机床的运动与传动原理图v1、展成传动链内联络传动链v2、主运动传动链v3、竖直进给传动链A二滚刀的安装三、滚切斜齿圆柱齿轮一机床的运动和传动原理图二滚刀的安装三工件附加转动的方向第三节

47、YC3180型淬硬滚齿机一、机床的用途与外形二、机床的传动系统分析一传动系统图v1、主运动传动链v2、展成运动传动链v3、轴向进给传动链v4、差动传动链v5、刀架快速升降传动道路二滚切直齿圆柱齿轮的传动链及其换置v1、主运动传动链v1找末端件v电机滚刀v2定计算位移v1500r/minn刀v3列运动平衡式v4导出换置公式：vuV=n0/180.8刀nllrv8020232323232323353317690min1500刀nllrv8020232323232323353317690min1500刀nllrv8020232323232323353317690min1500刀nllrv802023

48、2323232323353317690min1500v2、展成运动传动链v1找末端件v滚刀工件v2定计算位移v1/K=1/Zv3列运动平衡式v4导出换置公式ve,f挂轮可根据被加工齿轮齿数选取P111zkefdcbaux24三滚动斜齿圆柱齿轮的传动链及其换置v1展成运动传v引入合成机构 U合=1 2、差动传动链v1找末端件v 刀架工件v2定计算位置vT刀架轴间挪动转工件v3运动平衡式v4计算换置公式vUy=198140224242121303024032222dcbafeudcbaT合Kmdcba法sin62222三、滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮由公式：v 21Z161v Z161v当

49、Z100并且为质数时没有适宜的齿轮选用即下式无法实现。v滚 刀 工 件 刀 架v 展成链 轴向传动链vZ/K 1r f(mm/r)vv展成链ZKdcba24ZKdcba48ZZZ思索题：v1、滚齿机中哪些传动链为内联络传动链，为什么？v2、滚齿机的运动合成机构的作用是什么？v3、滚切斜齿圆柱齿轮时，如何确定有关部件的旋转方向和安装角？第四节 其它齿轮加工机床的运动分析一、插齿机1、插齿机的工艺范围2、插齿原理及所需的运动3、插齿机的传动原理图二、磨齿机的运动分析1、成形法的磨齿原理及所需的运动2、展成法磨齿原理及运动1延续磨削2单齿分度磨削三、锥齿轮加工机床的运动分析1、锥齿轮的切齿原理2、锥

50、齿轮的切齿运动3、弧齿锥齿轮的传动原理和任务过程4、直齿锥齿轮刨齿机的任务原理思索题：思索题：v1 1、齿轮加工的方法有哪些？分别用哪种加工原理？、齿轮加工的方法有哪些？分别用哪种加工原理？是成形法还是展成法？是成形法还是展成法？v2 2、成形法磨齿，展成延续磨齿和单齿分度磨齿的、成形法磨齿，展成延续磨齿和单齿分度磨齿的工艺特点有何不同？工艺特点有何不同？v3 3、直齿锥齿刨齿机传动链中哪些是内联络传动链？、直齿锥齿刨齿机传动链中哪些是内联络传动链？v阅读与讨论：阅读与讨论：v单齿分度展成法磨齿展成运动的实现机构。单齿分度展成法磨齿展成运动的实现机构。第五章第五章 数控机床数控机床1、数控机床

51、的产生和特点、数控机床的产生和特点v一、数控机床的产生v需求:v为提高制造系统柔性v方便精细复杂零件的加工v 能够:v电子技术、计算机技术的开展v数字控制是采用数字化信息实现加工自动化数字控制是采用数字化信息实现加工自动化的技术控制。的技术控制。NCv早期早期NC是由各种逻辑元件，记忆元件组成的是由各种逻辑元件，记忆元件组成的随机逻辑电路。由硬件实现数控功能，称为随机逻辑电路。由硬件实现数控功能，称为硬件控制。用这种技术的数控机床称为硬件控制。用这种技术的数控机床称为NC机机床。床。v计算机数控计算机数控Computer Nemerical ControlCNC是用微处置器或公用微机的数控系统

52、。是用微处置器或公用微机的数控系统。由事先存放在存储器里的系统程序软件由事先存放在存储器里的系统程序软件来实现控制逻辑，实现全部或部分数控功能来实现控制逻辑，实现全部或部分数控功能的，称为的，称为CNC机床。机床。v其过程是：零件图其过程是：零件图程序程序数控安装数控安装伺服伺服系统系统机床机床开展过程：第一代第一代 电子管元件电子管元件 1952年麻省理学院年麻省理学院 立立铣铣第二代第二代 晶体管元件晶体管元件 1959年克耐年克耐.杜列克公司杜列克公司 加工中心加工中心第三代第三代 小规模集成电路小规模集成电路 1965第四代第四代 小型计算机小型计算机 1967 FMS美国美国第五代第

53、五代 微处置器微处置器 1970年年 1980 FMC二、数控机床的特点：二、数控机床的特点：v柔性：控制可编程，刀具补偿柔性：控制可编程，刀具补偿v可靠性：系统监测与诊断，加工过程调理可靠性：系统监测与诊断，加工过程调理v准确性：精细丈量系统，准确位置控制准确性：精细丈量系统，准确位置控制v 高精度加工处置，高性能机床组件高精度加工处置，高性能机床组件v高消费率：加工速度较高，加工工序减少高消费率：加工速度较高，加工工序减少v 工件和刀具自动交换工件和刀具自动交换v宜人性：宜人性：v集成性：多种软件系统集成性：多种软件系统 DNC CIMS2.2.数控机床的任务原理数控机床的任务原理v一、一

