機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)周宏甫(有用)

教育科學(xué)“十五”國家規(guī)劃課題研究成果機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)周宏甫主編機(jī)械加工工藝裝備第一章機(jī)械加工工藝裝備1.1機(jī)床1.2刀具1.3夾具機(jī)床1.1

1.1.1機(jī)床的分類、型號(hào)和技術(shù)參數(shù)1.1.2典型機(jī)床的加工工藝范圍1.1.3車床的傳動(dòng)原理1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1.1機(jī)床金屬切削機(jī)床—用金屬切削機(jī)床刀具切削的方法將金屬毛坯加工成零件的機(jī)器—制造機(jī)器的機(jī)器●機(jī)床的分類按加工性質(zhì)、刀具：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床、其它機(jī)床1.1.1機(jī)床的分類、型號(hào)和技術(shù)參數(shù)

按應(yīng)用范圍（通用性程度）：通用機(jī)床專門化機(jī)床專用機(jī)床●機(jī)床的分類臥式車床、萬能升降臺(tái)銑床絲桿車床、曲軸車床、凸輪軸車床機(jī)床主軸箱專用鏜床、組合機(jī)床—加工范圍廣，通用性強(qiáng)用于單件小批生產(chǎn)—工藝范圍窄用于某類零件特定工序的加工—工藝范圍最窄用于特定工序的加工、大批量生產(chǎn)按工作精度：普通精度機(jī)床精密機(jī)床高精度機(jī)床●機(jī)床的分類按自動(dòng)化程度：手動(dòng)機(jī)動(dòng)半自動(dòng)自動(dòng)機(jī)床按重量與尺寸：儀表機(jī)床中型機(jī)床（一般機(jī)床）大型機(jī)床（10t～30t）重型機(jī)床（30t～100t）超重型機(jī)床（大于100t）●機(jī)床的分類按機(jī)床主要工作部件的數(shù)目：單軸多軸單刀多刀（△）○（○）△△△（×△）（●）/（●）（-●）分類代號(hào)●機(jī)床的型號(hào)類別代號(hào)通用特性、結(jié)構(gòu)特性代號(hào)組代號(hào)系代號(hào)主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號(hào)主軸數(shù)或第二主參數(shù)重大改進(jìn)順序號(hào)其它特性代號(hào)企業(yè)代號(hào)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

刨插床

拉床

特種加工機(jī)床

鋸床

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

●機(jī)床的型號(hào)（1）機(jī)床的類別代號(hào)（2）機(jī)床的特性代號(hào)通用特性高精度精密自動(dòng)半自動(dòng)數(shù)控加工中心仿形輕型加重型簡式或經(jīng)濟(jì)型柔性加工單元數(shù)顯高速代號(hào)GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控?fù)Q仿輕重簡柔顯速●機(jī)床的型號(hào)—通用特性代號(hào)（2）機(jī)床的特性代號(hào)●機(jī)床的型號(hào)—結(jié)構(gòu)特性代號(hào)對(duì)于結(jié)構(gòu)、性能不同的機(jī)床加結(jié)構(gòu)特性代號(hào)予以區(qū)別為避免混淆，通用特性代號(hào)已用的字母及“I”、“O”都不能作為結(jié)構(gòu)特性代號(hào)◆結(jié)構(gòu)特性代號(hào)在機(jī)床型號(hào)中沒有統(tǒng)一的含義（3）機(jī)床的組別代號(hào)和系列代號(hào)●機(jī)床的型號(hào)按其結(jié)構(gòu)性能及使用范圍每類機(jī)床劃分為10個(gè)組每個(gè)組又劃分為10個(gè)系分別用數(shù)字0～9表示。

