第3章金屬切削機(jī)床

教學(xué)要求：了解機(jī)床的組成，掌握機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、機(jī)床精度與剛度的基本概念。了解機(jī)床型號(hào)編制的原則。了解機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成，了解控制系統(tǒng)的類(lèi)型及特點(diǎn)。了解機(jī)床關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、導(dǎo)軌的類(lèi)型。第三章金屬切削機(jī)床教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配：第一節(jié)概述2學(xué)時(shí)第二節(jié)金屬切削機(jī)床部件2學(xué)時(shí)*第三節(jié)常見(jiàn)的金屬切削機(jī)床（自學(xué)）重點(diǎn)：表面形成運(yùn)動(dòng)、主要技術(shù)參數(shù)、常用機(jī)床的型號(hào)識(shí)別、機(jī)床精度與剛度的基本概念、機(jī)床常用部件組成及功能、電氣伺服傳動(dòng)系統(tǒng)。第一節(jié)概述第3章金屬切削機(jī)床一.機(jī)床的基本組成部分P51（1）動(dòng)力源為機(jī)床提供動(dòng)力。通常為電動(dòng)機(jī)(交流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等)。（4）工作部件實(shí)現(xiàn)切削加工運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件，如主軸、刀架、工作臺(tái)、溜板箱等。是傳遞運(yùn)動(dòng)的末端件，其任務(wù)是帶動(dòng)工件或刀具完成一定形式的運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)）和保持準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)軌跡。（2）傳動(dòng)系統(tǒng)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。如帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的車(chē)床主軸箱；帶動(dòng)溜板箱移動(dòng)的車(chē)床進(jìn)給箱；帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的鉆床。（3）支承件機(jī)床的基礎(chǔ)部件,用于安裝和支承機(jī)床上其它固定或運(yùn)動(dòng)的部件。例如機(jī)床的床身、立柱、底座。

（5）控制系統(tǒng)用于控制各工作部件能正常工作。主要是電氣、液壓、氣壓數(shù)控等控制系統(tǒng)。（6）冷卻系統(tǒng)用于控制各工作部件能正常工作。主要是電氣、液壓、氣壓數(shù)控等控制系統(tǒng)。（7）潤(rùn)滑系統(tǒng)用于對(duì)運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行潤(rùn)滑。二、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)P52機(jī)床的運(yùn)動(dòng)包括：表面形成運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)1、工件表面形成運(yùn)動(dòng)零件上常見(jiàn)的表面：圓柱面、圓錐面、平面、成形面（如螺紋面、漸開(kāi)線表面）上述各種表面的形成所需的運(yùn)動(dòng)—表面形成運(yùn)動(dòng)(工作運(yùn)動(dòng))。表面形成運(yùn)動(dòng)是機(jī)床最基本的運(yùn)動(dòng)。按作用的不同可分為：主運(yùn)動(dòng)速度最高，消耗功率最大，通常只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是一個(gè)或多個(gè)，可以是連續(xù)的或斷續(xù)的，可以是復(fù)合的。

***按組成情況不同，表面形成運(yùn)動(dòng)可分為簡(jiǎn)單表面形成運(yùn)動(dòng)：由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。復(fù)合表面形成運(yùn)動(dòng)：由兩個(gè)或兩個(gè)以上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，按照某種確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成。如：斜線（面）或曲線（面）由兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成；由展成運(yùn)動(dòng)形成漸開(kāi)線，常需成型刀刃或幾個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)組合。

