第五节 其它机床及刀具

1、第五节其它机床及刀具机械制造工程第二章1 钻床和镗床都是孔加工用机床，主要加工外形复杂、没有对称放置轴线的零件上的单孔或孔系。 1钻床及钻头 钻床一般用于加工直径不大精度要求较低的孔。 可以完成钻孔、扩孔、铰孔、刮平面以及攻螺纹等工作。一、钻床、镗床及刀具2 在钻床上加工时，工件不动，刀具作旋转主运动，同时沿轴向移动作进给运动。 钻床的主参数是最大钻孔直径。 根据用途和结构的不同可分为：台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床以及专门化钻床等。3 立式钻床：由底座、工作台、立柱、电动机、传动装置、主轴变速箱、进给箱、主轴和操纵手柄组成。 摇臂钻床：在大型工件上钻孔，通常希望工件不动而让钻床主轴能

2、任意调整其位置，以适应加工需要，这就需要用摇臂钻床。 其他钻床：台钻、深孔钻45数控立式钻床多头立式钻床678高速台式钻床9分度钻床10深孔钻床深孔钻床11麻花钻 钻孔的主要刀具，它可在实心材料上钻孔，也可用来扩孔。 标准的麻花钻由柄部、颈部及工作部分组成。工作部分又分为切削部分和导向部分；为增强钻头的刚度，工作部分的钻芯直径dc朝柄部方向递增；刀柄是钻头的夹持部分，有直柄和锥柄两种。12 麻花钻有两个前刀面、两个主后刀面、两个副后刀面、两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃。13 麻花钻的主要结构参数为外径d0，它按标准尺寸系列设计；钻芯直径dc，它决定钻头的强度及刚度，并影响容屑空间；顶角2

3、，通常2 = 116120；螺旋角，它是圆柱螺旋形刃带与钻头轴线的夹角，加工钢、铸铁等材料，钻头直径d0 10mm时，= 2533。14深孔钻 深孔加工时，由于孔的深径比较大，钻杆细而长，刚性差，切削时很容易走偏和产生振动，加工精度和表面粗糙度难以保证，加之刀具在近似封闭的状态下工作，因此必须特别注意导向、断屑和排屑、冷却和润滑等问题。15 图2-61所示为单刃外排屑深孔钻，又称枪钻，它主要用来加工小孔16 图2-62所示为高效、高质量加工的内排屑深孔钻，又称喷吸钻，它用于加工深径比小100，直径为16mm65mm的孔。17抛物线型深孔钻182镗床及镗刀 镗床用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔

4、、内成形表面或孔内环槽，特别是分布在不同位置、轴线间距离精度和相互位置精度要求很严格的孔系。19卧式镗铣床的主要加工方法20 通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。 根据用途，镗床可分为卧式铣镗床、坐标镗床、金刚镗床、落地镗床以及数控镗铣床等。21卧式镗铣床22卧式镗铣床23卧式镗铣床24立式镗铣床25立式双轴镗床立式镗磨床26坐标镗床 用于孔本身精度及位置精度要求都很高的孔系加工，也能钻孔、扩孔、铰孔、锪端面、切槽等。 其主要零部件的制造和装配精度都很高，具有良好的刚度和抗振性，并配备有坐标位置的精密测量装置，除进行孔系的精密加工外，还能进行精密刻度、样板的精密划线、孔间距及直

5、线尺寸的精密测量等。27 坐标镗床按其布局形式不同，可分为立式单柱、立式双柱、卧式坐标镗床立式单柱坐标镗床28立式单柱坐标镗床29双柱立式坐标镗床30立式双柱坐标镗床31卧式坐标镗床32卧式坐标镗床33金刚镗床 因采用金刚石镗刀而得名，它是一种高速精密镗床，其特点是切削速度高，而切削深度和进给量极小，因此可以获得质量很高的表面和精度很高的尺寸。 用于成批、大量生产中。 按其布局形式分为单面、双面和多面金刚镗床；按其主轴的位置分为立式、卧式和倾斜式金刚镗床；按其主轴数量分为单轴、双轴和多轴金刚镗床。34卧式金刚镗床双面金刚镗床35 镗刀种类很多，一般分为单刃镗刀与多刃镗刀两大类。 单刃镗刀：其结

