金属切削机床一基本知识

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1、金属切削机床一基本知识2.按机床的通用程度分类按机床的通用程度分类通用机床：可以完成多种工件的多种工序加工（常称为万能机床）。通用机床：可以完成多种工件的多种工序加工（常称为万能机床）。专门机床：完成同一类型但尺寸不同的特定工序加工（也称为专门化机床）。专门机床：完成同一类型但尺寸不同的特定工序加工（也称为专门化机床）。专用机床：完成某一工件或某工件的一个（或几个）固定不变工序的加工。专用机床：完成某一工件或某工件的一个（或几个）固定不变工序的加工。 按工作精度分类按工作精度分类（普通机床，精密机床，高精度机床）（普通机床，精密机床，高精度机床） 按机床重量按机床重量, ,尺寸分类尺寸分类（小

2、型（小型, ,中型中型, ,大型大型, ,重型重型, ,超重型）超重型） 按自动化程度分类按自动化程度分类（手动（手动, ,机动机动, ,半自动半自动, ,自动）自动） 按控制方式分类按控制方式分类（普通机床，数控机床）（普通机床，数控机床）3.同类机床中的分类同类机床中的分类第1页/共35页 机床的技术参数是表示机床规格尺寸大小机床的技术参数是表示机床规格尺寸大小和和加工能力的各种技术数据。加工能力的各种技术数据。主参数：反映机床最大工作能力的主要参数主参数：反映机床最大工作能力的主要参数第二主参数：为了完整表示机床最大工作能力，第二主参数：为了完整表示机床最大工作能力，除主参数之外的另一重

3、要参数除主参数之外的另一重要参数 主参数等于主参数代号（折算值）除以折算主参数等于主参数代号（折算值）除以折算系数。系数。例如卧式车床的主参数折算系数为例如卧式车床的主参数折算系数为1 11010，所，所以以CA6140CA6140型卧式车床的主参数为型卧式车床的主参数为400mm400mm。二二.机床的技术参数与尺寸系列机床的技术参数与尺寸系列第2页/共35页常见机床的主参数名称及折算系数见下表。常见机床的主参数名称及折算系数见下表。 机 床 名 称主参数名称主参数折算系数卧式车床床身上最大回转直径1/10摇臂钻床最大钻孔直径1卧式坐标镗床工作台面宽度1/10外圆磨床最大磨削直径1/10立式

4、升降台铣床工作台面宽度1/10卧式升降台铣床工作台面宽度1/10龙门刨床最大刨削宽度1/100牛头刨床最大刨削长度1/10第3页/共35页三三.机床的型号编制机床的型号编制 机床的型号是机床产品的代号，可简明表机床的型号是机床产品的代号，可简明表示机床的类型、主要技术参数、性能和示机床的类型、主要技术参数、性能和结构特结构特点。机床型号的编制按照点。机床型号的编制按照GB15375 94 金属金属切削机床型号编制方法切削机床型号编制方法进行。进行。P83第4页/共35页机床型号的编制方法 第5页/共35页1.机床的类别代号类别车车床床钻床镗床磨床齿轮螺纹铣床刨床拉床特种锯床其他代号CZTMYS

5、XBLDGQ读音车车 钻 镗 磨 牙 丝 铣 刨 拉 电 割 其第6页/共35页2机床的特性代号：分为两类 （1）通用特性代号 （2）结构特性代号（1）通用特性代号 通用特性代号有统一的含义，见下表：注：当某种类型机床，除有普通型外，还有某种通用特性时，则在类代号之后加相应特性代号。第7页/共35页 例：通用特性代号 CJ0625为?; ZQ3040为?; CK6132为?; XH7132为?; GB4028为?; 通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心仿形轻型加重型简式柔性加工数显高速代号G M ZBKHFQCJRXS读音高 密 自 半 控 换 仿 轻 重 简 柔 显 速第8页/共35页（

6、2）结构特性代号 结构特性代号在型号无统一的含义，它只是在同类型机床中起区分结构、性能不同的作用。 第9页/共35页3组、系代号 每类机床按其结构性能及使用范围划分为 10个组，用数字09表示。 在同一组机床中，又按主参数、主要结构等划分为10个系，用数字09表示。注：组别、系别划分请查阅相关资料。P84第10页/共35页 例：组、系代号CA6140A; CK6132; CJ0625; ZQ3040; Z4116; Z5125； X5036B; B6066； GB4028; 第11页/共35页 例：组、系代号 CA6140A为?; CK6132为?; -卧式车床 CJ0625为?; -仪表卧式

