金屬切削機床

1、第 四 章金屬切削機床 第一節(jié)概論一、機床的技術(shù)經(jīng)濟指標（一）工藝可能性：可以完成的加工工序、零件的材料和尺寸、毛坯、生產(chǎn)規(guī)模等；（二）加工精度和表面粗糙度；（三）生產(chǎn)率；（四）系列化、通用化、標準化程度：產(chǎn)品品種系列化、部件通用化、零件標準化；（五）壽命。二、工作運動機床加工的共性就是把刀具和工件安裝在機床上，由機床使刀具和工件產(chǎn)生確定的相對運動，從而切削出合乎要求的零件。（一）主運動：形成機床切削速度和消耗主要動力的工作運動。車床：工件旋轉(zhuǎn)鉆床：鉆頭旋轉(zhuǎn)鏜床：刀具旋轉(zhuǎn)刨床：牛頭刨床：刨刀直線運動龍門刨床：工件隨工作臺的直線運動銑床：刀具的旋轉(zhuǎn)拉床：刀具的直線運動磨床：砂輪和磨具的旋轉(zhuǎn)（二）

2、進給運動：使工件多余材料不斷被去除的工作運動。主運動已如上述，其它工作運動都是進給運動。（三）切削過程中，主運動只有一個，而進給運動可以有多于一個。主運動和進給運動可以由刀具和工件分別完成，也可以由刀具單獨完成。除主運動和進給運動外，還有各種輔助運動。三、機床的分類（一）按加工性質(zhì)和所用刀具分為11大門類。機床分類及代號類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機床羅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他 （二）按機床工作精度分類：普通機床、精密機床、高精度機床（三）按機床加工件大小和機床自身重量分類：儀表機床、中小型機床、大型機床、重型機

3、床、特重型機床。（四）按機床通用性分類：通用機床、專門化機床、專用機床、組合機床。四、機床型號的編制GB/T15375-94是現(xiàn)行機床型號編制標準 其中：（1）有“（）”的代號或數(shù)字，當(dāng)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?dāng)?shù)字；（4）有“”符號者，為大寫的漢語拼音字母，或阿拉伯?dāng)?shù)字，或兩者兼有之。在整個型號規(guī)定中，最重要的是：類代號、組代號、主參數(shù)以及通用特性代號和結(jié)構(gòu)特性代號。（一）機床的類代號：見上表（二）特性代號：1.通用特性代號機床通用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）仿形輕型加重型簡式或

4、經(jīng)濟型柔性加工單元數(shù)顯高速代號GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控換仿輕重簡柔顯速 2.結(jié)構(gòu)特性代號：對主參數(shù)相同，但結(jié)構(gòu)、性能不同的機床，用結(jié)構(gòu)特性代號予以區(qū)分，如A、D、E等。（三）機床的組系代號：同類機床因用途、性能、結(jié)構(gòu)相近或有派生而分為若干組。金屬切削機床類、組劃分表組別類別0123456789車床 C儀表 車床單軸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其他鉆床鏜床 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

5、機修理用鏜床其他鏜床磨床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)圓珩磨機外圓及其他珩磨機拋光機砂帶拋光及磨削機床刀具刃磨及研磨基礎(chǔ)可轉(zhuǎn)為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輪及銑齒機剃齒及珩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

6、仿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磨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、軸瓦及螺紋拉床其他拉床鋸床 C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多功能機床 例如：C6 落地及臥式車床C5 立式車床，其中，C51 單柱立式車床、C52 雙柱立式車床（四）機床主參數(shù)代號：反映機床加工性能的主要數(shù)據(jù)。表44常見機床主參數(shù)及折算系數(shù)機床名稱主參數(shù)名稱主參數(shù)折算系數(shù)普通機床自動機床、六角機床立式機床床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑最大

7、棒料直徑或最大車削直徑最大車削直徑1/101/11/100立式鉆床、搖臂鉆床臥式鏜床最大孔徑直徑主軸直徑1/11/10牛頭刨床、插床龍門刨床最大刨削或插削長度工作臺寬度1/101/100臥式及立式升降臺銑床龍門銑床工作臺工作面寬度工作臺工作面寬度1/101/100外圓磨床、內(nèi)圓磨床平面磨床砂輪機最大磨削外徑或孔徑工作臺工作面的寬度或直徑最大砂輪直徑1/101/101/10齒輪加工機床（大多數(shù)是）最大工件直徑1/10 其中，臥式鏜床的主參數(shù)是主軸直徑；拉床的主參數(shù)是額定拉力。（五）機床型號舉例CA6140 C 車床（類代號） A 結(jié)構(gòu)特性代號 6 組代號（落地及臥式車床） 1 系代號（普通落地及

