第二章金屬切削機床的基本知識

第二章金屬切削機床的基本知識

第一節(jié)機床的類別和基本構(gòu)造金屬切削機床是指利用刀具對金屬工件進行切削加工，使之獲得所要求幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的設(shè)備。一、機床的分類按加工方式、加工對象或主要用途分為12大類，即車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機床、鋸床和其他機床等。

在各類機床中，車床、鉆床、刨床、銑床和磨床是五種最基本的機床。

圖2-1零件表面的形成a)平面b)圓柱面c)錐面d)拋物面1-母線2-導(dǎo)線工件表面的形成方法發(fā)生線的形成方法及所需運動

⑴軌跡法刀具切削刃與被加工表面為點接觸，

圖2-2形成發(fā)生線所需的運動a)軌跡法b)成形法c)相切法d)展成法1-刀尖或切削刃2-發(fā)生線3-刀具軸線的運動軌跡機床的運動

機床在切削過程中，使工件獲得一定表面形狀所必需的刀具和工件間的相對運動稱為機床的工作運動，也稱為表面成形運動。機床上除了以上運動外，為了調(diào)整刀具與工件的位置、工藝參數(shù)、操縱和控制機床等所需要的運動稱為輔助運動，如切人運動、快進、快退、讓刀運動、變速、換向。

二、機床的基本結(jié)構(gòu)1、主傳動部件：用來實現(xiàn)機床的主運動2、進給傳動部件：主要用來實現(xiàn)機床的進給運動，也用來實現(xiàn)機床的調(diào)整、退刀及快速運動等3、工件安裝裝置：用來安裝工件。4、刀具安裝裝置：用來安裝刀具。5、支承件：用來支承和連接機床的各零部件6、動力源：為機床運動提供動力，即電動機。第二節(jié)機床的傳動

機床的傳動，有機械、液壓、氣動、電氣等多種傳動形式，其中最常見的是機械傳動和液壓傳動。機械傳動應(yīng)用齒輪、傳動帶、離合器、絲杠螺母等機械組件傳遞運動和動力。這種傳動形式工作可靠、維修方便，目前機床上應(yīng)用最廣。液壓傳動應(yīng)用油液作介質(zhì)，通過泵、閥、液缸等液壓組件傳遞運動和動力。這種傳動形式結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)。一、機床的機械傳動1、機床上常用的傳動副及其傳動關(guān)系用來傳遞運動和動力的裝置稱為傳動副（1）帶傳動帶傳動是利用傳動帶與帶輪之間的磨擦作用，將主動帶輪的轉(zhuǎn)動傳到從動帶輪，在機床的傳動中，一般常用V帶傳動。傳動比：指從動輪（軸）與主動輪（軸）的轉(zhuǎn)速之比。

式中d1、d2---分別為主動、從動帶輪的直徑，ｍｍ；n1、n2---分別為主動、從動帶輪的轉(zhuǎn)速，ｒ/ｍｉｎ；ε為滑動系數(shù)，約為0.98。（2）齒輪傳動

齒輪傳動是目前機床中應(yīng)用最多的一種傳動方式。這種傳動種類很多，如直齒、斜齒等，其中最常用的是直齒圓柱齒輪傳動。傳動比為:z1、z2、和n1、n2分別為主動、從動齒輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速

齒輪傳動的傳動比等于主動齒輪與從動齒輪齒數(shù)之比（3）蝸桿傳動

蝸桿為主動件，將其轉(zhuǎn)動傳給蝸輪。這種傳動方式只能是蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)，反之則不可能。若蝸桿的螺紋頭數(shù)為ｋ，轉(zhuǎn)帶為n1；蝸輪的齒數(shù)為ｚ，轉(zhuǎn)速為n2，則其傳動比為（4）齒輪齒條傳動

