机械制造技术装备及设计第一章车床.ppt

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机械制造技术装备及设计河北理工大学机械工程学院绪论1.制造技术与装备的概念2.机械制造技术与机械制造装备3.制造技术及装备的演进及重要作用4.先进制造技术简介5.机械制造装备的分类6.机械制造装备应具备的主要功能7.本课程的目标和要求1.制造技术与装备的概念制造技术制造技术（ManufacturingTechnology）：

使原材料变成社会物质产品的技术总称。

Manufacturing:

Manufacturingisasetofcorrelatedoperationsandactivities,whichincludesproductdesign,materialselection,planning,production,inspection,management,andmarketingoftheproducts,forthemanufacturingindustries.制造装备完成把原材料转化为产品的整个制造过程所用到的各种机器和工具。

也是制造技术得以实现的物质条件。

如：

石油炼制设备单晶硅制备设备纺织印染设备炼钢轧制设备造纸印刷设备家用电器组装发电输电设备水净化与供水2.机械制造技术与机械制造装备机械制造技术：

所有用来生产制造各种机器设备的技术总称。

如：

切削加工技术焊接技术热处理技术机械制造装备：

从事机械制造所用到的各种设备和装置。

如：

车床加热炉油槽加工中心自动仓库3.制造技术及装备的演进及重要作用1.石器时代手工劳动工具手工动力2.青铜、铁器时代劳动工具及贵族的艺术品工匠自然动力3.第一次工业革命:

蒸汽机的发明工场出现单件小批生产集中驱动4.第二次工业革命：

电力革命电动机的使用分散驱动5.大批大量生产：

ModelTHenryFord刚性生产线6.JustInTime（JIT准时生产）：

日本丰田模式精益生产：

LeanProduction（LP）7.多品种少批量生产：

CNCMCFMSCIMS数控机床8.面向客户的定制生产：

网络制造虚拟企业动态联盟制造技术及先进制造技术的重要作用：

机械工业：

国民经济的装备部强大的制造业：

知识经济的必要基础目前的落后状态：

关键技术进口数控机床进口4.先进制造技术简介先进制造技术（AMT）：

AdvancedManufacturingTechnology两个含义：

1.设计思想和方法先进，制造手段和制造过程管理先进，市场反应快；2.用全面、系统、动态的观点。

六个特点：

改善改善集成集成融合融合总体总体动态动态绿色绿色5.机械制造装备的分类1、加工装备机床（金属切削机床特种加工机床锻压机床木工机床）2、工艺装备产品制造时所用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。

3、仓储输送装备各级仓储、物料输送、机床上下料等，如AGV，机器人4、辅助装备包括清洗机、排屑和计量等设备。

6.机械制造装备应具备的主要功能1.一般的功能要求加工精度强度刚度和抗振性加工稳定性经济性2.模块化、柔性化3.精密化4.自动化5.机电一体化6.合理选用材料7.符合工业工程和人机工程学的要求8.符合绿色制造的要求7.本课程的目标和要求目标：

1.了解机械制造装备的组成、功用及结构;2.掌握重要装备的设计方法和设计计算;3.了解重要装备的结构形式及其设计计算。

要求：

1.理论联系实际，重视实验。

2.2.专业知识更新很快，注意广阅博览。

参考书目及成绩评定参考书目：

1.机械制造装备设计冯辛安主编2.金属切削机床概论3.金属切削机床设计戴曙主编4.机床夹具设计5.先进制造技术手册第一篇切削加工技术装备第一章车床（轴、盘、杆类回转体零件加工）第二章铣、钻、镗床（箱、壳类零件）第三章齿轮机床（各种齿轮的加工）教学目标：

了解常用机床的传动、结构和功能实现原理，能够清楚分析CA6140车床的传动系统图和主轴箱展开图。

本篇重点：

车床剖析滚齿机的运动联系第一章车床1.1概述特征：

工件回转，单刃刀具应用：

最广泛，金切之必需，占30%左右种类：

繁多卧式立式转塔仿形专门化等一、工艺范围一、工艺范围轴、套、盘、杆类零件上的内外回转表面，端面，螺纹。

钻孔、扩孔、铰孔和滚花。

特点：

通用性好，应用普遍，操作费时车削工艺范围二、机床的布局1、主轴箱（Headstock）功用：

支撑主轴并把动力经变速机构传给主轴2、刀架（Toolslide）功用：

实现刀具的纵向、横向移动和选刀转动3、尾座（Tailstock）功用:

安装后顶尖以支撑工件，安钻头、铰刀4、进给箱（Feedbox）功用:

安装进给运动的变速机构，进给量螺纹5、溜板箱（Apron）功用:

把进给箱的运动传给刀架操纵机构6、床身（Bed）功用:

安装基础件1.2车床的传动系统传动系统传动系统：

实现机床加工过程中全部成形运动和辅助运动的各传动链，组成了一台机床的传动系统。

传动系统图：

依据国家标准（GB446084），按照运动传递的先后顺序，所表示的机床传动关系的展开图。

说明：

1、只表示传动关系。

2、特定符号的示意图。

3、不表示元件的实际尺寸和空间位置。

C6132车床8米车床大车床普通车床传动系统图构成传动系统的传动链：

主运动传动链进给运动传动链范成运动传动链分度运动传动链一、主运动传动链主运动：

见机床图车床上速度最高、消耗功率最大的运动。

主运动传动链：

连接主电机和主轴所形成的运动传递路线。

功用：

主轴旋转主运动变速换向1、传动路线轴后分为2条：

（1）高速传动路线

（2）低速传动路线2、主轴转速级数和转速传动路线：

见机床图啮合关系图主电动机（7.5kW1450r/min）皮带传动130/230轴（M1）摩擦片离合器摩擦片离合器右部右部（50/3434/30）反转左部左部中部中部电机空转主轴停转56/3851/43轴轴39/4122/5830/502种转速种转速3种转速种转速故从轴I到轴III共有23=6种转速从轴III到主轴VI共有2条传动路线：

高速路线、低速路线。

高速传动路线（机床图啮合关系图）主轴主轴上滑移齿轮左移，与上滑移齿轮左移，与轴上轴上63齿齿轮啮合，经轮啮合，经63传给传给50，到主轴。

，到主轴。

获得获得4501400r/min范围的范围的6种转速。

种转速。

传动路线表达式：

传动路线表达式：

20/8050/5020/8051/5026/58M263-50主轴主轴主轴主轴上滑移齿轮上滑移齿轮50向右移，与齿式离合器向右移，与齿式离合器M2啮合。

啮合。

轴运动经轴运动经2组齿轮传给组齿轮传给轴轴，轴到轴到轴也是轴也是2级，然后经固定齿轮组和级，然后经固定齿轮组和M2到主轴。

到主轴。

可获得可获得10500r/min的较低转速的较低转速传动路线表达式：

传动路线表达式：

20/8050/5020/8051/5026/58M263/50主轴主轴低速传动路线低速传动路线：

（机床图啮合关系图）CA6140传动系统图主电动机（7.5kW1450r/min）皮带传动130/230轴（M1）摩擦片离合器摩擦片离合器右部右部（50/3434/30）反转左部左部中部中部电机空转主轴停转56/3851/43轴轴39/4122/5830/5050/5020/8051/5026/58M263/50主轴主轴20/80机床图机床图啮合关系图2、主轴转速级数和转速、主轴转速级数和转速（机床图机床图）-总传动系统表达式啮合关系图主轴正转：

高转速：

23=6低转速：

2322=24轴-间的间的4条传动路线的传动比：

条传动路线的传动比：

I1I1=（20/80）（20/80）=1/16I2=（20/80）（51/50）1/4I3=（50/50）（20/80）=1/4I4=（50/50）（51/50）=1基本相同实际上只有3种故2*3*（2*2-1）=18主轴实际转速：