表1.3金屬切削機(jī)床的類、組劃分表表1.3金屬切削機(jī)床的類、組劃分表●機(jī)床的型號(hào)（4）機(jī)床主參數(shù)和設(shè)計(jì)順序號(hào)機(jī)床主參數(shù)代表機(jī)床規(guī)格的大小用折算值（主參數(shù)乘以折算系數(shù)）表示第二主參數(shù)一般指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度、工作臺(tái)工作長度等。第二主參數(shù)也用折算值表示

機(jī)床主參數(shù)名稱折

算

系

數(shù)

臥式車床立式車床搖臂鉆床臥式鏜床外圓磨床內(nèi)圓磨床矩臺(tái)平面磨床齒輪加工機(jī)床升降臺(tái)銑床插床及牛頭刨床拉床

床身上最大回轉(zhuǎn)直徑最大車削直徑最大鉆孔直徑鏜軸直徑最大磨削直徑最大磨削孔徑工作臺(tái)面寬度最大工件直徑工作臺(tái)面寬度最大插削及刨削長度額定拉力（t）

1/101/1001/11/101/101/101/101/101/101/101/1表1.4各類主要機(jī)床的主參數(shù)和折算系數(shù)●機(jī)床的型號(hào)（5）機(jī)床的重大改進(jìn)順序號(hào)當(dāng)機(jī)床的性能及結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)時(shí)加重大改進(jìn)號(hào)A、B、C…（6）其它特性代號(hào)（7）企業(yè)代號(hào)—高精度萬能外圓磨床M——類別代號(hào)（磨床類）G——通用特性（高精度）1——組別代號(hào)（外圓磨床組）4——系別代號(hào)（萬能外圓磨床系）32——主參數(shù)（最大磨削直徑320mm）A——重大改進(jìn)順序號(hào)（第一次重大改進(jìn)）MG1432A【例】：●機(jī)床的技術(shù)性能指標(biāo)（1）機(jī)床的工藝范圍（2）機(jī)床的技術(shù)參數(shù)（3）機(jī)床的精度與剛度①尺寸參數(shù)—能加工工件的最大幾何尺寸②運(yùn)動(dòng)參數(shù)—能提供運(yùn)動(dòng)速度的范圍、數(shù)列③動(dòng)力參數(shù)—電動(dòng)機(jī)額定功率、額定轉(zhuǎn)速幾何精度運(yùn)動(dòng)精度—制造精度、相互位置精度—回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)精度剛度—受力作用下抵抗變形的能力—工件、刀具、精度、規(guī)?！褴嚧才P式車床、馬鞍車床轉(zhuǎn)塔車床立式車床單軸自動(dòng)車床多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車床仿形車床多刀車床專門化車床1.1.2典型機(jī)床的加工工藝范圍—凸輪軸車床曲軸車床升降臺(tái)式銑床床身式銑床龍門銑床工具銑床仿形銑床專門化銑床●銑床—凸輪銑床曲軸銑床1.1.2典型機(jī)床的加工工藝范圍外圓磨床萬能磨床內(nèi)圓磨床平面磨床無心磨床工具磨床專門化磨床●磨床—螺紋磨床曲軸磨床導(dǎo)軌磨床1.1.2典型機(jī)床的加工工藝范圍砂帶磨床臥式鏜床坐標(biāo)鏜床金剛鏜床

●鏜床1.1.2典型機(jī)床的加工工藝范圍滾齒機(jī)插齒機(jī)剃齒機(jī)珩齒機(jī)磨齒機(jī)刨齒機(jī)●齒輪加工機(jī)床1.1.2典型機(jī)床的加工工藝范圍●車床的傳動(dòng)原理圖1.1.3車床的傳動(dòng)原理內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈:主軸—4—5—if—6—7—絲杠外聯(lián)系傳動(dòng)鏈：電動(dòng)機(jī)—1—2—iv—3—4—主軸

