第二章机械加工及设备的基础理论

1、第二章第二章 机械加工及设备的基础理论机械加工及设备的基础理论LOGO主讲 机电学部 黄惠麟Page 2第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n 一、切削运动与切削用量一、切削运动与切削用量n （一）切削运动（一）切削运动n 要使刀具从工件毛坯上切除多余的金属，使其成为具有一要使刀具从工件毛坯上切除多余的金属，使其成为具有一定形状和尺寸的零件，刀具和工件之间具有一定的相对运定形状和尺寸的零件，刀具和工件之间具有一定的相对运动，这种相对运动称为切削运动。动，这种相对运动称为切削运动。 切削运动根据其功用不同，可分为切削运动根据其功用不同，可分为主运动和进给运动。主运动和进给运动。 主运动

2、和进给运动的矢量和，称为主运动和进给运动的矢量和，称为合成切削运动合成切削运动。所有切削运动的速度及方向都是相对于工件定义的。所有切削运动的速度及方向都是相对于工件定义的。主讲 机电学部 黄惠麟Page 3第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n （1）主运动）主运动 主运动是由机床提供的主要运动，是使刀具和工件之间产生相对运动，从而切下切屑所必需的最基本的运动。也是切削加工中速度最高、消耗功率最多的运动。n 在切削运动 中，主运动只有一个。n (2)进给运动 进给运动是由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，连续切下切屑，得到所需的已加工表面。一般进给运动是切削

3、加工中速度较低、消耗功率较少的运动。n 进给运动可以由一个或多个运动组成。它可以是间歇的，也可以是连续的。用用“vf”表示。表示。主讲 机电学部 黄惠麟Page 4第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n （3）合成切削运动）合成切削运动 主运主运动和进给运动合成后的运动，动和进给运动合成后的运动，称为合成切削运动，用称为合成切削运动，用“ve”表示。表示。n 刀具切削刃上选定点相对工件刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称合成切的瞬时合成运动方向称合成切削运动方向，其速度称合成切削运动方向，其速度称合成切削速度。削速度。主讲 机电学部 黄惠麟Page 5第一节第一节 金属切削

4、基本知识金属切削基本知识n 在切削过程中，工件上有以下在切削过程中，工件上有以下3个个变化着的表面，如变化着的表面，如图图2-1所示。所示。n （1）待加工表面。）待加工表面。工件上即将被工件上即将被切除的表面。切除的表面。n （2）已加工表面。）已加工表面。切去材料后形切去材料后形成的新的工件表面。成的新的工件表面。n （3）过渡表面。）过渡表面。加工时主切削刃加工时主切削刃正在切削的表面，它处于正在切削的表面，它处于 已加工表面和待加工表面之间。已加工表面和待加工表面之间。主讲 机电学部 黄惠麟Page 6第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识1000ndwcn （二）（二） 切削

5、用量切削用量n 切削用量是指切削速度切削用量是指切削速度v vc c、进给量、进给量f f（或进给速度（或进给速度v vf f）和被吃）和被吃刀量刀量a ap p。三者又称为切削用量三要素。三者又称为切削用量三要素。n 1.1.切削速度切削速度ccn 切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度，其切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度，其单位是单位是m/minm/min。计算切削速度时，应选取切削刃上速度最高的。计算切削速度时，应选取切削刃上速度最高的点进行计算。当主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定，点进行计算。当主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定，即：即： （2-12

6、-1） n 式中式中 d dW W工件（或刀具）的最大直径，单位为工件（或刀具）的最大直径，单位为mmmm；n 工件（或刀具）的转速，单位为工件（或刀具）的转速，单位为r/minr/min。主讲 机电学部 黄惠麟Page 7第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n 2.进给量进给量fn 工件或刀具每转一周，刀具在进给方向上相对工件的位移量，工件或刀具每转一周，刀具在进给方向上相对工件的位移量，称为每转进给量，简称进给量，用称为每转进给量，简称进给量，用f表示，单位为表示，单位为mm/r。n 单位时间内刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，称为单位时间内刀具在进给运动方向上相对工件的位移

7、量，称为进给速度，用进给速度，用Vf表示，单位为表示，单位为mm/min。当主运动为旋转运。当主运动为旋转运动时，进给量动时，进给量f与进给速度与进给速度Vf之间的关系为之间的关系为:n Vfn （mm/min） (2-2)n 对多点切削刀具，如钻头、铣刀还规定每一个刀齿的进给对多点切削刀具，如钻头、铣刀还规定每一个刀齿的进给 量量fx，即后一个刀齿相对于前一个齿的进给量，单位为，即后一个刀齿相对于前一个齿的进给量，单位为mm/Z（毫米（毫米/齿）齿） n f=fZZ （2-3）n 式中式中 Z刀齿数。刀齿数。主讲 机电学部 黄惠麟Page 8第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n

