第三章金属切削方法与装备

1、第三章金属切削方法与装备第三章金属切削方法与装备第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号第二节机床的运动分析第二节机床的运动分析第三节车削加工第三节车削加工第四节铣削加工第四节铣削加工第五节钻削加工第五节钻削加工第六节磨削加工第六节磨削加工第七节其他加工方法第七节其他加工方法第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号一、机床的分类一、机床的分类 金属切削机床是利用切削、特种加工等方法将金属毛坯加金属切削机床是利用切削、特种加工等方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。工成机器零件的机器。 按其加工性质和所用的刀具进行分类，将机床分为按其加工性质和所用的刀具进行分类，将机床分为12大类，大类，包括包括

2、:车床、铣床、钻床、锁床、磨床、齿轮加工机床、螺纹车床、铣床、钻床、锁床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床以及其他机加工机床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床以及其他机床。在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构等，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分为若干组，每一组又细分为若干系(系列系列)。 在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床的其他特征在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床的其他特征进一步区分。进一步区分。 下一页 返回第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号同类型机床按应用范围同类型机床按应用

3、范围(通用性程度通用性程度)又可分为又可分为: (1)普通机床它可用于加工多种零件的不同工序，加工范围普通机床它可用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较强，但结构比较复杂。这种机床主要适用于较广，通用性较强，但结构比较复杂。这种机床主要适用于单件小批生产，例如卧式车床、万能升降台铣床等。单件小批生产，例如卧式车床、万能升降台铣床等。 (2)专门化机床它的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或专门化机床它的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道几类零件的某一道(或几道或几道)特定工序，如曲轴车床、凸轮轴特定工序，如曲轴车床、凸轮轴车床等。车床等。 (3)专用机床它的工艺范围最

4、窄，只能用于加工某一种零件专用机床它的工艺范围最窄，只能用于加工某一种零件的某一道特定工序，适用于大批量生产。如机床主轴箱的专的某一道特定工序，适用于大批量生产。如机床主轴箱的专用锁床、车床导轨的专用磨床等。各种组合机床也属于专用用锁床、车床导轨的专用磨床等。各种组合机床也属于专用机床。机床。上一页 下一页 返回第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号同类型机床按工作精度又可分为同类型机床按工作精度又可分为:普通精度机床、精密机床和普通精度机床、精密机床和高精度机床。高精度机床。 机床还可按自动化程度分为机床还可按自动化程度分为:手动、机动、半自动和自动机手动、机动、半自动和自动机床。床。 机

5、床还可按重量与尺寸分为机床还可按重量与尺寸分为:仪表机床、中型机床仪表机床、中型机床(一般机一般机床床)、大型机床、大型机床(10t)、重型机床、重型机床(大于大于30t)和超重型机床和超重型机床(大于大于100t)。 按机床主要工作部件的数目，可以分为单轴的、多轴的或按机床主要工作部件的数目，可以分为单轴的、多轴的或单刀的、多刀的机床等。单刀的、多刀的机床等。 上一页 下一页 返回第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号通常，机床根据加工性质进行分类，再根据其某些特点进一通常，机床根据加工性质进行分类，再根据其某些特点进一步描述，如多刀半自动车床、高精度外圆磨床等。步描述，如多刀半自动车床、

6、高精度外圆磨床等。 随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。现代机床正随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。现代机床正向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能。集中。现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能。例如，数控车床在卧式车床功能的基础上，又集中了转塔车例如，数控车床在卧式车床功能的基础上，又集中了转塔车床、仿形车床、自动车床等多种车床的功能床、仿形车床、自动车床等多种车床的功能;车削中心出现以车削中心出现以后，在数控车床功能的基础上，又加入了钻、铣、锁等类机后，在

7、数控车床功能的基础上，又加入了钻、铣、锁等类机床的功能。又如，具有自动换刀功能的锁铣加工中心机床床的功能。又如，具有自动换刀功能的锁铣加工中心机床(习习惯上称为惯上称为“加工中心加工中心”(machi-ning center)，集中了钻、锁、，集中了钻、锁、铣等多种类型机床的功能铣等多种类型机床的功能;有的加工中心的主轴既能立式又能有的加工中心的主轴既能立式又能卧式，即集中了立式加工中心和卧式加工中心的功能。可见，卧式，即集中了立式加工中心和卧式加工中心的功能。可见，机床数控化引起了机床传统分类方法的变化。这种变化主要机床数控化引起了机床传统分类方法的变化。这种变化主要表现在机床品种不是越分越

8、细，而应是趋向综合。表现在机床品种不是越分越细，而应是趋向综合。上一页 下一页 返回第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号二、机床型号的编制方法二、机床型号的编制方法 机床的型号用以简明地表示机床的类型、通用特性和结构机床的型号用以简明地表示机床的类型、通用特性和结构特性，以及主要技术参数等。特性，以及主要技术参数等。我国的机床型号，现在是按我国的机床型号，现在是按1985年颁布的标准年颁布的标准JB 1838一一1985金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法编制的。普通机床型号用下编制的。普通机床型号用下列方式表示列方式表示:上一页 下一页 返回第一节机床分类与编号第一节机床分类

9、与编号 其中其中:有有“O”符号者，为大写的汉语拼音字母符号者，为大写的汉语拼音字母;有有 符号者，符号者，为阿拉伯数字为阿拉伯数字; 有有“( )”的代号或数字，当无内容时，则不表示。若有内容，的代号或数字，当无内容时，则不表示。若有内容，则不带括号。则不带括号。 机床类、组、系的划分及其代号机床类、组、系的划分及其代号 机床的类别用汉语拼音大写字母表示。例如，机床的类别用汉语拼音大写字母表示。例如，“车床车床”的的汉语拼音是汉语拼音是“Che chuang ,所以用所以用“G”表示。当需要时，每表示。当需要时，每类又可分为若干分类类又可分为若干分类;分类代号用阿拉伯数字表示，在类代号分类代

