机械制造技术基础周宏甫(有用)

1、教育科学“十五”国家规划课题研究成果机械制造技术基础机械制造技术基础周宏甫 主编机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院机械加工工艺装备第一章机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院机械加工工艺装备 1.1 机床1.2 刀具1.3 夹具机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院机床1.1 机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院1.1.1 机床的分类、型号和技术参数1.1.2 典型机床的加工工艺范围1.1.3 车床的传动原理1.1.4 数控机床与加工中心1.1 机床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院金属切削机床用金属切削机床刀具切削的方法将金属毛坯加工成零件的机器制造机

2、器的机器机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院机床的分类按加工性质、刀具： 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、特种加工机床、锯床、其它机床 1.1.1 机床的分类、型号和技术参数 机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院按应用范围（通用性程度）：通用机床专门化机床专用机床机床的分类卧式车床、万能升降台铣床丝杆车床、曲轴车床、凸轮轴车床机床主轴箱专用镗床、组合机床加工范围广，通用性强 用于单件小批生产工艺范围窄 用于某类零件特定工序的加工工艺范围最窄 用于特定工序的加工、大批量生产机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院按工作精度：普通精度机床

3、精密机床高精度机床机床的分类按自动化程度：手动机动半自动自动机床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院按重量与尺寸：仪表机床中型机床（一般机床）大型机床（10t30t）重型机床（30t100t）超重型机床（大于100t）机床的分类按机床主要工作部件的数目：单轴多轴单刀多刀机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院（）（） （）（）/ （）（-）分类代号机床的型号类别代号 通用特性、结构特性代号组代号系代号主参数或设计顺序号主轴数或第二主参数重大改进顺序号其它特性代号企业代号机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院类别 车床 钻床 镗床 磨 床 齿轮加工机床 螺纹加工机床 铣床 刨插

4、床 拉床 特种加工机床 锯床 其它机床 代号CZTM2M3MYSXBLDGQ读音车钻 镗 磨 2磨 3磨 牙 丝 铣 刨 拉 电 割 其 机床的型号（1）机床的类别代号机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院（2）机床的特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心仿形轻型加重型简式或经济型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换仿轻重简柔显速机床的型号通用特性代号机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院（2）机床的特性代号机床的型号结构特性代号对于结构、性能不同的机床加结构特性代号予以区别为避免混淆，通用特性代号已用的字母及“I”、“O”都不能作为结构特性

5、代号结构特性代号在机床型号中没有统一的含义机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院（3）机床的组别代号和系列代号 机床的型号按其结构性能及使用范围每类机床划分为10个组每个组又划分为10个系分别用数字09表示。 机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院表表1.3 1.3 金属切削机床的类、组划分表金属切削机床的类、组划分表机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院表表1.3 1.3 金属切削机床的类、组划分表金属切削机床的类、组划分表机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院机床的型号（4）机床主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（主参数乘以折算系数）表示第二主参

6、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。第二主参数也用折算值表示 机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院机 床主 参 数 名 称折 算 系 数 卧式车床立式车床摇臂钻床卧式镗床外圆磨床内圆磨床矩台平面磨床齿轮加工机床升降台铣床插床及牛头刨床拉床 床身上最大回转直径最大车削直径最大钻孔直径镗轴直径最大磨削直径最大磨削孔径工作台面宽度最大工件直径工作台面宽度最大插削及刨削长度额定拉力（t） 1/101/1001/11/101/101/101/101/101/101/101/1 表表1.4 1.4 各类主要机床的主参数和折算系数各类主要机床的主参数和折算系数机械制造技术基础机

7、械制造技术基础福建工程学院机床的型号（5）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时加重大改进号A、B、C （6）其它特性代号（7）企业代号机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院高精度万能外圆磨床M类别代号（磨床类）G通用特性（高精度）1组别代号（外圆磨床组）4系别代号（万能外圆磨床系）32主参数（最大磨削直径320mm）A重大改进顺序号（第一次重大改进）MG1432A【例】：机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院机床的技术性能指标（1）机床的工艺范围（2）机床的技术参数（3）机床的精度与刚度尺寸参数能加工工件的最大几何尺寸运动参数能提供运动速度的范围、数列动力参数电动

8、机额定功率、额定转速几何精度运动精度制造精度、相互位置精度回转运动、直线运动、传动精度刚度受力作用下抵抗变形的能力工件、刀具、精度、规模机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院车床卧式车床、马鞍车床转塔车床立式车床单轴自动车床多轴自动和半自动车床仿形车床多刀车床专门化车床1.1.2 典型机床的加工工艺范围凸轮轴车床 曲轴车床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院升降台式铣床床身式铣床龙门铣床工具铣床仿形铣床专门化铣床铣床凸轮铣床 曲轴铣床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院外圆磨床万能磨床内圆磨床平面磨床无心磨床工具磨床专门化磨床磨床螺纹磨床曲轴磨床 导轨磨床砂带磨床机械制造

