第四节--金属切削机床的基本知识讲述PPT课件.ppt

第四节第四节金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识一、机床的分类及型号一、机床的分类及型号1.机床的分类机床的分类1.钻钻 床床按加工性质、所用按加工性质、所用刀具和机床用途分刀具和机床用途分齿轮加工机床齿轮加工机床螺纹加工机床螺纹加工机床铣铣 床床刨刨 插插 床床镗镗 床床磨磨 床床拉拉 床床特种加工机床特种加工机床锯锯 床床车车 床床其它机床其它机床2.按机床的通按机床的通用性程度分用性程度分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按机床工按机床工作精度分作精度分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3.2.机床的技术参数与尺寸系列机床的技术参数与尺寸系列3.机床的型号编制机床的型号编制4.CA6140类别代号（车床类）类别代号（车床类）结构特性代号（结构不同）结构特性代号（结构不同）组别代号（落地及卧式车床组）组别代号（落地及卧式车床组）系别代号（卧式车床系）系别代号（卧式车床系）主参数代号（最大工件回转直径主参数代号（最大工件回转直径400mm）举例：举例：5.二、机床的运动二、机床的运动1.工件表面的形成方法工件表面的形成方法1）机械零件上常见的表面（）机械零件上常见的表面（图图248）2）零件表面的形成（）零件表面的形成（图图249）形成发生形成发生线的方法线的方法轨迹法（轨迹法（图图250a）成形法（成形法（图图250b）相切法（相切法（图图250c）展成法（展成法（图图250d）是一条母线沿一条导线运是一条母线沿一条导线运动而形成动而形成。母线和导线统母线和导线统称为表面发生线。称为表面发生线。图图6.图图248机械零件上常见的表面机械零件上常见的表面7.图图249零件表面的形成零件表面的形成8.9.图图250形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动1刀尖或切削刃；刀尖或切削刃；2发生线；发生线；3刀具轴线的运动轨迹刀具轴线的运动轨迹10.2.机床的运动机床的运动（1）表面成形运动表面成形运动是保证得到工件要求的是保证得到工件要求的表面形状的运动。它是机床表面形状的运动。它是机床上最基本的运动，是机床上上最基本的运动，是机床上的刀具和工件为了形成表面的刀具和工件为了形成表面发生线而作的相对运动。例发生线而作的相对运动。例如图如图250（a）中的中的A1和和A2。11.（2）切入运动切入运动使刀具切入工件表面一使刀具切入工件表面一定深度，以使工件获得所需定深度，以使工件获得所需的尺寸。的尺寸。（3）分度运动分度运动工作台或刀架的转位或工作台或刀架的转位或移位，以顺序加工均匀分布移位，以顺序加工均匀分布的若干个相同的表面或使用的若干个相同的表面或使用不同的刀具作顺次加工。不同的刀具作顺次加工。（4）调位运动调位运动根据工件的尺寸大小，根据工件的尺寸大小，在加工之前调整机床上某些在加工之前调整机床上某些部件的位置，以便于加工。部件的位置，以便于加工。12.（5）其它运动其它运动如刀具快速趋近工件或如刀具快速趋近工件或退回原位的空程运动，控制退回原位的空程运动，控制运动的开、停、变速、换向运动的开、停、变速、换向的操纵运动等。的操纵运动等。三、机床的传动三、机床的传动1.机床传动的组成机床传动的组成（1 1）执行件）执行件 是执行机床运动的部件，如是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务主轴、刀架、工作台等，其任务是装夹刀具或工件，直接带动它是装夹刀具或工件，直接带动它们误差一定形式的运动（旋转或们误差一定形式的运动（旋转或直线运动），并保证运动轨迹的直线运动），并保证运动轨迹的准确性。准确性。为了实现加工过程中所为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须有需的各种运动，机床必须有执行件、运动源和传动装置执行件、运动源和传动装置三个基本部分。三个基本部分。13.（2 2）运动源）运动源 是为执行件提供运动和动力是为执行件提供运动和动力的装置，如交流异步电动机、直的装置，如交流异步电动机、直流或交流调速电动机和伺服电动流或交流调速电动机和伺服电动机等。机等。（3 3）传动装置）传动装置 （传动件）（传动件）是传递运动和动力的装置，是传递运动和动力的装置，通过它将运动和动力从动力源传通过它将运动和动力从动力源传至执行件，使执行件获得运动速至执行件，使执行件获得运动速度和方向的运动，并使有关执行度和方向的运动，并使有关执行件之间保持某种确定的相对运动件之间保持某种确定的相对运动关系。关系。14.2.传动链传动链（1 1）外联系传动链）外联系传动链 它是联系运动源（如电动机）和它是联系运动源（如电动机）和机床执行件（如主轴、刀架、工作台机床执行件（如主轴、刀架、工作台等）之间的传动链，使执行件得到运等）之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求运动源和执行件之间有严格但不要求运动源和执行件之间有严格的传动比关系。