機械制造技術(shù)：第2章 制造工藝裝備

機械制造技術(shù)：第2章制造工藝裝備2.1金屬切削刀具§2-1.1金屬切削加工的基本概念一、切削表面與切削運動（一）切削表面切削加工過程是一個動態(tài)過程，在切削過程中，工件上通常存在著三個不斷變化的切削表面。即：待加工表面：工件上即將被切除的表面。已加工表面：工件上已切去切削層而形成的新表面。過渡表面(加工表面)：工件上正被刀具切削著的表面，介于已加工表面和待加工表面之間。以車削外圓為例，如下圖。圖圖2-1切削運動（二）切削運動刀具與工件間的相對運動稱為切削運動（即表面成形運動）。按作用來分，切削運動可分為主運動和進給運動。上圖給出了車刀進行普通外圓車削時的切削運動，圖中合成運動的切削速度Ve、主運動速度Vc和進給運動速度Vf之間的關(guān)系。1、主運動主運動是刀具與工件之間的相對運動。它使刀具的前刀面能夠接近工件，切除工件上的被切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，從而完成切屑加工。一般，主運動速度最高，消耗功率最大，機床通常只有一個主運動。例如，車削加工時，工件的回轉(zhuǎn)運動是主運動。2、進給運動進給運動是配合主運動實現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對運動。進給運動與主運動配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工，根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進給運動可以是多個，也可以是一個；可以是連續(xù)的，也可以是間歇的。3、合成運動與合成切削速度當主運動和進給運動同時進行時，刀具切削刃上某一點相對于工件的運動稱為合成切削運動，其大小和方向用合成速度向量ve表示,見上圖。Ve=Vc+Vf二、切削用量三要素與切削層參數(shù)(一）切削用量三要素1、切削速度vc切削速度vc是刀具切削刃上選定點相對于工件的主運動瞬時線速度。由于切削刃上各點的切削速度可能是不同，計算時常用最大切削速度代表刀具的切削速度。當主運動為回轉(zhuǎn)運動時：vc=πdwn/1000式中d—切削刃上選定點的回轉(zhuǎn)直徑，mm；n—主運動的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min。2、進給速度vf、進給量f進給速度vf—切削刃上選定點相對于工件的進給運動瞬時速度，mm/s或mm/min.。進給量f—刀具在進給運動方向上相對于工件的位移量，用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述，mm/r或mm/行程。Vf=nf3、切削深度ap對于車削和刨削加工來說，切削深度ap（背吃刀量）是在與主運動和進給運動方向相垂直的方向上度量的已加工表面與待加工表面之間的距離，單位mm。（二）切削層參數(shù)在切削過程中，刀具的切削刃在一次走刀中從工件待加工表面切下的金屬層，稱為切削層。切削層參數(shù)切削層公稱厚度hD在過渡表面法線方向測量的切削層尺寸，即相鄰兩過渡表面之間的距離。hD反映了切削刃單位長度上的切削負荷。由圖得：hD=fsinkr

其中：hD—切削層公稱厚度，(mm)；f—進給量，(mm/r）；

kr—車刀主偏角，(。)。切削層公稱寬度bD沿過渡表面測量的切削層尺寸。bD反映了切削刃參加切削的工作長度。由圖得：bD=ap/sinkr

其中：bD—切削層公稱寬度，(mm)。切削層公稱橫截面積AD切削層公稱厚度與切削層公稱寬度的乘積。由圖得：

AD=hD*bD=fsinkr*ap/sinkr=f*ap

其中:AD—切削層公稱橫截面積，(mm2)?！?-1.2刀具的幾何角度外圓車刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又稱刀頭）由前刀面、主刀后面、副刀后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所組成。其定義分別為：（1）前刀面刀具上與切屑接觸并相互作用的表面（即切屑流過的表面）。（2）主刀后面刀具上與工件過渡表面相對并相互作用的表面。（3）副刀后面刀具上與已加工表面相對并相互作用的表面。（4）主切削刃前刀面與主后刀面的交線。它完成主要的切削工作。（5）副切削刃前刀面與主后刀面的交線。它配合主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面。（6）刀尖主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃。它可以是小的直線段或圓弧。具體參見切削運動與切削表面圖和車刀的組成圖。其它各類刀具，如刨刀、鉆頭、銑刀等，都可以看作是車刀的演變和組合。（一）刀具標注角度參考系1、假定運動條件：用刀具主運動向量vc近似代替合成運動向量ve，然后再用平行或垂直于主運動方向的坐標平面構(gòu)成參考系。2、假定安裝條件：假定刀具的安裝位置恰好使其底面或軸線與參考系的平面平行或垂直。3、刀具標注角度參考系諸平面：（見下圖）1)基面pr：通過切削刃某一點，垂直于假定主運動方向的平面。2)切削平面ps：通過切削刃某一點，與工件加工表面（或與主切削刃）相切的平面。切削平面ps與基面pr垂直。3)主剖面P0：通過切削刃某一點，同時垂直于切削平面ps與基面pr的平面。4)法剖面Pn：通過切削刃某一點，垂直于切削刃的平面。5)進給剖面Pf：通過切削刃某一點，平行于進給運動方向并垂直于基面pr的平面。6)背平面Pp：通過切削刃某一點，同時垂直于進給剖面Pf與基面pr的平面。（二）刀具工作角度參考系上述刀具標注角度參考系，在定義基面時，都只考慮主運動，不考慮進給運動，即在假定運動條件確定的參考系。但刀具在實際使用過程中，這樣的參考系所確定的刀具角度，往往不能確切反映切削加工的真實情況。只有用合成切削方向ve來確定參考系，才符合切削加工的實際。P8的圖1.10。另外，刀具實際安裝位置也影響工作角度的大小。只有采用刀具工作角度參考系，才能反映切削加工的實際。刀具工作角度參考系與刀具標注角度參考系的唯一區(qū)別是：用合成切削方向ve取代主運動切削方向vc，用實際進給運動方向取代假定進給運動方向。（三）刀具的標注角度刀具的標注角度是制造和刃磨刀具所需要的，并在刀具設(shè)計圖上予以標注的角度。刀具的標注角度主要有五個，以車刀為例，表示了幾個角度的定義。前角γo在主剖面P0內(nèi)測量的前刀面與基面之間的夾角。前角表示前刀面的傾斜程度，有正、負和零值之分，其符號規(guī)定如圖所示。

后角αo主剖面P0內(nèi)測量的主后刀面與切削平面之間的夾角。后角表示主后刀面的傾斜程度，一般為正值。

主偏角κr在基面內(nèi)測量的主切削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角。主偏角一般為正值。

副偏角κr'在基面內(nèi)測量的副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向的夾角。副偏角一般為正值。

刃傾角λs在切削平面內(nèi)測量的主切削刃與基面之間的夾角。當主切削刃呈水平時，λs=0；刀尖為主切削刃最低點時，λs〈0；刀尖為主切削刃上最高點是，λs〉0，如圖示。車刀的主要角度四）刀具的工作角度在實際的切削加工中，由于刀具安裝位置和進給運動的影響，上述標注角度會發(fā)生一定的變化。角度變化的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改變。以切削過程中實際的切削平面Ps、基面Pr和主剖面P0為參考平面所確定的刀具角度稱為刀具的工作角度，又稱實際角度。1、刀具安裝位置對工作角度的影響以車刀車外圓為例，若不考慮進給運動，當?shù)都獍惭b得高于或低于工件軸線時，將引起工作前角γoe和工作后角αoe的變化，如下圖示。車刀安裝高度對工作角度的影響當車刀刀桿的縱向軸線與進給方向不垂直時，將會引起工作主偏角κre和工作副偏角κre'的變化，如下圖示。2、進給運動對工作角度的影響車削時由于進給運動的存在，使車外圓及車螺紋的加工表面實際上是一個螺旋面，如下圖示。車端面或切斷時，加工表面是阿基米德螺旋面，如下圖示。因此，實際的切削平面和基面都要偏轉(zhuǎn)一個附加的螺旋升角μ，使車刀的工作前角γoe增大，工作后角αoe減小。一般車削時，進給量比工作直徑小很多，故螺旋升角μ很小，它對車刀工作角度影響不大，可忽略不計。