第五節(jié) 其它機床及刀具

1、第五節(jié)其它機床及刀具機械制造工程第二章1 鉆床和鏜床都是孔加工用機床，主要加工外形復(fù)雜、沒有對稱放置軸線的零件上的單孔或孔系。 1鉆床及鉆頭 鉆床一般用于加工直徑不大精度要求較低的孔。 可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、刮平面以及攻螺紋等工作。一、鉆床、鏜床及刀具2 在鉆床上加工時，工件不動，刀具作旋轉(zhuǎn)主運動，同時沿軸向移動作進給運動。 鉆床的主參數(shù)是最大鉆孔直徑。 根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)的不同可分為：臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、深孔鉆床以及專門化鉆床等。3 立式鉆床：由底座、工作臺、立柱、電動機、傳動裝置、主軸變速箱、進給箱、主軸和操縱手柄組成。 搖臂鉆床：在大型工件上鉆孔，通常希望工件不動而讓鉆床主軸能

2、任意調(diào)整其位置，以適應(yīng)加工需要，這就需要用搖臂鉆床。 其他鉆床：臺鉆、深孔鉆45數(shù)控立式鉆床多頭立式鉆床678高速臺式鉆床9分度鉆床10深孔鉆床深孔鉆床11麻花鉆 鉆孔的主要刀具，它可在實心材料上鉆孔，也可用來擴孔。 標準的麻花鉆由柄部、頸部及工作部分組成。工作部分又分為切削部分和導(dǎo)向部分；為增強鉆頭的剛度，工作部分的鉆芯直徑dc朝柄部方向遞增；刀柄是鉆頭的夾持部分，有直柄和錐柄兩種。12 麻花鉆有兩個前刀面、兩個主后刀面、兩個副后刀面、兩條主切削刃、兩條副切削刃和一條橫刃。13 麻花鉆的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為外徑d0，它按標準尺寸系列設(shè)計；鉆芯直徑dc，它決定鉆頭的強度及剛度，并影響容屑空間；頂角2

3、，通常2 = 116120；螺旋角，它是圓柱螺旋形刃帶與鉆頭軸線的夾角，加工鋼、鑄鐵等材料，鉆頭直徑d0 10mm時，= 2533。14深孔鉆 深孔加工時，由于孔的深徑比較大，鉆桿細而長，剛性差，切削時很容易走偏和產(chǎn)生振動，加工精度和表面粗糙度難以保證，加之刀具在近似封閉的狀態(tài)下工作，因此必須特別注意導(dǎo)向、斷屑和排屑、冷卻和潤滑等問題。15 圖2-61所示為單刃外排屑深孔鉆，又稱槍鉆，它主要用來加工小孔16 圖2-62所示為高效、高質(zhì)量加工的內(nèi)排屑深孔鉆，又稱噴吸鉆，它用于加工深徑比小100，直徑為16mm65mm的孔。17拋物線型深孔鉆182鏜床及鏜刀 鏜床用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔

4、、內(nèi)成形表面或孔內(nèi)環(huán)槽，特別是分布在不同位置、軸線間距離精度和相互位置精度要求很嚴格的孔系。19臥式鏜銑床的主要加工方法20 通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。 根據(jù)用途，鏜床可分為臥式銑鏜床、坐標鏜床、金剛鏜床、落地鏜床以及數(shù)控鏜銑床等。21臥式鏜銑床22臥式鏜銑床23臥式鏜銑床24立式鏜銑床25立式雙軸鏜床立式鏜磨床26坐標鏜床 用于孔本身精度及位置精度要求都很高的孔系加工，也能鉆孔、擴孔、鉸孔、锪端面、切槽等。 其主要零部件的制造和裝配精度都很高，具有良好的剛度和抗振性，并配備有坐標位置的精密測量裝置，除進行孔系的精密加工外，還能進行精密刻度、樣板的精密劃線、孔間距及直

