二-机床PPT课件.ppt

第二章 金属切削机床简介n金属切削机床(习惯上简称为“机床”)是用切削加工方法将金属毛坯加工成机械零件的机器。由于机床是制造机器的机器，故也称为“机器工具”或“工作母机”。n2.1 金属切削机床基本知识n一、机床的分类n(1)按加工性质和使用刀具分1.n目前，按这种分类法我国将机床分成为12大类，即车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨(插)床、拉床、特种加工机床、锯床及其他机床。n(2)按使用性能分n通用机床n专门化机床n专用机床n(3)按加工精度分n可分为三种精度等级，即普通精度机床、精密机床和高精度机床。2.n(4)按自动化程度分n按自动化程度(即加工过程中操作者参与的程度)分，可将机床分为手动机床、机动机床、半自动化机床和自动化机床等。n(5)按机床重量和尺寸分n仪表机床；n中型机床(机床重量在10吨以下)；n大型机床(机床重量为1030吨)；n重型机床(机床重量为30100吨)；n超重型机床(机床重量在100吨以上)。3.n(6)按机床主要工作部件分n按此可将机床分为：单轴机床、多轴机床、单刀机床和多刀机床等。n二、机床型号的编制n机床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、主要规格及有关特征等。此标准规定，机床型号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。具体表示形式为：4.n(1)类别代号n各类机床代号见表18.1。5.n(2)特性代号n通用特性代号n当某类机床除有普通型外，还具有某些通用特性时，可用表18.2所列代号表示。6.n结构特性代号n为区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用结构特性代号表示。n(3)组别、系别代号n组别、系别代号位于类别代号或特性代号之后，用两位阿拉伯数字表示，第一位数字表示组别，第二位数字表示系别。机床的类、组划分详见表18.3。7.8.n(4)主参数n机床主参数表示机床规格的大小，用主参数折算值或实际值表示。常见机床的主参数及折算系数见表18.4。n(5)重大改进次数n当机床的结构和性能有重大改进和提高，并且按新产品中心设计、试制和鉴定时，可按字母A、B、C、的顺序选用，加在型号的尾部，以区别于原机床型号。9.10.n老型号中没有组与系的区别，故只用一位数字表示组别。n主要参数表示法不同。如老型号中车床用中心高表示；铣床用工作台的编号表示，X62W中的“2”表示2号工作台(1 250 320 mm)。n老型号的重大改进次数用数字表示，如C6201。n三、机床的基本组成：结构部分、传动部分、导向部分组成n主传动部件11.n进给传动部件n工件安装装置n刀具安装装置n支承件n动力源n四、机床的传动n（一）、机床传动的组成n执行件n动力源n传动装置12.卧式车床的外形1主轴箱 2刀架 3尾座 4床身 5、9床腿 6光杠7丝杠 8溜板箱 10进给箱 11挂轮变速机构13.万能升降台铣床1底座 2床身 3悬梁 4主轴 5刀轴支架6工作台 7回转盘 8床鞍 9升降台14.立式升降台铣床1铣头 2主轴 3工作台 4床鞍 5升降台15.立式钻床1工作台2主轴3主轴箱 4立柱5进给操纵机构16.摇臂钻床1底座 2立柱 3摇臂 4主轴箱 5主轴 6工作台17.卧式铣镗床1后支承架 2后立柱 3工作台 4镗轴 5平旋盘 6径向刀具溜板 7前立柱 8主轴箱 9后尾筒 10床身 11下滑座 12上滑座18.Y3150E型滚齿机1床身 2立柱 3刀架溜板 4刀杆 5刀架体6支架 7心轴 8后立柱 9工作台 10床鞍19.M1432A型万能外圆磨床1床身 2头架 3工作台 4内圆磨装置5砂轮架 6尾架 A脚踏操纵板卧轴矩台20.n（二）、机械传动n(1)机床常用的传动副及其传动关系n在机床的传动系统中，机械传动仍是主要的传动方式。用来传递运动和动力的装置称为传动副。n传动副的传动比等于从动轮转速与主动轮转速之比，即21.n1)带传动n带传动是利用带与带轮之间的摩擦作用，将主动轮的转动传到另一个被动带轮上去。n如不考虑带与带轮之间的相对滑动对传动的影响，主动轮和从动轮的圆周速度都与带的速度相等。即V1=V2=V带，又因为22.n从上式可知，皮带轮的传动比等于主动轮的直径与从动轮直径之比。如果考虑皮带传动中的打滑，则其传动比为n2)齿轮传动n齿轮传动是目前机床中应用最多的一种传动方式，它的种类很多，有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、人字齿轮等，其中最常用的是直齿圆柱齿轮，如图18.2所示。23.n齿轮传动时，主动轮和从动轮每分钟转过的齿数应该相等，即图18.2 齿轮传动故24.n3)蜗轮蜗杆传动n蜗轮蜗杆传动用于两传动轴在空间交叉的场合，如图18.3所示。n若蜗杆的头数为K，蜗轮的齿数为Z，则n4)齿轮齿条传动25.图18.3 蜗轮蜗杆传动26.n齿轮齿条传动可以将旋转运动变成直线运动(齿轮为主动)，也可以将直线运动变为旋转运动(齿条为主动),如图18.4所示。n若齿轮的齿数为Z，则齿条的移动速度为n5)丝杠螺母传动n丝杠螺母传动通常是将旋转运动变成直线运动，如图18.5所示。如车床刀架的横向进给运动就是由丝杠螺母传动来实现的。27.