若齒輪按箭頭所指方向放置，則齒條向左作直線移動，其移動速度為mm/s式中：z——齒輪齒數(shù)；n——齒輪轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；p——齒條齒距，p=πm，mm；m——齒輪、齒條模數(shù)，mm。（5）螺套桿傳天動若螺智桿（棟又稱咸絲桿談）旋蔥轉(zhuǎn)，昂螺母援不轉(zhuǎn)夸，則婦它們捉之間偶沿軸他線方快向相插對移軟動的垮速度壓為式中示：n—久—螺桿扔轉(zhuǎn)速斬，r/覆mi齒n；p—泊—單頭傷螺桿僚螺距趨，mm。mm貿(mào)/s式中k—純—螺桿持螺紋呼頭數(shù)之。mm坊/s用多避頭螺椅桿傳攪動時2、傳尋動鏈姜及其約傳動頓比傳動脊鏈是勤指實?，F(xiàn)從喇首端揮件向桂末端姑件傳諷遞運哭動的回一系負列傳賴動件果的總侍和，欄它是蓮由若衣干傳告動副狠按一碑定方茅法依異次組玩合起恒來的母。傳動染鏈種棟通常舅包括飽兩類倍機構(gòu)冒：一煙類是拿傳動欺比和篩傳動紫方向江固定斧不變義的傳塵動機堵構(gòu)，押如定刃比齒婦輪副暴，稱難為定危傳動挑比機完構(gòu)；罷另一詞類是莫根據(jù)共加工鬼要求侮可以發(fā)變換考傳動吉比和絲式傳動睜方向摘的傳層動機臭構(gòu)，盈滑移效齒輪饅變速等機構(gòu)僻統(tǒng)稱碰為換相置機川構(gòu)。傳動仁鏈的裁總傳歷動比陷等于末傳動稿鏈中惠各傳補動副塵傳動偉比的珍乘積綢。3、機娛床常夠用的螺變速膽機構(gòu)變換觀機床湊轉(zhuǎn)速顛的主驗要裝毅置是戀機床不的齒甜輪箱濃。齒依輪箱劇中的筐變速嫁機構(gòu)榆最常棄應(yīng)用璃的有屠以下劉兩種落：滑動悶齒輪暗變速蹄機構(gòu)酸；離合紙器式窯齒輪陷變速厭機構(gòu)狗。4、C6買16車床返傳動潮簡介換向腹結(jié)構(gòu)5、機慘械傳謝動的素優(yōu)缺桐點（1）傳販動比燥準確煎，適著用于北定比載傳動幕；（2）實搜現(xiàn)回獵轉(zhuǎn)運違動的催結(jié)構(gòu)屆簡單贏，并園能傳醫(yī)遞較陣大的殿扭矩紋；（3）故炸障容武易發(fā)譽現(xiàn)，醒便于婆維修冤。但是軍，機丈械傳屋動一炸般情皂況下置不夠陜平穩(wěn)嫁；制肥造精旗度不盯高時舌，振找動和趁噪聲刊較大煩；實湊現(xiàn)無城級變詢速的僑機構(gòu)徑較復(fù)斧雜，稈成本腿高。蒸因此賤，機誤械傳功動主康要用傭于速天度不適太高剪的有售級變喪速傳駁動中昆。二、形機床牲的液績壓傳熱動1、外響圓磨妨床液弟壓傳撓動簡階介2、機堤床液露壓傳暴動的狡組成動力崖元件——油泵泉；執(zhí)行押元件——油缸妨或油溉馬達呀；控制闖元件——各種扣閥；輔助溫裝置——油箱癢、油勢管、耀過濾描器、僻壓力膏表等淹；工作煮介質(zhì)——礦物塔油。3、液號壓傳投動的矛優(yōu)缺舍點A、易疲于在距較大暫范圍混內(nèi)實都現(xiàn)無木級變屋速；B、傳通動平殿穩(wěn)，遷便于淡實現(xiàn)賓頻繁災(zāi)的換蓮向和沿自動配防止仙過載孔；C、便抱于采以用液春電聯(lián)氧合控貸制，即實現(xiàn)宿自動窄化；D、機寬件在閑油中刷工作渡，潤厭滑好重，壽膽命長聲。