《機械制造基礎(chǔ)》——金屬切削機床概論、機床分類及型號編制

1、3.1 3.1 金屬切削機床概述金屬切削機床概述一、金屬切削機床及其在國民經(jīng)濟中的地位一、金屬切削機床及其在國民經(jīng)濟中的地位 金屬切削機床，是指用切削的方法將金屬毛坯加工成具有一定形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機器零件的機器。它是制造機器的機器，故又稱為“工作母機”或“工具機”（Machine-tool）,習(xí)慣上簡稱為“機床”。 在現(xiàn)代機械制造工業(yè)中，被制造的機器零件，特別是精密零件的最終形狀、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金屬切削機床加工來獲得的，因此機床是制造機器零件的主要設(shè)備。它所擔(dān)負的工作量約占機器總制造工作量的40%60%，它的先進程度直接影響到機器制造工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。公元公元

2、1668年（明代）銑削加工天文儀器上銅環(huán)的方法和設(shè)備年（明代）銑削加工天文儀器上銅環(huán)的方法和設(shè)備 銑削完成后，換下銑刀，裝上磨石，可對大銅環(huán)進行磨削加工。1668年的人力腳踏刃磨機年的人力腳踏刃磨機二、機床發(fā)展概況和我國機床工業(yè)水平二、機床發(fā)展概況和我國機床工業(yè)水平 現(xiàn)代意義上的用于加工金屬機械零件的機床，是在18世紀中葉才逐步發(fā)展起來的，1774年英國45歲的鐵廠老板威爾金森為卡倫鐵廠研制成功用于加工炮筒內(nèi)壁的臥式鏜床，用這臺炮筒鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特發(fā)明蒸汽機的要求。威爾金森發(fā)明的炮筒鏜床 為了鏜制更大的汽缸，他又于1776年制造了一臺水輪驅(qū)動的汽缸鏜床，促進了蒸汽機的發(fā)展。從此，機床

3、開始用蒸汽機驅(qū)動。 1797年，英國人莫茲利創(chuàng)制成的車床由絲杠傳動刀架，能實現(xiàn)機動進給和車削螺紋，這是機床結(jié)構(gòu)的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為“英國機床工業(yè)之父”。 19世紀，由于紡織、動力、交通運輸機械和軍火生產(chǎn)的推動，各種類型的機床相繼出現(xiàn)。 1817年，英國人羅伯茨創(chuàng)制龍門刨床； 1818年美國人惠特尼制成臥式銑床； 1876年，美國制成萬能外圓磨床；1835和1897年又先后發(fā)明滾齒機和插齒機。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，美國于1952年研制成第一臺數(shù)字控制機床；1958年研制成能自動更換刀具，以進行多工序加工的加工中心。從此，隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使機床在驅(qū)動方式、控制系

4、統(tǒng)和結(jié)構(gòu)功能等方面都發(fā)生顯著的變革。我國機床產(chǎn)量及世界排名我國機床產(chǎn)量及世界排名因我國的長期封建歷史，到因我國的長期封建歷史，到19151915年上海榮昌泰機械廠才生年上海榮昌泰機械廠才生產(chǎn)了第一臺國產(chǎn)車床。產(chǎn)了第一臺國產(chǎn)車床。19471947年，我國機床總量只有年，我國機床總量只有2 2萬多臺。萬多臺。 2001 2001年，機床產(chǎn)量年，機床產(chǎn)量19.2119.21萬臺，產(chǎn)值萬臺，產(chǎn)值115.1115.1億元，世界排名億元，世界排名第五。第五。 2004 2004年，產(chǎn)量達年，產(chǎn)量達 38.9238.92萬臺（其中數(shù)控機床產(chǎn)量為萬臺（其中數(shù)控機床產(chǎn)量為17.52117.521臺），位居世界第

5、四。臺），位居世界第四。20142014年，當(dāng)我國機床產(chǎn)量年，當(dāng)我國機床產(chǎn)量95.995.9萬臺，占全球比重萬臺，占全球比重3838，中，中國機床產(chǎn)量已經(jīng)是世界第一大生產(chǎn)國，但技術(shù)上僅居世界二流國機床產(chǎn)量已經(jīng)是世界第一大生產(chǎn)國，但技術(shù)上僅居世界二流水平。水平。3.2 3.2 機床的分類及型號編制機床的分類及型號編制一、機床的分類一、機床的分類1 1、按機床的加工性能和結(jié)構(gòu)特點分類按機床的加工性能和結(jié)構(gòu)特點分類 我國機床分為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、鋸床及其他機床。每一類機床按工藝范圍、布局形和結(jié)構(gòu)性能不同又分為若干組，每一組又可分為若干系

