第11章 机床的结构原理及调整

1．2 数控机床的组成及基本工作原理一、数控机床组成数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。

1、程序的存储介质，又称程序载体1)穿孔纸带（过时、淘汰）；2)盒式磁带（过时、淘汰）；3)软盘、磁盘、U盘；4)通信。

2、输人/输出装置1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）；2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）；3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡；4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)；5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。

3、CNC单元CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。

CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。

其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。

准备功能：G00,G01,G02,G03,辅助功能：M03，M04刀具、进给速度、主轴：T，F，S4、伺服系统由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。

它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。

对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。

每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。

如三轴联动的机床就有三套驱动系统。

脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。

常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。

5、位置反馈系统（检测反馈系统）伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。

包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。

（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容）反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。

车床的控制工作原理
车床的控制工作原理可以分为两个方面：机械系统和电气系统。

1. 机械系统：
车床主轴的转动由驱动系统控制，驱动系统一般由电机和传动装置组成。

电机提供动力，将旋转力传递给主轴。

传动装置例如齿轮、皮带等将电机的转速传递到主轴上。

车床的进给系统由球螺杆和导轨组成。

球螺杆通过驱动装置将电机提供的转动力转换为线性力，使工件产生进给运动。

导轨则负责引导工件的运动轨迹。

2. 电气系统：
车床的电气系统可分为控制系统和执行系统。

控制系统通常由控制器、编码器和传感器组成。

编码器用于测量主轴或进给系统的位置和运动速度，通过与控制器的协作，指导主轴和进给系统进行精确的控制。

传感器用于检测工件、刀具等与车床相关的参数，以便于调整控制参数和优化加工过程。

执行系统负责按照控制器的指令，驱动各个部件的运动。

例如，通过控制主轴和进给系统的电机来控制其转速和进给速度；通过控制螺杆和导轨的伺服电机来实现进给运动。

综上所述，车床的控制工作原理是通过控制器和传感器等电气
系统来获取工件和车床相关参数的信息，并根据这些信息对机械系统进行调整和控制，从而实现对车床加工过程的精确控制。

加工中心数控车床工作原理
数控车床是一种自动化加工设备，通过计算机程序控制工作进程。

其工作原理包括以下几个方面：
1. 数控编程：首先，程序员使用专门的数控编程语言（如G 代码和M代码）编写加工程序。

这些程序描述了刀具的运动路径、进给速度和切削参数等信息。

2. CPU控制：加工程序被加载到数控控制系统的中央处理器（CPU）中。

CPU根据程序的指令逐步执行，并将相应的控制信号发送给伺服电机和液压系统等部件。

3. 运动控制：伺服电机通过实时控制系统接收到的控制信号，按照程序中指定的路径和速度进行运动。

这种控制方式能够实现高精度和高速度的刀具运动。

4. 工件夹持：工件被夹持在主轴上，并旋转以实现切削加工。

数控车床通常配有多种夹具和夹具系统，以适应不同形状和尺寸的工件。

5. 自动刀具切换：数控车床通常配备多个刀具，以满足不同工艺要求。

通过自动刀具切换系统，可以根据加工程序的要求，自动选择和更换刀具。

6. 检测和监控：数控车床还配备了各种传感器和测量仪器，用于检测切削力、位置误差和工件尺寸等信息。

这些数据可以被实时监控和记录，以保证加工的准确性和质量。

总的来说，数控车床通过计算机程序控制刀具和工件的运动，实现精确和高效的加工过程。

它具有自动化、高精度、高效率和灵活性等优点，广泛应用于各种精密零部件的加工领域。

第十一章联轴器和离合器联轴器和离合器是机械传动中的常用部件，常用于机床，汽车，起重机等各种工程机械行业。

联轴器用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件如图11-1所示。

在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。

联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。

一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。

离合器是汽车动力系统的重要部件，它担负着将动力与发动机之间进行切断与连接的工作如图11-2所示。

1981年法国人制成摩擦片式离合器，摩擦离合器是应用得最广也是历史最久的一类离合器随着工业技术的发展，联轴器和离合器的类型越来越多，应了解各型号的结构特点以及应用场合并解决其选型等问题，以提高联轴器和离合器的工作能力，改善的联轴器和奔合器传动质量。

