第二章機(jī)床的運動

1、第二章第二章 機(jī)床的運動機(jī)床的運動 認(rèn)識和分析機(jī)床，首先應(yīng)根據(jù)在該機(jī)床上所要求加工的認(rèn)識和分析機(jī)床，首先應(yīng)根據(jù)在該機(jī)床上所要求加工的表面形狀、使用的刀具類型和加工方法去分析機(jī)床的運動，表面形狀、使用的刀具類型和加工方法去分析機(jī)床的運動，即分析機(jī)床必須具備那些運動？以及弄明白這些運動的性質(zhì)。即分析機(jī)床必須具備那些運動？以及弄明白這些運動的性質(zhì)。然后，在這個基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步了解機(jī)床傳動部分的組成，然后，在這個基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步了解機(jī)床傳動部分的組成，以及為實現(xiàn)機(jī)床所需運動的機(jī)構(gòu)及結(jié)構(gòu)，并掌握機(jī)床運動的以及為實現(xiàn)機(jī)床所需運動的機(jī)構(gòu)及結(jié)構(gòu)，并掌握機(jī)床運動的調(diào)整。這個認(rèn)識機(jī)床的方法，我們稱之為調(diào)整。這個認(rèn)

2、識機(jī)床的方法，我們稱之為“表面表面運動運動傳傳動動機(jī)構(gòu)（結(jié)構(gòu)）機(jī)構(gòu)（結(jié)構(gòu)）調(diào)整調(diào)整”的認(rèn)識機(jī)床的方法。的認(rèn)識機(jī)床的方法。 舉例：車外圓及車螺紋。舉例：車外圓及車螺紋。第1 1節(jié) 工件的加工表面及其成形辦法一、 被加工工件的表面形狀機(jī)器零件上常用的各種表面：機(jī)器零件上常用的各種表面：平面、圓柱面、圓錐面、成形表面平面、圓柱面、圓錐面、成形表面等。等。 在在切削加工過切削加工過程中，裝在機(jī)床上程中，裝在機(jī)床上的刀具和工件按一的刀具和工件按一定的規(guī)律作相對運定的規(guī)律作相對運動，通過刀具的刀動，通過刀具的刀刃對工件毛坯的切刃對工件毛坯的切削作用，把毛坯上削作用，把毛坯上多余的金屬切掉，多余的金屬切掉，

3、從而得到要求的表從而得到要求的表面形狀。面形狀。第第1節(jié)節(jié)工件的加工表面及其成形辦法工件的加工表面及其成形辦法一、一、被加工工件的表面形狀被加工工件的表面形狀二、二、工件表面的成型方法（注意母線的原始位置）工件表面的成型方法（注意母線的原始位置）任何表面都可以任何表面都可以看作是一條線（看作是一條線（母線母線）沿著另一條線（沿著另一條線（導(dǎo)線導(dǎo)線）運動的軌跡運動的軌跡。平面、。平面、柱體、成型面等。柱體、成型面等。母線和導(dǎo)線母線和導(dǎo)線在一定條件下在一定條件下可以互換可以互換有些表面的兩條發(fā)生線完全相同，只因母線相對于旋轉(zhuǎn)軸線有些表面的兩條發(fā)生線完全相同，只因母線相對于旋轉(zhuǎn)軸線O-O的原始位的原

4、始位置不同，也可以形成不同的表面。置不同，也可以形成不同的表面。圖圖2-3母線原始位置不同所形成的不同表面母線原始位置不同所形成的不同表面三、三、發(fā)生線（母線和導(dǎo)線）的形成方法發(fā)生線（母線和導(dǎo)線）的形成方法（一）切削刃的形狀和發(fā)生線的關(guān)系（一）切削刃的形狀和發(fā)生線的關(guān)系（P11）點（車）、線（成型加工）、線（包絡(luò)線）點（車）、線（成型加工）、線（包絡(luò)線）1 1）軌跡法）軌跡法 是利用刀具作一定規(guī)律的軌是利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運動來對工件進(jìn)行加工的方法。跡運動來對工件進(jìn)行加工的方法。2)相切法相切法是利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊是利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運動來對工件進(jìn)行作軌跡運動來對工件進(jìn)行加工的方法。加工