但在車端面、切斷和車外圓進給量（或加工螺紋的導(dǎo)程）較大，則應(yīng)考慮螺旋升角的影響。橫向進給運動對工作角度的影響§2-1.3刀具材料刀具切削性能的好壞，取決于構(gòu)成刀具切削部分的材料、幾何形狀和刀具結(jié)構(gòu)。刀具材料對刀具使用壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等都有很大影響，因此要重視刀具材料的正確選擇與和合理使用。（一）刀具材料應(yīng)具備的性能1、高的硬度和耐磨性刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在HRC62以上；耐磨性表示抵抗磨損的能力，它取決于組織中硬質(zhì)點的硬度、數(shù)量和分布。2、足夠的強度和韌性為了承受切削中的壓力沖擊和韌性，避免崩刀和折斷，刀具材料應(yīng)具有足夠的強度和韌性。3、高耐熱性刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性得能力。4、良好的工藝性為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性。如，切削加工性、鑄造性、鍛造性和熱處理性等。5、良好的經(jīng)濟性?（二）常用的刀具材料 目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。碳素工具鋼（如T10A、T12A）、工具鋼（如9SiCr、CrWMn）因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。1、高速鋼定義：是一種加入較多的鎢、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。性能：有較高的熱穩(wěn)定性；有較高的強度、韌性、硬度和耐磨性；制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造。是制造鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等的主要材料。分類：按用途分：通用型高速鋼和高性能高速鋼；按制造工藝分：熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。1）通用型高速鋼鎢鋼：典型牌號為W18Cr4V，有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。鎢鉬鋼：典型牌號為W6Mo5Cr4V2，可做尺寸較小、承受沖擊力較大的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨加工性好，目前各國廣泛應(yīng)用。2）高性能高速鋼典型牌號為高碳高速鋼9W18Cr4V、高釩高速鋼W6MoCr4V3、鈷高速鋼W6MoCr4V2Co8和超硬高速鋼W2Mo9Cr4Co8等。適合于加工高溫合金、鈦合金和超高強度鋼等難加工材料。3）粉末冶金高速鋼用高壓氬氣或氮氣霧化熔融的高速鋼水，直接得到細小的高速鋼粉末，高溫下壓制成致密的鋼坯，而后鍛壓成材或刀具形狀。適合于制造切削難加工材料的刀具、大尺寸刀具（如滾刀、插齒刀）、精密刀具、磨加工量大的復(fù)雜刀具、高動載荷下使用的刀具等。2、硬質(zhì)合金由難熔金屬化合物（如WC、TiC）和金屬粘結(jié)劑（Co）經(jīng)粉末冶金法制成。硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料（約占50%）。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等。具有高耐磨性和高耐熱性，但抗彎強度低、沖擊韌性差，很少用于制造整體刀具。它還可用于高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。ISO將切削用的硬質(zhì)合金分為三類：（各種牌號的應(yīng)用范圍見p16表1.1）1）YG(K)類，即WC-Co類硬質(zhì)合金2）YT(P)類，即WC-TiC-Co類硬質(zhì)合金3）?YW(M)類，即WC-TiC-TaC-Co類硬質(zhì)合金（三）其它刀具材料1、涂層刀具2、陶瓷：硬度高、耐用度高，還可用于沖擊負荷下的粗加工，切削效率顯著提高。3、金剛石4、立方氮化硼三、刀具選用1.刀具種類的選擇刀具種類主要根據(jù)被加工表面的形狀、尺寸、精度、加工方法、所用機床及要求的生產(chǎn)率等進行選擇。2.刀具材料的選擇刀具材料主要根據(jù)工件材料、刀具形狀和類型及加工要求等進行選擇。§2-1.4刀具角度的選擇刀具角度的選擇主要包括刀具的前角、后角、主偏角和刃傾角的選擇。（1）前角前角γo對切削的難以程度有很大影響。增大前角能使刀刃變得鋒利，使切削更為輕快，并減小切削力和切削熱。但前角過大，刀刃和刀尖的強度下降，刀具導(dǎo)熱體積減少，影響刀具使用壽命。前角的大小對表面粗糙度、排屑和斷屑等也有一定影響。工件材料的強度、硬度低，前角應(yīng)選得大些，反之小些；刀具材料韌性好（如高速鋼），前角可選得大些，反之應(yīng)選得小些（如硬質(zhì)合金）；精加工時，前角可選得大些。粗加工時應(yīng)選得小些。（2）后角后角αo的主要功用是減小后刀面與工件間的摩擦和后刀面的磨損，其大小對刀具耐用度和加工表面質(zhì)量都有很大影響。一般，切削厚度越大，刀具后角越?。还ぜ牧显杰?，塑性越大，后角越大。工藝系統(tǒng)剛性較差時，應(yīng)適當減小后角，尺寸精度要求較高的刀具，后角宜取小值。（3）主偏角主偏角κr的大小影響切削條件和刀具壽命。在工藝系統(tǒng)剛性很好時，減小主偏角可提高刀具耐用度、減小已加工表面粗糙度，所以κr宜取小值；在工件剛性較差時，為避免工件的變形和振動，應(yīng)選用較大的主偏角。（4）副偏角副偏角κr'的作用是可減小副切削刃和副厚刀面與工件已加工表面之間的摩擦，防止切削振動。κr'的大小主要根據(jù)表面粗糙度的要求選取。（5）刃傾角刃傾角λs主要影響刀頭的強度和切屑流動的方向?！?-1.5常用金屬切削刀具簡介（一）刀具分類由于機械零件的材質(zhì)、形狀、技術(shù)要求和加工工藝的多樣性，客觀上要求進行加工的刀具具有不同的結(jié)構(gòu)和切削性能。因此，生產(chǎn)中所使用的刀具的種類很多。刀具常按加工方式和具體用途，分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪刀具、自動線及數(shù)控機床刀具和磨具等幾大類型。刀具還可以按其它方式進行分類，如按所用材料分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金剛石刀具等；按結(jié)構(gòu)分為整體刀具、鑲片刀具、機夾刀具和復(fù)合刀具等；按是否標準化分為標準刀具和非標準刀具等。（二）常用刀具簡介1.車刀車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最廣的一種刀具。它可以在車床上加工外圓、端平面、螺紋、內(nèi)孔，也可用于切槽和切斷等。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接裝配式車刀和機械夾固刀片的車刀。機械夾固刀片的車刀又可分為機床車刀和可轉(zhuǎn)位車刀。機械夾固車刀的切削性能穩(wěn)定，工人不必磨刀，所以在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用越來越多。車刀的種類2.孔加工刀具孔加工刀具一般可分為兩大類：一類是從實體材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等；另一類是對工件上已有孔進行再加工的刀具，常用的有擴孔鉆、鉸刀及鏜刀等。例如，下圖示標準高速鋼麻花鉆的結(jié)構(gòu)。工作部分（刀體）的前端為切削部分，承擔(dān)主要的切削工作，后端為導(dǎo)向部分，起引導(dǎo)鉆頭的作用，也是切削部分的后備部分?？准庸さ毒叩姆N類3.銑刀銑刀是一種應(yīng)用廣泛的多刃回轉(zhuǎn)刀具，其種類很多。按用途分有：1）加工平面用的，如圓柱平面銑刀、端銑刀等；2）加工溝槽用的，如立銑刀、T形刀和角度銑刀等；3）加工成形表面用的，如凸半圓和凹半圓銑刀和加工其它復(fù)雜成形表面用的銑刀。銑削的生產(chǎn)率一般較高，加工表面粗糙度值較大。銑刀的類型4.