18（低速）+6（高速）=24级主轴反转：

3（1+（22-1）=12减去重叠的1级高速低速传动链各级主轴转速的计算：

n主=1450r/min（130/230）（51/43）（22/58）（20/80）（20/80）（26/58）10r/min主轴正转24级转速：

10r/min1400r/min用于正常切削主轴反转12级转速：

14r/min1580r/min用于车削螺纹时退刀，较高转速可以节省时间。

二、进给运动传动链二、进给运动传动链（机床图机床图）进给运动进给运动：

维持切削继续进行下去的运动。

进给运动传动链进给运动传动链：

实现刀具纵、横向移动进给量：

工件每转刀架的移动量。

把主轴和刀架当作传动链的首末端件。

主轴轴轴挂轮架进给箱进给箱丝杠光杠溜板箱纵向车螺纹溜板箱纵横向进给车床进给系统图（机床图）1、车削螺纹4种：

米制（公制）英制模数制径节制大导程、非标准左旋、右旋螺纹主轴每转刀架移动量为：

螺纹导程S车螺纹的运动平衡式：

1r（主轴）it1=S式中：

i从主轴到丝杠之间的总传动比t1机床丝杠的导程，CA6140为12mmS被加工螺纹的导程（mm）1）米制螺纹米制螺纹导程的国家标准：

导程导程增倍组的传动比增倍组的传动比基本基本组的组的传动传动比比1.753.5712482.254.591.252.55105.5111.53612规律：

列等差数列；行倍数关系车削米制螺纹的传动路线（机床图）离合器：

M3、M4脱开，M5接合挂轮架齿数：

63、100、75，到进给箱移换机构25/36（）双轴滑移变速机构轴25/3636/25滑移齿轮变速变速齿轮XVIII离合器M5开合螺母刀架（进给系统图）（进给箱啮合关系图）从进给箱基本组的8种不同传动比（机床图）在轴到轴之间：

（进给系统图）i1=26/28=6.5/7i2=28/28=7/7i3=32/28=8/7i4=36/28=9/7i5=19/14=9.5/7i6=20/14=10/7i基i7=33/21=11/7i8=36/21=12/7分析：

（进给箱啮合关系图）分母都为7，除6.5和9.5外，为等差数列；恰为米制螺纹导程的最后一行。

增倍组4种传动比（机床图）在轴到轴之间：

i1=（18/45）（15/48）=1/8i2=（28/35）（15/48）=1/4i3=（18/45）（35/28）=1/2i倍i4=（28/35）（35/28）=1作用：

实现螺纹导程标准中行与行间的倍数关系。

（进给系统图）（进给箱啮合关系图）进给变速机构：

（机床图）（进给系统图）由基本组、增倍组和移换机构组成的系统称之为进给变速机构进给变速机构。

车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式：

S1r主轴（58/58）（33/33）（63/100）（100/75）（25/36）i基（25/36）（36/25）i倍12mm（进给箱啮合关系图）简化后：

S=7i基i倍=7（Sj/7）i倍可见，选择不同的i基和i倍值，就可以得到各种螺纹导程。

2）模数螺纹（机床图）（进给系统图）米制蜗杆：

（进给箱啮合关系图）齿距为Tm=m导程Sm=KTm=KmK为螺纹头数特殊之处：

模数螺纹导程包含特殊因子措施：

挂轮（64/100）（100/97）A其余传动路线与车削米制螺纹完全相同。

化简的运动平衡式为：

Sm=（7/4）i基i倍因为Sm=KTm=Km，从上页知Sm=（7/4）i基i倍有：

Km（7/4）i基i倍所以m=（7/4K）i基i倍改变i基和i倍就可以车削出各种标准模数的螺纹。

应用扩大螺纹导程机构，也可以车削出大导程的模数螺纹。

3）英制螺纹历史遗留，英、美、加、澳等国惯用，我国管螺纹也仍使用。

英制螺纹是以每英寸长度上的螺纹扣数表示扣数为a,故a（扣/in）1inch=25.4mm英制螺纹导程：

Sa1/a（in）由于CA6140车床丝杠是米制螺纹，换算：

Sa1/a（in）25.4/a（mm）特殊因子：

25.4a为标准值，等差级数，分母为等差级数则需对调主从动轮措施：

（机床图）（进给系统图）1、对调基本组两轴：

（进给箱啮合关系图）为主动轴为主动轴为被动轴2、在传动链中实现特殊因子25.4（63/100）（100/75）（36/25）25.4/21化简的运动平衡式为：

Sa（25.4/21）（1/i基）i倍12mm（4/7）25.4（i倍/i基）mm将