8、3.被吃刀量（切削深度）被吃刀量（切削深度）apn 已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，称为被吃刀量，已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，称为被吃刀量，用用ap表示，单位为表示，单位为mm。n 车外圆时被吃刀量车外圆时被吃刀量ap为为n （2-4）n 式中式中 dm已加工表面直径，单位为已加工表面直径，单位为mm；n w待加工表面直径，单位为待加工表面直径，单位为mm。2mwpdda主讲 机电学部 黄惠麟Page 9第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n （二）（二） 刀具切削部分的组成刀具切削部分的组成n 切削刀具种类繁多，构造各异。其中较典型、较简单的是切削刀具种类繁多，构造

9、各异。其中较典型、较简单的是车刀，其他刀具的切削部分可以看成是以车刀为基本形态车刀，其他刀具的切削部分可以看成是以车刀为基本形态演变而来的。演变而来的。主讲 机电学部 黄惠麟Page 10第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n 如如 图图2-3所示为普通外圆车刀，由刀体和刀杆两部分组成。刀杆用于夹持所示为普通外圆车刀，由刀体和刀杆两部分组成。刀杆用于夹持刀具，又称夹持部分；刀体用于切削，又称切削部分。切削部分一般由刀具，又称夹持部分；刀体用于切削，又称切削部分。切削部分一般由3个面、个面、2个切削刃和个切削刃和1个刀尖组成。个刀尖组成。n （1）前刀面）前刀面A 刀具上切屑流过的表面

10、刀具上切屑流过的表面 称为刀具的前面，又称前刀面。称为刀具的前面，又称前刀面。n （2）后刀面）后刀面A 刀具上与工件的过渡表面刀具上与工件的过渡表面 相对的表面称为刀具的后面，又称后刀面。相对的表面称为刀具的后面，又称后刀面。n （3）副后刀面）副后刀面A 刀具上与已加工表面相刀具上与已加工表面相 对的表面称为刀具的副后面。对的表面称为刀具的副后面。n （4）主切削刃）主切削刃s 前面和后面的交线为主前面和后面的交线为主 切削刃，担任切削工作的刀刃。切削刃，担任切削工作的刀刃。n （5）副切削刃）副切削刃s 前面和副后面的交线为副切削刃。前面和副后面的交线为副切削刃。n （6）刀尖）刀尖 主

11、切削刃和副切削刃的交点。主切削刃和副切削刃的交点。 刀尖实际上是一段短直线或圆弧，如刀尖实际上是一段短直线或圆弧，如 图图2-4所示。所示。主讲 机电学部 黄惠麟Page 11第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n 刀尖刀尖 主切削刃和副切削刃的交点。刀尖可以是一段短直主切削刃和副切削刃的交点。刀尖可以是一段短直线、曲线或圆弧，如线、曲线或圆弧，如 图图2-4所示。所示。主讲 机电学部 黄惠麟Page 12n （二）刀具角度的参考系二）刀具角度的参考系n 为了确定刀具切削部分各表面为了确定刀具切削部分各表面和切削刃的空间位置，需要建和切削刃的空间位置，需要建立平面参考系。立平面参考系

12、。n 按构成参考系时所依据的切削按构成参考系时所依据的切削运动的差异，参考系分成：运动的差异，参考系分成：n 刀具标注角度参考系和刀具工刀具标注角度参考系和刀具工作角度参考系作角度参考系 刀具标注角度参考系刀具标注角度参考系由运动方向确定；由运动方向确定；刀具工作角度参考系刀具工作角度参考系由合成切削运动由合成切削运动方向确定。方向确定。第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 13n 刀具标注角度参考系刀具标注角度参考系（又（又称刀具静止参考系是刀具称刀具静止参考系是刀具设计时标注、刃磨和测量设计时标注、刃磨和测量的基准，用此定义的刀具的基准，用此定义的刀

13、具角度称为刀具标注角度。角度称为刀具标注角度。n 刀具工作角度参考系刀具工作角度参考系是确是确定刀具切削工作时角度的定刀具切削工作时角度的基准，用此定义的刀具角基准，用此定义的刀具角度称为刀具工作角度。度称为刀具工作角度。第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 14n 1、正交平面参考系、正交平面参考系n 如图如图2-5所示，正交平面参考系所示，正交平面参考系由以下三个平面组成：由以下三个平面组成：n （1）基面）基面Pr 它是指过切削刃它是指过切削刃上选定点，垂直于该点切削速上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。车刀切削刃上度方向的平面。车刀切削刃上各