10、号用阿拉伯数字表示，在类代号之前，它居于型号的首位，但第一分类不予表示，例如，磨之前，它居于型号的首位，但第一分类不予表示，例如，磨床类分为床类分为M, 2M, 3M三个分类。机床的类别代号及其读音如三个分类。机床的类别代号及其读音如表表3-1所示。所示。上一页 下一页 返回第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号机床的组别和系别代号用两位数字表示。每类机床按其结构机床的组别和系别代号用两位数字表示。每类机床按其结构性能及使用范围划分为性能及使用范围划分为10个组，用数字个组，用数字0 9表示。每组机床表示。每组机床又分若干个系又分若干个系(系列系列)，系的划分原则是，系的划分原则是:主参数相

11、同，并按一主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的及相对的运动特点基本相同，定公比排列，工件和刀具本身的及相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形式相同的机床，即划为同一系。机床的且基本结构及布局形式相同的机床，即划为同一系。机床的类、组划分参见标准类、组划分参见标准JB 1838一一1985。 1.机床的特性代号机床的特性代号 它表示机床所具有的特殊性能，包括通用特性和结构特性。它表示机床所具有的特殊性能，包括通用特性和结构特性。当某类型机床除有普通型外，还具有如表当某类型机床除有普通型外，还具有如表3-2所列的某种通用所列的某种通用特性，则在类别代号之后加上相应的特性代号。特性，则

12、在类别代号之后加上相应的特性代号。上一页 下一页 返回第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号例如例如CK”表示数控车床。如同时具有两种通用特性，则可用两个表示数控车床。如同时具有两种通用特性，则可用两个代号同时表示，如代号同时表示，如“MBG表示半自动高精度磨床。如某类表示半自动高精度磨床。如某类型机床仅有某种通用特性，而无普通型者，则通用特性不必型机床仅有某种通用特性，而无普通型者，则通用特性不必表示。如表示。如61107型单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有型单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有“非自动非自动”型，所以不必用型，所以不必用Z”表示通用特性。表示通用特性。 为了区分主参

13、数相同而结构不同的机床，在型号中用结构特为了区分主参数相同而结构不同的机床，在型号中用结构特性代号表示。结构代号为汉语拼音字母。例如，性代号表示。结构代号为汉语拼音字母。例如，CA6140型卧型卧式车床型号中的式车床型号中的“A，可理解为这种型号车床在结构上区别，可理解为这种型号车床在结构上区别于于06140型车床。结构特性的代号字母是根据各类机床的情况型车床。结构特性的代号字母是根据各类机床的情况分别规定的，在不同型号中的意义可不一样。分别规定的，在不同型号中的意义可不一样。 上一页 下一页 返回第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号2.机床主参数、第二主参数和设计顺序号机床主参数、第二主

14、参数和设计顺序号 机床主参数代表机床规格的大小，用折算值机床主参数代表机床规格的大小，用折算值(主参数乘以折主参数乘以折算系数算系数)表示。表示。 某些普通机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中某些普通机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号由用设计顺序号表示。设计顺序号由1起始。当设计顺序号小于起始。当设计顺序号小于10时，则在设计顺序号之前加时，则在设计顺序号之前加“0”。 第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、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。工作台工作面长度等。第二主参数也用折算

15、值表示。 上一页 下一页 返回第一节机床分类与编号第一节机床分类与编号3.机床的重大改进顺序号机床的重大改进顺序号 当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部，加重大改进顺序计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部，加重大改进顺序号，以区别于原机床型号。序号按号，以区别于原机床型号。序号按A, B, G,字母的顺序选字母的顺序选用。用。 4.同一型号机床的变型代号同一型号机床的变型代号 某些机床，根据不同的加工需要，在基本型号机床的基础某些机床，根据不同的加工需要，在基本型号机床的基础上仅改变机床的部分性

16、能结构时，则在基型机床型号之后加上仅改变机床的部分性能结构时，则在基型机床型号之后加1，2, 3,变型代号。变型代号。上一页返回第二节机床的运动分析第二节机床的运动分析 一、机床的运动分类一、机床的运动分类 在机床上，为了获得所需的工件表面形状，必须使刀具和在机床上，为了获得所需的工件表面形状，必须使刀具和工件完成表面成型运动。此外，机床还有多种辅助运动。工件完成表面成型运动。此外，机床还有多种辅助运动。 二、表面成型运动二、表面成型运动 表面成型运动根据其复杂程度分为简单运动和复合运动，表面成型运动根据其复杂程度分为简单运动和复合运动，根据其在切削加工中所起的作用，又可分为主运动和进给运根据

17、其在切削加工中所起的作用，又可分为主运动和进给运动。动。 三、辅助运动三、辅助运动 机床上除表面成型运动外，还需要辅助运动，以实现机床机床上除表面成型运动外，还需要辅助运动，以实现机床的各种辅助动作。辅助动作的种类很多，主要包括以下几种。的各种辅助动作。辅助动作的种类很多，主要包括以下几种。 下一页 返回第二节机床的运动分析第二节机床的运动分析(1)各种空行程运动空行程运动是指进给前后的快速运动和各各种空行程运动空行程运动是指进给前后的快速运动和各种调位运动。例如，在装卸工件时，为避免碰伤操作者，刀种调位运动。例如，在装卸工件时，为避免碰伤操作者，刀具与工件应相对退离。在进给开始之前快速引进，