5、線尺寸的精密測量等。27 坐標鏜床按其布局形式不同，可分為立式單柱、立式雙柱、臥式坐標鏜床立式單柱坐標鏜床28立式單柱坐標鏜床29雙柱立式坐標鏜床30立式雙柱坐標鏜床31臥式坐標鏜床32臥式坐標鏜床33金剛鏜床 因采用金剛石鏜刀而得名，它是一種高速精密鏜床，其特點是切削速度高，而切削深度和進給量極小，因此可以獲得質(zhì)量很高的表面和精度很高的尺寸。 用于成批、大量生產(chǎn)中。 按其布局形式分為單面、雙面和多面金剛鏜床；按其主軸的位置分為立式、臥式和傾斜式金剛鏜床；按其主軸數(shù)量分為單軸、雙軸和多軸金剛鏜床。34臥式金剛鏜床雙面金剛鏜床35 鏜刀種類很多，一般分為單刃鏜刀與多刃鏜刀兩大類。 單刃鏜刀：其結(jié)

6、構(gòu)簡單，通用性好，大多有尺寸調(diào)節(jié)裝置。 在精密鏜床上常采用微調(diào)鏜刀、雙刃鏜刀。鏜刀36高速高精度ZMAC鏜刀多刃鏜刀單刃鏜刀37微調(diào)鏜刀38雙刃浮動鏜刀39二、銑床及銑刀 用多齒、多刃旋轉(zhuǎn)刀具加工工件、生產(chǎn)效率高、表面質(zhì)量好、用途廣泛的金屬切削機床。 其主運動是銑刀的旋轉(zhuǎn)運動，進給運動是工件在垂直于銑刀軸線方向上的直線運動、或是工件的回轉(zhuǎn)運動、或是工件的曲線運動。 40銑削加工典型表面411銑床的類型 主要類型有臥式升降臺銑床、立式升降臺銑床、圓工作臺銑床、龍門銑床、工具銑床、仿形銑床以及各種專門化銑床等。42臥式銑床 其主要特征是機床主軸軸線與工作臺臺面平行，銑刀安裝在與主軸相連接的刀軸上，

7、由主軸帶動作旋轉(zhuǎn)主運動，工件裝夾在工作臺上，由工作臺帶動工件作進給運動，從而完成銑削工作。 臥式銑床又分為臥式升降臺銑床和萬能升降臺銑床43臥式升降臺銑床萬能臥式升降臺銑床44臥式銑床萬能臥式銑床45立式銑床 與臥式銑床的主要區(qū)別在于其主軸是垂直安置的。其工作臺、床鞍及升降臺與臥銑相同，銑頭可根據(jù)加工需要在垂直平面內(nèi)調(diào)整角度，主軸可沿軸線方向進給或調(diào)整位置。46立式升降臺銑床47立式升降臺銑床立式端面銑床48數(shù)控立式銑床49立式轉(zhuǎn)塔銑床50圓工作臺銑床 一種雙柱圓工作臺銑床，有兩根主軸，在主軸箱的兩根主軸上可分別安裝粗銑和半精銑用的端銑刀；圓工作臺上可裝夾多個工件，加工時，圓工作臺緩慢轉(zhuǎn)動，完

8、成進給運動，從銑刀下通過的工件便已銑削完畢，這種銑床裝卸工件的輔助時間可與切削時間重合，因而生產(chǎn)效率高，適用于大批、大量生產(chǎn)中通過設(shè)計專用夾具，銑削中、小型零件。51銑削中心立式圓臺銑床52龍門銑床 大型高效能銑床，用于加工各類大型、重型工件上的平面、溝槽、斜面和內(nèi)孔。 主體結(jié)構(gòu)呈龍門式框架，其橫梁上裝有兩個銑削主軸箱；兩個立柱上又各裝一個臥銑頭；每個銑頭都是一個獨立部件，內(nèi)裝主運動變速機構(gòu)、主軸及操縱機構(gòu)，各銑頭的水平或垂直運動都可以是進給運動，也可以是調(diào)整銑頭與工件間相對位置的快速調(diào)位運動。銑刀的旋轉(zhuǎn)為主運動。53龍門銑床54龍門銑床55龍門銑床56龍門銑床572銑刀 多齒、多刃刀具，可用

