工学机床基本知识.pptx

2024/8/8 周四1第三章第三章 机械制造中的加机械制造中的加工方法与装备工方法与装备2024/8/8 周四23.1 3.1 零件成型方法及原理零件成型方法及原理3.2 3.2 机床基本知识机床基本知识3.3 3.3 典型表面的加工方法与装备典型表面的加工方法与装备 3.3.1 3.3.1 外圆表面加工外圆表面加工 3.3.2 3.3.2 孔的加工孔的加工 3.3.3 3.3.3 平面加工平面加工 3.3.4 3.3.4 齿轮加工齿轮加工基本内容2024/8/8 周四3基本要求掌握：掌握：1、零件成型方法与表面成型原理、零件成型方法与表面成型原理2、机床型号的编制方法及含义、机床型号的编制方法及含义3、典型的机械加工工艺（方法）及其、典型的机械加工工艺（方法）及其特点特点4、典型机床、刀具的结构特点、典型机床、刀具的结构特点2024/8/8 周四43.1 3.1 零件成形方法及原理零件成形方法及原理p 零件成形方法零件成形方法（要求掌握）（要求掌握）p 几何表面成形原理几何表面成形原理2024/8/8 周四5一、零件成形方法一、零件成形方法p 材料去除材料去除(分离分离)加工加工p 材料变形加工材料变形加工p 材料累积加工材料累积加工2024/8/8 周四61、材料去除、材料去除(分离分离)加工加工 运用去除（分离）的办法，把一部分材料（裕量材料）有序的从基体中分离出去而成形的一种办法。配一张加工图2024/8/8 周四7去除材料加工去除材料加工 车、铣、刨、磨、钻、镗、拉等普通切削方法。电火花、电解、激光、电子束、离子束加工等特种工艺。2024/8/8 周四82、材料变形加工、材料变形加工 利用材料的可成形性（如塑性（分子运动）等），在特定外界约束（热，外力）条件下成形的方法。2024/8/8 周四9材料变形加工材料变形加工 铸造、锻造、冲压等塑性变形手段;注塑、吹塑等液塑性变形手段;粉末冶金等烧结成形手段。2024/8/8 周四103、累积成形加工、累积成形加工 利用合并与连接的办法，把材料（气，液，固相）有序地合并，并堆积起来的一种成形方法。配一张加工图2024/8/8 周四11累积成形加工累积成形加工 焊接、铆接等连接手段。电镀，气相沉积，氧化，渗碳处理等。快速成型技术（RPM-Rapid Prototyping Manufacturing）2024/8/8 周四12总结：零件成型方法总结：零件成型方法n 材料去除成形（M0）n 材料变形成形（M0）n 材料累加成形（M 0)2024/8/8 周四13二、二、零件零件(特征特征)表面成形原理表面成形原理p 组成机器或部件的零件是千变万化的组成机器或部件的零件是千变万化的p 零件由基本几何表面按一定位置构成零件由基本几何表面按一定位置构成p 零件上有哪些典型的几何表面？零件上有哪些典型的几何表面？p 典型几何表面的形成原理？典型几何表面的形成原理？2024/8/8 周四14圆柱面圆柱面 圆锥面圆锥面平面（斜面、台阶面）平面（斜面、台阶面）球面螺旋面球面螺旋面 一次一次/二次曲面二次曲面不规则曲面不规则曲面工件的表面形状工件的表面形状2024/8/8 周四15三大特征表面三大特征表面q 平面平面q 内、外旋转表面内、外旋转表面q 自由曲面自由曲面1 1、典型表面形状、典型表面形状2024/8/8 周四162 2、特征表面成形原理、特征表面成形原理2024/8/8 周四17纵向表面（如平面，部纵向表面（如平面，部分曲面）的形成分曲面）的形成（1）直线）直线1沿着另一直线沿着另一直线2的方向运动，形成平面。