第3章金屬切削機床

1、機械制造技術基礎機械工程與自動化學院主編：黃 微教學要求：教學要求： 了解機床的組成，掌握機床的了解機床的組成，掌握機床的主要技術參數(shù)主要技術參數(shù)、機床、機床精度與剛度的基本概念。了解機床型號編制的原則。了精度與剛度的基本概念。了解機床型號編制的原則。了解機床傳動系統(tǒng)的構成，了解控制系統(tǒng)的類型及特點。解機床傳動系統(tǒng)的構成，了解控制系統(tǒng)的類型及特點。了解機床關鍵部件的結構特點、導軌的類型。了解機床關鍵部件的結構特點、導軌的類型。第三章 金屬切削機床教學內容與學時分配：教學內容與學時分配： 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 2 2學時學時 第二節(jié)第二節(jié) 金屬切削機床部件金屬切削機床部件 2 2學時學時* *

2、第三節(jié)第三節(jié) 常見的金屬切削機床（自學）常見的金屬切削機床（自學）重點：重點：表面形成運動、表面形成運動、主要技術參數(shù)、常用機床的型號主要技術參數(shù)、常用機床的型號識別、識別、機床精度與剛度的基本概念、機床精度與剛度的基本概念、機床常用部件組成機床常用部件組成及功能、電氣伺服傳動系統(tǒng)。及功能、電氣伺服傳動系統(tǒng)。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第第3 3章章 金屬切削機床金屬切削機床一一. 機床的基本組成部分機床的基本組成部分P51P51。 二、機床的運動二、機床的運動 P52P52機床的運動包括：表面形成運動和輔助運動機床的運動包括：表面形成運動和輔助運動1 1、工件表面形成運動、工件表面形成運動 零件上

3、常見的表面：圓柱面、圓錐面、平面、成零件上常見的表面：圓柱面、圓錐面、平面、成形面（如螺紋面、漸開線表面）形面（如螺紋面、漸開線表面） * * * * 按組成情況不同，按組成情況不同，表面形成運動表面形成運動可分為可分為簡單表面形成運動：簡單表面形成運動：由單獨的旋轉運動或直線運動構由單獨的旋轉運動或直線運動構成的。成的。復合表面形成運動：復合表面形成運動：由兩個或兩個以上旋轉運動或直由兩個或兩個以上旋轉運動或直線運動，按照某種確定的運動關系組合而成。線運動，按照某種確定的運動關系組合而成。如：斜線（面）或曲線（面）由兩個直線運動復合而如：斜線（面）或曲線（面）由兩個直線運動復合而成；成；由展

4、成運動形成漸開線，常需成型刀刃或幾個簡單運由展成運動形成漸開線，常需成型刀刃或幾個簡單運動組合動組合。2、輔助運動輔助運動三、機床技術性能指標三、機床技術性能指標 P53P531 1、機床的工藝范圍、機床的工藝范圍 指在機床上加工的工件類型和尺寸，能夠完成指在機床上加工的工件類型和尺寸，能夠完成的工序，使用的刀具。的工序，使用的刀具。 通用機床：加工范圍廣，適于加工單件小批生通用機床：加工范圍廣，適于加工單件小批生產，中、小型軸類、盤套類類型。產，中、小型軸類、盤套類類型。 專業(yè)機床：為特定的零件設計的，自動化程度專業(yè)機床：為特定的零件設計的，自動化程度高但加工范圍窄，適于加工大批量生產類型；

5、高但加工范圍窄，適于加工大批量生產類型； 數(shù)控機床：數(shù)控機床：2、機床技術參數(shù)、機床技術參數(shù) 機床精度：機床精度：指能保證被加工工件達到要求的精度和表指能保證被加工工件達到要求的精度和表面粗糙度。分為：普通精度級、精密級、高精密級。面粗糙度。分為：普通精度級、精密級、高精密級。機床精度包括：機床精度包括： 1 1、幾何精度、幾何精度指機床無載荷、不運動或運動速度較低時，指機床無載荷、不運動或運動速度較低時，各主要部件的形狀、相互位置和相對運動的精確程度。各主要部件的形狀、相互位置和相對運動的精確程度。如導軌直線度、主軸徑向跳動。主軸中心線對滑臺的如導軌直線度、主軸徑向跳動。主軸中心線對滑臺的平