6、构简单，通用性好，大多有尺寸调节装置。 在精密镗床上常采用微调镗刀、双刃镗刀。镗刀36高速高精度ZMAC镗刀多刃镗刀单刃镗刀37微调镗刀38双刃浮动镗刀39二、铣床及铣刀 用多齿、多刃旋转刀具加工工件、生产效率高、表面质量好、用途广泛的金属切削机床。 其主运动是铣刀的旋转运动，进给运动是工件在垂直于铣刀轴线方向上的直线运动、或是工件的回转运动、或是工件的曲线运动。 40铣削加工典型表面411铣床的类型 主要类型有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、圆工作台铣床、龙门铣床、工具铣床、仿形铣床以及各种专门化铣床等。42卧式铣床 其主要特征是机床主轴轴线与工作台台面平行，铣刀安装在与主轴相连接的刀轴上，

7、由主轴带动作旋转主运动，工件装夹在工作台上，由工作台带动工件作进给运动，从而完成铣削工作。 卧式铣床又分为卧式升降台铣床和万能升降台铣床43卧式升降台铣床万能卧式升降台铣床44卧式铣床万能卧式铣床45立式铣床 与卧式铣床的主要区别在于其主轴是垂直安置的。其工作台、床鞍及升降台与卧铣相同，铣头可根据加工需要在垂直平面内调整角度，主轴可沿轴线方向进给或调整位置。46立式升降台铣床47立式升降台铣床立式端面铣床48数控立式铣床49立式转塔铣床50圆工作台铣床 一种双柱圆工作台铣床，有两根主轴，在主轴箱的两根主轴上可分别安装粗铣和半精铣用的端铣刀；圆工作台上可装夹多个工件，加工时，圆工作台缓慢转动，完

8、成进给运动，从铣刀下通过的工件便已铣削完毕，这种铣床装卸工件的辅助时间可与切削时间重合，因而生产效率高，适用于大批、大量生产中通过设计专用夹具，铣削中、小型零件。51铣削中心立式圆台铣床52龙门铣床 大型高效能铣床，用于加工各类大型、重型工件上的平面、沟槽、斜面和内孔。 主体结构呈龙门式框架，其横梁上装有两个铣削主轴箱；两个立柱上又各装一个卧铣头；每个铣头都是一个独立部件，内装主运动变速机构、主轴及操纵机构，各铣头的水平或垂直运动都可以是进给运动，也可以是调整铣头与工件间相对位置的快速调位运动。铣刀的旋转为主运动。53龙门铣床54龙门铣床55龙门铣床56龙门铣床572铣刀 多齿、多刃刀具，可用

9、于加工平面、台阶、沟槽及成形表面等。根据用途，可分为以下几类： 圆柱平面铣刀 面铣刀 盘铣刀 锯片铣刀 立铣刀 键槽铣刀 角度铣刀 成形铣刀58铣刀的类型59 刨床、插床、拉床均属直线机床1牛头刨床 因其滑枕和刀架形似牛头而得名。 工作时，滑枕由摆杆带动，沿导轨作直线往复运动，使刀具实现主切削运动，滑枕的运动速度和行程长度均可调节；工件安装在工作台上，作间歇的横向移动，实现切削过程的进给运动；横梁可沿导轨上、下移动，以调整工件与刨刀的相对位置。三、刨床、插床、拉床及刀具60牛头刨床牛头刨床612龙门刨床 其结构呈龙门式布局，以保证机床的刚度。 适用于加工大平面，尤其是长而窄的平面。 工件安装在

