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1、第五章 金属切削机床与刀具5.1 金属切削机床的分类与型号编制 5.1.1 机床的分类 1.按功能：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其它机床；2.按万能性程度：通用机床、专门化机床和专用机床；3.按重量和尺寸：仪表机床、中型机床、重型机床、超重型机床；4.按主要部件数目：单轴、多轴、单刀和多刀等；5.按自动化程度：普通、半自动和自动机床；6.按工作精度：普通精度机床、精密机床和高精密机床 5.1.2 机床的型号编制 通用机床型号的表示方法如下：1.机床的类别代号（表5-1）2.机床的特性代号（表5-2）3.机床的组别代号和系别代号（表5-3）4.机
2、床主参数、设计顺序号和第二主参数 机床主参数：机床规格大小的主要参数，用阿拉伯数字的折算值给出；设计顺序号：对于无法用主参数表示的机床则用设计顺序号表示；第二主参数：表示机床主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作面长度等；5.其它特性代号：如数控机床的数控系统、机床的变形等；6.机床重大改进序号：按改进的先后顺序用A、B、C等表示；5.2 工件表面成形方法与机床运动分析 5.2.1 工件表面形状与成形方法 1.工件表面的构成要素：平面、圆柱面、圆锥面和各种成形表面（图5-1），上述表面均可看成是一根母线沿着导线运动而形成的，且一般情况下母线和导线可互换，特殊表面如圆锥面除外，母线和导线统称
3、为发生线（图5-2）。2.切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件间的相对运动得到的，具体方法包括（图5-3）：1）轨迹法 2）成形法 3）相切法 4）展成法 5.2.2 机床运动分析 1.机床的运动 机床加工零件时，是通过刀具与工件的相对运动而形成所需的发生线，而形成发生线的运动称为表面成形运动。（图5-4）1）表面成形运动：简单成形运动和复合成形运动 2）辅助运动：表面成形运动之外的运动 2.机床的运动联系 1）机床完成各种运动必须具备的三个基本部分：a 执行件：最终实现所需运动的部件 b 动力源：提供运动和动力的装置 c 传动装置：传递运动和动力的装置 2）传动链：是指由动力源传动装置执行
4、件或执行件传动装置执行件构成的传动联系。传动链分为：a 外联系传动链：实现简单运动的传动链 b 内联系传动链：实现复合运动的传动链 3.传递原理图（图5-5）和传动系统图 5.3 车床和车刀 5.3.1 车床 1.CA6140型卧式车床 1）机床的布局（见图5-7）2）机床传动系统（见图5-8）（1）主运动传动链 主运动传动链的两末端元件为电机和主轴，主轴有正转、反转和停转三种形式，其中。传动路线表达式：a）轴到可获得2x3=6种转速；b）轴到主轴高速路线：63/50（6级）c）轴到主轴低速路线：20/80或50/50 20/80或51/50主轴（24级）实际转速：23(22-1)=18级 d
5、）反转 31+(22-1)=12级 e）转速计算平衡式：f）图5-8中主轴转速计算：=1ZZDnnDZZ-主电-130512263=14500.98450/min230435850nr主（2）进给运动传动链 进给运动传动链的两末端元件为刀架和主轴。包括刀架的纵向和横向移动。a）车削螺纹传动路线：包括米制、英制、模数制和径节制四种螺纹。1(主轴)uL丝=L工 b）车削米制螺纹的运动平衡式：其中：u基指轴8和9之间的变速齿轮基本组，共8 种传动比；u倍指轴15、16和17之间的变速齿轮增倍组，共4种传动比；()58 3363 100 2525 36112mm=758 33 100753636 25
6、Luuu u主轴基倍基 倍C）加工大导程米制螺纹传动路线表达式：其中：正常导程传动比u=58/58=1 扩大导程传动比：5858505880442650802620445820正常导程主轴125880804426=1626202044585880504426=42620504458uu扩扩 d）纵向进给传动链 车床纵向进给量有64种，将正常导程的米制螺纹传动路线的运动平衡式简化：变换u基和u倍可得到32种进给量，其余32种可分别通过英制螺纹传动路线和扩大导程螺纹得到。e）横向进给传动链 当传动路线与纵向进给一致时，横向进给量是纵向进给量的一半，进给量种数相同。f）刀架快速移动传动链 刀架的纵向
7、和横向快速移动由快速移动电机传动。=0.71fu u纵基倍()13440 30 28=28002.5 12=1.51m min29 29 30 48 80v纵右快（3）CA6140车床主要结构a）主轴箱（图5-9）包括：主轴箱、传动齿轮及传动轴、卸荷带轮、双向多片摩擦离合器及其操纵机构、变速操纵机构、主轴组件等；b）溜板箱 包括：开合螺母机构、纵横向机动进给和快速移动操纵机构、互锁机构、安全离合器等；2.数控车床和车削中心 5.3.2 车刀 1.普通车刀：外圆车刀 端面车刀 切断刀和切槽刀 2.成形车刀：平体成形车刀 棱体成形车刀 圆体成形车刀 5.4 孔加工机床与刀具 5.4.1 钻床 1.
