機械制造技術第3章 工藝系統(tǒng)中的機床

第3章工藝系統(tǒng)中的機床本章要點:機床的分類與型號機床設備的組成與傳動系統(tǒng)臥式車床CA6140A傳動系統(tǒng)分析數(shù)控車床SSCK20A及其他機床簡介常見的光整加工方法與設備教學重點：掌握機床設備常用的傳動裝置掌握機床傳動系統(tǒng)圖的閱讀與表示方法；了解機床轉(zhuǎn)速圖的設計方法；掌握CA6140A臥式車床傳動系統(tǒng)的分析方法；了解CA6140A臥式車床典型部件的結構；了解SSCK20A數(shù)控車床及其他機床的主要結構特點；掌握常見光整加工的方法和設備。教學難點：CA6140A臥式車床傳動系統(tǒng)分析。第3章工藝系統(tǒng)中的機床3.1機床的分類與型號1.普通機床的分類（1）按加工方式、使用的刀具和用途分車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床等。（2）其他主要分類1）按機床大小和工件重量分儀表機床；中小型機床（<10t）；大型機床（≥10t）；重型機床（≥30t）；超重型機床（≥100t）。2）按加工精度分。分為普通精度級（P）、精密級（M）和高精度級（G）。3）按工藝范圍的寬窄分。分為通用機床、專門化機床、專用機床。4）按機床自動化程度分。可分為手動操作機床、半自動機床、自動機床。3.1機床的分類與型號2.數(shù)控機床的分類1）按控制系統(tǒng)特點分。可分點位控制數(shù)控機床；直線控制數(shù)控機；輪廓控制數(shù)控機床。2）按數(shù)控機床中輪廓控制同時控制的軸數(shù)分。分為兩軸同時控制（2D），兩軸半控制（任意兩軸同時控制），三軸同時控制（3D），多軸控制（4D、5D…）。3）按位置控制方式分。分為開環(huán)控制、反饋補償型開環(huán)控制、半閉環(huán)控制、反饋補償型半閉環(huán)控制、閉環(huán)控制。4）其他分類。如按數(shù)控裝置類別分為硬件數(shù)控機床（NC）和軟件數(shù)控機床（CNC）；按加工方式分為金屬切削數(shù)控機床、特種加工數(shù)控機床、無屑加工數(shù)控機床、其他數(shù)控機械設備（如工業(yè)機器人、三坐標測量機）等。3.1機床的分類與型號3.機床設備的型號機床設備型號是由漢語拼音字母及阿拉伯數(shù)字按一定規(guī)律組成的，用以簡明表示機床類型、主要技術參數(shù)、使用性能和結構特點的一組代號。通用機床型號由基本部分和輔助部分組成，中間用“/”（讀作“之”）隔開?；静糠中杞y(tǒng)一管理，輔助部分納入型號與否由企業(yè)自定。例如，CA6140臥式車床型號的含義

因此，“CA6140”表示“床身上最大回轉(zhuǎn)直徑為400mm，具有A式新結構特征的臥式車床”。

3.1機床的分類與型號3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)3.2.1機床設備的組成1．機床的基本組成（1）執(zhí)行件執(zhí)行件是執(zhí)行運動的部件。執(zhí)行件用于安裝工件或刀具，并直接帶動其完成一定形式的運動和保證準確的運動軌跡。（2）動力源動力源是提供運動和動力的裝置。（3）傳動裝置傳動裝置是傳遞運動和動力的裝置，把動力源的動力傳遞給執(zhí)行件或把一個執(zhí)行件的運動傳遞給另一個執(zhí)行件，使執(zhí)行件獲得運動。傳動裝置需要完成變速、變向和改變運動形式等任務，以使執(zhí)行件獲得所需要的運動速度、運動方向和運動形式。

3.7機床設備的選擇、調(diào)試與維護2.機床的傳動裝置機床的傳動裝置一般有機械、液壓、電氣傳動等形式。機械傳動按傳動原理可分為分級傳動和無級傳動。常用的幾種分級傳動裝置如下：（1）離合器離合器用于實現(xiàn)運動的啟動、停止、換向和變速。嚙合式離合器、摩擦式離合器、超越式離合器和安全式離合器。1）嚙合式離合器。是利用兩個零件上相互嚙合的齒爪傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。據(jù)結構形狀不同，分為壓嵌式和齒輪式兩種。2）摩擦式離合器。3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)圖3-2嚙合式離合器

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)圖3-3機械式多片摩擦離合器

（2）分級變速機構分級變速機構通常為定比傳動副，由變換傳動比的變速組和改變運動方向的變向機構組成。1）定比傳動副。常見的定比傳動副包括齒輪副、帶輪副、蝸桿副及齒輪齒條副和絲桿螺母副等。定比的含義是傳動比固定不變。2）變速組。變速組是實現(xiàn)機床分級變速的基本機構，常見的形式如圖3-4所示，包括滑移齒輪變速組、離合器變速組、交換齒輪變速組和擺移齒輪變速組。

3）變向機構。其作用是改變機床執(zhí)行件的運動方向。常見的兩種變向機構為滑移齒輪變向機構和錐齒輪和離合器組成的變向機構，如圖3-5所示。

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)圖3-4常用的機械分級變速組

圖3-5常見的變向機構

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)3．機床傳動鏈構成一個傳動聯(lián)系的一系列順序排列的傳動件稱為傳動鏈。根據(jù)傳動聯(lián)系的性質(zhì)不同，傳動鏈可分為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈和外聯(lián)系傳動鏈。（1）內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。執(zhí)行件和執(zhí)行件之間的傳動聯(lián)系稱為內(nèi)聯(lián)系。構成內(nèi)聯(lián)系的一系列傳動件稱為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。內(nèi)聯(lián)系傳動鏈所聯(lián)系的執(zhí)行件之間的相對速度（及相對位移量）應有嚴格的要求，否則無法保證切削所需的正確的運動軌跡。因此，內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中各傳動副的傳動比必須準確，不應有摩擦傳動或瞬時傳動比可變的傳動件，如鏈傳動。（2）外聯(lián)系傳動鏈。聯(lián)系動力源和執(zhí)行件，使執(zhí)行件得到預定的運動，并傳遞一定的動力。外聯(lián)系傳動鏈傳動比的變化，只影響生產(chǎn)率或工件表面粗糙度，不影響工件表面的形成。

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)3.2.2機床的傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)圖、傳動路線表達式、速度圖等都能表達機床設備的傳動系統(tǒng)，其中傳動系統(tǒng)圖是最直觀的表示方法。1．傳動系統(tǒng)圖用規(guī)定的簡圖符號，表示整臺機床各傳動件的運動傳遞關系。傳動系統(tǒng)圖也是機床傳動系統(tǒng)結構布置方案簡圖，即從動力部分到執(zhí)行部分，傳動系統(tǒng)圖把有運動聯(lián)系的一系列順序排列的傳動件，用規(guī)定的運動簡圖符號，以展開圖的形式，繪制在能反映主要部件相互關系的機床外形輪廓中，并注明傳動件的主要參數(shù)。

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)圖3-6

XA6132銑床傳動系統(tǒng)圖

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)2．傳動路線表達式傳動路線表達式是用于表示機床傳動路線的式子。傳動路線表達式也能表述機床設備中各傳動軸、（齒輪）傳動副之間的傳動關系。XA6132銑床主運動傳動路線表達式為：

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)在上述表達式中，短劃線“—”表示“與”，“—[]—”表示“或”。如“IVa—[19/7182/38]—Va”，表示IVa軸可以通過19/71齒輪副降速傳動，“或”通過82/38齒輪副升速傳動，將運動傳至Va軸。傳動路線表達式也能反映出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)M主：上式中的第一個“1”，表示電動機只有一種輸出轉(zhuǎn)速；第二個“1”，表示通過齒輪副26/54獲得一種轉(zhuǎn)速。括號中“＋”表示它們之間“或”的關系。

