S2_机械制造基础幻灯片PPT

图8.83 MJ-50数控车床外观图
第八章 金属切削方法
• 8.6.3 数控机床的发展 2. 数控车床
数控车床特别适合于复杂形状零件的加工 如果数控车床的主轴是卧式(即水平方向)的,刀架运动的纵向 即为Z向,刀架的横向(即工件的径向)即为X向 一般数控车床只需要两坐标联动
第八章 金属切削方法
• 8.6.3 数控机床的发展 3. 加工中心
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.65 涡轮的滚切
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
2)涡轮滚刀
• 用滚刀加工蜗轮可采用径向进给或切向进给,如图8.66所
在立式三坐标数控铣床上加一绕X轴(或Y轴)的回转坐标,即构 成四坐标数控铣床；如同时加上A、B两个回转坐标运动,即构成五 坐标数控铣床
第八章 金属切削方法
• 8.6.3 数控机床的发展 1. 数控铣床
图8.82 联动坐标实例
第八章 金属切削方法
• 8.6.3 数控机床的发展 2. 数控车床
数控车床(图8.83)是目前使用较广泛的数控机床之一
图8.63 渐开线蜗杆齿面的形成
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
1)齿轮滚刀
• 用滚刀加工齿轮的过程类似于交错轴螺旋齿轮的啮合过 程,如图8.64所示
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
第八章 金属切削方法
• 8.6.2 数控机床的工作原理
数控机床一般由信息输入、运算及控制、伺服驱动、机床、 机电接口等部分组成
1)信息输入是数控机床的输入通道 2)运算及控制是由中央处理单元(CPU)、存储器及总线 构成的专用计算机来实现 3)伺服驱动是数控机床的关键环节 4)机床包括主运动部件、进给运动部件和其他相关的 底座、立柱、滑鞍、工作台等
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 1. 滚齿机运动分析
(2)加工斜齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析
图8.75 用右旋滚刀滚切斜齿轮时工件的附加转动方向
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 2. 滚齿机的结构
滚齿机有立柱移动式和工作台移动式两种
图8.76 Y3150E型滚齿机
第八章 金属切削方法
一般将信息输入、运算及控制、伺服驱动中的位置控制、PC 可编程控制以及相应的软件,合称为数控系统,将它们装在柜中,称为 数控装置。伺服电动机及其伺服驱动单元是配套提供给用户的。
第八章 金属切削方法
• 8.6.3 数控机床的发展
数控机床自诞生到现在发展迅速 数控系统随着电子元器件的更新换代,也不断发展 特别是超大规模集成电路技术和微处理器引入数控系统,以及直 流伺服和交流伺服驱动技术的成熟,大大地推动了数控机床的发展 今天,数控机床已发展成为一种高度机电一体化的产品
第八章 金属切削方法
• 8.6.2 数控机床的工作原理
数控机床一般由信息输入、运算及控制、伺服驱动、机床、 机电接口等部分组成
5)机电接口电路执行机床上的各种辅助交流电动机、 电磁铁、离合器、电磁阀等的开、停、连锁、互锁,以及 机床的急停、循环启动、进给保持、行程超限、报警、 程序停止、复位,冷却泵启停,强电和弱电的相互转换
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 1. 滚齿机运动分析
(1)加工直齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析
图8.70 滚切直齿圆柱齿轮时所需的运动
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 1. 滚齿机运动分析
(1)加工直齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析
图8.71 滚切直齿圆柱齿轮的传动链
第八章 金属切削方法
4)剃齿刀
• 剃齿刀常用于未淬火的软齿面圆柱齿轮的精加工,其精
度可达6级以上,且生产效率很高,因此应用十分广泛 • 由于剃齿在原理上属于一对交错轴斜齿轮啮合传动过程， 如图8.69所示
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.69 剃齿工作原理
第八章 金属切削方法
• 8.6.3 数控机床的发展 1. 数控铣床
图8.81 XK5040型数控立式升降台铣床外形图
第八章 金属切削方法
• 8.6.3 数控机床的发展 1. 数控铣床
数控铣床的坐标系规定:Z轴与主轴同方向,X坐标为水平方向,且 为运动行程较长者,按右手直角坐标确定Y轴方向。为了保证足够的 工件安装空间,取刀具远离工件的方向为Z的正方向
(2)范成法加工齿轮刀具
1)齿轮滚刀
• 根据形成原理,渐开线螺旋面的发生母线是在与基圆柱相 切的平面中的一条斜线,这条斜线与端面的夹角就是螺旋面 的基圆螺旋升角λb,用此原理可车削渐开线蜗杆,如图8.63所 示
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
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第八章 金属切削方法
• 8.5 齿轮加工机床及工具 • 8.6 数控机床 • 8.7 特种加工技术 • 8.8 各种表面加工方案分析
第八章 金属切削方法
• 8.5 齿轮加工机床及工具
8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 8.5.2 滚齿机 8.5.2 其他齿轮加工机床
图8.72 滚切斜齿圆柱齿轮所需的运动
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 1. 滚齿机运动分析
(2)加工斜齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析
图8.73 滚切斜齿圆柱齿轮所需的传动原理图
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 1. 滚齿机运动分析
(2)加工斜齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析
图8.74 滚切斜齿圆柱齿轮时滚刀的安装角
• 8.5.2 滚齿机 2. 滚齿机的结构
图8.76所示Y3150E型滚齿机是一种中型通用工作台移动式滚齿 机
Y3150E型滚齿机的传动系统只有主运动、范成运动、垂直进 给和附加运动传动链