的方向运动，形成平面。（2）直线）直线1沿着曲线沿着曲线2的方的方向运动，形成曲面。向运动，形成曲面。122024/8/8 周四18旋转表面的形成旋转表面的形成 平行于轴线的直线平行于轴线的直线1沿着圆沿着圆2的方向转的方向转动，形成圆柱面（或圆锥面）。动，形成圆柱面（或圆锥面）。2024/8/8 周四19（1 1）工件表面的形成方法）工件表面的形成方法 任意一表面均可看作是任意一表面均可看作是 一条线沿另一条线一条线沿另一条线 运动的结果。运动的结果。发生线发生线母线母线导线导线2024/8/8 周四20思考题思考题螺旋面（如螺纹）是怎么形成的螺旋面（如螺纹）是怎么形成的？线线1沿着螺旋线沿着螺旋线2运动运动（做旋转运动的同时，沿着轴线方向移动（做旋转运动的同时，沿着轴线方向移动)2024/8/8 周四21（2 2）发生线）发生线q 母线和导线是可交换的。母线和导线是可交换的。（a）1 沿着沿着 2 运动。运动。（b）2 沿着沿着 1 运动。运动。12122024/8/8 周四223 3、获得零件特征表面的方法、获得零件特征表面的方法(要求掌握要求掌握)获得形状获得形状：轨（描）迹法轨（描）迹法、成形法成形法、相切法相切法、展（范）成法展（范）成法（教材：（教材：P69 70）2024/8/8 周四23（1 1）轨（描）迹法）轨（描）迹法-fa-纵纵(轴轴)向进给向进给fr-横横(径径)向进给向进给faN-主运动主运动fr 工件旋转、刀具直线运动工件旋转、刀具直线运动 点切削刃点切削刃刀具刀尖按照刀具刀尖按照工件的形状工件的形状作作轨迹运动轨迹运动形成需要的发生线。形成需要的发生线。2024/8/8 周四24轨迹法的特点轨迹法的特点工件的加工精度（此处指的是形状）工件的加工精度（此处指的是形状）取决于：取决于：（1）机床精度）机床精度（2）工人的操作精度）工人的操作精度2024/8/8 周四25（2 2）成形法）成形法-fr-横横(径径)向进给向进给成形车成形车刀刀 工件旋转、刀具直线运动工件旋转、刀具直线运动 成形刀具切削刃成形刀具切削刃与工件表面形状基本一致，即与工件表面形状基本一致，即两者为线接触（母线）。两者为线接触（母线）。2024/8/8 周四26成形法的特点成形法的特点 成形运动减少，使得机床结构简化，传动成形运动减少，使得机床结构简化，传动链缩短，生产效率提高。链缩短，生产效率提高。成形刀具制造复杂，成本高，故用于大批成形刀具制造复杂，成本高，故用于大批量生产。量生产。零件形状精度取决于零件形状精度取决于刀具的形状精度刀具的形状精度。2024/8/8 周四27（3 3）相）相(旋旋)切法切法-刀具按照一定轨迹作旋转运动；刀具按照一定轨迹作旋转运动；刀具切削刃与工件相切形成发生线刀具切削刃与工件相切形成发生线。2024/8/8 周四28（4 4）展（范）成法展（范）成法-q 按照包络线原理加工按照包络线原理加工 刀具与工件之间作展成（范成）运动刀具与工件之间作展成（范成）运动（或称啮合运动），即：（或称啮合运动），即：刀具与工件保刀具与工件保持一定的速度关系和相对运动关系。持一定的速度关系和相对运动关系。齿齿形形表表面面的的母母线线是是切切削削刃刃各各瞬瞬时时位位置置的包络线。的包络线。2024/8/8 周四29p 依照交错轴螺旋齿轮啮合原理。依照交错轴螺旋齿轮啮合原理。