第三章第一节金属切削机床

1、1机床的运动分析机床的运动分析 第三章第三章 金属切削机床金属切削机床2022-5-1621. 1. 掌握机床的分类和编号方法；掌握机床的分类和编号方法；2. 2. 掌握工件加工表面及其形成方法；掌握工件加工表面及其形成方法；3 3. .掌握机床的运动、传动联系的分类及其原则。掌握机床的运动、传动联系的分类及其原则。目的要求目的要求：2022-5-163q 金属切削机床，是指用切削、特种加工等方法加工金金属切削机床，是指用切削、特种加工等方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。面质量的机器。它是制造机器的机器，故又称为

2、它是制造机器的机器，故又称为“工工作母机作母机”或或“工具机工具机”（Machine-tool）,习惯上简称习惯上简称为为“机床机床”。2022-5-164q 在现代机械制造工业中，制造的机器零件，在现代机械制造工业中，制造的机器零件，特别是精特别是精密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属切削机床加工来获得的，金属切削机床加工来获得的，因此机床是因此机床是制造机器零制造机器零件的主要设备。件的主要设备。q 担负的工作量约占机器总制造工作量的担负的工作量约占机器总制造工作量的40%60%，它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和它的

3、先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产率。劳动生产率。 2022-5-165q 金属切削机床在国民经济建设中的地位非常重要，机金属切削机床在国民经济建设中的地位非常重要，机床工业为全社会各行各业提供先进的制造技术和优质床工业为全社会各行各业提供先进的制造技术和优质高效的设备，机床工业的技术水平决定着其它行业的高效的设备，机床工业的技术水平决定着其它行业的发展水平，发展水平，在很大程度上标志着一个国家的工业生产在很大程度上标志着一个国家的工业生产能力和科学技术水平能力和科学技术水平。 6第一节第一节 概述概述一.机床的基本组成1.动力源：为机床提供动力 (功率) 和运动的驱动部分。2

4、.传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统。3.支承件：用于安装和支承其他固定的或运动的部件，承受其重力和切削力。4.工作部件(1)与最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的执行部件； 与工件和刀具安装及调整有关的部件或装置；7第一节 概述 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。5.控制系统：用于控制各工作部件的正常工作。6.冷却系统：用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。7.润滑系统：用于对机床的运动副进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。8.其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。各部件将在第二节作详述8第一节 概述二.机床的运动机床的运动分为表面

5、形成运动和辅助运动。 1.表面形成运动：表面形成运动是机床最基本的运动，亦称工作运动。表面形成运动包括主运动和进给运动，主 运动只有一个，进 给运动可以有一个 或几个。 9第一节 概述a)主运动：机床主运动是形成切削速度并从工件上切除多余材料起主要作用的工作运动，机床功率主要消耗于主运动。b)进给运动：进给运动是使工件上的多余材料不断被去除的工作运动，是维持切削得以继续的运动。 10第一节 概述主运动的形式：1)工件（如车床）或刀具（如钻床）作旋转运动，其表示方式为转速；2)工件（如龙门刨床）或刀具（如插床）作直线运动，其表示方式为工作行程运动速度或每分钟往复行程 (冲程) 次数；3)复合运动

6、，如卧式车床车螺纹时的螺旋运动，它是由主轴带动工件的旋转运动和刀架溜板的直线运动合成的。11第一节 概述进给运动的形式： 进给运动可以有一个或几个：钻床、刨床等机床有一个进给运动；外圆磨床的进给运动有工件主轴的旋转运动和工作台的直线运动；车床有刀架溜板的纵向进给运动和横向进给运动。 12第一节 概述 进给运动也可以是复合运动，如在数控车床车削圆锥或回转曲面工件时，进给运动就是复合运动，它可视为径向 (X轴)进给与纵向(Z轴) 进给的合成，由数控系统保证这两个进给运动的准确。 13第一节 概述2.辅助运动：机床在加工过程中加工工具与工件除工作运动以外的其他运动称为辅助运动，用以实现机床的各种辅助

