精密机械制造技术2.2金属切削机床的基本知识

1、CompanyLOGOCompanyLOGO加工表面加工表面尺寸范围尺寸范围精度精度 结合所用刀具结合所用刀具和加工表面的和加工表面的形状，了解机形状，了解机床必须完成的床必须完成的成形运动成形运动分析传动分析传动链及传动链及传动机构机构目录目录*2*3v机床机床 金属切削机床，简称金属切削机床，简称机床机床，是加工制造零件，是加工制造零件的机器，故又称的机器，故又称工作母机工作母机或或工具机工具机。 学习时注意了解：机床的学习时注意了解：机床的运动运动、传动链传动链、加工范围加工范围、型号型号。 机床的品种规格繁多，为便于区别、使用机床的品种规格繁多，为便于区别、使用和管理，必须加以分类。和

2、管理，必须加以分类。目录目录*4A.按按加工性质加工性质、所用刀具所用刀具和和机床用途机床用途分：分： v车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床（滚丝机、搓丝机）、铣床、螺纹加工机床（滚丝机、搓丝机）、铣床、刨（插）床、拉床、特种加工机床、锯床和刨（插）床、拉床、特种加工机床、锯床和其它机床共其它机床共12类类。 这是最基本的分类方法。这是最基本的分类方法。 目录目录*5B.按按通用性程度通用性程度分：分：v 通用通用(万能万能)机床机床：适用于单件小批量生产，生产：适用于单件小批量生产，生产效率较低。通用性好，能完成多种零件、多种工序效率较低

3、。通用性好，能完成多种零件、多种工序的加工。如卧式车床、万能磨床等；的加工。如卧式车床、万能磨床等；v专门化机床专门化机床：只能加工一定尺寸范围内的某一类：只能加工一定尺寸范围内的某一类或几类零件的特定工序。如曲轴车床。或几类零件的特定工序。如曲轴车床。v专用机床专用机床：只能完成某一特定零件的特定工序。：只能完成某一特定零件的特定工序。如车床主轴箱加工的专用镗床。组合机床归属于此如车床主轴箱加工的专用镗床。组合机床归属于此类。类。目录目录*6C.按按工作精度分工作精度分：v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。D.按按机床重量机床重量和和尺寸尺寸：v 仪表机床、中型

4、机床、大型机床、重型仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。机床和超重型机床。目录目录*7E.按按自动化程度分自动化程度分：v手动、机动、半自动和自动机床。手动、机动、半自动和自动机床。F.按按主要工作器官的数目主要工作器官的数目分：分：v单轴机床、多轴机床；单轴机床、多轴机床；v单刀机床、多刀机床。单刀机床、多刀机床。目录目录*8v技术参数技术参数：表示机床的尺寸大小和加工能力的各种技表示机床的尺寸大小和加工能力的各种技术数据。用户选择、验收和使用机床的重术数据。用户选择、验收和使用机床的重要参数，机床使用说明书均详细列出要参数，机床使用说明书均详细列出 。目录目录*9v技术参数

5、主要包括技术参数主要包括：主参数、第二主参数主参数、第二主参数主要工作部件的结构尺寸主要工作部件的结构尺寸移动行程范围移动行程范围各种运动的速度范围和级数各种运动的速度范围和级数各电机的功率各电机的功率机床轮廓尺寸等机床轮廓尺寸等目录目录*10：是反映机床最大工作能力的一个重要参数，直是反映机床最大工作能力的一个重要参数，直接影响机床的其他参数和基本结构的大小，一接影响机床的其他参数和基本结构的大小，一般以般以机床加工的最大工件尺寸机床加工的最大工件尺寸或或与此有关的机与此有关的机床部件尺寸床部件尺寸来表示，也有些机床的主参数不用来表示，也有些机床的主参数不用尺寸而用尺寸而用力力来表示。来表示