p 展成运动展成运动-滚刀旋转运动和工件旋转运动滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动组成的复合运动滚齿加工的范成原理滚齿加工的范成原理2024/8/8 周四30展成法的特点展成法的特点 工件的加工精度取决于工件和工件的加工精度取决于工件和刀具之间的刀具之间的展成运动精度展成运动精度。2024/8/8 周四313.2 3.2 机床基本知识机床基本知识p 基本结构与传动基本结构与传动 p 机床的分类和型号机床的分类和型号返回首页2024/8/8 周四32u 机机床床是是用用来来制制造造其其他他行行业业上上各各种种制制造造装装备备的的一一种种装装备备。同同时时又又是是唯唯一一能能够够制制造造机床的装备。机床的装备。机机 床床u 工作母机；金属切削机床；机床。工作母机；金属切削机床；机床。(Metal cutting machine tool,machine tool)2024/8/8 周四333.2.1 机床的基本结构与传动机床的基本结构与传动动力源动力源执行机构执行机构传动机构传动机构控制系统控制系统支撑机构支撑机构图3-67 数控铣床外形（P106）2024/8/8 周四34为金属切削过程提供工作动力以克服切削为金属切削过程提供工作动力以克服切削过程中的运动阻力、切削阻力与摩擦阻力过程中的运动阻力、切削阻力与摩擦阻力。一般为电动机（一般为电动机（motor-直流异步、步进、直流异步、步进、直流或交流伺服电机）及液压驱动装置。直流或交流伺服电机）及液压驱动装置。1 1、机床基本结构、机床基本结构-动力源动力源2024/8/8 周四35切削过程中切削过程中最终运动的执行者或载最终运动的执行者或载体体，如机床的主轴、刀架和工作台，如机床的主轴、刀架和工作台等，带动工件或刀具旋转或移动。等，带动工件或刀具旋转或移动。1 1、机床基本结构机床基本结构-执行机构执行机构2024/8/8 周四36 将将动力源的运动和动力传给运动执行机构（外动力源的运动和动力传给运动执行机构（外联系传动链）联系传动链）；或将或将运动由一个执行机构传给另一个执行机构运动由一个执行机构传给另一个执行机构（内联系传动链）（内联系传动链），以保持两个运动间的准确传，以保持两个运动间的准确传动关系。动关系。传动机构往往可改变运动速度、方向及类型传动机构往往可改变运动速度、方向及类型（旋转（旋转/直线）直线）1 1、机床基本结构、机床基本结构-传动机构传动机构2024/8/8 周四37普通机床：操纵机构。普通机床：操纵机构。数控机床：由计算机及其相应软硬数控机床：由计算机及其相应软硬件组成的数控系统。件组成的数控系统。实现相关运动的手动或者自动操作。实现相关运动的手动或者自动操作。1 1、机床基本结构机床基本结构-控制系统控制系统2024/8/8 周四38机床的机械本体：机床的机械本体：如床身、框架，连接相关机械零如床身、框架，连接相关机械零部件的支承结构或装置（通常称为部件的支承结构或装置（通常称为机机床基础部件床基础部件）。）。1 1、机床基本结构、机床基本结构-支撑系统支撑系统2024/8/8 周四39 不同类型的机床、不同的功能要求及其应用范围，上述组成部分的类型和结构也不同；但它们都是现代机床必不可少的组成部分。机床基本结构机床基本结构2024/8/8 周四40l 外联系传动链外联系传动链l内联系传动链内联系传动链2 2、机床的传动链机床的传动链2024/8/8 周四41将将动力源动力源的运动和动力传给运动的运动和动力传给运动执行机构执行机构的传动联系（的传动联系（动力源与执行机构之间传动动力源与执行机构之间传动联系联系）举例：车床举例：车床 主电机主电机-主轴主轴 或或 进给电机进给电机-刀架刀架（1）外联系传动链）外联系传动链2024/8/8 周四42（1）外联系传动链）外联系传动链l 特点：特点：使执行机构按预定的速度运动和传递动使执行机构按预定的速度运动和传递动力；力；传动比只影响运动速度，传动比只影响运动速度，不影响发生线不影响发生线的性质；的性质；不要求严格的传动比不要求严格的传动比。