14、点的基面都平行于车刀的安各点的基面都平行于车刀的安装面（即底面）。安装面是刀装面（即底面）。安装面是刀具制造、刃磨、测量时的定位具制造、刃磨、测量时的定位基准面。基准面。第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 15n （2）切削平面切削平面Ps 通过切削通过切削刃上的选定点，与该切削刃相切并刃上的选定点，与该切削刃相切并垂直于基面的平面。垂直于基面的平面。n （3）正交平面正交平面Po 通过切削刃通过切削刃上的选定点，并同时垂直于该点基上的选定点，并同时垂直于该点基面和切削平面的平面。面和切削平面的平面。n 由上述定义，显然有由上述定义，显然有PrPsPo

15、，于是，于是Pr、Ps、Po便组成一个正交的正交平便组成一个正交的正交平面参考系。面参考系。第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 16n 2、法平面参考系、法平面参考系n 如图如图2-5所示，法平面参考所示，法平面参考系由系由Pr 、Ps、 Pn三个平三个平面组成。面组成。n 法平面法平面Pn是指过切削刃上是指过切削刃上选定点并垂直于切削刃的选定点并垂直于切削刃的平面。平面。第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 17n 3、假定工作平面参考系、假定工作平面参考系n 如图如图2-6所示，假定工作平面所示，假定工作平面

16、参考系由参考系由Pr、Pf、Pp三个平面三个平面组成。组成。n （1）假定工作平面）假定工作平面Pf 它是它是指过切削刃上选定点平行于指过切削刃上选定点平行于假定进给运动方向并垂直于假定进给运动方向并垂直于基面基面Pr的平面。的平面。n （2）背平面）背平面Pp 它是指过切它是指过切削刃上选定点同时垂直于基削刃上选定点同时垂直于基面面Pr和假定工作平面和假定工作平面Pf的平面。的平面。第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 18第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识)(900000n (三）刀具的标注角度三）刀具的标注角度n 1、在正交平面、在正交

17、平面P0内标注的角度内标注的角度n （1）前角）前角。 它是指在正交平它是指在正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角。面内度量的前刀面与基面之间的夹角。n （2）后角）后角。 它它 是指在正交平是指在正交平面内度量的后刀面与切削平面之间的面内度量的后刀面与切削平面之间的夹角。夹角。n （3）楔角）楔角。 它是指在正交平面它是指在正交平面内度量的前刀面与后刀面之间的夹角。内度量的前刀面与后刀面之间的夹角。 前角前角 后角后角 楔角楔角主讲 机电学部 黄惠麟Page 19第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n 2、在切削平面、在切削平面Ps内标注内标注的角度的角度n 刃倾角刃倾角s 是指

18、在切削平面是指在切削平面内度量的主切削刃与基面内度量的主切削刃与基面之间的夹角（刃倾角可正之间的夹角（刃倾角可正可负可负,当刀尖为主切削刃上的最低点时为负值;当刀尖为主切削刃上的最高点时为正值;当主切削刃为水平时为零）。 刃倾角刃倾角主讲 机电学部 黄惠麟Page 20第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n 3、在基面、在基面Pr内标注的角度内标注的角度n 主偏角Kr。主切削刃在基面内的投影与进给运动方向之间的夹角，如图2-7所示。n 副偏角Kr 。副切削刃在基面内的投影与进给运动反方向之间的夹角，如图2-7所示。n 刀尖角r。主、副切削刃在基面内的投影之间的夹角。n 主偏角、副偏角

19、和刀尖角三者之间的关系为: 基面基面主讲 机电学部 黄惠麟Page 21第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n 三、车刀的工作角度n 工作时，由于与理想条件不符，其实际角度不等于标注角度，这种变化了的角度称为实际工作角度。通常进给速度远小于主运动速度，刀具的工作角度近似等于标注角度，可不考虑其影响。n 在一般条件下，刀具的工作角度在一般条件下，刀具的工作角度与标注角度相关无几，两者差别不与标注角度相关无几，两者差别不预考虑，只有在角度变化值较大时预考虑，只有在角度变化值较大时才需要计算工作角度。才需要计算工作角度。主讲 机电学部 黄惠麟Page 22第一节第一节 金属切削基本知识金属

20、切削基本知识n 但在一些特殊情况(如车螺纹或丝杠、铲削加工等角度变化值较大时)下，需计算工作角度。一般，当刀尖安装得高于工件轴线时，其工作前角 增大，工作后角 减小;当刀尖安装得低于工件轴线时，其工作前角 减小，工作后角 增大，如图2-8A所示。若刀具轴线安装方向不正确，则 的变化情况如图2-8B所示。 e0e0e0e0主讲 机电学部 黄惠麟Page 23第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识图图2-8A 车刀安装高度对工作角度的影响车刀安装高度对工作角度的影响主讲 机电学部 黄惠麟Page 24第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识图图2-8B 车刀刀柄偏斜对主、副偏角的影响