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)3.機床運動轉(zhuǎn)速圖轉(zhuǎn)速圖是傳動系統(tǒng)中，各軸可能獲得的轉(zhuǎn)速和其他傳動特性的線圖。圖3-7是XA6132銑床主運動轉(zhuǎn)速圖。圖中：1）等距離的豎線，代表按“電動機軸—Ia—IIa—IIIa—IVa—主軸IVa”的傳動路線，從左到右依次排列的各傳動軸。2）等距離橫線，代表由低到高的轉(zhuǎn)速。因轉(zhuǎn)速取對數(shù)坐標，各橫線間距相等，等于lgφ，習慣上以這個距離代表公比。為簡化機床的結構設計公比的選取應盡量標準化，即選取2或10的某次方根。

3）豎線上的小圓點，表示該傳動軸上所能得到的幾種轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速大小。4）兩豎線（軸）上小圓點間的連線，表示一對傳動副（如齒輪傳動副、帶輪傳動副等），其傾斜程度表示傳動比的大小。

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)標準公比表注：自動機床，生產(chǎn)率要求較高的通用機床，公比取小值；某些聯(lián)合機床，公比可取大值；一般情況下，公比不大于2；基本組：傳動比等于公比的傳動組；擴大組：傳動比大于公比的傳動組，第一擴大組，第二擴大組等。3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)圖3-7XA6132銑床主運動轉(zhuǎn)速圖

3.2機床設備的組成和傳動系統(tǒng)機床傳動機構設計的基本原則：1）前多后少：傳動副數(shù)較多的傳動組放在前面，傳動副數(shù)較少的傳動組放在后面；2）前密后疏：基本組在前，擴大組在后。

基本組在前第一擴大組在前3.3臥式車床與數(shù)控車床3.3.1CA6140A臥式車床1.概述（1）加工范圍CA6140A車床的加工范圍很廣，主要加工軸類、套類零件和直徑不大的盤類零件。若配合一些功能附件，它可實現(xiàn)很多的加工工序（見表3-1）。此外，利用車床還能完成車偏心軸、鏜削箱體、車多邊形、拉油槽、卷彈簧等工序。（2）精度范圍

臥式車床的精度等級共分劃分為三種等級，即普通精度級（P，在型號中P省略）、精密級（M）和高精度級（G）。

（3）機床技術參數(shù)

表3-2CA6140A型臥式車床的主要技術參數(shù)3.3臥式車床與數(shù)控車床

2.CA6140A車床的傳動系統(tǒng)CA6140A車床的主運動是工件旋轉(zhuǎn)運動。進給運動有兩部分：一般進給運動，包括刀具縱向進給運動（刀具移動方向平行于工件軸線，故又稱軸向進給）、刀具橫向進給運動（刀具沿工件徑向移動，故又稱徑向進給）、刀具斜向進給運動（刀具移動方向斜交于工件軸線，靠手動實現(xiàn)）、刀具（鉆頭等）軸向進給運動（鉆頭等在尾座孔中伸出，靠手動實現(xiàn)）；螺紋進給運動，它是工件與刀具組成的復合進給運動（圓柱螺旋軌跡運動）。CA6140A車床的輔助運動有刀架的快速移動。圖3-9為CA6140A臥式車床傳動系統(tǒng)圖。CA6140A車床的傳動系統(tǒng)，由主運動傳動鏈、螺紋進給傳動鏈、刀架機動進給傳動鏈、快速移動傳動鏈等組成。

3.3臥式車床與數(shù)控車床3.3臥式車床與數(shù)控車床CA6140A臥式車床主軸箱部分（1）主運動傳動鏈主運動傳動鏈是把電動機的運動及動力，轉(zhuǎn)換成切削過程中要求的主軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，使主軸帶動工件完成主運動。1）傳動路線主運動傳動鏈的傳動路線表達式如下：3.3臥式車床與數(shù)控車床運動從軸III傳至主軸有兩條路線：1）高速傳動路線。主軸上的滑移齒輪50移至左側(cè)，與軸III右側(cè)的固定齒輪63嚙合。運動由軸III經(jīng)齒輪副63/50直接傳給主軸，使主軸得到500~1600r/min的6種高轉(zhuǎn)速。2）中低速傳動路線。主軸的滑移齒輪50移至右側(cè)，使主軸上的齒式離合器M2嚙合。軸III的運動經(jīng)滑移齒輪副20/80或50/50傳給軸IV，又由滑移齒輪副20/80或51/50傳給軸V，再經(jīng)單一齒輪副26/58和齒式離合器M2傳至主軸，使主軸獲得11~560r/min的中低轉(zhuǎn)速。

3.3臥式車床與數(shù)控車床2）主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)和轉(zhuǎn)速根據(jù)傳動路線表達式，可求得主軸（正轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)速級數(shù)：

但是實際只有24級，其原因是III~Ⅴ軸之間存在四種傳動比：u1＝20/80×20/80＝1/16u2＝20/80×51/50≈1/4u3＝50/50×20/80＝1/4u4＝50/50×51/50≈13.3臥式車床與數(shù)控車床所以主軸實際轉(zhuǎn)速級數(shù)M主：

3.3臥式車床與數(shù)控車床同理，主軸反轉(zhuǎn)能獲得的轉(zhuǎn)速級數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速n主：：

3.3臥式車床與數(shù)控車床圖3-10

CA6140A車床主運動轉(zhuǎn)速圖

（2）

螺紋進給傳動鏈CA6140A車床可以加工米制、模數(shù)制、英制及徑節(jié)制四種標準螺紋和大導程（多線）標準螺紋；此外，還可以加工非標準螺紋和較精密螺紋。它既可以加工右螺紋，也可以加工左螺紋。螺紋進給傳動鏈是條復合進給傳動鏈，其運動平衡式為：3.3臥式車床與數(shù)控車床3.3臥式車床與數(shù)控車床其中：L：被加工螺紋的導程；u0：主軸至絲杠的傳動鏈上，固定傳動比；ux：主軸至絲杠的傳動鏈上，可變傳動比；L絲:車床絲杠導程。米制螺紋（參數(shù)為螺距P）：導程L=kP;模數(shù)螺紋（參數(shù)為模數(shù)m）：導程Lm=kπm；英制螺紋（參數(shù)為每英寸牙數(shù)）：導程La=25.4k/a；徑節(jié)螺紋（參數(shù)為徑節(jié)DP）：導程LDP=25.4kπ/DP3.3臥式車床與數(shù)控車床圖3-11CA6140A車床螺紋進給系統(tǒng)結構框圖

3.3臥式車床與數(shù)控車床軸XIII~XIV之間基本組的機械結構圖

基本組：軸XIII~XIV之間的變速機構可變換八種不同的傳動比，這些傳動比的分母相同，分子則除6.5和9.5用于其他種類的螺紋外，其余按等差數(shù)列排列，相當于米制螺紋導程標準的最后一行。這套變速組稱為基本租。

u基1=26/28=6.5/7u基2=28/28=7/7u基3=32/28=8/7u基4=36/28=9/7u基5=19/14=9.5/7u基6=20/14=10/7u基7=33/21=11/7u基8=36/21=12/73.3臥式車床與數(shù)控車床3.3臥式車床與數(shù)控車床軸XV~XVII間增倍組的機械結結構3.3臥式車床與數(shù)控車床增倍組：軸XV~XVII間的變速機構可變換四種傳動比，它們用以實現(xiàn)螺紋導程標準中行與行間的倍數(shù)關系，稱為增倍組。u倍1=18/45×15/48=1/8u倍2=28/35×15/48=1/4u倍3=18/45×35/28=1/2u倍4=28/35×35/28=1換置機構：基本組、增倍組和移換機構組成進給變速機構，進給變速機構和掛輪一起組成換置機構。3.3臥式車床與數(shù)控車床1）米制螺紋車削米制螺紋的運動平衡式:

將上式簡化后得：

3.3臥式車床與數(shù)控車床標準米制螺紋導程表

表3-3CA6140A型臥式車床車削米制螺紋導程表3.3臥式車床與數(shù)控車床3.3臥式車床與數(shù)控車床擴大螺距機構：從表3-3中看出，用上述運動平衡式加工的公制螺紋最大導程L=12mm。當需要在CA6140A車床上加工導程L＞12mm螺紋時，例如車削多線螺紋和拉油槽時，就需使用擴大螺距機構。這時應扳動主軸箱上左邊的手把，將軸IX上的滑移齒輪58移至右端位置（見圖3-9），與軸VIII上的齒輪26嚙合。于是主軸與軸IX之間不再是通過齒輪副58/58直接聯(lián)系，而是經(jīng)軸V、IV、III及VIII間的齒輪副實現(xiàn)運動聯(lián)系。故車削大導程螺紋時從軸VI到軸IX的傳動路線表達式為：3.3臥式車床與數(shù)控車床CA6140A臥式車床主軸箱部分3.3臥式車床與數(shù)控車床由此可以算出從主軸VI到IX的傳動比：采用u擴1這條傳動路線時，主軸轉(zhuǎn)速n=45~140r/min。

采用u擴2這條傳動路線時，主軸轉(zhuǎn)速n=11~36r/min

。加工大導程螺紋時，自IX軸以后的傳動路線仍與加工常用螺紋的傳動路線相同。

3.3臥式車床與數(shù)控車床2）模數(shù)螺紋模數(shù)螺紋與米制螺紋不同的是，在模數(shù)螺紋導程中含有特殊因子π。根據(jù)圖3-11并結合傳動系統(tǒng)圖，得到車削模數(shù)螺紋的運動平衡式，再將運動平衡式中的代入化簡，得。改變u基和u倍，就可以車削出各種準模數(shù)螺紋。如應用擴大螺紋導程機構，也可以車削出大導程的模數(shù)螺紋。3.3臥式車床與數(shù)控車床

3）英制螺紋我國部分管螺紋目前采用的是英制螺紋。英制螺紋的螺距參數(shù)為每英寸長度上的牙數(shù)a。標準的a值是按分段等差數(shù)列規(guī)律排列的，但轉(zhuǎn)換成英制螺紋的螺距值（1/a英寸或（25.4/a）mm），則成了調(diào)和數(shù)列。為此，車削英制螺紋有特殊因子“25.4”，并須改變傳動路線走向，以獲得相應的調(diào)和數(shù)列。根據(jù)圖3-11并結合傳動系統(tǒng)圖（圖3-9），可以寫出車削英制螺紋的運動平衡式，將運動平衡式中的，代入化簡，得。改變u基和u倍，就可以加工各種標準英制螺紋。3.3臥式車床與數(shù)控車床4）徑節(jié)螺紋徑節(jié)螺紋就是英制模數(shù)螺紋，螺距參數(shù)用徑節(jié)DP（牙/in）表示。徑節(jié)螺紋的導程中包含“π”和“25.4”兩個特殊因子。對徑節(jié)螺紋的處理方法與前面相似，這里不再贅述。5）非標準螺紋和較精密螺紋車削非標準螺紋和較精密螺紋，需要在交換齒輪裝置中配置合適的掛輪a、b、c、d，并將進給箱中的M3、M4和M5

三只離合器全部合上。此時螺紋進給傳動鏈的運動平衡式為：

3.3臥式車床與數(shù)控車床6）多線螺紋多線螺紋的各條螺旋線在軸向和圓周上是等距分布的，因此在A6140A車床上也可采用軸向分線與圓周分線加工多線螺紋。①軸向分線。完成第一條螺旋槽的加工后，將刀具沿工件軸線移動一個螺距，再開始加工第二條螺旋槽。②圓周分線。完成第一條螺旋槽的加工后，脫開工件與刀具之間的復合進給傳動鏈，并將工件轉(zhuǎn)過θ角，θ=360o/k

（k為螺紋線數(shù)），再連接好工件與刀具之間的復合進給傳動鏈，加工第二條螺旋槽。

3.3臥式車床與數(shù)控車床即掛輪齒數(shù)a=71、b=80、c=100、d=113。。

例如，CA6140A車床車削模數(shù)螺紋傳動鏈中，是用64/100×100/97×25/36）×48/7＝3.1418753近似地作為特殊因子。因此它在1000mm加工長度上的相對誤差ω=+0.09mm?，F(xiàn)在改用車較精密螺紋傳動鏈，車削模數(shù)m＝3mm高精度模數(shù)絲杠。若選用因子組71×5/113＝3.1415929近似地作為特殊因子，則可求得：

3.3臥式車床與數(shù)控車床（3）

機動進給和快速移動傳動鏈

1）機動進給傳動鏈普通車削時，刀架機動進給傳動鏈，要求進給箱中離合器M5脫開，運動由軸XVII經(jīng)齒輪副28/56傳至光杠XIX，再由光杠經(jīng)溜板箱中的傳動機構，分別傳至齒輪齒條機構和橫向進給絲杠XXVII，使刀架作縱向或橫向機動進給運動。刀架機動縱向進給量范圍f縱=0.028~6.33mm/r，橫向進給量范圍f橫=0.014~3.16mm/r，各64級。它是經(jīng)過標準進給、加大進給和細進給這三條傳動路線得到的。

3.3臥式車床與數(shù)控車床3.3臥式車床與數(shù)控車床其傳動路線表達式如下：…XVII—28/56—XIX—36/32×32/56—XX—4/29—XXI——

3.3臥式車床與數(shù)控車床①標準進給傳動路線它由兩部分組成。一是經(jīng)過車米制螺紋傳動路線后進入溜板箱的，得到標準進給量f縱＝0.08~1.22mm/r,f橫＝0.04~0.61mm/r，各32級；二是經(jīng)過車英制螺紋傳動路線后進入溜板箱，此時取增倍機構中u倍＝1，得到標準進給量f縱＝0.86~1.59mm/r,f橫＝0.43~0.79mm/r，各8級。

3.3臥式車床與數(shù)控車床

②加大進給傳動路線。是經(jīng)過擴大螺距機構和車英制螺紋傳動路線后進入溜板箱。此時主軸轉(zhuǎn)速范圍n主＝10~125r/min，低速大進給量f縱＝1.71~6.33mm/r,f橫＝0.85~3.16mm/r，各16級。③細進給傳動路線。是從主軸經(jīng)過齒輪副50/63到III軸、VIII軸和IX軸，再經(jīng)過車米制螺紋傳動路線后進入溜板，此時主軸轉(zhuǎn)速范圍n主＝500~1600r/min（560r/min除外）,進給箱中取u倍＝1/8，得到高速細進給量

f縱＝0.028~0.054mm/r,f橫＝0.014~0.027mm/r，各8級。

3.3臥式車床與數(shù)控車床

2）快速移動傳動鏈

刀架的快速移動是為了減輕工人的勞動強度及縮短輔助時間而設置的。當?shù)都苄枰焖僖苿訒r，按下快速移動按鈕，使快速電動機（0.25kW，1360r/min）接通，這時運動經(jīng)齒輪副18/24傳至軸XX（見圖3-9），然后沿著工作進給時的相同傳動路線傳至縱向、橫向進給機構，使刀架作相應方向的快速移動。當快速電動機使軸XX快速旋轉(zhuǎn)時，單向超越離合器M6將軸XX與左邊的齒輪56脫離，使工作進給傳動鏈自動斷開，保證快速運動與工作進給傳動不產(chǎn)生干涉。快速電動機停轉(zhuǎn)時，單向超越離合器M6接合，工作進給運動鏈又重新自動接通3.3臥式車床與數(shù)控車床練習題：1.在CA6140A車床上加工下列螺紋：1）米制螺紋，螺距P=2mm,線數(shù)k=1;2）米制螺紋，P=7mm,k=2;試寫出傳動路線表達式和運動平衡式2.寫出CA6140A車床縱向進給傳動鏈的傳動路線表達式，該傳動鏈是內(nèi)聯(lián)系傳動鏈嗎？3.CA6140A車床主傳動系統(tǒng)中，哪一部分結構是用來控制螺紋旋向的？4.機床傳動的基本組成是什么？各有何作用？3.3臥式車床與數(shù)控車床MJ-50數(shù)控車床傳動系統(tǒng)圖圖3-31