6、行度。是評價機床質量的基本指標。平行度。是評價機床質量的基本指標。 2 2、運動精度、運動精度指機床空載并以工作速度運動時，主要零、指機床空載并以工作速度運動時，主要零、部件的幾何位置精度。如主軸回轉精度等。部件的幾何位置精度。如主軸回轉精度等。 3 3、傳動精度、傳動精度指機床傳動系各末端執(zhí)行件之間的協(xié)調性。指機床傳動系各末端執(zhí)行件之間的協(xié)調性。如車螺紋要求主軸轉一轉，刀尖移動一個螺距。如車螺紋要求主軸轉一轉，刀尖移動一個螺距。 4 4、定位精度、定位精度指機床定位部件運動到規(guī)定位置的精度。指機床定位部件運動到規(guī)定位置的精度。 5 5、工作精度、工作精度加工規(guī)定的試件，用試件的加工精度表加工

7、規(guī)定的試件，用試件的加工精度表示機床的工作精度。普通機床的工作精度為示機床的工作精度。普通機床的工作精度為7 7級；級； 6 6、精度保持性、精度保持性在規(guī)定的時間段內，機床保持要求的在規(guī)定的時間段內，機床保持要求的精度的性能。影響的主要因素是磨損。精度的性能。影響的主要因素是磨損。 7 7、機床剛度、機床剛度在切削力、傳動力、慣性力等力的作用在切削力、傳動力、慣性力等力的作用下，機床系統(tǒng)抵抗變形的能力。下，機床系統(tǒng)抵抗變形的能力。 靜剛度：靜剛度：在靜載荷的作用下，機床系統(tǒng)抵抗變形的在靜載荷的作用下，機床系統(tǒng)抵抗變形的能力。能力。 靜載荷：靜載荷：不隨時間變化或變化極為緩慢的力。如重不隨時間

8、變化或變化極為緩慢的力。如重力。力。 動剛度：動剛度：在動載荷的作用下，機床系統(tǒng)抵抗變形的在動載荷的作用下，機床系統(tǒng)抵抗變形的能力。能力。 動載荷：動載荷：隨時間變化的力。隨時間變化的力。GB/T15375-1994GB/T15375-1994金屬切削機床型號編制方法金屬切削機床型號編制方法：按通用程度分：通用機床、專用機床按通用程度分：通用機床、專用機床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自動化程度：手動、機動、半自動、自動機床按自動化程度：手動、機動、半自動、自動機床按機床質量分：儀表機床、中型、大型、重型機床按機床質量分：儀表機床、中型、大型

9、、重型機床五、機床的型號編制五、機床的型號編制類類別別車車床床鉆鉆床床鏜鏜床床磨床磨床齒輪加齒輪加工機床工機床螺紋加螺紋加工機床工機床銑銑床床刨刨床床拉拉床床電加工電加工機床機床切斷切斷機床機床其它其它機床機床代代號號CZTM2M3MYSXBLDGQ讀讀音音車車 鉆鉆 鏜鏜磨磨2磨磨3磨磨牙牙絲絲銑銑刨刨拉拉電電割割其其1 1）. .機床的類別代號機床的類別代號（按加工方式分類）按加工方式分類）1、通用機床型號編制、通用機床型號編制例：例： C A 6 1 4 0機床類別代號（車床類）機床類別代號（車床類）通用和特性代號（結構特性）通用和特性代號（結構特性）機床組別代號（落地及臥式車床組）機床

