第3章金属切削机床基本知识(有用)课件

机械制造技术基础机械制造技术基础第第3 3章章 金属切削机床基本知识金属切削机床基本知识 山东大学机械工程学院山东大学机械工程学院20052005年年8 8月月本科生专业课程本科生专业课程 第第3 3章章 金属切削机床基本知识金属切削机床基本知识 目的要求：目的要求：1.掌握机床的分类和编号方法；掌握机床的分类和编号方法；2.牢固掌握工件加工表面及其形成方法；牢固掌握工件加工表面及其形成方法；3.牢固掌握机床的运动、传动联系的分类及其原则。牢固掌握机床的运动、传动联系的分类及其原则。2024/7/122q金金属属切切削削机机床床，是是指指用用切切削削、特特种种加加工工等等方方法法加加工工金金属属工工件件，使使之之获获得得所所要要求求的的几几何何形形状状、尺尺寸寸精精度度和和表表面面质质量量的的机机器器。它它是是制制造造机机器器的的机机器器，故故又又称称为为“工工作作母母机机”或或“工工具具机机”（Machine-tool）,习习惯惯上上简简称称为为“机床机床”。2024/7/123q在在现现代代机机械械制制造造工工业业中中，制制造造的的机机器器零零件件，特特别别是是精精密密零零件件的的最最终终形形状状、尺尺寸寸及及表表面面粗粗糙糙度度，主主要要是是借借助助金金属属切切削削机机床床加加工工来来获获得得的的，因因此此机机床床是是制制造造机机器器零零件的主要设备件的主要设备。q担担负负的的工工作作量量约约占占机机器器总总制制造造工工作作量量的的40%60%，它它的的先先进进程程度度直直接接影影响响到到机机器器制制造造工工业业的的产产品品质质量量和和劳动生产率。劳动生产率。2024/7/124q金金属属切切削削机机床床在在国国民民经经济济建建设设中中的的地地位位非非常常重重要要，机机床床工工业业为为全全社社会会各各行行各各业业提提供供先先进进的的制制造造技技术术和和优优质质高高效效的的设设备备，机机床床工工业业的的技技术术水水平平决决定定着着其其它它行行业业的的发发展展水水平平，在在很很大大程程度度上上标标志志着着一一个个国国家家的的工工业业生生产产能力和科学技术水平能力和科学技术水平。2024/7/125第第1节节金属切削机床的分类与型号编制金属切削机床的分类与型号编制 金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区金属切削机床的种类非常繁多，为了便于区别、使用和管理，有必要对机床进行分类，别、使用和管理，有必要对机床进行分类，可以从不同的角度出发对机床进行分类可以从不同的角度出发对机床进行分类。2024/7/126一、机床的分类一、机床的分类q机机床床的的传传统统分分类类方方法法：按按加加工工性性质质和和所所用用的的刀刀具具进进行行分类分类。p目目前前我我国国机机床床分分为为：车车床床、钻钻床床、镗镗床床、磨磨床床、齿齿轮轮加加工工机机床床、螺螺纹纹加加工工机机床床、铣铣床床、刨刨插插床床、拉拉床床、锯锯床、其它机床、特种加工机床床、其它机床、特种加工机床。2024/7/127卧式铣床卧式铣床 立式铣床立式铣床立式钻床立式钻床 摇臂钻床摇臂钻床卧式镗床外形卧式镗床外形2024/7/1211牛头刨床牛头刨床(HorizontalShaper)2024/7/1213插齿插齿(GearShaping)机机2024/7/1214特种加工机床特种加工机床种类种类用用 途途 车床车床用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。面，车削端面及各种常用的螺纹。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。铣床铣床可以加工平面、沟槽可以加工平面、沟槽(键槽、键槽、T形槽、燕尾槽等形槽、燕尾槽等)、分齿零件、分齿零件(齿轮、花键轴、链轮齿轮、花键轴、链轮)、螺旋形、螺旋形表面表面(螺旋槽螺旋槽)及各种曲面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。及各种曲面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。刨床刨床插床插床主要用于加工各种平面主要用于加工各种平面(如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如T形槽、燕尾槽、形槽、燕尾槽、V形槽等形槽等)、直线成型表面。