机械加工工艺装备.docx
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机械加工工艺装备
第一章机械加工工艺装备
1.1机床
金属切削机床是用刀具切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，是制造机器的机器，习惯上简称为机床。
机床的品种规格繁多，为了便于区别、使用和管理，必须对机床进行分类，并编制型号。
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机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。
根据国家制定的机床型号编制方法，目前将机床分为12大类：
车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其它机床。
在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构，分为若干组，每一组又细分为若干系（系列）。
在上述基本分类方法的基础上，还根据机床的其它特征进一步区分。
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同类型机床按应用范围（通用性程度）又可分为：
通用机床、专门化机床、专用机床。
1.通用机床它可用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较强。
这种机床主要适用于单件小批生产，例如卧式车床、万能升降台铣床等。
2.专门化机床它的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序，如丝杆车床、曲轴车床、凸轮轴车床等。
3.专用机床它的工艺范围最窄，只能用于加工某一种零件某一道特定工序，适用于大批量生产。
如机床主轴箱的专用镗床、机床导轨的专用磨床等。
各种组合机床也属于专用机床。
同类型机床按工作精度又可分为：
普通精度机床、精密机床和高精度机床。
机床还可按自动化程度分为：
手动、机动、半自动和自动机床。
机床还可按重量与尺寸分为：
仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（10t～30t）、重型机床（30t～100t）和超重型机床（大于100t）。
按机床主要工作部件的数目，可分为单轴和多轴或单刀与多刀机床等。
一般情况下，机床根据加工性质分类，再按机床的某些特点加以进一步描述，如高精度万能外圆磨床、立式钻床等。
随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。
现代机床正向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。
现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能。
例如数控车床在卧式车床的基础上，又集中了转塔车床、仿形车床、自动车床等多种车床的功能。
车削中心出现以后，在数控车床功能的基础上，又加入了钻、铣、镗等类机床的功能。
又如，具有自动换刀功能的数控镗铣床（习惯上称为“加工中心”）,集中钻、铣、镗等多种类型机床的功能；有的加工中心的主轴既能立式又能卧式，即集中了立式加工中心和卧式加工中心的功能。
由此可见，机床数控化引起了机床分类方法的变化，是使得机床品种趋于综合。
机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、通用和结构特性、主要技术参数等。
GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定：
机床的型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律排列组成，适用于各类通用机床和专用机床（组合机床除外）。
通用机床型号的表示方法：
（△）○（○）△△△（×△）（●）/（●）（-●）
企业代号
其它特性代号
重大改进顺序号
主轴数或第二主参数
主参数或设计顺序号
系代号
组代号
通用特性、结构特性代号
类代号
分类代号
注：
△表示阿拉伯数字；〇表示大写的汉语拼音字母；括号中表示可选项，当无内容时不表示，有内容时不带括号；●表示大写的汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼有之。
1.机床的类别代号
机床的类别代号用汉语拼音字母（大写）表示。
例如：
“车床”的汉语拼音是“Chechuang”，所以用“C”表示，读作“车”。
当需要时，每一类又可以分为若干分类；其表示方法是在类别代号之前用阿拉伯数字表示，但当分类是“1”时不予表示。
例如，磨床类分为M、2M、3M三个分类。
机床的类别代号如表1.1所示。
表1.1普通机床类别代号
类别
车床
钻床
镗床
磨床
齿轮加工机床
螺纹加工机床
铣床
刨插床
拉床
特种加工机床
锯床
其它机床
代号
C
Z
T
M
2M
3M
Y
S
X
B
L
D
G
Q
读音
车
钻
镗
磨
2磨
3磨
牙
丝
铣
刨
拉
电
割
其
2.机床的特性代号
机床的特性代号表示机床所具有的特殊性能，它包括通用特性和结构特性。
通用特性代号当某类机床除了有普通型外，还有某些通用特性时，在类代号之后加通用特性代号予以区别。
通用特性的代号在各类机床中所表示的意义相同。
例如CM6132型精密普通车床型号中的“M”表示“精密”，“XK”表示数控铣床。
机床的通用特性代号如表1.2所示。
表1.2机床通用特性代号
通用特性
高精度
精密
自动
半自动
数控
加工中心
（自动换刀）
仿形
轻型
加重型
简式
柔性加工单元
数显
高速
代号
G
M
Z
B
K
H
F
Q
C
J
R
X
S
读音
高
密
自
半
控
换
仿
轻
重
简
柔
显
速
结构特性代号对于主参数值相同而结构、性能不同的机床，在类代号之后加结构特性代号予以区别。
例如，CA6140型普通车床型号中的“A”，可理解为在结构上有别于C6140和CY6140型普通车床。
型号中有通用特性代号时，结构特性代号排在通用特性代号之后。
为避免混淆，通用特性代号已用的字母及“I”、“O”都不能作为结构特性代号。
结构特性代号在机床型号中没有统一的含义。