拉刀拉刀是一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具，廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，可加工各種內(nèi)、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同，可分為各種內(nèi)拉刀和外拉刀兩類。使用拉刀加工時，除了要根據(jù)工件材料選擇刀齒的前角、后角，根據(jù)工件加工表面的尺寸（如圓、孔直徑）確定拉刀尺寸外，還需要確定兩個參數(shù)：（1）齒升角af[即前后兩刀齒（或齒組）的半徑或高度之差]；（2）齒距p[即相鄰兩刀齒之間的軸向距離。圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)5.螺紋刀具螺紋可用切削法和滾壓法進行加工。6.齒輪刀具齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。按刀具的工作原理，齒輪分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具。常用的成形齒輪刀具有盤形齒輪銑刀和指形齒輪刀具等。常用的展成齒輪刀具有插齒刀、齒輪滾刀和剃齒刀等。選用齒輪滾刀和插齒刀時，應(yīng)注意以下幾點：（1）刀具基本參數(shù)（模數(shù)、齒形角、齒頂高系數(shù)等）應(yīng)與被加工齒輪相同。（2）刀具精度等級應(yīng)與被加工齒輪要求的精度等級相當。（3）刀具旋向應(yīng)盡可能與被加工齒輪的旋向相同。滾切直齒輪時，一般用左旋齒刀。7.自動線與數(shù)控機床刀具這類刀具的切削部分總的來說與一般刀具沒有多大區(qū)別不同情況，只是為了適應(yīng)數(shù)控機床和自動線加工的特點，對它們提出了更高的要求。

2.2金屬切削機床§2-2.1機床概述金屬切削機床是用刀具切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是制造機器的機器，所以又稱為“工作母機”，習(xí)慣上簡稱為機床。機床是機械制造的基礎(chǔ)機械，其技術(shù)水平的高低，質(zhì)量的好壞，對機械產(chǎn)品的生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益都有重要的影響。金屬切削機床誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有一百多年了，隨著工業(yè)化的發(fā)揮咱，機床品種越來越多，技術(shù)也越來越復(fù)雜。我國第三次工業(yè)普查的結(jié)果表明，截止到1995年底，我國機床擁有量為383.52萬臺，其中金屬切削機床為298.39萬臺，已占機床總數(shù)的77.80%。一、機床的分類機床主要是按加工方法和所用刀具進行分類，根據(jù)國家制定的機床型號編制方法，機床分為11大類：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，鋸床和其他機床。在每一類機床中，又按工藝范圍，布局型式和結(jié)構(gòu)性能分為若干組，每一組又分為若干個系（系列）。除了上述基本分類方法外，還有其它分類方法：1.按照萬能性程度，機床可分為：①通用機床：這類機床的工藝范圍很寬，可以加工一定尺寸范圍內(nèi)的多種類型零件，完成多種多樣的工序。如，臥式車床，萬能升降臺銑床，萬能外圓磨床等。②專門化機床：這類機床的工藝范圍較窄，只能用于加工不同尺寸的一類或幾類零件的一種（或幾種）特定工序。如，絲桿車床，凸輪軸車床等。③專用機床：這類機床的工藝范圍最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序。如，加工機床主軸箱體孔的專用鏜床，加工機床導(dǎo)軌的專用導(dǎo)軌磨床等。它是根據(jù)特定的工藝要求專門設(shè)計，制造的，生產(chǎn)率和自動化程度較高，使用于大批量生產(chǎn)。組合機床也屬于專用機床。2.按照機床的工作精度，可分為普通精度機床，精密機床和高精度機床。3.按照重量和尺寸，可分為儀表機床，中型機床（一般機床），大型機床（質(zhì)量大于10t），重型機床（質(zhì)量在30t以上）和超重型機床（質(zhì)量在100t以上）。4.按照機床主要器官的數(shù)目，可分為單軸，多軸，單刀，多刀機床等。5.按照自動化程度不同，可分為普通，半自動和自動機床。自動機床具有完整的自動工作循環(huán)，包括自動裝卸工件，能夠連續(xù)的自動加工出工件。半自動機床也有完整的自動工作循環(huán)，但裝卸工件還需人工完成，因此不能連續(xù)地加工。二、機床的型號編制機床的型號是機床產(chǎn)品的代號，用以表明機床的類型，通用和結(jié)構(gòu)特性，主要技術(shù)參數(shù)等。GB/T15375-94《金屬切削機床型號編制方法》規(guī)定，我國的機床型號由漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字按一定規(guī)律組合而成。1.通用機床的型號編制1）通用機床型號的表示方法為：(★)--⑴●--⑵(●)--⑶▲--⑷▲--⑸▲--⑹(?！?--⑺(●)--⑻/(◆)--⑼(?！?--⑽其中：⑴:分類代號⑵:類代號⑶:通用特性,結(jié)構(gòu)性代號⑷:組代號⑸:系代號⑹:主參數(shù)或設(shè)計順序號⑺:主軸數(shù)或第二參數(shù)⑻:重大改進順序號⑼:其他特性代號⑽:企業(yè)代號注:①有"()"的代號或數(shù)字,當無內(nèi)容時,則不表示.若有內(nèi)容則不帶括號；②有"●"符號者,為大寫的漢語拼音字母；③有"▲"符號者,為阿拉伯數(shù)字;④有"◆"符號者,為大寫漢語拼音字母,或阿拉伯數(shù)字,或兩者兼有之.機床的類別代號:類別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鋸床其他機床代號CZTM2M3MYSXBLGQ讀音車鉆鏜磨二磨三磨牙絲銑刨拉割其1）機床的特性代號:通用特性高精度精密自動半自動數(shù)控加工中心(自動換刀)彷型輕型加重型簡式或經(jīng)濟型柔性加工單元數(shù)顯高速代號GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控換彷輕重簡柔顯速2）結(jié)構(gòu)特性代號為區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機床,在型號中用漢語拼音字分.如:CA6140中的"A"3）機床的組別,系別代號4）機床的主參數(shù),設(shè)計順序號和第二參數(shù)機床主參數(shù):代表機床規(guī)格的大小,在機床型號中,用數(shù)字給出主參數(shù)的折算數(shù)值(1/10或1/150)設(shè)計順序號:當無法用一個主參數(shù)表示時,則在型號中用設(shè)計順序號表示.第二參數(shù):一般是主軸數(shù),最大跨距,最大工作長度,工作臺工作面長度等,它也用折算值表示.5）機床的重大改進順序號當機床性能和結(jié)構(gòu)布局有重大改進時,在原機床型號尾部,加重大改進順序號A,B,C等.6）其他特性代號:用以反映各類機床的特性.用數(shù)字或字母或阿拉伯數(shù)字來表示。7）企業(yè)代號:生產(chǎn)單位為機床廠時,由機床廠所在城市名稱的大寫漢語拼音字母及該廠在該城市建立的先后順序號,或機床廠名稱的大寫漢語拼音字母表示。