回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。、直线成型表面。回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。镗床镗床适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。适用于对单件或小批量生产的孔系加工，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。磨床磨床用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、平面、用砂轮等作为工具对工件表面进行加工的机床。磨床可加工内外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面及各种成型面等，主要应用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。螺旋面及各种成型面等，主要应用于零件精加工，尤其是高硬度材料的精加工。钻床钻床可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。齿轮加齿轮加工机床工机床加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。2024/7/1217p每每一一类类机机床床又又按按工工艺艺范范围围、布布局局型型式式和和结结构构等等，分为分为10个组个组，每一组又细分为每一组又细分为若干系（系列）若干系（系列）。p在在上上述述基基本本分分类类方方法法的的基基础础上上，还还可可根根据据机机床床其其它特征进一步区分。它特征进一步区分。2024/7/1218车床：车床：卧式车床卧式车床立式车床立式车床钻塔车床钻塔车床回轮车床回轮车床落地车床落地车床液压仿行车床液压仿行车床多刀自动和半自动车床多刀自动和半自动车床专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床2024/7/1219按应用范围（通用性程度）又可分为：按应用范围（通用性程度）又可分为：1.通用机床通用机床q用用于于加加工工多多种种零零件件的的不不同同工工序序，加加工工范范围围较较广广，通通用性较大，但用性较大，但结构比较复杂结构比较复杂；q主主要要适适用用于于单单件件小小批批生生产产，例例如如：卧卧式式车车床床、万万能能升降台铣床等。升降台铣床等。2024/7/12202.专门化机床专门化机床q工艺范围较窄；工艺范围较窄；q专专门门用用于于加加工工某某一一类类或或几几类类零零件件的的某某一一道道（或或几几道道）特特定定工工序序，如曲轴车床、凸轮轴车床等如曲轴车床、凸轮轴车床等。3.专用机床专用机床q工艺范围最窄；工艺范围最窄；q只只能能用用于于加加工工某某一一种种零零件件的的某某一一道道特特定定工工序序，适适用用于于大大批批量量生生产产，如如机机床床主主轴轴箱箱的的专专用用镗镗床床、车车床床导导轨轨的的专专用用磨磨床床和和各各种种组组合机床等合机床等。2024/7/1221v同同类类型型机机床床按按工工作作精精度度又又可可分分：普普通通精精度度机机床床、精精密密机机床和高精度机床。床和高精度机床。v按自动化程度分按自动化程度分：手动、机动、半自动和自动手动、机动、半自动和自动的机床。的机床。v按按重重量量与与尺尺寸寸分分：仪仪表表机机床床、中中型型机机床床（一一般般机机床床）、大大型型机机床床（重重量量达达10t）、重重型型机机床床（大大于于30t）和和超超重重型型机机床床（大于（大于100t）。）。2024/7/1222p通通常常，机机床床根根据据加加工工性性质质进进行行分分类类，再再根根据据其其某某些些特特点点进进一一步步描述，描述，如多刀半自动车床、高精度外圆磨床如多刀半自动车床、高精度外圆磨床等。等。p随随着着机机床床的的发发展展，其其分分类类方方法法也也将将不不断断发发展展。现现代代机机床床正正向向数数控化方向发展，控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。p现现在在一一台台数数控控机机床床集集中中了了越越来来越越多多的的传传统统机机床床的的功功能能，例例如如，具具有有自自动动换换刀刀功功能能的的镗镗铣铣加加工工中中心心机机床床，集集中中了了钻钻、镗镗、铣铣等等多种类型的机床功能多种类型的机床功能。