應(yīng)用表面形成運(yùn)動(dòng)可獲得3種工件表面的加工方法：1、軌跡法：利用刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡形成工件表面形狀；2、成形法：由刀刃的形狀形成工件表面形狀；3、展成法：由切削刃包絡(luò)面形成工件表面形狀。（1）分度運(yùn)動(dòng)；（2）切入運(yùn)動(dòng)、空行程運(yùn)動(dòng)；（3）輔助運(yùn)動(dòng)進(jìn)刀、退刀、回程和轉(zhuǎn)位等；（4）操縱及控制運(yùn)動(dòng)操縱離合器、改變速度、進(jìn)給量等；2、輔助運(yùn)動(dòng)三、機(jī)床技術(shù)性能指標(biāo)P531、機(jī)床的工藝范圍指在機(jī)床上加工的工件類(lèi)型和尺寸，能夠完成的工序，使用的刀具。通用機(jī)床：加工范圍廣，適于加工單件小批生產(chǎn)，中、小型軸類(lèi)、盤(pán)套類(lèi)類(lèi)型。專(zhuān)業(yè)機(jī)床：為特定的零件設(shè)計(jì)的，自動(dòng)化程度高但加工范圍窄，適于加工大批量生產(chǎn)類(lèi)型；數(shù)控機(jī)床：加工范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。適于加工中小批生產(chǎn)類(lèi)型。機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)包括：尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)。尺寸參數(shù)：反映加工范圍。包括：主參數(shù)、第2主參數(shù)。常用機(jī)床主參數(shù)見(jiàn)P56表3-1常用機(jī)床的主參數(shù)和第2主參數(shù)。記臥式車(chē)床、鉆床、刨床的主參數(shù)。運(yùn)動(dòng)參數(shù)：執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。包括主軸轉(zhuǎn)速，工作臺(tái)進(jìn)給量。動(dòng)力參數(shù)：指機(jī)床電機(jī)功率或最大轉(zhuǎn)矩。2、機(jī)床技術(shù)參數(shù)機(jī)床精度：指能保證被加工工件達(dá)到要求的精度和表面粗糙度。分為：普通精度級(jí)、精密級(jí)、高精密級(jí)。機(jī)床精度包括：1、幾何精度指機(jī)床無(wú)載荷、不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)，各主要部件的形狀、相互位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的精確程度。如導(dǎo)軌直線度、主軸徑向跳動(dòng)。主軸中心線對(duì)滑臺(tái)的平行度。是評(píng)價(jià)機(jī)床質(zhì)量的基本指標(biāo)。2、運(yùn)動(dòng)精度指機(jī)床空載并以工作速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，主要零、部件的幾何位置精度。如主軸回轉(zhuǎn)精度等。3、傳動(dòng)精度指機(jī)床傳動(dòng)系各末端執(zhí)行件之間的協(xié)調(diào)性。如車(chē)螺紋要求主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀尖移動(dòng)一個(gè)螺距。4、定位精度指機(jī)床定位部件運(yùn)動(dòng)到規(guī)定位置的精度。四、機(jī)床精度與剛度5、工作精度加工規(guī)定的試件，用試件的加工精度表示機(jī)床的工作精度。普通機(jī)床的工作精度為7級(jí)；6、精度保持性在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)，機(jī)床保持要求的精度的性能。影響的主要因素是磨損。7、機(jī)床剛度在切削力、傳動(dòng)力、慣性力等力的作用下，機(jī)床系統(tǒng)抵抗變形的能力。靜剛度：在靜載荷的作用下，機(jī)床系統(tǒng)抵抗變形的能力。靜載荷：不隨時(shí)間變化或變化極為緩慢的力。如重力。動(dòng)剛度：在動(dòng)載荷的作用下，機(jī)床系統(tǒng)抵抗變形的能力。動(dòng)載荷：隨時(shí)間變化的力。GB/T15375-1994金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法：按通用程度分：通用機(jī)床、專(zhuān)用機(jī)床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自動(dòng)化程度：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)機(jī)床按機(jī)床質(zhì)量分：儀表機(jī)床、中型、大型、重型機(jī)床五、機(jī)床的型號(hào)編制類(lèi)別車(chē)床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨床拉床電加工機(jī)床切斷機(jī)床其它機(jī)床代號(hào)CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車(chē)鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉電割其1）.機(jī)床的類(lèi)別代號(hào)（按加工方式分類(lèi)）1、通用機(jī)床型號(hào)編制例：

CA61

4

0機(jī)床類(lèi)別代號(hào)（車(chē)床類(lèi)）通用和特性代號(hào)（結(jié)構(gòu)特性）機(jī)床組別代號(hào)（落地及臥式車(chē)床組）機(jī)床系別代號(hào)（臥式車(chē)床系）機(jī)床主參數(shù)代號(hào)（最大車(chē)削直徑400mm）2.機(jī)床的特性代號(hào)P56（1）通用特性代號(hào)表3-3通用特性代號(hào)通用特性代號(hào)高精度G自動(dòng)換刀H精密M仿形F自動(dòng)Z萬(wàn)能W半自動(dòng)B輕型Q數(shù)字程序控制K簡(jiǎn)式J如：CM6140、CK6140、CQ6140（2）結(jié)構(gòu)特性代號(hào)區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，在型號(hào)中用漢語(yǔ)拼音區(qū)分。通用特性代號(hào)已用的字母及字母“I”、“O”在結(jié)構(gòu)特性代號(hào)中不能用。例：CA6140型普通車(chē)床。3.機(jī)床的組別和系別代號(hào)如：CA6140