通用機床類、組劃分表組別類別0123456789車床C儀表車床單軸自動、半自動車床多軸自動、半自動車床回輪、轉(zhuǎn)塔車床曲軸及凸輪軸車床立式車床落地及臥式車床仿形及多刀車床輪、軸、輥、錠及鏟齒車床其他車床鉆床Z－坐標鏜鉆床深孔鉆床搖臂鉆床臺式鉆床立式鉆床臥式鉆床銑鉆床中心孔鉆床－鏜床T－－深孔鏜床－坐標鏜床立式鏜床臥式銑鏜床精鏜床汽車、拖拉機修理用鏜床－磨床M儀表磨床外圓磨床內(nèi)圓磨床砂輪機坐標磨床導(dǎo)軌磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲軸、凸輪軸、花鍵軸及軋輥磨床工具磨床2M－超精機內(nèi)圓研磨機外圓及其他研磨機拋光機砂帶拋光及磨削機床刀具刃磨及研磨機床可轉(zhuǎn)位刀片磨削機床研磨機其他磨床3M－球軸承套圈溝磨床滾子軸承套圈滾道磨床軸承套圈超精機床－葉片磨削機床滾子加工機床鋼球加工機床氣門、活塞及活塞環(huán)磨削機床汽車、拖拉機修磨機床齒輪加工機床Y儀表齒輪加工機－錐齒輪加工機滾齒及銑齒機剃齒及研齒機插齒機花鍵軸銑床齒輪磨齒機其他齒輪加工機齒輪倒角及檢查機螺紋加工機床S－－－套絲機攻絲機－螺紋銑床螺紋磨床螺紋車床－銑床X儀表銑床懸臂及滑枕銑床龍門銑床平面銑床彷形銑床立式升降臺銑床臥式升降臺銑床床身銑床工具銑床其他銑床刨插床B－懸臂刨床龍門刨床－－插床牛頭刨床邊緣及模具刨床其他刨床拉床L－－側(cè)拉床臥式外拉床連續(xù)拉床立式內(nèi)拉床臥式內(nèi)拉床立式外拉床鍵槽及螺紋拉床其他拉床鋸床G－－砂輪片鋸床－臥式帶鋸床立式帶鋸床圓鋸床弓鋸床銼鋸床－其他機床Q其他儀表機床管子加工機床木螺釘加工機－刻線機切斷機－－－－通用機床的型號編制舉例：CA6140 （CA6140型臥式車床）主參數(shù)（最大車削直徑400mm）系別代號（臥式車床系）組別代號（落地及臥式車床組）結(jié)構(gòu)特性代號（結(jié)構(gòu)不同）類別代號（車床）MG1432A（MG1432A型高精度萬能外圓磨床）重大改進順序號(第一次重大改進)主參數(shù)(最大磨削直徑320mm)系別代號(萬能外圓磨床系〕組別代號(外圓磨床組)通用特性(高精度)類別代號(磨床類)2.專用機床的型號編制1）專用機床型號表示方法專用機床的型號一般由設(shè)計單位代號和設(shè)計順序號組成，其表示方法為： (△)－△2）設(shè)計單位代號包括機床生產(chǎn)廠和機床研究單位代號（位于型號之首），見金屬切削機床型號編制方法（GB/T15975-1994）附錄A。3）專用機床的設(shè)計順序號按該單位的設(shè)計順序號(從“001”起始)排列，位于設(shè)計單位代號之后，并用“－”隔開，讀作“至”。例如，北京第一機床廠設(shè)計制造的第100種專用機床為專用銑床，其型號為B1－100。三、機床的主要技術(shù)參數(shù)（主參數(shù)和基本參數(shù)）主參數(shù)：代表機床規(guī)格的大小，在機床型號中，用阿拉伯數(shù)字給出的是主參數(shù)折算值（1/10或/100）?；緟?shù)：包括尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。1.尺寸參數(shù)：機床的主要結(jié)構(gòu)尺寸。2.運動參數(shù)：機車執(zhí)行中的運動速度，包括主運動的速度范圍、速度列表和進給量的范圍，進給數(shù)列以及空行程速度等。各類主要機床的主參數(shù)和折算系數(shù)機床主參數(shù)名稱主參數(shù)折算系數(shù)第二主參數(shù)臥式車床床身上最大回轉(zhuǎn)直徑1/10最大工件長度立式車床最大車削直徑1/100最大工件高度搖臂鉆床最大鉆孔直徑1/1最大跨距臥式鏜銑床鏜軸直徑1/10－坐標鏜床工作臺面寬度1/10工作臺面長度外圓磨床最大磨削直徑1/10最大磨削長度內(nèi)圓磨床最大磨削孔徑1/10最大磨削深度矩臺平面磨床工作臺面寬度1/10工作臺面長度齒輪加工機床最大工件直徑1/10最大模數(shù)龍門銑床工作臺面寬度1/100工作臺面長度升降臺銑床工作臺面寬度1/10工作臺面長度龍門刨床最大刨削寬度1/100最大刨削長度插床及牛頭刨床最大插削及刨削長度1/10－拉床額定拉力（t）1/1最大行程⑴主運動參數(shù)1.主軸轉(zhuǎn)數(shù)：對作回轉(zhuǎn)運動的機床，其主運動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)數(shù)。計算公式為：n=1000v/(π*d)主運動是直線運動的機床，如：插床，刨床。其主運動參數(shù)是機床工作臺或滑枕的每分鐘往復(fù)次數(shù)。2.主軸最低和最高轉(zhuǎn)數(shù)的確定專用機床用于完成特定的工藝，主軸只需一種固定的轉(zhuǎn)速。通用機床的加工范圍較寬，主軸需要變速，需要確定其變速范圍既最低和最高轉(zhuǎn)數(shù)。采用分級變速時，還應(yīng)確定轉(zhuǎn)速的級數(shù)。Nmin=1000Vmin/πDmaxNmax=1000Vmax/(π*Dmin)變速范圍為：Rm=Nmax/Nmin;3.有級變速時主軸轉(zhuǎn)速序列無級變速時，Nmax與Nmin之間的轉(zhuǎn)速是連續(xù)變化的有級變速時，應(yīng)該在Nmax和Nmin確定后，再進行轉(zhuǎn)速分級，確定各中間級轉(zhuǎn)速。主運動的有級變速的轉(zhuǎn)速數(shù)列一般采用等比數(shù)列。滿足nj+1=nj；nz=n*?z-14.標準公比為了便于機床設(shè)計和使用，規(guī)定了標準公比值：1.06,1.12,1.26,1.41,1.58,1.78,2.00其中，?=1.06時公比數(shù)列的基本公比，其他可以由基本公比派生而來。⑵進給運動參數(shù)進給量：a.大部分機床（如車，鉆床等）：進給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)的位移（mm/r)表示；b.直線往復(fù)運動機床（如刨，插床）：進給量以每以往復(fù)的位移量表示；c.銑床和磨床：進給量以每分鐘的位移量（mm/min)表示。⑶動力參數(shù)機床的動力參數(shù)是指驅(qū)動主運動、進給運動和空行程運動的電動機功率。?①主傳動功率：P主=P切+P空+P附1、切削功率P切：與加工情況.工件和刀具材料及切削用量的大小有關(guān)。P切=Fz*Vc/600002、空載功率P空：是指機床不進行切削，及空轉(zhuǎn)時所消耗的功率。3、附加功率P附：指機床進行切削時，因負載而增加的機械摩擦所耗的功率。進給傳動功率：通常也采用類比和計算相結(jié)合的方法來確定?？招谐坦β剩褐笧楣?jié)省零件加工的輔助時間和減輕工人勞動強度，在機床移動部件空行程時快速移動所需的傳動功率。其大小由移動部件重量和部件啟動時的慣性力決定。四、工件表面成形方法與機床運動分析1、工件表面成形方法機械制造過程是工藝設(shè)計要求實現(xiàn)的過程。在這一過程中，針對不同的要求可以采用不同的加工方法，如鍛造、鑄造、焊接、機械加工、熱處理等。就機械加工而言，是根據(jù)具體的設(shè)計要求選用相應(yīng)的切削加工方法即：在機床上通過刀具與工件的相對運動，從工件毛坯上切除多余金屬，使之形成符合要求的形狀、尺寸的表面的過程。因此，機械加工過程是工件表面的形成過程。(一)工件表面的構(gòu)成機械零件的表面形狀千變?nèi)f化，但大都是由幾種常見的表面組合而成的。這些表面包括平面、圓柱面、圓錐面、球面、螺旋面、圓環(huán)面以及成形曲面等，如下圖1，由這些表面組成各種類型的零件。下圖2是幾種常見的零件類型。常見表面類型常見成形方法（二）常見工件表面的成形方法機械加工中，工件表面是由工件與刀具之間的相對運動和刀具切削刃的形狀共同實現(xiàn)的。相同的表面，切削刃的不同，工件和刀具之間的相對運動也不相同，這是形成各種加工方法的基礎(chǔ)。有軌跡法、成形法、展成法、相切法等。見上圖3。1、軌跡法：指的是刀具切削刃與工件表面之間為近似點接觸，通過刀具與工件之間的相對運動，由刀具刀尖的運動軌跡來實現(xiàn)表面的成形。2、成形法：是指刀具切削刃與工件表面之間為線接觸，切削刃的形狀與形成工件表面的一條發(fā)生線完全相同，另一條發(fā)生線由刀具與工件的相對運動來實現(xiàn)。3、展成法：是指對各種齒形表面進行加工時，刀具的切削刃與工件表面之間為線接觸，刀具與工件之間作展成運動（或稱嚙合運動），齒形表面的母線是切削刃各瞬時位置的的包絡(luò)線。4、相切法:利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運動對工件進行加工的方法2、機床運動分析機床的運動:表面成形運動和輔助運動.⑴表面成形運動:形成發(fā)生線的運動.按組成情況不同,可分為:簡單成形運動和復(fù)合成形運動。按作用情況不同,可分為:主運動和進給運動。1、主運動：是刀具與工件之間的相對運動。它使刀具的前刀面能夠接近工件，切除工件上的被切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行迹瑥亩瓿汕行技庸?。一般，主運動速度最高，消耗功率最大，通常只有一個主運動。例如，車削加工時，工件的回轉(zhuǎn)運動是主運動。2、進給運動：是配合主運動實現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對運動。