18、使刀具与具与工件应相对退离。在进给开始之前快速引进，使刀具与工件接近。进给结束后应快退。例如车床的刀架或铣床的工工件接近。进给结束后应快退。例如车床的刀架或铣床的工作台，在进给前后都有快进或快退运动。调位运动是在调整作台，在进给前后都有快进或快退运动。调位运动是在调整机床的过程中，把机床的有关部件移到要求的位置。例如摇机床的过程中，把机床的有关部件移到要求的位置。例如摇臂钻床，为使钻头对准被加工孔的中心，可转动摇臂和使主臂钻床，为使钻头对准被加工孔的中心，可转动摇臂和使主轴箱在摇臂上移动。又如龙门式机床，为适应工件的不同高轴箱在摇臂上移动。又如龙门式机床，为适应工件的不同高度，可使横梁升降。这

19、些都是调位运动。度，可使横梁升降。这些都是调位运动。 (2)切入运动切入运动用于保证被加工表面获得所需要的尺寸。切入运动切入运动用于保证被加工表面获得所需要的尺寸。 上一页 下一页 返回第二节机床的运动分析第二节机床的运动分析(3)分度运动加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为使分度运动加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为使表面成型运动得以周期地继续进行的运动称为分度运动。如表面成型运动得以周期地继续进行的运动称为分度运动。如车削多头螺纹，在车完一条螺纹后，工件相对于刀具要回转车削多头螺纹，在车完一条螺纹后，工件相对于刀具要回转1/K转转(K螺纹头数螺纹头数)才能车削另一条螺纹表面。这个

20、工件相对才能车削另一条螺纹表面。这个工件相对于刀具有旋转运动就是分度运动。多工位机床的多工位工作于刀具有旋转运动就是分度运动。多工位机床的多工位工作台或多工位刀架也需要分度运动。台或多工位刀架也需要分度运动。 (4)操纵和控制运动操纵和控制运动包括启动、停止、变速、操纵和控制运动操纵和控制运动包括启动、停止、变速、换向、部件与工件的夹紧、松开、转位以及自动换刀、自动换向、部件与工件的夹紧、松开、转位以及自动换刀、自动测量、自动补偿等。测量、自动补偿等。 上一页 下一页 返回第二节机床的运动分析第二节机床的运动分析四、机床的传动联系和传动链四、机床的传动联系和传动链 1.传动联系及传动链概念传动

21、联系及传动链概念 机床上为了得到所需的运动，需要通过一系列的传动件把机床上为了得到所需的运动，需要通过一系列的传动件把执行件与运动源，或者把执行件与执行件之间联系起来，称执行件与运动源，或者把执行件与执行件之间联系起来，称为传动联系。使执行件与运动源或使两个有关执行件保持确为传动联系。使执行件与运动源或使两个有关执行件保持确定运动联系的一系列按一定规律排列的传动元件就构成了传定运动联系的一系列按一定规律排列的传动元件就构成了传动链。一条传动链由该链的两端件及两端件之间的一系列传动链。一条传动链由该链的两端件及两端件之间的一系列传动机构组成。动机构组成。 上一页 下一页 返回第二节机床的运动分析

22、第二节机床的运动分析传动链中包含两类传动机构传动链中包含两类传动机构:一类是传动比和传动方向不变的一类是传动比和传动方向不变的传动机构，称为定比传动机构，如定比齿轮副、丝杠螺母副、传动机构，称为定比传动机构，如定比齿轮副、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等。另一类是根据加工要求可以变换传动比和传蜗轮蜗杆副等。另一类是根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传动机构，称为换置机构，如挂轮变速机构、滑移动方向的传动机构，称为换置机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。齿轮变速机构、离合器换向机构等。 根据传动联系的性质，也可将传动链分为以下两类。根据传动联系的性质，也可将传动链分为以下两类。

23、 .外联系传动链外联系传动链是联系运动源和执行件之间的外联系传动链外联系传动链是联系运动源和执行件之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求运动源和执行件之间有严格的传动比关系。如图但不要求运动源和执行件之间有严格的传动比关系。如图3-1所示，车圆柱螺纹时，从电动机传到车床主轴的传动链所示，车圆柱螺纹时，从电动机传到车床主轴的传动链 1一一2一一uv一一3一一4”就是外联系传动链，它只决定车螺纹速度的快就是外联系传动链，它只决定车螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的形成。慢，而不影响螺纹表面的形成。 上一页 下一页

24、返回第二节机床的运动分析第二节机床的运动分析内联系传动链当表面成型运动为复合的成型运动时，它是由内联系传动链当表面成型运动为复合的成型运动时，它是由保持严格的相对运动关系保持严格的相对运动关系(如严格的传动比如严格的传动比)的几个单元运动的几个单元运动(旋转或直线运动旋转或直线运动)所组成的。为完成复合的成型运动，必须所组成的。为完成复合的成型运动，必须有传动链把实现这些单元运动的执行件与执行件之间联系起有传动链把实现这些单元运动的执行件与执行件之间联系起来，并使其保持确定的运动关系，这种传动链叫做内联系传来，并使其保持确定的运动关系，这种传动链叫做内联系传动链。动链。 2.传动原理图和传动系

25、统图传动原理图和传动系统图 如图如图3-1所示，用一些简单的符号来表明机床传动联系的示所示，用一些简单的符号来表明机床传动联系的示意图，称为传动原理图。其中电动机、工件、刀架以较为直意图，称为传动原理图。其中电动机、工件、刀架以较为直观的图形表示，虚线表示定比传动机构，菱形符号表示可以观的图形表示，虚线表示定比传动机构，菱形符号表示可以改变传动比的换置机构。车圆柱螺纹时需要两条传动链，主改变传动比的换置机构。车圆柱螺纹时需要两条传动链，主运动传动链和车螺纹传动链。运动传动链和车螺纹传动链。上一页 下一页 返回第二节机床的运动分析第二节机床的运动分析其中主运动传动链由电动机一其中主运动传动链由电