8、臥式車床）主參數(shù)（最大加工件回轉(zhuǎn)直徑400mm）XKA5032A X 銑床（類代號） K 數(shù)控（通用特性代號） A （結(jié)構(gòu)特性代號） 50 立式升降臺銑床（組系代號） 32 工作臺面寬度320mm（主參數(shù)） A 第一次重大改進（重大改進序號）MGB1432 M 磨床（類代號）G 高精度（通用特性代號）B 半自動（通用特性代號） 14 萬能外圓磨床（組系代號）32 最大磨削外徑320mm（主參數(shù)）C2150×6C 車床（類代號）21 多軸棒料自動車床（組系代號）50 最大棒料直徑50mm（主參數(shù)）6 軸數(shù)為6（第二主參數(shù)）第二節(jié)車床車床：做進給直線運動的車刀對做旋轉(zhuǎn)主運動的工件進行切削

9、加工的機床。車床加工范圍較廣，主要有；車外圓、車端面、切槽、鉆孔、鏜孔、車錐面、車螺紋、車成形面、鉆中心孔及滾花等。一、普通車床（一）結(jié)構(gòu)：普通車床由三箱（主軸箱、進給箱、溜板箱）、兩杠（光杠、絲杠）、兩架（刀架、尾架）、一床身組成。主軸箱：主軸箱是用來帶動車床主軸及卡盤轉(zhuǎn)動，并能使主軸得到不同的轉(zhuǎn)速。進給箱：將主軸傳來的旋轉(zhuǎn)運動傳給絲杠或光杠，并使絲杠或光杠得到不同的轉(zhuǎn)速。絲杠：用來車螺紋，它能通過溜板箱使車刀做直線運動。溜板箱：將絲杠或光杠的轉(zhuǎn)動傳給溜板使車刀做縱向或橫向運動。刀架：用來裝夾車刀。尾架：裝夾細長工件和安裝鉆頭、鉸刀等。床身：支持和安裝車床各部件用。床身導(dǎo)軌供縱溜板和尾架移動

10、用。表35CA6140型普通車床的主要技術(shù)性能序號項目1床身上最大工件回轉(zhuǎn)半徑 400毫米中心高 205毫米最大工件長度 750、1000、1500、2000毫米主軸內(nèi)孔直徑 48毫米主軸前端寬度莫氏 6 號2主軸轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn) 24級101400轉(zhuǎn)/分反轉(zhuǎn) 12級141580轉(zhuǎn)/分進給量縱向（ 64級）0.0286.33毫米/轉(zhuǎn)橫向（ 64級）0.0143.16毫米/轉(zhuǎn)溜板及刀架縱向快移速度 4米/分3主電動機功率 7.5千瓦溜板快移電動機 0.37千瓦4機床輪廓尺寸（長×寬×高，工件長為 1000毫米時） 2668×1000×1267毫米5機床重量（工件長

11、度為 1000毫米時）2070千克（二）傳動路線：主參數(shù)：最大加工工件直徑。與中心高的關(guān)系縱向進給：與主軸方向平行；橫向進給：與主軸方向垂直。加工精度：一般車床IT8 - IT10 ；表面粗糙度：Ra 可達1.6m。二、立式車床：立式車床主要特點是主軸垂直布置，并有一個很大的圓形工作臺，供裝卡工件之用，工作臺臺面在水平面內(nèi)，工件的安裝調(diào)整比較方便，而且安全，工作臺由導(dǎo)軌支撐，剛性好，因而能長期地保持機床精度。立式車床適用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對較小的大型和重型零件，如各種盤、輪類零件。 主參數(shù)為最大車削直徑。三、六角車床特點：六角車床與普通車床的主要區(qū)別是：（1）沒有尾架，在普通車床尾架

