金属切削机床第一章绪论

1、任课教师：张景强机床构造与设计课 程 说 明1、本课程为专业必修考试课，48学时。2、课程要求同学必须保证课堂出勤率，随机点名 缺席 3次 不允许参加考试。4、要求同学们记课堂笔记（加了一些新的内容）。5、参考书籍：（1） 戴 曙. 金属切削机床. 机械工业出版社 1994.4 （2）吴圣庄. 金属切削机床. 机械工业出版社 1980.8 3、课程成绩根据期末考试和平时成绩评定。（3）金属切削机床设计编写组. 金属切削机床设 计. 上海科学技术出版社 1985.5 学 时 安 排绪论 2学时金属切削机床概论 18学时 金属切削机床总体设计 26学时习题课 2学时4个实验 （单列） 8学时 普通

2、车床与数控车床结构分析与比较实验滚齿机调整实验机床几何精度检验机床的模型实验本 课 程 内 容1.典型机床CA6140型车床。 目的 认识机床，增加感性认识。2.扩大机床认识部分内容YC3180型滚齿机。 目的 掌握运动复杂机床的调整方法。3.运动设计机床主传动系统设计。4.结构设计主轴部件、支承件、导轨。概论设计 本课程是机械设计制造及自动化专业必修课之一。通过学习本课程应达到的基本要求是： 正确识别、编制机床的型号。了解机床的实质、零件加工表面的成形和所需运动。通过机床的说明书或实物能了解机床的工作原理、传动系统和基本结构，从而调整使用机床。掌握机床总体设计的正确设计思想、机床传动系统设计

3、方法（包括运动设计、结构设计两个方面）。掌握机床关键组件如主轴、支承件、导轨等的设计特点及设计方法。一、金属切削机床在国民经济中的地位二、机床的发展概况三、全球机床发展趋势四、我国机床工业目前的水平五、机床的分类和型号编制第一章 绪 论 一、金属切削机床在国民经济中的地位 1. 金属切削机床的定义： 金属切削机床是利用刀具对金属毛坯进行切削加工的一种加工设备。所以金属切削机床是制造机器的机器，又称为工作母机，习惯上简称为机床。 2. 金属切削机床在国民经济中的地位 在现代社会的生产及生活中，人们大量使用各式各样的机器、仪器和工具。这些设备和装备都是由各种机械零件所组成。 在一般机器制造厂中，机

4、床所担负的加工工作量，约占机器总制造工作量的40%60%，机床的技术性能直接影响机械制造业的产品质量和劳动生产率。由此可见，机床在机械制造业中占有极其重要的地位。二、机床的发展概况最原始的机床是依靠双手的往复运动，在工件上钻孔。加工对象是木料。由水力、风力和畜力等驱动的机床。加工对象是金属。1516世纪，出现了铣床和磨床。18世纪，出现了刨床。（1797年莫兹利丝杠传动刀架现代车床 ）18世纪末，由于蒸汽机的出现，出现了各种类型的机床。19世纪末，机床已扩大到许多类型（1818年美 E.惠特尼 现代卧式铣） 20世纪以来，除了通用机床外，又出现了许多变型品种和各式各样的专用机床。近些年来，机床

5、发展的特征是自动化、精密化、高效化和 多样化。数控机床已成为机床发展的主流。人力-自然力-动力手动-机动-半自动-自动-数控钻木取火 水车、风车车床（特夫曼） 刨床、铣床等 总之，从机床的发展历史看，它总是随着科学技术的进步而发展的，并始终围绕着不断提高生产效率、加工精度、自动化程度和降低生产成本、提高企业生产经营效益而进行的，现代机床总的趋势仍然是沿着这一方向发展。三、全球机床发展趋势 1机床复合技术进一步扩展随着技术进步，五轴联动加工技术日趋成熟。各类复合机床纷纷亮相，复合机床包括车铣复合、车磨复合、成形复合加工、特种复合加工等，并出现多主轴、多刀塔的复合机床，加工效率大大提高。“一台机床

6、就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被人接受。 2智能化技术有新突破智能化提升了机床的功能和品质，在数控系统上得到了较多体现。在智能化方面具有更强的功能：断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能。3机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应用，机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线。4精密加工技术有了新进展发达国家通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制及温度、振动等动态误差补偿

