机床的概述.docx

1、机床的概述机床 - 机械结构床的切削加工是由刀具与工件之间的相对运动来实现的。机床的运动原理可分为表面形成运动和辅助运动两类。 机床表面形成运动使工件获得所要求的表面形状和尺寸的运动，它包括主运动 、进给运动和切入运动。主运动：从工件毛坯上剥离多余材料时起主要作用的运动。主运动可以是工件的旋转运动（如车削）、工件的直线运动（如在龙门刨床上刨削），刀具的旋转运动（如铣削和钻削）或刀具的直线运动（如插削和拉削）。进给运动：刀具和工件待加工部分相向移动，使切削得以继续进行的运动，如车削外圆时刀架溜板沿机床导轨的移动，外圆磨削时工件的旋转和工作台的直线运动都是进给运动，它们分别称为圆周进给运动和纵向进

2、给运动。切入运动：使刀具切入工件表面一定深度的运动，其作用是在每一切削行程中从工件表面切去一定厚度的材料，如车削外圆时小刀架的横向切入运动。在不同类型的机床上，用不同形式的刀具，通过以上3种运动的配合可以实现刀尖轨迹法、成形法和展成法(见切削加工)的表面形成运动。机床辅助运动主要包括刀具或工件的快速趋近和退出、机床部件位置的调整、工件分度、刀架转位、送夹料、启动、变速、换向、停止和自动换刀等运动。 机床的主要技术参数包括主参数和基本参数。 主参数表示机床的规格，是确定其他参数、设计机床结构和用户选用机床的主要依据，例如普通车床的床身上最大回转直径、卧式镗床的主轴直径和拉床的额定拉力等。有的机床

3、为了更完整地表示机床的工作能力，还有第二主参数，如最大工件长度、最大加工模数等。 基本参数决定机床基本性能的一些技术参数，包括尺寸参数、运动参数和动力参数等。尺寸参数是表示机床工作范围的主要尺寸，以及与刀具、夹具、量具和机床结构有关的尺寸。如工作台行程、主轴锥孔尺寸和机床外形尺寸等。运动参数包括机床主运动和进给运动的速度范围和级数、辅助运动的速度等。动力参数包括机床上各电动机的功率、最大切削力、主轴最大扭矩、最大工件重量和机床净重等。 机床 - 机械结构（组成） 电火花成型机床机床结构须满足夹持刀具和工件的要求，并使之产生相对运动，还要能够控制切削速度、进给量和切削深度等。各类机床通常由下列基

4、本部分组成:支承部件，用于安装和支承其他固定的或运动的部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构（如机床变速箱），用于改变主运动的速度；进给机构（如机床进给箱），用于改变进给量；主轴箱，用以安装机床主轴，也可与变速机构或进给机构合在一起；刀架、刀库等安装或储存刀具的部件；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。 机床附属装置机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘、弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床附件。 各类机床通常由下列基本部分组成：支承部件，用于安装和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构，用于改变主运动的

5、速度；进给机构，用于改变进给量；主轴箱用以安装机床主轴；刀架、刀库；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。 机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床附件。床 - 机械结构 电火花成型机床机床结构须满足夹持刀具和工件的要求，并使之产生相对运动，还要能够控制切削速度、进给量和切削深度等。各类机床通常由下列基本部分组成:支承部件，用于安装和支承其他固定的或运动的部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构（如机床变速箱），用于改变主运动的速度；进给机构（如机床进给箱），用于改变进给量；主轴箱，用以安装机床主轴，

6、也可与变速机构或进给机构合在一起；刀架、刀库等安装或储存刀具的部件；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。 机床附属装置机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘、弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床附件。 机床 - 机械指标 数控电火花机床评价机床技术性能的指标最终可归结为加工精度和生产效率。加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量和机床的精度保持性。生产效率涉及到切削加工时间和辅助时间，以及机床的自动化程度和工作可靠性。这些指标一方面取决于机床的静态特性如静态几何精度和刚度，而另一方面与机床的动态特性如运动精度、动刚度、热变形和

7、噪声等关系更大。 静态几何精度机床不受外载荷、静止或运动速度很低时的原始精度。它包括机床各主要零部件的制造精度以及它们的相对位置和运动轨迹之间的精度，如工作台面的平面度、主轴锥孔中心线的径向跳动、溜板移动在水平面和垂直面内的直线度等。国际标准化组织(ISO)和许多国家都制订了各种机床的精度标准。 运动精度机床主要零部件在工作速度下运动时的精度。例如高速旋转的主轴，由于轴承制造误差或油膜厚度的变化，其回转中心的位置不断变化，形成“主轴轴心漂移”。运动精度还包括零部件的移动轨迹精度和速度不均匀性（或爬行），以及螺纹加工机床和齿轮加工机床的传动链精度等。 静刚度机床抵抗在外加静态力作用下产生变形的能