10、組別代號（落地及臥式車床組）機床系別代號（臥式車床系）機床系別代號（臥式車床系）機床主參數(shù)代號（最大車削直徑機床主參數(shù)代號（最大車削直徑400mm）2. 2. 機床的特性代號機床的特性代號 P56P56（1）通用特性代號）通用特性代號表表3-3通用特性通用特性代號代號通用特性通用特性代號代號高高精度精度G自動自動換換刀刀H精精 密密M仿仿 形形F自自 動動Z萬萬 能能W半半自動自動B輕輕 型型Q數(shù)字程序數(shù)字程序控控制制K簡簡 式式J 如：如： CM61 4 0、 CK61 4 0、 CQ61 4 0（2）結構特性代號）結構特性代號 區(qū)別主參數(shù)相同而結構不同的機床，在型號區(qū)別主參數(shù)相同而結構不同

11、的機床，在型號中用漢語拼音區(qū)分。通用特性代號已用的字母及字中用漢語拼音區(qū)分。通用特性代號已用的字母及字母母“I”、“O”在結構特性代號中不能用。例：在結構特性代號中不能用。例：CA6140型普通車床。型普通車床。 3. 3.機床的組別和系別代號機床的組別和系別代號 如：如：CA 6 1 4 0 每類機床分每類機床分1010組（從組（從0 09 9組），每組又分組），每組又分1010系（從系（從0 09 9型）型）4.4.機床主參數(shù)、第二主參數(shù)代號機床主參數(shù)、第二主參數(shù)代號 代表機床規(guī)格大小的一種參數(shù)，用阿拉伯數(shù)字表示，代表機床規(guī)格大小的一種參數(shù)，用阿拉伯數(shù)字表示，常用主參數(shù)的折算值（常用主參數(shù)

12、的折算值（1/101/10或或1/1001/100）來表示。）來表示。5.5.機床重大改進序號機床重大改進序號 用字母用字母“A A、B B、C C ”表示，附機床型號末尾，表示，附機床型號末尾，以示區(qū)別。以示區(qū)別。*2、專用機床的型號編制、專用機床的型號編制 P56 型號表示方法：型號表示方法：*3、組合機床及自動線型號、組合機床及自動線型號 例例 ： B13 100 北京第一機床廠北京第一機床廠 第三組第三組 第第100100種專用機床（專用銑床）種專用機床（專用銑床）組合機床及自動線分類代號組合機床及自動線分類代號分分 類類代代 號號大型組合機床大型組合機床U小型組合機床小型組合機床H自

13、換刀數(shù)控組合機床自換刀數(shù)控組合機床K大型組合機床自動線大型組合機床自動線UX小型組合機床自動線小型組合機床自動線HX自換刀數(shù)控自動線自換刀數(shù)控自動線KX第二節(jié)第二節(jié)金屬切削機床部件金屬切削機床部件 P60 一、傳動系統(tǒng)一、傳動系統(tǒng) 組成：動力源、變速裝置、執(zhí)行元件、啟停、換向和組成：動力源、變速裝置、執(zhí)行元件、啟停、換向和制動機構。制動機構。 作用：提供運動和動力、變換速度、改變方向和運動作用：提供運動和動力、變換速度、改變方向和運動形式。形式。 1、主傳動系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng) 按電機分類：交流、直流電機驅動；按電機分類：交流、直流電機驅動； 按傳動裝置分類：機械、液壓、電氣傳動裝置；按傳動裝置分

