03第三章 金属切削机床01

分类代号
类代号
例：
机械制造工程学
C A 6 1 40
主参数 直径:400mm 车床 系别：卧式车床 组：落地及卧 式车床组
结构特性：
(2) 专用机床：
机械制造工程学
设计单位 代号
设计顺序号
B1—015
第15种专用机 床（铣床）
北京第一 机床厂
3.1.2 机床的运动分析 机械制造工程学 （1） 工件的表面形状及其形成方法
i倍
i基
28 35 35 28 18 35 45 28 28 15 35 48 18 15 45 48
① 米制（公制）螺纹：
标准米制螺纹导程
－ 1.75 3.5 7
1 2 4 8
－ 2.25 4.5 9
进给箱传动图
溜板箱传动图
2. CA6140传动系统分析：
（1）主运动分析：
抓两端、连中间
A.找首、末件：
首件：电机——末件：主轴
B.连中间，写出传动路线表达式：
主轴的转速级数：
由结构式： 正转速级数为：2×3×(1+2×2)=30 级 但：从Ⅲ轴～Ⅵ轴的5种传动比中有两级基本相等。 均为：1/4。 故：实际级数为： 2×3×[1+(2×2-1)])=24 级
机械制造工程学
大量的通用部件
少量的专 用部件
二、机床型号编制方法（GB15375—94）2008
(1)通用机床：
（△）○（〇）△ △ △ （×△）（〇）/（ ）（）
企业代号 其他特性代号 重大改进顺序号 主轴数或第二主参数 主参数 系代号（主参数相同） 通用特性、结 构特性代号 组代号（每类机床分为10组）
① 切削刃的形状与发生线的关系 切削刃形状——切削刃与工件成形面相接触部分形状
切削点
切削线 与发生线形状吻合
切削线 与发生线形状不吻合
（1）工件的表面形状及其形成方法
机械制造工程学
② 形成发生线的方法及所需运动 成形法 展成法
（1）工件的表面形状及其形成方法
机械制造工程学
② 形成发生线的方法及所需运动 成形法 展成法 轨迹法 相切法
2） 车削圆柱面和端面
传动路线：
以正常螺距传动路线
33 58 63 100 25 25 36 28 33 主轴 i i 光杠 基 倍 58 33 25 100 75 36 36 25 56 25 33 40 30 M6 30 48 40 M 6 36 32 4 48 M8 32 56 29 40 M 7 48 40 30 M 7 48 30 28 齿轮、齿条 纵向 80 48 59 丝杠 横向 48 18
例一：卧式车床的传动原理图 机械制造工程学 1.车削 螺纹
1)内联系传动链：主轴— 4 — 5 — if — 6 — 7 —丝杠 2)外联系传动链：电动机—1—2—iv—3—4—主轴。
2.车削外圆
机械制造工程学
1）电动机—1—2—iv—3—4—主轴 2）电动机—1—2—iv—3—4—5 — if — 6 — 7 —丝杠
3.2 车床
一． 车床的运动：
主运动：工件的旋转
进给运动：刀具的直线移动
二． 车削加工的工艺特点：
1. 能保证轴、套、盘等类零件的各表面位置精度； 2. 加工范围广泛，适应性强；
经济精度：IT8～IT7，Ra1.6～6.3 对有色金属，利用精细车的方法可达到： IT6～IT5，Ra0.2～0.8
机械制造工程学
例 卧式车床车螺纹的传动原理图 机械制造工程学
车床有两条传动链：
一条是外联系传动链，
即 从 电 动 机 —1—2—Uv— 3—4—主轴，称为主运动 传动链。 另一条是内联系传动链，
联系复合运动两部分。
由 主 轴 —4—5—Uf— 6—7—丝杠—刀具 得到刀具和工件间的复合成形运动—螺旋运动。
导线 母线和导线统称为形成表面的发生线 母线 母线
（1）工件的表面形状及其形成方法
机械制造工程学
（1）工件的表面形状及其形成方法
机械制造工程学
可逆表面---母线和导线可以互换：平面、圆柱面