12、位置上有一個可以同時裝夾多種刀具的轉(zhuǎn)塔刀架。（2）沒有絲杠，一般只能用絲錐和板牙加工螺紋。由于轉(zhuǎn)塔刀架上的刀具多，而且該刀架設(shè)有多種定程裝置，能保證其準確位移和轉(zhuǎn)換，這樣能減少裝卸刀具、對刀、試切和測量尺寸等輔助時間，所以生產(chǎn)率較高。第三節(jié)鉆床、鏜床一、鉆床鉆床的特點是加工中工件不動，而讓刀具移動，將刀具中心對正待加工孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動（主運動）、刀具移動（進給運動）來加工孔。臺式鉆床：鉆孔直徑13mm的小型鉆床。主軸變速是通過改變?nèi)菐г谒螏л喩系奈恢脕韺崿F(xiàn)。立式鉆床搖臂鉆床：可將主軸調(diào)整到加工范圍內(nèi)的任意位置，適用于加工大型和多孔工件。二、鏜床鏜刀安裝在主軸或平旋盤上；工件固定在工作臺

13、上，可以隨工作臺作縱向或橫向運動。鏜床主要完成精度高、孔徑大或孔系的加工，此外，還可銑平面、溝槽、鉆孔、擴孔、鉸孔和車端面、外圓、內(nèi)外環(huán)形槽及車螺紋等。鏜刀的旋轉(zhuǎn)是主運動，鏜刀或工件的移動是進給運動。（一）臥式鏜床：臥式鏜床主要是加工孔，特別是箱體零件上的許多大孔、同心孔、平行孔等。易于保證被加工孔的尺寸精度和位置精度。鏜孔的尺寸精度可達IT7，表面粗糙度Ra值為1.6-0.8 m。（二）坐標鏜床：特點：（1）結(jié)構(gòu)剛性好，能在實體工件上鉆、鏜精密孔。（2）主軸轉(zhuǎn)速高，進給量小。（3）設(shè)有縱、橫向可移動的工作臺，它們的微調(diào)整量可達1微米，并有精確坐標測量系統(tǒng)，所以適于加工孔距誤差小的孔系。（4）

14、在恒溫條件下裝配和使用。1.單柱坐標鏜床：工作臺三面敞開，操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，適用于中小型鏜床。2.雙柱坐標鏜床：雙柱框架式結(jié)構(gòu)，剛性好，適用于大型鏜床。 3.臥式坐標鏜床：主軸水平放置。（三）金剛鏜床：金剛鏜床是一種高速鏜床，其特點是以很小的進給量和很高的切削速度進行加工，加工出的工件具有較高的尺寸精度（IT6）和較光潔的表面（Ra的0.2微米）。臥式金剛鏜床的主參數(shù)是工作臺面寬度。 第四節(jié)刨床、插床和拉床一、刨床：主運動為直線運動，為直線運動機床。刨床主要加工平面、溝槽和成型面。（一）牛頭刨床：適于刨削長度不超過1000mm的中小型工件。主運動：刀具隨滑枕做往復(fù)直線運動。進給運動：工件隨工

15、作臺做水平橫向間歇運動。（二）龍門刨床：主要加工大型工件或同時加工多個工件，其主運動是工件隨著工作臺的直線往復(fù)運動，進給運動是刀架帶著刨刀作橫向或垂直的間歇運動。直流電機拖動，無級調(diào)速、運動平穩(wěn)。由床身、工作臺、立柱、頂梁、橫梁、垂直刀架、側(cè)刀架組成。二、插床：由床身、工作臺、下滑座、滑枕和立柱組成。插床實際上是一個立式刨床，在結(jié)構(gòu)上和牛頭刨屬于同一類。插床主要是加工工件內(nèi)部表面如方孔、長方孔、各種多邊形孔和鍵槽等。由于生產(chǎn)率低，只適合單件小批生產(chǎn)。主運動：插刀隨滑枕垂直方向的往復(fù)直線運動。進給運動：工件在縱向、橫向以及圓周方向的間歇運動。三、拉床：利用拉刀加工內(nèi)外成形表面。主運動：拉刀的直線