10、工作台上，工作台沿床身的导轨作纵向往复主切削运动；装在横梁上的两个立刀架可沿横梁导轨作横向运动，立柱上的两个侧刀架可沿立柱作升降运动，这两个运动可以是间歇进给运动，也可以是快速调位运动；两个立刀架的上滑板还可扳转一定的角度，以便作斜向进给运动；梁梁可沿立柱的垂直导轨作调整运动，以适应加工不同高度的工件。62龙门刨床龙门刨床63BK20125A型高精度龙门刨床64龙门刨床653插床 插床实质上就是立式刨床。 滑枕带动刀具沿立柱导轨作直线往复主运动；工件安装在工作台上，工作台可作纵向、横向和圆周方向的间歇进给运动；工作台的旋转运动还可进行圆周分度，加工按一定角度分布的键槽；滑枕还可以在垂直平面内相

11、对立柱倾斜08，以便加工斜槽和斜面。66插床674刨刀与插刀 刨削所用的刀具是刨刀，常用的刨刀有平面刨刀、偏刀、角度刀以及成形刀等 插削与刨削基本相同，只是插削是在垂直方向进行68常用刨刀及其应用69常用插刀的形状705拉床与拉刀 用拉刀加工各种内、外成形表面的机床称为拉床。 按加工表面种类不同分为：内拉床和外拉床 按机床布局分为：立式拉床和卧式拉床71拉床的主要类型72卧式拉床卧式拉床73 拉削时，拉刀使被加工表面一次拉削成形，因此拉床只有主运动，无进给运动，进给量是由拉刀的齿升量来实现的。 拉削是一种高生产率、高精度的加工方法，拉削质量和拉削精度主要依靠拉刀的结构和制造精度。74拉床加工件

12、75拉床加工件76拉床加工件77拉刀 普通圆孔拉刀的结构由头部、颈部、过渡锥、前导部、切削部、校准部和后导部组成，如果拉刀太长，还可在后导部后面加一个尾部，以便支承拉刀。78拉刀切削部分形状79四、组合机床以系列化、标准化通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的高效自动化专用机床80具有结构简单、生产效率高、易保证精度的特点，能适应工件的变化，重新调整和重新组合，对工件采用多刀、多面及多工位加工，特别适用于大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。可以完成钻、扩、铰、镗孔和攻螺纹、滚压以及车、铣、磨削等工序，最适合箱体类零件的加工。 81组合机床的组成82组合机床的基础部件

13、是通用部件，通用部件是具有特定功能，按标准化、系列化和通用化原则设计制造的，按功能分为动力部件、支承部件、控制部件和辅助部件。83动力部件：传递动力并实现主运动和进给运动支承部件：安装动力部件、输送部件输送部件：安装工件并将其输送到预定的工位控制部件：控制组合机床按规定程序实现工作循环辅助部件：主要包括冷却、润滑、排屑等辅助装置以及各种实现自动夹紧的机械扳手。 84五、数控机床及刀具 随着科学技术的飞速发展，机械制造技术发生了深刻的变化。现代机械产品的一些关键零部件，往往都精密复杂，加工批量小，改型频繁，显然不能在专用机床或组合机床上加工。而借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用手工操作的方

14、法来加工，加工精度和生产效率受到很大程度的限制。特别对空间的复杂曲线曲面，在普通机床上根本无法实现。 为了解决上述问题，一种新型的数字程序控制机床，即数控机床应运而生。 85数控机床是一种以数字量作为指令信息，通过电子计算机或专用电子逻辑计算装置控制的机床；它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后机床控制的发展方向。 86数控机床的工作原理数控机床加工工件时，应预先将加工过程所需要的全部信息利用数字或代码化的数字量表示出来，编制出控制程序作为数控机床的工作指令，输入专用的或通用的数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、起停，进给运动的方向

15、、速度和位移量，以及其它如刀具的选择交换、工件的夹紧松开和冷却润滑的开、关等动作，使刀具与工件及其它辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合技术要求的零件。 87数控机床的组成信息载体与信息输入装置 数控装置伺服系统及位置检测装置机床本体及机械部件 88数控机床的特点数控机床的性能特点具有较强的适应性和通用性能获得更高的加工精度和稳定的加工质量具有较高的生产效率，能获得良好的经济效益 能实现复杂的运动改善劳动条件，提高劳动生产率便于实现现代化的生产管理 89数控机床的使用特点数控机床对操作维修人员的要求：要求数控机床的操作、维修及管理人员有较高的文化水平和综合技