21、车刀刀柄偏斜对主、副偏角的影响主讲 机电学部 黄惠麟Page 25第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n 四、切削层参数四、切削层参数n 切削层是指工件上正被刀具切削刃切削的一层金属，车削时工件转过一转，车刀主切削刃移动一个了距离。车刀切下来的金属层即为切削层。切削层参数是在与主运动方向垂直的平面内度量的切削层截面尺寸。主讲 机电学部 黄惠麟Page 26第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n 以外圆车削为例来说明切以外圆车削为例来说明切削层参数的定义。外圆车削层参数的定义。外圆车削时，工件旋转一周，主削时，工件旋转一周，主切削刃移动一个进给切削刃移动一个进给 量量f所切除

22、的金属层称为切削所切除的金属层称为切削层。如图层。如图2-11所示，当主、所示，当主、副切削刃为直线，且副切削刃为直线，且s=00时，切削层公称截面为平时，切削层公称截面为平行四边形。行四边形。主讲 机电学部 黄惠麟Page 27n (1) 切削层公称厚度hD。过切削刃上选定点，在与该点主运动方向垂直的平面内，垂直于过渡表面度量的切削层尺寸称为切削层公称厚度，单位为mm。由图2 -12可以看出，切削层公称厚度 为刀具或工件每移动 一个进给量f以后，主 切削刃相邻两位置间 的垂直距离。第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 28第一节第一节 金属切削基本知识

23、金属切削基本知识n (1)切削层公称厚度hD n 若车刀主切削刃的投影与工件轴线之间的夹角为 kr 。计算公式为:)(sinmmfhD(2-19)由式（由式（2-19）可知，）可知，f或或kr增大，则增大，则hD变厚。变厚。主讲 机电学部 黄惠麟Page 29n (2) 切削层公称宽度 bD 。过切削刃上选定点，在与该点主运动方向垂直的平面内，平行于过渡表面度量的切削层尺寸称为切削层公称宽度，单位为mm同样由图2 -12可以看出，切削层公称宽 度为沿刀具主切削刃 量得的待加工表面至 已加工表面之间的距 离，即主切削刃与工 件的接触长度。第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识主讲 机电学

24、部 黄惠麟Page 30第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n (2)切削层公称宽度bD 车削时bD是车刀主切削刃参加工作的长度在切削层横截面内的投影。若车刀主切削刃的投影与工件轴线之间的夹角为 kr ，计算公式为:)(sin/mmbPD(2-20)由式（由式（2-20）可知，）可知，ap或或kr增大，则增大，则bD变厚。变厚。主讲 机电学部 黄惠麟Page 31n 图图2-12所示为所示为Kr不同时不同时hD与与bD的变化。图的变化。图2-13所示为曲所示为曲线刃时切削层各点的切削层公称厚度。线刃时切削层各点的切削层公称厚度。第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识主讲 机电

25、学部 黄惠麟Page 32第一节第一节 金属切削基本知识金属切削基本知识n (3)切削层公称横截面积AD。车削时AD。为切削层在切削层尺寸平面内的实际横截面积，它的大小反映了切削刃所受载荷的大小，影响加工质量、生产率及刀具寿命等。面积近似等于背吃刀量与进给量的乘积或切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积。计算公式为:)(2mmfbhApDDD2-21主讲 机电学部 黄惠麟Page 33n 金属切削加工是在金属切削机床上完成的。金属切削机床金属切削加工是在金属切削机床上完成的。金属切削机床是指用切削（或特种加工）等方法加工金属工件，使之获是指用切削（或特种加工）等方法加工金属工件，使之获得所要求的

26、几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。n 金属切削机床（简称机床）是制造机器的机器，也称工具金属切削机床（简称机床）是制造机器的机器，也称工具机或工作母机，是机械加工的主要设备。机或工作母机，是机械加工的主要设备。机床的基本功能机床的基本功能是为被切削的工件和使用的刀具提供必要的运动、动力和是为被切削的工件和使用的刀具提供必要的运动、动力和相对位置。相对位置。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 34n 一、机床的分类和型号编制方法一、机床的分类和型号编制方法n 在现代机械制造业中，对于不同的用途和

27、目的，使用的机在现代机械制造业中，对于不同的用途和目的，使用的机床品种和规格繁多，为了便于区别、管理与使用，对机床床品种和规格繁多，为了便于区别、管理与使用，对机床进行分类和编制型号。进行分类和编制型号。n 机床型号应完整地表示出机床的名称、主要技术参数与性机床型号应完整地表示出机床的名称、主要技术参数与性能。目前我国机床型号是按能。目前我国机床型号是按GB/T15375-2008金属切削金属切削机床、型号编制方法编制的，机床、型号编制方法编制的，第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 35n （一）机床的分类（一）机床的分类n 机床主要是按加