（的传动比关系。（图图）15.图图251车床的传动原理图车床的传动原理图16.（2 2）内联系传动链）内联系传动链 当传动链的两个末端件的转角或当传动链的两个末端件的转角或移动量之间有严格的比例关系要求时，移动量之间有严格的比例关系要求时，该传动链称为内联系传动链。（该传动链称为内联系传动链。（图图）3.传动原理图传动原理图用一些简单的符合表示各执行件、用一些简单的符合表示各执行件、运动源之间传动联系的图形，称为传运动源之间传动联系的图形，称为传动原理图。（动原理图。（图图）17.4.转速图转速图用来表达传动系统中各轴转速的变用来表达传动系统中各轴转速的变化规律和传动副速比的图形，称为转速化规律和传动副速比的图形，称为转速图。它可以用来拟定新的传动系统，也图。它可以用来拟定新的传动系统，也可以用来对现有的机床传动系统进行分可以用来对现有的机床传动系统进行分析和比较。（析和比较。（图图252）图图252主运动传动链的传动路线表达式（传动结构式）主运动传动链的传动路线表达式（传动结构式）18.图图252某车床主运动转速图某车床主运动转速图19.5.传动系统图传动系统图图图2536.运动平衡式运动平衡式为了表达传动链两个末端件计为了表达传动链两个末端件计算位移之间的数值关系，常将传动链算位移之间的数值关系，常将传动链内各传动副的传动比相连乘组成一个内各传动副的传动比相连乘组成一个等式，称为运动平衡式。等式，称为运动平衡式。20.图图253主运动传动系统图主运动传动系统图21.第五节第五节车车床床一、一、CA6140卧式车床卧式车床1.CA6140卧式车床的组成和主要技术参数卧式车床的组成和主要技术参数2.传动系统传动系统图图25622.图图254卧式车床的典型加工工序卧式车床的典型加工工序23.图图256CA6140型卧式车床传动系统图型卧式车床传动系统图24.二、立式车床和单轴自动车床二、立式车床和单轴自动车床1.立式车床立式车床图图2572.单轴自动车床单轴自动车床25.图图257立式车床立式车床1底座；底座；2工作台；工作台；3侧刀架；侧刀架；4立柱；立柱；5垂直刀架；垂直刀架；6横梁；横梁；7顶梁顶梁26.第六节第六节齿轮加工机床齿轮加工机床27.一、滚齿机一、滚齿机1.滚齿原理滚齿原理依照交错轴螺旋齿轮啮合原理。滚依照交错轴螺旋齿轮啮合原理。滚齿时的成形运动是滚刀旋转运动和工件齿时的成形运动是滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动，这个复合运旋转运动组成的复合运动，这个复合运动称为展成运动。再加上滚刀沿工件轴动称为展成运动。再加上滚刀沿工件轴线垂直方向的进给运动，就可切出整个线垂直方向的进给运动，就可切出整个齿长。（齿长。（图图259）2.滚切直齿圆柱齿轮滚切直齿圆柱齿轮图图260（1 1）展成运动传动链）展成运动传动链 滚刀（滚刀（B11）45ux67工作台（工作台（B12）（2 2）主运动传动链）主运动传动链 电动机电动机12uv34滚刀（滚刀（B11）（3 3）轴向进给运动传动链）轴向进给运动传动链 工作台（工作台（B12）78uf910刀架刀架（A2）28.图图259滚齿原理滚齿原理1滚刀；滚刀；2工件工件29.图图260滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图30.3.滚切斜齿圆柱齿轮滚切斜齿圆柱齿轮（1 1）机床的运动和传动原理图）机床的运动和传动原理图 （2 2）差动运动传动链）差动运动传动链 刀架（刀架（A21）1213uy1415（合成）合成）67ux工作台（工作台（B22）图图261（b）图图261（a）4.Y3150型滚齿机型滚齿机31.图图260滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图32.二、插齿机二、插齿机1.插齿原理插齿原理插齿机加工原理类似一对圆柱齿轮相插齿机加工原理类似一对圆柱齿轮相啮合，其中一个是工件，另一个是具有齿啮合，其中一个是工件，另一个是具有齿轮形状的插齿刀。（轮形状的插齿刀。（图图264）（1 1）展成运动传动链）展成运动传动链 2.插齿机的传动原理插齿机的传动原理（2 2）主运动传动链）主运动传动链 （3 3）圆周进给运动传动链）圆周进给运动传动链 插齿刀转动插齿刀转动蜗杆副蜗杆副B9810ux1112蜗杆蜗杆副副C工作台工作台电动机电动机M12uv345曲柄偏向盘曲柄偏向盘A插齿刀主轴插齿刀主轴曲柄偏心盘曲柄偏心盘A546uf789蜗杆副蜗杆副B插齿刀转动插齿刀转动图图33.图图264插齿原理及所需运动插齿原理及所需运动34.35.第七节第七节其它各类机床其它各类机床一、磨一、磨床床用磨料、磨具（砂轮、砂带、油用磨料、磨具（砂轮、砂带、油石、研磨料）为工具对工件进行切削石、研磨料）为工具对工件进行切削加工的机床，统称为磨床。加工的机床，统称为磨床。36.1.外圆磨床外圆磨床（1 1）M1432AM1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床 （2 2）无心外圆磨床）无心外圆磨床 2.