图18.4 齿轮齿条传动图18.5 丝杠螺母传动28.n若单头丝杠的螺距为p(mm)，转速为n(r/min)，则螺母沿轴线方向移动的速度为n若用多头螺纹传动时，则丝杠每转一转，螺母移动的距离等于导程L(导程等于头数K与螺距p之乘积)，即n(2)各种传动件符号n为了便于分析传动链中的传动关系，把各种传动件进行简化，并规定了一些简图符号来表示各种传动件，见表18.5。29.30.31.n(3)传动链及其传动比n传动链是指传动副通过传动轴，把运动源(电机)与末端件(如主轴、刀架等)，或把两个末端件连接起来，使其保持一定关系的传动系统。n传动链的传动比是指末端件转速与起始件转速之比。n图18.6为一传动链。n根据前面学的知识可知：32.图18.6 传动链图例33.n从上式可知：传动链的总传动比等于各传动副的传动比之积，即n(4)机床的变速机构n为适应不同的加工要求，机床的主运动和进给运动的速度需经常变换。因此，机床传动系统中要有变速结构。34.n1)滑动齿轮变速n滑动齿轮变速机构是通过改变滑动齿轮的位置进行变速，如图18.7所示。n此时变速机构的传动路线可表述为：n2)离合器式齿轮变速n离合器式齿轮变速是利用离合器进行变速，如图18.8所示为一牙嵌式离合器齿轮变速机构。35.图18.7 滑动齿轮变速机构36.图18.8 离合器式齿轮变速37.n以传动链形式表示，可写成：n3)交换齿轮变速n交换齿轮变速机构是通过交换齿轮进行变速，图18.9所示。图18.9 交换齿轮变速机构38.n(5)机械传动的特点n传动比准确，适用于定比传动；n实现回转运动的结构简单，并能传递较大的扭矩；n故障容易发现，便于维修。n18.2.3 机床的液压传动n(1)液压系统工作原理n如图18.10所示，整个系统由液压泵、液压缸、安全阀、节流阀、换向阀、换向手柄等元件组成。39.图18.10 外圆磨床液压传动示意图40.n(2)机床液压传动系统的组成n动力元件液压泵。n执行机构液压缸。n控制元件各种阀类。n辅助装置包括油管、油箱、滤油器、压力表、冷却装置和密封装置等。n(3)液压传动的特点n可无级变速。n传动平稳。n操作简单。41.n寿命长。n体积小、质量轻。n液压传动的缺点是：当油液温度和黏度变化或负载变化时，往往不易保持运动速度的稳定，不宜在低温或高温条件下工作；液压传动由于采用液体为工作介质，在相对运动表面间不可避免地要有泄漏，同时液体具有可压缩性，管路等也会产生弹性变形，故液压传动一般不宜用在传动比要求严格处。42.n18.3 普通车床传动系统分析n机床的传动系统分析通常要利用传动系统图。机床传动系统图是将各种传动元件用简单的符号，并按运动传递顺序依次排列，以展开图形式画在机床外形轮廓内的一张传动示意图。n图18.12是C616普通车床的传动框图。n18.3.1 主运动传动系统分析n由电动机经变速箱、皮带轮、主轴箱到主轴，称为主运动传动链。n因此，主运动的传动链结构式可表述如下：43.图18.12 C616普通车床传动框图44.n从 传 动 链 结 构 式 可 以 看 出 主 轴 共 有232=12种转速。n例如主轴的最大转速nmax和最小转速nmin计算如下：n18.3.2 进给运动传动系统分析n进给运动传动系统是由主轴经挂轮架、进给箱、溜板箱到刀具，称为进给运动传动链，即进给运动传动系统的起始件为主轴，末端件为刀架。45.n进给运动传动系统是由主轴经过变向机构(图18.13)55/55或55/3535/55传给轴，再经挂轮箱的齿轮29/58和交换齿轮a/b、c/d将运动传至进给箱。n进给运动的传动路线可用下面的传动结构式表示：46.n在进给运动中，进给量或螺距也可根据各条传动路线上传动件的传动比来计算。如：n18.4 数控机床简介n数控机床(Numerical Control，NC)是利用数字化信息实现机床控制的机电一体化产品。是利用数控技术，准确地按事先编制的工艺流程，实现规定加工动作的金属切削机床。47.n18.4.1 数控机床的工作原理n图18.14为数控机床工作原理图。n数控机床主要由数控系统，辅助装置和机床本体等组成。n(1)控制介质n它是人与机床进行沟通的媒介，又称信息载体。常用的有穿孔带、穿插孔卡、磁带、磁盘等。n(2)数控装置n它是数控机床的中枢，主要由计算机系统、位置控制板、PLC接口板、通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件等组成。48.图18.14 为数控机床工作原理图。49.n(3)伺服装置n它是数控系统与机床本体之间的电传动环节，主要由伺服电动机、驱动控制系统以及位置检测反馈装置组成。n(4)反馈系统n作用是将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到计算数控装置中，使计算机能随时纠正所产生的误差。n(5)机床本体50.n机床本体指的是数控机床机械机构实体，包括床身、主轴、进给机构等机械部件。n18.4.2 数控机床的分类n(1)按工艺用途分n(2)按运动方式分n点位控制数控机床n直线控制数控机床n轮廓控制数控机床n(3)按伺服控制方式分51.n开环控制数控机床n半闭环控制数控机床图18.18 数控机床开环控制框图图18.19 数控机床半闭环控制框图52.n闭环控制数控机床n18.4.3 数控机床的加工特点和应用范围n适应性强n加工质量稳定n生产率高图18.20 数控机床闭环控制框图53.n一机多用n几乎不需要专用的工装夹具n大大减轻了工人的劳动强度。n18.4.4 数控机床与普通机床比较n数控机床与普通机床比较见表18.6。54.