9、于加工平面、臺階、溝槽及成形表面等。根據(jù)用途，可分為以下幾類： 圓柱平面銑刀 面銑刀 盤銑刀 鋸片銑刀 立銑刀 鍵槽銑刀 角度銑刀 成形銑刀58銑刀的類型59 刨床、插床、拉床均屬直線機床1牛頭刨床 因其滑枕和刀架形似牛頭而得名。 工作時，滑枕由擺桿帶動，沿導(dǎo)軌作直線往復(fù)運動，使刀具實現(xiàn)主切削運動，滑枕的運動速度和行程長度均可調(diào)節(jié)；工件安裝在工作臺上，作間歇的橫向移動，實現(xiàn)切削過程的進給運動；橫梁可沿導(dǎo)軌上、下移動，以調(diào)整工件與刨刀的相對位置。三、刨床、插床、拉床及刀具60牛頭刨床牛頭刨床612龍門刨床 其結(jié)構(gòu)呈龍門式布局，以保證機床的剛度。 適用于加工大平面，尤其是長而窄的平面。 工件安裝在

10、工作臺上，工作臺沿床身的導(dǎo)軌作縱向往復(fù)主切削運動；裝在橫梁上的兩個立刀架可沿橫梁導(dǎo)軌作橫向運動，立柱上的兩個側(cè)刀架可沿立柱作升降運動，這兩個運動可以是間歇進給運動，也可以是快速調(diào)位運動；兩個立刀架的上滑板還可扳轉(zhuǎn)一定的角度，以便作斜向進給運動；梁梁可沿立柱的垂直導(dǎo)軌作調(diào)整運動，以適應(yīng)加工不同高度的工件。62龍門刨床龍門刨床63BK20125A型高精度龍門刨床64龍門刨床653插床 插床實質(zhì)上就是立式刨床。 滑枕帶動刀具沿立柱導(dǎo)軌作直線往復(fù)主運動；工件安裝在工作臺上，工作臺可作縱向、橫向和圓周方向的間歇進給運動；工作臺的旋轉(zhuǎn)運動還可進行圓周分度，加工按一定角度分布的鍵槽；滑枕還可以在垂直平面內(nèi)相

11、對立柱傾斜08，以便加工斜槽和斜面。66插床674刨刀與插刀 刨削所用的刀具是刨刀，常用的刨刀有平面刨刀、偏刀、角度刀以及成形刀等 插削與刨削基本相同，只是插削是在垂直方向進行68常用刨刀及其應(yīng)用69常用插刀的形狀705拉床與拉刀 用拉刀加工各種內(nèi)、外成形表面的機床稱為拉床。 按加工表面種類不同分為：內(nèi)拉床和外拉床 按機床布局分為：立式拉床和臥式拉床71拉床的主要類型72臥式拉床臥式拉床73 拉削時，拉刀使被加工表面一次拉削成形，因此拉床只有主運動，無進給運動，進給量是由拉刀的齒升量來實現(xiàn)的。 拉削是一種高生產(chǎn)率、高精度的加工方法，拉削質(zhì)量和拉削精度主要依靠拉刀的結(jié)構(gòu)和制造精度。74拉床加工件

12、75拉床加工件76拉床加工件77拉刀 普通圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)由頭部、頸部、過渡錐、前導(dǎo)部、切削部、校準部和后導(dǎo)部組成，如果拉刀太長，還可在后導(dǎo)部后面加一個尾部，以便支承拉刀。78拉刀切削部分形狀79四、組合機床以系列化、標準化通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的高效自動化專用機床80具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率高、易保證精度的特點，能適應(yīng)工件的變化，重新調(diào)整和重新組合，對工件采用多刀、多面及多工位加工，特別適用于大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工?？梢酝瓿摄@、擴、鉸、鏜孔和攻螺紋、滾壓以及車、銑、磨削等工序，最適合箱體類零件的加工。 81組合機床的組成82組合機床的基礎(chǔ)部件