7、动作。a)切入运动：用于保证工件被加工表面获得所需要的尺寸，使工具切入工件表面一定深度；b)各种空行程运动：空行程运动主要是指进给前后的快速运动；c)其它辅助运动：包括分度运动、操纵和控制运动等。 14第一节 概述三.机床技术性能指标1.机床的工艺范围：机床的工艺范围是指在机床上加工的工件类型和尺寸，能够加工完成何种工序，使用什么刀具等等。a)通用机床具有较宽的工艺范围，在同一台机床上可通用机床具有较宽的工艺范围，在同一台机床上可以满足较多的加工需要，适用于单件小批生产。以满足较多的加工需要，适用于单件小批生产。15第一节 概述b)专用机床是为特定零件的特定工序而设计的，自动化程度和生产率都较

8、高，但它的加工范围很窄。16第一节 概述c)数控机床则既有较宽的工艺范围，又能满足零件较高精度的要求，并可实现自动化加工。17第一节 概述2.机床的技术参数：机床的主要技术参数包括： 尺寸参数、运动参数与动力参数。尺寸参数一一具体反映机床的加工范围，包括主参数、第2主参数和与加工零件有关的其他尺寸参数。如下表：机床名称主参数第2主参数普通车床车身上工件最大回转直径 工件最大长度摇臂钻床最大钻孔直径最大跨距坐标镗床工作台工作面宽度工作台工作面长度外圆磨床最大磨削直径最大磨削长度18第一节 概述运动参数一一指机床执行件的运动速度，例如主轴的最高转速与最低转速、刀架的最大进给量与最小进给量(或进给速

9、度)。动力参数一一指机床电动机的功率，有些机床还给出主轴允许承受的最大转矩等其他内容。19第一节 概述四、机床精度与刚度加工中保证被加工工件达到要求的精度和表面粗糙度，并能在机床长期使用中保持这些要求，机床本身必须具备的精度称为机床精度。包括：几何精度、传动精度、运动精度、定位精度及精度保持性等几个方面。 各类机床按精度可分为普通精度级、精密级和高精度级。 20第一节 概述1.几何精度 几何精度是指机床空载条件下，在不运动 (机床主轴不转或工作台不移动等情况下) 或运动速度较低时各主要部件的形状，相互位置和相对运动的精确程度。几何精度直接影响加工工件的精度，是评价机床质量的基本指标。它主要决定

10、于结构设计、制造和装配质量。 21第一节 概述2.运动精度 运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，主要零部件的几何位置精度。如高速回转主轴的回转精度。对于高速精密机床，运动精度是评价机床质量的一个重要指标。它与结构设计及制造等因素有关。22第一节 概述4.定位精度 定位精度是指机床的定位部件运动到达规定位置的精度。定位精度直接影响被加工工件的尺寸精度和形位精度。机床构件和进给控制系统的精度、刚度以及其动态特性，机床测量系统的精度都将影响机床定位精度。23第一节 概述5.工作精度 加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工作精度。工作精度是各种因素综合影响的结果，包括机床自身的精度、刚度、热

11、变形和刀具、工件的刚度及热变形等。 24第一节 概述6.精度保持性 在规定的工作期间内，保持机床所要求的精度，称之为精度保持性。影响精度保持性的主要因素是磨损。磨损的影响因素十分复杂，如结构设计、工艺、材料、热处理、润滑、防护、使用条件等。25第一节 概述机床刚度指机床系统抵抗变形的能力。 按照载荷的性质不同，可分为静载荷和动载荷，即不随时间变化或变化极为缓慢的力称静载荷，如重力、切削力的静力部分等。 凡随时间变化的力如冲击振动力及切削力的交变部分等称动态力。故机床刚度相应地分为静刚度及动刚度，后者是抗振性的一部分。习惯所说刚度一般指静刚度。26 刚度不足，影响机床的加工精度、传动质量及工作的