●車床的傳動(dòng)框圖1.1.3車床的傳動(dòng)原理●CA6140型臥式車床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖1.1.3車床的傳動(dòng)原理機(jī)動(dòng)示意圖規(guī)定畫法齒輪旁數(shù)字表示齒數(shù)只表示傳動(dòng)關(guān)系不代表實(shí)際尺寸和空間位置◆傳動(dòng)路線●CA6140型臥式車床的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈主電動(dòng)機(jī)-

-IM1(正轉(zhuǎn))

M1(反轉(zhuǎn))-IIIII-M2(脫開)-IVV-VI（主軸）-M2(接合)◆主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和轉(zhuǎn)速●CA6140型臥式車床的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈正轉(zhuǎn)：高速—6級(jí)；低速—18級(jí)。(10?1400r/min)反轉(zhuǎn)：12級(jí)(14?1580r/min)轉(zhuǎn)速圖：①豎線—軸②橫線—轉(zhuǎn)速。等比數(shù)列，對(duì)數(shù)坐標(biāo)，轉(zhuǎn)速比=公比ф③斜線—傳動(dòng)比。升速向上傾斜，降速向下傾斜●CA6140型臥式車床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈◆車螺紋(經(jīng)絲桿）—米制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制◆車圓柱和端面（經(jīng)光桿）①傳動(dòng)路線②縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量—64種③橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量—64種f橫=f縱/2◆刀架的快速移動(dòng)

—超越離合器●數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）適應(yīng)性廣（良好的柔性）加工對(duì)象改變，只需重新編程多品種、中小批量零件的自動(dòng)化生產(chǎn)●數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）適應(yīng)性廣（良好的柔性）2）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定—脈沖當(dāng)量達(dá)到0.001mm●數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）適應(yīng)性廣（良好的柔性）2）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定3）生產(chǎn)率高大切削用量，減少切削時(shí)間輔助時(shí)間少，可自動(dòng)換刀、裝夾工件進(jìn)行多表面、不同工藝的連續(xù)加工可自動(dòng)控制加工精度，不必停機(jī)檢驗(yàn)●數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）適應(yīng)性廣（良好的柔性）2）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定3）生產(chǎn)率高4）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件只需編程、調(diào)整機(jī)床、裝卸工件封閉式加工，清潔、安全●數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）適應(yīng)性廣（良好的柔性）2）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定3）生產(chǎn)率高4）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件5）實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的加工任意軌跡、任何形狀的空間復(fù)雜曲面●數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）適應(yīng)性廣（良好的柔性）2）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定3）生產(chǎn)率高4）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件5）實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的加工6）便于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造計(jì)算機(jī)管理一體化●數(shù)控機(jī)床的組成1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心控制介質(zhì)計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床機(jī)械部件圖1.15數(shù)控機(jī)床基本結(jié)構(gòu)框圖●數(shù)控機(jī)床的組成1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）控制介質(zhì)（信息載體）記錄數(shù)控加工程序（工作指令）①零件坐標(biāo)系（即零件的安裝位置）②刀具與零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的尺寸參數(shù)③零件加工的順序④主運(yùn)動(dòng)的啟停、換向、變速等⑤進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、方向、位移量等⑥輔助裝置的動(dòng)作●數(shù)控機(jī)床的組成1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）控制介質(zhì)（信息載體）2）計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置—數(shù)控機(jī)床的中樞接受輸入裝置送來的信息進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理輸出各種信號(hào)和指令給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制機(jī)床進(jìn)行有序的動(dòng)作

●數(shù)控機(jī)床的組成1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）控制介質(zhì)（信息載體）2）計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置—數(shù)控機(jī)床的中樞3）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)—數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行部分

含伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)元件和執(zhí)行部件等根據(jù)數(shù)控指令發(fā)出脈沖信號(hào)控制執(zhí)行部件的進(jìn)給速度、方向和位移量使之按規(guī)定軌跡移動(dòng)或精確定位常用脈沖當(dāng)量：0.01、0.005、0.001mm/脈沖●數(shù)控機(jī)床的組成1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心1）控制介質(zhì)（信息載體）2）計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置—數(shù)控機(jī)床的中樞3）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)—數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行部分