16、運動，由拉床上的液壓裝置驅(qū)動。進給運動：依靠拉刀的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。拉床的主參數(shù)是額定拉力。拉床加工特點：運動平穩(wěn)無沖擊振動，拉削速度可無級調(diào)節(jié)，拉力通過液壓控制。拉床結(jié)構(gòu)比較簡單，單拉刀比較昂貴，并且只能加工一種尺寸的表面。第五節(jié)銑床銑床是利銑刀在工件上加工各種表面的機床。銑床加工范圍與刨床相近，但比刨床加工范圍廣，生產(chǎn)率也較高。常見的銑床有：臥式銑床、立式銑床和龍門銑床。銑刀旋轉(zhuǎn)為主運動加工各種表面，工件或銑刀的移動為進給運動。銑刀是多齒刀具，每個刀齒間歇工作，冷卻條件好，切削速度可以提高。一、臥式萬能銑床：臥式銑床的主軸是水平布置的，臥式銑床可加工平面、成形面、各種溝槽、螺旋槽及齒輪齒形等。由

17、床身、橫梁、主軸、升降臺、橫向溜板、轉(zhuǎn)臺（沒有轉(zhuǎn)臺的是臥式銑床）、工作臺組成。二、立式銑床：主軸是垂直布置的。立式銑床適于加工較大平面、加工溝槽，生產(chǎn)率比臥式銑床高。加工精度IT9 - IT7；Ra6.3-1.6m；三、龍門銑床：龍門銑床與龍門刨床相似，其區(qū)別在于它的橫梁和立柱上裝的不是刨刀架，而是帶有主軸箱的銑刀架。龍門銑床主軸箱帶動銑刀旋轉(zhuǎn)為主運動，工作臺縱向往復(fù)運動是進給運動。龍門銑床生產(chǎn)率較高，適用于成批和單件生產(chǎn)，用以加工中型和大型工件。主參數(shù)為工作臺面寬度。第六節(jié)磨床磨床是用磨具或磨料加工工件各種表面的精密加工機床，使用砂輪的機床稱之為磨床，使用油石、研磨料的機床稱之為精磨機床。通

18、常，磨具旋轉(zhuǎn)為主運動。磨床特點：（1）切削工具砂輪是由無數(shù)細小、尖硬、猁的非金屬磨粒粘接而成的多刃工具，并且做高速旋轉(zhuǎn)的主運動。（2）萬能性強，適應(yīng)性更廣。（3）磨床種類多，范圍廣，能適應(yīng)磨削各種加工表面、工件形狀及生產(chǎn)批量的要求。（4）磨削加工余時小，生產(chǎn)率高，容易實現(xiàn)自動化和半自動化，可廣泛應(yīng)用于流水線和自動線中。（5）磨削加工精度高，表面質(zhì)量高。常見的普通磨床有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床和平面磨床。一、外圓磨床：外圓磨床由床身、工作臺、頭架、尾架、砂輪架以及液壓操縱系統(tǒng)組成?？赡ハ鞴ぜ耐鈭A柱面和外圓錐面。其中萬能外圓磨床構(gòu)造與普通外圓磨床基本相同，所不同的是它的砂輪架上、頭架上和工作臺上都裝

19、有轉(zhuǎn)盤，并增加了內(nèi)圓磨具等附件，故萬能外圓磨床還能磨削內(nèi)圓柱面及錐度較大的內(nèi)外圓錐面。主參數(shù)為最大磨削直徑。二、內(nèi)圓磨床：由床身、工作臺、頭架、砂輪架、滑臺組成，主要用于磨削內(nèi)圓柱面、內(nèi)圓錐面及端面等。主參數(shù)為最大磨削孔徑。三、平面磨床：用來磨削工件的平面。主要由床身、工作臺、立柱、滑座、砂輪架等部件組成。工作臺一般是電磁工作臺，工件安放在電磁工作臺上，靠電磁吸力吸住工件。 工作臺有矩形和圓形兩種，主參數(shù)分別為工作臺的寬度和直徑。 小結(jié)1.各種機床的加工特點：主運動、主參數(shù)、結(jié)構(gòu)組成2.鉆床：主運動和進給運動，都由刀具完成；鉆頭的旋轉(zhuǎn)是主運動；鉆頭的軸向直線運動是進給運動。3.坐標鏜床：機床本