12、平稳性。 如外圆磨床主轴刚度不足时，在磨削力作用下主轴变形到位置2，砂轮母线偏移，使被加工表面上出现螺旋形花纹，降低了加工表面的质量。2022-5-1627五、机床的分类五、机床的分类q机床的传统分类方法：机床的传统分类方法：按加工性质和所用的刀具进行按加工性质和所用的刀具进行分类。分类。p目前我国机床分为目前我国机床分为：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮车床、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、锯加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床、其它机床、特种加工机床。床、其它机床、特种加工机床。卧式铣床卧式铣床 立式铣床立式铣床立式钻床立式钻床 摇臂钻床摇臂钻床2

13、022-5-1631卧式镗床外形卧式镗床外形2022-5-1633牛头刨床牛头刨床(Horizontal Shaper)2022-5-1634插齿插齿(Gear Shaping)机机特种加工机床特种加工机床2022-5-16371.机床的分类与型号编制机床的分类与型号编制 金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区别、使用和管理，有必要对机床进行分类，别、使用和管理，有必要对机床进行分类，可以从不同的角度出发对机床进行分类可以从不同的角度出发对机床进行分类。2022-5-1638种类种类用用 途途 车床车床用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、

14、圆锥面、环槽及成形回转表用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。铣床铣床可以加工平面、沟槽可以加工平面、沟槽(键槽、键槽、T形槽、燕尾槽等形槽、燕尾槽等)、分齿零件、分齿零件(齿轮、花键轴、链轮齿轮、花键轴、链轮)、螺旋形、螺旋形表面表面(螺旋槽螺旋槽)及各种曲面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。及各种曲面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。刨床刨床插床插床主要用于加工各种平面主要用于加工各种

15、平面(如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如T形槽、燕尾槽、形槽、燕尾槽、V形槽形槽等等)、直线成型表面。回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。、直线成型表面。回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。镗床镗床适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。磨床磨床用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、平面、用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面及各种成型面等，主要应用于零件

16、精加工，尤其是高硬度材料的精加工。螺旋面及各种成型面等，主要应用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。钻床钻床可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。齿轮加齿轮加工机床工机床加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。2022-5-1639p每一类机床又按工艺范围、布局型式和结构等，每一类机床又按工艺范围、布局型式和结构等，分为分为10个组，每一组又细分为个组，每一组又细分为若干系（系列）若干系（系列）。p在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床其在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床其它特

17、征进一步区分。它特征进一步区分。2022-5-1640车床：车床： 卧式车床卧式车床 立式车床立式车床 钻塔车床钻塔车床 回轮车床回轮车床 落地车床落地车床 液压仿行车床液压仿行车床 多刀自动和半自动车床多刀自动和半自动车床 专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床请看影片请看影片2022-5-1641按应用范围（通用性程度）又可分为：按应用范围（通用性程度）又可分为：1. 通用机床通用机床q用于加工用于加工多种零件的不同工序多种零件的不同工序，加工范围较广，加工范围较广，通用性较大，但通用性较大，但结构比较复杂结构比较复杂；q主要适用于单件小批生产，例如：卧式车床

18、、万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。能升降台铣床等。2022-5-16422. 专门化机床专门化机床q工艺范围较窄；工艺范围较窄；q专门用于加工专门用于加工某一类或几类零件的某一道某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序（或几道）特定工序，如曲轴车床、凸轮轴车床等。，如曲轴车床、凸轮轴车床等。3. 专用机床专用机床q工艺范围最窄；工艺范围最窄；q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，如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床和各种组产，如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床和各种组合机床等

19、。合机床等。2022-5-1643v同类型机床按工作精度又可分同类型机床按工作精度又可分：普通精度机床、精密：普通精度机床、精密机床和高精度机床。机床和高精度机床。v按自动化程度分按自动化程度分：手动、机动、半自动和自动的机床。：手动、机动、半自动和自动的机床。v按重量与尺寸分按重量与尺寸分：仪表机床、中型机床（一般机床）、大：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（重量达型机床（重量达10t）、）、重型机床（大于重型机床（大于30t）和超重型机床和超重型机床（大于（大于100t）。）。2022-5-1644p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通常，机床根据加工性质进行分