9、技术基础机械制造技术基础福建工程学院卧式镗床坐标镗床金刚镗床 镗床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院滚齿机插齿机剃齿机珩齿机磨齿机刨齿机 齿轮加工机床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院车床的传动原理图1.1.3 车床的传动原理内联系传动链:主轴45if67丝杠外联系传动链： 电动机12iv34主轴 机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院车床的传动框图1.1.3 车床的传动原理机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院CA6140型卧式车床的传动系统图1.1.3 车床的传动原理机动示意图规定画法齿轮旁数字表示齿数 只表示传动关系不代表实际尺寸和空间位置机械制造技术基础

10、机械制造技术基础福建工程学院传动路线CA6140型卧式车床的主运动传动链主电动机- mmmm230130-IM1(正转) M1(反转)-3856435130343450II503058224139III-M2(脱开) -506380205050IV80205051V-5826VI（主轴）- M2(接合) 机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院主轴转速级数和转速 CA6140型卧式车床的主运动传动链正转：高速6级；低速18级。(101400r/min)反转：12级(141580r/min)转速图： 竖线轴横线转速。等比数列，对数坐标，转速比=公比 斜线传动比。升速向上倾斜，降速向下倾斜 机

11、械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院CA6140型卧式车床的进给传动链车螺纹(经丝杆）米制、英制、模数制和径节制车圆柱和端面（经光杆）传动路线纵向机动进给量64种横向机动进给量64种 f横=f纵/2刀架的快速移动 超越离合器机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的特点1.1.4 数控机床与加工中心1）适应性广（良好的柔性）加工对象改变，只需重新编程多品种、中小批量零件的自动化生产机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的特点1.1.4 数控机床与加工中心1）适应性广（良好的柔性）2）加工精度高、质量稳定脉冲当量达到0.001mm机械制造技术基础机械制造技术基础福

12、建工程学院数控机床的特点1.1.4 数控机床与加工中心1）适应性广（良好的柔性）2）加工精度高、质量稳定3）生产率高大切削用量，减少切削时间辅助时间少，可自动换刀、装夹工件进行多表面、不同工艺的连续加工可自动控制加工精度，不必停机检验机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的特点1.1.4 数控机床与加工中心1）适应性广（良好的柔性）2）加工精度高、质量稳定3）生产率高4）减轻劳动强度、改善劳动条件只需编程、调整机床、装卸工件封闭式加工，清洁、安全机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的特点1.1.4 数控机床与加工中心1）适应性广（良好的柔性）2）加工精度高、质量稳

13、定3）生产率高4）减轻劳动强度、改善劳动条件5）实现复杂零件的加工任意轨迹、任何形状的空间复杂曲面机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的特点1.1.4 数控机床与加工中心1）适应性广（良好的柔性）2）加工精度高、质量稳定3）生产率高4）减轻劳动强度、改善劳动条件5）实现复杂零件的加工6）便于现代化的生产管理计算机辅助设计、辅助制造计算机管理一体化机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的组成1.1.4 数控机床与加工中心控制介质计算机数控装置伺服驱动系统机床机械部件图1.15 数控机床基本结构框图机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的组成1.1.4

14、数控机床与加工中心1）控制介质（信息载体）记录数控加工程序（工作指令）零件坐标系（即零件的安装位置）刀具与零件相对运动的尺寸参数零件加工的顺序主运动的启停、换向、变速等进给运动速度、方向、位移量等辅助装置的动作机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的组成1.1.4 数控机床与加工中心1）控制介质（信息载体）2）计算机数控装置数控机床的中枢接受输入装置送来的信息进行编译、运算和逻辑处理输出各种信号和指令给伺服驱动系统控制机床进行有序的动作 机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的组成1.1.4 数控机床与加工中心1）控制介质（信息载体）2）计算机数控装置数控机床的中枢

15、3）伺服驱动系统数控机床的执行部分 含伺服驱动电动机、驱动元件和执行部件等根据数控指令发出脉冲信号控制执行部件的进给速度、方向和位移量使之按规定轨迹移动或精确定位常用脉冲当量：0.01、0.005、0.001mm/脉冲机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的组成1.1.4 数控机床与加工中心1）控制介质（信息载体）2）计算机数控装置数控机床的中枢3）伺服驱动系统数控机床的执行部分 4）机床的机械部件主运动部件进给运动部件（如工作台、刀架等）支承部件（如床身、立柱等）辅助装置（冷却润滑、夹紧、换刀等）机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院零件图样程序编制信息载体数控装置主轴转