28、工性质和所使用的刀具进行分类。机床主要是按加工性质和所使用的刀具进行分类。即将机即将机床分为床分为12大类，车床，钻床，镗床，磨床，铣床，刨，插大类，车床，钻床，镗床，磨床，铣床，刨，插床，拉床，锯床，齿轮加工机床，特种加工机床，以及其床，拉床，锯床，齿轮加工机床，特种加工机床，以及其他机床。在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结他机床。在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构等分为若干组，每一组又细分为若干系列。构等分为若干组，每一组又细分为若干系列。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 36n 按照万能性程度，机床可分为：按照万能

29、性程度，机床可分为：n （1）通用机床）通用机床 这类机床可以加工多种零件的不同工序，这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围广，但结构复杂。如卧式车床、万能升降台式铣加工范围广，但结构复杂。如卧式车床、万能升降台式铣床、万能外圆磨床等均属于通用机床。床、万能外圆磨床等均属于通用机床。n （2）专门化机床）专门化机床 它的加工范围较窄，专门用于加工某一它的加工范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道或某几道特定工序。例如，凸轮轴类或几类零件的某一道或某几道特定工序。例如，凸轮轴车床、丝杠车床、齿轮加工机床等均属于专门化机床。车床、丝杠车床、齿轮加工机床等均属于专门化机床。n （3）专

30、用机床）专用机床 这类机床加工范围窄，用于加工某一种零这类机床加工范围窄，用于加工某一种零件的某一道特定工序，具有专用、高效、自动化程度高和件的某一道特定工序，具有专用、高效、自动化程度高和易于保证加工精度的特点，适用于大批大量生产。例如，易于保证加工精度的特点，适用于大批大量生产。例如，加工车床床身导轨的专门龙门磨床、各种类型的组合机床加工车床床身导轨的专门龙门磨床、各种类型的组合机床等均属于此类机床。等均属于此类机床。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 37手动机床、机动机床、半自动化机床和自动机床手动机床、机动机床、半自动化机床和自动

31、机床 普通机床、精密机床和高精度机床普通机床、精密机床和高精度机床 单刀机床、多刀机床、单轴机床、多轴机床单刀机床、多刀机床、单轴机床、多轴机床 非数控机床、一般数控机床、加工中心等。非数控机床、一般数控机床、加工中心等。仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床、超重型机床等仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床、超重型机床等第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 38n （二）金属切削机床型号编制方法（二）金属切削机床型号编制方法n 机床型号是机床产品的代号，机床型号应完整地表示出机机床型号是机床产品的代号，机床型号应完整地表示出机床的名称、主

32、要技术参数与性能。目前我国机床型号是按床的名称、主要技术参数与性能。目前我国机床型号是按GB/T15375-2008金属切削机床、型号编制方法规定金属切削机床、型号编制方法规定编制的，如编制的，如 图图2-14所示，机床型号由汉语拼音字母和阿所示，机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定的规律组合而成。型号中的汉语拼音字母拉伯数字按一定的规律组合而成。型号中的汉语拼音字母按其汉字名称读音。按其汉字名称读音。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 39n （ ）可选项，无内容时则不表示，有内容时则不带括号；阿拉伯数字； 大写汉语拼音字母； 大写汉

33、语拼音字母，或阿拉伯数字，或两者兼有。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 40Z304016/S2的含义第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 41n 1、通用机床型号、通用机床型号n 通用机床型号的表示方法为：通用机床型号的表示方法为：n （1）机床类别代号。）机床类别代号。 用大写的汉语拼音字母表示，并按用大写的汉语拼音字母表示，并按汉字名称读音。必要时，每类可分为若干分类，分类代号汉字名称读音。必要时，每类可分为若干分类，分类代号用阿拉伯数字表示，作为型号的首位，例如，磨床类分为用阿拉

34、伯数字表示，作为型号的首位，例如，磨床类分为M、2M、3M等等3个分类。机床类别代号如个分类。机床类别代号如 表表2-1所示。所示。表2-1 通用机床类别代号第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 42n （2）机床的通用特性和结构特性代号）机床的通用特性和结构特性代号n 1）通用特性代号。）通用特性代号。机床通用特性代号列入机床通用特性代号列入 表表4-2。通用特。通用特性代号用汉语拼音字母（大写）表示，列在类别代号之后。性代号用汉语拼音字母（大写）表示，列在类别代号之后。如如CK6140中的中的“K”表示该车床具有表示该车床具有程序控制程序

