金属切削机床教案DOCWord格式.docx
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车床（C）、钻床（Z）、镗床（T）、铣床（X）、拉床（L）、磨床（M）、刨插床（B）、齿轮加工机床（Y）、螺纹加工机床（S）、特种加工机床（D）、锯床（G）和其他机床（Q）。
这是主要的机床分类方法。
1）通用机床（万能机床）
特点是：
加工范围较广，结构往往比较复杂，主要适用于单件小批生产。
2）专用机床
根据特定工艺要求而专门设计、制造和使用的，一般来说，生产率较高，结构比通用机床简单，适用于大批量生产。
（组合机床实际上也是专用机床）
3）专门化机床（又称专能机床）
这类机床用于完成形状类似而尺寸不同的工件的某一种工序的机床，如精密丝杆车床等，它们的特点介于通用机床和专用机床之间，既有加工尺寸的通用性，又有加工工序的专用性，生产率较高，适用于成批生产。
普通（精度）机床、精密机床和高精度机床（超精密级机床）。
1）仪表机床；
2）中型机床（一般机床）；
3）大型机床（大约10吨）；
4）重型机床（大于30吨）；
5）超重型机床（大于100吨）。
机床的型号是机床产品的代号，用以表明机床的类型，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，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成
通用机床型号的表示方法为：
（1）机床的类别代号
用大写汉语拼音字母表示，位于型号之前。
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
锯床
其他机床
代号
C
Z
T
M
2M
3M
Y
S
X
B
L
G
Q
读音
车
钻
镗
磨
二磨
三磨
牙
丝
铣
刨
拉
割
其
（2）机床的特性代号
通用特性
高精度
精密
自动
半自动
数控
加工中心
（自动换刀）
彷型
轻型
加重型
简式或经济型
柔性加工单元
数显
高速
K
H
F
J
R
高
密
自
半
控
换
彷
轻
重
简
柔
显
速
（3）结构特性代号
为了区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音字母区分。
例如，CA6140型普通车床型号中的“A”，可理解为：
CA6140型普通车床在结构上区别于C6140型普通车床。
（4）机床的组别，系别代号
用两位阿拉伯数字表示，前者表示组，后者表示系。
每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系。
在同一类机床中，凡主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。
凡在同一组机床中，若其主参数相同、主要结构及布局型式相同的机床，即为同一系。
组别
类别
1
3
4
5
6
7
8
9
车床C
仪表车床
单轴自动、半自动车床
多轴自动、半自动车床
回轮、
转塔车床
曲轴及凸轮轴车床
立式车床
落地及
卧式车床
仿形及
多刀车床
轮、轴、
辊、锭及
铲齿车床
其他车床
钻床Z
－
坐标镗钻床
深孔钻床
摇臂钻床
台式钻床
立式钻床
卧式钻床
铣钻床
中心孔钻床
镗床T
深孔镗床
坐标镗床
立式镗床
卧式铣镗床
精镗床
汽车、拖拉机修理用镗床
磨床
仪表磨床
外圆磨床
内圆磨床
砂轮机
坐标磨床
导轨磨床
刀具
刃磨床
平面及
端面磨床
曲轴、凸轮轴、花键轴及轧辊磨床
工具磨床
超精机
内圆
研磨机
外圆及其他研磨机
抛光机
砂带抛光及磨削机床
刀具刃磨及研磨机床
可转位刀片磨削机床
其他磨床
球轴承套圈沟磨床
滚子轴承套圈滚道磨床
轴承套圈超精机床
叶片
磨削机床
滚子
加工机床
钢球
气门、活塞及活塞环
汽车、拖拉机修磨机床
齿轮加工
机床Y
仪表齿轮加工机
锥齿轮
加工机
滚齿及
铣齿机
剃齿及
研齿机
插齿机
花键轴
齿轮磨
齿机
其他齿轮
齿轮倒角及检查机
螺纹加工
机床S
套丝机
攻丝机
螺纹铣床
螺纹磨床
螺纹车床
铣床X
仪表铣床
悬臂及
滑枕铣床
龙门铣床
平面铣床
彷形铣床
立式升
降台铣床
卧式升
床身铣床
工具铣床
其他铣床
刨插床B
悬臂刨床
龙门刨床
插床
牛头刨床
边缘及
模具刨床
其他刨床
拉床L
侧拉床
卧式外拉床
连续拉床
立式内拉床
卧式内拉床
立式外拉床
键槽及
螺纹拉床
其他拉床
锯床G
砂轮片
卧式
带锯床
立式
圆锯床
弓锯床
锉锯床
其他
机床Q
其他仪
表机床
管子加
工机床
木螺钉
刻线机
切断机
（5）机床的主参数，设计顺序号和第二参数
机床主参数：
代表机床规格的大小，在机床型号中，用数字给出主参数的折算数值（1/10或1/150）
设计顺序号：
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.