XKA5750數(shù)控銑床傳動鏈示意圖

3.5數(shù)控機床3.3臥式車床與數(shù)控車床3CA6140A車床主軸箱部件結構（1）CA6140A車床主要組成部件及功能1）主軸箱：實現(xiàn)主運動。2）刀架：用于安裝刀具，并實現(xiàn)刀具縱向、橫向或斜向進給運動。3）尾座：主要配合主軸箱支承工件或加工工具的部件；也可橫向調(diào)整尾座體車削錐軸。4）進給箱：用于改變刀具的進給量或所加工螺紋的導程。5）溜板箱：用于驅(qū)動溜板移動的傳動箱，能把進給箱傳來的運動傳遞給刀架，使方刀架實現(xiàn)縱向和橫向進給、螺紋切削運動或快速移動。6）床身。3.3臥式車床與數(shù)控車床（2）主軸箱結構CA6140A車床主軸箱是功能獨立、結構復雜、精度要求高、能影響整機性能和質(zhì)量指標的重要機床部件。它包括箱體、主軸部件、卸荷式帶輪、雙向摩擦離合器和制動器、變速操縱機構、潤滑裝置等。圖3-12是主軸箱左視圖。若沿軸I—II—III（V）—VI剖切并展開（軸IV單獨取剖切面），則可得到如圖3-13所示的展開圖。3.3臥式車床與數(shù)控車床（3）主軸部件1）CA6140A主軸部件的特點：主軸前端，采用了通過螺孔用螺釘連接的A型短錐法蘭式結構。A型結構具有定心精度高、主軸端懸伸量小、剛性好、零件數(shù)量少、結構簡單、成本低、安裝方便等優(yōu)點。2）CA6140A主軸的兩支承結構形式：主軸支承從三支承結構改成了前后兩支承結構，主軸箱熱變形所造成對主軸和軸承的影響程度，遠比三支承結構的小；且該主軸部件的零件數(shù)量少，工藝性好，成本低。3）CA6140A主軸的前后支承軸承的改進：前支承采用了高精度級的NN3121K圓錐孔雙列圓柱滾子軸承37，用以承受徑向載荷。軸承較小的徑向結構尺寸，使安裝軸承的箱體開孔尺寸縮小，這又提高了箱體的結構剛性。3.3臥式車床與數(shù)控車床4）CA6140A主軸的旋轉(zhuǎn)精度的保證：主軸的徑向跳動精度，由主軸前端高精度級的NN3121K圓錐孔雙列圓柱滾子軸承，和后端高精度級的77215B角接觸球軸承保證；軸向竄動精度則由后支承的77215B角接觸球軸承，和51215單向推力球軸承保證，并由它們將軸向力傳遞到主軸箱體上。5）CA6140A主軸支承軸承間歇的調(diào)整：①前軸承間隙的調(diào)整方法。用勾形扳手松開前支承外側(cè)的螺母（前端螺母），擰松前支承內(nèi)側(cè)調(diào)整螺母上的鎖緊螺釘，擰動該調(diào)整螺母，這時NN3121K圓錐孔雙列圓柱滾子軸承的內(nèi)圈，就在主軸1:12錐度的錐面上向主軸端方向移動。②主軸后支承間隙的調(diào)整。是通過調(diào)整箱體外主軸尾部的調(diào)整螺母來實現(xiàn)的。調(diào)整后應進行一小時的高速空運轉(zhuǎn)試驗，要求主軸軸承溫升不得超過70℃，否則應略微松開一點螺母。3.3臥式車床與數(shù)控車床（4）卸荷式帶輪軸I上的帶輪采用了卸荷結構。如圖3-13所示，法蘭15用螺釘固定在箱體32上，帶輪13通過螺釘和定位銷與花鍵套12連接并支承在法蘭15內(nèi)的兩個深溝球軸承14上，花鍵套12與軸I的花鍵部分配合，因而使帶的運動可通過花鍵套12帶動軸I旋轉(zhuǎn)，而帶所產(chǎn)生的拉力則經(jīng)法蘭15直接傳給箱體32，使軸I不受帶拉力的作用，減少了彎曲變形，從而提高了I軸旋轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。帶輪13應與小帶輪處在同一傳動平面內(nèi)，即安裝好的V帶應在同一傳動平面內(nèi)，為此要求帶輪13在軸向能少量調(diào)整。調(diào)整左端螺母11即可。帶輪13輻板上的開孔位置能與法蘭15的固定螺釘通孔對準，將法蘭15的固定螺釘卸下（或擰上），實現(xiàn)包括卸荷式帶輪在內(nèi)的I軸部件，在主軸箱體外組裝調(diào)試。

3.3臥式車床與數(shù)控車床（5）雙向摩擦離合器、制動器及其操縱機構1）雙向摩擦離合器M1（圖3-3）：用于實現(xiàn)主軸的起動、停止及換向。2）制動器及操縱機構：通過制動帶與制動輪之間的摩擦力使主軸得到迅速制動。雙向摩擦離合器與制動裝置采用同一操縱機構控制（6）潤滑裝置CA6140A車床采用液壓泵強迫供油、箱外循環(huán)、集中潤滑方式，消除了采用飛濺潤滑的諸多弊端——各潤滑點的供油量難以控制；甩油葉片強烈拍打攪動油液，造成噪聲增大，使油溫升高，加大箱體熱變形，加快潤滑油老化，縮短潤滑油使用周期；供油質(zhì)量差，把傳動件表面疲勞磨損產(chǎn)生的硬顆粒和沉積在箱底的臟物隨同油液再送往潤滑表面，加速傳動件表面磨損，降低工作壽命。3.3臥式車床與數(shù)控車床3.3.2SSCK20A數(shù)控車床1．簡介SSCK20A數(shù)控車床是沈陽機床集團數(shù)控機床公司原SSCK20數(shù)控車床的升級換代產(chǎn)品。該機床為兩坐標連續(xù)控制CNC車床，采用了機、電、液一體化的合理布局，并配置日本FANUC控制系統(tǒng)，具有高精度、高轉(zhuǎn)速，以及結構簡單，性能穩(wěn)定，使用可靠等優(yōu)點?？杉庸?nèi)外圓柱表面、圓錐表面、圓弧表面和各種螺紋，在汽車、摩托車、輕工機械等行業(yè)得到廣泛應用。2．機床的主要參數(shù)3.3臥式車床與數(shù)控車床表3-4SSCK20A機床的主要技術參數(shù)3．主要部件結構性能及調(diào)整（1）床身部件是數(shù)控車床極其重要的基礎部件，由床身、油箱、電箱、電機支架等部件構成機床主體。SSCK20A數(shù)控車床采用的是向后傾斜45o的斜床身，具有排屑性能好、剛度高、裝卸工件方便等優(yōu)點。床身上床身導軌和滑鞍導軌為整體鑄造結構，使機床的整體剛性得到提高。床身內(nèi)部采用拱形肋板，且將肋板的脊與導軌面垂直布置，使得床身受力均勻合理，減少了結構應力，大大提高了床身的結構強度和結構剛度，提高了導軌的承載能力與精度保持能力。床身采用的“包砂鑄造”，大大增強了床身的阻尼效果，提高了機床的抗震性，改善了機床的動態(tài)特性，提高了機床的穩(wěn)定性。