不可逆表面：圆锥面、球面、圆环面、螺旋面
（1）工件的表面形状及其形成方法
机械制造工程学
3）发生线的形成方法
（五）五种基本传动副
1. 带传动：
机械制造工程学
将旋转运动变为直线运动，工 将旋转运动变为直线运动， 传动平稳，无噪音。多用于 平稳、吸振，通常 规定： 作平稳，无噪音，传动效率低。 传动效率高，结构紧凑。 2. 齿轮传动： 用在高速级传动。 大速比、交叉轴传动 i=被动轮转速 / 主动轮转速=n2/n1 传动比准确，传递动力大， n d 2 n 1 t 3. 涡轮蜗杆杆传动： i dD n k m z n 但有噪音。 n vn
机械制造工程学
(2) 机床的运动
二、主运动和进给运动
机械制造工程学
主运动是产生切削的运动，可以是简单成形运动，
也可以是复合成形运动
进给运动是维持切削得以继续的运动， 可以是简单成形运动，也可以是复合成形运动
(2) 机床的运动
三、辅助运动
机械制造工程学
• 机床在加工过程中除完成成形运动外，还需完成其
1）工件的表面形状
（1）工件的表面形状及其形成方法
机械制造工程学
组成工件轮廓的几何表面
（1）工件的表面形状及其形成方法
导线 2）工件表面的形成方法
机械制造工程学
导线
母线
母线 任何表面都可以看成是一条线（母线）沿着另一
条线（导线）运动的轨迹。
母线 导线
* * * *
圆柱面 圆锥面 平面 成形面
导线 直线（母线）、圆（导线） 导线 直线（母线）、圆（导线） 母线 直线（母线） 、直线（导线） 导线 型线（母线）、螺旋线或直线（导线） 导线 母线
第三章 金属切削机床
机械制造工程学
3.1 概述 3.2 车床 3.3 磨床 3.4 齿轮加工机床 3.5 其它常见类型的机床
3.1.1 机床的分类、型号编制方法和构造 一、机床的分类：
按万能性分：
通用机床（普通机床）：加工范围广，可用于多
种零件的不同工序。 专门化机床（专能机床）：加工范围较窄，用于 加工某一类（或几类）零件的某一道（或几道）特 定工序。 专用机床：用于加工某一种零件的某一道特定工 序。
3. 切削过程平稳； 4. 刀具简单，成本低；
①过程连续 ②无冲击
三． CA6140车床运动分析：
1. 机床布局结构主要技术参数： 主轴箱 刀架 尾座
进给箱
床身
床腿
溜板箱
光杠
丝杠
机械制造工程学
CA6140车床的主要参数 • 床身上最大工件回转直径 • 刀架上最大工件回转直径 • 最大棒杆直径 • 最大工件长度 400mm 210mm
主轴转速之间通常是等比级数排列：
n j n j 1 n1 为公比 对CA6140 而言： 1.25
j 1
CA6140机床 主运动传动链的转速图
Ⅳ
（2）进给运动分析: 找首、末件：
首件：主轴——末件：刀架
计算位移：
主轴转一转——刀架移动一个导程S或进给量
1） 螺纹进给传动链： 运动关系： 主轴转一转，刀具均匀移动一个导程
4. 齿轮齿条传动： 5. 丝杠螺母传动：
2 v i1 n 2 60d 60 60 2 1 n z i 1
n1
d2
（六）机床的基本组成
机械制造工程学
1. 主传动部件：用来实现机床的主运动。如主轴箱 2. 进给传动部件：用来实现机床的进给运动。进给箱 3. 刀具的安装部件：用来安装刀具。刀架、主轴 4. 工件的安装部件：用来安装工件。主轴、工作台
反转速级数为：3×[1+(2×2-1)]=12 级
主轴转速：
130 56 39 63 nmax 1450 0.98 1400 rpm 230 38 41 50 130 51 22 20 20 26 nmin 1450 0.98 10 rpm 230 43 58 80 80 58
5. 支承部件：用来支承和连接机床各零部件。底座、 床身、立柱、摇臂、横梁。导轨。 6. 动力部件：为机床提供动力。电机、液压、气。