5、的方法。（二）（二）形成發(fā)生線的方法及所需運動形成發(fā)生線的方法及所需運動形成發(fā)生線的方法可歸納為四種：形成發(fā)生線的方法可歸納為四種：軌跡法、成形法、相切法、展成法。軌跡法、成形法、相切法、展成法。 3) 3) 成形法成形法 是利用成形刀具（如成形是利用成形刀具（如成形車刀、盤形齒輪銑刀等）對工車刀、盤形齒輪銑刀等）對工件進(jìn)行加工的方法件進(jìn)行加工的方法。4)展成法展成法是利用工件和刀具（如插是利用工件和刀具（如插齒刀、齒輪滾刀和花鍵滾刀）齒刀、齒輪滾刀和花鍵滾刀）作展成切削運動的加工方法。作展成切削運動的加工方法。第第2節(jié)節(jié)機(jī)機(jī)床床的的運運動動在機(jī)床上，為了要獲得所需要的工件表面形狀，必須在機(jī)床

6、上，為了要獲得所需要的工件表面形狀，必須使工具和工件按上述使工具和工件按上述四種方法四種方法之一完成一定的運動，這種之一完成一定的運動，這種運動稱為運動稱為表面成形運動。表面成形運動。一、一、表面成形運動表面成形運動：是保證得到工件的表面形狀的運動是保證得到工件的表面形狀的運動（P13）兩兩種種方方案：案：a.工件動，刀具轉(zhuǎn)（銑）；工件動，刀具轉(zhuǎn)（銑）；b.刀具走，工件轉(zhuǎn)（車）。刀具走，工件轉(zhuǎn)（車）。1、成形運動的種類成形運動的種類：是保證得到工件的表面形狀的運動是保證得到工件的表面形狀的運動（1）簡單成形運動）簡單成形運動（車削圓柱面車削圓柱面圖圖2-7）如果一個獨立的成形運動是如果一個獨立

7、的成形運動是由單獨的旋轉(zhuǎn)運動或直由單獨的旋轉(zhuǎn)運動或直線運動構(gòu)成線運動構(gòu)成，則稱此成形運動為簡單成形運動，簡稱簡，則稱此成形運動為簡單成形運動，簡稱簡單運動。單運動。（2）復(fù)合成形運動）復(fù)合成形運動:保證嚴(yán)格的運動關(guān)系保證嚴(yán)格的運動關(guān)系（T2-8）如果一個獨立的成形運動，是由兩個或兩個以上的旋轉(zhuǎn)如果一個獨立的成形運動，是由兩個或兩個以上的旋轉(zhuǎn)運動或（和）直線運動，運動或（和）直線運動，按照某種確定的運動關(guān)系組合而成按照某種確定的運動關(guān)系組合而成，則稱此成形運動為復(fù)合成形運動，簡稱復(fù)合運動。，則稱此成形運動為復(fù)合成形運動，簡稱復(fù)合運動。討論： 二、二、輔助運動輔助運動（一）各種空行程運動：快速運動

8、和調(diào)位運動（一）各種空行程運動：快速運動和調(diào)位運動（二）切入運動：獲得所需的尺寸（二）切入運動：獲得所需的尺寸（三）（三）分度運動：獲得所需的角度分度運動：獲得所需的角度（四）（四）操縱及控制運動：控制執(zhí)行件運動操縱及控制運動：控制執(zhí)行件運動三、三、主運動和進(jìn)給運動（主運動和進(jìn)給運動（P16）主運動：主運動：產(chǎn)生切削的運動產(chǎn)生切削的運動進(jìn)給運動：維持切削的運動進(jìn)給運動：維持切削的運動他們可以是簡單的成形運動，也可以是復(fù)合的成形運動他們可以是簡單的成形運動，也可以是復(fù)合的成形運動 機(jī)床上形成切削速度并消耗大部分動力的運動。機(jī)床上形成切削速度并消耗大部分動力的運動。 速度高，消耗的功率大。速度高，

9、消耗的功率大。 任何一種機(jī)床，必定有、且通常只有一個主運動。任何一種機(jī)床，必定有、且通常只有一個主運動。主運動可能是簡單運動，也可能是復(fù)合的成形運動。主運動可能是簡單運動，也可能是復(fù)合的成形運動。（一）主運動（一）主運動（二）進(jìn)給運動（二）進(jìn)給運動由機(jī)床或人力提供的運動，它由機(jī)床或人力提供的運動，它使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對運動，加上主運動，即可依次的或運動，加上主運動，即可依次的或連續(xù)不斷的切除切屑，并得出具有連續(xù)不斷的切除切屑，并得出具有所需幾何性質(zhì)的已加工表面。所需幾何性質(zhì)的已加工表面。機(jī)床上維持切削加工過程連續(xù)不斷進(jìn)行的運動。機(jī)床上維持切削加工過程連續(xù)