8、力，以静态力与该力作用下所产生的变形量之比表示（牛/微米）。实践中也常用静柔度来表示，其定义为静刚度的倒数。当扭矩作用在机床或其零部件上时，其变形量为角位移，扭转刚度以牛米/弧度表示。机床在切削力、重力和夹紧力等的作用下，除产生零件的拉压、弯曲或扭转变形外，还引起各零件接触表面之间的接触变形(以接触刚度表示)，这种影响是比较大的。机床的静刚度与零部件的结构设计和制造装配质量都有关系，它不仅影响加工精度，也影响机床的动刚度。 动刚度数控立式珩磨机床机床在大小以一定频率变化的正弦交变载荷（激振力）作用下所表现的刚度。动刚度在数值上等于激振力与机床振幅之比，其常用单位为牛/微米。动刚度的倒数称为动柔

9、度。机床、工件和刀具是一个弹性系统，动刚度与激振频率对系统的固有频率之比和系统的阻尼特性有关，当这两频率之比接近于 1时即引起共振，这时的动刚度最小。机床工作时产生的机械振动会导致加工表面质量恶化，加速刀具磨损，降低生产率，严重时可使机床不能正常工作。 引起机床振动的主要原因有：切削过程中切削力的变化，如在一定加工条件下会产生自激振动；断续切削或切削余量不均匀；机床传动件的不平衡和机构的惯性力等；外来的振源。后三者引起的是受迫振动。提高动刚度的措施是合理设计机床结构，如提高其静刚度、改善机床的阻尼特性（如选用阻尼比较大的主轴轴承，提高构件接合面间的摩擦阻尼）等。 热变形由于机床内部或外部热源的

10、影响，机床本身温度分布（温度场）不均匀，机床各部件会产生不同的变形，从而破坏机床的几何精度和工件与刀具间的相对位置，以致加工精度降低。机床内部热源主要是切削过程、电动机、轴承、机械摩擦和液压系统等；外部热源主要有气温、阳光和采暖设备等。减小热变形的措施在于减小或均衡机床内部热源、采取散热和隔热措施和控制环境温度等。 噪声机床噪声过大，对于工人健康和安全生产都有不利的影响。机床噪声的大小是机床设计和制造水平的综合反映。噪声的主要来源是电动机、带传动、齿轮传动和液压系统等发出的振动。降低噪声的途径是合理地设计结构，提高加工和装配质量，采取适当的隔声和消声措施。 三晶变频器在机床应用的主要特点：三晶

11、变频器1、低频力矩大、输出平稳 2、高性能矢量控制 3、转矩动态响应快、稳速精度高 4、减速停车速度快 5、抗干扰能力强机床的组成各类机床通常由下列基本部分组成：支承部件，用于安装和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构，用于改变主运动的速度；进给机构，用于改变进给量；主轴箱用以安装机床主轴；刀架、刀库；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。 机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床附件。机床的分类1. 普通机床：包括普通车床、钻床、镗床、铣床、刨插床等。普通车床的加工对象广，主轴转速和进给

12、量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。 转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。 自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。 多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高35倍。 仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循

13、环，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高1015倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型。 立式车床的主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横梁或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件，一般分为单柱和双柱两大类。 铲齿车床在车削的同时，刀架周期地作径向往复运动，用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。 专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床，如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。 联合车床主要用于车削加工，但附加一些特殊部件和附件后，还可进行镗、铣、钻、插、磨等

14、加工，具有“一机多能”的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站上的修配工作。2. 精密机床：包括磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床和其他各种精密机床。 3. 高精度机床：包括坐标镗床、齿轮磨床、螺纹磨床、高精度滚齿机、高精度刻线机和其他高精度机床等。 4.数控机床：数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。 5.按工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。 6.按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 7.按自动化程度可分为手动

15、操作机床、半自动机床和自动机床。 8.按机床的控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数控机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统。 9.按机床的适用范围，又可分为通用、专用机床。金属切削机床可按不同的分类方法划分为多种类型。 按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。每类中又按其结构或加工对象分为若干组，每组中又分为若干型。 按工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。 按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 按自动化程度可分为手动操作机

16、床、半自动机床和自动机床。 按机床的自动控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数字控制机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统。 按机床的适用范围，又可分为通用、专门化和专用机床。 专用机床中有一种以标准的通用部件为基础，配以少量按工件特定形状或加工工艺设计的专用部件组成的自动或半自动机床，称为组合机床。 对一种或几种零件的加工，按工序先后安排一系列机床，并配以自动上下料装置和机床与机床间的工件自动传递装置，这样组成的一列机床群称为切削加工自动生产线。 柔性制造系统是由一组数字控制机床和其他自动化工艺装备组成的，用电子计算机控制，可自动地加工有不同工序的工件，能适应多品种生产。 车床是主要