2024/8/8 周四43车外圆（采用轨迹法）车外圆（采用轨迹法）工件旋转与刀具移动相互独立运动共同工件旋转与刀具移动相互独立运动共同完成外圆成形运动。完成外圆成形运动。工件转速和刀具进给速度间无严格传动工件转速和刀具进给速度间无严格传动比要求。比要求。举例：外联系传动链举例：外联系传动链2024/8/8 周四44 两个两个执行机构执行机构之间的运动联系。之间的运动联系。举例：举例：车床上车床上 主轴主轴 与与 刀架刀架之间的运动。之间的运动。（2）内联系传动链）内联系传动链2024/8/8 周四45（2）内联系传动链）内联系传动链l 特点特点（要求掌握）（要求掌握）将两个或以上独立运动组成一个将两个或以上独立运动组成一个复合成形复合成形运动运动。传动比及其相对位移量将传动比及其相对位移量将影响发生线精度影响发生线精度和性质和性质。执行件之间要求严格的传动比执行件之间要求严格的传动比。2024/8/8 周四46举例：内联系传动链举例：内联系传动链l 车螺纹车螺纹 工件（主轴）旋转与刀具移动是有联系工件（主轴）旋转与刀具移动是有联系的，即的，即:工件每转一转，刀架必须移动一工件每转一转，刀架必须移动一个螺距（螺纹导程）。个螺距（螺纹导程）。l 滚齿加工齿轮滚齿加工齿轮 齿坯与滚刀之间的运动齿坯与滚刀之间的运动2024/8/8 周四473.2.2 机床的分类和型号机床的分类和型号分类分类标准标准 加工性质、刀具加工性质、刀具应用范围应用范围工作精度工作精度重量与尺寸重量与尺寸2024/8/8 周四481.机床分类机床分类-加工性质、刀具加工性质、刀具分类分类标准标准 加工性质、刀具加工性质、刀具 车床、钻床、镗床、磨床、齿轮车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯刨插床、拉床、特种加工机床、锯床、其它机床。床、其它机床。1111类类+其它其它2024/8/8 周四49类别类别 车床车床 钻床钻床 镗床镗床磨床磨床齿轮加齿轮加工机床工机床代号代号CZTM2M3MY读音读音车车钻钻镗镗磨磨2磨磨3磨磨牙牙表表3-1 3-1 机床的机床的类别代号类别代号（1 1）大写的汉语拼音字母大写的汉语拼音字母2024/8/8 周四50类别类别 螺纹螺纹加工加工机床机床铣床铣床 刨插刨插床床拉床拉床 特种特种加工加工机床机床锯床锯床 其它其它机床机床代号代号SXBLDGQ读音读音丝丝铣铣刨刨拉拉电电割割其他其他表表3-1 3-1 机床的机床的类别代号类别代号（2 2）大写的汉语拼音字母大写的汉语拼音字母2024/8/8 周四51表表3-2 3-2 机床组机床组别别划分划分(1)(1)组组别别类类别别0123456789车车床床 C仪仪表表 车车床床单轴单轴自动自动车床车床多轴自多轴自动半自动半自动车床动车床回轮回轮转转 塔塔车床车床曲轴及凸曲轴及凸轮轴车床轮轴车床立式立式 车床车床落地及卧落地及卧式车床式车床仿形及仿形及多刀车多刀车床床轮轴辊锭轮轴辊锭及铲齿车及铲齿车床床其他其他 车床车床钻钻床床 Z坐标坐标镗钻镗钻床床深孔钻深孔钻床床摇臂摇臂钻床钻床台式钻床台式钻床立式立式 