35、控制特性。特性。表2-2 通用特性代号第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 43n 2）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为了区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中增加了结构特性代号。结构特性代号在不同床，在型号中增加了结构特性代号。结构特性代号在不同的型号中可以有不同的含义。若某机床既具有通用特性的型号中可以有不同的含义。若某机床既具有通用特性,又具有结构特性，则结构特性代号应排在通用特性代号之又具有结构特性，则结构特性代号应排在通用特性代号之后。如后。如CA6140中的中的 “A”是结构特性代号，表示是结构特

36、性代号，表示 CA6140与与C6140车床主参数相同，但结构不同。车床主参数相同，但结构不同。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 44n （3）机床的组别、系别代号。）机床的组别、系别代号。n 机床的组别、系别代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表机床的组别、系别代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别、后一位表示系列。示组别、后一位表示系列。n 每类机床按其结构性能及范围划分可划分为每类机床按其结构性能及范围划分可划分为10个组，每个个组，每个组又可划分为组又可划分为10个系。在同一类机床中，主要布局或使用个系。在同一类机床中，主要布局或使

37、用范围基本相同的机床，即为同一组。在同一组机床中，其范围基本相同的机床，即为同一组。在同一组机床中，其主参数相同、主要结构及布局形式相同的机床，即为同一主参数相同、主要结构及布局形式相同的机床，即为同一系。如系。如 表表2-3所示为车床的组别代号，所示为车床的组别代号，表表2-4为车床的系为车床的系别代号。机床型号中，在类别代号和特性代号之后，第别代号。机床型号中，在类别代号和特性代号之后，第1位阿拉伯数字表示组别，第位阿拉伯数字表示组别，第2位阿拉伯数字表示系别。位阿拉伯数字表示系别。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 45表2-3 金属

38、切削机床类、组代号第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 46表2-3 金属切削机床类、组代号第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 47表2-3 金属切削机床类、组代号第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 48表4-4 车床的组、系代号第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 49n （4）机床主参数代号。）机床主参数代号。主参数代表机床的规格，主参数主参数代表机床的规格，主参数代号代表主参数的

39、折算值，排在组、系代号之后。主参数代号代表主参数的折算值，排在组、系代号之后。主参数有统一的规定，有统一的规定，表表2-5列出了常用机床的主参数及其折算列出了常用机床的主参数及其折算系数。系数。n 第二主参数第二主参数（ 多轴机床的主轴数除外）一般不予表示，多轴机床的主轴数除外）一般不予表示，它是指最大模数、最大跨区、最大工件长度等。在型号中它是指最大模数、最大跨区、最大工件长度等。在型号中表示的第二主参数，一般折算成两位数为宜。表示的第二主参数，一般折算成两位数为宜。n 折算系数一般是折算系数一般是1/10或或1/100，也少数是，也少数是1。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床

40、的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 50表2-5 机床主参数代号第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 51n （5）重大改进代号）重大改进代号n 当机床的性能及结构有重大改进时，按其设计改进的次序，当机床的性能及结构有重大改进时，按其设计改进的次序，用字母用字母A，B，C，表示，写在机床型号的末尾。表示，写在机床型号的末尾。n （6）其他特性代号）其他特性代号n 其他特性代号，它主要用以反映各类机床的特性，如对于其他特性代号，它主要用以反映各类机床的特性，如对于数控机床，可以用来反映不同的数控系统；对于一般机床，数控机床，可以用来反映不

41、同的数控系统；对于一般机床，可以用来反映同一型号机床的变型等。其他特性代号用汉可以用来反映同一型号机床的变型等。其他特性代号用汉语拼音字母或阿拉伯字母或二者的组合表示。语拼音字母或阿拉伯字母或二者的组合表示。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 52n 根据通用机床型号的编制方法，如：根据通用机床型号的编制方法，如：n MG1432A型高精度万能外圆磨床型高精度万能外圆磨床第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 53第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠

42、麟Page 54n 2、专用机床代号、专用机床代号n 专用机床型号表示为：专用机床型号表示为：n 设计单位代号同通用机床型号中的企业代号。专用机床设计单位代号同通用机床型号中的企业代号。专用机床的设计顺序号按各单位设计制造的专用机床的先后顺序的设计顺序号按各单位设计制造的专用机床的先后顺序排列。排列。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 55n 二、机床的运动二、机床的运动n （一）工件表面的形成（一）工件表面的形成n 金属切削加工是用机床上的刀具与工件按一定的规律作相金属切削加工是用机床上的刀具与工件按一定的规律作相对运动，切除工件上多余的