26、动机一1一一2一一uv一一3一一4一工件表示。一工件表示。换置机构换置机构uv代表主变速机构，改变代表主变速机构，改变uv可改变主轴转速可改变主轴转速;车螺纹车螺纹传动链由工件一传动链由工件一4一一5一一ux一一6一一7一丝杠螺母一刀架表示。换一丝杠螺母一刀架表示。换置机构置机构ux代表从主轴到丝杠之间的挂轮机构和滑移齿轮变速代表从主轴到丝杠之间的挂轮机构和滑移齿轮变速机构等，调整机构等，调整ux大小，可以加工各种不同导程的螺纹。传动大小，可以加工各种不同导程的螺纹。传动原理图简单明了，是研究机床传动联系，特别是研究一些运原理图简单明了，是研究机床传动联系，特别是研究一些运动较为复杂的机床传动

27、系统的重要工具。动较为复杂的机床传动系统的重要工具。 分析一台机床的传动系统时，首先应以传动原理图所表达的分析一台机床的传动系统时，首先应以传动原理图所表达的各条传动链为依据，大致可按下列步骤进行各条传动链为依据，大致可按下列步骤进行: .确定传动链两端件找出该传动链的始端件和末端件确定传动链两端件找出该传动链的始端件和末端件; .根据两端件的相对运动要求确定计算位移这主要是对内联根据两端件的相对运动要求确定计算位移这主要是对内联系传动链而言的，确定始端件和末端件之间的计算位移系传动链而言的，确定始端件和末端件之间的计算位移; 上一页 下一页 返回第二节机床的运动分析第二节机床的运动分析.写出

28、传动链的传动路线表达式从始端件向末端件顺次分析各写出传动链的传动路线表达式从始端件向末端件顺次分析各传动轴之间传动结构和运动传递关系。查明该传动链的传动传动轴之间传动结构和运动传递关系。查明该传动链的传动路线，以及变速、换向、接通和断开的工作原理路线，以及变速、换向、接通和断开的工作原理; .列出运动平衡式对于外联系传动链，因始端件为动力源，列出运动平衡式对于外联系传动链，因始端件为动力源，其转速为已知，故主要计算末端执行件的变速级数和各级转其转速为已知，故主要计算末端执行件的变速级数和各级转速速(或速度或速度)。 对于内联系传动链，根据所确定的计算位移，从运动平衡对于内联系传动链，根据所确定

29、的计算位移，从运动平衡式中，或整理出换置机构的换置公式，计算所采用的挂轮齿式中，或整理出换置机构的换置公式，计算所采用的挂轮齿数，或确定对其他变速机构的调整要求。数，或确定对其他变速机构的调整要求。上一页返回第三节车削加工第三节车削加工 一、车削的特点及应用一、车削的特点及应用 车削加工是金属切削加工中的最基本的加工方法，其特点车削加工是金属切削加工中的最基本的加工方法，其特点如下。如下。 1.工艺范围很广工艺范围很广 可车内外圆柱面、圆锥表面、车端面、切槽、切断、车螺可车内外圆柱面、圆锥表面、车端面、切槽、切断、车螺纹、绕弹簧、钻中心孔、钻孔、铰孔等工作纹、绕弹簧、钻中心孔、钻孔、铰孔等工作

30、;在车床上如果加在车床上如果加工一些附件和夹具，还可以进行锁削、磨削、研磨、抛光等，工一些附件和夹具，还可以进行锁削、磨削、研磨、抛光等，所能加工零件的共同特点是都带有旋转表面。车削的基本加所能加工零件的共同特点是都带有旋转表面。车削的基本加工内容见图工内容见图3-2。下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工2.生产率高生产率高 车削加工时，工件的旋转主运动一般来说不受惯性力的限车削加工时，工件的旋转主运动一般来说不受惯性力的限制，加工过程中工件与车刀始终相接触，基本上无冲击现象，制，加工过程中工件与车刀始终相接触，基本上无冲击现象，因此可采用很高的切削速度。因此可采用很高的切削速度。 另外，

31、车刀刀杆的伸出长度可以很短，刀杆的尺寸又可以另外，车刀刀杆的伸出长度可以很短，刀杆的尺寸又可以足够大，可选很大的背吃刀量和进给量。足够大，可选很大的背吃刀量和进给量。 由于车削加工可选大的切削用量，故生产率很高。由于车削加工可选大的切削用量，故生产率很高。 根据零件的使用要求，车削加工可以获得低精度、中等精根据零件的使用要求，车削加工可以获得低精度、中等精度和相当高的加工精度。度和相当高的加工精度。 在卧式车床上，粗车锻件、铸件时达到经济精度在卧式车床上，粗车锻件、铸件时达到经济精度IT11IT13 , Ra12. 550m;精车时可达到经济精度精车时可达到经济精度IT7IT8 , Ra0.