7、车床 ZQ3040为?; -摇臂钻床 Z4116为?; -工作台台式钻床 Z5125为?； -方柱立式钻床 X5036B为?; -立式升降台铣床 B6066为?； -牛头刨床 GB4028为?; -卧式带锯床第12页/共35页4主参数折算值： 用阿拉伯数字给出主参数的折算值，表示机床规格大小，位于机床组、系代号之后 折算系数一般是1/10或1/100，少数是1。 常见机床的主参数及折算系数见下表。第13页/共35页机 床主参数名称折算系数卧式车床床身上最大回转直径1/10升降台铣床工作台面宽度1/10插床及牛头刨床最大插削及刨削长度1/10矩台平面磨床工作台面宽度1/10摇臂钻床最大钻孔直径1

8、/1卧式带锯床最大锯削直径1/10第14页/共35页M G 1 4 32 A 重大改进序号（第一次重大改进）主参数代号（最大的磨削直径320）型别代号（万能外圆磨床型）组别代号（外圆磨床组）通用特性代号（高精度）类别代号（磨床类）第15页/共35页XKA5032A XKA5032A X X 铣床（类代号）铣床（类代号） K K 数控（通用特性代号）数控（通用特性代号） A A （结构特性代号）（结构特性代号） 50 50 立式升降台铣床（组系代号）立式升降台铣床（组系代号） 32 32 工作台面宽度工作台面宽度320mm320mm（主参数）（主参数） A A 第一次重大改进（重大改进序号）第一

9、次重大改进（重大改进序号）第16页/共35页MGB1432 MGB1432 M M 磨床（类代号）磨床（类代号） G G 高精度（通用特性代号）高精度（通用特性代号） B B 半自动（通用特性代号）半自动（通用特性代号） 14 14 万能外圆磨床（组系代号）万能外圆磨床（组系代号） 32 32 最大磨削外径最大磨削外径320mm320mm（主参数）（主参数）C2150C21506 6C C 车床（类代号）车床（类代号）21 21 多轴棒料自动车床（组系代号）多轴棒料自动车床（组系代号）50 50 最大棒料直径最大棒料直径50mm50mm（主参数）（主参数）6 6 轴数为轴数为6 6（第二主参数

10、）（第二主参数）第17页/共35页动力源动力源 为执行件的运动提供能量的装置为执行件的运动提供能量的装置执行件执行件 机床上最终实现运动的部件机床上最终实现运动的部件传动装置传动装置 将运动和动力从动力源传递至执将运动和动力从动力源传递至执 行件的装置行件的装置动力源、传动装置和执行件共同组成机床的传动系统。动力源、传动装置和执行件共同组成机床的传动系统。2.3 机床的基本传动形式机床的基本传动形式传动装置动力源执行件一一. 机床传动的组成机床传动的组成第18页/共35页1.带传动带传动二二. 机床常用的传动副机床常用的传动副大多数机床机械传动部分采用的传动元件有胶大多数机床机械传动部分采用的

11、传动元件有胶带与带轮、齿轮、蜗杆与蜗轮及丝杆与螺母等。带与带轮、齿轮、蜗杆与蜗轮及丝杆与螺母等。每一对传动元件称为传动副，两个传动元件之每一对传动元件称为传动副，两个传动元件之间的转速比为传动比。间的转速比为传动比。 利用传动带与带轮之间的摩擦力，将主动带利用传动带与带轮之间的摩擦力，将主动带轮上的转动传到被动带轮上。轮上的转动传到被动带轮上。 带传动传动平稳，结构简单，可进行长距离带传动传动平稳，结构简单，可进行长距离传动，但传动过程中容易打滑，无法保证准确的传动，但传动过程中容易打滑，无法保证准确的传动比，且传动效率低。传动比，且传动效率低。第19页/共35页如果不考虑传动带与带轮之间的如

12、果不考虑传动带与带轮之间的摩擦，则摩擦，则 v1 = v2 = v带带 即即 d1 n1 = d2 n2 如果考虑传动带与带轮之间的摩擦，则如果考虑传动带与带轮之间的摩擦，则i1-2 = d1/d2 传动比为：传动比为： i1-2 = n2/n1 = d1/d2 带传动的传动比计算：带传动的传动比计算：n1、n2 带轮带轮1、2的转速的转速d1、d2 带轮带轮1、2的直径的直径第20页/共35页2.齿轮传动齿轮传动 z1 n1 = z2 n2 , 传动传动比为：比为：i1-2 = n2 / n1 = z1 / z2n1、n2 齿轮齿轮1、2的转速的转速z1、z2 齿轮齿轮1、2的齿数的齿数 齿

