第1章-机床概论1

第一节金属切削机床第1章机床概论第一节金属切削机床第1章机床概论第一节金属切削机床第1章机床概论第一节金属切削机床第1章机床概论技能目标第1章机床概论1、了解数控机床的产生和发展2、会分析机床型号的含义3、理解机床的运动、传动链4、理解数控机床的组成、分类及功能5、了解数控技术的相关概念刀具第1章机床概论刀具第1章机床概论1.1金属切削机床金属切削机床

定义地位金属切削机床简称机床。刀具—金属毛坯—加工机器机器制造总量的40%-60%

经济实力的标志

机床如何制造？1.1金属切削机床金属切削机床

产生蒸汽机电机单件、小批量、精密复杂零件的生产问题在机械制造业中，多品种、单件、小批量生产（批量在10～100件）约占机械加工总量的80%以上，尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防等部门，其生产特点是品种多，加工批量小，改型频繁，零件的形状复杂且精度要求高，普通机床自动化程度低，生产效率和加工精度都难以提高，尤其是一些复杂曲面，甚至无法加工，而采用专用自动化加工设备，则投资大、时间长、转型难，显然不能满足竞争日益激烈的市场需要。

1.1金属切削机床金属切削机床

产生产品质量、生产效率、成本、劳动条件

产生数控机床

单件、小批量加工自动化

1.1金属切削机床金属切削机床数控机床诞生的时间及其发展过程世界上第一台数控机床于1952年诞生于美国麻省理工学院（MIT），是由美国帕森斯公司（ParsonsCo.）和MIT合作研制的三坐标数控铣床，用于加工直升飞机变截面螺旋桨叶片轮廓的检测样板。机床占地面积约60m2，其数控系统是一台专用计算机，大约由2000多个电子管组成，插补装置采用“数字脉冲乘法器”，是一种直线插补器，伺服机构采用一台小型液压马达，通过改变液压马达的斜盘倾角而进行变速，实质上仍属于一台试验性的数控加工设备。1.1金属切削机床金属切削机床1954年，在帕森斯（Parsons）专利的基础上，由美国本迪克斯公司（BendixCo.）所生产出来的数控机床是世界上第一台工业实用性数控机床。1959年，开始采用晶体管元件和印刷电路板，美国克耐·杜列克公司（Keaney&Trecker）首次成功地开发了加工中心（MachiningCenter，简称MC），这是一种具有自动换刀装置和回转工作台的数控机床，可以在一次装夹中对工件的多个平面进行多道工序的加工。从1960年开始，其它一些国家如德国、日本等也陆续开发生产出数控机床。1.1金属切削机床金属切削机床1965年，数控装置开始采用小规模集成电路，体积大大减小，功耗降低，可靠性提高。1967年，在英国出现了由多台数控机床连接而成的柔性加工系统，这便是最初的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，简称FMS）。1970年，开始采用大规模集成电路和微型计算机，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了用微型计算机控制的数控机床（CNC）。1974年，微处理器直接用于数控系统，促进了数控机床的普及应用和数控技术的发展。1.1金属切削机床金属切削机床数控系统历经的四个发展时代：随着电子技术和计算机技术的不断发展，数控系统经历了电子管（1952年）、晶体管（1958年）、小规模集成电路（1965年）、大规模集成电路和微型计算机（1970年）四个时代，直到微型计算机引入数控系统，才使它在质的方面完成了一次飞跃，利用控制软件实现多种控制功能，显著提高了系统的功能特性和可靠性，这种由微型计算机控制的数控系统简称为CNC系统（ComputerNumericalControl）。1.1金属切削机床金属切削机床目前，绝大部分的数控机床都采用微机控制，所以也称为CNC机床。1.1金属切削机床金属切削机床目前国内外数控机床的现状数控机床从1952年诞生至今，已有半个世纪，随着科学技术的飞速发展，数控机床无论从数量、品种、功能、性能、可靠性及应用等方面都有了极大的提高和发展。目前已拥有数控车床、数控铣床、数控镗床、数控钻床、数控磨床、数控线切割机床、数控冲床、数控齿轮加工机床、数控电加工机床、数控加工中心等上百种数控加工设备1.1金属切削机床金属切削机床国外先进工业国家数控机床的现状特点：⑴拥有数量较多，通常占主要生产设备的20%以上；⑵大型数控机床较多，如落地式镗铣床，大型龙门镗铣床，以及三坐标测量机等；⑶更新换代较快，许多新开发的设备，能很快地装备到生产线上，投入生产应用。1.1金属切削机床金属切削机床我国数控机床的生产和应用：⑴在高档数控机床方面，除少量国产的高档数控系统外，主要是以从世界上17个国家、地区进口的全功能高档数控装备为主体。⑵在中档层次上，国外引进与国产两方面并举。⑶在低档数控机床方面，绝大多数是国产的，以国内单板机、单片机或STD总线机加步进电机构成的普及型数控系统为主体，加上少量的由本单位或少量协作单位研制、开发的一些简易数控系统来改造普通机床，或将其配置在线切割等机床上。一、金属切削机床的分类按加工方式分：