32、81.6m。 上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工在高精度车床上，采用钨钦担类硬质合金、立方氮化硼刀片，在高精度车床上，采用钨钦担类硬质合金、立方氮化硼刀片，同时采用高切削速度同时采用高切削速度(160m/min或更高或更高)，小的背吃刀量，小的背吃刀量( 0. 030. 05 mm)和小的进给量和小的进给量( 0. 02一一0. 2mm/r) ,进行精细车，进行精细车，可以获得很高的精度和很小的表面粗糙度，大型精确外圆表可以获得很高的精度和很小的表面粗糙度，大型精确外圆表面常用精细车代替磨削。面常用精细车代替磨削。 在数控车床上加工时，能够完成很多卧式车床难以完成，或在数控车床上

33、加工时，能够完成很多卧式车床难以完成，或者根本不能加工的复杂型面的零件加工。可以获得很高的加者根本不能加工的复杂型面的零件加工。可以获得很高的加工精度，而且产品质量稳定，生产率高，比卧式车床可提高工精度，而且产品质量稳定，生产率高，比卧式车床可提高生产率生产率23倍，尤其对某些复杂零件的加工，生产率可提高十倍，尤其对某些复杂零件的加工，生产率可提高十几倍甚至几十倍，大大减轻了工人的劳动强度。几倍甚至几十倍，大大减轻了工人的劳动强度。 上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工当用砂轮对有色金属零件进行磨削时，往往磨屑糊住了砂轮，当用砂轮对有色金属零件进行磨削时，往往磨屑糊住了砂轮，使磨削

34、很难进行，而在高精度车床上，用金刚石刀具进行切使磨削很难进行，而在高精度车床上，用金刚石刀具进行切削，可以获得尺寸公差等级削，可以获得尺寸公差等级IT6IT5，表面粗糙度，表面粗糙度Ra1.00. 1m，甚至还能达到接近镜面的效果。，甚至还能达到接近镜面的效果。 3.生产成本低生产成本低 车刀结构简单，刃磨和安装都很方便，另外，许多车床夹车刀结构简单，刃磨和安装都很方便，另外，许多车床夹具已经作为车床附件生产，可以满足一般零件的装夹要求，具已经作为车床附件生产，可以满足一般零件的装夹要求，生产准备时间短，车削加工与其他加工相比，生产成本较低。生产准备时间短，车削加工与其他加工相比，生产成本较低

35、。二、机床的运动二、机床的运动 车床刀具和工件的主要运动有车床刀具和工件的主要运动有:上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工1.表面成型运动表面成型运动 (1)工件的旋转运动这是车床的主运动，其转速较高，消耗工件的旋转运动这是车床的主运动，其转速较高，消耗机床功率的主要部分。机床功率的主要部分。 (2)刀具的移动这是车床的进给运动。刀具可作平行于工件刀具的移动这是车床的进给运动。刀具可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动旋转轴线的纵向进给运动(车圆柱表面车圆柱表面)或作垂直于工件旋转或作垂直于工件旋转轴线的横向进给运动轴线的横向进给运动(车端面车端面)，也可作与工件旋转轴线倾斜，也可作

36、与工件旋转轴线倾斜一定角度的斜向运动一定角度的斜向运动(车圆锥表面车圆锥表面)或作曲线运动或作曲线运动(车成型回转车成型回转表面表面)。进给量。进给量f常以主轴每转刀具的移动量计，即常以主轴每转刀具的移动量计，即mm/r。 车削螺纹时，只有一个复合的主运动车削螺纹时，只有一个复合的主运动:螺旋运动。它可以被螺旋运动。它可以被分解为两部分分解为两部分:主轴的旋转和刀具的移动。主轴的旋转和刀具的移动。 上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工2.辅助运动辅助运动 为了将毛坯加工到所需要的尺寸，车床还应有切入运动。为了将毛坯加工到所需要的尺寸，车床还应有切入运动。有的还有刀架纵、横向的机动有

37、的还有刀架纵、横向的机动J决移。重型车床还有尾架的机决移。重型车床还有尾架的机动快移等。动快移等。三、卧式车床的布局三、卧式车床的布局 图图3-3是卧式车床的外形图，其主要组成部分及功用如下。是卧式车床的外形图，其主要组成部分及功用如下。 1.主轴箱主轴箱 主轴箱主轴箱1固定在床身固定在床身4的左端，内部装有主轴和变速及传动的左端，内部装有主轴和变速及传动机构。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功用机构。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功用是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主轴带动是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动

38、。工件按规定的转速旋转，以实现主运动。 上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工2.刀架刀架 刀架刀架2可沿床身可沿床身4上的运动导轨作纵向移动。刀架部件由几上的运动导轨作纵向移动。刀架部件由几层组成，它的功用是装夹车刀层组成，它的功用是装夹车刀,实现纵向、横向或斜向运动。实现纵向、横向或斜向运动。 3.尾座尾座 尾座尾座3安装在床身安装在床身4右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整其位置。它的功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头、其位置。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行孔加工。铰刀等孔加工刀具进行孔加工。 4.进给箱

39、进给箱 进给箱进给箱10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换机构，用于改变机动进给的进给量或所加工螺纹的导的变换机构，用于改变机动进给的进给量或所加工螺纹的导程。程。 上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工5.溜板箱溜板箱 溜板箱溜板箱8与刀架与刀架2的最下层的最下层纵向溜板相连，与刀架一起作纵向溜板相连，与刀架一起作纵向运动，功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架纵向运动，功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向和横向进给或快速移动或车螺纹。溜板箱上装有各实现纵向和横向进给或快速移动或车螺纹。溜板箱上装有各种操纵

40、手柄和按钮。种操纵手柄和按钮。 6.床身床身 床身床身4固定在左、右床腿固定在左、右床腿9和和5上。在床身上安装着车床的各上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。迹。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工四、四、CA6140型车床的主要操纵机构型车床的主要操纵机构 1.双向多片摩擦离合器、制动器及其操纵机构双向多片摩擦离合器、制动器及其操纵机构 双向多片摩擦离合器装在轴双向多片摩擦离合器装在轴I上。原理见图上。原理见图3-4。 摩擦离合器由内摩擦片摩擦离合器由内摩擦片3、外摩擦片、外摩擦片2

