第3章金属切削机床

教学要求：了解机床的组成，掌握机床的主要技术参数、机床精度与刚度的基本概念。了解机床型号编制的原则。了解机床传动系统的构成，了解控制系统的类型及特点。了解机床关键部件的结构特点、导轨的类型。第三章金属切削机床教学内容与学时分配：第一节概述2学时第二节金属切削机床部件2学时*第三节常见的金属切削机床（自学）重点：表面形成运动、主要技术参数、常用机床的型号识别、机床精度与刚度的基本概念、机床常用部件组成及功能、电气伺服传动系统。第一节概述第3章金属切削机床一.机床的基本组成部分P51（1）动力源为机床提供动力。通常为电动机(交流电动机、直流电动机、伺服电动机、变频调速电机、步进电机等)。（4）工作部件实现切削加工运动的执行部件，如主轴、刀架、工作台、溜板箱等。是传递运动的末端件，其任务是带动工件或刀具完成一定形式的运动（旋转或直线运动）和保持准确的运动轨迹。（2）传动系统主运动系统，进给运动系统。如带动工件旋转的车床主轴箱；带动溜板箱移动的车床进给箱；带动刀具旋转的钻床。（3）支承件机床的基础部件,用于安装和支承机床上其它固定或运动的部件。例如机床的床身、立柱、底座。

（5）控制系统用于控制各工作部件能正常工作。主要是电气、液压、气压数控等控制系统。（6）冷却系统用于控制各工作部件能正常工作。主要是电气、液压、气压数控等控制系统。（7）润滑系统用于对运动副进行润滑。二、机床的运动P52机床的运动包括：表面形成运动和辅助运动1、工件表面形成运动零件上常见的表面：圆柱面、圆锥面、平面、成形面（如螺纹面、渐开线表面）上述各种表面的形成所需的运动—表面形成运动(工作运动)。表面形成运动是机床最基本的运动。按作用的不同可分为：主运动速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。进给运动可以是一个或多个，可以是连续的或断续的，可以是复合的。

***按组成情况不同，表面形成运动可分为简单表面形成运动：由单独的旋转运动或直线运动构成的。复合表面形成运动：由两个或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。如：斜线（面）或曲线（面）由两个直线运动复合而成；由展成运动形成渐开线，常需成型刀刃或几个简单运动组合。

应用表面形成运动可获得3种工件表面的加工方法：1、轨迹法：利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状；2、成形法：由刀刃的形状形成工件表面形状；3、展成法：由切削刃包络面形成工件表面形状。（1）分度运动；（2）切入运动、空行程运动；（3）辅助运动进刀、退刀、回程和转位等；（4）操纵及控制运动操纵离合器、改变速度、进给量等；2、辅助运动三、机床技术性能指标P531、机床的工艺范围指在机床上加工的工件类型和尺寸，能够完成的工序，使用的刀具。通用机床：加工范围广，适于加工单件小批生产，中、小型轴类、盘套类类型。专业机床：为特定的零件设计的，自动化程度高但加工范围窄，适于加工大批量生产类型；数控机床：加工范围广，适应性强。适于加工中小批生产类型。机床主要技术参数包括：尺寸参数、运动参数、动力参数。尺寸参数：反映加工范围。包括：主参数、第2主参数。常用机床主参数见P56表3-1常用机床的主参数和第2主参数。记卧式车床、钻床、刨床的主参数。运动参数：执行元件的运动速度。包括主轴转速，工作台进给量。动力参数：指机床电机功率或最大转矩。2、机床技术参数机床精度：指能保证被加工工件达到要求的精度和表面粗糙度。分为：普通精度级、精密级、高精密级。机床精度包括：1、几何精度指机床无载荷、不运动或运动速度较低时，各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度。如导轨直线度、主轴径向跳动。主轴中心线对滑台的平行度。是评价机床质量的基本指标。2、运动精度指机床空载并以工作速度运动时，主要零、部件的几何位置精度。如主轴回转精度等。3、传动精度指机床传动系各末端执行件之间的协调性。如车螺纹要求主轴转一转，刀尖移动一个螺距。4、定位精度指机床定位部件运动到规定位置的精度。四、机床精度与刚度5、工作精度加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工作精度。普通机床的工作精度为7级；6、精度保持性在规定的时间段内，机床保持要求的精度的性能。影响的主要因素是磨损。7、机床刚度在切削力、传动力、惯性力等力的作用下，机床系统抵抗变形的能力。静刚度：在静载荷的作用下，机床系统抵抗变形的能力。静载荷：不随时间变化或变化极为缓慢的力。如重力。动刚度：在动载荷的作用下，机床系统抵抗变形的能力。动载荷：随时间变化的力。GB/T15375-1994金属切削机床型号编制方法：按通用程度分：通用机床、专用机床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床五、机床的型号编制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（按加工方式分类）1、通用机床型号编制例：

CA61

4

0机床类别代号（车床类）通用和特性代号（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P56（1）通用特性代号表3-3通用特性代号通用特性代号高精度G自动换刀H精密M仿形F自动Z万能W半自动B轻型Q数字程序控制K简式J如：CM6140、CK6140、CQ6140（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”在结构特性代号中不能用。例：CA6140型普通车床。3.机床的组别和系别代号如：CA6140

每类机床分10组（从0～9组），每组又分10系（从0～9型）4.机床主参数、第二主参数代号

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）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。*2、专用机床的型号编制P56

型号表示方法：*3、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KX第二节金属切削机床部件P60一、传动系统组成：动力源、变速装置、执行元件、启停、换向和制动机构。作用：提供运动和动力、变换速度、改变方向和运动形式。1、主传动系统按电机分类：交流、直流电机驱动；按传动装置分类：机械、液压、电气传动装置；按变速的连续性分类：分（有）级、无级变速。2、进给传动系统电气伺服系统：由计算机控制机床数控装置，以机械位置或转角作为控制对象，实现位移、旋转、变换速度、改变方向的系统。（1）电气伺服进给传动系统：开环系统：系统对工作台的位移无检测和反馈，图3-1；结构简单，成本低，控制简单；适于精度不高的数控系统。闭环系统：系统对工作台的位移有检测和反馈，图3-2；结构复杂，成本高，适于精度高的数控系统。半闭环系统：系统对的位移有检测和反馈，但检测的不是工作台（执行元件）而是进给传动系统的中间部件，图3-3。对伺服系统的基本要求：系统稳定、传动精度高，响应快，定位精度高。影响伺服系统性能的因素：间隙、变形、惯性、爬行等。（2）电气伺服进给传动系统驱动部件P59步进电机直流伺服电机交流伺服电机直线伺服电机（3）电气伺服进给传动系统中的机械传动部件滚珠丝杠：结构见P65图3-7、图3-8、图3-9。二、主轴部件P65作用：执行元件、带动工件或刀具旋转。组成:主轴、支承轴承、传动件、密封和定位元件。应满足的基本要求：旋转精度（径跳、端跳）、刚度、抗振性、热变形。传动形式：齿轮传动；带传动：同步齿形带，见P67图3－10主轴部件支承形式：两支承、三支承。主轴零件结构P68图3-12：三、机床支承件P67机床支承件：床身、横梁、立柱。作用：支承、导向基本要求：刚度高、动态特性好不易产生共振、热变形小、排屑好、结构工艺性好。结构形式：箱