17、用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。铣床（millingmachine）系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件(和)铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键机床行业经济运行的特点第一，市场空前繁荣，较高档次的数控机床需求量不断上升，成套成线的大型项目需求量也不断提高。 第二，制造企业增加

18、迅猛，但企业间的规模、水平、质量差距明显。虽然配套日益完善，但高水平的配套件仍以国外为主。 第三，进出口总量仍不断增加，但总体上没有质的变化，高端失守、低端混战的局面虽有较大的改观，但高档精加工靠进口、中低档粗加工靠国内的市场心态没有明显的变化。轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 几何精度、运动精度、传动精度属于静态精度 几何精度是指机床在不运转时部件间相互位置精度和主要零件的形状精度、位置精度。机床的几何精度对加工精度有重要的影响，因此是评定机床精度的主要指标。 运动精度是指机床在以工作速度运转时主要零部件的几何位置精度，几何位置的变化量越大，运动

19、精度越低。 传动精度是指机床传动链各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。 （2）以上三种精度指标都是在空载条件下检测的，为全面反映机床的性能，必须要求机床有一定的动态精度和温升作用下主要零部件的形状、位置精度。影响动态精度的主要因素有机床的刚度、抗振性和热变形等。 机床的刚度指机床在外力作用下抵抗变形的能力，机床的刚度越大，动态精度越高。机床的刚度包括机床构件本身的刚度和构件之间的接触刚度。机床构件本身的刚度主要取决于构件本身的材料性质、截面形状、大小等。构件之间的接触刚度不仅与接触材料、接触面的几何尺寸和硬度有关，而且还与接触面的表面粗糙度、几何精度、加工方法、接触面介质、预压力等因素有关。

20、 机床上出现的振动，可分为受迫振动和自激振动。自激振动是在不受任何外力、激振力干扰的情况下，由切削过程内部产生的持续振动。在激振力的持续作用下，系统被迫引起的振动为受迫振动。 机床的抗震性和机床的刚度、阻尼特性、固有频率有关。由于机床的各个零部件热膨胀系数不同，因而造成了机床各部分不同的变形和相对位移，这种现象叫机床的热变形。由于热变形而产生的误差最大可占全部误差的70%。 对于机床的动态精度，目前尚无统一标准，主要通过切削加工典型零件所达到的精度间接的对机床动态精度作出综合的评价。机床的运动根据在切削过程中所起的作用来区分，切削运动分为主运动和进给运动。 主运动：是形成机床切削速度或消耗主要

21、动力的工作运动。 进给运动：是使工件的多余材料不断被去除的工作运动。 切削过程中主运动只有一个，进给运动可以多于一个。主运动和进给运动可由刀具或工件分别完成，也可由刀具单独完成。机床的运动除了切削运动外，还有一些实现机床切削过程的辅助工作而必须进行的辅助运动。 2. 机床的传动机床的传动机构指的是传递运动和动力的机构，简称为机床的传动。 机床的传动方式按传动机构的特点分为机械传动、液压传动、电力传动、气压传动以及以上几种传动方式的联合传动等。按传动速度调节变化特点将传动分为有级传动和无级传动。 3. 机床的传动系统和传动系统图传动系统也叫传动链，他有首末两个端件。首端件又叫主动件，末端件又叫从

22、动件。每一条传动系统从首端件到末端件都是按一定传动规律组成，这就是传动比，以此来保证机床的性能。一般的机床传动系统按其所担负运动的性质可分为主运动传递系统，进给运动传递系统和快速空行程传动系统三种。对传动系统图一般了解即可。组成各类机床通常由下列基本部分组成：支承部件，用于安装和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构，用于改变主运动的速度；进给机构，用于改变进给量；主轴箱用以安装机床主轴；刀架、刀库；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。 机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床附件。分类1

23、. 普通机床：包括普通车床、钻床、镗床、铣床、刨插床等。 2. 精密机床：包括磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床和其他各种精密机床。 3. 高精度机床：包括坐标镗床、齿轮磨床、螺纹磨床、高精度滚齿机、高精度刻线机和其他高精度机床等。 4.数控机床：数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。 5.按工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。 6.按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 7.按自动化程度可分为手动操作机床、半自动

24、机床和自动机床。 8.按机床的控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数控机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统。 9.按机床的适用范围，又可分为通用、专用机床。金属切削机床可按不同的分类方法划分为多种类型。 按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。每类中又按其结构或加工对象分为若干组，每组中又分为若干型。 按工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。 按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 按自动化程度可分为手动操作机床、半自动机床和