13、是通用部件，通用部件是具有特定功能，按標準化、系列化和通用化原則設(shè)計制造的，按功能分為動力部件、支承部件、控制部件和輔助部件。83動力部件：傳遞動力并實現(xiàn)主運動和進給運動支承部件：安裝動力部件、輸送部件輸送部件：安裝工件并將其輸送到預(yù)定的工位控制部件：控制組合機床按規(guī)定程序?qū)崿F(xiàn)工作循環(huán)輔助部件：主要包括冷卻、潤滑、排屑等輔助裝置以及各種實現(xiàn)自動夾緊的機械扳手。 84五、數(shù)控機床及刀具 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機械制造技術(shù)發(fā)生了深刻的變化。現(xiàn)代機械產(chǎn)品的一些關(guān)鍵零部件，往往都精密復(fù)雜，加工批量小，改型頻繁，顯然不能在專用機床或組合機床上加工。而借助靠模和仿形機床，或者借助劃線和樣板用手工操作的方

14、法來加工，加工精度和生產(chǎn)效率受到很大程度的限制。特別對空間的復(fù)雜曲線曲面，在普通機床上根本無法實現(xiàn)。 為了解決上述問題，一種新型的數(shù)字程序控制機床，即數(shù)控機床應(yīng)運而生。 85數(shù)控機床是一種以數(shù)字量作為指令信息，通過電子計算機或?qū)Ｓ秒娮舆壿嬘嬎阊b置控制的機床；它綜合應(yīng)用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密測量和新型機械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是今后機床控制的發(fā)展方向。 86數(shù)控機床的工作原理數(shù)控機床加工工件時，應(yīng)預(yù)先將加工過程所需要的全部信息利用數(shù)字或代碼化的數(shù)字量表示出來，編制出控制程序作為數(shù)控機床的工作指令，輸入專用的或通用的數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機床主運動的變速、起停，進給運動的方向

15、、速度和位移量，以及其它如刀具的選擇交換、工件的夾緊松開和冷卻潤滑的開、關(guān)等動作，使刀具與工件及其它輔助裝置嚴格地按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進行工作，從而加工出符合技術(shù)要求的零件。 87數(shù)控機床的組成信息載體與信息輸入裝置 數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)及位置檢測裝置機床本體及機械部件 88數(shù)控機床的特點數(shù)控機床的性能特點具有較強的適應(yīng)性和通用性能獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量具有較高的生產(chǎn)效率，能獲得良好的經(jīng)濟效益 能實現(xiàn)復(fù)雜的運動改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率便于實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理 89數(shù)控機床的使用特點數(shù)控機床對操作維修人員的要求：要求數(shù)控機床的操作、維修及管理人員有較高的文化水平和綜合技

16、術(shù)素質(zhì)。對夾具的要求：應(yīng)定位可靠，可自動夾緊或松開工件、有良好的排屑、冷卻性能。對刀具的要求：切削性能穩(wěn)定可靠、卷屑和斷屑可靠、具有高的精度、能精確而迅速地調(diào)整、能快速或自動更換、應(yīng)實現(xiàn)“三化” ；同時為了方便刀具的存儲、安裝和自動換刀，應(yīng)具有一套刀具柄部標準系統(tǒng)。 90數(shù)控機床的分類 按其工藝用途分類有：普通數(shù)控機床：在加工工藝過程中的一個工序上實現(xiàn)數(shù)字控制的自動化機床，有數(shù)控車、銑、鉆、鏜、磨床等數(shù)控加工中心：帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床91數(shù)控機床舉例數(shù)控車床數(shù)控車床能對軸類或盤類零件自動地完成內(nèi)、外圓柱面，圓錐面，圓弧面和直、錐螺紋等工序的切削加工，并能進行切槽、鉆、擴和鉸等工作。