6、列。如車床：如車床： 臥式車床臥式車床 立式車床立式車床 轉(zhuǎn)塔車床轉(zhuǎn)塔車床 回輪車床回輪車床 落地車床落地車床 液壓仿型車床液壓仿型車床 多刀自動和半自動車床多刀自動和半自動車床 專用：曲軸車床、凸輪車床、鏟齒車床專用：曲軸車床、凸輪車床、鏟齒車床CA6140CA6140普通車床普通車床 用于加工各種回轉(zhuǎn)表面和回轉(zhuǎn)體的端面。如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面，車削端面及各種常用的螺紋。在車床上還能做鉆孔、擴孔、鉸孔、滾花等工作。立式鉆床立式鉆床 搖臂鉆床搖臂鉆床 鉆床可對零件進行鉆孔、擴孔、鉸孔、锪平面和攻螺紋等加工。搖臂鉆床 搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)和升降，主軸箱又可在搖臂上作水平移動，主

7、軸很容易調(diào)整到所需的加工位置，適用于大而重工件上的孔的單件、小批生產(chǎn)。臥式鏜床臥式鏜床適用于對單件或小批量生產(chǎn)的孔系加工，能精確鏜削尺寸較大的孔和平面。適用于對單件或小批量生產(chǎn)的孔系加工，能精確鏜削尺寸較大的孔和平面。YXMK1320DYXMK1320D外圓磨床外圓磨床 用砂輪等作為工具對工件表面進行加工的機床。磨床可加工內(nèi)外圓柱面和圓錐面、用砂輪等作為工具對工件表面進行加工的機床。磨床可加工內(nèi)外圓柱面和圓錐面、平面、螺旋面及各種成型面等，主要應(yīng)用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。平面、螺旋面及各種成型面等，主要應(yīng)用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。插齒插齒(Gear Shapin

8、g)(Gear Shaping)機機 插齒機，是一種齒輪加工機床，可用插齒刀按展成法加工內(nèi)外直齒和斜齒圓柱齒輪以及其它齒形件的齒輪。Y3150EY3150E型滾齒機型滾齒機 滾齒機可用來加工外嚙合的直齒或斜齒圓柱齒輪及蝸桿，由于是連續(xù)加工，所以生產(chǎn)效率較高。搓絲機搓絲機ZR-24ZR-24 搓絲機是專業(yè)生產(chǎn)螺紋的設(shè)備。搓絲機輕便、靈活、高效以及具有其它類似設(shè)備無法取代的優(yōu)點。其工作原理是通過屈臂的轉(zhuǎn)動，帶動動搓絲版作往復(fù)運動，和定搓絲版相互作用擠壓工件，達到加工目的。Z28-180Z28-180型滾絲機型滾絲機 滾絲機的工作原理是：使用兩個帶有螺紋的棍子來擠壓被加工的工件，使零件外圓表面發(fā)生塑

9、性變形。形成螺紋。由于螺紋是塑性變形產(chǎn)生，其強度要優(yōu)于切削產(chǎn)生的螺紋。 立式銑床立式銑床臥式銑床臥式銑床 可以加工平面、溝槽(鍵槽、T形槽、燕尾槽等)、分齒零件(齒輪、花鍵軸、鏈輪)、螺旋形表面(螺旋槽)及各種曲面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。牛頭刨床牛頭刨床(Horizontal Shaper) 主要用于加工各種平面(如水平面、垂直面和斜面及各種溝槽，如T形槽、燕尾槽、V形槽等)、直線成型表面。回程時不切削，故生產(chǎn)率較低，一般用于單件小批量生產(chǎn)。拉床拉床 拉床主要用來加工孔眼或鍵槽。加工時，一般工件不動，拉刀做直線運動切削。鋸鋸 床床 鋸床以圓鋸片、鋸帶或鋸條等為刀具，鋸切金屬

10、圓料、方料、管料和型材等。鋸床的加工精度一般都不很高，多用于備料車間切斷各種棒料、管料等型材。加加工工中中心心 加工中心是備有刀庫，并能自動更換刀具，對工件進行多工序加工的數(shù)字控制機床。 按按機床機床工藝范圍不又可分為：工藝范圍不又可分為： 1 1、通用機床、通用機床 可以加工多種零件的不同工序，加工范圍較廣，結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，主要適用于單件小批生產(chǎn)。如臥式車床、臥式鏜床、萬能升降臺銑床等。 2 2、專門化機床、專門化機床 這類機床的工藝范圍較窄，專門用于加工某一類或幾類零件的某一道（或幾道）特定工序。如曲軸機床、齒輪機床等。 3 3、專用機床、專用機床 這類機床的工藝范圍最窄，只能用于某一零