20、身精度高；具有坐標精密測量裝置；在恒溫條件下裝配和使用。4.牛頭刨與龍門刨的區(qū)別-牛頭刨的主運動是刨刀的直線運動；龍門刨的主運動是工件隨工作臺的直線運動。5.龍門刨與龍門銑的區(qū)別-龍門刨的主運動是工件隨工作臺的直線運動；龍門銑的主運動是刀具的旋轉(zhuǎn)運動。6.插床實際上是一種立式刨床，插床代號為B507.銑床的銑刀是多齒刀具，幾個刀齒同時參加銑削，其它刀齒間歇得到冷卻，所以切削速度高，刀具耐用度高，在單件小批和成批大量生產(chǎn)中，都得到廣泛的應(yīng)用8.拉床：拉刀的直線運動是主運動，進給運動由拉刀的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)9.磨床：萬能外圓磨床的工作臺的運動是液壓傳動；內(nèi)孔磨削可以在內(nèi)圓磨床或萬能外圓磨床上進行。10.通

21、常，臥式指主軸與工作臺面即地面平行；立式指主軸與工作臺面即地面垂直。11.縱向一般指與主軸方向或床身導(dǎo)軌方向平行。類代號機床名稱主運動進給運動主參數(shù)尺寸精度表面粗糙度m普通車床最大工件回轉(zhuǎn)直徑 / 10IT10IT81.6車床C立式車床工件旋轉(zhuǎn)車刀縱向橫向運動最大車削直徑 / 100IT9IT83.21.6六角車床IT11IT83.21.6臺式鉆床鉆床Z立式鉆床鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆頭軸向直線運動鉆孔直徑 / 1IT1212.5搖臂鉆床鉆孔直徑 / 1臥式鏜床主軸直徑 / 10IT71.60.8鏜床T坐標鏜床鏜刀旋轉(zhuǎn)鏜刀或工件直線運動工作臺面寬度金剛鏜床工作臺面寬度IT60.2刨 插牛頭刨床刨刀直線運動工

22、件橫向運動最大刨削長度 / 10IT9IT76.33.2B龍門刨床工件直線運動刨刀直線運動最大刨削寬度 / 100床插床插刀直線運動工件縱向橫向圓周運動最大插削長度 / 106.31.6拉床L拉床拉刀直線運動拉刀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)額定拉力IT9IT7IT6臥式萬能銑床工作臺工作面寬度 / 10銑床X立式銑床銑刀旋轉(zhuǎn)工件或銑刀直線運動工作臺工作面寬度 / 10IT9IT76.31.6龍門銑床工作臺工作面寬度 / 100外圓磨床最大磨削直徑 / 10IT6（普通）0.80.2磨床M內(nèi)圓磨床砂輪旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)移動 或磨具移動最大磨削孔徑 / 10IT6IT5 （精密）0.10.08平面磨床工作臺面寬度或直徑 /

23、 10IT5以上 （鏡面）0.040.01第七節(jié)特種加工機床特種加工機床是利用電能、電化學(xué)能、光能、聲能等特種加工方未能加工工件的機床。主要用于一般切削方法難以加工（如材料性能特殊、形狀復(fù)雜）的工件。一、電火花加工（一）原理：工具電極和工件電極在絕緣體中靠近到一定距離時，形成脈沖放電，產(chǎn)生大量熱能，使工件局部金屬熔化甚至氣化，達到蝕除金屬的目的。 （二）組成：脈沖電源；間隙自動調(diào)節(jié)器；機床本體；工作液及其循環(huán)過濾系統(tǒng)。 （三）類型：電火花成形加工機床；電火花切割加工機床。（四）特點：（1）可加工任何硬、脆、韌、高熔點、高純度的導(dǎo)電材料。（2）加工時機床和刀具間不存在顯著機械力作用。（3）加工中不受熱的影響。（4）同一臺機床可進行粗、半精加工、精加工。（5）便于實現(xiàn)自動化。二、超聲波加工（一）原理：超聲換能器利用磁致伸縮效應(yīng)，將高頻電振蕩變?yōu)楦哳l機械振動，再借助變幅桿把振幅放大，驅(qū)使工具振動，從而錘擊工件表面的磨料，通過磨料加工工件的表面。（二）組成：超聲電源；超聲振動系統(tǒng)（超聲換能器和變幅桿）；機床本體。（三）特點： （1）超聲波加工適于