16、术素质。对夹具的要求：应定位可靠，可自动夹紧或松开工件、有良好的排屑、冷却性能。对刀具的要求：切削性能稳定可靠、卷屑和断屑可靠、具有高的精度、能精确而迅速地调整、能快速或自动更换、应实现“三化” ；同时为了方便刀具的存储、安装和自动换刀，应具有一套刀具柄部标准系统。 90数控机床的分类 按其工艺用途分类有：普通数控机床：在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机床，有数控车、铣、钻、镗、磨床等数控加工中心：带有刀库和自动换刀装置的数控机床91数控机床举例数控车床数控车床能对轴类或盘类零件自动地完成内、外圆柱面，圆锥面，圆弧面和直、锥螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩和铰等工作。

17、数控车床的加工精度高、精度稳定性好、适应性强、操作劳动强度低，特别适应于复杂形状的零件或对精度保持性要求较高的中、小批量零件的加工。92数控车床的分类方法较多：按车床主轴位置分类：a) 立式数控车床；b) 卧式车床，又分为水平导轨卧式数控车床和倾斜式导轨卧式数控车床。按加工零件的基本类型分类：a) 卡盘式数控车床；b) 顶尖式数控车床。按刀架数量分类：a) 单刀架数控车床；b) 双刀架数控车床。其他分类方法：按数控系统的控制方式分为直线控制、轮廓控制数控车床等；按特殊的或专门的工艺性能分为螺纹、活塞、曲轴数控车床等 93CK7815型数控车床94数控立式车床数控卧式车床95CJK6140CK6

18、12596CH5112F立式车削中心CH5240F立式车削中心97CK5112H10数控高速立式车床98数控铣床数控铣床能对板类、盘类、壳具类、模具类等复杂零件进行加工。数控铣床除X、Y、Z三轴外，还可配有旋转工作台，它可安装在机床工作台的不同位置，对凸轮和箱体类零件的加工带来方便。数控铣床的加工精度高，精度稳定性好，适应性强，操作劳动强度低，特别适应于复杂形状的零件或对精度保持性要求较高的中、小批量零件的加工。99数控铣床按其主轴位置的不同分为：数控立式铣床：其主轴垂直于水平面卧式数控铣床：其主轴平行于水平面；卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4至5坐标加工立、卧两用数控铣

19、床：使用范围更广，功能更齐全，选择的加工对象和余地更大 100XK5040A型数控铣床101七轴复合车铣中心数控铣床102VBZ640数控铣床103TK6411数控镗铣床104加工中心带有容量较大的刀库和自动换刀装置的数控机床称为加工中心。它集钻床、铣床和镗床三种机床的功能为一体，由计算机控制来实现高效、高自动化。加工中心的刀库中存有不同数量的各种刀具，在加工过程中由程序自动选用和更换，这是它与数控铣床和数控镗床的主要区别。105加工中心至少有三根数控轴，工件装夹完成后可自动铣、钻、铰、攻丝等多种工序的加工。它可以实现五轴、六轴联动，从而保证产品的加工精度和进行复杂加工。机械零件中，箱体类零件

20、所占比重相当大，这类零件重量大、形状复杂、加工工序多，如果在加工中心上加工，就能在一次装夹后自动完成大部分工序，主要是铣端面、钻孔、攻螺纹、镗孔等。106数控加工中心的分类方法主要有：按主轴在空间所处的状态分为立式、卧式加工中心按运动坐标数和同时控制的坐标数分为三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等按工作台数量和功能分为单工作台加工中心、双工作台加工中心、多工作台加工中心 107JCS-018型立式加工中心108J1VMC400加工中心109XH-754型卧式加工中心110XH-754卧式加工中心111CXH5116加工中心112精密卧式加工中心113龙门式加工中心114数控机床和加工中心对刀具的要求：必须从数控加工的特点出发来制订数控刀具的标准化、系列化和通用化结构体系。数控刀具系统应是一种模块式、层次化，可分级更换