6、。目录目录*11为更充分表示机床的工作范围为更充分表示机床的工作范围与能力。与能力。v各类机床的参数要执行各类机床的参数要执行GB1838-85金属金属切削机床型号编制方法切削机床型号编制方法的规定。的规定。目录目录*12v机床的型号是机床产品的代号，用以简明机床的型号是机床产品的代号，用以简明地表示地表示机床的类型机床的类型，主要技术参数主要技术参数，性能性能和和结构特点结构特点等。等。v执行执行 GB1838-85金属切削机床型号编制金属切削机床型号编制方法方法的规定。的规定。目录目录*13目录目录*14v任一种经切削加工得到的机械零件，其形状都任一种经切削加工得到的机械零件，其形状都是若

7、干便于切削加工获得的表面组成。是若干便于切削加工获得的表面组成。v切削加工的表面（图切削加工的表面（图2-37） ，主要有：，主要有：平面平面、圆柱面圆柱面、圆锥面圆锥面及及各种成形表面各种成形表面-均可看成一均可看成一条线（母线）沿另一条线（导线）运动而形成。条线（母线）沿另一条线（导线）运动而形成。目录目录母线与导线统称为表面的发生线母线与导线统称为表面的发生线*15目录目录*16目录目录*17（1）轨迹法轨迹法：如图所示，刀具切削刃与被加：如图所示，刀具切削刃与被加工表面为点接触。为获得所需的发生线，切工表面为点接触。为获得所需的发生线，切削刃必须沿发生线运动。削刃必须沿发生线运动。v采

8、用轨迹法形成所需的发生线需要一个独采用轨迹法形成所需的发生线需要一个独立的运动。立的运动。目录目录*18（2）成形法成形法：成形刀具加工。图：成形刀具加工。图2-39（b）v 加工时无需任何移动，便可获得所需的发加工时无需任何移动，便可获得所需的发生线。生线。目录目录*19（3）相切法相切法：用铣刀、砂轮等旋转刀具加工。：用铣刀、砂轮等旋转刀具加工。v 采用相切法形成发生线，需要刀具旋转和采用相切法形成发生线，需要刀具旋转和刀具与工件之间的相对移动两个彼此独立刀具与工件之间的相对移动两个彼此独立的运动。的运动。目录目录*20（4）展成法展成法：滚齿、插齿加工齿轮的方法。：滚齿、插齿加工齿轮的方

9、法。v用展成法生成发生线时，工件的旋转与刀具的旋用展成法生成发生线时，工件的旋转与刀具的旋转（或移动）两个运动之间必须保持严格的运动转（或移动）两个运动之间必须保持严格的运动协调关系。协调关系。目录目录*21v表面成形运动表面成形运动：形成母线和导线所需的运：形成母线和导线所需的运动的总和。也称机床的工作运动动的总和。也称机床的工作运动。图图2-39形成发生线所需的运动。滚刀加工圆柱齿形成发生线所需的运动。滚刀加工圆柱齿轮时展成运动和滚刀的轴向移动。轮时展成运动和滚刀的轴向移动。目录目录*22v工作运动工作运动：包括主运动和进给运动。包括主运动和进给运动。v辅助运动辅助运动：切入运动切入运动

10、、分度运动、分度运动调位运动、其他各种运动调位运动、其他各种运动目录目录*23v机床的传动用机床的传动用传动原理图传动原理图、转速图转速图、传动传动路线表达式路线表达式、传动系统图传动系统图、运动平衡式运动平衡式等等表示。表示。目录目录*24v机床从设计、制造到用户使用，传动的表机床从设计、制造到用户使用，传动的表达在每个阶段有所不同：如方案拟定初期达在每个阶段有所不同：如方案拟定初期的交流采用传动原理图；正式设计说明书的交流采用传动原理图；正式设计说明书（鉴定产品时必须出具的文件）中必须画（鉴定产品时必须出具的文件）中必须画出转速图和传动路线表达式；使用说明书出转速图和传动路线表达式；使用说

