机械制造技术基础第四章41

第四章机械加工方法与设备关键知识点：机床型号编制CA6140型车床M1432A型磨床齿轮加工Y3150E型滚齿机孔加工机床、刨床、插床、铣床4.1金属切削机床的基本知识一、什么是金属切削机床二、金属切削机床在国民经济中的地位三、机床工业的发展简史4.1.1金属切削机床的分类1、按机床的加工性质和所用刀具，可分为十二种类型：每一类中有若干组，每一组中有若干系。2、按机床的通用性程度分通用机床（万能机床）专门化机床（又称专能机床）专用机床3、按机床的精度分普通精度机床精密机床高精度机床（超精密机床）4、按机床重量不同分仪表机床；中型机床（一般机床）；大型机床（大于10吨）；重型机床（大于30吨）；超重型机床（大于100吨）。5、按自动化程度分手动、机动、半自动、自动。6、按机床主要工作部件的数目分单轴的、多轴的；单刀的、多刀的机床等。4.1.2金属切削机床型号的编制方法（按GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》）机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、主要技术参数、性能和结构特点等。我国机床的型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律排列组成。4.1.2机床的型号编制（1）通用机床的型号编制按GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》其中：1）有“（）”的代号或数字，当无内容时则不表示，若有内容则不带“（）”2）有“○”符号者，为大写的汉语拼音字母；3）有“△”符号者，为阿拉伯数字；4）有“”符号者，为大写的汉语拼音字母或阿拉伯数字，或两者兼有。机床作为机械中的一个突出典型，运动、结构要求高。以机床为例，学习设计机器的一般方法。研究——机床所应具有的各种运动及其相互关系。目的——用科学简便的方法，根据机床的运动规律来分析、比较各类机床的传动系统，以便合理使用机床和设计机床。机床运动分析过程：表面——运动——传动——机构——调整。机床的运动分析4.1.3机床的传动联系及传动原理图（一）、机床的传动联系为实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备以下三个基本部分：1、执行件：执行机床运动的部件。（主轴、刀架、工作台，完成运动并保持准确的运动轨迹）2、动力源：为执行件提供运动和动力的装置。3、传动装置：传递运动和动力的装置。（变速、换向、改变运动形式）（二）.传动链运动源——传动装置——执行件；或：执行件——传动装置——执行件，构成传动联系。构成一个传动联系的一系列串联着的传动件，称为“传动链”。传动链按运动性质分为：外联系传动链、内联系传动链。三、传动原理图通常传动链包括各种传动机构，在考虑传动路线时，可以先撇开具体的机构，把各种机构分成两大类：定比机构：固定传动比的传动机构。如定比齿轮副、丝杆螺母副、蜗轮蜗杆副等。换置器官：变传动比的传动机构。如变速箱、挂轮架、数控机床中的数控系统等。传动原理图：用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来。4.1.4机床的传动系统及传动系统图与运动计算（1）机床的传动系统实现机床加工过程中全部成形运动和辅助运动的各传动链，组成一台机床的传动系统。有：主运动传动链、进给运动传动链、展成运动传动链、分度运动传动链等。（2）传动系统图传动系统图：表示实现机床全部运动的传动示意图。具体传动元件用简单的规定符号表示（规定的符号见GB4464-84机械制图——机构运动简图符号），并标明齿轮的齿数、蜗杆头数、丝杆导程、带轮直径、电动机功率和转速等。传动链中的机构，按运动传递或联系顺序依次排列，以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床轮廓中。该图只表示传动关系，不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。分析传动系统图的一般方法是：首先找出运动链所联系的两个末端件，然后按运动传动（或联系）顺序，依次分析各传动轴之间的传动结构和运动的传递关系。