20、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。描述，如多刀半自动车床、高精度外圆磨床等。p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，工序更加集中。控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。p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，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，具有自动换刀功能的镗铣加工中心机床，集中了钻、镗、铣等具有自动换刀功能的镗铣加工中心机床，集中了钻、镗、铣等多种类型的机床功能。多种类型的机床功能。2022-5-

21、16452.2.机床型号的编制方法机床型号的编制方法 p机床的型号用以简明地表示机床的类型、通用和结构特机床的型号用以简明地表示机床的类型、通用和结构特性、主要技术参数等。是性、主要技术参数等。是机床产品的代号。p我国现在最新的机床型号，是按我国现在最新的机床型号，是按1994年颁布的标准年颁布的标准“GB/T15375-94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。该标准规定，机床型号由编制的。该标准规定，机床型号由汉汉语拼音字母和数字按一定的规律语拼音字母和数字按一定的规律组合而成。如：组合而成。如：CA6140车床。车床。p通用机床型号由基本部分和辅助部分组成，中间用通用

22、机床型号由基本部分和辅助部分组成，中间用“/”隔开，前隔开，前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。2022-5-16462022-5-16471） 机床的分类及类代号机床的分类及类代号q按工作原理分为：按工作原理分为：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮车床、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、加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床、其它机床锯床、其它机床11类。类。q特种加工机床型号编制特种加工机床型号编制，暂时按原暂时按原JB1838-85标准标准中的中的“D”类编制。类编制。q机床的机床的分类及类代号见表。分

23、类及类代号见表。2022-5-1648 机床的类和分类代号机床的类和分类代号类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿轮齿轮加工加工机床机床螺纹螺纹加工加工机床机床铣铣床床刨刨插插床床拉拉床床特种特种加工加工机床机床锯锯床床其其他他机机床床代代号号CZTM2M3MYSXBLDGQ读读音音车车钻钻镗镗磨磨2磨磨3磨磨牙牙丝丝铣铣刨刨拉拉电电割割其其2022-5-16492） 通用特性代号和结构特性代号通用特性代号和结构特性代号(1) 通用特性代号通用特性代号有统一的固定含义，在各类机床中表示的意义相同。有统一的固定含义，在各类机床中表示的意义相同。表机床的通用特性代号表机床的通用特性代号通用特性

24、通用特性高精度高精度精密精密自动自动半自动半自动数控数控加工中心加工中心仿形仿形轻型轻型加重型加重型简式简式代号代号GMZBKHFQCJ读音读音高高密密自自半半控控换换仿仿轻轻重重简简2022-5-1650(2) 结构特性代号结构特性代号对主参数相同而结构、性能不同的对主参数相同而结构、性能不同的机床进行区分，在型号中无统一含义，只在同类机床机床进行区分，在型号中无统一含义，只在同类机床中区分结构、性能。中区分结构、性能。如：如： CA6140 型卧式车床型号中型卧式车床型号中的的“A”，即在结构上区别，即在结构上区别C6140型卧式车床型卧式车床。 如有通用特性代号，结构特性代号应在其后。如

25、有通用特性代号，结构特性代号应在其后。2022-5-16513） 机床组、系的划分原则及代号机床组、系的划分原则及代号q每类机床划分为十组（每组用一为阿拉伯数字每类机床划分为十组（每组用一为阿拉伯数字表示）；表示）；q每组又划分为十系（列），每系用一为阿拉伯每组又划分为十系（列），每系用一为阿拉伯数字表示。数字表示。 机床的主参数、设计顺序号和第二主参数机床的主参数、设计顺序号和第二主参数机床主参数代表机床规格的大小。机床主参数代表机床规格的大小。用折算值（主参数乘以折算系数用折算值（主参数乘以折算系数1/101/10或或1/1001/100 ）表示表示第二主参数一般指主轴数、最大跨距、最大工第二主参数一般指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作长度等。第二主参数也用件长度、工作台工作长度等。第二主参数也用折算值折算值1/101/10或或1/1001/100表示表示 主参数大多数情况下用折算值表示，其折算值主参数大多数情况下用折算值表示，其折算值 等于主参数乘以折算系数等于主参数乘以折算系数 机床名称机床名称主参数名称主参数名称主