c3金属切削机床.ppt

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第三章第三章金属切削机床金属切削机床主要内容：

主要内容：

l机床基础知识机床基础知识l机床的组成机床的组成l数控机床数控机床l机床的选用机床的选用一、机床的类型1、机床的分类、机床的分类机床主要按加工性质和所用的刀具进行分类。

机床分为机床主要按加工性质和所用的刀具进行分类。

机床分为12类：

类：

3.1概述概述机床的分类机床的分类按应用范围（通用性程度）划分通用机床、专门化机床、专用机床按工作精度划分普通精度机床、精密机床、高精度机床按自动化程度划分手动、机动、半自动和自动机床按重量与尺寸划分仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床、超重型机床按机床主要工作部件的数目划分单轴、多轴（单刀、多刀）机床型号是机床产品的代号，用以简明地机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、性能和结构特点、主要表示机床的类型、性能和结构特点、主要技术参数等。

我国机床型号编制方法的现技术参数等。

我国机床型号编制方法的现行国家标准是行国家标准是“GBT153751994金属切金属切削机床型号编制方法削机床型号编制方法”，机床型号由一组，机床型号由一组汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。

合而成。

2、机床的型号、机床的型号l通用机床的型号编制通用机床的型号编制

（1）型号表示方法）型号表示方法

（2）机床类、组、系的划分及其代号）机床类、组、系的划分及其代号机床的类别用大写的汉语拼音字母表示见表。

机床的类别用大写的汉语拼音字母表示见表。

需要时，第一分类以下还可有若干分类，分类代号需要时，第一分类以下还可有若干分类，分类代号用阿拉伯数字表示，放在类代号之前，作为型号的用阿拉伯数字表示，放在类代号之前，作为型号的首位，但第一分类不予表示。

首位，但第一分类不予表示。

（4）机机床床主主参参数数和和设设计计顺顺序序号号机机床床主主参参数数代代表表机机床床规规格格的的大大小小，用用折折算算值值（主主参参数数乘乘以以折折算算系系数数，如如110等等）表表示示。

某某些些通通用用机机床床，当当无无法法用用一一个个主主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。

参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。

（3）机机床床的的特特性性代代号号当当某某类类型型机机床床除除有有普普通通型型外外，还还具具有有某某种种通通用用特特性性时时，则则在在类类代代号号之之后后加加上上通用特性代号通用特性代号（6）机机床床的的重重大大改改进进顺顺序序号号当当机机床床的的性性能能及及结结构构布布局局有有重重大大改改进进，并并按按新新产产品品重重新新设设计计、试试制制和和鉴鉴定定时时，在在原原机机床床型型号号的的尾尾部部，加加重重大大改改进进顺顺序序号号，以以区区别别于于原原机机床床型型号。

序号接号。

序号接A、B、C、，、，等字母的顺序选用。

等字母的顺序选用。

（5）主主轴轴数数和和第第二二主主参参数数的的表表示示方方法法对对于于多多轴轴车车床床、多多轴轴钻钻床床等等机机床床，其其主主参参数数以以实实际际值值列列入入型型号号，置置于于主主参参数数之之后后，用用“X”分分开开，读读作作“乘乘”。

第第二二主主参参数数一一般般是是指指最最大大模模数数、最最大大转转矩矩、最最大大工工件件长长度度、工工作作台台工工作作面面长长度度等等。

第第二二主主参参数数也也用用折折算算值值表示。

表示。

例：

例：

MG1432A型高精度万能型高精度万能外圆磨床外圆磨床M-类别代号（磨床类）类别代号（磨床类）G-通用特性（高精度）通用特性（高精度）1-组别代号（外圆磨床组）组别代号（外圆磨床组）4系别代号（万能外圆磨床系别代号（万能外圆磨床系）系）32主参数（最大外圆磨削直主参数（最大外圆磨削直径径320mm）A重大改进序列号（第一次重大改进序列号（第一次重大改进）重大改进）例：

例：

CA6140型普通车床型普通车床C-类别代号（车床类）类别代号（车床类）A结构特性代号（结构结构特性代号（结构不同）不同）6-组别代号（卧式车床）组别代号（卧式车床）1系别代号（单轴车床）系别代号（单轴车床）40主参数（最大车削主参数（最大车削直径直径400mm）四、机床的组成动力源动力源传动系统传动系统支承件支承件工作部件工作部件控制系统控制系统冷却系统冷却系统润滑系统润滑系统其他装置其他装置五、机床的运动1、切削运动、切削运动主运动主运动进给运动进给运动2、辅助运动、辅助运动分度运动分度运动送、夹料运动送、夹料运动控制运动控制运动其他各种空程运动其他各种空程运动六、机床技术性能指标1、机床的工、机床的工艺范围艺范围2、机床的技术参数、机床的技术参数尺寸参数尺寸参数运动参数运动参数动力参数动力参数3、机床的精度与刚度、机床的精度与刚度3.2数控机床