3.机床的组别代号和系列代号
机床的组别代号和系列代号用两位阿拉伯数字表示，前者表示组别，后者表示系列。
每类机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，每个组又划分为10个系，分别用数字0～9表示。
金属切削机床的类、组划分见表1.3。
表1.3金属切削机床的类、组划分表
4.机床主参数和设计顺序号
机床主参数代表机床规格的大小，用折算值（主参数乘以折算系数）表示。
各类机床的主参数及折算系数见表1.4。
表1.4各类主要机床的主参数和折算系数
机床
主参数名称
折算系数
卧式车床
立式车床
摇臂钻床
卧式镗床
坐标镗床
外圆磨床
内圆磨床
矩台平面磨床
齿轮加工机床
龙门铣床
升降台铣床
龙门刨床
插床及牛头刨床
拉床
床身上最大回转直径
最大车削直径
最大钻孔直径
镗轴直径
工作台面宽度
最大磨削直径
最大磨削孔径
工作台面宽度
最大工件直径
工作台面宽度
工作台面宽度
最大刨削宽度
最大插削及刨削长度
额定拉力（t）
1/10
1/100
1/1
1/10
1/10
1/10
1/10
1/10
1/10
1/100
1/10
1/100
1/10
1/1
某些普通机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。
设计顺序号用由“1”开始的自然数表示。
当设计顺序号小于10时，则在其前面冠“0”，如：
01、02等。
第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作长度等等。
第二主参数也用折算值表示。
5.机床的重大改进顺序号
当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原有机床型号的尾部，加重大改进号，以区别于原有机床型号。
序号按A、B、C、……的字母顺序选用。
6.其它特性代号
主要用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可用来反映不同的数控系统；对于一般机床可用来反映同一型号机床的变型等。
其它特性代号用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。
7.企业代号
生产企业单位的代号用企业所在城市名称或企业名称的大写汉语拼音字母表示。
例如MG1432A型高精度万能外圆磨床型号中：
M——类别代号（磨床类）；G——通用特性（高精度）；1——组别代号（外圆磨床组）；4——系别代号（万能外圆磨床系）；32——主参数（最大磨削直径320mm）；A——重大改进顺序号（第一次重大改进）。
机床的主要技术参数反映此型号机床主要技术性能的重要指标，它主要包括：
尺寸参数（几何参数）、运动参数和动力参数三个方面的含义。
此外，机床的其它参数还有机床的轮廓尺寸和机床净重等等。
1.尺寸参数是指机床能够加工工件的最大几何尺寸。
例如，对于卧式车床，除了主参数（床身上最大工件回转直径）和第二主参数（最大工件长度）外，有时还要确定刀架上的最大工件回转直径和主轴孔内允许通过的最大棒料直径等；对于立轴平面磨床，除了主参数（工作台面直径）外，有时还要确定主轴端面到台面的最大和最小距离及工作台的行程等。
2.运动参数是指机床加工工件时所能提供运动速度，包括主运动的速度范围、速度数列和进给运动范围、进给量数列，以及空行程的速度等。
主运动参数对作回转运动的机床，主运动参数是主轴转速，对作直线运动的机床，主运动参数是机床工作台或滑枕的每分钟往复次数。
通用机床的主轴需要变速，需确定它的变速范围及速度数列。
进给运动参数大部分机床（如车床、钻床）的进给量用工件或刀具每钻的位移（mm/r）来表示。
直线往复运动的机床（如刨床、插床）的进给量，以每一往复的位移量来表示。
铣床和磨床的进给量，以每分钟的位移量（mm/min）来表示。
动力参数是指机床驱动主运动、进给运动和空行程运动的电动机额定参数（如额定功率、额定转速等）。
在机械制造中，车床是金属切削机床中应用最广泛的一种。
按结构和用途的不同，可分为卧式车床、转塔车床、立式车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床、多刀车床、专门化车床（如凸轮轴车床、曲轴车床）等。
其中卧式车床的应用最广。
卧式车床由主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座和床身等部件组成（见图1.1）。
车床的主运动是工件的旋转运动，进给运动是刀具的移动。
图1.1卧式车床
1—主轴箱2—卡盘3—刀架4—尾架5—床身6、8—床腿7—溜板箱9—进给箱
卧式车床的加工范围很广，它能完成多种加工，主要包括：
各种轴类、套类和盘类零件上的回转表面，如车外圆、镗孔、车锥面、车环槽、切断、车成形面等；车端面；车螺纹；还能进行钻中心孔、钻孔、铰孔、攻丝、滚花等，如图1.2所示。
图1.2卧式车床加工的典型表面
铣床用多刃的铣刀进行切削加工的机床。
主要有升降台式铣床、床身式铣床、龙门铣床、工具铣床、仿形铣床、各种专门化铣床（如凸轮铣床、曲轴铣床）等，其中应用最广的是升降台式铣床。
万能升降台式铣床的主要结构如图1.3所示，其主运动是刀具的旋转运动。
工作台6可在互相垂直的三个方向调整其位置，并可在任一方向上实现进给运动。
在床鞍8上有一个回转盘7，可以绕垂直轴在±45°范围内调整角度，工作台在回转盘的导轨上移动，以便铣削各种角度的成形面。
图1.3万能卧式升降台式铣床
1—底座2—床身3—悬梁4—主轴5—支架6—工作台7—回转盘8—床鞍9—升降台
万能升降台铣床能完成多种加工，主要包括：
各种平面、沟槽、键槽、T形槽、V形槽、燕尾槽、螺纹、螺旋槽，以及齿轮、链轮、花键轴、棘轮等各种成形表面，用锯片铣刀还可进行切断等，如图1.4所示。
图1.4铣床加工的典型表面
用磨料或磨具（砂轮、砂带、油石、或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床，统称为磨床。
磨床的种类很多，主要有外圆磨床、万能磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床和各种专门化磨床（如螺纹磨床、曲
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