图11-1联轴器图11-2离合器本章知识要点(1) 了解联轴器的功用与分类特点。

(2)熟悉联轴器的选用方法，掌握联轴器选型计算步骤。

(3) 了解离合器的功用与分类，熟悉摩擦式片离合器的工作原理。

兴趣实践以汽车离合器为例，研究不同汽车上所选用的离合器类型有何不同，并对离合器的内部结构进行拆装，掌握其结构上的异同和特殊性，注意观察离合器制动的关键构件。

探索思考根据工作环境和传动力矩的不同，应该怎样选择合适类型的联轴器？预习准备本章讲学习联轴器和离合器的分类，工作原理、结构特点以及应用场合。

着重预习联轴器的选型步骤和选型计算方法，并且了解联轴器和离合器的异同点。

11.1联轴器11.1.1联轴器的功用和分类一般机械都是由原动机、传动机和工作机构组成，这三部分必须联接起来才能工作，而联轴器就是把它们联接起来的一种重要装置。

联轴器主要用于两轴之间的联接，它也可用于轴和其它零件（卷筒、齿轮、带轮等）之间的联接。

它的主要任务是传递扭矩。

若要使两轴分离，必须通过停车拆卸才能实现。

联轴器所要联接的轴之间，由于存在制造、安装误差，受载受热后的变形以及传动过程中会产生振动等因素，往往存在着轴向、径向或偏角等相对位置的偏移如图11-3所示。

机床顶尖工作原理
机床顶尖工作原理是通过机床切削加工时工件和刀具的相对运动来实现的。

具体工作原理如下：
1. 机床结构：机床通常由床身、主轴箱、进给机构和控制系统等部分组成。

床身是机床的基础部分，承载着整个机床的重量。

主轴箱装有主轴和主轴驱动装置，用于提供切削动力和旋转运动。

进给机构负责控制工件在切削过程中的进给运动。

控制系统用于控制整个机床的运行。

2. 切削过程：切削过程通过工件和刀具之间的相对运动来实现。

工件被固定在机床上，而刀具则被主轴带动旋转。

刀具在旋转的同时，沿着工件的运动方向进行切削。

切削过程中，在刀具的作用下，工件上的材料被切削掉，从而形成所需的形状和尺寸。

3. 进给运动：工件在切削过程中需要进行进给运动，使刀具能够逐渐切削掉工件上的材料。

进给运动可以通过进给机构来实现，进给机构控制工件在切削过程中的运动速度和方向。

进给运动的速度和方向可以根据加工要求进行调整。

4. 控制系统：控制系统对整个机床进行控制和监控。

它可以通过输入指令，控制机床的各种运动和加工参数，以实现所需的加工要求。

控制系统可以是数控系统或传统的机械系统。

总结来说，机床顶尖的工作原理是通过切削过程中工件和刀具
的相对运动来实现，切削过程中需要进行进给运动，并由控制系统对整个机床进行控制和监控。

《制造工程基础》第11章《金属切削原理》复习题一、填空题1）工件上由切削刃正在形成的那部分表面，称为。

2）YG类硬质合金牌号中的数字越大，则其强度越，硬度越。

3）YT类硬质合金牌号中的数字越大，则其强度越，硬度越。

4）γ是的符号，是在面内测量的，面与面的夹角。

o5）当0λ>时，切屑流向表面，适用于加工。

s6）加工塑性较大，容易产生加工硬化的材料时，应选择较的前角。

7）外圆车削时，如果刀尖低于工件回转中心，那么刀具工作前角会。

8）随着切削速度的提高，切削温度将。

9）切削速度越，越容易形成带状切屑。

10）月牙洼磨损发生在刀面上。

11）衡量刀具后刀面磨损程度的常用指标是。

12）切削速度提高时，刀具耐用度会随之。

13）前角的大小决定切削刃的程度和强固程度。

14）后角的主要功用是减小切削过程中刀具刀面与工件表面之间的摩擦。