（1）一般数控机床）一般数控机床:

数控化的通用机床数控化的通用机床

（2）加工中心：

）加工中心：

配有刀库和自动换刀装置的数控机床，工件一次装夹能完成配有刀库和自动换刀装置的数控机床，工件一次装夹能完成多道工序。

多道工序。

（3）多坐标数控机床）多坐标数控机床:

一般在五轴以上，机床结构复杂，用于加工特殊、形状复杂一般在五轴以上，机床结构复杂，用于加工特殊、形状复杂的零件。

的零件。

1、数控机床的加工原理、数控机床的加工原理2、数控、数控机床的坐机床的坐标系标系开环伺服系统开环伺服系统此系统不带反馈检测装置，数控装置发出的指令信号是单向的。

此系统不带反馈检测装置，数控装置发出的指令信号是单向的。

这种系统一般用功率步进电动机作伺服驱动装置。

这种系统一般用功率步进电动机作伺服驱动装置。

当需要在机床某个坐标轴方向运动一个基本长度单位时，数控装当需要在机床某个坐标轴方向运动一个基本长度单位时，数控装置向该轴伺服进给系统输出一个控制脉冲，经伺服驱动电路进行置向该轴伺服进给系统输出一个控制脉冲，经伺服驱动电路进行脉冲分配和功率放大后，驱动步进电机转动一步，通过机械传动脉冲分配和功率放大后，驱动步进电机转动一步，通过机械传动机构使机床工作台运动一个基本长度单位。

机构使机床工作台运动一个基本长度单位。

此系统无位置反馈，所以定位精度不高，主要用于精度要求不高此系统无位置反馈，所以定位精度不高，主要用于精度要求不高的中小型机床。

的中小型机床。

优点：

控制系统结构简单，工作稳定，调试维护方便，价格低廉。

优点：

控制系统结构简单，工作稳定，调试维护方便，价格低廉。

闭环伺服系统闭环伺服系统闭环伺服系统由比较器、伺服驱动电路、伺服电机、位置检闭环伺服系统由比较器、伺服驱动电路、伺服电机、位置检测器等组成。

测器等组成。

此系统将检测到的实际位移反馈到比较器中进行比较，由比此系统将检测到的实际位移反馈到比较器中进行比较，由比较后的差值控制移动部件，进行误差修正，直到位置误差消较后的差值控制移动部件，进行误差修正，直到位置误差消除为止。

除为止。

此系统可消除由于机械传动部件的运动误差给位移精度带来此系统可消除由于机械传动部件的运动误差给位移精度带来的影响，定位精度高。

的影响，定位精度高。

价格较高，安装调试较复杂。

价格较高，安装调试较复杂。

3、数控机床的主传动系统、数控机床的主传动系统图图a：

电动机直接带动主轴旋转。

优点：

电动机直接带动主轴旋转。

优点：

结构紧凑，缺点：

主轴的转速结构紧凑，缺点：

主轴的转速-转矩输转矩输出特性和电动机输出特性相同，使用出特性和电动机输出特性相同，使用上受到一定限制。

上受到一定限制。

图图b：

电动机经三角带或同步齿形带传电动机经三角带或同步齿形带传动主轴。

优点：

结构简单，安装调试动主轴。

优点：

结构简单，安装调试方便，用于转速较高，变速范围不大，方便，用于转速较高，变速范围不大，扭矩特性要求要求低的主轴传动。

扭矩特性要求要求低的主轴传动。

图图c：

电动机经电动机经1-4对变速齿轮传动主轴。

对变速齿轮传动主轴。

优点：

机床主轴的转速优点：

机床主轴的转速-转矩输出特性转矩输出特性好。

优点：

结构复杂。

好。

优点：

结构复杂。

采用齿轮变速与电机无级调速相结合的传动方式，即可通过降采用齿轮变速与电机无级调速相结合的传动方式，即可通过降速扩大输出扭矩，又可通过变速扩大调速范围，特别是恒功率速扩大输出扭矩，又可通过变速扩大调速范围，特别是恒功率输出的转速范围。

输出的转速范围。

4、数控机床的变速机构、数控机床的变速机构在带有变速齿轮主传动的主在带有变速齿轮主传动的主轴箱中，齿轮变速大多采用轴箱中，齿轮变速大多采用液压拨叉或直接由液压缸带液压拨叉或直接由液压缸带动齿轮来实现。