進給運動與主運動配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工，根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進給運動可以是多個，也可以是一個；可以是連續(xù)的，也可以是步進的。輔助運動:實現(xiàn)機床的各種輔助動作,為表面成形創(chuàng)造條件。切入運動、切出運動、調(diào)整運動、分度運動以及其他各種空行程運動。3、機床的運動聯(lián)系要實現(xiàn)加工過程所需的各種運動，機床必需具備以下幾個主要組成部分：1）執(zhí)行機構(gòu)機床上最終實現(xiàn)所需運動的部件，如主軸、刀架、工作臺等，它們帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)或移動。2）動力源機床上動力源—般采用交流異步電動機、步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機等。它們?yōu)闄C床執(zhí)行機構(gòu)的運動提供動力，以克服切削阻力及摩擦阻力。機床可以幾個運動共用一個動力源，也可以每個運動單獨使用一個動力源，前者如普通機床，后者如數(shù)控機床。3）傳動裝置把動力源的運動和動力傳遞給執(zhí)行機構(gòu)，或?qū)⑦\動由—個執(zhí)行機構(gòu)傳遞到另—個執(zhí)行機構(gòu)，以保持二個運動之間的準確關(guān)系。傳動系統(tǒng)還可以變換運動的方向、速度及運動的類別，如將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動。由動力源一傳動裝置一執(zhí)行件或執(zhí)行件一傳動裝置一執(zhí)行件構(gòu)成的傳動聯(lián)系，稱為傳動鏈。按傳動鏈的性質(zhì)不同可分為：①外聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系動力源與執(zhí)行機構(gòu)之間的傳動鏈。它使執(zhí)行件獲得一定的速度和運動方向，其傳動比的變化，只影響生產(chǎn)率或表面粗糙度，不影響加工表面的形狀和精度。因此，外聯(lián)系傳動鏈中可以有摩擦傳動等傳動比不準確的傳動副。如普通車床在電機與主軸之間的傳動鏈就是外聯(lián)系傳動鏈。②內(nèi)聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系一個執(zhí)行機構(gòu)和另一個執(zhí)行機構(gòu)之間運動的傳動鏈。它決定著加工表面的形狀和精度，對執(zhí)行機構(gòu)之間的相對運動有嚴格要求。因此，內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的傳動比必須準確，不應(yīng)有摩擦傳動或瞬時傳動比變化的傳動副（如皮帶傳動和鏈傳動）。車削螺紋時，保證主軸和刀架之間的嚴格運動關(guān)系的傳動鏈就是內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。傳動鏈中通常包含兩類傳動機構(gòu)：一類為:定比傳動機構(gòu)(傳動比和傳動方向不變)，如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等，稱為定比傳動機構(gòu)；另一類是換置機構(gòu)(可根據(jù)加工要求變換傳動比和傳動方向）：，如掛輪變速機構(gòu)、滑移齒輪變速機構(gòu)、離合器換向機構(gòu)等。傳動原理圖:為了便于研究機床的傳動聯(lián)系,常用一些簡明的符號把傳動原理和傳動路線表示出來,這就是傳動原理圖。機床的傳動系統(tǒng)為便于了解和分析機床運動的傳遞、聯(lián)系情況，常采用傳動系統(tǒng)圖。它是表示實現(xiàn)機床全部運動的傳動示意圖。圖中將每條傳動鏈中的具體傳動機構(gòu)用簡單的規(guī)定符號（見國家標準GB4460－84機城制圖—機構(gòu)運動簡圖符號）表示，并標明齒輪和蝸輪的齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、絲杠導(dǎo)程、帶輪直徑、電動機功率和轉(zhuǎn)速等。傳動鏈的傳動機構(gòu)，按照運動傳遞或聯(lián)系順序依次排列，以展開圖形式畫在能反映主要部件相互位置的機床外形輪廓中。§2-2.2車床一、車床1.應(yīng)用：主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面，圓錐面及成形回轉(zhuǎn)表面）和回轉(zhuǎn)體的端面，有些車床可以加工螺紋面。2.運動：車床的主運動是由工件的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)的；車床的進給運動則由刀具的直線移動完成的。3.分類：車床種類繁多，按其用途和結(jié)構(gòu)的不同，主要分為：臥式車床及落地車床，立式車床，轉(zhuǎn)塔車床，儀表車床，單軸自動和半自動車床，多軸自動和半自動車床，彷形車床及多刀車床，專門化車床。（一）CA6140型臥式車床1.工藝范圍：很廣，它適用于加工各種軸類，套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如：內(nèi)圓柱面，圓錐面，環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面；端面及各種常用螺紋；還可以進行鉆孔，擴孔，鉸孔，和滾花等工藝.2.機床布局及主要級數(shù)性能由于臥式車床主要加工軸類和直徑不太大的盤套類零件，所以采用臥式布局其主要性能：機床的主要技術(shù)性能：床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑400mm最大工件長度750；1000；1500；2000mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑210mm主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)24級10～1400r/min反轉(zhuǎn)12級14～1580r/min進給量：縱向64級0.028～6.33mm/r橫向64級0.014～3.16mm/r車削螺紋范圍：米制螺紋44種P=1～192mm英制螺紋20種α=2～24牙/in模數(shù)螺紋39種m=0.25～48mm徑節(jié)螺紋37種DP=1～96牙/in主電機功率：7.5kW3．臥式車床的傳動系統(tǒng)主運動傳動鏈：兩個末端分別是主電動機和主軸，它的功用是把動力源（電動機）的運動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。進給運動傳動鏈：兩個末端分別是主軸和刀架，其功用是使刀架實現(xiàn)縱向或橫向移動及變速與換向。⑴主運動傳動鏈主運動傳動鏈的兩末端件是主電動機與主軸，它的功用是把動力源(電動機)的運動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。1）主運動傳動路線主運動的動力源是電動機，執(zhí)行件是主軸。運動由電動機經(jīng)V帶輪傳動副φ130/φ230傳至主軸箱中的軸Ⅰ。軸I上裝有雙向多片摩擦離合器M1，離合器左半部接合時，主軸正轉(zhuǎn)；右半部接合時，主軸反轉(zhuǎn)；左右都不接合時，軸Ⅰ空轉(zhuǎn)，主軸停止轉(zhuǎn)動。軸I運動經(jīng)M1→軸Ⅱ→軸Ⅲ，然后分成兩條路線傳給主軸：當主軸Ⅵ上的滑移齒輪（Z=50）移至左邊位置時，運動從軸Ⅲ經(jīng)齒輪副63/50直接傳給主軸Ⅵ，使主軸得到高轉(zhuǎn)速；當主軸Ⅵ上的滑移齒輪（Z=50）向右移，使齒輪式離合器M2接合時，則運動經(jīng)軸Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ傳給主軸Ⅵ，使主軸獲得中、低轉(zhuǎn)速。主運動傳動路線表達如下：由傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達式可以看出，主軸正轉(zhuǎn)時，軸Ⅱ上的雙聯(lián)滑移齒輪可有兩種嚙合位置，分別經(jīng)56/38或51/43使軸Ⅱ獲得兩種速度。