3.3臥式車床與數(shù)控車床（2）主軸箱1)單軸主軸箱（圖3-18）。主軸由電機經(jīng)皮帶輪直接驅(qū)動，只要改變電機旋轉(zhuǎn)方向，就可得到相同的主軸正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。主軸制動由電機制動來實現(xiàn)。車削螺紋時，需要滿足工件與刀具的復合進給要求，主軸旋轉(zhuǎn)的角位移量信息，是由主軸脈沖編碼器提供。主軸與主軸脈沖編碼器之間，是通過傳動比為1:1的同步齒形帶傳動來聯(lián)系的。主軸前支承采用預加載荷的超精密級角接觸球軸承。后支承采用超精密級角接觸球軸承背靠背安裝，且軸承外圈在孔內(nèi)浮動，允許主軸熱脹向后微量伸長，以滿足高速切削的要求。主軸端部配有液壓夾緊三爪自定心卡盤。主軸前端外圓上開設了兩組方向相反的鋸齒形溝槽，在內(nèi)的一組鋸齒形溝槽能把溢油甩向端蓋內(nèi)側(cè)的集油槽內(nèi)，并流回主軸箱；在外的一組鋸齒形溝槽能防止切削液等浸入，并將其甩至端蓋外側(cè)的集油槽內(nèi)，并經(jīng)小孔流出。

3.3臥式車床與數(shù)控車床2）變速檔主軸箱（圖3-19）。變速檔主軸箱采用普通電機變頻調(diào)速，并通過液壓油缸推動撥叉實現(xiàn)兩檔變速。主軸可獲得高、低兩種轉(zhuǎn)速范圍。前軸承同上，后支承采用圓錐孔雙列圓柱滾子軸承，可承受較大的徑向力。

（3）回轉(zhuǎn)刀架數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架的種類有機械傳動的、也有液壓傳動的。回轉(zhuǎn)刀架是將所用刀具都裝夾在一個刀架上，因此被選擇的刀具將帶動所有的刀具到工作區(qū)域。（4）刀架傳動裝置數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架需要作X軸與Z軸方向的進給運動。X軸運動由伺服電機、滾珠絲桿副帶動（圖3-21）。Z軸運動則由伺服電機、同步齒形帶傳動副、滾珠絲桿副帶動（圖3-22）。

3.3臥式車床與數(shù)控車床4．數(shù)控車床的特點1）效率高。新刀具材料的應用和數(shù)控車床結構的完善——傳動鏈的縮短、主軸轉(zhuǎn)速的提高、傳動功率的增大、換刀和工件夾緊速度的加快對縮短輔助時間的貢獻等，使加工效率不斷提高。其加工效率比臥式車床提高2~5倍。2）精度高。數(shù)控車床的結構不斷完善，控制系統(tǒng)的性能不斷提高，機床精度日益提高。3）柔性好。能適應70%以上的多品種、小批量車削零件的加工。4）可靠性高。隨著數(shù)控系統(tǒng)的性能不斷提高，數(shù)控機床的無故障工作時間迅速提高。5）工藝能力強。數(shù)控車床能用于精加工，也能進行粗加工，可以在一次裝夾中完成零件的全部工序或大部分車削工序。

3.3臥式車床與數(shù)控車床5.經(jīng)濟型數(shù)控車床與車削中心簡介（1）經(jīng)濟型數(shù)控車床它先改造了臥式車床的刀具進給傳動，將刀具的縱向進給與橫向進給采用步進電機驅(qū)動，基本滿足了能加工各種旋轉(zhuǎn)曲面工件的要求。再在主軸尾端增加了編碼器，實現(xiàn)工件與刀具間的復合進給，也能滿足加工帶螺紋工件的加工要求。開環(huán)系統(tǒng)升級為半閉環(huán)系統(tǒng)。也開始對傳統(tǒng)齒輪變速的主軸箱進行改造，以實現(xiàn)恒速切削。（2）車削中心車削中心是車、銑結合的數(shù)控機床，其最大特點是不僅能完成數(shù)控車床的車削，還能自動完成部分銑、鉆等加工。因此車削中心也稱為車銑中心。在車削中心上，主軸具有進給、分度、鎖定等功能（C軸功能）；回轉(zhuǎn)刀架上可安裝軸向、徑向或斜向的動力刀具，實現(xiàn)銑削、鉆削等切削加工。工件一次裝夾后能完成極其復雜的加工工序。

3.3臥式車床與數(shù)控車床3.4.1概述銑床是用回轉(zhuǎn)多刃的銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床能銑削平面、斜面、臺階、溝槽（包括切斷）、鍵槽、直齒條、斜齒條、直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪、鏈輪、螺紋、花鍵軸、離合器、凸輪、球面、較復雜的型面；也能鉆孔、鏜孔、鉸孔、銑孔、加工橢圓孔等。銑削時，銑床上銑刀旋轉(zhuǎn)是主運動，工件或銑刀的移動為進給運動。銑床的銑刀是多個刀刃同時參加切削，并有較高的切削速度，無空行程，其加工效率和加工范圍遠遠高于往復運動的刨床。銑床的種類很多，主要類型有：臺式銑床（儀表銑床）、懸臂式銑床、滑枕式銑床、龍門銑床、平面銑床（包括單柱銑床）、圓臺銑床、仿形銑床、升降臺銑床、床身式銑床、工具銑床、專門化銑床等。

3.4普通銑床與數(shù)控銑床3.4普通銑床與數(shù)控銑床圖3-23XA6132萬能升降臺銑床外形圖

1．機床主要部件床身內(nèi)部裝有主傳動系統(tǒng)和孔盤變速操縱機構，在主軸18級轉(zhuǎn)速中可方便地任意選擇變換?？招闹鬏S的前端（圖3-24）是7:24錐孔，端面裝有兩個端面鍵，用于定位安裝錐柄刀桿，并借助兩端面鍵傳遞轉(zhuǎn)矩。主軸采用三點支承結構，前支承和中間支承采用圓錐滾子軸承，承受徑向力和軸向力。后支承是深溝球軸承，起輔助支承作用?？拷爸С械拇簖X輪具有較大的轉(zhuǎn)動慣量，起到飛輪作用。床身頂部有燕尾形導軌，供橫梁調(diào)整滑動。支承長刀桿的刀軸支架，能在懸梁的燕尾形導軌上調(diào)整位置。升降臺用于支承升降臺、床鞍、回轉(zhuǎn)盤和工作臺，并帶動它們一起上下移動。升降臺內(nèi)部安裝進給電機和進給變速機構。機床的床鞍可作橫向移動，回轉(zhuǎn)盤處于床鞍與工作臺之間，它可使工作臺在水平面上回轉(zhuǎn)一定的角度（±45o），以滿足對斜槽、螺旋槽加工。工作臺可作縱向運動，臺面上的T形槽用于安裝工件和夾具。

3.4普通銑床與數(shù)控銑床3.4普通銑床與數(shù)控銑床圖3-24XA6132萬能升降臺銑床主軸結構

2．主要規(guī)格及技術參數(shù)

3.4普通銑床與數(shù)控銑床表3-5XA6132萬能升降臺銑床的技術參數(shù)3.機床的傳動系統(tǒng)（1）主運動XA6132萬能升降臺銑床的主運動參見3.2節(jié)的內(nèi)容。（2）進給運動進給傳動系統(tǒng)是由功率1.5KW法蘭盤式電動機驅(qū)動，齒輪26直接裝在電動機軸上，移動III軸和V軸上的兩個三聯(lián)齒輪，就可使V軸獲得9種轉(zhuǎn)速。若離合器1合上，則VI軸齒輪40就有9種轉(zhuǎn)速。當V軸上的離合器1脫開，軸IV上的雙聯(lián)齒輪移到左端時，V軸上的齒輪13與IV軸上的齒輪45嚙合。傳動路線是V軸上齒輪13→IV軸雙聯(lián)空套齒輪45→IV軸雙聯(lián)空套齒輪18→V軸空套齒輪40（原與離合器M1接合，此時已成空套齒輪）→VI軸齒輪40。此時VI軸齒輪40獲得的是經(jīng)兩次降速后的另9種轉(zhuǎn)速。這樣VI軸齒輪40共獲得18種轉(zhuǎn)速。3.4普通銑床與數(shù)控銑床圖3-6

