第1章-機(jī)床概論1

第一節(jié)金屬切削機(jī)床第1章機(jī)床概論第一節(jié)金屬切削機(jī)床第1章機(jī)床概論第一節(jié)金屬切削機(jī)床第1章機(jī)床概論第一節(jié)金屬切削機(jī)床第1章機(jī)床概論技能目標(biāo)第1章機(jī)床概論1、了解數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展2、會(huì)分析機(jī)床型號(hào)的含義3、理解機(jī)床的運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)鏈4、理解數(shù)控機(jī)床的組成、分類及功能5、了解數(shù)控技術(shù)的相關(guān)概念刀具第1章機(jī)床概論刀具第1章機(jī)床概論1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床

定義地位金屬切削機(jī)床簡(jiǎn)稱機(jī)床。刀具—金屬毛坯—加工機(jī)器機(jī)器制造總量的40%-60%

經(jīng)濟(jì)實(shí)力的標(biāo)志

機(jī)床如何制造？1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床

產(chǎn)生蒸汽機(jī)電機(jī)單件、小批量、精密復(fù)雜零件的生產(chǎn)問(wèn)題在機(jī)械制造業(yè)中，多品種、單件、小批量生產(chǎn)（批量在10～100件）約占機(jī)械加工總量的80%以上，尤其是在造船、航天、航空、機(jī)床、重型機(jī)械以及國(guó)防等部門(mén)，其生產(chǎn)特點(diǎn)是品種多，加工批量小，改型頻繁，零件的形狀復(fù)雜且精度要求高，普通機(jī)床自動(dòng)化程度低，生產(chǎn)效率和加工精度都難以提高，尤其是一些復(fù)雜曲面，甚至無(wú)法加工，而采用專用自動(dòng)化加工設(shè)備，則投資大、時(shí)間長(zhǎng)、轉(zhuǎn)型難，顯然不能滿足競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)需要。

1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床

產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本、勞動(dòng)條件

產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床

單件、小批量加工自動(dòng)化

1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床數(shù)控機(jī)床誕生的時(shí)間及其發(fā)展過(guò)程世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床于1952年誕生于美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT），是由美國(guó)帕森斯公司（ParsonsCo.）和MIT合作研制的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，用于加工直升飛機(jī)變截面螺旋槳葉片輪廓的檢測(cè)樣板。機(jī)床占地面積約60m2，其數(shù)控系統(tǒng)是一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)，大約由2000多個(gè)電子管組成，插補(bǔ)裝置采用“數(shù)字脈沖乘法器”，是一種直線插補(bǔ)器，伺服機(jī)構(gòu)采用一臺(tái)小型液壓馬達(dá)，通過(guò)改變液壓馬達(dá)的斜盤(pán)傾角而進(jìn)行變速，實(shí)質(zhì)上仍屬于一臺(tái)試驗(yàn)性的數(shù)控加工設(shè)備。1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床1954年，在帕森斯（Parsons）專利的基礎(chǔ)上，由美國(guó)本迪克斯公司（BendixCo.）所生產(chǎn)出來(lái)的數(shù)控機(jī)床是世界上第一臺(tái)工業(yè)實(shí)用性數(shù)控機(jī)床。1959年，開(kāi)始采用晶體管元件和印刷電路板，美國(guó)克耐·杜列克公司（Keaney&Trecker）首次成功地開(kāi)發(fā)了加工中心（MachiningCenter，簡(jiǎn)稱MC），這是一種具有自動(dòng)換刀裝置和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的數(shù)控機(jī)床，可以在一次裝夾中對(duì)工件的多個(gè)平面進(jìn)行多道工序的加工。從1960年開(kāi)始，其它一些國(guó)家如德國(guó)、日本等也陸續(xù)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出數(shù)控機(jī)床。1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床1965年，數(shù)控裝置開(kāi)始采用小規(guī)模集成電路，體積大大減小，功耗降低，可靠性提高。1967年，在英國(guó)出現(xiàn)了由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接而成的柔性加工系統(tǒng)，這便是最初的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem，簡(jiǎn)稱FMS）。1970年，開(kāi)始采用大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)，在美國(guó)芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，首次展出了用微型計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床（CNC）。1974年，微處理器直接用于數(shù)控系統(tǒng)，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)歷經(jīng)的四個(gè)發(fā)展時(shí)代：隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1958年）、小規(guī)模集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)（1970年）四個(gè)時(shí)代，直到微型計(jì)算機(jī)引入數(shù)控系統(tǒng)，才使它在質(zhì)的方面完成了一次飛躍，利用控制軟件實(shí)現(xiàn)多種控制功能，顯著提高了系統(tǒng)的功能特性和可靠性，這種由微型計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為CNC系統(tǒng)（ComputerNumericalControl）。1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床目前，絕大部分的數(shù)控機(jī)床都采用微機(jī)控制，所以也稱為CNC機(jī)床。1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床目前國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀數(shù)控機(jī)床從1952年誕生至今，已有半個(gè)世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床無(wú)論從數(shù)量、品種、功能、性能、可靠性及應(yīng)用等方面都有了極大的提高和發(fā)展。目前已擁有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控沖床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、數(shù)控電加工機(jī)床、數(shù)控加工中心等上百種數(shù)控加工設(shè)備1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀特點(diǎn)：⑴擁有數(shù)量較多，通常占主要生產(chǎn)設(shè)備的20%以上；⑵大型數(shù)控機(jī)床較多，如落地式鏜銑床，大型龍門(mén)鏜銑床，以及三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等；⑶更新?lián)Q代較快，許多新開(kāi)發(fā)的設(shè)備，能很快地裝備到生產(chǎn)線上，投入生產(chǎn)應(yīng)用。1.1金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床我國(guó)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)和應(yīng)用：⑴在高檔數(shù)控機(jī)床方面，除少量國(guó)產(chǎn)的高檔數(shù)控系統(tǒng)外，主要是以從世界上17個(gè)國(guó)家、地區(qū)進(jìn)口的全功能高檔數(shù)控裝備為主體。⑵在中檔層次上，國(guó)外引進(jìn)與國(guó)產(chǎn)兩方面并舉。⑶在低檔數(shù)控機(jī)床方面，絕大多數(shù)是國(guó)產(chǎn)的，以國(guó)內(nèi)單板機(jī)、單片機(jī)或STD總線機(jī)加步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的普及型數(shù)控系統(tǒng)為主體，加上少量的由本單位或少量協(xié)作單位研制、開(kāi)發(fā)的一些簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)來(lái)改造普通機(jī)床，或?qū)⑵渑渲迷诰€切割等機(jī)床上。一、金屬切削機(jī)床的分類按加工方式分：