13、轮传动结构紧凑，可传递较大的圆周力，齿轮传动结构紧凑，可传递较大的圆周力，并得到准确的传动比，传动效率高。并得到准确的传动比，传动效率高。 齿轮传动比计算：在相同时间内，一对互相齿轮传动比计算：在相同时间内，一对互相啮合的齿轮所转过的齿数是相同的。啮合的齿轮所转过的齿数是相同的。第21页/共35页3. 蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动 传动比计算：蜗杆的头数有几头，蜗杆每转传动比计算：蜗杆的头数有几头，蜗杆每转一圈就推动蜗轮转过几个齿，即一圈就推动蜗轮转过几个齿，即 k n1 = z n2传动传动比为比为：i1-2 = n2 / n1 = k / z n1、n2 蜗杆、蜗轮的转速蜗杆、蜗轮的转速k、z

14、 蜗杆头数、蜗轮齿数蜗杆头数、蜗轮齿数 蜗轮蜗杆的传动平稳，结构紧凑，可获得较蜗轮蜗杆的传动平稳，结构紧凑，可获得较大的降速比大的降速比, 但传动效率低但传动效率低, 需良好的润滑条件。需良好的润滑条件。第22页/共35页4. 丝杆螺母传动丝杆螺母传动 传动比计算：丝杆每转一圈，螺母移动一个传动比计算：丝杆每转一圈，螺母移动一个导程，即：导程，即：v = T n = k P nn 丝杆的转速；丝杆的转速；P 丝杆的螺距；丝杆的螺距；k 丝杆的头数；丝杆的头数；T 丝杆的导程；丝杆的导程；v 螺母的移动速度。螺母的移动速度。 丝杆螺母传动平稳，无噪声，若制造精确，丝杆螺母传动平稳，无噪声，若制造

15、精确，可提高传动精度，但传动效率低。可提高传动精度，但传动效率低。第23页/共35页5. 齿轮齿条传动齿轮齿条传动 齿轮齿条传动可将直线运动和旋转运动互相齿轮齿条传动可将直线运动和旋转运动互相转换，传动效率高，但传动效率、平稳性和准确转换，传动效率高，但传动效率、平稳性和准确度较齿轮传动差。度较齿轮传动差。传动比计算：齿轮每转过一个齿，齿条移动一个传动比计算：齿轮每转过一个齿，齿条移动一个齿距，即：齿距，即：v = m z nn齿轮的转速；齿轮的转速；m齿条的模数，与齿轮的齿条的模数，与齿轮的 模数相等；模数相等；z齿轮的齿数；齿轮的齿数；v齿条的移动速度。齿条的移动速度。第24页/共35页定

16、比传动机构定比传动机构 传动比和传动方向固定不变的传动机构；传动比和传动方向固定不变的传动机构；变速传动机构变速传动机构 可变换传动比或传动方向的传动机构；可变换传动比或传动方向的传动机构；三三. 机床的变速机构机床的变速机构机床的机械传动部分有两种传动机构。机床的机械传动部分有两种传动机构。第25页/共35页1.塔轮变速机构塔轮变速机构 图中，塔轮图中，塔轮1，3分别固定在轴分别固定在轴和轴和轴上，传动带上，传动带 2可在塔轮上可在塔轮上移换三个位置，移换三个位置，当轴当轴以固定不变以固定不变的转速旋转时，轴的转速旋转时，轴即可得到三级即可得到三级不同的转速。不同的转速。 塔轮实际上就是将若

17、干带轮组合在一起，传塔轮实际上就是将若干带轮组合在一起，传动带可以在塔轮上移动若干个位置，而各个位置动带可以在塔轮上移动若干个位置，而各个位置上带轮的直径不同，故得到若干种转速。上带轮的直径不同，故得到若干种转速。 塔轮变速结构简单，传动平稳，但皮带换档塔轮变速结构简单，传动平稳，但皮带换档需手动，不方便。需手动，不方便。第26页/共35页 应用最为广泛的变速机构，有双联齿轮、三应用最为广泛的变速机构，有双联齿轮、三联齿轮等。其结构简单，使用方便；但不能在运联齿轮等。其结构简单，使用方便；但不能在运动中变速，且只能用于圆柱齿轮。动中变速，且只能用于圆柱齿轮。2. 滑移齿轮变速滑移齿轮变速 z2