XA6132銑床傳動系統(tǒng)圖

3.4普通銑床與數(shù)控銑床XA6132銑床主運動傳動路線表達式為：

3.4普通銑床與數(shù)控銑床3.4普通銑床與數(shù)控銑床XA6132銑床進給系統(tǒng)圖3.4普通銑床與數(shù)控銑床XA6132銑床工作臺三個方向的進給運動

XA6132銑床工作臺可作縱向、橫向和垂向這三個方向的進給運動和快速移動，它靠進給變速箱里VI軸上兩個電磁離合器分別吸合來實現(xiàn)。當慢速進給電磁離合器2吸合時，齒輪40帶動VI軸，并通過齒輪28、35、18、33、37、33等向VII、VIII、IX、X等軸傳動。離合器4嚙合時，垂向絲杠轉(zhuǎn)動；離合器5嚙合時，橫向絲杠轉(zhuǎn)動；離合器6嚙合時，縱向絲杠轉(zhuǎn)動；三個方向的離合器是互鎖的，不能同時接通。

3.4普通銑床與數(shù)控銑床4.銑削加工（1）銑削力因為切削厚度在切削過程中是不斷變化的，使得每個刀齒受力忽大忽小。銑削力的大小是變化的。銑削過程中，同時參加切削的刀齒數(shù)目也是變化的。（2）銑削方式銑削加工方式，有端銑、周銑、逆銑、順銑、對稱銑、不對稱銑之分。

1）端銑和周銑。端銑，即端面銑削，它是用銑刀端面齒刃進行的銑削。周銑，即周邊銑削，它是銑刀周邊齒刃進行的銑削。端銑的加工質(zhì)量相對較好，生產(chǎn)率高。因此在平面銑削中，尤其在大平面的銑削中，端銑基本代替了周銑。

2.6常用切削刀具2）逆銑和順銑（圖3-25）。逆銑是在銑刀與工件已加工面的切點處，銑刀旋轉(zhuǎn)切削刃的運動方向與工件進給方向相反的銑削。順銑是在銑刀與工件已加工面的切點處，銑刀旋轉(zhuǎn)切削刃的運動方向與工件進給方向相同的銑削。

2.6常用切削刀具圖3-25逆銑和順銑

逆銑與順銑的比較：

1）逆銑時，切削厚度從零逐漸增大。銑刀刃口有一鈍圓半徑R，造成開始切削時前角為負值，刀齒在過渡表面上擠壓，滑行，使工件表面產(chǎn)生嚴重冷硬層，并加劇了刀齒磨損。此外，當瞬時接觸角大于一定數(shù)值后，F(xiàn)向上，有抬起工件趨勢；

2）順銑時，刀齒的切削厚度從最大開始，避免了擠壓，滑行現(xiàn)象，并且F始終壓向工作臺，有利于工件夾緊，可提高銑刀壽命和加工表面質(zhì)量。

3）若在絲杠與螺母副中存在間隙情況下采用順銑，當進給力F逐漸增大，超過工作臺摩擦力時，使工作臺帶動絲桿向左竄動，造成進給不均，嚴重時會使銑刀崩刃。逆銑時，由于進給力F作用，使絲杠與螺母傳動面始終貼緊，故銑削過程較平穩(wěn)。2.6常用切削刀具3）對稱銑和不對稱銑。用端銑刀加工平面時，根據(jù)端銑刀對工件的相對位置對稱與否，可分為對稱銑和不對稱銑，如圖所示。

2.6常用切削刀具圖3-26對稱銑和不對稱銑3.機床的傳動系統(tǒng)（1）主運動XA6132萬能升降臺銑床的主運動參見3.2節(jié)的內(nèi)容。（2）進給運動從圖3-6可見，進給傳動系統(tǒng)是由功率1.5KW法蘭盤式電動機驅(qū)動，該電動機裝在升降臺內(nèi)。齒輪26直接裝在電動機軸上，移動III軸和V軸上的兩個三聯(lián)齒輪，就可使V軸獲得9種轉(zhuǎn)速。若離合器1合上，則VI軸齒輪40就有9種轉(zhuǎn)速。當V軸上的離合器1脫開，軸IV上的雙聯(lián)齒輪移到左端時，V軸上的齒輪13與IV軸上的齒輪45嚙合。傳動路線是V軸上齒輪13→IV軸雙聯(lián)空套齒輪45→IV軸雙聯(lián)空套齒輪18→V軸空套齒輪40（原與離合器M1接合，此時已成空套齒輪）→VI軸齒輪40。此時VI軸齒輪40獲得的是經(jīng)兩次降速后的另9種轉(zhuǎn)速。這樣VI軸齒輪40共獲得18種轉(zhuǎn)速。3.4普通銑床與數(shù)控銑床（3）銑床附件分度頭的使用1）分度頭的傳動與結構轉(zhuǎn)動分度手柄時，通過一對1:1齒輪和1:40蝸桿減速傳動，使主軸1旋轉(zhuǎn)。側(cè)軸2是用于安裝交換齒輪的掛輪軸，它通過一對1:1螺旋齒輪與空套在分度手柄軸上的分度盤相聯(lián)系。分度盤上排列著一圈圈在圓周上等分的小孔，用以分度時插定位銷。每圈的孔數(shù)為：24、25、28、30、34、37、38、39、41、42、43、46、47、49、51、53、54、57、58、59、62、66。交換齒輪是分度頭的隨機附件，它帶有12只交換齒輪，齒數(shù)為25、25、30、35、40、50、55、60、70、80、90、100。此外還有三爪自定心卡盤、前頂尖、撥盤和雞心夾、心軸、千斤頂、尾架等隨機附件。2）簡單分度。工件分z等分，主軸要轉(zhuǎn)1/z轉(zhuǎn)，則手柄轉(zhuǎn)。假如要銑削齒數(shù)的齒輪，則。要求手柄搖過44/66轉(zhuǎn)，這時工件轉(zhuǎn)過1/60轉(zhuǎn)。3.4普通銑床與數(shù)控銑床3.4普通銑床與數(shù)控銑床圖3-27分度頭傳動系統(tǒng)

3）差動分度。它是建立一條“主軸→交換齒輪→側(cè)軸→1:1傳動齒輪→分度盤（松開分度盤固定銷）”的差動分度鏈（圖b），使得每次分度轉(zhuǎn)動分度手柄的同時，分度盤以相同或相反方向轉(zhuǎn)動，手柄實際轉(zhuǎn)數(shù)n為手柄相對于分度盤轉(zhuǎn)數(shù)n0與分度盤轉(zhuǎn)數(shù)n盤的代數(shù)和，即：3.4普通銑床與數(shù)控銑床3）直線移距分度。它是將分度頭主軸（圖c）或側(cè)軸（圖d）與工作臺縱向絲桿，用交換齒輪連接所形成的傳動鏈。移距時只要轉(zhuǎn)動分度手柄，就能使工作臺精確移距。（4）其他注意事項在平口鉗上裝夾工件時，必要時應當用百分表找正固定鉗口面。工件下面要墊放適當厚度的平行墊鐵，夾緊時應使工件緊密靠在平行墊鐵上。工件高出鉗口或伸出鉗口兩端不能太多，以防銑削振動。

3.4普通銑床與數(shù)控銑床使用分度頭裝夾工件應先鎖緊分度頭的主軸。在緊固工件時，禁止用管子套在手柄上施力。調(diào)整好分度頭主軸仰角后，應將基座上四個螺釘擰緊，以免零位移動。在分度頭兩頂尖間裝夾軸類工件時，應使前后頂尖的中心線重合。用分度頭分度時，分度手柄應朝一個方向搖動。分度時手柄的定位銷應慢慢插入分度盤的孔內(nèi)，切勿突然撒手，以免損壞分度盤。銑削前把銑床調(diào)整好后，將不起作用的運動方向鎖緊。機動快速趨近時，靠近工件前應改為正常進給速度。