12大类按通用程度分：车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨床拉床电加工机床切断机床其它机床通用机床（万能机床）：加工范围较广、结构复杂，主要适用于单件、小批量生产。如卧式车床、卧式铣镗床等。专门化机床（专能机床）：加工某一类或几类零件的某一种（或几种）特定工序。如精密丝杠车床、凸轮轴车床、曲轴车床等。专用机床：加工某一种（或几种）零件的特定工序。如制造主轴箱的专用镗床、制造车床床身导轨的专用龙门磨床等等。按照加工精度：普通精度机床、精密机床、高精度机床。按照自动化程度：手动、机动、半自动和自动机床。按照机床质量：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量达10t）、重型机床(大于30t)和超重型机床(大于100t)。按照机床主要工作部件的数目：单轴、多轴或单刀和多刀机床等。

（△）

○

（○）

△

△

△

（Ⅹ△）（○）（）

其它特性代号

重大改进顺序主轴数或第二主参数

主参数或设计顺序号

系代号

组代号

通用特性、结构特性代号

类代号

分类代号

二、机床型号的编制方法按GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定（一）通用机床型号基本部分、辅助部分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床拉床电加工机床切断机床其它机床代号CZTM2M3MYSXBLDGQ读音车钻镗磨2磨3磨牙丝铣刨拉电割其1、机床的类别代号例：CA6140机床类别代号（车床类）机床特性代号（结构特性）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床系别代号（卧式车床系）机床主参数代号（最大车削直径400mm）2、机床的特性代号（1）通用特性代号通用特性代号通用特性代号高精度G仿形F精密M轻型Q自动Z加重型C半自动B万能W数字程序控制K简式J自动换刀H柔性加工单元R（2）结构特性代号

区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O”

不能用。例：CA6140型普通车床

3、机床的组别和系别代号

每类机床分10组（从0～9组），每组又分10系（从0～9型）4、主要参数代号

代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用主参数的折算值（1/10或1/100或1/1）来表示。5、机床重大改进序号

用字母“A、B、C……

”表示，附机床型号末尾，以示区别。

Z525

主参数（最大钻孔直径25mm）

组：立式钻床

钻床

Y

3

1

50

E

重大改进序号主参数（最大工件直径500mm）系代号

（1）

组：滚齿机

齿轮加工机床

X

6

2

主参数（主轴直径20mm）

组：卧式升降台铣床

铣床

（二）专用机床型号

型号表示方法：（三）组合机床及自动线型号

例

：

B1－3100

北京第一机床厂第三组第100种专用机床（专用铣床）组合机床及自动线分类代号分类代号大型组合机床U小型组合机床H自换刀数控组合机床K大型组合机床自动线UX小型组合机床自动线HX自换刀数控自动线KX1、机床的精度（2）传动精度

是指机床内部联系传动链两端件之间运动关系的准确性。（3）位置精度

是机床运动部件（如工作台、刀架和主轴箱等），从某一起始位置运动到预期的另一位置时所到达的实际位置的准确程度。（1）几何精度

车身导轨的直线度、工作台台面的平面度、主轴的回转精度、刀架和工作台等移动的直线度、车床刀架移动方向与主轴线的平行度等。二、机床的精度和技术性能2、机床的技术性能

机床的技术性能是有关机床加工范围、使用质量和经济性的性能指标，包括工艺范围、技术规格、加工精度和表面粗糙度、生产率、自动化程度和精度保持性。

机床的工艺范围：可以完成的工序种类、能加工的零件类型、毛坯和材料种类以及适应的生产规模等。机床的技术规格：反映机床尺寸大小和工作性能的各种技术数据。包括尺寸参数、运动参数和动力参数。加工精度与表面粗糙度：是指在正常工艺条件下，机床上加工零件所能达到的尺寸精度、形状和相互位置精度以及所控制的表面粗糙度。机床生产率：通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量。机床的自动化程度：可以用机床自动工作的时间与全部工作时间的比值表示。精度保持性：是指机床保持其规定的加工质量的时间长短。2、机床的技术性能一、机床的运动联系为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备以下3个基本部分：（2）动力源

它是提供运动和动力的装置。是执行件的运动来源。通常为三相异步电动机，。（3）传动装置

它是传递运动和动力的装置，通过它把动力源的动力和运动按要求传递给执行件。如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等。（1