第二参数：
一般是主轴数，最大跨距，最大工作长度，工作台工作面长度等，它也用折算值表示.
（6）机床的重大改进顺序号
当机床性能和结构布局有重大改进时，在原机床型号尾部，加重大改进顺序号A，B，C....等.
（7）其他特性代号：
用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。
主要用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可反映不同的数控系统；
对于一般机床可反映同一型号机床的变型等。
（8）企业代号：
生产单位为机床厂时，由机床厂所在城市名称的大写汉语拼音字母及该厂在该城市建立的先后顺序号，或机床厂名称的大写汉语拼音字母表示。
通用机床的型号编制举例
专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成，其表示方法为：
1）设计单位代号
通常，机床厂代号是由所在城市和该厂名称的大写汉语拼音字母或该厂在市内建立顺序号，排在型号之首。
2）组代号
用一位阿拉伯数字表示，位于设计单位号之后，并用：
“－”分开。
读作：
“至”。
3）设计顺序号
由001起始，位于组代号之后。
例如，沈阳第一机床厂设计制造的第十八种机为专用机床，属于2组，顺序号为018，故其型号为S1-2018。
机床的运动分析
掌握零件表面的形成方法及所需要的运动；
分清简单成形运动和复合成形运动、表面成形运动和辅助运动、主运动和进给运动等概念。
掌握机床传动链、内联系传动链和外联系传动链的概念。
熟练掌握传动原理图的规定符号和绘制方法。
简单成形运动和复合成形运动、表面成形运动和辅助运动。
各类常用机床的主运动和进给运动。
机床传动链、内联系传动链和外联系传动链的概念。
传动原理图的绘制方法
第二章机床运动分析
第一节工件表面形成方法
一、工件的表面形状
二、表面的形成
三、发生线的形成
第二节机床的运动
一、运动的种类
二、主运动和进给运动
三、运动的主要要素
第三节机床的传动联系和传动原理图
一、传动的基本组成部分
二、机床的传动联系
三、传动原理图
第四节机床运动的调整
一、运动参数及其换置器官
二、机床运动的调整计算
传动原理图的绘制
机床运动分析过程是认识和分析机床的基本方法，次序为“表面－运动－传动－机构－调整”
加工机械零件=形成零件上各个表面
零件表面组成：
平面
圆柱面
圆锥面
各种成形面
任何一个表面，都可以看作是一条曲线沿着另一条曲线运动的轨迹。
这两条曲线叫做该表面的发生线，而前一条发生线，称为母线；
后一条发生线，称为导线。
有些表面的两条发生线是可以互换的
例如圆柱面亦可以由圆母线沿着直线导线移动形成；
有些表面的两条发生线则不可互换，如圆锥面。
前者叫可逆表面，后者叫不可逆表面。
1）描迹法（轨迹法）：
刀刃为一个点，发生线是由刀刃作轨迹运动而形成。
刀具与工件之间需要一个相对运动。
2）成型法（仿型法）：
刀刃为一线段，它与工件发生线吻合。
因此发生线由刀刃实现，刀具工件之间不需要有相对运动。
3）旋切法（相切法）：
刀刃为一个点，发生线是旋转的刀刃的运动轨迹的切线。
切削时刀具的旋转中心按一定规律作轨迹运动，刀刃运动轨迹为一系列圆，它们的切线形成了发生线。
只是刀具和工件之间要有两个相对运动，一个是刀刃的转动，另一个是刀刃相对于工件的移动。
4）范成法（展成法）：
刀刃为一线段，它与工件发生线不吻合，发生线是由刀刃在刀具与工件作对滚运动（又称范成运动）时所形成的一些列轨迹线的包络线。
这时刀具与工件之间只需要一个相对运动，称为范成运动，由刀具运动和工件转动复合而成。
机床的运动的表示
直线运动——A
旋转运动——B
机床的运动的目的
获得加工零件所需表面——形成一定形状的母线和导线
形成母线和导线——需要刀具和工件作相对运动
形成某种形状表面时所需机床提供的成形运动的形式和数目，决定于采用的加工方法和刀具结构。
形成母线和导线所需运动数之和，即为成形运动的数目。
1.按运动的功用分类
按机床上运动的功用来看，可分为表面成形运动和非表面成形运动两大类。
1）表面成形运动
机床上的刀具和工件，为了形成表面发生线而作的相对运动，称为表面成形运动，简称成形运动。
成形运动可能是简单的运动，也可能是复合运动。