11、件或某一道特定工序，適用于大批量生產(chǎn)。如加工機床主軸箱的專用鏜床、加工車床導(dǎo)軌的專用磨床等。按照加工精度的不同，機床可分為：按照加工精度的不同，機床可分為： 普通精度機床、精密機床和高精度機床；按照自動化程度不同，機床可分為：按照自動化程度不同，機床可分為： 手動機床、機動機床、半自動機床和全自動機床；按質(zhì)量與尺寸分為：按質(zhì)量與尺寸分為： 儀表機床、中型機床（一般機床）、大型機床（質(zhì)量10t及以上）、重型機床（質(zhì)量30t及以上）、超重型機床（質(zhì)量100t及以上）；按主要工作部件的數(shù)目可分為：按主要工作部件的數(shù)目可分為： 單軸、多軸；單刀、多刀。二、機床型號的編制方法二、機床型號的編制方法 1、

12、通用機床型號（1 1）型號的表示方法）型號的表示方法注：（注：（1 1）有有“（）（）”的代號或數(shù)字，當(dāng)無內(nèi)容時則不表示，有內(nèi)容時應(yīng)去掉的代號或數(shù)字，當(dāng)無內(nèi)容時則不表示，有內(nèi)容時應(yīng)去掉 括號。括號。 （2 2）有有“”符號者，為大寫的漢語拼音字母。符號者，為大寫的漢語拼音字母。 （3 3）有有“”符號者，為阿拉伯?dāng)?shù)字。符號者，為阿拉伯?dāng)?shù)字。 （4 4）有）有“ ”“ ”符號者，為大寫的漢語拼音字母，或阿拉伯?dāng)?shù)字，或兩者符號者，為大寫的漢語拼音字母，或阿拉伯?dāng)?shù)字，或兩者兼有之。兼有之。() O (O) () (O) ( ) (- )分類代號分類代號類別代號類別代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號通用特性和

13、結(jié)構(gòu)特性代號組別代號組別代號系別代號系別代號主參數(shù)或設(shè)計順序號主參數(shù)或設(shè)計順序號主軸數(shù)或第二主參數(shù)主軸數(shù)或第二主參數(shù)重大改進序號重大改進序號其他特征代號其他特征代號企業(yè)代號企業(yè)代號 C C A A 6 6 1 1 4 4 0 0主參數(shù)（主參數(shù)（最大車削直徑最大車削直徑400mm400mm）系別代號系別代號 （臥式車床系）（臥式車床系）() O (O) () (O) ( ) (- )分類代號分類代號類別代號類別代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號組別代號組別代號系別代號系別代號主參數(shù)或設(shè)計順序號主參數(shù)或設(shè)計順序號主軸數(shù)或第二主參數(shù)主軸數(shù)或第二主參數(shù)重大改進序號重大改進序號其他特征代號

14、其他特征代號企業(yè)代號企業(yè)代號組別代號（落地及臥式車床組）組別代號（落地及臥式車床組）特性代號（結(jié)構(gòu)不同）特性代號（結(jié)構(gòu)不同）類別代號（車床類）類別代號（車床類） （2 2）、機床的類別代號）、機床的類別代號() O (O) () (O) ( ) (- )類別代號類別代號 機床的類別代號用該類機床名稱漢語拼音的第一個字母機床的類別代號用該類機床名稱漢語拼音的第一個字母( (大寫大寫) )表示。需要時，類以下還可有若干分類，分類代號用表示。需要時，類以下還可有若干分類，分類代號用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，放在類代號之前。例如，磨床類分為阿拉伯?dāng)?shù)字表示，放在類代號之前。例如，磨床類分為MM、2M2M、3M3M

15、三個分類。三個分類。 機床的類別代號機床的類別代號用該類機床名稱漢語拼音的第一個字母用該類機床名稱漢語拼音的第一個字母( (大寫大寫) )表示。需要時，類以下還可有若干分類，分類代號用阿拉伯?dāng)?shù)字表表示。需要時，類以下還可有若干分類，分類代號用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，放在類代號之前。例如，磨床類分為示，放在類代號之前。例如，磨床類分為MM、2M2M、3M3M三個分類。三個分類。練習(xí)：練習(xí)：記憶每類機床的代號和讀音，填空。記憶每類機床的代號和讀音，填空。C車車Z鉆鉆T鏜鏜M磨磨2M2磨磨3M3磨磨Y牙牙S絲絲X銑銑B刨刨L拉拉G割割Q其其練習(xí)：練習(xí)：填寫每類機床的代號及讀音填寫每類機床的代號及讀音 （3