43、材料，使其尺寸精度、形状和对运动，切除工件上多余的材料，使其尺寸精度、形状和相互位置精度，以及表面质量达到设计要求的一种加工方相互位置精度，以及表面质量达到设计要求的一种加工方法。虽然被加工工件的形状各异，但它们都是由平面、圆法。虽然被加工工件的形状各异，但它们都是由平面、圆柱面、圆锥面、螺旋面和渐开线表面等组成的，柱面、圆锥面、螺旋面和渐开线表面等组成的，第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 56n 图图2-14所示是机器零件上常见的各种特征表面所示是机器零件上常见的各种特征表面 任何特征表面都可以看做是任何特征表面都可以看做是一条线（母线

44、）沿着另一条一条线（母线）沿着另一条线（导线）运动的轨迹，如线（导线）运动的轨迹，如平面可以看做是一条直线沿平面可以看做是一条直线沿另一条与之垂直的直线运动另一条与之垂直的直线运动得到的；而圆柱表面则可以得到的；而圆柱表面则可以看做是一条直线沿一个与之看做是一条直线沿一个与之垂直的圆运动而形成的等等。垂直的圆运动而形成的等等。 母线和导线统称为发生线。母线和导线统称为发生线。发生线是由刀具的切削刃与工发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对运动得到的。有了件间的相对运动得到的。有了两条发生线及所需的相对运动两条发生线及所需的相对运动。就可以得到任意的零件表面。就可以得到任意的零件表面。刀具和工件间

45、的相对运动都是刀具和工件间的相对运动都是由机床来提供的。由机床来提供的。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 57n （二）机床的运动（二）机床的运动n 机床在加工过程中，为了获得所需的工件表面形状，必须机床在加工过程中，为了获得所需的工件表面形状，必须完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。还有各种完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。还有各种辅助运动。辅助运动。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 58n （1）表面成形运动）表面成形运动n 在机床上，基本的运动形式是直线运动或圆周

46、运动，如车在机床上，基本的运动形式是直线运动或圆周运动，如车床的基本运动是主轴的圆周运动和刀具的直线移动。每个床的基本运动是主轴的圆周运动和刀具的直线移动。每个基本运动称为单元运动。直线运动用基本运动称为单元运动。直线运动用A表示，圆周运动用表示，圆周运动用B表示。为了要获得所需的工件表面形状，必须由单元运表示。为了要获得所需的工件表面形状，必须由单元运动形成一定形状的发生线（母线和导线）。除成形法外，动形成一定形状的发生线（母线和导线）。除成形法外，发生线的形成都是靠刀具和工件作相对运动实现的，发生线的形成都是靠刀具和工件作相对运动实现的，这种这种运动称为表面成形运动。运动称为表面成形运动。

47、按组成情况不同，按组成情况不同，表面成形运动表面成形运动可分为简单和复合两种。可分为简单和复合两种。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 59n 如果一个表面成形运动由圆周运动和（或）直线运动构成，如果一个表面成形运动由圆周运动和（或）直线运动构成，它们之间没有严格确定的运动关系，则此成形运动称为简它们之间没有严格确定的运动关系，则此成形运动称为简单成形运动。例如，用尖头车刀车削外圆柱面时，如单成形运动。例如，用尖头车刀车削外圆柱面时，如 图图2-15（a）所示，工件的圆周运动所示，工件的圆周运动 B1和刀具的直线移动和刀具的直线移动A2就是

48、两个单元运动，下标就是两个单元运动，下标1、2是单元运动的序号。是单元运动的序号。（a a）车削外圆柱面；（）车削外圆柱面；（b b）磨削外圆柱；（）磨削外圆柱；（c c）车削螺蚊；（）车削螺蚊；（d d）车回转体成形面）车回转体成形面第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 60n 用砂轮磨削外圆柱面时，如用砂轮磨削外圆柱面时，如 图图2-15（b）所示，砂轮和工所示，砂轮和工件的圆周运动件的圆周运动 B1、B2，以及工件的直线移动，以及工件的直线移动A3，有，有3个个单元运动。单元运动。（a a）车削外圆柱面；（）车削外圆柱面；（b b）磨削

49、外圆柱；（）磨削外圆柱；（c c）车削螺蚊；（）车削螺蚊；（d d）车回转体成形面）车回转体成形面第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 61n 如果一个表面成形运动，是由两个或两个以上的圆周运动或如果一个表面成形运动，是由两个或两个以上的圆周运动或 （和）（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形运动。例如，车削螺纹时，如合成形运动。例如，车削螺纹时，如 图图2-15（C）所示，形成螺旋形所示，形成螺旋形发生线所需工件的等速圆周运动发生线所需工件的等速圆