11、明书中要有传动原理图。中要有传动原理图。目录目录*25目录目录*26目录目录*27拟定或分析机床传动机构时，常用的一种拟定或分析机床传动机构时，常用的一种表达传动的方法。表达传动的方法。v只用只用简单的符号简单的符号表达各执行件、运动源之表达各执行件、运动源之间的间的传动联系传动联系，并不表达实际传动机构的，并不表达实际传动机构的种类和数量。种类和数量。v图图2-40为车床的传动原理图。为车床的传动原理图。虚线表示定比传动虚线表示定比传动。目录目录*28目录目录*29 机床的工艺范围很广，其主运动的转速范机床的工艺范围很广，其主运动的转速范围和进给运动速度范围较大，在最低速与最围和进给运动速度

12、范围较大，在最低速与最高速之间，根据机床对传动的不同要求，主高速之间，根据机床对传动的不同要求，主轴转速有两种变速方式：轴转速有两种变速方式：目录目录*30v无级变速无级变速：主轴转速在主轴转速在nminnmax任选。如变频调速、任选。如变频调速、零传动（电主轴）。零传动（电主轴）。优点是可以得到最合理转速，速度损失小优点是可以得到最合理转速，速度损失小但成本稍高但成本稍高目录目录*31v有级变速有级变速：主轴转速在主轴转速在nminnmax有限个若干转速上有限个若干转速上选取。齿轮、链轮传动，在通用机床上得到了选取。齿轮、链轮传动，在通用机床上得到了广泛应用。广泛应用。 优点是成本低，结构紧

13、凑工作可靠优点是成本低，结构紧凑工作可靠 但有速度损失在通用机床上得到了广泛应用。但有速度损失在通用机床上得到了广泛应用。目录目录有级变速传动中，有级变速传动中，各级转速的数值比各级转速的数值比为构成为构成等比数列等比数列。公比公比=1.12、1.25、1.41、1.58和和2，为，为标准值。标准值。*32v转速图转速图：表示有级变速传动系统中各级转速的传动表示有级变速传动系统中各级转速的传动路线图。路线图。图图2-41为某车床主运动转速图。为某车床主运动转速图。目录目录*33目录目录要素的含义要素的含义：竖线代表一根轴竖线代表一根轴；竖线上圆点代表该轴竖线上圆点代表该轴可能转速；可能转速；横

14、线代表主轴实际转横线代表主轴实际转速；速；两竖线之间的一组平两竖线之间的一组平行线代表同一对传动行线代表同一对传动副。副。*34v传动路线表达式传动路线表达式将各种可能的传动路线全部列出来，就得将各种可能的传动路线全部列出来，就得出主运动传动链的传动表达式（传动结构出主运动传动链的传动表达式（传动结构式）。式）。目录目录*35 分析机床的传动系统时经常使用的另一分析机床的传动系统时经常使用的另一种技术资料是传动系统图。种技术资料是传动系统图。v表示机床全部运动的传动关系的示意图。表示机床全部运动的传动关系的示意图。v各传动元件的画法按国家标准规定。各传动元件的画法按国家标准规定。目录目录*36

15、v应标明电机的应标明电机的转速与功率转速与功率、轴的编号轴的编号、齿轮和齿轮和涡轮的齿数涡轮的齿数、带轮直径带轮直径、丝杆导程丝杆导程和和头数头数等。等。目录目录传动系统图只表示传动关系，不传动系统图只表示传动关系，不表示各零件的实际尺寸和位置。表示各零件的实际尺寸和位置。*37目录目录*38v为了表达传动链为了表达传动链两个末端件计算位移之间两个末端件计算位移之间的数值关系的数值关系，常将传动链内各传动副的传，常将传动链内各传动副的传动比相连乘组成一等式，称动比相连乘组成一等式，称。目录目录*39v为了表达传动链为了表达传动链两个末端两个末端件计算位移之间件计算位移之间如右图的如右图的主运动传动链在图示的啮合主运动传动链在图示的啮合位置时的运动平衡式为：位置时的运动平衡式为：1440r/min(126/256)(24/48)(42/42)(60/30)710r/min目录目录*40v运动平衡式还可以用来确定传动链中待定运动平衡式还可以用来确定传动链中待定的换置机构传动比，这时传动链两末端件的换置机构传动比，这时传动链两末端件的计