2024/7/1223二、机床型号的编制方法二、机床型号的编制方法 p机机床床的的型型号号用用以以简简明明地地表表示示机机床床的的类类型型、通通用用和和结结构构特特性、主要技术参数性、主要技术参数等等。p我我国国现现在在最最新新的的机机床床型型号号，是是按按1994年年颁颁布布的的标标准准“GB/T15375-94金金属属切切削削机机床床型型号号编编制制方方法法”编编制制的的。该该标标准准规规定定，机机床床型型号号由由汉汉语拼音字母和数字按一定的规律语拼音字母和数字按一定的规律组合而成组合而成。如：。如：CA6140车床。车床。p通通用用机机床床型型号号由由基基本本部部分分和和辅辅助助部部分分组组成成，中中间间用用“/”隔隔开开，前前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。2024/7/12242024/7/12251.机床的分类及类代号机床的分类及类代号q按按工工作作原原理理分分为为：车车床床、钻钻床床、镗镗床床、磨磨床床、齿齿轮轮加加工工机机床床、螺螺纹纹加加工工机机床床、铣铣床床、刨刨插插床床、拉拉床床、锯床、其它机床锯床、其它机床11类类。q特特种种加加工工机机床床型型号号编编制制，暂暂时时按按原原JB1838-85标标准准中中的的“D”类编制类编制。q机床的机床的分类及类代号见表分类及类代号见表。2024/7/1226机床的类和分类代号机床的类和分类代号类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿轮齿轮加工加工机床机床螺纹螺纹加工加工机床机床铣铣床床刨刨插插床床拉拉床床特种特种加工加工机床机床锯锯床床其其他他机机床床代代号号CZTM2M3MYSXBLDGQ读读音音车车钻钻镗镗磨磨2磨磨3磨磨牙牙丝丝铣铣刨刨拉拉电电割割其其2024/7/12272.通用特性代号和结构特性代号通用特性代号和结构特性代号(1)通用特性代号通用特性代号有统一的固定含义，在各类机床中表示的意义相同。有统一的固定含义，在各类机床中表示的意义相同。表机床的通用特性代号表机床的通用特性代号通用特通用特性性高精高精度度精密精密自动自动半自半自动动数控数控加工中加工中心心仿形仿形轻型轻型加重加重型型简式简式代号代号GMZBKHFQCJ读音读音高高密密自自半半控控换换仿仿轻轻重重简简2024/7/1228(2)结结构构特特性性代代号号对对主主参参数数相相同同而而结结构构、性性能能不不同同的的机机床床进进行行区区分分，在在型型号号中中无无统统一一含含义义，只只在在同同类类机机床床中中区区分分结结构构、性性能能。如如：CA6140型型卧卧式式车车床床型型号号中中的的“A”，即在结构上区别，即在结构上区别C6140型卧式车床型卧式车床。如有通用特性代号，结构特性代号应在其后。如有通用特性代号，结构特性代号应在其后。2024/7/12293.机床组、系的划分原则及代号机床组、系的划分原则及代号q每每类类机机床床划划分分为为十十组组（每每组组用用一一为为阿阿拉拉伯伯数数字字表表示）；示）；q每每组组又又划划分分为为十十系系（列列），每每系系用用一一为为阿阿拉拉伯伯数数字表示。字表示。2024/7/12304.主参数的表示方法主参数的表示方法用折算系数，取用折算系数，取2位数位数。5.重大改进序号重大改进序号当当机机床床的的结结构构、性性能能有有更更高高要要求求，并并需需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，才才按按改改进进的的先先后后顺顺序序用用A、B、C（不用不用I、O）等表示以区别原型号等表示以区别原型号2024/7/1231二、机床型号的编制方法二、机床型号的编制方法 以以MG1432A型型高高精精度度万万能能外外圆圆磨磨床床举举例例说说明明通通用用机床型号编制方法：机床型号编制方法：2024/7/1232CA6140C：车床类。车床类。A：结结构构特特性性代代号号：CA6140型型卧卧式式车车床床型型号号中中的的“A”，即在结构上区别，即在结构上区别C6140型卧式车床。型卧式车床。61：组、系代号，卧式车床。组、系代号，卧式车床。40：主参数主参数 400mm。