其中的每種轉(zhuǎn)速經(jīng)軸Ⅲ的三聯(lián)滑移齒輪39/41或30/50或22/58的齒輪嚙合，使軸Ⅲ獲得三種轉(zhuǎn)速，因此軸Ⅱ的兩種轉(zhuǎn)速可使軸Ⅲ獲得2x3＝6種轉(zhuǎn)速。經(jīng)高速分支傳動路線時，由齒輪副63/50使主軸Ⅵ獲得6種高轉(zhuǎn)運。經(jīng)低速分支傳動路線時，軸Ⅲ的6種轉(zhuǎn)速經(jīng)軸Ⅳ上的兩對雙聯(lián)滑移齒輪，使主軸得到6×2×2＝24種低轉(zhuǎn)速。因為軸Ⅲ到軸V間的兩個雙聯(lián)滑移齒輪變速組得到的四種傳動比中，有兩種重復(fù)，即基本相等，因此經(jīng)低速傳動路線時，主軸Ⅵ獲得的實際只有6×（4－1）=18級轉(zhuǎn)速，其中有6種重復(fù)轉(zhuǎn)速。同理，主軸反轉(zhuǎn)時，只能獲得3十3×(2×2—1)＝12級轉(zhuǎn)速。（2）進給運動傳動鏈進給運動傳動鏈的兩個末端件分別是主軸和刀架，其作用是實現(xiàn)刀具縱向或橫向移動及變速與換向。它包括車螺紋進給運動傳動鏈和機動進給運動傳動鏈。1）車螺紋進給運動傳動鏈CA6140型普通車床可以車削米制、英制、模數(shù)和徑節(jié)四種螺紋。車削螺紋時，主軸與刀架之間必須保持嚴格的傳動比關(guān)系，即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架應(yīng)均勻地移動一個導(dǎo)程P。由此可列出車削螺紋傳動鏈的運動平衡方程式為：運動平衡式1主軸×uS絲＝S式中——從主軸到絲杠之間全部傳動副的總傳動比——機床絲杠的導(dǎo)程，CA6140型車床＝12mm；P——被加工工件的導(dǎo)程（mm）。a）車削米制螺紋①車削米制螺紋的傳動路線車削米制螺紋時，運動由主軸Ⅵ經(jīng)齒輪副58/58至軸Ⅸ，再經(jīng)三星輪換向機構(gòu)33/33（車左螺紋時經(jīng)33/25×25/33）傳動軸Ⅹ，再經(jīng)掛輪63/100×100/75傳到進給箱中軸XⅢ，進給箱中的離合器M3和M4脫開，M5接合，再經(jīng)移換機構(gòu)的齒輪副25/36傳到軸ⅪV，由軸ⅪV和XV間的基本變速組、移換機構(gòu)的齒輪副25/36×36/25將運動傳到軸ⅩⅥ，再經(jīng)增倍變速組傳至軸ⅩⅧ，最后經(jīng)齒式離合器M5，傳動絲杠ⅩⅨ，經(jīng)溜板箱帶動刀架縱向運動，完成米制螺紋的加工。其傳動路線表達如下：②車削米制螺紋的運動平衡式由傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達式，可以列出車削米制螺紋的運動平衡式：S=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7u基u倍式中u基、u倍——分別為基本變速組傳動比和增倍變速組傳動比。進給箱中的基本變速組為雙軸滑移齒輪變速機構(gòu)，由軸ⅪV上的8個固定齒輪和和軸XV上的四個滑移齒輪組成，每個滑移齒輪可分別與鄰近的兩個固定齒輪相嚙合，共有8種不同的傳動比：不難看出，除了和外，其余的6個傳動比組成一個等差數(shù)列。改變的值，就可以車削出按等差數(shù)列排列的導(dǎo)程組?？傻?×4=32種導(dǎo)程值，符合標準的只有20種，通過背輪可車24種大螺距螺紋表4-5CA6140型普通車床米制螺紋導(dǎo)程（單位：mm）基本組導(dǎo)程P增倍組－－1－－1.25－1.5－1.7522.25－2.5－3－3.544.5－55.56－789－101112b）車削英制螺紋英制螺紋是英、美等少數(shù)英寸制國家所采用的螺紋標準。我國部分管螺紋也采用英制螺紋。英制螺紋以每英寸長度上的螺紋扣數(shù)α(扣/in)表示，其標準值也按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列。英制螺紋的導(dǎo)程。由于CA6140型車床的絲杠是米制螺紋，被加工的英制螺紋也應(yīng)換算成以毫米為單位的相應(yīng)導(dǎo)程值，即Sa=KPa=K×25.4/a車削英制螺紋時，對傳動路線作如下變動，首先，改變傳動鏈中部分傳動副的傳動比，使其包含特殊因子25.4；其次，將基本組兩軸的主、被動關(guān)系對調(diào)，以便使分母為等差級數(shù)。其余部分的傳動路線與車削米制螺紋時相同。其運動平衡式為：Sm=1×58/58×33/33×63/100×100/75×1/u基×36/25×u倍×12=4/7×25.4×u倍/u基a=7K/4×u基/u倍（扣/英寸）c）車削模數(shù)螺紋模數(shù)螺紋主要用在米制蝸桿中，模數(shù)螺紋螺距P=πm，P也是分段等差數(shù)列。所以模數(shù)螺紋的導(dǎo)程為：Pm=Kπm式中Pm—一模數(shù)螺紋的導(dǎo)程（mm）；k—一螺紋的頭數(shù)；m——螺紋模數(shù)。模數(shù)螺紋的標準模數(shù)m也是分段等差數(shù)列。車削時的傳動路線與車削米制螺紋的傳動路線基本相同。由于模數(shù)螺紋的螺距中含有π因子，因此車削模數(shù)螺紋時所用的掛輪與車削米制螺紋時不同，需用來引入常數(shù)π，其運動平衡式為Sm=1×58/58×33/33×64/100×100/97×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7π/4u基u倍m=7u基u倍/(4K)上式中，其絕對誤差為0.00004，相對誤差為0.00009，這種誤差很小，一般可以忽略。d）車削徑節(jié)螺紋?徑節(jié)螺紋主要用于同英制蝸輪相配合，即為英制蝸桿，其標準參數(shù)為徑節(jié)，用DP表示，其定義為：對于英制蝸輪，將其總齒數(shù)折算到每一英寸分度圓直徑上所得的齒數(shù)值，稱為徑節(jié)。根據(jù)徑節(jié)的定義可得蝸輪齒距為：DP＝Z/D分PDP=D分π/Z=π/DP吋式中z一—蝸輪的齒數(shù)；D——蝸輪的分度圓直徑（in）。只有英制蝸桿的軸向齒距與蝸輪齒距π/DP相等才能正確嚙合，而徑節(jié)制螺紋的導(dǎo)程為英制蝸桿的軸向齒距為SDP=KPDP=Kπ/DP×25.4mmSDP=1×58/58×33/33×64/100×100/97×1/u基×36/25×u倍×12=π/7×25.4×u倍/u基mmDP=7Ku基/u倍牙/英寸標準徑節(jié)的數(shù)列也是分段等差數(shù)列。徑節(jié)螺紋的導(dǎo)程排列的規(guī)律與英制螺紋相同，只是含有特殊因子25.4π。車削徑節(jié)螺紋時，可采用英制螺紋的傳動路線，但掛輪需換為，其運動平衡式為：e）車削非標準螺紋和精密螺紋所謂非標準螺紋是指利用上述傳動路線無法得到的螺紋。這時需將進給箱中的齒式離合器M1、M4和M5全部嚙合，被加工螺紋的導(dǎo)程依靠調(diào)整掛輪的傳動比來實現(xiàn)。其運動平衡式為：S=KP非=1×58/58×33/33×u掛×12u掛=a/b×c/d=S/12=KP非/12所以，拄輪的換置公式為（3）機動進給運動傳動鏈機動進給傳動鏈主要是用來加工圓柱面和端面，為了減少螺紋傳動鏈絲杠及開合螺母磨損，保證螺紋傳動鏈的精度，機動進給是由光杠經(jīng)溜扳箱傳動的。1）縱向機動進給傳動鏈CA6140型車床縱向機動進給量有64種。當運動由主軸經(jīng)正常導(dǎo)程的米制螺紋傳動路線時，可獲得正常進給量。這時的運動平衡式為：可得到32種正常進給量（范圍為0.08~1.22mm/r），其余32種進給量可分別通過英制螺紋傳動路線和擴大導(dǎo)程傳動路線得到。2）橫向機動進給傳動鏈由傳動系統(tǒng)圖分析可知，當橫向機動進給與縱向進給的傳動路線一致時，所得到的橫向進給量是縱向進給量的一半，橫向與縱向進給量的種數(shù)相同，都為64種。3）刀架快速機動移動為了縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率，CA6140型臥式車床的刀架可實現(xiàn)快速機動移動。刀架的縱向和橫向快速移動由快速移動電動機(P=0.25kw，n=2800r／min)傳動，經(jīng)齒輪副18/24使軸ⅩⅫ高速轉(zhuǎn)動，再經(jīng)蝸輪蝸桿副4/29、溜板箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，使刀架實現(xiàn)縱向或橫向的快速移動?？煲品较蛴闪锇逑渲须p向離合器M6和M7控制。其傳動路線表達式為：4.CA6140臥式車床的主要結(jié)構(gòu)Ⅰ.主軸箱：車床的主要部件，其主要功能是支撐主軸，并實現(xiàn)其開，停換向，制動和變速；把進給運動及主軸傳向進給系統(tǒng)。