41、、止推片、止推片10及及11、压、压块块8及空套齿轮及空套齿轮1等组成。离合器左、右两部分结构是相同的。等组成。离合器左、右两部分结构是相同的。左离合器用来传动主轴正转，用于切削加工。需传递的转矩左离合器用来传动主轴正转，用于切削加工。需传递的转矩较大，所以片数较多。右离合器传动主轴反转，主要用于退较大，所以片数较多。右离合器传动主轴反转，主要用于退回，片数较少。回，片数较少。 图图3-4 ( a)表示的是左离合器。内摩擦片表示的是左离合器。内摩擦片3的孔是花键孔，装的孔是花键孔，装在轴在轴I的花键上，随轴旋转，外摩擦片的花键上，随轴旋转，外摩擦片2的孔是圆孔，直径略的孔是圆孔，直径略大于花键

42、外径。大于花键外径。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工外圆上有外圆上有4个凸起，嵌在空套齿轮个凸起，嵌在空套齿轮1的缺口中。内、外摩擦片的缺口中。内、外摩擦片相间安装。当杆相间安装。当杆7通过销通过销5向左推动压块向左推动压块8时，将内片与外片互时，将内片与外片互相压紧，轴相压紧，轴I的转矩便通过摩擦片间的摩擦力矩传给齿轮的转矩便通过摩擦片间的摩擦力矩传给齿轮1，使主轴正转，同理，当压块使主轴正转，同理，当压块8向右时，使主轴反转。压块向右时，使主轴反转。压块8处处于中间位置时，左、右离合器都脱开，轴于中间位置时，左、右离合器都脱开，轴II以后的各轴停转。以后的各轴停转。 离合器

43、的位置，由手柄离合器的位置，由手柄18操纵如图操纵如图3-4 ( b)所示。向上扳，所示。向上扳，杆杆20向外，使曲柄向外，使曲柄21和齿扇和齿扇17作顺时针转动。齿条作顺时针转动。齿条22向右移向右移动。齿条左端有拨叉动。齿条左端有拨叉23，它卡在滑套，它卡在滑套12的环槽内，使滑套的环槽内，使滑套12也向右移动。也向右移动。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工滑套滑套12内孔的两端为锥孔，中间为圆柱孔。当滑套内孔的两端为锥孔，中间为圆柱孔。当滑套12向右移向右移动时，就将元宝销动时，就将元宝销(杠杆杠杆)6的右端向下压。元宝销的右端向下压。元宝销6的回转中的回转中心轴装在轴心轴

44、装在轴I上。元宝销上。元宝销6作顺时针方向转动时，下端的凸缘作顺时针方向转动时，下端的凸缘便推动装在轴便推动装在轴I内孔中的拉杆内孔中的拉杆7向左移动如图向左移动如图3-4 ( a)右端，并右端，并通过销通过销5带动压块带动压块8向左压紧，主轴正转。同理，将手柄向左压紧，主轴正转。同理，将手柄18扳扳至下端位置时，右离合器压紧，主轴反转。当手柄至下端位置时，右离合器压紧，主轴反转。当手柄18处于中处于中间位置时，离合器脱开，主轴停止转动。为了操纵方便，在间位置时，离合器脱开，主轴停止转动。为了操纵方便，在操纵杆操纵杆19上装有两个操纵手柄上装有两个操纵手柄18，分别位于进给箱右侧及溜，分别位于

45、进给箱右侧及溜板箱右侧。板箱右侧。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工摩擦离合器还能起过载保护的作用。当机床过载时，摩擦片摩擦离合器还能起过载保护的作用。当机床过载时，摩擦片打滑，就可避免损坏机床。摩擦片间的压紧力是根据离合器打滑，就可避免损坏机床。摩擦片间的压紧力是根据离合器应传递的额定转矩确定的。摩擦片磨损后，压紧力减小，可应传递的额定转矩确定的。摩擦片磨损后，压紧力减小，可用一字头旋具将弹簧销用一字头旋具将弹簧销4按下，同时拧动压块按下，同时拧动压块8上的螺母上的螺母9，直，直到螺母压紧离合器的摩擦片。调整好位置后，使弹簧销到螺母压紧离合器的摩擦片。调整好位置后，使弹簧销4重

46、新重新卡人螺母卡人螺母9的缺口中，防止螺母松动。的缺口中，防止螺母松动。 制动器装在轴制动器装在轴W上，在离合器脱开时制动主轴，以缩短辅上，在离合器脱开时制动主轴，以缩短辅助时间。制动器的结构见图助时间。制动器的结构见图3-4 ( b)和和(c)。制动盘。制动盘16是一个钢是一个钢制圆盘，与轴制圆盘，与轴W花键连接。周边围着制动带花键连接。周边围着制动带15。制动带是一。制动带是一条钢带，内侧有一层酚醛石棉以增加摩擦。条钢带，内侧有一层酚醛石棉以增加摩擦。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工制动带的一端与杠杆制动带的一端与杠杆14连接，另一端通过调节螺钉连接，另一端通过调节螺钉13

47、等与箱等与箱体相连。为了操纵方便并避免出错，制动器和摩擦离合器共体相连。为了操纵方便并避免出错，制动器和摩擦离合器共用一套操纵机构，也由手柄用一套操纵机构，也由手柄18操纵。当离合器脱开时，齿条操纵。当离合器脱开时，齿条22处于中间位置。这时齿条轴处于中间位置。这时齿条轴22上的凸起正处于与杠杆上的凸起正处于与杠杆14下下端相接触的位置，使杠杆端相接触的位置，使杠杆14向逆时针方向摆动，将制动带拉向逆时针方向摆动，将制动带拉紧。齿条轴紧。齿条轴22凸起的左、右边都是凹槽。左、右离合器中任凸起的左、右边都是凹槽。左、右离合器中任一个接合时，杠杆一个接合时，杠杆14都按顺时针方向摆动，使制动带放松