12大類按通用程度分：車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨床拉床電加工機(jī)床切斷機(jī)床其它機(jī)床通用機(jī)床（萬(wàn)能機(jī)床）：加工范圍較廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要適用于單件、小批量生產(chǎn)。如臥式車床、臥式銑鏜床等。專門(mén)化機(jī)床（專能機(jī)床）：加工某一類或幾類零件的某一種（或幾種）特定工序。如精密絲杠車床、凸輪軸車床、曲軸車床等。專用機(jī)床：加工某一種（或幾種）零件的特定工序。如制造主軸箱的專用鏜床、制造車床床身導(dǎo)軌的專用龍門(mén)磨床等等。按照加工精度：普通精度機(jī)床、精密機(jī)床、高精度機(jī)床。按照自動(dòng)化程度：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)機(jī)床。按照機(jī)床質(zhì)量：儀表機(jī)床、中型機(jī)床（一般機(jī)床）、大型機(jī)床（質(zhì)量達(dá)10t）、重型機(jī)床(大于30t)和超重型機(jī)床(大于100t)。按照機(jī)床主要工作部件的數(shù)目：?jiǎn)屋S、多軸或單刀和多刀機(jī)床等。

（△）

○

（○）

△

△

△

（Ⅹ△）（○）（）

其它特性代號(hào)

重大改進(jìn)順序主軸數(shù)或第二主參數(shù)

主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號(hào)

系代號(hào)

組代號(hào)

通用特性、結(jié)構(gòu)特性代號(hào)

類代號(hào)

分類代號(hào)

二、機(jī)床型號(hào)的編制方法按GB/T15375-94《金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法》規(guī)定（一）通用機(jī)床型號(hào)基本部分、輔助部分類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨床拉床電加工機(jī)床切斷機(jī)床其它機(jī)床代號(hào)CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉電割其1、機(jī)床的類別代號(hào)例：CA6140機(jī)床類別代號(hào)（車床類）機(jī)床特性代號(hào)（結(jié)構(gòu)特性）機(jī)床組別代號(hào)（落地及臥式車床組）機(jī)床系別代號(hào)（臥式車床系）機(jī)床主參數(shù)代號(hào)（最大車削直徑400mm）2、機(jī)床的特性代號(hào)（1）通用特性代號(hào)通用特性代號(hào)通用特性代號(hào)高精度G仿形F精密M輕型Q自動(dòng)Z加重型C半自動(dòng)B萬(wàn)能W數(shù)字程序控制K簡(jiǎn)式J自動(dòng)換刀H柔性加工單元R（2）結(jié)構(gòu)特性代號(hào)