车削、磨削回转体表面为例，工件回转和刀具直线移动是速度各自独立的运动，即为两个简单的表面成形运动。
车削螺纹则是2个单元运动所组成的一个复合成形运动。
2）非成形运动（辅助运动）
机床在加工过程中除完成成形运动外，还需完成其它一系列运动，这些与表面成形过程没有直接关系的运动，统称为辅助运动。
辅助运动的作用是实现机床加工过程中所必需的各种辅助动作，为表面成形创造条件。
①切入运动
使刀具切入工件，以获得进行成形运动所需的工件和刀具位置的运动，称为切入运动。
②分度运动
当整个工件表面是由若干局部表面所组成时，由一个局部表面过度到另一个局部表面所作的运动。
③各种空行程
是指进给前后的快速运动和各种调位运动。
④控制运动
接通或断开某个传动链的运动、操纵变速机构和换向机构的运动，称为控制运动。
⑤校正运动
◆在精密机床上为了消除传动误差的运动，称为校正运动。
2.按运动的性质分类
机床上的运动，按其运动的性质来，则可分为简单运动和复合运动。
1）简单运动
只包含一个单元的运动称为简单运动，简单运动一般为转动或直线移动。
2）复合运动
由两个或两个以上单元运动组成独立的运动，各个单元运动之间必须保持严格的速比关系，这种运动称为复合运动。
成形运动按其在切削加工所起的作用，又可分为主运动和进给运动。
1.主运动
是产生切削的运动。
2.进给运动
是维持切削得以继续的运动。
一般情况下，每一个独立的运动都有五个要素：
即轨迹、速度、方向、行程和位置，在分析运动时，必须逐一加以研究。
机床的三个基本组成部分：
运动源
传动装置
执行件
传动联系
为了在机床上得到所需的运动，必须通过一系列的传动件把运动源和执行件或执行件和执行件联系起来，称为传动联系。
传动链
构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链。
传动链中的两类传动机构
定比传动机构
传动比和传动方向固定不变的传动机构，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等
换置机构
根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传动机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。
传动链按运动性质分为：
外联系传动链
内联系传动链
运动源与执行件之间的传动联系，称为外联系。
机床上运动源和执行件之间为了实现外联系而顺次串联的传动副，称为外联系传动链（对简单运动而言）。
例：
车外圆时，电机——主轴（外联系传动链），如图所示。
机床上有几个简单运动，就需要有几条外联系传动链。
可以有各自独立的运动源，也可以几条传动链共用一个运动源。
机床上为了将两个或两个以上单元运动组成复合的成形运动。
执行件与执行件之间的传递联系称为内联系。
机床上两个执行件之间为了实现内联系而顺次串联的传动副，称为内联系传动链。
机床工作时，内联系传动链所联系的两个执行件，将按照规定的运动关系作相对运动
由于内联系传动链本身不能提供运动，为使执行件得到运动，还需有外联系传动链将运动源的运动传到内联系传动链上来。
内联系传动链的要求
内部必须保持严格运动关系
决定着复合运动的轨迹（即发生线的形状）
传动比是否准确以及由其确定的两单元运动的相对运动方向是否正确，会直接影响被加工表面的形状精度
不能有传动比不确定或瞬时传动比变化的传动机构，如带传动、链传动等。
调整内联系传动链的换置机构时，其传动比也必须有足够精度。
用一些简单的符号表示运动源与执行件及执行件与执行件之间的联系——传动原理图
传动原理图常用符号
机床传动原理图的画法
1）画出工件、刀具示意图及其运动；
2）画出主轴、刀架、丝杆螺母；
3）画出运动源（电动机）；
4）画出该机床上的特殊机构符号，如Uv、Uf等；
5）再用虚线代表传动比不变的传动链，把它们之间关联的部分联接起来。
其它的中间传动件则一概不画，这样就可以得到了一幅简洁明了的图形，这种图形表示了机床传动最基本的特征。
运动参数：
轨迹、速度、方向、行程和位置
换置器官
机床运动的调整，就是调整每个运动的5个参数。
改变运动参数的机构称为换置器官。
机床运动的调整计算按每一传动链分别进行，其步骤如下：
1.根据对机床的运动分析，确定各传动链的末端件。