但是壩由于臭油有銀一定體的可湖壓縮心性，裂并有買泄露撫現(xiàn)象告，所無以不電適合房誠作定題比傳幼動。第三據(jù)節(jié)獻自幕動機嬸床和尖數(shù)控秩機床暢簡介一、媽數(shù)控辮機床曾的產(chǎn)業(yè)生與紋發(fā)展1.數(shù)控巷機床毫的產(chǎn)六生19攻52年,美國失帕森什斯公爹司和恥麻省磨理工陰學(xué)院霉研制懸成功竟了世湊界上固第一麻臺數(shù)曬控機鉗床。唇半個腐世紀蝕以來,數(shù)控藏技術(shù)退得到昨了迅儀猛的們發(fā)展殼，加狂工精穿度和溪生產(chǎn)脅效率票不斷吃提高老。數(shù)帝控機朽床的干發(fā)展憶至今奇已經(jīng)梳歷了源兩個雄階段詳和六追代。19素52年的呈第一渴代--虧--電子踩管數(shù)肺控機旨床19驚59年的永第二帽代--蝴--晶體亮管數(shù)色控機蚊床19閉65年的撥第三炒代--汁--集成懷電路北數(shù)控稠機床19芳70年的拿第四繭代--別--小型粥計算權(quán)機數(shù)掠控機羅床19衣74年的突第五霸代--油--微型距計算寫機數(shù)者控機葵床19壁90年的脖第六快代--李--基于PC的數(shù)俱控機潔床數(shù)控襲機床評的發(fā)奸展趨沿勢（1）高炕速度起高精諷度化（2）多抹功能抬化、夢智能慎化、熔小型知化（3）高在可靠廁性2、數(shù)唯控機肝床的描組成計算裳機數(shù)聯(lián)控機押床由揭輸入另輸出砌、計思算機待數(shù)控隨裝置都、伺垮服系真統(tǒng)和敬機床棟本體牽等部鍛分組芽成，坊其組神成框言圖如重圖所言示輸入燙輸出聯(lián)裝置數(shù)控凈裝置伺服陡系統(tǒng)機床憂本體反饋平裝置二、評數(shù)控展機床耍的種鹿類與氣應(yīng)用1、按困工藝議用途逃分類（1）金停屬切候削類削數(shù)控醬機床（2）金罷屬成愈形類史數(shù)控淺機床（3）數(shù)賠控特聲種加窗工機腿床（4）其肝它類戰(zhàn)型的村數(shù)控夕機床2、按捉機床爆運動辦的控座制軌梯跡分恨類（1）點役位控棕制數(shù)栽控機韻床1）點鍬位控歪制只隨要求剃控制丘機床顫的移衛(wèi)動部柔件從與某一筆位置咽移動獵到另罪一位報置的捷準確頃定位行，對慰于兩獻位置喪之間躺的運類動軌敘跡不養(yǎng)作嚴簽格要英求，甩在移救動過連程中逗刀具放不進楚行切城削加換工，太如圖居所示刪。2）為蜂了實爹現(xiàn)既殃快又毛準的緊定位足，常殲采用拴先快段速移忙動，惰然后擔(dān)慢速蘭走近朽定位測點位亡的方望法來速保證帶定位寺精度宣。3）主剛要有囑數(shù)控飽鉆床革、數(shù)脅控沖虛床、墾數(shù)控哨鏜床隔、數(shù)恩控點偷焊機匠等（2）直巾線控眉制數(shù)體控機左床1）直專線控撞制數(shù)鈴控機竊床的乳特點孔是除腫了控夜制點編與點循之間慌的準填確定躲位外番，還俘要保之證兩灣點之宋間移志動的躬軌跡滾是一細條與毯機床浙坐標凡平行裁的直途線。2）對社移動軍的速孩度也狡要進嘩行控詞制，棒因為段這類己數(shù)控兵機床月在兩枯點之晃間移駛動時蹲要進粘行切徒削國漸工，咬如圖餃所示皮。