14、類：機械、液壓、電氣傳動裝置； 按變速的連續(xù)性分類：分（有）級、無級變速。按變速的連續(xù)性分類：分（有）級、無級變速。2、進給傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng) 電氣伺服系統(tǒng)：由計算機控制機床數(shù)控裝置，以機械位電氣伺服系統(tǒng)：由計算機控制機床數(shù)控裝置，以機械位置或轉角作為控制對象，實現(xiàn)位移、旋轉、變換速度、置或轉角作為控制對象，實現(xiàn)位移、旋轉、變換速度、改變方向的系統(tǒng)。改變方向的系統(tǒng)。 （1）電氣伺服）電氣伺服進給傳動進給傳動系統(tǒng)：系統(tǒng)： 開環(huán)系統(tǒng)：開環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)對工作臺的位移系統(tǒng)對工作臺的位移無檢測和反饋，圖無檢測和反饋，圖3-1； 結構簡單，成本低，控制簡單；適于精度不高的數(shù)控系統(tǒng)。結構簡單，成本低，控制

15、簡單；適于精度不高的數(shù)控系統(tǒng)。 閉環(huán)系統(tǒng)：閉環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)對工作臺的位移系統(tǒng)對工作臺的位移有檢測和反饋，圖有檢測和反饋，圖3-2 ；結構復；結構復雜，成本高，適于精度高的數(shù)控系統(tǒng)。雜，成本高，適于精度高的數(shù)控系統(tǒng)。 半閉環(huán)系統(tǒng)：半閉環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)對的位移有檢測和反饋，但檢測的不是工作臺系統(tǒng)對的位移有檢測和反饋，但檢測的不是工作臺（執(zhí)行元件）而是進給傳動系統(tǒng)的（執(zhí)行元件）而是進給傳動系統(tǒng)的中間部件，圖中間部件，圖3-3。對伺服系統(tǒng)的基本要求：對伺服系統(tǒng)的基本要求：系統(tǒng)穩(wěn)定、傳動精度高，響應快，定系統(tǒng)穩(wěn)定、傳動精度高，響應快，定位精度高。位精度高。影響伺服系統(tǒng)性能的因素：間隙、變形、慣性、爬行等。影響

16、伺服系統(tǒng)性能的因素：間隙、變形、慣性、爬行等。 （2）電氣伺服進給傳動系統(tǒng)驅動部件）電氣伺服進給傳動系統(tǒng)驅動部件P59 步進電機步進電機 直流伺服電機直流伺服電機 交流伺服電機交流伺服電機 直線伺服電機直線伺服電機 （3）電氣伺服進給傳動系統(tǒng)中的機械傳動部件）電氣伺服進給傳動系統(tǒng)中的機械傳動部件 滾珠絲杠滾珠絲杠：結構見：結構見P65圖圖3-7、圖、圖3-8 、圖、圖3-9 。 作用：作用：執(zhí)行元件、帶動工件或刀具旋轉。執(zhí)行元件、帶動工件或刀具旋轉。 組成組成: 主軸、支承軸承、傳動件、密封和定位元主軸、支承軸承、傳動件、密封和定位元件。件。 應滿足的基本要求：應滿足的基本要求：旋轉精度（徑跳

17、、端跳）、旋轉精度（徑跳、端跳）、剛度、抗振性、熱變形。剛度、抗振性、熱變形。 傳動形式：傳動形式：齒輪傳動；齒輪傳動； 帶傳動：同步齒形帶，見帶傳動：同步齒形帶，見P67圖圖310 主軸零件結構主軸零件結構P68圖圖3-12：三、機床支承件三、機床支承件P67 機床支承件機床支承件 ：床身、橫梁、立柱。：床身、橫梁、立柱。 作用：支承、導向作用：支承、導向 基本要求：剛度高、動態(tài)特性好不易產生共基本要求：剛度高、動態(tài)特性好不易產生共振、熱變形小、排屑好、結構工藝性好。振、熱變形小、排屑好、結構工藝性好。 結構形式：箱形、梁形結構形式：箱形、梁形 支承件的材料支承件的材料P68：鑄鐵如：鑄鐵如HT150，焊件等。，焊件等。四、機床導軌四、機床導軌 P72P72四、機床導軌四、機床導軌 P72P72 功用：功用：支承和導向支承和導向 主要技術要求：主要技術