3.4普通銑床與數(shù)控銑床3.4.3數(shù)控銑床數(shù)控銑床是主要采用銑削方式加工工件的數(shù)控機床。它能進行平面或曲面型腔銑削、外形輪廓銑削、三維復雜型面銑削。如凸輪、樣板、靠模、模具、葉片、螺旋槳等。數(shù)控銑床上也具備孔加工的功能，如鉆、擴、鉸、锪、鏜孔、攻螺紋等；若配備數(shù)碼探針等特殊附件，還可進行仿形銑削。數(shù)控銑床主要加工對象是：1）平面類零件。2）變斜角類零件。3）曲面類（立體類）零件，即空間曲面的零件。它的加工面不能展開為平面，加工面與銑刀始終為點接觸。3.4普通銑床與數(shù)控銑床3.4.4加工中心1.概述加工中心，又稱自動換刀數(shù)控機床，是具有刀庫，能自動更換刀具，對一次裝夾的工件進行多工序加工的數(shù)字控制機床。加工中心的類型很多，可分為立式加工中心、臥式加工中心、龍門式加工中心（與龍門銑床相似）、復合式加工中心，或回轉(zhuǎn)工作臺繞X軸旋轉(zhuǎn)90o）；根據(jù)刀庫形式，可分為帶刀庫和機械手的加工中心、無機械手的加工中心、轉(zhuǎn)塔刀庫式加工中心等。加工中心適于加工形狀復雜、工序多、精度要求高的工件；尤其適用于加工曾需用多種類型普通機床和眾多的刀具、夾具，經(jīng)過多次裝夾和調(diào)整才能加工完成的零件。如箱體類零件，復雜曲面零件，異形件（樣板、靠模、復雜型面模具、異形支架），盤、套、軸、板、殼體類零件等。

3.4普通銑床與數(shù)控銑床2.部分功能結構簡介（1）主軸準停裝置將主軸準確地停止在某一固定位置。傳統(tǒng)的主軸準停裝置是采用機械擋塊進行定向，現(xiàn)在一般都采用電氣控制方式，用編碼器與主軸交流伺服電機配合，實現(xiàn)主軸定向準確停止（2）主軸刀具自動夾緊和切屑清除裝置主軸刀具的自動夾緊機構是由主軸后端的液壓缸控制的。（3）主軸箱平衡裝置主軸箱的重力是向下的，容易出現(xiàn)“掉刀”現(xiàn)象。常見的主軸平衡機構有重錘平衡機構、彈簧平衡機構、液壓平衡機構、伺服平衡機構等。（4）刀庫常見的刀庫形式有轉(zhuǎn)塔式刀庫、圓盤式刀庫、單環(huán)鏈式刀庫、多環(huán)鏈式刀庫等。

3.4普通銑床與數(shù)控銑床3.5其他機床3.5.1普通鉆床與數(shù)控鉆床1.鉆床簡介鉆床是指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常，鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運動，鉆頭軸向移動為進給運動。鉆床上主要的加工方式是鉆孔，此外還能進行擴孔、鉸孔、锪孔、刮平面、攻螺紋等加工。2.鉆床類型（1）普通鉆床鉆床的主要類型有臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、銑鉆床、深孔鉆床、平端面中心孔鉆床、臥式鉆床。（2）數(shù)控鉆床數(shù)控鉆床是用數(shù)控系統(tǒng)控制加工過程的鉆床。數(shù)控鉆床用于對單面、雙面或多層印刷電路板進行小孔鉆削加工。3.5其他機床3.5.2磨床1.概述磨床是用磨具或磨料加工工件各種表面的機床。通常，磨具旋轉(zhuǎn)為主運動，工件或磨具的移動為進給運動。磨床加工材料范圍廣泛，但主要用于磨削淬硬鋼和各種難加工材料。磨床可用于磨削內(nèi)、外圓柱面和圓錐面，平面，螺旋面，花鍵、齒輪、導軌、刀具及各種成形面。它一般用于精加工。磨床的品種最多，約占全部金屬切削機床的1/3。磨床的主要類型有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、無心磨床、平面磨床、砂帶磨床、砂輪機、工具磨床）等。此外還有曲軸磨床、凸輪軸磨床、軸承磨床、花鍵軸磨床、軋輥磨床等專用磨床。

3.5其他機床2.M1432B萬能外圓磨床M1432B萬能外圓磨床是應用最普遍的一種外圓磨床，其工藝范圍廣，主要用于磨削內(nèi)外圓柱表面、內(nèi)外圓錐表面、接梯軸軸肩和端面、簡單的成形回轉(zhuǎn)體表面等。M1432B型萬能外圓磨床屬于工作臺移動式普通精度級磨床，自動化程度較低，磨削效率不高，所以該機床適用于工具車間、機修車間和單件、小批生產(chǎn)車間。（1）M1432B萬能外圓磨床的組成部件

床身、工件頭架、工作臺、砂輪架、內(nèi)圓磨具、尾座。尾座的頂尖與頭架的前頂尖一起支承工件。

3.5其他機床圖3-28M1432B型萬能外圓磨床的外形

3.5其他機床（2）機床的運動與傳動如圖3-29所示為M1432B型萬能外圓磨床的幾種典型加工方法。其中圖a、b、d是采用縱磨法磨削外圓柱面和內(nèi)、外圓錐面，圖c是切入法磨削短圓錐面。磨削外圓時，砂輪的旋轉(zhuǎn)運動是由電動機（轉(zhuǎn)速1500r/min，功率5.5kW）經(jīng)V帶直接傳動。磨削內(nèi)圓時，砂輪主軸的旋轉(zhuǎn)運動由另一臺電動機（轉(zhuǎn)速3000r/min，功率1.1kW）經(jīng)平帶直接傳動。更換帶輪，可使砂輪主軸獲得2種高轉(zhuǎn)速（1000r/min，1500r/min）。工件圓周進給運動是由雙速電動機驅(qū)動，經(jīng)三級V帶傳動，把運動傳給頭架的撥盤。它是雙速電機與塔輪變速相結合，使工件獲得25~220r/min的六種不同的圓周進給轉(zhuǎn)速。工件縱向進給運動由液壓缸控制。此外，也可由手輪驅(qū)動工作臺。

3.5其他機床圖3-29M1432B型萬能外圓磨床加工示意圖3.5其他機床3.5.3光整加工設備1.研磨與拋光加工（1）研磨和拋光的機理1）研磨的機理。研磨是將研磨工具（簡稱研具）表面嵌入磨料或敷涂磨料并添加潤滑劑，在一定的壓力作用下，使工件和研具接觸并做相對運動，通過磨料作用，從工件表面切去一層極薄的切屑，使工件具有精確的尺寸、準確的幾何形狀和很高的表面粗糙度。這種對工件表面進行最終精密加工的方法，稱為研磨。其加工模型如圖3-30所示。研磨的實質(zhì)是用游離的磨粒通過研具對工件表面進行包括物理和化學綜合作用的微量切削，其速度很低，壓力很小，經(jīng)過研磨的工件可獲得0.001mm以內(nèi)的尺寸誤差，表面粗糙度一般能達到Ra0.4~0.1μm，最小可達Ra0.012μm。3.5其他機床圖3-30研磨加工模型