17、數(shù)控車床的加工精度高、精度穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強、操作勞動強度低，特別適應(yīng)于復(fù)雜形狀的零件或?qū)缺３中砸筝^高的中、小批量零件的加工。92數(shù)控車床的分類方法較多：按車床主軸位置分類：a) 立式數(shù)控車床；b) 臥式車床，又分為水平導(dǎo)軌臥式數(shù)控車床和傾斜式導(dǎo)軌臥式數(shù)控車床。按加工零件的基本類型分類：a) 卡盤式數(shù)控車床；b) 頂尖式數(shù)控車床。按刀架數(shù)量分類：a) 單刀架數(shù)控車床；b) 雙刀架數(shù)控車床。其他分類方法：按數(shù)控系統(tǒng)的控制方式分為直線控制、輪廓控制數(shù)控車床等；按特殊的或?qū)ｉT的工藝性能分為螺紋、活塞、曲軸數(shù)控車床等 93CK7815型數(shù)控車床94數(shù)控立式車床數(shù)控臥式車床95CJK6140CK6

18、12596CH5112F立式車削中心CH5240F立式車削中心97CK5112H10數(shù)控高速立式車床98數(shù)控銑床數(shù)控銑床能對板類、盤類、殼具類、模具類等復(fù)雜零件進行加工。數(shù)控銑床除X、Y、Z三軸外，還可配有旋轉(zhuǎn)工作臺，它可安裝在機床工作臺的不同位置，對凸輪和箱體類零件的加工帶來方便。數(shù)控銑床的加工精度高，精度穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強，操作勞動強度低，特別適應(yīng)于復(fù)雜形狀的零件或?qū)缺３中砸筝^高的中、小批量零件的加工。99數(shù)控銑床按其主軸位置的不同分為：數(shù)控立式銑床：其主軸垂直于水平面臥式數(shù)控銑床：其主軸平行于水平面；臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤來實現(xiàn)4至5坐標加工立、臥兩用數(shù)控銑

19、床：使用范圍更廣，功能更齊全，選擇的加工對象和余地更大 100XK5040A型數(shù)控銑床101七軸復(fù)合車銑中心數(shù)控銑床102VBZ640數(shù)控銑床103TK6411數(shù)控鏜銑床104加工中心帶有容量較大的刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床稱為加工中心。它集鉆床、銑床和鏜床三種機床的功能為一體，由計算機控制來實現(xiàn)高效、高自動化。加工中心的刀庫中存有不同數(shù)量的各種刀具，在加工過程中由程序自動選用和更換，這是它與數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床的主要區(qū)別。105加工中心至少有三根數(shù)控軸，工件裝夾完成后可自動銑、鉆、鉸、攻絲等多種工序的加工。它可以實現(xiàn)五軸、六軸聯(lián)動，從而保證產(chǎn)品的加工精度和進行復(fù)雜加工。機械零件中，箱體類零件

20、所占比重相當大，這類零件重量大、形狀復(fù)雜、加工工序多，如果在加工中心上加工，就能在一次裝夾后自動完成大部分工序，主要是銑端面、鉆孔、攻螺紋、鏜孔等。106數(shù)控加工中心的分類方法主要有：按主軸在空間所處的狀態(tài)分為立式、臥式加工中心按運動坐標數(shù)和同時控制的坐標數(shù)分為三軸二聯(lián)動、三軸三聯(lián)動、四軸三聯(lián)動、五軸四聯(lián)動、六軸五聯(lián)動等按工作臺數(shù)量和功能分為單工作臺加工中心、雙工作臺加工中心、多工作臺加工中心 107JCS-018型立式加工中心108J1VMC400加工中心109XH-754型臥式加工中心110XH-754臥式加工中心111CXH5116加工中心112精密臥式加工中心113龍門式加工中心114數(shù)控機床和加工中心對刀具的要求：必須從數(shù)控加工的特點出發(fā)來制訂數(shù)控刀具的標準化、系列化和通用化結(jié)構(gòu)體系。數(shù)控刀具系統(tǒng)應(yīng)是一種模塊式、層次化，可分級更換