4）機(jī)床的機(jī)械部件主運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（如工作臺(tái)、刀架等）支承部件（如床身、立柱等）輔助裝置（冷卻潤滑、夾緊、換刀等）零件圖樣程序編制信息載體數(shù)控裝置主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向選擇、刀具選擇其它功能選擇伺服系統(tǒng)刀架或工作臺(tái)機(jī)床零件位移檢測反饋系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床加工零件的過程●數(shù)控機(jī)床的分類1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心按運(yùn)動(dòng)軌跡的方式：點(diǎn)位控制直線控制輪廓控制—只要點(diǎn)位置，移動(dòng)不加工數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床和數(shù)控坐標(biāo)鏜床—要點(diǎn)準(zhǔn)確，兩點(diǎn)間為直線，并切削數(shù)控銑平面，數(shù)控車臺(tái)階軸—對(duì)2方向以上運(yùn)動(dòng)同時(shí)控制并切削數(shù)控銑三維曲面●數(shù)控機(jī)床的分類1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心按伺服系統(tǒng)的類型：開環(huán)控制閉環(huán)控制半閉環(huán)控制—由步進(jìn)電機(jī)、齒輪和絲桿螺母等組成無檢測反饋裝置，不能誤差校正結(jié)構(gòu)簡單——經(jīng)濟(jì)型機(jī)床—由直流伺服電機(jī)、絲桿螺母和位移檢測裝置等組成，有檢測反饋裝置，位移精度高系統(tǒng)復(fù)雜、調(diào)整困難——高精度機(jī)床—位移檢測裝置安裝在絲桿上精度不如閉環(huán)控制簡單穩(wěn)定，易調(diào)試，應(yīng)用廣●數(shù)控車床1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心屬輪廓控制型數(shù)控機(jī)床經(jīng)濟(jì)型——開環(huán)控制簡易型——半閉環(huán)控制適宜加工精度高、形狀復(fù)雜、工序多及品種多變的單件或小批零件●加工中心1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心—具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床特征：大容量刀庫（10～120把刀具）自動(dòng)換刀機(jī)械手可完成銑、鉆、鏜、鉸、锪、攻螺紋等加工適用于加工箱體、支架、蓋板、殼體、模具、凸輪、葉片等復(fù)雜零件的多品種小批量加工●加工中心1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心以主軸的位置分：臥式加工中心

立式加工中心萬能加工中心●加工中心1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心車削中心

鉆削中心復(fù)合加工中心—銑鍵槽、銑扁、銑六角、銑螺旋槽、鉆橫向孔、端面分度鉆孔、攻螺紋等—鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋等，小面積的端面銑削—主軸頭可回轉(zhuǎn)水平豎直—加工四側(cè)面及側(cè)面上孔—加工頂面及頂面上孔(五面加工復(fù)合加工中心)●加工中心1.1.4數(shù)控機(jī)床與加工中心自動(dòng)更換工作臺(tái)自動(dòng)更換主軸頭自動(dòng)更換主軸箱自動(dòng)更換刀庫一個(gè)工作臺(tái)上工件加工一個(gè)工作臺(tái)上工件裝卸、調(diào)整有主軸頭庫臥銑、立銑、磨削和轉(zhuǎn)位銑削等有粗加工和精加工主軸箱提高加工精度和加工范圍刀庫容量大多工序復(fù)雜零件加工謝謝圖1.1臥式車床進(jìn)給箱

圖1.1臥式車床主軸箱卡盤刀架尾架床身床腿床腿溜板箱圖1.2臥式車床加工的典型表面馬鞍車床轉(zhuǎn)塔車床進(jìn)給箱

主軸箱前刀架轉(zhuǎn)塔刀架床身溜板箱回輪車床底座進(jìn)給箱主軸箱夾料夾頭回輪刀架擋塊軸床身立式車床