（3）輪廓槐控制運數(shù)控澆機床1）輪售廓控師制能船夠?qū)τX兩個澡或兩蘿個以裹上的么運動龍坐標繭的位倉移及摧速度歇進行忘連續(xù)址相關(guān)蛙的控豎制，批因而倦可以點進行它曲線用或曲炸面的訂加工虧，如脫圖所草示。2）具依有輪怎廓控表制功思能的她數(shù)控駁機床始有數(shù)扇控車絡(luò)床、丑數(shù)控矩銑床嬌、加環(huán)工中成心等鬼。3、伺次服控戴制的滴方式漢分類（1）開漸環(huán)控牽制系慘統(tǒng)開環(huán)葡控制帶系統(tǒng)口是指窩不帶膠反饋逝的控度制系莫統(tǒng)其特脾點：蒙開環(huán)絨控制臭具有猶結(jié)構(gòu)槳簡單屬、系牲統(tǒng)穩(wěn)塘定、伏容易筒調(diào)試相、成明本低藍等優(yōu)火點。芳但是稠系統(tǒng)很對移鉛動部習(xí)件的熔誤差苗沒有府補償梁和校賣正，雙所以渠精度唯低。埋一般描適用彈于經(jīng)境濟型囑數(shù)控鎮(zhèn)機床鏈和舊銀機床蝴數(shù)控踏化改鏡造。如圖膜所示己，部紐奉件的串移動嶼速度預(yù)和位款移量朵是由噴輸入感脈沖論的頻授率和才脈沖閣數(shù)決朱定的廳。（2）半窗閉環(huán)喇控制別系統(tǒng)1）半討閉環(huán)永控制脖系統(tǒng)芳是在工開環(huán)澇系統(tǒng)敘的絲蛋杠上首裝有揚角位價移測述量裝橋置，戴通過才檢測啊絲杠嫌的轉(zhuǎn)純角間莫接地伏檢測蝴移動嚼部件漆的位洞移，菠反饋細到數(shù)標控系返統(tǒng)中澡，由閃于慣密性較遍大的配機床味移動督部件麻不包本括在云檢測峰范圍松之內(nèi)悠，因?qū)６Q頑作半巴閉環(huán)怠控制獵系統(tǒng)羅。2）系多統(tǒng)閉忽環(huán)環(huán)桑路內(nèi)完不包坑括機起械傳盾動環(huán)套節(jié)，鞭可獲燃得穩(wěn)賽定的夜控制登特性搜。機觀械傳肯動環(huán)懸節(jié)的悅誤差夜，可調(diào)用補漢償?shù)哪k法基消除快，可設(shè)獲得廊滿意燃的精竭度，礙中檔侮數(shù)控光機床惕廣泛塑采用松半閉喂環(huán)數(shù)座控系嘆統(tǒng)。（3）閉傘環(huán)控蘋制系躺統(tǒng)1）在防機床此移動牌部件絕上直困接裝氣有位基置檢散測裝乞置，巡壽將測爸量的胸結(jié)果蠶直接每反饋渴到數(shù)團控裝名置中廊，與界輸入蠢指令號進行頭比較點控制灑，使疼移動昆部件謝按照仰實際眉的要拋求運游動，謝最終悟?qū)崿F(xiàn)閘精確衡定位匹，原怨理如卷下圖逝所示影，因盜為把村機床廈工作剝臺納勤入位盜置控怠制環(huán)果，故朱稱為符閉環(huán)犯控制盜系統(tǒng)希。2）該囑系統(tǒng)夏定位懶精度底高、革調(diào)節(jié)淚速度補快。虹該系屠統(tǒng)調(diào)方試工裙作困抹難。段系統(tǒng)虜復(fù)雜成并且油成本定高，容故適慚用于晶精度美要求曾很高敗的數(shù)傲控機匯床，咬如精租密數(shù)相控鏜栗