區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，在型號(hào)中用漢語(yǔ)拼音區(qū)分。通用特性代號(hào)已用的字母及字母“I”、“O”

不能用。例：CA6140型普通車床

3、機(jī)床的組別和系別代號(hào)

每類機(jī)床分10組（從0～9組），每組又分10系（從0～9型）4、主要參數(shù)代號(hào)

代表機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，常用主參數(shù)的折算值（1/10或1/100或1/1）來(lái)表示。5、機(jī)床重大改進(jìn)序號(hào)

用字母“A、B、C……

”表示，附機(jī)床型號(hào)末尾，以示區(qū)別。

Z525

主參數(shù)（最大鉆孔直徑25mm）

組：立式鉆床

鉆床

Y

3

1

50

E

重大改進(jìn)序號(hào)主參數(shù)（最大工件直徑500mm）系代號(hào)

（1）

組：滾齒機(jī)

齒輪加工機(jī)床

X

6

2

主參數(shù)（主軸直徑20mm）

組：臥式升降臺(tái)銑床

銑床

（二）專用機(jī)床型號(hào)

型號(hào)表示方法：（三）組合機(jī)床及自動(dòng)線型號(hào)

例

：

B1－3100

北京第一機(jī)床廠第三組第100種專用機(jī)床（專用銑床）組合機(jī)床及自動(dòng)線分類代號(hào)分類代號(hào)大型組合機(jī)床U小型組合機(jī)床H自換刀數(shù)控組合機(jī)床K大型組合機(jī)床自動(dòng)線UX小型組合機(jī)床自動(dòng)線HX自換刀數(shù)控自動(dòng)線KX1、機(jī)床的精度（2）傳動(dòng)精度

是指機(jī)床內(nèi)部聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩端件之間運(yùn)動(dòng)關(guān)系的準(zhǔn)確性。（3）位置精度

是機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件（如工作臺(tái)、刀架和主軸箱等），從某一起始位置運(yùn)動(dòng)到預(yù)期的另一位置時(shí)所到達(dá)的實(shí)際位置的準(zhǔn)確程度。（1）幾何精度

車身導(dǎo)軌的直線度、工作臺(tái)臺(tái)面的平面度、主軸的回轉(zhuǎn)精度、刀架和工作臺(tái)等移動(dòng)的直線度、車床刀架移動(dòng)方向與主軸線的平行度等。二、機(jī)床的精度和技術(shù)性能2、機(jī)床的技術(shù)性能

機(jī)床的技術(shù)性能是有關(guān)機(jī)床加工范圍、使用質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性的性能指標(biāo)，包括工藝范圍、技術(shù)規(guī)格、加工精度和表面粗糙度、生產(chǎn)率、自動(dòng)化程度和精度保持性。

機(jī)床的工藝范圍：可以完成的工序種類、能加工的零件類型、毛坯和材料種類以及適應(yīng)的生產(chǎn)規(guī)模等。機(jī)床的技術(shù)規(guī)格：反映機(jī)床尺寸大小和工作性能的各種技術(shù)數(shù)據(jù)。包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。加工精度與表面粗糙度：是指在正常工藝條件下，機(jī)床上加工零件所能達(dá)到的尺寸精度、形狀和相互位置精度以及所控制的表面粗糙度。機(jī)床生產(chǎn)率：通常是指單位時(shí)間內(nèi)機(jī)床所能加工的工件數(shù)量。機(jī)床的自動(dòng)化程度：可以用機(jī)床自動(dòng)工作的時(shí)間與全部工作時(shí)間的比值表示。精度保持性：是指機(jī)床保持其規(guī)定的加工質(zhì)量的時(shí)間長(zhǎng)短。2、機(jī)床的技術(shù)性能一、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系為了實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中所需的各種運(yùn)動(dòng)，機(jī)床必須具備以下3個(gè)基本部分：（2）動(dòng)力源

它是提供運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。是執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)來(lái)源。通常為三相異步電動(dòng)機(jī)，。（3）傳動(dòng)裝置

它是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置，通過(guò)它把動(dòng)力源的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)按要求傳遞給執(zhí)行件。如齒輪、絲杠螺母、液壓傳動(dòng)件等。（1