25、自动机床。 按机床的自动控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数字控制机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统。 按机床的适用范围，又可分为通用、专门化和专用机床。 专用机床中有一种以标准的通用部件为基础，配以少量按工件特定形状或加工工艺设计的专用部件组成的自动或半自动机床，称为组合机床。 对一种或几种零件的加工，按工序先后安排一系列机床，并配以自动上下料装置和机床与机床间的工件自动传递装置，这样组成的一列机床群称为切削加工自动生产线。 柔性制造系统是由一组数字控制机床和其他自动化工艺装备组成的，用电子计算机控制，可自动地加工有不同工序的工件，能适应多品种生产。 机床的定义机床是将金属毛坯

26、加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为”工作母机”或”工具机”，习惯上简称机床。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40-60，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。机床机床是制造机器的机器，也是能制造机床本身的机器，这是机床区别于其他机器的主要特点，全称为为金属切削机床，又称为工作母机或工具机。 机床对金属或其他材料的坯料或工件进行加工，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表

27、面质量的机器。机械产品的零件通常都是用机床加工出来的。机床是机械工业的基本生产设备，它的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。因此，机床工业的现代化水平和规模，以及所拥有的机床数量和质量是一个国家工业发达程度的重要标志之一。纠错 编辑摘要 机床的发展拟机床：通过研发机电一体化的、硬件和软件集成的仿真技术，来实现提高机床的设计水平和使用绩效。 （2）绿色机床：强调节能减排，力求使生产系统的环境负荷达到最小化。 （3）智能机床：提高生产系统的智能化、可靠性、加工精度和综合性能。 （4）e-机床：提高生产系统的独立自主性以及与使用者和管理者的交互能力，使机床不仅是一台加

28、工设备，而是成为企业管理网络中的一个节点。 其中，绿色机床将成为研究热点。将毛坯转化为零件的工作母机，在使用过程中不仅消耗能源，还会产生固体、液体和气体废弃物，对工作环境和自然环境造成直接或间接的污染。据此，绿色机床应该具有以下特点：机床主要零部件由再生材料制造；机床的重量和体积减少50%以上；通过减轻移动质量、降低空运转功率等措施使功率消耗减少3040；使用过程中产生的各种废弃物减少5060%，保证基本没有污染的工作环境；报废后机床材料100%可回收。据统计，机床使用过程中用于切除金属的功率只占到25%左右，各种损耗和辅助功能占去大部分。机床绿色化的第一个措施，是通过大幅度降低机床重量和减少

29、驱动功率来构建具有生态效益的机床。绿色机床提出一种全新的概念，大幅减少重量，力求节省材料，同时降低能耗。 近年来中国的机床防市场上出现了一种新的市场：网上市场。这个就是电子商务在传统行业中起到重大作用的一种表现方式。二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。 1.4 1900年进入精密化时期19世纪末到20世纪初，单一的车床已逐渐演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等等，这些主要机床已经基本定型，这样就为20世纪前期的精密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。

30、 在20世纪的前20年内，人们主要是围绕铣床、磨床和流水装配线展开的。由于汽车、飞机及其发动机生产的要求，在大批加工形状复杂、高精度及高光洁度的零件时，迫切需要精密的、自动的铣床和磨床。由于多螺旋线刀刃铣刀的问世，基本上解决了单刃铣刀所产生的振动和光洁度不高而使铣床得不到发展的困难，使铣床成为加工复杂零件的重要设备。 被世人誉为“汽车之父”的福特，提出：汽车应该是“轻巧的、结实的、可靠的和便宜的”。为了实现这一目标，必须研制高效率的磨床，为此，美国人诺顿于1900年用金刚砂和刚玉石制成直径大而宽的砂轮，以及刚度大而牢固的重型磨床。磨床的发展，使机械制造技术进入了精密化的新阶段。 1.5 192

31、0年进入半自动化时期在1920年以后的30年中，机械制造技术进入了半自动化时期，液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。1938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门刨床等机床上也推广使用。30年代以后，行程开关电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。 1.6 1950年进入自动化时期第二次世界大战以后，由于数控和群控机床和自动线的出现，机床的发展开始进入了自动化时期。数控机床是在电子计算机发明之后，运用数字控制原理，将加工程序、要求和更换刀具的操作数码和文字码作为信息进行存贮，并按其发出的指令控制机床，按既定的要求进行加工的新式机床。 1.6.1 世界第一台数控机床（铣床）诞生（1951年）数控机床的方案，是美国的帕森斯在研制检查飞机螺旋桨叶剖面轮廓的板叶加工机时向美国空军提出的，在麻省理工学院的参加和协助下，终于在1949年取得了成功。1951年，他们正式制成了第一台电子管数控机床样机，成功地解决了多品种小批量的复杂零件加工的自动化问题。以后