钻床钻床卧式钻床卧式钻床铣钻床铣钻床中心孔钻中心孔钻床床其他其他钻床钻床铣铣床床X仪仪表表铣铣床床悬臂悬臂及滑及滑枕铣枕铣床床龙门铣龙门铣床床平面平面铣床铣床仿形铣床仿形铣床立式立式升降升降台铣台铣床床卧式升降卧式升降台铣床台铣床床身铣床身铣床床工具铣床工具铣床其他其他铣床铣床阿拉伯数字阿拉伯数字092024/8/8 周四52表表3-2 3-2 机床机床组别组别划分划分(2)组组别别类类别别0123456789磨床M仪表磨床外圆磨床内圆磨床砂轮机坐标磨床导轨磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲轴、凸轮轴、花键轴及轧辊磨床工具磨床2M超精机内圆研磨机外圆及其他研磨机抛光机砂带抛光及磨削机床刀具刃磨及研磨机床可转位刀片磨削机床研磨机其他磨床3M球轴承套圈沟磨床滚子轴承套圈滚道磨床轴承套圈超精机床叶片磨削机床滚子加工机床钢球加工机床气门、活塞及活塞环磨削机床汽车、拖拉机修磨机床阿拉伯数字阿拉伯数字09 2024/8/8 周四53通用通用特性特性高精高精度度精精密密自自动动半自半自动动数数控控加工中心加工中心(自自动换刀动换刀)代号代号GMZBKH 读音读音高高密密自自半半控控换换 表表3-3 3-3 机床的通用特性代号机床的通用特性代号（1）大写的汉语拼音字母大写的汉语拼音字母2024/8/8 周四54通用通用特性特性仿仿形形轻型轻型加重加重型型简简式式柔性加柔性加工单元工单元数显数显高速高速代号代号FQCJRXS读音读音仿仿轻轻重重简简柔柔显显速速表表3-3 3-3 机床的通用特性代号机床的通用特性代号（2）大写的汉语拼音字母大写的汉语拼音字母2024/8/8 周四552 2、机床型号的编制方法、机床型号的编制方法 机机床床型型号号-机机床床产产品品的的代代号号（以以表表明明机机床床的的类类型型，通通用用和和结结构构特特性性，主主要要技技术术参参数数等等）。GB/T15375-1994金金属属切切削削机机床床型型号号编编制方法制方法。中中国国机机床床型型号号采采用用汉汉语语拼拼音音字字母母和和阿阿拉拉伯数字组合的方式。伯数字组合的方式。2024/8/8 周四56()()()()()分类代号通用特性、结构特性代号第二主参数第二主参数类别代号类别代号主参数或设计顺序号重大改进顺序号其他特性代号其他特性代号()可有可无可有可无大写的汉语拼音大写的汉语拼音组、系别代号组、系别代号阿拉伯数字阿拉伯数字()企业代号大写的汉语拼音或者阿拉伯数字大写的汉语拼音或者阿拉伯数字2024/8/8 周四57()C A 6 1 40类别代号（车床类）举例：类别代号举例：类别代号分类代号（无，省略）2024/8/8 周四58C A 6 1 40特性代号（机构上与C6140有所不同）举例：特性代号举例：特性代号C 6 140普通型2024/8/8 周四59()C A 6 1 40组别代号（落地及卧式车床组）举例：组系别代号举例：组系别代号系别代号（卧式车床系）2024/8/8 周四60()C A 6 1 40床身上最大工件回转直径床身上最大工件回转直径 400mm举例：机床的主参数举例：机床的主参数2024/8/8 周四61 C A 6 1 40车床类（类别代号）结构不同（结构特性代号）落地及卧式车床组（组别代号）卧式车床系（系别代号）最大工件回转直径400mm（主参数代号）型号含义：型号含义：2024/8/8 