50、周运动B11和刀具的等速直线移动和刀具的等速直线移动 A12，它，它们之间必须保持严格确定的运动关系，即工件每转们之间必须保持严格确定的运动关系，即工件每转 1转时，刀具直线转时，刀具直线移动的距离应等于螺纹的导程，移动的距离应等于螺纹的导程，B11和和A12这两个单元运动组成一个复这两个单元运动组成一个复合运动。合运动。（a a）车削外圆柱面；（）车削外圆柱面；（b b）磨削外圆柱；（）磨削外圆柱；（c c）车削螺蚊；（）车削螺蚊；（d d）车回转体成形面）车回转体成形面第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 62n 用轨迹法车回转体成形面时

51、，如用轨迹法车回转体成形面时，如 图图2-15（d）所示，尖头所示，尖头车刀的曲线轨迹运动，通常由相互垂直坐标方向上的、有车刀的曲线轨迹运动，通常由相互垂直坐标方向上的、有严格速比关系的两个直线运动严格速比关系的两个直线运动 A21 和和A22来实现。来实现。A21和和A22 也组成一个复合运动。也组成一个复合运动。（a a）车削外圆柱面；（）车削外圆柱面；（b b）磨削外圆柱；（）磨削外圆柱；（c c）车削螺蚊；（）车削螺蚊；（d d）车回转体成形面）车回转体成形面第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 63n成形运动中各个单元运动根据其在切

52、削中成形运动中各个单元运动根据其在切削中所起的作用不同，又可分为所起的作用不同，又可分为主运动主运动和和进给进给运动运动.第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 64n （2）辅助运动）辅助运动 n 机床上除表面成形运动外的所有运动都是辅助运动，其功机床上除表面成形运动外的所有运动都是辅助运动，其功用是实现机床加工过程中所必需的各种辅助运动。机床的用是实现机床加工过程中所必需的各种辅助运动。机床的辅助运动，包括以下几种。辅助运动，包括以下几种。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 65n （1

53、）切入运动）切入运动。刀具相对工件切入一定深度，以保证工。刀具相对工件切入一定深度，以保证工件达到要求的尺寸。件达到要求的尺寸。n （2）分度运动。）分度运动。多工位工作台、刀架等的周期转位或移多工位工作台、刀架等的周期转位或移位，多头螺纹的车削等。位，多头螺纹的车削等。n （3）调位运动。）调位运动。加工前机床有关部件的移位，以调整刀加工前机床有关部件的移位，以调整刀具和工件之间的正确相对位置。具和工件之间的正确相对位置。n （4）空行程运动。）空行程运动。切削前后刀具或工件的快速接近和退切削前后刀具或工件的快速接近和退回运动，如开车、停车、变速、变向等控制运动；装卸、回运动，如开车、停车、

54、变速、变向等控制运动；装卸、夹紧、松开工件的运动等。夹紧、松开工件的运动等。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 66n 三三 、 机床的传动机床的传动n 为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备以为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备以下下3个基本部分。个基本部分。n （1）执行件。）执行件。执行机床运动的部件。如主轴、刀架、执行机床运动的部件。如主轴、刀架、工作台等，其任务是装夹刀具和工件，直接带动它们完工作台等，其任务是装夹刀具和工件，直接带动它们完成一定形式的运动和保持准确的运动轨迹。成一定形式的运动和保持准确的运动轨迹

55、。n （2）运动源。）运动源。为执行件提供运动和动力的装置。如交为执行件提供运动和动力的装置。如交流电机、直流电机、步进电机等。流电机、直流电机、步进电机等。n （3）传动装置。）传动装置。传递运动和动力的装置。通过它可把传递运动和动力的装置。通过它可把运动源的运动和动力传给执行件，使之获得一定速度和运动源的运动和动力传给执行件，使之获得一定速度和方向的运动；也可把两个执行件联系起来，使二者间保方向的运动；也可把两个执行件联系起来，使二者间保持某种确定的运动关系。持某种确定的运动关系。第二节第二节 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识主讲 机电学部 黄惠麟Page 67n 机床的传动装置有机械、液压、电气、气压等多种形式，机床的传动装置有机械、液压、电气、气压等多种形式，机械传动装置，有皮带、齿轮、齿条、丝杠螺母等。机械传动装置，有皮带、齿轮、齿条、丝杠螺母等。n 在机床上，为了得到所需的运动，需要通过由一系列传动在机床上，为了得到所需的运动，需要通过由一系列传动件构成的传动装置动力源和执行件，或者把执行件和执行件构成的传动装置动力源和执行件，或者把执行件和执行件连接起来，以构成传动联系，构成一个传动联系的一系件连接起来，以构成传动联系，构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件，列顺序排列的传动件，称为传动链称为传动链。n 传动链两端的元件称为末端件。传动链两端的