二、选择题1）磨削时的主运动是（）A. 砂轮旋转运动B. 工件旋转运动C. 砂轮直线运动D. 工件直线运动2）如果外圆车削前后的工件直径分别为100mm和90mm毫米，平均分成两次进刀切完加工余量，那么切削深度应为（）A. 10mmB. 5mmC. 2.5mmD. 2mm3）外圆车刀与工件已加工表面相对的刀具表面是（）A. 前面B. 后面C. 基面D. 副后面4）W6Mo5Cr4V2是下面哪一类刀具材料？A. 钨系高速钢B. 钨钼系高速钢C. 合金工具钢D. 硬质合金5）YT30属于下面哪类硬质合金？（）A. 钨钴类B. 钨钴钛类C. 通用类D. TiC基6）下列哪种牌号的硬质合金的硬度最高？（）A. YT5B. YT15C. YT14D. YT307）下列哪种牌号的硬质合金的强度最高？（）A. YG3B. YG3XC. YG6D. YG88）下面哪种刀具材料最适用于铸铁件粗加工？（）A. YG类硬质合金B. YT类硬质合金C. TiC基硬质合金D. 金刚石9）能否反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为（）A. 主偏角B. 副偏角C. 前角D. 刃倾角10）切削平面通过切削刃上选定点，与基面垂直，并且（）A. 与切削刃相切B. 与切削刃垂直C. 与后刀面相切D. 与前刀面垂直11）外圆车削时，如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心，则刀具的工作前角与标注前角相比会（）A. 增大B.减小C. 不变D. 不定12）切断刀在从工件外表面向工件回转中心逐渐切断时，其工作后角（）。

机床的基本工作原理
机床是一种用于加工金属、塑料或其他材料的工具机器，它在制造业中起着至关重要的作用。

机床的基本工作原理主要包括机床的运动和切削两个方面。

机床的运动原理
机床的运动原理是指机床上各种部件的运动方式和运动过程。

一般而言，机床上的部件可以分为工件和刀具两部分。

工件是需要加工的材料，而刀具则是用来切削、锉削或抛光工件的工具。

在机床的运动过程中，通常会涉及三种基本运动：直线运动、转动运动和往复运动。

这些运动方式由机床上的各种传动装置和控制系统来实现。

通过这些运动的组合和协调，机床可以实现复杂的加工操作，如铣削、钻孔、打磨等。

机床的切削原理
机床的切削原理是指机床上的刀具如何切削工件的过程。

切削过程主要包括切削刃与工件之间的相对运动和材料的切削削除。

在切削过程中，切削刃的几何形状、切削速度、进给量和切削深度等参数都会对切削效果产生影响。

合理地选择这些参数可以提高加工效率、加工质量和工具寿命。

除了切削参数，切削液的选择和使用也对切削效果有重要影响。

切削液能够降低切削温度、减少切削力、延长刀具寿命，并减少切削产生的切屑对工件表面的损伤。

结语
机床的基本工作原理涉及机床的运动和切削两个方面。

了解机床的工作原理有助于我们更好地使用和维护机床，提高加工效率和产品质量。

在实际应用中，除了基本工作原理外，还需要深入了解各种切削工艺和切削液的选择，以实现更精准、高效的加工操作。

手动机床原理
手动机床是一种通过手工操作实现加工的机床。

它的工作原理是通过人工控制零件的位置、速度和力度来完成加工过程。

手动机床通常由主轴、输送系统、工作台和刀具等部件组成。

主轴是机床的核心部分，它提供动力来旋转工件或刀具。

输送系统用来控制工件或刀具在加工过程中的位置和速度，通常由手柄或手轮来控制。

工作台是用来固定工件或刀具的平台，可以根据需要调整位置和角度。

手动机床的操作过程是由操作工人手动控制完成的。

操作工人根据加工要求，通过手柄或手轮来控制输送系统，调整工件或刀具的位置和速度。

同时，操作工人也需要根据加工需要选择合适的刀具，并通过手动方式将刀具带动进行切削或其他加工操作。

手动机床的工作原理简单易懂，操作灵活方便。

但与数控机床相比，它的加工精度和效率较低。

因为手动机床的操作受限于人的感觉和经验，难以实现高精度和高效率的加工。

然而，在某些特定的加工场景下，手动机床仍然具有一定的优势，比如小批量、多品种的加工任务，以及一些特殊形状的零件加工等。