周四62机床的主参数（规格）机床的主参数（规格）机床名称机床名称主参数名称主参数名称主参数折算系数主参数折算系数普通车床普通车床自动自动车床车床、六角、六角车床车床立式车床立式车床床身上最大工件回转直径床身上最大工件回转直径最大棒料直径或最大车削直最大棒料直径或最大车削直径径最大车削直径最大车削直径1/101/11/100立式钻床立式钻床、摇臂钻床、摇臂钻床卧式镗床卧式镗床最大孔径最大孔径主轴直径主轴直径1/11/10牛头刨床、插床牛头刨床、插床龙门刨床龙门刨床最大刨削或插削长度最大刨削或插削长度工作台宽度工作台宽度1/101/100卧式及立式升降台卧式及立式升降台铣床铣床龙门铣床龙门铣床工作台工作面宽度工作台工作面宽度工作台工作面宽度工作台工作面宽度1/101/100外圆磨床、内圆磨床外圆磨床、内圆磨床平面磨床平面磨床砂轮机砂轮机最大磨削外径或孔径最大磨削外径或孔径工作台工作面的宽度或直径工作台工作面的宽度或直径最大砂轮直径最大砂轮直径1/101/101/10齿轮加工机床齿轮加工机床（大多数是）最大工件直径（大多数是）最大工件直径1/102024/8/8 周四63Z 3 1 4 0 A 举例：机床的型号举例：机床的型号钻床钻床摇臂组摇臂组最大钻孔直径最大钻孔直径40 mmZ 3 1 4 0第一代第一代2024/8/8 周四643.机床的其他分类机床的其他分类分类分类标准标准 加工性质、刀具加工性质、刀具应用范围应用范围 通用机床通用机床 专门（化）机床专门（化）机床 专用机床专用机床2024/8/8 周四65机床的机床的应用范围应用范围 通用机床通用机床 加工范围广，通用性强；适应单件小批；加工范围广，通用性强；适应单件小批；一定尺寸范围内的各种类型零件；完成多种工序的加工；一定尺寸范围内的各种类型零件；完成多种工序的加工；普通车床，普通车床，钻床等；钻床等；专门（化）机床专门（化）机床 工工艺艺窄窄，一一定定尺尺寸寸范范围围内内的的某某类类零零件件，特特定定一一个个或或多多个个工工序序加工；加工；曲轴车床曲轴车床 凸轮轴车床凸轮轴车床 ；专用机床专用机床 工艺最窄，某特定零件的零件特定工序加工；大批量生产；工艺最窄，某特定零件的零件特定工序加工；大批量生产；机床主轴箱的专用镗床；组合机床机床主轴箱的专用镗床；组合机床 2024/8/8 周四664.机床的其他分类机床的其他分类分类分类标准标准 加工性质、刀具加工性质、刀具应用范围应用范围工作精度工作精度 仪表机床仪表机床 中型机床（一般机床）中型机床（一般机床）大型机床（大型机床（10t10t30t30t）重型机床（重型机床（30t30t100t100t）超重型机床（大于超重型机床（大于100t100t）2024/8/8 周四675.机床的其他分类机床的其他分类分类分类标准标准 加工性质、刀具加工性质、刀具应用范围应用范围工作精度工作精度重量与尺寸重量与尺寸 普通机床普通机床 精密机床精密机床高精度机床高精度机床2024/8/8 周四68机床的机床的工作精度工作精度 普通机床普通机床 普通车床、钻床、镗床、铣床、刨插床等。普通车床、钻床、镗床、铣床、刨插床等。精密机床精密机床 磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床和其他各种磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床和其他各种精密机床。精密机床。高精度机床高精度机床 坐标镗床、齿轮磨床、螺纹磨床、高精度滚齿机、坐标镗床、齿轮磨床、螺纹磨床、高精度滚齿机、高精度刻线机和其他高精度机床等。高精度刻线机和其他高精度机床等。2024/8/8 周四69 作作 业业解释下列机床型号的含义：X5750B，MG1432。教材：3-1 3-4