7、技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进人亚微米、纳米级超精加工时代。5功能部件性能不断提高功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展，并取得成熟的应用。如电主轴、全数字交流伺服电机及驱动装置、力矩电机、直线电机、滚珠丝杠、直线导轨等功能部件的性能指标不断提高。6新技术提高了机床的性能 目前推出机床防碰撞系统和热补偿系统，以及高刚度、箱中箱的机床主体结构，以及重心驱动技术已开始流行，全面提高了机床的性能。新技术的应用使数控机床的技术进步已经到了一个崭新的阶段。7数控刀具和测量仪器的发展 高速、高效、复合、高精度、高可靠性及环保是数控刀具的发展方向。8绿色制造技

8、术开始起步现代数控机床既要高性能、高效率，又要节约资源、低能耗、低污染，加工过程对人友好和宜人化。要从机床的设计开始，材料选用、制造、使用过程直至机床报废回收，形成“绿色”的全过程。高速化、精密化、高效化、系统化、复合化四、我国机床工业目前的水平进步较大：生产各类机床； 性能逐步提高，部分接近世界先进水平； 数控技术有一定突破。不足明显： 技术水平、性能差距； 质量与可靠性； 机床基础理论和应用研究落后。总体发展水平落后发达国家15-20年，大型数控、多轴联动落后更多。1、车床2、钻床3、镗床4、磨床5、齿轮加工机床6、螺纹加工机床 五、机床的分类和型号编制7、铣床8、刨插床9、拉床10、特种

9、加工机床11、锯床12、其他机床（一）机床的分类 机床的传统分类方法，主要是按加工的性质和所用的刀具进行分类，分为12大类：车床：用来加工各种不同的旋转表面（内、外回转体）的机床。钻床：主要用来进行钻孔加工的机床。镗床：也是用来加工孔的机床，但被加工工件的重量和尺寸较大，孔的数量多，而且加工质量（精度和光洁度）也较高。磨床：利用砂轮或磨料对工件各种不同的表面进行加工的机床。齿轮加工机床：用来对齿轮或齿条进行齿型加工，或对齿端或齿型进行光整加工的机床。螺纹加工机床：用铣削、磨削或高生产率的攻丝及套丝等方法来进行螺纹表面加工的机床。铣床：用铣刀对工件进行切削的机床。刨床（插床）：利用刀具与工件之间

10、的相对往复运动来加工工件表面的机床。拉床：用拉刀来加工工件各种不同的内、外表面的机床。特种加工机床：利用电火花给金属零件加工的机床，利用电化作用、电热作用（通称电腐蚀作用）和机械作用来加工金属零件的阳极机械加工机床，利用超声波振功能来驱动工具给金属零件加工的超声波加工机床等。利用电能、电化学能、光能及声能等进行加工的方法 锯床：用来切断或锯断材料的机床。其它机床：不属上述各类机床中的任一种，如刻线机 。磨床钻床镗床滚齿机螺纹车床刨床拉床车床龙门铣床 同类机床按应用范围分为： a、普通机床：加工范围广，通用性大，但结构复杂。 单件小批。b、专门化机床：工艺范围较窄，某一类或几类零件的某 一道（或

11、几道）特定工序。c、专用机床：工艺范围最窄某，某一种零件的某一道特 定工序，适用于大批量生产。卧式车床万能升降台铣床曲轴车床凸轮轴车床主轴箱专用镗床车床导轨专用磨床 同类型机床按工作精度不同分为： a、普通精度机床 b、精密机床 c、高精度机床精度比例大致为：1 ：0.4 : 0.25 机床按自动化程度分为： 手动、机动、半自动和自动机床。 机床按重量和尺寸分为： 仪表机床， 中型机床（一般机床）， 大型机床（重量10t30t）， 重型机床（重量30t100t）， 超重型机床（重量大于100t）。 按机床主要工作部件的数目分为： 单轴机床 多轴机床 单刀机床 多刀机床（二）机床型号的编制方法

12、机床的型号是赋予每种机床的一个代号，用以简明地表示机床的类型、通用和结构特性，以及主要技术参数等。 我国机床型号，现在是按1994年颁布的标准GB/T1537594金属切削机床型号编制方法编制的。 机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定的规律组合而成，它适用于各类通用及专用金属切削机床、自动线（不包括组合机床、特种加工机床）。（）（） （）（ ）/（）（-）分类代号类代号 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1、普通型机床型号 普通机床型号用下列方式表示：其中，（1）有“” 符号者，为大写的汉语拼音字母；（2）有“”符号者，