48、。都按顺时针方向摆动，使制动带放松。制动带的拉紧程度由调节螺钉制动带的拉紧程度由调节螺钉13调整。调整后应检查在压紧调整。调整后应检查在压紧离合器时制动带是否松开。离合器时制动带是否松开。 上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工2.变速操纵机构变速操纵机构 轴轴上的双联滑移齿轮和轴上的双联滑移齿轮和轴上的三联滑移齿轮用一个手上的三联滑移齿轮用一个手柄操纵。图柄操纵。图3-5是其操纵机构。变速手柄每转一转，变换全部是其操纵机构。变速手柄每转一转，变换全部6种转速，故手柄共有均布的种转速，故手柄共有均布的6个位置。个位置。 变速手柄装在主轴箱的前壁上，通过链转动轴变速手柄装在主轴箱的前壁

49、上，通过链转动轴4。轴。轴4上装上装有盘形凸轮有盘形凸轮3和曲柄和曲柄2。凸轮。凸轮3上有一条封闭的曲线槽，由两段上有一条封闭的曲线槽，由两段不同半径的圆弧和直线组成。凸轮上有不同半径的圆弧和直线组成。凸轮上有16共共6个变速位置，个变速位置，如图如图3-5所示。位置所示。位置1, 2, 3，杠杆，杠杆5上端的滚子处于凸轮槽曲线上端的滚子处于凸轮槽曲线的大半径圆弧处。杠杆的大半径圆弧处。杠杆5经拨叉经拨叉6将轴将轴上的双联滑移齿轮移上的双联滑移齿轮移向左端位置。位置向左端位置。位置4, 5, 6则将双联滑移齿轮移向右端位置。则将双联滑移齿轮移向右端位置。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节

50、车削加工曲柄曲柄2随轴随轴4转动，带动拨叉转动，带动拨叉1拨动轴拨动轴上的三联齿轮，使它处上的三联齿轮，使它处于左、中、右三个位置，顺次地转动手柄，就可使两个滑移于左、中、右三个位置，顺次地转动手柄，就可使两个滑移齿轮的位置实现齿轮的位置实现6种组合，使轴种组合，使轴得到得到6种转速。种转速。 3.车刀车刀 车刀的种类很多，按用途不同可分为外圆车刀、端面车刀、车刀的种类很多，按用途不同可分为外圆车刀、端面车刀、切断车刀等类型切断车刀等类型;按切削部分材料不同可分为高速钢车刀、硬按切削部分材料不同可分为高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀等类型质合金车刀、陶瓷车刀等类型;按结构不同可分为整体车刀、

51、按结构不同可分为整体车刀、焊接车刀、焊接装配式车刀、机夹重磨车刀和机夹可转位车焊接车刀、焊接装配式车刀、机夹重磨车刀和机夹可转位车刀刀;按切削刃复杂程度不同可分为普通车刀和成型车刀。按切削刃复杂程度不同可分为普通车刀和成型车刀。 上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工4.普通车刀的结构类型普通车刀的结构类型 (1)整体车刀整体车刀主要是高速钢车刀，俗称整体车刀整体车刀主要是高速钢车刀，俗称“自钢刀自钢刀”，截面为正方形或矩形，使用时可根据不同用途进行修磨。截面为正方形或矩形，使用时可根据不同用途进行修磨。 (2)焊接车刀焊接车刀是在普通碳钢刀杆上镶焊焊接车刀焊接车刀是在普通碳钢刀杆上

52、镶焊(钎焊钎焊)硬质硬质合金刀片，经过刃磨而成，如图合金刀片，经过刃磨而成，如图3-6所示，其优点是结构简单，所示，其优点是结构简单，制造方便，并且可以根据需要进行刃磨，硬质合金的利用也制造方便，并且可以根据需要进行刃磨，硬质合金的利用也较充分，故目前在车刀中仍占相当比重。硬质合金焊接车刀较充分，故目前在车刀中仍占相当比重。硬质合金焊接车刀的缺点是其切削性能主要取决于工人刃磨的技术水平，与现的缺点是其切削性能主要取决于工人刃磨的技术水平，与现代化生产不相适应，此外刀杆不能重复使用。代化生产不相适应，此外刀杆不能重复使用。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工在制造工艺上，由于硬质合金

53、和刀杆材料在制造工艺上，由于硬质合金和刀杆材料(一般是中碳钢一般是中碳钢)的的线膨胀系数不同，当焊接工艺不够合理时容易产生热应力，线膨胀系数不同，当焊接工艺不够合理时容易产生热应力，严重时会导致硬质合金出现裂纹，因此在焊接硬质合金刀片严重时会导致硬质合金出现裂纹，因此在焊接硬质合金刀片时，应尽可能采用熔化温度较低的焊料，对刀片应缓慢加热时，应尽可能采用熔化温度较低的焊料，对刀片应缓慢加热和缓慢冷却，对于和缓慢冷却，对于YT30等易产生裂纹的硬质合金，应在焊缝等易产生裂纹的硬质合金，应在焊缝中放一层应力补偿片。中放一层应力补偿片。 (3)焊接装配式车刀焊接装配式车刀是将硬质合金刀片钎焊在焊接装配

