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)用途和結構的不同可分為：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、任意調整其位置，以適應加工需要，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 麻花鉆的主要結構參數(shù)為外徑d0，它按標準尺寸系列設計；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、高質量加工的內排屑深孔鉆，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、、內成形表面或孔內環(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，因此可以獲得質量很高的表面和精度很高的尺寸。 用于成批、大量生產中。 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

6、構簡單，通用性好，大多有尺寸調節(jié)裝置。 在精密鏜床上常采用微調鏜刀、雙刃鏜刀。鏜刀36高速高精度ZMAC鏜刀多刃鏜刀單刃鏜刀37微調鏜刀38雙刃浮動鏜刀39二、銑床及銑刀 用多齒、多刃旋轉刀具加工工件、生產效率高、表面質量好、用途廣泛的金屬切削機床。 其主運動是銑刀的旋轉運動，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調整角度，主軸可沿軸線方向進給或調整位置。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，因而生產效率高，適用于大批、大量生產中通過設計專用夾具，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、斜面和內孔。 主體結構呈龍門式框架，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，內裝主運動變速機構、主軸及操縱機構，各銑頭的水平或垂直運動都可以是進給運動，也可以是調整銑頭與工件間相對位置的快速調位運動。銑刀的旋轉為主運動。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，沿導軌作直線往復運動，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；橫梁可沿導軌上、下移動，以調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 其結構呈龍門式布局，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，工作臺沿床身的導軌作縱向往復主切削運動；裝在橫梁上的兩個立刀架可沿橫梁導軌作橫向運動，立柱上的兩個側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，也可以是快速調位運動；兩個立刀架的上滑板還可扳轉一定的角度，以便作斜向進給運動；梁梁可沿立柱的垂直導軌作調整運動，以適應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 插床實質上就是立式刨床。 滑枕帶動刀具沿立柱導軌作直線往復主運動；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常用刨刀及其應用69常用插刀的形狀705拉床與拉刀 用拉刀加工各種內、外成形表面的機床稱為拉床。 按加工表面種類不同分為：內拉床和外拉床 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。 拉削是一種高生產率、高精度的加工方法，拉削質量和拉削精度主要依靠拉刀的結構和制造精度。74拉床加工件

12、75拉床加工件76拉床加工件77拉刀 普通圓孔拉刀的結構由頭部、頸部、過渡錐、前導部、切削部、校準部和后導部組成，如果拉刀太長，還可在后導部后面加一個尾部，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，配以少量的專用部件組成的高效自動化專用機床80具有結構簡單、生產效率高、易保證精度的特點，能適應工件的變化，重新調整和重新組合，對工件采用多刀、多面及多工位加工，特別適用于大批、大量生產中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。可以完成鉆、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定的工位控制部件：控制組合機床按規(guī)定程序實現(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 隨著科學技術的飛速發(fā)展，機械制造技術發(fā)生了深刻的變化?，F(xiàn)代機械產品的一些關鍵零部件，往往都精密復雜，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，加工精度和生產效率受到很大程度的限制。特別對空間的復雜曲線曲面，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，通過電子計算機或專用電子邏輯計算裝置控制的機床；它綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅動、精密測量和新型機械結構等多方面的技術成果，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，應預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性和通用性能獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質量具有較高的生產效率，能獲得良好的經濟效益 能實現(xiàn)復雜的運動改善勞動條件，提高勞動生產率便于實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產管理 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、術素質。對夾具的要求：應定位可靠，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、能精確而迅速地調整、能快速或自動更換、應實現(xiàn)“三化” ；同時為了方便刀具的存儲、安裝和自動換刀，應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、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、適應性強、操作勞動強度低，特別適應于復雜形狀的零件或對精度保持性要求較高的中、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，又分為水平導軌臥式數(shù)控車床和傾斜式導軌臥式數(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；按特殊的或專門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，適應性強，操作勞動強度低，特別適應于復雜形狀的零件或對精度保持性要求較高的中、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)控轉盤或萬能數(shù)控轉盤來實現(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，從而保證產品的加工精度和進行復雜加工。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、系列化和通用化結構體系。數(shù)控刀具系統(tǒng)應是一種模塊式、層次化，可分級更換