3.5其他機床2）研磨加工的特點。①在機械研磨中，機床-工具-工件系統(tǒng)處于彈性浮動狀態(tài)，這樣可以自動實現(xiàn)微量進給，因而可以保證工件獲得極高的尺寸精度和形狀精度。②研磨時，被研磨工件不受任何強制力的作用，因而處于自由狀態(tài)。這一點對于剛性比較差的工件尤為重要，否則，工件在強制力作用下將產(chǎn)生彈性變形，在強制力去除后，由于彈性恢復，工件精度將受到嚴重破壞。③研磨運動速度通常在30m/min以下，這個數(shù)值約為磨削速度的1%。因此，研磨時工件運動的平穩(wěn)性好，能夠保證工件有良好的幾何形狀精度和相互位置精度。④研磨時，只能切去極薄的一層材料，故產(chǎn)生的熱量少，加工變形小，表面變質(zhì)層也薄，加工后的表面有一定的耐蝕性和耐磨性。⑤研磨表層存在殘余壓應力，有利于提高工件表面的疲勞強度。3.5其他機床⑥操作簡單，一般不需要復雜昂貴的設備。除了可采用一定的設備來進行研磨外，還可以采用簡單的研磨工具，如研磨心棒、研磨套、研磨平板等進行機械和手工研磨。⑦適應性好。不僅可以研磨平面、內(nèi)圓、外圓，而且可以研磨球面、螺紋；不僅適合手工單件生產(chǎn)，而且適合成批機械化生產(chǎn)；不僅可加工鋼材、鑄鐵、有色金屬等金屬材料，而且可加工玻璃、陶瓷、鉆石等非金屬材料。⑧研磨可獲得很低的表面粗糙度值。研磨屬微量切削，切削深度小，且運動軌跡復雜，有利于降低工件表面粗糙度值；研磨時基本不受工藝系統(tǒng)振動的影響。

3.5其他機床

3）拋光機理。拋光是一種比研磨更微磨削的精密加工。研磨時研具較硬，其微切削和擠壓塑性變形作用較強，在尺寸精度和表面粗糙度兩方面都有明顯的加工效果。在拋光過程中也存在著微切削作用和化學作用。由于拋光所用的研具較軟以及拋光過程中的摩擦現(xiàn)象，使拋光接觸點穩(wěn)定上升，所以拋光過程中還存在塑性流動。因此，拋光可進一步降低表面粗糙度值，并獲得光滑表面，但不提高表面的形狀精度和位置精度。拋光加工是在研磨之后進行，經(jīng)拋光加工后的表面粗糙度可達Ra0.4μm以下。模具成形表面的最終加工，大部分都需要進行研磨和拋光。

3.5其他機床圖3-31拋光加工過程示意圖

3.5其他機床

（2）研磨拋光分類1）按操作方法不同分類。研磨拋光加工可分為手工研磨拋光和機械研磨拋光。手工研磨拋光主要用于單件小批量生產(chǎn)和修理工作中，但也用于性質(zhì)比較復雜、不便于采用機械研磨拋光的工件。機械研磨拋光主要應用于大批量生產(chǎn)中，特別是幾何形狀不太復雜的工件，經(jīng)常采用這種研磨方法。2）按研磨拋光劑使用的條件分類?？煞譃闈裱?、干研和半干研三種。濕研又稱敷料研磨。濕研金屬切除率高，多用于粗研和半精研。干研又稱嵌砂（或壓砂）研磨。它是在一定壓力下，將磨粒均勻地壓嵌在研具的表層中進行研磨。半干研磨類似于濕研。它所使用的研磨劑是糊狀的，粗、精研均可采用。3）按加工表面的形狀特點分類。研磨拋光加工可分為平面、外圓、內(nèi)孔、球面、螺紋、成形表面和嚙合表面輪廓加工。3.5其他機床（3）研磨拋光設備1）研具。研具的常用材料有鑄鐵、軟鋼、青銅、黃銅、鋁、玻璃和瀝青等。研具的主要作用，一方面是把研具的幾何形狀傳遞給研磨工件，另一方面是涂敷或嵌入磨料。研磨工具應滿足如下要求：研具應具有較高的尺寸精度和形狀精度、足夠的剛度、良好的耐磨性和精度保持性；硬度要均勻，且低于工件的硬度；組織均勻致密，無夾雜物，有適當?shù)谋磺度胄?；表面應光整，無裂紋、斑點等缺陷；并應考慮排屑、儲存多余磨粒及散熱等問題。通用的研具有研磨磚、研磨棒、研磨平板等。新型研具有含固定磨料的燒結研磨平板、電鑄金剛石油石及粉末冶金研具等。

3.5其他機床圖3-32外圓研磨環(huán)

3.5其他機床圖3-33可調(diào)式內(nèi)圓研磨芯棒

3.5其他機床2）研磨劑。研磨劑是很細（小于W28）的磨料、研磨液（或稱潤滑劑）和輔助材料的混合劑。磨料一般是按照硬度來分類的。硬度最高的金剛石，主要用于研磨硬質(zhì)合金等高硬材料；其次是碳化物類，如碳化硼、黑碳化硅、綠碳化硅等，主要用于研磨鑄鐵、有色金屬等；再次是硬度較高的剛玉類（AL2O3），如棕剛玉、白剛玉等，主要用于研磨碳鋼、合金鋼和不銹鋼等；硬度最低的氧化物類（又稱軟質(zhì)化學磨料），有氧化鉻、氧化鐵和氧化鎂等，主要用于精研和拋光。常用的研磨液有全損耗系統(tǒng)用油L-AN15（機油）、煤油、動植物油、航空油、酒精、氨水和水等。輔助材料是一種混合脂，在研磨中起吸附、潤滑和化學作用。最常用的有硬脂酸、油酸、蜂蠟、硫化油和工業(yè)甘油等。

3.5其他機床2.珩磨（1）珩磨加工的原理珩磨是在低切削速度下，以精鏜、鉸削或內(nèi)孔磨削后的預加工表面為導，對工件進行精整加工的一種定壓磨削方法。它利用可脹縮的磨頭使磨粒顆粒很細（280#~W20）的珩磨條壓向工作表面以產(chǎn)生一定的接觸面積和相應的壓力（2~5kg/cm2），同時珩磨條在適當?shù)睦鋮s液作用下對被加工表面做旋轉(zhuǎn)和往復進給的綜合運動（使磨削紋路交叉角為30o~60o），從而達到改善表面質(zhì)量（使被加工工件表面粗糙度減小至Ra0.1~0.012μm），改善表面應力狀況（產(chǎn)生殘余壓應力）和基本不產(chǎn)生表面變質(zhì)層（變質(zhì)層只有0.002mm深），以提高工件加工精度的目的。

3.5其他機床圖3-34珩磨加工的工作原理

3.5其他機床珩磨加工一般具有以下特點：1）加工表面質(zhì)量好。①可達Ra0.1~0.012μm。②工件表面形成有規(guī)則的交叉網(wǎng)紋，有利于潤滑油的儲存和油膜保持，故珩磨表面能承受較大的載荷和具有較高的耐磨性。③加工熱量小，工件表面不易產(chǎn)生燒傷、變質(zhì)、裂紋、嵌砂和工件變性等缺陷，故特別適用于精密工件的加工。2）加工精度高。①加工小直徑孔時，孔的圓柱度可達0.5~1μm；直線度可達1μm。②加工中等直徑孔時，孔的圓柱度可達5μm。③加工外圓柱面時，圓柱度最高可達0.04μm。④尺寸的分散性誤差可在1~3μm。3）加工范圍廣。①可加工除鉛以外的所有金屬材料。②可加工各類圓柱及圓錐孔，也可加工各類外圓。③在極限情況下可加工孔徑1~2000mm，孔深1~2400mm的孔。

3.5其他機床4）切削效率高。①在單位時間內(nèi)，珩磨參加切削的磨粒數(shù)為磨削的100~1000倍，故具有較高的金屬切除率。②珩磨閥套類工件孔時，金屬切除率可達80~90mm3/s，其切削效率比研磨高3~8倍。③珩磨時以工件孔壁導向，進給力由中心均勻壓向孔壁，故只需切除較少的余量，便可完成精加工。5）機床的精度要求低，結構較簡單。①珩磨對機床的精度要求低，與加工同等精度工件的磨床比，珩磨機的主要精度可降低1/2~1/7；動力消