13、为阿拉伯数字；（3）“（）”的代号或数字，当无内容时，则不表示。若有内容，则不带括号。（4）有“”符号者，为大写的汉语拼音字母，或阿拉伯数字，或两者兼有之。类别车床钻床镗床 磨 床齿轮机床螺纹机床铣床刨插床拉床锯床其他机床代号CZTM 2M 3MYSXBLGQ读音车钻镗磨 二磨 三磨牙丝铣刨拉割其（1）机床类别代号类代号：用汉语拼音大写字母表示。分类代号：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。通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心（自动换刀）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GMZBK HFQCJRXS读音高密自半控 换仿轻重简柔显速机床通用

14、特性代号（2）机床的特性代号通用特性代号：用汉语拼音大写字母表示；一个、两个或三个字 母，也可以不表示。结构特性代号：用汉语拼音大写字母表示，字母在不同型号意义 可以不一样。 组别 类别0123456789齿轮加工机床Y仪表齿轮加工机锥齿轮加工机滚齿及铣齿机剃齿及珩齿机插齿机花键轴铣床齿轮磨齿机其他齿轮加工机齿轮倒角及检查机螺纹加工机床S套丝机攻丝机螺纹铣床螺纹磨床螺纹车床铣床X仪表铣床悬臂及滑枕铣床龙门铣床平面铣床仿形铣床立式升降台铣床卧式升降台铣床床身铣床工具铣床其他铣床刨插床B悬臂刨床龙门刨床插床牛头刨床边缘及摸具刨床其他刨床拉床L侧拉床卧式外拉床连续拉床立式内拉床卧式内拉床立式外拉床键

15、槽及螺纹拉床其他拉床锯床G砂轮片锯床卧式带锯床立式带锯床圆锯床弓锯床锉锯床其他锯床Q其他仪表机床管子加工机床木螺钉加工机刻线机切断机通用机床类、组划分表（3） 机床组别和系别代号：用两位数字表示，09。（4）机床主参数、第二参数、主轴数和设计顺序号主参数、第二参数：用折算值表示。主轴数：多轴机床以实际数值表示，单轴可省略不表示。设计顺序号：在无法用一个主参数表示时使用，0110。（5） 机床的重大改进顺序号在编号尾部加序号A、B、C、D字母。（6）其他特性代号、企业代号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。机床名称主参数名称主参数的折算系数第二主参数单轴自动车床最大棒

16、料直径1转塔车床最大车削直径1/10立式车床最大车削直径1/100最大工件高度卧式车床床身上最大工件回转直径1/10最大车削长度摇臂钻床最大钻孔直径1最大跨距立式钻床最大钻孔直径1轴数卧式铣镗床镗轴直径1/10坐标镗床工作台面宽度1/10工作台面长度外圆磨床最大磨削直径1/10最大磨削长度内圆磨床最大磨削孔径1/10平面磨床工作台面宽度1/10端面磨床最大砂轮直径1/10齿轮加工机床(大多数是)最大工件直径1/10(大多数是)最大模数龙门铣床工作台面宽度1/100工作台面长度卧式升降台铣床工作台面宽度1/10工作台面长度龙门刨床最大刨削宽度1/10最大刨削长度牛头刨床最大刨削长度1/10插 床

17、最大插削长度1/10拉 床额定拉力1 CA6140B类代号（车床类）结构特性代号（结构不同）组别代号（落地及卧式车床组）系别代号（卧式车床系）主参数（床身上最大回转直径400mm)重大改进顺序号（经第二次重大改进）例1-1 CA6140型卧式车床 MG1432A类别代号（磨床类）通用特性代号（高精度）组别代号（外圆磨床组）系别代号（万能外圆磨床系）主参数（最大磨削直径320mm)例1-2 MG1432A型高精度万能外圆磨床 重大改进顺序号（第一次重大改进）例1-3 Z304016/S2 Z304016/S2类代号(钻床类)组代号(摇臂钻床组)系代号(摇臂钻床系)主参数(最大钻孔直径40mm)第二主参数(最大跨距1600mm)企业代号(沈阳中捷友谊厂) 例1-4 CX5112A/WF CX5112A/WF类代号(车床类)通用特性代号(数显)组代号(立式车床组)系代号(单柱立式车床系)主参数(最大车削直径1200mm)重大改进顺序号（第一次重大改进）企业代号(瓦房店机床厂) 2、专用机床型号 专用机床型号表示方法为： - 设计单位代号（大写的汉语拼音字母，或阿拉伯数字，或两者兼有之。）设计顺序号（阿拉伯数字）例：B1-100 B1-100北京第