Y3150E型滚齿机其传动系统图如图8.77所示 Y3150E型滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时,需要通过运动合成机构 将范成运动和附加运动合成为工件的运动,其原理如图8.78所示
1)齿轮滚刀
• 齿轮滚刀相当于一个螺旋齿轮,其齿数很少(或称头数,通
常是一头或二头),螺旋角很大,实际上就是一个蜗杆,如图 8.62所示
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.62 齿轮滚刀
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 2. 滚齿机的结构
图8.78 Y3150E型滚齿机运动合成机构工作原理
第八章 金属切削方法
• 8.5.3 其他齿轮加工机床 1. 插齿机
图8.79 插齿机传动原理图
第八章 金属切削方法
• 8.5.3 其他齿轮加工机床 2. 磨齿机
图8.80 范成法磨齿机的工作原理
1)强迫啮合运动（包络运动） 2)切削运动（主运动和进给运动）
这两种运动分别由齿坯、滚刀和刀架来完成
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 1. 滚齿机运动分析
(1)加工直齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析
1)范成运动（如图8.70所示） 2)主运动（如图8.71所示） 3)垂直进给运动（如图8.70所示） 4)滚刀的安装（如图8.70所示）
第八章 金属切削方法
• 8.6 数控机床
8.6.1 数控机床的产生 8.6.2 数控机床的组成和工作原理 8.6.3 数控机床的发展 8.6.4 数控机床的地位和作用 8.6.5 数控机床的特点
第八章 金属切削方法
• 8.6.1 数控机床的产生
当1946年世界上第一台电子计算机诞生后,人们就设想能否用 电子计算机来解决复杂零件的加工问题
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 1. 齿轮的加工方法
齿轮传动在各种机械及仪表中应用十分广泛。目前,工业生产 中所使用的大部分齿轮都是经过切削加工获得的
齿轮的切削加工方法按其成形原理可分为成形法和范成法 成形法加工齿轮,要求所用刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿 槽形状相吻合 范成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的,即把齿轮啮合 副齿轮—齿轮运动而范成切出齿廓
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.67 插齿刀的类型
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
3)插齿刀
• 插齿刀的上下往复运动是主运动,向下为切削运动,向上
为空行程;此外还有插齿刀的回转运动与工件的回转运动相 配合的范成运动，如图8.68所示
示
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.66 涡轮滚刀的金给方式
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
3)插齿刀
• 直齿插齿刀有盘形、碗形和锥柄插齿刀,如图8.67所示
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.68 插齿刀的切削运动
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 1. 齿轮的加工方法
根据齿轮齿廓以及加工精度的不同,齿轮加工的方法有：
滚齿 插齿 铣齿 刨齿
拉齿 剃齿 磨齿 研齿
Hale Waihona Puke 第八章 金属切削方法• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(1)成形法加工齿轮刀具
1)盘形齿轮铣刀
图8.59 盘形齿轮铣刀
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机
滚齿机主要用于滚切外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮及蜗轮,多数 为立式的;也有卧式的,主要用于加工齿轮轴、花键轴和仪表类中的 小模数齿轮
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 1. 滚齿机运动分析
滚齿加工是按包络法加工齿轮的一种方法 滚齿机的滚切过程应包括两种运动：
1952年世界上第一台由电子计算机控制的三坐标立式铣床试 制成功
人们把用电子计算机以数字指令方式控制机床动作的技术称 为数字控制技术,简称数控(numerical control)并缩写为NC
人们通常所讲的“数控”就是指“机床数控”,用这种控制技 术控制的机床就称为“数控机床”,人们习惯称“NC机床”,甚至就 叫“NC”
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(1)成形法加工齿轮刀具
1)盘形齿轮铣刀
• 当盘形齿轮铣刀前角为零时,其刃口形状就是被加工齿
轮的渐开线齿形。齿轮齿形的渐开线形状由基圆大小决定, 如图8.60所示
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.64 滚齿过程
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
2)涡轮滚刀
• 蜗轮滚刀加工蜗轮的过程是模拟蜗杆与蜗轮啮合的过程,
如图8.65所示
• 8.5.2 滚齿机 1. 滚齿机运动分析
(2)加工斜齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析
1)运动分析（如图8.72、73所示） 2)滚刀的安装（如图8.74所示） 3)工件附加转达方向（如图8.75所示）
第八章 金属切削方法
• 8.5.2 滚齿机 1. 滚齿机运动分析
(2)加工斜齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析
(1)成形法加工齿轮刀具
图8.60 渐开线形状与基圆关系
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(1)成形法加工齿轮刀具
2)指形齿轮铣刀
图8.61 指形齿轮铣刀
第八章 金属切削方法
• 8.5.1 齿轮的加工方法及刀具 2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具