平面磨床平面磨床37.二、铣二、铣床床三、刨床和拉床三、刨床和拉床四、钻床和镗床四、钻床和镗床38.第九节第九节机床夹具机床夹具一、概一、概述述为了加工出符合规定技术要求的为了加工出符合规定技术要求的表面，必须在加工前将工件装夹在机表面，必须在加工前将工件装夹在机床上或解决中。床上或解决中。1.工件的装夹工件的装夹（1）装夹的目的）装夹的目的实现工件的定位与夹紧实现工件的定位与夹紧39.（2）装夹的方法）装夹的方法1）直接找正装夹）直接找正装夹效率低，找正精度较高；适用单件小批量中形状简单的工件。40.3）夹夹具具装装夹夹2）划线找正装夹）划线找正装夹通用性好，但效率低，精度不高；适用于单件小批量中形状复杂的铸件。操作简单，效率高，容易保证加工精度，适用于各种生产类型。41.2.机床夹具的用途机床夹具的用途3.机床夹具的分类机床夹具的分类按夹具的应用按夹具的应用范围和特点分范围和特点分通用夹具通用夹具专用夹具专用夹具可调夹具和成组夹具可调夹具和成组夹具专用夹具专用夹具42.图图299尾座套筒铣键槽夹具尾座套筒铣键槽夹具1油缸；油缸；2杠杆；杠杆；3拉杆；拉杆；4压板；压板；5夹具体夹具体6对刀装置；对刀装置；7定向键；定向键；8V形块；形块；9限位螺钉限位螺钉43.4.机床夹具的组成机床夹具的组成机床夹具的组成机床夹具的组成定位元件定位元件夹紧装置夹紧装置对刀、引导元件对刀、引导元件其它装置或元件其它装置或元件夹具体夹具体连接元件连接元件44.二、基准及其分类二、基准及其分类基准定位基准定位基准工序基准工序基准装配基准装配基准测量基准测量基准设计基准设计基准工艺基准用于确定零件上用于确定零件上其它点、线、面其它点、线、面位置所依据的那位置所依据的那些点、线、面。些点、线、面。设计图样上所采设计图样上所采用的基准就是设用的基准就是设计基准。（计基准。（图图）在加工时用于工件在加工时用于工件定位的基准，称为定位的基准，称为定位基准。（定位基准。（图图）1、粗基准、粗基准2、精基准、精基准3、辅助基准、辅助基准4、主要基准、主要基准5、附加基准、附加基准在加工中或加工在加工中或加工后用来测量工件后用来测量工件时采用的基准时采用的基准在装配时用来确定零在装配时用来确定零件或部件在产品中相件或部件在产品中相对位置所采用的基准对位置所采用的基准在工序图上使用的基准。在工序图上使用的基准。加工、测量、加工、测量、装配过程中使装配过程中使用的基准。用的基准。45.图图2102钻套的设计基准钻套的设计基准46.图图2103齿轮的装配基准齿轮的装配基准47.图图2104工件钻孔工序简图工件钻孔工序简图48.三、工件在夹具中的定位三、工件在夹具中的定位设计合理的定位方法、定位装置有足够的定位精度六点定位原理定位的任务定位的任务定位的原理定位的原理1、六点定位原理六点定位原理用用适当分布的六个支承点适当分布的六个支承点消除消除工件的六个自由度，使工件在夹具工件的六个自由度，使工件在夹具中位置完全确定，这个原理称为六中位置完全确定，这个原理称为六点定位原理。点定位原理。（图示图示）49.图图2105工件在空间的自由度与工件六点定位工件在空间的自由度与工件六点定位50.工件限制几个、限制哪几个自由度完全取决于加工技术要求。（图示）限制自由度与加工技术要求的关系完全定位与不完全定位定位与夹紧的区别定位是工件在夹具中获得正确的位置夹紧是保证定好的位置不因外力的作用而发生改变 完全定位工件的六个自由度全 被限制的定位方式。不完全定位按照技术要求，工件的六个自由度没有被全部限制的定位方式。51.图图2107完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位52.欠定位应该消除的自由度没有消除，不允许。过定位几个支承点重复限制某个自由度，一般不允许，应用是有条件的。（图）欠定位与过定位正确配置支承点正确处理过定位提高工件定位表面与定位元件之间的位置精度；改变定位元件的结构。（如图）一般按三、二、一布置。主要定位表面受力面积越大越好。53.图图2108常见的几种过定位实例常见的几种过定位实例54.图图改善过定位的措施改善过定位的措施55.2、支承点与定位元件、支承点与定位元件常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和相当的支承点数见相当的支承点数见表表214。56.图图312连杆的定位连杆的定位1定位销定位销2支承板支承板3圆柱销圆柱销4工件工件57.58.59.60.应该限制五个自由度：应该限制五个自由度：2、六点定位原理应用举例、六点定位原理应用举例1）、在长方体工件上铣通槽2）、在长方体工件上铣不通槽OXYZ应该限制六个自由度应该限制六个自由度：不完全定位不完全定位完全定位完全定位61.应该限制一个自由度应该限制一个自由度：3）、在球面上铣平面4）、在车床上车外圆OXYZ应该限制四个自由度：应该限制四个自由度：不完全定位不完全定位不完全定位不完全定位62.分析下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度？