8、立式钻床2.摇臂钻床3.深孔钻床4.数控钻床 5.4.2 2 镗床 包括：卧式镗床、坐标镗床和金刚镗床 5.4.3 3 孔加工刀具 1.从实心材料上加工孔的刀具 包括：扁钻、麻花钻、中心钻和深孔钻 1）标准麻花钻顶角约为118。2）从外径向钻心刃倾角逐渐减小（负值增大）。3）从外径向钻心前角逐渐减小，约由+30减小到-30，所以靠近钻头中心处切削条件很差。4）从外径向钻心后角逐渐增大，外径处约810，钻心处约2030。5）横刃前角为负值(约-45-60)，后角为正值(约3036)。所以钻削时在横刃处发生严重的挤压而造成 2.对已有孔进行再加工的刀具 包括：扩孔钻、锪钻、铰刀和镗刀 1）扩孔钻加
9、工余量小，对已有孔进行扩大，用于铰孔和磨孔前的预加工。2）锪钻包括平底锪钻和锥面锪钻。3）铰刀用于孔的半精加工和精加工。4）镗刀用于大直径孔的半精加工和精加工，分为单刃镗刀和双刃镗刀。3.孔加工复合刀具 4.拉刀 1）拉削能加工各种内外表面。2）拉刀的齿升量即为进给量。5.5 刨床与插床 5.5.1 刨床：主要用于刨削各种平面和沟槽，分为牛头刨床和龙门刨床。5.5.2 插床：主要用于加工内表面，如内孔键槽及多边形孔。5.6 铣床与铣刀 5.6.1 铣床铣削加工分为顺铣和逆铣：在铣床加工中，切削方向和工件的进给方向相同的是顺铣。相反是逆铣。顺铣的功率消耗要比逆铣的小，在同等的切削条件下，顺铣消耗
10、功率要低5%-15%，同时顺铣更有利于排屑。一般加工尽量采用顺铣，以提高被加工零件表面的光洁度，保证尺寸的精度。但是在切削面上有硬质层、积渣、工件表面凹凸不平较显著时，应采用逆铣。逆铣时，切削有薄变厚，刀齿从已加工表面切入，对铣刀的使用有利。铣床包括：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床和数控铣床 5.6.2 铣刀铣刀包括：平面铣刀、沟槽铣刀和成形铣刀 5.7 磨床 磨床包括：外圆磨床、内圆磨床和平面磨床 5.8 齿轮加工机床和齿轮刀具 1.齿轮加工方法分为成形法和展成法，其中展成法也叫包络法，是利用齿轮的啮合原理进行加工的；2.采用展成原理加工齿轮的机床有滚齿机、插齿机、磨齿机、剃齿机和珩齿机等；3.齿轮刀具包括成形齿轮刀具和展成齿轮刀具；5.9 组合机床 5.10 立式镗铣加工中心
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