2024/7/12332024/7/1234第第2节节机床的运动分析机床的运动分析 p机床的运动分析机床的运动分析（研究机床上的各种运动及其相互联系）（研究机床上的各种运动及其相互联系）过程过程根根据据在在机机床床上上加加工工的的各各种种表表面面和和使使用用的的刀刀具具类类型型，分分析析得得到到这这些些表表面面的的方方法法和和所所需需的的运运动动，再再分分析析为为实实现现这这些些运运动动，机机床床必必须须具具备备的传动联系，的传动联系，实现这些传动的机构，以及机床运动的调整方法实现这些传动的机构，以及机床运动的调整方法该该次次序序总总结结为为：“表表面面运运动动传传动动机机构构调调整整”。2024/7/12351.被加工工件的表面形状被加工工件的表面形状q在在切切削削加加工工过过程程中中，装装在在机机床床上上的的刀刀具具和和工工件件按按一一定定的的规规律律作作相相对对运运动动，通通过过刀刀具具的的刀刀刃刃对对工工件件毛毛坯坯的的切切削削作作用用，把把毛毛坯坯上上多多余余的金属切掉，的金属切掉，从而得到所要求的表面形状从而得到所要求的表面形状。q常常用用的的表表面面：由由平平面面、圆圆柱柱面面、圆圆锥锥面面、球球面面、圆圆环环面面、螺螺旋旋面面、和成形表面和成形表面等几种表面元素组成的。等几种表面元素组成的。一、工件加工表面及其形成方法一、工件加工表面及其形成方法2024/7/1236组成工件轮廓的几种几何表面2024/7/12372.2.工件表面的形成方法工件表面的形成方法q任任何何规规则则表表面面都都可可以以看看作作是是一一条条线线（称称为为母母线线）沿沿着着另另一一条条线线（称称为导线）运动的轨迹。为导线）运动的轨迹。q母线母线和和导线导线统称为统称为形成表面的形成表面的发生线发生线。q可可逆逆表表面面形形成成表表面面的的两两条条发发生生线线母母线线和和导导线线可可以以互互换换，而而不不改改变形成表面的性质变形成表面的性质。q不可逆表面不可逆表面如果母线和导线不可以互换。如果母线和导线不可以互换。q注注意意：有有些些表表面面的的两两条条发发生生线线完完全全相相同同，只只因因母母线线的的相相对对位位置置不不同同，也可形成不同的表面，如圆柱面、圆锥面和双曲面。也可形成不同的表面，如圆柱面、圆锥面和双曲面。2024/7/1238母线位置不同形成不同表面母线位置不同形成不同表面11-11-与轴线平行；与轴线平行；22-22-与轴线不平行，不相交；与轴线不平行，不相交；33-33-与轴不平行，相交。与轴不平行，相交。2024/7/12393.形成发生线的方法及所需运动形成发生线的方法及所需运动形成发生线的方法可归纳为四种：形成发生线的方法可归纳为四种：（l）成形法成形法(仿型法仿型法)q利用利用成形刀具成形刀具对工件进行加工的方法。对工件进行加工的方法。q刀刀刃刃为为切切削削线线1，它它的的形形状状和和长长短短与与需需要要形形成成的的发发生生线线2完完全全重合，刀具无须任何运动就可以得到所需的发生线形状。重合，刀具无须任何运动就可以得到所需的发生线形状。q形成发生线形成发生线2不需运动不需运动。2024/7/1240成形法成形法(仿型法仿型法)2024/7/1241（2）展成法）展成法q利用工件和刀具作利用工件和刀具作展成切削运动展成切削运动进行加工的方法。进行加工的方法。q刀刀刃刃为为切切削削线线1，它它的的形形状状和和长长短短与与需需要要形形成成的的发发生生线线2的的形形状状不不吻吻合合，切切削削线线1与与发发生生线线2彼彼此此作作无无滑滑动动的的纯纯滚滚动动，发发生生线线2就就是是切切削削线线1在在切切削削过程中连续位置的包络线。过程中连续位置的包络线。曲线曲线3是切削刃上某点是切削刃上某点A的运动轨迹。的运动轨迹。q在在形形成成发发生生线线2的的过过程程中中，或或者者仅仅由由切切削削刃刃1沿沿着着由由它它生生成成的的发发生生线线2滚滚动动；或或者者切切削削刃刃1和和发发生生线线2（工工件件）共共同同完完成成复复合合的的纯纯滚滚动动，这这种种运运动动称为称为展成运动展成运动。q形成发生线需要一个成形运动（形成发生线需要一个成形运动（展成运动展成运动）。2024/7/1242展成法展成法2024/7/1243（3）轨迹法）轨迹法q 利利用用刀刀具具作作一一定定规规律律的的轨轨迹迹运运动动对对工工件件进进行行加加工工的的方法。方法。q 刀刀刃刃为为切切削削点点1，它它按按一一定定轨轨迹迹运运动动，形形成成所所需需的的发发生线生线2。q 形成发生线需要一个形成发生线需要一个成形运动成形运动。