分析下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度？1）车光轴外圆 2）车套筒外圆 起传动作用，不起定位作用 起夹紧作用，不起定位作用63.分析下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度？分析下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度？3）车光轴外圆的三种安装方式。a)b)c)64.四、工件的夹紧四、工件的夹紧（一）夹紧装置（一）夹紧装置由动力装置和夹紧由动力装置和夹紧机构两大部分组成机构两大部分组成图图2110夹紧装置组成示例夹紧装置组成示例1气缸（动力装置）气缸（动力装置）2压板（夹紧机构）压板（夹紧机构）3弹簧销弹簧销4偏心轮偏心轮5调整螺钉调整螺钉1.夹紧装置的组成夹紧装置的组成65.2.夹紧装置的基本要求夹紧装置的基本要求（1）夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；）夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；（2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不振动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形；转动、不振动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形；（3）夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力；）夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力；（4）结构应尽量简单，制造、维修要方便。）结构应尽量简单，制造、维修要方便。66.2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位（）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位（图图2112）。）。1）夹紧力的作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的）夹紧力的作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承平面内（支承平面内（图图2111）；）；3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工面，以减小切削力对夹紧）夹紧力的作用点应尽量靠近加工面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形（点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形（图图）。）。1.确定夹紧力作用点的原则确定夹紧力作用点的原则（二）夹紧力的确定（二）夹紧力的确定67.图图2111夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择1夹具体夹具体2工件工件3定位支承定位支承68.图图2112夹紧力作用点对工件变形的影响夹紧力作用点对工件变形的影响69.图图2113薄壁件的夹紧薄壁件的夹紧70.图图夹紧点靠近加工表面夹紧点靠近加工表面71.2.确定夹紧力作用方向的原则确定夹紧力作用方向的原则1）夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好，以保证）夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好，以保证工件定位准确可靠（工件定位准确可靠（图图2114）2）夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件）夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件变形（变形（图图315）3）夹紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、重力等的方向）夹紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，以减小夹紧力一致，以减小夹紧力72.图图2114夹紧力垂直指向主要支承面夹紧力垂直指向主要支承面73.图图2115夹紧力方向与工件刚性关系夹紧力方向与工件刚性关系74.3.夹紧力的计算夹紧力的计算一般采用机动（气动、液动）夹紧装置时，需对夹紧力一般采用机动（气动、液动）夹紧装置时，需对夹紧力进行计算，而采用手动夹紧机构时，常根据经验或类比法确进行计算，而采用手动夹紧机构时，常根据经验或类比法确定所需的夹紧力。定所需的夹紧力。（三（三）典型夹紧机构典型夹紧机构75.76.