10、不斷進(jìn)行的運動。 速度較低，消耗的功率較小。速度較低，消耗的功率較小。一臺機(jī)床的進(jìn)給運動可能有一個或幾個。一臺機(jī)床的進(jìn)給運動可能有一個或幾個。進(jìn)給運動可能是簡單運動，也可能是復(fù)合運動。進(jìn)給運動可能是簡單運動，也可能是復(fù)合運動。第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)床的傳動聯(lián)系和傳動原理圖機(jī)床的傳動聯(lián)系和傳動原理圖一、機(jī)床的傳動聯(lián)系一、機(jī)床的傳動聯(lián)系機(jī)床所必備的機(jī)床所必備的3個基本部分：個基本部分：執(zhí)行件：執(zhí)行件：帶動工件或刀具完成一定形式的運動。帶動工件或刀具完成一定形式的運動。動力源：動力源：提供動力。有三相異步電機(jī)、交、直流調(diào)速電提供動力。有三相異步電機(jī)、交、直流調(diào)速電機(jī)。機(jī)。傳動裝置：傳動裝置：傳遞扭矩和動力

11、。傳遞扭矩和動力。傳動鏈：傳動鏈：動力源動力源執(zhí)行件執(zhí)行件執(zhí)行件執(zhí)行件執(zhí)行件執(zhí)行件電機(jī)電機(jī)主軸主軸主軸主軸刀具刀具構(gòu)成一個傳動聯(lián)系的一系列傳動件，稱為構(gòu)成一個傳動聯(lián)系的一系列傳動件，稱為傳動鏈。傳動鏈。二、機(jī)床的傳動鏈二、機(jī)床的傳動鏈 由一系列的傳動元件使執(zhí)行件和動力源，或使兩個執(zhí)由一系列的傳動元件使執(zhí)行件和動力源，或使兩個執(zhí)行件之間保持一定的傳動聯(lián)系。構(gòu)成一個傳動聯(lián)系的一系行件之間保持一定的傳動聯(lián)系。構(gòu)成一個傳動聯(lián)系的一系列按一定規(guī)律排列的傳動件，稱為列按一定規(guī)律排列的傳動件，稱為傳動鏈傳動鏈。 1 1、外聯(lián)系傳動鏈、外聯(lián)系傳動鏈 外聯(lián)系傳動鏈外聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系動力源（如電動機(jī)）和機(jī)床執(zhí)行件聯(lián)

12、系動力源（如電動機(jī)）和機(jī)床執(zhí)行件，使執(zhí)行件得到預(yù)定速度的運動，并傳遞一定的動力。使執(zhí)行件得到預(yù)定速度的運動，并傳遞一定的動力。 2. 2. 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈內(nèi)聯(lián)系傳動鏈 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系復(fù)合運動之內(nèi)的各個運動分量，因而傳內(nèi)聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系復(fù)合運動之內(nèi)的各個運動分量，因而傳動鏈所聯(lián)系的動鏈所聯(lián)系的執(zhí)行件之間的相對速度有嚴(yán)格的要求執(zhí)行件之間的相對速度有嚴(yán)格的要求，用來保證，用來保證運動的軌跡。運動的軌跡。 總之，每一個運動，無論是簡單的還是復(fù)雜的，都必須有總之，每一個運動，無論是簡單的還是復(fù)雜的，都必須有一條外聯(lián)系傳動鏈；一條外聯(lián)系傳動鏈；只有復(fù)合運動才有內(nèi)聯(lián)系傳動鏈只有復(fù)合運動才有內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，如果將