54、、CNCCNC机床的组成：机床的组成：v 1 1、程序清单与信息载体、程序清单与信息载体v2 2、输入、输入/ /输出安装输出安装v 纸带阅读机纸带阅读机 磁盘驱动器磁盘驱动器 CRT CRT等显示器件等显示器件v3 3、数控安装、数控安装v 接受信号、译码、运算和逻辑处置，将指令信息输出给伺服系统接受信号、译码、运算和逻辑处置，将指令信息输出给伺服系统v 脉冲信号的数量决议位移的大小脉冲当量脉冲信号的数量决议位移的大小脉冲当量v脉冲信号的频率决议速度脉冲信号的频率决议速度v4 4、伺服系统、伺服系统v 是以机床挪动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，是是以机床挪动部件的位置和速度作为控

55、制量的自动控制系统，是接受数控安装指令，驱动机床执行机构运动的驱动原件。接受数控安装指令，驱动机床执行机构运动的驱动原件。v5 5、检测反响系统、检测反响系统v 检测速度、方向、位移及加工情况检测速度、方向、位移及加工情况电信号电信号数控安装数控安装 偏向偏向纠正误差指令纠正误差指令伺服系统伺服系统二、插补原理二、插补原理v1、插补的概念、插补的概念v 在工件轮廓上某起始点和终点之间，计在工件轮廓上某起始点和终点之间，计算中间点的坐标，以使二点间的运动轨迹与算中间点的坐标，以使二点间的运动轨迹与被加工零件的轮廓相符合。这种数据的密化被加工零件的轮廓相符合。这种数据的密化任务称为插补计算。任务称

56、为插补计算。2、插补方法的分类v1基准脉冲插补基准脉冲插补v 又称脉冲增量插补，每次插补终了后产生又称脉冲增量插补，每次插补终了后产生一个行程增量，以脉冲方式输出，每次插补运一个行程增量，以脉冲方式输出，每次插补运算产生的指令脉冲输出到进给伺服系统，以驱算产生的指令脉冲输出到进给伺服系统，以驱开任务台运动。开任务台运动。v 脉冲当量：每发出一个脉冲，任务台挪脉冲当量：每发出一个脉冲，任务台挪动一个根本长度单位，称为脉冲当量。动一个根本长度单位，称为脉冲当量。v 基准脉冲插补适用于以步进电机为驱基准脉冲插补适用于以步进电机为驱动原件的开环控制系统。常用的有逐点比较法、动原件的开环控制系统。常用的

57、有逐点比较法、数字积分法。数字积分法。2数据采样插补v 又称时间增量插补，其输出的不是进给脉冲，而是用二进制表示的进给量。它将加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔，称为插补周期。每一个插补周期内，根据指令进给速度计算出一个微小的直线数据段对应的位置增量数据进展输出。v 数据采样插补适用于以直流或交流伺服电机为驱动元件的闭环和半闭环控制系统。v 常用的是直线函数法、扩展DDA数据采样插补法。3、逐点比较法v逐点比较法插补过程v 偏向判别：根据刀具当前位置，确定进给方向。v 坐标进给：使加工点向给定轨迹趋进。即向减少误差的方向挪动。v 偏向计算：计算新加工点与给定轨迹的偏向，作为下

58、一步判别的根据。v 终点判别：判别能否到达终点。1直线插补v在第一象限上，起点O为坐标原点，直线的终点坐标E (Xe ，Ye )，直线方程为：v X eY XYe=0v设P(X,Y)为动点坐标，那么动点与直线的位置关系有3种：动点在直线上方、直线上、直线下方。v假设P1点在直线上方，那么有：v XeY - XYe 0 P点向+X向进给v假设P1点在直线上，那么有：v XeY - XYe = 0 P点向+X向进给v假设P1点在直线下方，那么有：v XeY - XYe 0 P点向+Y向进给v因此，可以构成偏向函数为:v F= XeY - XYe v对于动点Pi(Xi ,Yi), 假设Fi0，那么阐

59、明Pi(Xi ,Yi)点在OEv直线之上或在直线上方，应沿+X向走一步，走步后，v Xi+1= Xi + 1 Yi+1 = Yi 故v Fi+1 = XeYi+1 - Xi+1Yev = XeYi - (X i +1)Yev = XeYi - X i Ye - Ye v = Fi - Ye v v Fi+1= Fi - Ye *1v v同理，假设Fi0 那么有 v Fi+1= Fi + Xe *2 v1、2式为简化后的偏向计算公式v v v v v 2)圆弧插补v 在圆弧加工过程中，可用动点到圆心间隔的大小来反映刀具位置与被加工圆弧之间的关系。加工点能够有三种情况出现：即圆弧上、圆弧外、圆弧内

60、。v 动点PX，Y位于圆弧上时：v X2 + Y2 R2 0v 动点PX，Y位于圆弧外时：v X2 + Y2 R2 0v 动点PX，Y位于圆弧内时：v X2 + Y2 R2 0v 定义圆弧偏向函数判别式为：v F = X2 + Y2 R2 vFi 0,动点PXi ，Yi应沿Y方向进给，新的动点坐标为v Xi+1Xi，Yi+1Yi - 1v Fi+1 = Xi+1 2 +Yi+12 - R 2 v v = Xi 2 + (Yi -1)2 - R 2 v Fi+1 =Fi - 2Yi + 1 v同理，假设 Fi 0 ，动点PXi ，Yi应沿Y方向进给，新的动点坐标为v Xi+1Xi +1 ，Yi+