如：
主轴－刀架
1.根据传动链两末端件的运动关系，确定计算位移量。
如；
主轴转1转－刀架移动f
1.根据传动链及计算位移量，列出运动平衡方程式。
1（r）u1ufu2tl＝f
1.根据运动平衡方程式，导出该传动链的换置公式。
uf＝f/（u1u2tl）
然后按加工条件确定挂轮变速机构所需采用的配换齿轮齿数，或确定对其它变速机构的调整要求。
车床概述、CA6140的主传动
掌握机床典型结构的分析方法
对其它机床能做到举一反三
传动系统的分析方法、CA6140车床的传动系统分析、CA6140车床的主要结构
第三章车床
第一节概述
一、车床的用途和运动
二、车床的分类
第二节卧式车床的工艺范围和布局
一、工艺范围
二、机床的布局
三、卧式车床的主参数
第三节CA6140型车床的传动系统
主传动链
螺纹进给传动链
纵向和横向进给传动链
丝杠和光杠
一、主运动传动链分析
主运动传动链分析
机械制造中使用最广泛的一种机床
工艺范围：
加工各种回转表面和回转体端面
使用刀具：
车刀、钻头、铰刀、丝锥
主运动：
工件的旋转运动
进给运动：
刀具直线移动
落地及卧式车床
回轮、转塔车床
仿形及多刀车床
自动车床
专门化车床：
曲轴、凸轮轴、铲齿车床
内外圆柱面、圆锥面、环槽、成形回转面、端平面和各种螺纹等，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工作，如图所示。
卧式车床主要对各种轴类、套类和盘类零件进行加工。
卧式车床的运动
工件旋转运动——主运动
刀具直线移动——进给运动
纵向运动
横向运动
斜向运动
卧式车床的特点
通用性较大
自动化程度低
加工复杂工件时，换刀麻烦
辅助时间长，生产率低
适用于单件小批生产及修理车间
1）主轴箱
2）刀架、床鞍
3）尾座
4）床身
5）溜板箱
6）进给箱
卧式车床的主参数
是床身上最大工件回转直径
第二主参数
是最大工件长度。
主参数决定了主轴轴线距离床身导轨的高度，第二主参数决定了床身的长度。
CA6140型卧式车床的主参数为φ400mm，但在加工较长的轴、套类工件时，由于受到中滑板的限制，刀架上最大工件回转直径为φ210mm，这也是一个重要的参数。
见图
其它参数：
刀架上最大回转直径
主轴中心至床身矩形导轨的距离
通过主轴孔的最大棒料直径
主轴前端锥孔尺寸
加工螺纹范围
主轴的转速范围
电动机功率
CA6140型车床是普通精度的卧式车床。
传动系统包括主传动和刀架传动两部分。
实现主运动的主传动链
实现螺纹进给运动的螺纹进给传动链
实现纵向进给运动的纵向进给传动链
实现横向进给运动的横向进给传动链
快速空行程传动链
两端件：
主电动机——主轴
运动传动路线是：
主电动机-1-2-uv-3-4-主轴。
任务：
电动机的运动和动力传给主轴
通过换置机构uv使主轴获得各种转速
是外联系传动链
主轴——刀架
运动传动路线：
主轴-4-5-uf-6-8丝杠-刀架
联系主轴和刀架纵向溜板
保证工件和刀具之间的严格运动关系
通过调整换置机构uf，加工出不同种类、不同导程的各种螺纹
是内联系传动链
任务
实现一般车削时的纵向和横向机动进给运动及其变速与换向
两端件
主轴被看作是该两个传动链的间接动源。
为保证螺纹导程精度，采用丝杠螺母
丝杠可以制造得比较精密。
丝杠传动分支实现螺纹进给运动
光杠传动分支实现纵、横向进给运动
光杠可大大减轻丝杠的磨损
有利于长期保持丝杠的精度
可获得一般车削所需的纵、横进给量（数值较小）
主轴与挂轮变速机构之间的换向机构，是在主轴转向不变时，改变刀架的运动方向（向左或向右），车削右旋或左旋螺纹。
它的功用：
把动力源（电动机）的运动及能量传给主轴，使主轴带动工件旋转，卧式车床的主轴应能变速及换向。
传动路线
主传动系统图
传动路线表达式
M1的功用为控制主轴（轴Ⅵ）正转、反转或停止。
运动由轴Ⅲ到主轴可以有两种不同的传动路线：
主轴高速运转（n主＝450～1400r/min）；
主轴低速运转（n主＝10～500r/min）。
主轴的转速级数与转速计算
主轴正转时实际上只能获得24级不同转速
2×
3+2×
3×
（2×
2-1）＝24级
反转级数为
3+3×
2-1）=12级
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