16、速、转向选择、刀具选择其它功能选择伺服系统刀架或工作台机床零件位移检测反馈系统数控机床加工零件的过程机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的分类1.1.4 数控机床与加工中心按运动轨迹的方式 ：点位控制直线控制轮廓控制只要点位置，移动不加工数控钻床、数控冲床和数控坐标镗床要点准确，两点间为直线，并切削数控铣平面，数控车台阶轴对2方向以上运动同时控制并切削数控铣三维曲面机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控机床的分类1.1.4 数控机床与加工中心按伺服系统的类型 ：开环控制闭环控制半闭环控制由步进电机、齿轮和丝杆螺母等组成 无检测反馈装置，不能误差校正结构简单经济型机床由

17、直流伺服电机、丝杆螺母和位移检测装置等组成，有检测反馈装置，位移精度高系统复杂、调整困难高精度机床位移检测装置安装在丝杆上 精度不如闭环控制简单稳定，易调试，应用广机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院数控车床1.1.4 数控机床与加工中心属轮廓控制型数控机床经济型开环控制简易型半闭环控制适宜加工精度高、形状复杂、工序多及品种多变的单件或小批零件机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院加工中心1.1.4 数控机床与加工中心具有自动换刀装置的数控机床特征：大容量刀库（10120把刀具）自动换刀机械手可完成铣、钻、镗、铰、锪、攻螺纹等加工适用于加工箱体、支架、盖板、壳体、模具、凸轮、叶片

18、等复杂零件的多品种小批量加工机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院加工中心1.1.4 数控机床与加工中心以主轴的位置分：卧式加工中心 立式加工中心万能加工中心机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院加工中心1.1.4 数控机床与加工中心车削中心 钻削中心复合加工中心铣键槽、铣扁、铣六角、铣螺旋槽、 钻横向孔、端面分度钻孔、攻螺纹等钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等， 小面积的端面铣削主轴头可回转水平竖直加工四侧面及侧面上孔加工顶面及顶面上孔(五面加工复合加工中心)机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院加工中心1.1.4 数控机床与加工中心自动更换工作台自动更换主轴头自动更换主轴箱自动更

19、换刀库一个工作台上工件加工一个工作台上工件装卸、调整有主轴头库卧铣、立铣、磨削和转位铣削等有粗加工和精加工主轴箱提高加工精度和加工范围 刀库容量大多工序复杂零件加工机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院谢 谢机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.1 卧式车床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院进给箱 图1.1 卧式车床主轴箱卡盘刀架尾架床身床腿床腿溜板箱机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.2 卧式车床加工的典型表面机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院马鞍车床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院转塔车床进给箱 主轴箱前刀架转塔刀架床身溜板箱

20、机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院回轮车床底座进给箱主轴箱夹料夹头回轮刀架挡块轴床身机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院立式车床1.底座 2.工作台 3.立柱 4.垂直刀架 5.横梁 6.8.进给箱 7.侧刀架 9.顶梁机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院液压仿形半自动车床下刀架主轴靠模液压仿形刀架顶尖床身机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院卧式升降台铣床底座床身悬梁主轴支架工作台床鞍升降台机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.3 万能卧式升降台式铣床床鞍底座床身悬梁主轴支架工作台回转盘升降台机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.4 铣

21、床加工的典型表面机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院立式升降台式铣床升降台立铣头主轴工作台床鞍机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院圆台铣床床身滑座圆工作台立柱主轴箱机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院龙门铣床床身工作台水平铣头横梁垂直铣头立柱顶梁立柱垂直铣头水平铣头机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.5 M1432A型万能外圆磨床液压控制箱床身头架工作台内圆磨具砂轮架尾座机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.6 万能磨床加工示意图机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院内圆磨床滑鞍床身工作台头架砂轮架机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程

22、学院普通内圆磨床的磨削方法机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院卧轴矩台平面磨床立柱床身工作台砂轮架滑座机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院立轴圆台平面磨床立柱床身工作台砂轮架机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院平面磨床的磨削方法矩台周磨矩台端磨圆台周磨圆台端磨机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院无心外圆磨床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院无心磨示意图机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.7 卧式镗床 主轴箱 床身下滑座上滑座后支架后立柱工作台镗轴平旋盘径向刀架前立柱机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.8 卧式镗床的主要加工方

23、法 机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院立式单柱坐标镗床 工作台主轴主轴箱立柱床鞍床身机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院卧式金刚镗床机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.9 Y3150E型滚齿机机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.9 Y3150E型滚齿机 工作台 床身立柱刀架溜板刀杆刀架体支架心轴后立柱机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院滚刀的安装角度机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院图1.10 加工斜齿轮时滚刀的安装角 工件螺旋角安装角滚刀螺旋升角机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院插齿机 机械制造技术基础机械制造技术基础福建工程学院Y5132型插齿机床身立柱刀架插齿刀工作台挡块机械制造技术基础机