分析传动结构时，特别注意齿轮、离合器等传动件与传动轴之间的连接关系（如固定、空套或滑移）。以图4-1的XA6132万能升降台铣床的传动系统为例进行分析。1）主运动传动链—联系主电动机和主轴，使主轴获得旋转主运动。其传动路线表达式如下：2）进给传动链—联系电机和工作台，使工件获得三个方向的直线进给运动。传动路线表达式如下：3）快速空行程传动链接合M4而脱开M3，进给电机运动由定比齿轮26/44－44/57－57/43和M4传给轴X。其它路线相同，获得快速运动。传动原理图与传动系统图的区别：传动系统图表示该机床所有的执行运动及其传动联系；而传动原理图则主要表示与表面成形有直接关系的运动及其传动联系。传动系统图具体表示了传动链中各传动件的结构形式，如轴、齿轮、胶带轮等；而传动原理图则仅用一些简单的符号来表示运动源与执行件，执行件与执行件之间的传动联系。机床运动的调整一、运动的主要参数：一般情况下，每一个独立的运动都有五个参数：即起点、轨迹、速度、方向、行程。运动的轨迹——直线；运动速度——切削速度v；运动方向——向前运动为切削；运动行程——L；运动位置——运动的起点为a，终点为b例：普通卧式车床上车削螺纹只需一个成形运动（导线—螺旋线）。欲确定这个成形运动，就必须对它的五个参数加以确定。起点:由操作人员控制。轨迹:旋向：（左旋或右旋）由螺纹链中变换螺纹旋向的机构来确定。导程：由螺纹链的换置器官的传动比if来确定。速度：由主运动链的换置器官的传动比iv来确定。方向：（从螺纹线一头到另一头）由主运动传动链中的换向机构来确定。行程：由操作人员控制，有时可使用调整挡铁。机床运动的调整计算机床运动的调整计算，按每一传动链分别进行，其一般步骤如下：1）确定传动链的两端件；2）根据传动链两端件的运动关系，确定它们的计算位移，即在指定的同一时间间隔内两端件的位移量；3）列出运动平衡式；4）导出换置公式。1.确定各传动链两末端件。（主轴——刀架）2.根据传动链两末端件的运动关系，确定计算位移。（主轴1转——刀架移动fmm）3.列出运动平衡方程式。1（r）i1ifi2tl=f4.导出该传动链的换置公式，即解出运动平衡方程式中的if。if=121fiit换置器官在传动链中的位置换置器官在传动链中的位置对运动的调整计算影响很大，对机床的加工精度也有一定的影响。4.1.5机床的基本要求•工艺范围：指机床适应不同生产要求的能力，包括在机床上能完成的工序种类、可加工零件的类型、材料和尺寸范围以及毛坯种类等。•加工精度和表面粗糙度：机床是“制造机器的机器”，其精度要高、加工零件的表面粗糙度值小，还需控制机床的热变形、振动、磨损•生产率和自动化程度：指单位时间内加工零件的数量，在保证机床的加工精度的前提下，应尽可能提高生产率，机床的自动化有助于提高生产率，这两个要求，是一个相对的概念，而并非对任何机床这二者都越高越好。•噪声和效率：机床的噪声是环境污染，防碍正常工作，要尽力降低。机床的效率指消耗于切削的有效功率和电动机输出功率之比，反映了空转功率的消耗和机构运转的摩擦损失。摩擦损失→热量→工艺系统热变形，→机床的加工精度↘。•人机关系（又称宜人性）：操作方便省力、安全可靠，操纵动作符合人的生理习惯，不易发生误操作和故障，减少工人的疲劳。1）一种人为的实物体组合；2）各部件之间具有确定的相对运动；3）能够代替人的劳动，进行能量转换，将金属毛坯加工成具有一定尺寸、形状和精度的零件。金属切削机床，是一种用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的一种机器。它是制造机器的机器，故又称为“工作母机”或“工具母机”。返回金属切削机床在国民经济中的地位是“工作母机”——制造机器的机器。机床的技术水平代表一个国家机械工业水平。所担负的工作量在一般生产中约占机器制造工作40-60%，其先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产率。直接关系到国民经济、国计民生。是国民经济发展水平的标志。