7. 控制系统：电器电路、检测装置、数控系统等。 8. 辅助装置：冷却润滑、排屑、自动测量等。
作业：
1、形成发生线的方法有几种，并加以解释。
2、什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？ 并各举例加以说明。
外联系传动链:联系动力源和执行件
内联系传动链:联系复合运动内的各运动分量
(4) 机床的传动原理图
机械制造工程学
用一些规定的简单的符号表示机床传动工作 原理和传动路线的示意图——传动原理图 定比传动机构 齿轮副、丝杠螺母副、蜗杆蜗轮副等 换置器官（变换传动比的机构）变速箱、挂轮架、数控系统等
(4) 机床的传动原理图
47mm（内孔直径48mm） 750、1000 、1500、2000
• 最大加工长度
• 主轴转速范围正转
650、900、1400、1900
10～1400r/min 24级
•
反转
14～1580 r/min
12级
2. CA6140传动系统分析：
主轴变速 系统 进给变速 系统 溜板箱 （进给变 速）
主轴箱传动图
它一系列运动，这些与表面成形过程没有直接关系
的运动，统称为 辅助运动 • 辅助运动的作用是实现机床加工过程中所必需的各 种辅助动作，为表面成形创造条件。 切入运动；分度运动；空行程运动；操纵和控制运动 多工位工作台、刀架等的周期转位或移位，以便依 刀具相对工件切入一定深度，以保证工件达到要求 次加工工件的各个表面，或依次使用不同刀具对工件 的尺寸 进行顺序加工
正常螺距Ⅳ到Ⅸ 传动比为1 经上述路线可加工20种标准螺距的螺纹， 最大螺距：12mm。 经扩大导程机构，将螺距扩大4或16倍，最终获得 44种螺距的螺纹。可加工的最大螺距为192mm。
化简： S 7i基 i倍
扩大螺距
传动路线： 50 50 58 80 44 26 主轴Ⅵ－ －Ⅴ－ －Ⅳ－ －Ⅲ－ －Ⅷ－ －Ⅸ－ 26 20 44 58 80 20 接正常螺纹传动路线 50 58 80 50 44 26 S＝1 26 20 80 44 58 20
(2) 机床的运动
一、表面成形运动
机械制造工程学
是保证得到工件要求的表面形状的运动简称：成形运动
* 简单成形运动：由单独的旋转运动（B）或直线运 动（A）所构成的运动。 * 复合成形运动：由两个或两个以上的旋转运动或 直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。
(2) 机床的运动
表面成形运动：
(3) 机床的传动链
机械制造工程学
传动链 : 构成一个传动联系的一系列传动件。 “ 联系动力源和机床执行 “ 联系两个执行件，以形 • 件的传动链”。它使执行 动力源：提供动力 件得到预定速度的运动并 成复合成形运动的传动 • 传递一定的动力。 执行件：执行运动部件 链”。两个末端件之间的 • 传动装置：传递运动和动力 相对速度或相对位移必须 两种传动链： 有严格的比例关系。
1.25 2.5 5 10
－ － 5.5 11
1.5 3 6 12
14 28 56 112
16 32 64 128
18 36 72 144
20 40 80 160
22 44 88 176
24 48 96 192
① 米制（公制）螺纹：
正常螺距
33 (右旋) 63 100 25 58 25 36 33 S 1 i基 i倍 12 33 25 100 75 36 58 36 25 （左旋） 25 33
1 i t 丝 S
i：从主轴到丝杠之间的总传动比 t丝：丝杠螺距。 t丝=12mm S：被加工螺纹导程。
传动路线：
26 28 28 28 32 28 36 28 19 14 20 14 33 21 36 21