16、3）機床的特性代號）機床的特性代號 當(dāng)某類型機床除有普通型外，還具有各種當(dāng)某類型機床除有普通型外，還具有各種通用特通用特性性時，則在類別代號之后加上相應(yīng)的特性代號。例如，時，則在類別代號之后加上相應(yīng)的特性代號。例如，C CMM61326132型精密普通車床型號中的型精密普通車床型號中的“M”M”表示表示“精精密密”?！癤 XK K”表示數(shù)控銑床。如果同時具有兩種通用表示數(shù)控銑床。如果同時具有兩種通用特性，則可用兩個代號同時表示，如特性，則可用兩個代號同時表示，如“MMBGBG”表示半表示半自動高精度磨床。自動高精度磨床。() O (O) () (O) ( ) (- )通用特性通用特性和結(jié)構(gòu)特性

17、代號和結(jié)構(gòu)特性代號機床機床通用特性通用特性代號代號練習(xí)：練習(xí)：記憶機床通用特性的代號及讀音，填空。記憶機床通用特性的代號及讀音，填空。練習(xí)：練習(xí)：填空填空機床通用特性的代號及讀音機床通用特性的代號及讀音G高高M密密Z自自B半半K控控H換換F仿仿Q輕輕W萬萬J簡簡() O (O) () (O) ( ) (- )類別代號類別代號通用特性和通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號結(jié)構(gòu)特性代號主參數(shù)或設(shè)計順序號主參數(shù)或設(shè)計順序號 為了區(qū)分主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機床，在型號為了區(qū)分主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機床，在型號中用結(jié)構(gòu)特性代號表示。中用結(jié)構(gòu)特性代號表示。結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性代號用字母表示。代號用字母表示。如如CA6140

18、CA6140型臥式車床型號中的型臥式車床型號中的“A”“A”，可理解為這種，可理解為這種型號的車床在結(jié)構(gòu)上不同于型號的車床在結(jié)構(gòu)上不同于C6140C6140型車床。結(jié)構(gòu)特性型車床。結(jié)構(gòu)特性的代號字母是根據(jù)各類機床的情況分別規(guī)定的。的代號字母是根據(jù)各類機床的情況分別規(guī)定的。（4 4）、機床的組別、系別代號）、機床的組別、系別代號 組別、系別代號用兩位數(shù)字表示。第一位數(shù)字表組別、系別代號用兩位數(shù)字表示。第一位數(shù)字表示組別，第二位數(shù)字表示系別。示組別，第二位數(shù)字表示系別。() O (O) () (O) ( ) (- )類別代號類別代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號組別代號組別代號系別代

19、號系別代號P.65 P.65 表表3-3 3-3 部分車床類的組別、系別劃分表部分車床類的組別、系別劃分表(5)(5)、機床主參數(shù)和第二主參數(shù)、機床主參數(shù)和第二主參數(shù) 機床主參數(shù)機床主參數(shù)是反映機床規(guī)格大小的主要參數(shù)。通用機床的主是反映機床規(guī)格大小的主要參數(shù)。通用機床的主參數(shù)已由機床的系列型譜規(guī)定。在機床型號中，用阿拉伯?dāng)?shù)字給參數(shù)已由機床的系列型譜規(guī)定。在機床型號中，用阿拉伯?dāng)?shù)字給出主參數(shù)的折算值出主參數(shù)的折算值(110或或1100)。 第二主參數(shù)第二主參數(shù)一般是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度、一般是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度、工作臺工作面長度等。第二主參數(shù)也用折算值表示。工作臺工作面

20、長度等。第二主參數(shù)也用折算值表示。 () O (O) () (O) ( ) (- )類別代號類別代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號組別代號組別代號系別代號系別代號主參數(shù)或設(shè)計順序號主參數(shù)或設(shè)計順序號主軸數(shù)或第二主參數(shù)主軸數(shù)或第二主參數(shù)常用機床主參數(shù)和第二主參數(shù)常用機床主參數(shù)和第二主參數(shù)最大刨削寬度最大刨削寬度 1/1001/100龍門刨床龍門刨床工作臺工作面長度工作臺工作面長度工作臺工作面寬度工作臺工作面寬度 1/101/10矩臺平面磨床矩臺平面磨床最大磨削長度最大磨削長度最大磨削直徑最大磨削直徑 1/101/10外圓磨床外圓磨床最大插削及刨削長度最大插削及刨削長度 1/101/