液压拨叉是动齿轮来实现。

液压拨叉是一种用一个或几个液压缸带一种用一个或几个液压缸带动齿轮的变速机构。

动齿轮的变速机构。

三位液压拨叉的原理图，三位液压拨叉的原理图，当液压缸当液压缸1通入压力油而液压缸通入压力油而液压缸5卸油时，活塞杆卸油时，活塞杆2带动拨叉带动拨叉3向向左移至极限位置（图左移至极限位置（图a）；）；当液当液压缸压缸5通入压力油而液压缸通入压力油而液压缸1卸卸油时，活塞杆油时，活塞杆2带动拨叉带动拨叉3移至移至右极限位置（图右极限位置（图b）；）；当左右液当左右液压缸同时通入压力油时，由于压缸同时通入压力油时，由于活塞杆活塞杆2两端直径不同使其向左两端直径不同使其向左移动，由于套筒移动，由于套筒4和活塞杆和活塞杆2的的截面直径不同，套筒截面直径不同，套筒4向右的推向右的推力大于活塞杆力大于活塞杆2向左的推力，因向左的推力，因此套筒此套筒4压向液压缸压向液压缸5的右端，的右端，而活塞杆而活塞杆2的左端轴肩则紧靠套的左端轴肩则紧靠套筒筒4的右端面，拨叉处于中间位的右端面，拨叉处于中间位置（图置（图c）。

）。

5、滚珠丝杠机构、滚珠丝杠机构滚珠丝杠在丝杠和螺母滚珠丝杠在丝杠和螺母之间填充滚珠作为中间之间填充滚珠作为中间传动元件，它由丝杠传动元件，它由丝杠1、螺母螺母2和滚珠和滚珠3及滚珠循及滚珠循环返回装置插管环返回装置插管4等组等组成。

成。

当丝杠和螺母相对运动时，滚珠沿着丝杠螺旋滚道面滚动，当丝杠和螺母相对运动时，滚珠沿着丝杠螺旋滚道面滚动，滚动数圈后离开丝杠滚道面，通过插管滚动数圈后离开丝杠滚道面，通过插管4返回其入口处继续返回其入口处继续循环。

循环。

滚珠丝杠按回珠方式分为内循环和外循环两大类。

滚珠丝杠按回珠方式分为内循环和外循环两大类。

图示为数控机床上常用的插管式外循环滚珠丝杠。

图示为数控机床上常用的插管式外循环滚珠丝杠。

为了提高滚珠丝杠的轴向刚度，滚珠丝杠常用推力轴承来支为了提高滚珠丝杠的轴向刚度，滚珠丝杠常用推力轴承来支承。

滚珠丝杠的轴向负载不大时，也可用接触角为承。

滚珠丝杠的轴向负载不大时，也可用接触角为600的角接的角接触轴承来支承。

触轴承来支承。

图图a：

一端轴向固定一端自由的形式。

一端轴向固定一端自由的形式。

其轴向刚度低，只用于短丝杠和竖直其轴向刚度低，只用于短丝杠和竖直安装的丝杠。

安装的丝杠。

图图b：

一端固定一端游动的形式。

其一端固定一端游动的形式。

其轴向刚度与轴向刚度与a相同，其压杆稳定性和相同，其压杆稳定性和临界转速比较高，常用于较长的卧式临界转速比较高，常用于较长的卧式安装丝杠。

安装丝杠。

图图c：

两端固定的形式。

其轴向刚度两端固定的形式。

其轴向刚度为一端固定的为一端固定的4倍，并可采用预拉伸倍，并可采用预拉伸的办法减少丝杠的自重下垂和补偿丝的办法减少丝杠的自重下垂和补偿丝杠的热伸长变形，但其结构较为复杂，杠的热伸长变形，但其结构较为复杂，制造较困难，常用于长丝杠或回转速制造较困难，常用于长丝杠或回转速度较高并要求高精度、高刚度的场合。

度较高并要求高精度、高刚度的场合。

6、加工中心的简介、加工中心的简介立柱的左侧前部装有自动换刀装置（包括刀库立柱的左侧前部装有自动换刀装置（包括刀库6和换刀机械手和换刀机械手7），左侧后部为数控装置的数控柜），左侧后部为数控装置的数控柜5，右侧是驱动电柜，右侧是驱动电柜10，内，内有电源、伺服驱动装置等。

有电源、伺服驱动装置等。

控制面板控制面板9悬伸在机床前方。

悬伸在机床前方。

图示为图示为JCS-018型立式加工中型立式加工中心的外形图。

心的外形图。