13、，如果將一個復(fù)合運動分解為兩個部分，這其中必有一條內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。一個復(fù)合運動分解為兩個部分，這其中必有一條內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。三、三、傳動原理圖傳動原理圖通常，傳動鏈中的東西包羅萬象，有定比的帶傳動、通常，傳動鏈中的東西包羅萬象，有定比的帶傳動、齒輪傳動、齒輪齒條、絲杠螺母、蝸輪蝸桿、有起變速的齒輪傳動、齒輪齒條、絲杠螺母、蝸輪蝸桿、有起變速的掛輪及變速齒輪掛輪及變速齒輪、還有各種電的、液壓的和機(jī)械的無級、還有各種電的、液壓的和機(jī)械的無級變速機(jī)構(gòu)。變速機(jī)構(gòu)。定比機(jī)構(gòu)定比機(jī)構(gòu)換置機(jī)構(gòu)換置機(jī)構(gòu)為了便于研究機(jī)床的傳動聯(lián)系，常用一些簡明的符為了便于研究機(jī)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

14、示出來，叫號把傳動原理和傳動路線表示出來，叫傳動原理圖傳動原理圖。傳動原理圖常用的一些示意符號傳動原理圖常用的一些示意符號(a)(a) 電動機(jī)電動機(jī) (b) (b) 主軸主軸 (c) (c) 車刀車刀 (d) (d) 滾刀滾刀 (e) (e) 合成機(jī)構(gòu)合成機(jī)構(gòu) (f) (f) 傳動比可變換的換置機(jī)構(gòu)傳動比可變換的換置機(jī)構(gòu) (g) (g) 傳動比不變的機(jī)械聯(lián)系傳動比不變的機(jī)械聯(lián)系 (h) (h) 電的聯(lián)系電的聯(lián)系 (i) (i) 脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器 (j) (j) 快調(diào)換置機(jī)構(gòu)快調(diào)換置機(jī)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)傳動原理圖常使用的一部分符號傳動原理圖常使用的一部分符號如下。如下。1. 1. 銑床用圓柱

15、銑刀銑削平面時的傳動原理圖銑床用圓柱銑刀銑削平面時的傳動原理圖 2. 2. 車床用螺紋車刀車削螺紋時的傳動原理圖車床用螺紋車刀車削螺紋時的傳動原理圖3 3、數(shù)控車床車削成形曲面時的傳動原理圖 第第4 4節(jié)節(jié) 機(jī)床運動的調(diào)整機(jī)床運動的調(diào)整一、一、運動參數(shù)運動參數(shù)與與換置器官換置器官每一個獨立的運動都需要有五個參數(shù)來確定。這五每一個獨立的運動都需要有五個參數(shù)來確定。這五個運動參數(shù)是：個運動參數(shù)是：運動的運動的起點、方向、軌跡、路程起點、方向、軌跡、路程和和速度速度。機(jī)床運動的調(diào)整，就是調(diào)整每個運動的機(jī)床運動的調(diào)整，就是調(diào)整每個運動的五個參數(shù)五個參數(shù)。改變運動參數(shù)的機(jī)構(gòu)為換置機(jī)構(gòu)，在傳動原理圖中改變

16、運動參數(shù)的機(jī)構(gòu)為換置機(jī)構(gòu)，在傳動原理圖中通常用符號通常用符號棱形框棱形框表示，其旁標(biāo)以表示，其旁標(biāo)以iv、i f等表示換等表示換置量。置量。二、機(jī)床運動的調(diào)整計算二、機(jī)床運動的調(diào)整計算1 1）根據(jù)對機(jī)床的運動分析，確定各運動鏈兩端的末）根據(jù)對機(jī)床的運動分析，確定各運動鏈兩端的末端件。端件。2 2）根據(jù)傳動鏈兩末端件的運動關(guān)系，確定計算位移）根據(jù)傳動鏈兩末端件的運動關(guān)系，確定計算位移量。以車螺紋為例：量。以車螺紋為例： 主軸主軸 1r 1r 刀具位移刀具位移 S S3 3）根據(jù)計算位移量以及相應(yīng)傳動鏈中各個傳動環(huán)節(jié)）根據(jù)計算位移量以及相應(yīng)傳動鏈中各個傳動環(huán)節(jié)的傳動比，列出的傳動比，列出運動平衡式運動平衡式。對于螺紋鏈來說：對于螺紋鏈來說：1(r)i4-5ifi6-7tl=S4）根據(jù)平衡式，導(dǎo)出該傳動鏈的換置公式：）根據(jù)平衡式，導(dǎo)出該傳動鏈的換置公式：if=S/(i4-5i6-7tI)以加工螺紋來定：以加工螺紋來定：確定末端件：確定末端件：主軸主軸刀架刀架定計算位移：定計算位移：1rS(KT)運動平衡方程：運動平衡方程：求換置公式求換置公