返回机床生产前七大国生产产值（占世界产值85%以上）返回航空飞机特殊机床一般机床汽车、家电3C产业机器一般零件机床制造厂机床等级美国（传统厂商）德国日本韩国、台湾美国（新型厂）高低返回1、机床工业的发展简史人力机床→水力、风力→车床（特夫曼）→刨床、铣床等1952年，美国，第一台数控(NumericalControl)铣床，CAM（计算机辅助制造）的开端1958年，美国，自动换刀加工中心(MachiningCenter)1962年，第一台工业机器人(IndustrialRobot)1967年，英美联合制成FMS（FlexibleManufacturingSystem）柔性制造系统80年代，CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）计算机集成制造系统返回35返回2019/12/25页面371959年新中国第一台数控铣床返回2019/12/25页面38返回2019/12/25页面39返回2019/12/25页面40返回2019/12/25页面41由一个多级计算机控制硬件结构，配合一套订货、销售、设计、制造和管理综合为一体的软件系统所构成的全盘自动化制造系统。返回按机床的加工性能和结构特点分特种加工机床CZTXLMBYSDGQ其他机床车床钻床镗床铣床拉床磨床刨插床齿轮加工机床螺纹加工机床锯床返回2019/12/25页面43通用车床曲轴数控车床组合机床返回2019/12/25页面44多轴深孔钻大连机床厂生产的九轴五联动机床双电主轴（内置式电主轴）、双刀架（上下刀架）、带C轴和Y轴及B轴。国外最先进的机床可做到15~19轴联动，分辨率0.1~0.01μm返回（1）类代号：用大写汉语拼音字母表示，位于型号之前。返回（2）通用特性代号用大写汉语拼音字母表示，位于类别代号之后。包括：通用特性、结构特性通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心（自动换刀）轻型加重型简式或经济型仿型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHQCJFRXS读音高密自半控换轻重简仿柔显速机床的型号编制例：“CK”表示数控车床；“MBG”表示半自动高精度磨床如果某类型机床仅有某种通用特性，而无普通型，则通用特性不必表示。如“C1107”为单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有“非自动”型，所以不必用“Z”表示通用特性。a、通用特性b、结构特性代号为了区别性能不同的机床，故采用结构特性代号，用汉语拼音字母表示。例如A、D、E,L,N,P……。如CA6140型卧式车床型号中的“A”，即在结构上区别C6140型卧式车床。返回（3）组、系代号用两位阿拉伯数字表示，位于类代号后面。每类机床划分为十个组，同一组机床的结构性能和使用范围基本相同。每个组又划分为十个系，同一系列机床的基本结构和布局型式相同。组别类别0123456789车床C仪表车床单轴自动半自动车床多轴自动、半自动车床回轮、转塔车床曲轴及凸轮轴车床立式车床落地及卧式车床仿形及多刀车床轮、轴、辊、锭及铲齿车床其他车床钻床Z坐标镗钻床深孔钻床摇臂钻床台式钻床立式钻床卧式钻床铣钻床中心孔钻床镗床T深孔镗床坐标镗床立式镗床卧式铣镗床精镗床汽车、拖拉机修理用镗床磨床M仪表磨床外圆磨床内圆磨床砂轮机坐标磨床导轨磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲轴、凸轮轴、花键轴及轧辊磨床工具磨床2M超精机内圆珩磨机外圆及其他珩磨机抛光机砂带抛光及磨削机床刀具刃磨及研磨机床可转位刀片磨削机床研磨机其他磨床3M球轴承套圈沟磨床滚子轴承套圈滚道磨床轴承套圈超精机叶片磨削机床滚子加工机床钢球加工机床气门、活塞及活塞环磨削机床汽车、拖拉机修磨机床通用机床类、组划分表（之1）机床的型号编制组别类别0123456789齿轮加工机床Y仪表齿轮加工机锥齿轮加工机滚齿及铣齿机剃齿及珩齿机插齿机花键轴铣床齿轮磨齿机其他齿轮加工机齿轮倒角及检查机螺纹加工机床S套丝机攻丝机螺纹铣床螺纹磨床螺纹车床铣床X仪表铣床悬臂及滑枕铣床龙门铣床平面铣床仿形铣床立式升降台铣床卧式升降台铣床床身铣床工具铣床其他铣床刨插床B悬臂刨床龙门刨床插床牛头刨床边缘及摸具刨床其他刨床拉床L侧拉床卧式外拉床连续拉床立式内拉床卧式内拉床立式外拉床键槽及螺