54、式车刀焊接装配式车刀是将硬质合金刀片钎焊在小刀块上，再将小刀块装配到刀杆上。这种结构多用于重型小刀块上，再将小刀块装配到刀杆上。这种结构多用于重型车刀。重型车刀体积和重量较大，采用焊接装配式结构以后，车刀。重型车刀体积和重量较大，采用焊接装配式结构以后，只需装卸小刀块，刃磨省力，刀杆也可重复使用。只需装卸小刀块，刃磨省力，刀杆也可重复使用。 上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工(4)机夹重磨车刀机夹重磨车刀将硬质合金刀片用机械夹固的机夹重磨车刀机夹重磨车刀将硬质合金刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上，如图方法安装在刀杆上，如图3-7所示。机夹重磨车刀只有一主切所示。机夹重磨车刀只有一

55、主切削刃，用钝后必须修磨，而且可修磨多次。其优点是刀杆可削刃，用钝后必须修磨，而且可修磨多次。其优点是刀杆可以重复使用，刀具管理简便以重复使用，刀具管理简便;刀杆也可进行热处理，提高硬质刀杆也可进行热处理，提高硬质合金刀片支承面的硬度和强度，减少打刀的危险性，提高刀合金刀片支承面的硬度和强度，减少打刀的危险性，提高刀具的使用寿命具的使用寿命;刀片不经高温焊接，排除了产生焊接裂纹的可刀片不经高温焊接，排除了产生焊接裂纹的可能性。机夹车刀在结构上要保证刀片夹固可靠，结构简单，能性。机夹车刀在结构上要保证刀片夹固可靠，结构简单，刀片在重磨后能够调整尺寸，有时还要考虑断屑的要求。刀片在重磨后能够调整尺

56、寸，有时还要考虑断屑的要求。 (5)机夹可转位车刀机夹可转位车刀又称机夹不重磨车刀，机夹可转位车刀机夹可转位车刀又称机夹不重磨车刀，将可转位刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上。将可转位刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工如图如图3-8所示，可转位车刀由刀杆所示，可转位车刀由刀杆1、刀片、刀片3、刀垫、刀垫2和夹固元和夹固元件件4组成。它与机夹重磨车刀的不同点在于刀片为多边形，每组成。它与机夹重磨车刀的不同点在于刀片为多边形，每一边都可作为切削刃，用钝后只需将刀片转位，使新的切削一边都可作为切削刃，用钝后只需将刀片转位，使新的切削刃投人工作，当每个切削

57、刃都用钝后，再更换新刀片。可转刃投人工作，当每个切削刃都用钝后，再更换新刀片。可转位车刀除具备机夹重磨车刀的优点外，其最大优点在于几何位车刀除具备机夹重磨车刀的优点外，其最大优点在于几何参数完全由刀片和刀槽保证，不受工人技术水平的影响，因参数完全由刀片和刀槽保证，不受工人技术水平的影响，因此切削性能稳定，适合现代化生产的要求。此切削性能稳定，适合现代化生产的要求。 硬质合金可转位刀片见国家标准硬质合金可转位刀片见国家标准GB2076一一1987。刀片形状。刀片形状很多，常用的有三角形、各种凸三角形、正方形、五角形和很多，常用的有三角形、各种凸三角形、正方形、五角形和圆形等，如图圆形等，如图3-

58、9所示。刀片大多不带后角，但在每个切削刃所示。刀片大多不带后角，但在每个切削刃上做有断屑槽并形成刀片的前角。刀具的实际角度由刀片和上做有断屑槽并形成刀片的前角。刀具的实际角度由刀片和刀槽的角度组合确定。刀槽的角度组合确定。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工可转位车刀多和用刀片上的孔对刀片进行夹固，典型的夹固可转位车刀多和用刀片上的孔对刀片进行夹固，典型的夹固结构有结构有: .偏心式夹固结构如图偏心式夹固结构如图3-10所示，它以螺钉所示，它以螺钉2作为转轴，螺钉作为转轴，螺钉上端为偏心圆柱销，偏心量为。，当转动螺钉时，偏心销就上端为偏心圆柱销，偏心量为。，当转动螺钉时，偏心销就可

59、以夹紧或松开刀片可以夹紧或松开刀片; .杠杆式夹固结构如图杠杆式夹固结构如图3-11 ( a)所示为直杆式结构，图所示为直杆式结构，图3-11 ( b)所示为曲杆式结构，利用螺钉带动杠杆转动而将刀片夹固所示为曲杆式结构，利用螺钉带动杠杆转动而将刀片夹固在定位侧面上在定位侧面上;上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工.上压式夹固结构如图上压式夹固结构如图3-12所示，这种螺钉压板结构尺寸小，所示，这种螺钉压板结构尺寸小，不需要多大的压紧力夹固元件的位置易避开切屑流出方向，不需要多大的压紧力夹固元件的位置易避开切屑流出方向，一般用于夹固不带孔的刀片一般用于夹固不带孔的刀片;.楔销式夹固结

60、构如图楔销式夹固结构如图3-13所示所示,刀片刀片5由销子由销子4在孔中定位，楔在孔中定位，楔块块2向下运动时将刀片夹固在内孔的销子上，松开螺钉时向下运动时将刀片夹固在内孔的销子上，松开螺钉时,弹弹簧垫圈簧垫圈3自动抬起楔块。自动抬起楔块。 5.成型车刀的种类成型车刀的种类 成型车刀是加工回转体成型表面的专用刀具，它的切削刃成型车刀是加工回转体成型表面的专用刀具，它的切削刃形状是根据工件的廓形设计的。形状是根据工件的廓形设计的。上一页 下一页 返回第三节车削加工第三节车削加工成型车刀操作简单，生产率高，成型表面的精度主要取决于成型车刀操作简单，生产率高，成型表面的精度主要取决于刀具切削刃的制造