Ⅱ.溜板箱：將進給運動或快速移動由進給箱或快速移動電動機傳給溜板和刀架，使刀架實現(xiàn)縱，橫向或正，反向機動走刀或快速移動.（二）其他車床（1）立式車床（分單柱式和雙柱式）:一般用于加工直徑大，長度短且質(zhì)量較大的工件。立式的工作臺的臺面是水平面，主軸的軸心線垂直于臺面，工作的矯正，裝夾比較方便，工件和工作臺的重量均勻地作用在工作臺下面的圓導(dǎo)軌上。（2）轉(zhuǎn)塔車床除了由前刀架外，還有以個轉(zhuǎn)塔刀架。轉(zhuǎn)塔刀架由六個裝刀位置，可以沿床身導(dǎo)軌做縱向進給，每一個刀位加工完畢后，轉(zhuǎn)塔刀架快速返回，轉(zhuǎn)動60度。更換到下一個刀位進行加工。二、車刀車刀是金屬加工切削中應(yīng)用最廣的刀具。車刀按結(jié)構(gòu)可分為：（1）整體車刀（2）焊接車刀：其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，刀具剛度好，抗振性能強，制造方便，適用靈活。其缺點是切削性能較低，刀桿不能重復(fù)利用，輔助時間常。（3）機夾車刀（4）可轉(zhuǎn)位車刀：使用可轉(zhuǎn)位刀片的機夾車刀。其優(yōu)點是刀具使用壽命常，生產(chǎn)效率高，有利于推廣新技術(shù)，新工藝，有利于降低刀具成本。（5）成形車刀：用在各類車床上加工內(nèi)，外回轉(zhuǎn)體成形表面，其刀形根據(jù)工件輪廓設(shè)計。該種車刀有平體，棱體，圓體三種型式?！?-2.3齒輪加工機床一、齒輪加工機床在金屬切削機床中,用來加工齒輪輪齒的機床稱為齒輪加工機床。齒輪加工機床分為:⑴圓柱齒輪加工機床主要由滾齒機、插齒機等。⑵圓錐齒輪加工機床有加工直齒錐齒齒輪的刨齒機、銑齒機、拉齒機和加工弧齒錐齒齒輪的銑齒機。⑶用來精加工齒輪齒面的機床有珩齒機、剃齒機和磨齒機等。二、齒輪加工方法（一）成形法:是用與被加工齒輪齒槽形狀相同的成形刀具切削輪齒.①盤狀齒輪銑刀:為鏟齒成形銑刀,其加工精度,生產(chǎn)率都較低,但結(jié)構(gòu)簡單,成本低.刀具是旋轉(zhuǎn)運動;銑刀眼齒輪坯的軸向移動。②指狀齒輪銑刀:加工模數(shù)較大齒輪.(m=10-100mm),如:直齒,斜圓柱齒,人字齒。（二）范成法(包絡(luò)法或展成法):是利用齒輪的嚙合原理進行切削的,只需一把刀具就能加工出模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪,其加工精度和生產(chǎn)率比成形法高,因而應(yīng)用也最廣泛.采用范成法的加工齒輪的機床有滾齒機,插齒機,磨齒機,剃齒機和珩齒機等.（三）齒輪精加工方法:剃齒,珩齒,磨齒,研齒。（四）齒輪粗加工方法:銑齒,滾齒,插齒?！?-2.4其它各類普通機床一、鉆床1.應(yīng)用：鉆床是用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較小，精度要求不太高的孔。可完成鉆孔，擴孔，鉸孔及攻螺紋等工作。2.運動分析：工件固定，刀具作旋轉(zhuǎn)主運動，同時沿軸向作進給運動。3.鉆床的主參數(shù)：最大鉆孔直徑4.分類：a.立式鉆床：適用于中小工件的單件，小批量生產(chǎn)b.搖臂鉆床：適用于加工一些大而重的工件上的孔（工件不動，移動主軸）c.臺式鉆床：小型鉆床，常安裝在臺桌上，用來加工直徑<12mm的孔。d.深孔鉆床及其他鉆床?5.鉆削特點：刀具剛性差，排屑困難，切削熱不易排出二、鏜床1.應(yīng)用：鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較大，精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求較高的孔。如箱體上的孔，還可以進行銑削，鉆孔，擴孔，鉸孔等工作。2.鏜削特點:刀具結(jié)構(gòu)簡單,通用性達,可粗加工也可半精加工和精加工,適用批量較小的加工，鏜孔質(zhì)量取決于機床精度.3.運動分析：主運動為鏜刀的旋轉(zhuǎn)運動，進給運動為鏜刀或工件的移動。4.分類：a.臥式鏜床b.坐標鏜床：是一種高精度的機床。主要特點：具有坐標位置的精密測量裝置。c.金剛鏜床：一種高速精密鏜床。主要特點：vc很高，ap和f很小，加工精度可達IT5--IT6.Ra達0.63--0.08μm三、孔加工刀具一類是從實體材料種加工出孔的刀具，如：麻花鉆，扁鉆，中心鉆和深孔鉆等。另一類是對工件上已有孔進行再加工的刀具，常用的有擴孔鉆，鉸刀及鏜刀。⑴麻花鉆：是常見的孔加工刀具。一般用于實體材料上的粗加工。鉆孔的尺寸精度為IT11--IT12，Ra為50-12.5μm。加工范圍為0.1--80mm,以φ30mm以下時最常用。⑵中心鉆：用來加工各種軸類工件的中心孔⑶深孔鉆:用于加工孔深L與孔徑D之比L/D≥20-100的特殊深孔.在加工過程中,必須解決斷屑,排屑,冷卻潤滑和導(dǎo)向等問題.⑷擴孔鉆:常用作鉸孔或磨床前的預(yù)加工擴孔以及毛坯孔的擴大,作半精加工.在成批或大量生產(chǎn)時應(yīng)用較廣.擴孔的加工精度可達IT10-IT11,Ra可達6.3-3.2μm.⑸鉸刀:用于對孔進行半精加工和徑加工，加工精度可達IT6-IT8.Ra可達1.6-0.4μm.a.機用鉸刀:用于在機床上鉸孔,常用高速鋼制造,有錐柄和直柄兩種型式.b.手用鉸刀:常為整體式結(jié)構(gòu).直柄方頭,結(jié)構(gòu)簡單.手工操作,使用方便.⑹鏜刀:多用于箱體孔的粗,精加工.a.單刃鏜刀b.多刃鏜刀:①兩端都有切削刃,工作時可消除徑向力對鏜桿的影響,工件的孔徑尺寸與精度由鏜刀徑向尺寸保證.②多采用浮動連接結(jié)構(gòu),可減少鏜刀塊安裝誤差及鏜桿徑向跳動所引起的加工誤差.③孔的加工精度可達IT6-IT7,Ra達0.8μm.⑺拉刀:一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具,廣泛應(yīng)用于大批兩量生產(chǎn)中,可加工各種內(nèi)，外表面.可分為內(nèi)拉刀和外拉刀.**小結(jié)**鉆削特點:刀具剛性差,排屑困難,切削熱不易排出擴孔特點:①切削刃不必自外圓延續(xù)到中心，避免了橫刃及其硬氣的不量影響；②由于ap小,切削窄,易排除;同時排屑槽可作得較小較淺,增加刀具剛度；③生產(chǎn)率高,導(dǎo)向性較好,切削較平穩(wěn)；④擴孔的加工質(zhì)量比鉆孔高。鉸孔特點:刀具剛性好,導(dǎo)向性好,鉸削余量少,切削力小,Vc低,切削熱少,即減少了工件的發(fā)熱和變形,可用于精加工.另外,鉆,擴,鉸只能保證孔本身的精度,而不能保證孔間距離的尺寸精度.此時可利用夾具或用鏜孔夾來保證.四、刨床和插床一、刨床用于刨削各種平面和溝槽，主要類型有牛頭刨床和龍門刨床。刨削特點:①機床刀具簡單,通用性好②生產(chǎn)率較低③加工精度較低⑴牛頭刨床:因其滑枕刀架形似"牛頭"而得名。a.主運動:由滑枕沿床身導(dǎo)軌在水平方向作往復(fù)直線運動來實現(xiàn)。b.特點:主運動速度不能太高(因為滑枕換向時有大的慣性力)，加之只能單刀加工,且在反向運動時不加工,所以牛頭刨床效率和生產(chǎn)效率低.c.應(yīng)用:主要適用于單件,小批量生產(chǎn)或機修車間,在大批量生產(chǎn)中被銑床代替。d.主參數(shù):最大刨削長度⑵龍門刨床a.應(yīng)用:主要用于加工大型或重型零件上的各種平面,溝槽和各種導(dǎo)軌面.b.運動分析:主運動為工作臺的往復(fù)直線運動c.主參數(shù):最大刨削寬度三、插床插床實質(zhì)上是立式刨床。其主運動為滑枕帶動插刀沿垂直方向作直線往復(fù)運動，主要用于加工工件的內(nèi)表面,如內(nèi)孔中鍵槽及多邊形孔等,有時也用于加工成形內(nèi)表面。五、銑床和銑刀一、銑床銑床就是用銑刀進行切削加工的機床.⑴應(yīng)用:加工表面(水平平面,垂直面等),溝槽(鍵槽,T型槽,燕尾槽等).多齒零件的齒槽(齒輪,鏈輪,棘輪,花鍵軸等),螺紋形表面(螺紋和螺旋槽)及各種曲面.⑵銑削特點:①每個刀齒不均勻,不連續(xù)切削,切入與切離時均會硬氣沖突與振動;②銑削時切削層參數(shù)及切削力是變化的,也易引起振動,影響加工質(zhì)量;③同時參加切削的刀齒較多,生產(chǎn)率較高.⑶銑削方法:①端銑:常用加工平面②周銑:a.逆銑:銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進給方向相反,特點:提高刀具耐用度,工件Ra保證工件夾持穩(wěn)固,易打刀.b.