每類(lèi)機(jī)床分10組（從0～9組），每組又分10系（從0～9型）4.機(jī)床主參數(shù)、第二主參數(shù)代號(hào)

代表機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，常用主參數(shù)的折算值（1/10或1/100）來(lái)表示。5.機(jī)床重大改進(jìn)序號(hào)

用字母“A、B、C……”表示，附機(jī)床型號(hào)末尾，以示區(qū)別。*2、專(zhuān)用機(jī)床的型號(hào)編制P56

型號(hào)表示方法：*3、組合機(jī)床及自動(dòng)線型號(hào)

例

：

B1－3100北京第一機(jī)床廠第三組第100種專(zhuān)用機(jī)床（專(zhuān)用銑床）組合機(jī)床及自動(dòng)線分類(lèi)代號(hào)分類(lèi)代號(hào)大型組合機(jī)床U小型組合機(jī)床H自換刀數(shù)控組合機(jī)床K大型組合機(jī)床自動(dòng)線UX小型組合機(jī)床自動(dòng)線HX自換刀數(shù)控自動(dòng)線KX第二節(jié)金屬切削機(jī)床部件P60一、傳動(dòng)系統(tǒng)組成：動(dòng)力源、變速裝置、執(zhí)行元件、啟停、換向和制動(dòng)機(jī)構(gòu)。作用：提供運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換速度、改變方向和運(yùn)動(dòng)形式。1、主傳動(dòng)系統(tǒng)按電機(jī)分類(lèi)：交流、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)；按傳動(dòng)裝置分類(lèi)：機(jī)械、液壓、電氣傳動(dòng)裝置；按變速的連續(xù)性分類(lèi)：分（有）級(jí)、無(wú)級(jí)變速。2、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)電氣伺服系統(tǒng)：由計(jì)算機(jī)控制機(jī)床數(shù)控裝置，以機(jī)械位置或轉(zhuǎn)角作為控制對(duì)象，實(shí)現(xiàn)位移、旋轉(zhuǎn)、變換速度、改變方向的系統(tǒng)。（1）電氣伺服進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)：開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)對(duì)工作臺(tái)的位移無(wú)檢測(cè)和反饋，圖3-1；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，控制簡(jiǎn)單；適于精度不高的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)對(duì)工作臺(tái)的位移有檢測(cè)和反饋，圖3-2；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，適于精度高的數(shù)控系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)對(duì)的位移有檢測(cè)和反饋，但檢測(cè)的不是工作臺(tái)（執(zhí)行元件）而是進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的中間部件，圖3-3。對(duì)伺服系統(tǒng)的基本要求：系統(tǒng)穩(wěn)定、傳動(dòng)精度高，響應(yīng)快，定位精度高。影響伺服系統(tǒng)性能的因素：間隙、變形、慣性、爬行等。（2）電氣伺服進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部件P59步進(jìn)電機(jī)直流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī)直線伺服電機(jī)（3）電氣伺服進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)部件滾珠絲杠：結(jié)構(gòu)見(jiàn)P65圖3-7、圖3-8、圖3-9。二、主軸部件P65作用：執(zhí)行元件、帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)。組成:主軸、支承軸承、傳動(dòng)件、密封和定位元件。應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求：旋轉(zhuǎn)精度（徑跳、端跳）、剛度、抗振性、熱變形。傳動(dòng)形式：齒輪傳動(dòng)；帶傳動(dòng)：同步齒形帶，見(jiàn)P67圖3－10主軸部件支承形式：兩支承、三支承。主軸零件結(jié)構(gòu)P68圖3-12：三、機(jī)床支承件P67機(jī)床支承件：床身、橫梁、立柱。作用：支承、導(dǎo)向基本要求：剛度高、動(dòng)態(tài)特性好不易產(chǎn)生共振、熱變形小、排屑好、結(jié)構(gòu)工藝性好。結(jié)構(gòu)形式：箱