21、10插床及牛頭刨床插床及牛頭刨床最大跨矩最大跨矩最大鉆孔直徑最大鉆孔直徑 1/11/1搖臂鉆床搖臂鉆床工作臺工作面長度工作臺工作面長度工作臺工作面寬度工作臺工作面寬度 1/101/10升降臺銑床升降臺銑床最大車削直徑最大車削直徑 1/1001/100立式車床立式車床工件最大長度工件最大長度床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑 1/101/10普通車床普通車床第二主參數(shù)第二主參數(shù)主參數(shù)及主參數(shù)及折算系數(shù)折算系數(shù)機床名稱機床名稱P.65 P.65 表表3-4 3-4 車床主參數(shù)及折算系數(shù)車床主參數(shù)及折算系數(shù)（6 6）、機床的重大改進順序號）、機床的重大改進順序號 當(dāng)機床的性能和結(jié)構(gòu)布局有重

22、大改進時，改進的機床是新產(chǎn)品，需要重新設(shè)計、試制和鑒定的，則在原機床型號尾部按A、B、C字母順序作為重大改進的順序號，以區(qū)別原型號。例如，MG1432A 高精度外圓磨床。 () O (O) () (O) ( ) (- )類別代號類別代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號組別代號組別代號系別代號系別代號主參數(shù)或設(shè)計順序號主參數(shù)或設(shè)計順序號主軸數(shù)或第二主參數(shù)主軸數(shù)或第二主參數(shù)重大改進序號重大改進序號（7 7）其它特性代號）其它特性代號 主要主要用以反映各類機床的特性，如對數(shù)控機床，可用來反映不同的數(shù)控系統(tǒng)；對于一般機床可用以反映同一型號機床的變形等。其它特性代號用漢語拼音字母或阿拉伯?dāng)?shù)字

23、或二者的組合來表示。 () O (O) () (O) ( ) (- )類別代號類別代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號組別代號組別代號系別代號系別代號主參數(shù)或設(shè)計順序號主參數(shù)或設(shè)計順序號主軸數(shù)或第二主參數(shù)主軸數(shù)或第二主參數(shù)重大改進序號重大改進序號其他特征代號其他特征代號例例 1 CA61401 CA6140 C C A A 6 6 1 1 4 4 0 0主參數(shù)（主參數(shù)（最大車削直徑最大車削直徑400mm400mm）系別代號系別代號 （臥式車床系）（臥式車床系）組別代號（落地及臥式車床組）組別代號（落地及臥式車床組）特性代號（結(jié)構(gòu)不同）特性代號（結(jié)構(gòu)不同）類別代號（車床類）類別代號（

24、車床類）例例2 MG1432A2 MG1432A Z Z 5 2525 例例3 Z5253 Z525主參數(shù)（最大鉆孔直徑主參數(shù)（最大鉆孔直徑25mm25mm）組別：立式鉆床組別：立式鉆床類別代號：鉆床類別代號：鉆床 Y Y 3 3 1 1 5050 E E 重大改進序號重大改進序號主參數(shù)（最大工件直徑主參數(shù)（最大工件直徑500mm500mm）系別代號系別代號 （1）組別：滾齒機組別：滾齒機 齒輪加工機床齒輪加工機床例例4 4作作 業(yè)業(yè)P.105 3.1 3.2CM6132類別代號（車床）；類別代號（車床）；通用特性代號（精密）通用特性代號（精密）；組別代號（落地及臥式車床組）；組別代號（落地及

25、臥式車床組）；系別代號（臥式車床系）；系別代號（臥式車床系）；主參數(shù)代號（最大車削直徑主參數(shù)代號（最大車削直徑320mm 320mm ）。）。C1336類別代號（車床）；類別代號（車床）；組別代號（單軸自動車床組）；組別代號（單軸自動車床組）；系別代號（單軸轉(zhuǎn)塔自動車床系）；系別代號（單軸轉(zhuǎn)塔自動車床系）；主參數(shù)代號（最大車削直徑主參數(shù)代號（最大車削直徑36mm 36mm ）。）。C21506類別代號（車床）；類別代號（車床）；組別代號（多軸自動、半自動車床）；組別代號（多軸自動、半自動車床）；系別代號（多軸棒料自動車床）；系別代號（多軸棒料自動車床）；主參數(shù)代號（最大棒料直徑是主參數(shù)代號（最大棒料直徑是50mm50mm）；）；第二主參數(shù)或主軸數(shù)（軸數(shù)為第二主參數(shù)或主軸數(shù)（軸數(shù)為6 6）。）。C C：MM：6 6：1 1：3232：C C：1 1：3 3：3