順銑:銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進給方向相同.特點:加速刀具后刀面磨損,破壞工件表面Ra,使工件夾持不穩(wěn).⑷銑床分類:銑床可分為:臥式升降臺銑床;立式升降臺銑床;龍門銑床;工具銑床;各種專門化銑床.二、銑刀銑刀是一種多刃回轉(zhuǎn)刀具.銑削時同時參加切削的切削刃較長,且無空行程,Vc也較高,所以生產(chǎn)率較高.(見書P93)六、磨床與砂輪一、磨床磨床是用磨料磨具(砂輪,砂帶,油石和研磨料)為工具進行切削加工的機床.廣泛用于零件的精加工,尤其是淬硬鋼件,高硬度特殊材料及非金屬材料(如陶瓷)的精加工。磨床種類很多,其主要類型有:外圓磨床,內(nèi)圓磨床,平面磨床,工具磨床，刀具和刃具磨床及各種專門化磨床.此外還有珩磨機,研磨機和超精加工機床等。⑴外圓磨床:主要用于磨削內(nèi),外圓柱和圓錐表面,也能磨階梯軸的軸肩和端面,可獲得IT6-IT7及精度Ra在1.25--0.08μm之間.?主參數(shù):最大磨削直徑⑵無心外圓磨床:工件放在砂輪和導(dǎo)軌之間,由托板支撐進行磨削。無心外圓磨床與外圓磨床相比,具有以下優(yōu)點:①生產(chǎn)率高(無須打中心空,且裝夾省時),所以多用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)②磨削表面尺寸精度,幾何形狀精度較高,Ra?、勰芘渖献詣由狭蠙C構(gòu),實現(xiàn)自動化生產(chǎn)⑶內(nèi)圓磨床:用于磨圓柱孔和圓錐孔,其主參數(shù)是最打磨削內(nèi)孔直徑⑷平面磨床:分為臥軸矩臺式磨床(生產(chǎn)率低些,但加工精度較高,Ra較小,屬于周邊磨削),立軸矩臺式磨床,立軸圓臺式磨床(生產(chǎn)率高,但加工精度較低,Ra較大,屬于端面磨削),臥軸圓臺式磨床。二、砂輪砂輪的特性主要由磨料,粒度,結(jié)合劑,硬度,組織幾形狀尺寸等因素決定。

2．3機床夾具設(shè)計基礎(chǔ)機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準確的相對位置。當用夾具裝夾加工一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這一要求的。而要實現(xiàn)這一要求，又必須滿足三個條件：①一批工件在夾具中占有正確的加工位置；②夾具裝夾在機床上的準確位置；③刀具相對夾具的準確位置。這里涉及了三層關(guān)系：零件相對夾具，夾具相對于機床，零件相對于機床。工件的最終精度是由零件相對于機床獲得的。所以“定位”也涉及到三層關(guān)系：工件在夾具上的定位，夾具相對于機床的定位，而工件相對于機床的定位是間接通過夾具來保證的。工件定位以后必須通過一定的裝置產(chǎn)生夾緊力把工件固定，使工件保持在準確定位的位置上，否則，在加工過程中因受切削力，慣性力等力的作用而發(fā)生位置變化或引起振動，破壞了原來的準確定位，無法保證加工要求。這種產(chǎn)生夾緊力的裝置便是夾緊裝置?！?．3．1機床夾具概述1.機床夾具的概念機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。2.機床夾具的分類機床夾具可根據(jù)其使用范圍，分為通用夾具、專用夾具、組合夾具、通用可調(diào)夾具和成組夾具等類型。機床夾具還可按其所使用的機床和產(chǎn)生加緊力的動力源等進行分類。根據(jù)所使用的機床可將夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具（鉆模）、鏜床夾具（鏜模）、磨床夾具和齒輪機床夾具等，根據(jù)產(chǎn)生加緊力的動力源可將夾具分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、電磁夾具和真空夾具等。3.機床夾具的組成(1)定位元件(2)夾緊裝置(3)對刀、引導(dǎo)元件或裝置(4)連接元件(5)夾具體(6)其它元件及裝置二、定位基準基準是用以確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的點，線，面。在加工中用以定位的基準稱為定位基準。有時，作為基準的點、線、面在工件上不一定具體存在（例如孔的中心線和對稱中心平面等），其作用是由某些具體表面（如內(nèi)孔圓柱面）體現(xiàn)的，體現(xiàn)基準作用的表面稱為基面?！?.3.2工件的定位(一)六點定位原理任何未定位的工件在空間直角坐標系中都具有六個自由度。工件定位的任務(wù)就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六點定位原理是指用六個支撐點來分別限制工件的六個自由度，從而使工件在空間得到確定定位的方法。(二)支承點與定位元件(三)完全定位與不完全定位工件的六個自由度完全被限制的定位稱為完全定位。按加工要求，允許有一個或幾個自由度不被限制的定位稱為不完全定位。(四)欠定位與過定位按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。在確定工件定位方案時，欠定位時絕對不允許的。工件的同一自由度背二個或二個以上的支撐點重復(fù)限制的定位，稱為過定位。在通常情況下，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)過定位。消除過定位及其干涉一般有兩個途徑：其一是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以消除被重復(fù)限制的自由度；其二是提高工件定位基面之間及夾具定位元件工作表面之間的位置精度，以減少或消除過定位引起的干涉。（五）、夾具定位誤差分析計算所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。1、引言①△總≤δ總為多種原因產(chǎn)生的誤差總和，δ是工件被加工尺寸的公差，△總包括夾具在機床上的裝夾誤差，工件在夾具中的定位誤差和夾緊誤差，機床調(diào)整誤差，工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形誤差，機床和刀具的制造誤差及磨損誤差等。②△定+ω≤δ其中，ω除定位誤差外，其他因素引起的誤差總和，可按加工經(jīng)濟精度查表確定。所以由①和②知道：△定≤δ-ω（是驗算加工工件合格與否的公式）或者：△定≤1/3δ（也是驗算加工工件合格與否的公式）2、定位誤差的組成1）、定義：定位誤差是工件在夾具中定位，由于定位不準造成的加工面相對于工序基準沿加工要求方向上的最大位置變動量。2）、定位誤差的組成：定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準相對定位基準在加工尺寸方向上的最大變動量，以△不表示。定位基準面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，稱基準位置誤差，即定位基準的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以△基表示。故有：△定=△不+△基此外明確兩點：①只用調(diào)整法加工一批零件才產(chǎn)生定位誤差，用試切法不產(chǎn)生定位誤差；②定位誤差是一個界限值（有一個范圍）。3）定位誤差的分析計算⑴工件以平面定位時的定位誤差定位基準：平面；定位元件工作面：平面====>易加工平整，接觸良好===>所以△基=0△定=△不（注：若位毛坯面，則仍有△基）⑵工件以外圓柱面定位時的定位誤差（以V形塊為例）工序基準定位基準△定H1尺寸：A0△不≠0，△基≠0H2尺寸：00△不=0，△基≠0H3尺寸：B0△不≠0，△基≠0①對H2尺寸：△不=0，△基為定位基準線0的在加工方向的最大變動量，即OO'所以△基=OO'=OE-O'E=[dmax/2sin（α/2）]-[dmin/2sin(α/2)]=δd/2sin(α/2）即：△定=△不+△基=0+δd/2sin(α/2）=δd/2sin(α/2）②對H1尺寸：△不=δd/2，△基=δd/2sin(α/2）或：△定=AA'=AO+OO'-A'O'=dmax/2+δd/2sin(α/2）-dmin/2=δd/2{1+[1/sin(α/2）]}③對H3尺寸：△定=BB'=B'O'+OO'-OB=(dmin/2)+[δd/2sin(α/2）]-dmax/2=δd/2{[1/sin(α/2）]-