18、 z2 z1 z1 z3 z3 z1i1= z1 z3i3 = z3 z2i2 = z2第27页/共35页3. 离合器变速离合器变速 离合器变速机构不用移动齿轮，可用于斜齿离合器变速机构不用移动齿轮，可用于斜齿轮传动，其结构紧凑，使用方便，有牙嵌式离合轮传动，其结构紧凑，使用方便，有牙嵌式离合器、摩擦式离合器和电磁离合器等。器、摩擦式离合器和电磁离合器等。 z1i1= ； z1 z2i2 = z2 z2 z2 z1 z1 第28页/共35页中心距不变中心距不变4. 配换齿轮变速配换齿轮变速中心距改变中心距改变 一对相啮合的齿轮拆卸更换，配换齿轮的一对相啮合的齿轮拆卸更换，配换齿轮的齿数可以有很

19、大的变化，故灵活性大，能获得齿数可以有很大的变化，故灵活性大，能获得数值不规则而又非常准确的传动比。数值不规则而又非常准确的传动比。第29页/共35页四四. 传动链计算传动链计算传动链传动链：将若干传动副依次组合起来，即成为一个：将若干传动副依次组合起来，即成为一个传动链传动链。机床在加工过程中需要多。机床在加工过程中需要多少种运动，就要有多少条传动链。少种运动，就要有多少条传动链。动力源与执行件（或执行件与执行动力源与执行件（或执行件与执行件）之间的相对速度没有严格要求件）之间的相对速度没有严格要求的传动链。的传动链。外联系传动链外联系传动链内联系传动链内联系传动链动力源与执行件（或执行件与

20、执行动力源与执行件（或执行件与执行件）之间的相对速度有严格要求的件）之间的相对速度有严格要求的传动链，用来保证运动的轨迹。传动链，用来保证运动的轨迹。第30页/共35页传动系统图传动系统图：用国家标准规定的符号代表各种传动元件，按照运动传递的顺序（从动：用国家标准规定的符号代表各种传动元件，按照运动传递的顺序（从动力源到执行件），将它们画在反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中，并标力源到执行件），将它们画在反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中，并标注电机的转速和功率，轴的编号，齿轮、齿条、蜗轮等的模数、齿数，皮带轮的直径注电机的转速和功率，轴的编号，齿轮、齿条、蜗轮等的模数、齿数，

21、皮带轮的直径等参数，就成为该机床的等参数，就成为该机床的传动系统图传动系统图。第31页/共35页传动框图传动框图：将传动系统中的各主要元件、部件按传递顺序和传动关系，仅用文字（加：将传动系统中的各主要元件、部件按传递顺序和传动关系，仅用文字（加方框）表示出来，称方框）表示出来，称传动框图传动框图。利用传动框图可以简化机床的传动系统，使之便于分。利用传动框图可以简化机床的传动系统，使之便于分析。析。第32页/共35页传动结构式传动结构式：根据传动系统图，分析机床运动的传动关系，将各种可能的传动路线全：根据传动系统图，分析机床运动的传动关系，将各种可能的传动路线全部列出来，就可写出传动系统的部列出

22、来，就可写出传动系统的传动结构式传动结构式。运动平衡式运动平衡式：为表达传动系统中两末端件（动力源和执行件）计算转速之间的数值关：为表达传动系统中两末端件（动力源和执行件）计算转速之间的数值关系，常将传动路线中各传动副的传动比相连乘，组成一个等式，称为系，常将传动路线中各传动副的传动比相连乘，组成一个等式，称为运动平衡式运动平衡式。第33页/共35页主轴一共有主轴一共有8 种转种转速速（222）。主轴的反转通过电主轴的反转通过电机的反转来实现。机的反转来实现。在上述传动路线中，主轴最高、最低转速分别为：在上述传动路线中，主轴最高、最低转速分别为：n nmaxmax=1440=1440 0.98 0.98 = 977 = 977（r/minr/min） 3838 42 42 4242 42 42n nminmin=1440=1440 0.98 0.98 40 40（r/minr/min） 2929 51 51 2424 64 64 2020 78 78 6060 38 38 8080165165 8080165165第34页/共35页