2024/7/1244轨迹法轨迹法2024/7/1245（4）相切法）相切法q利用利用刀具边旋转边作轨迹运动刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。对工件进行加工的方法。q刀刀刃刃为为旋旋转转刀刀具具（铣铣刀刀或或砂砂轮轮）上上的的切切削削点点1，刀刀具具作作旋旋转转运运动动的的同同时时，其其中中心心按按一一定定规规律律运运动动，切切削削点点1的的运运动动轨轨迹迹（如如图图中中的的曲曲线线3）与与工工件件相切，形成了发生线相切，形成了发生线2。q由由于于刀刀具具上上有有多多个个切切削削点点，发发生生线线2是是刀刀具具上上所所有有的的切切削削点点在在切切削削过过程程中共同形成的中共同形成的。q形形成成发发生生线线需需要要二二个个成成形形运运动动：刀刀具具的的旋旋转转运运动动和和刀刀具具中中心心按按一一定定规规律律运动。运动。2024/7/1246相切法相切法2024/7/1247二、机床的运动二、机床的运动表表面面成成形形运运动动为为了了要要获获得得所所需需的的工工件件表表面面形形状状，使使刀刀具具和和工工件件按按上上述述形形成成发发生生线线的的方方法法之之一一完完成成的的运动运动。此外，还有多种辅助运动。此外，还有多种辅助运动。2024/7/12481.1.表面成形运动表面成形运动 表表面面成成形形运运动动（简简称称成成形形运运动动）是是保保证证得得到到工工件件要求的表面形状的运动。要求的表面形状的运动。q例例1：车车削削外外圆圆柱柱面面，工工件件的的旋旋转转运运动动B1产产生生母母线线（圆圆），刀刀具具的的纵纵向向直直线线运运动动A2产产生生导导线线（直直线线）。运运动动B1和和A2就就是是两两个个表表面面成成形形运运动动，下下标标1、2表表示示表面成形运动次序。表面成形运动次序。2024/7/1249车削外圆柱表面时的成形运动2024/7/1250q例例2：龙龙门门刨刨床床刨刨削削工工件件，工工作作台台带带着着工工件件作作往往复复直直线线运运动动，刀刀架架带带刀刀具具作作间间歇歇的的直直线线运运动动。这这两两个个直直线线运运动动产产生生发发生生线线（皆皆直直线线），因因而而都都是是成成形形运动。运动。2024/7/1251(1)成形运动的种类成形运动的种类q简简单单成成形形运运动动旋旋转转运运动动（B表表示示）和和直直线线运运动动（A表表示示）这这两两种种最最简简单单，也也最最容容易易得得到到。表表现现形形式式：主主轴轴的的旋旋转转、刀刀架架或或工工作台的直线运动作台的直线运动。q复复合合成成形形运运动动可可以以分分解解成成几几个个部部分分，每每个个部部分分是是一一个个旋旋转转或或直直线线运运动动，与与简简单单运运动动相相象象。但但这这些些部部分分之之间间保保持持着着严严格格的的相相对对运运动动关关系系，是是相相互互依依存存，而而不不是是独独立立的的。所所以以复复合合成成形形运运动动是是一个运动，而不是两个或两个以上的简单运动一个运动，而不是两个或两个以上的简单运动。2024/7/1252例例1：车车螺螺纹纹。螺螺纹纹车车刀刀是是成成形形刀刀具具，因因此此形形成成螺螺旋旋面面只只需需1个个运运动动即即车车刀刀在在不不动动的的工工件件作作空空间间螺螺旋旋运运动动。该该螺螺旋旋运运动动分分解解成成等等速的旋转运动和等速的直线运动。图速的旋转运动和等速的直线运动。图b中以中以B11和和A12代表代表。下下标标第第一一位位数数表表示示第第一一个个运运动动（此此例例只只有有一一个个运运动动），后后一一位位数数表表示示第第一一个个运运动动中中的的第第1、第第2两两部部分分。为为得得到到一一定定导导程程的的螺螺旋旋线线，B11和和A12须须严严格格保保持持相相对对运运动动关关系系，即即工工件件每每转转一一周周，刀刀具具的移动量应为一个导程的移动量应为一个导程。加工螺纹时的运动2024/7/1253例例2：用用齿齿条条刀刀加加工工齿齿轮轮。产产生生渐渐开开线线靠靠展展成成法法，需需要要一一个个复复合合的的展展成成运运动动。该该复复合合运运动动可可分分解解为为工工件件的的旋旋转转B11和和刀刀具具的的直直线线运运动动A12，B11和和A12是是一一个个运运动动（展展成成运运动动3）的的二二个个部部分分，必必须须保保持持严严格格的的运运动动关关系系，即即工工件件每每转转过过一一个个齿齿（B11），齿齿条条刀刀应应移移动动一一个个周周节节 m（m为模数）。为模数）。2024/7/1254(2)零件表面成形所需的成形运动零件表面成形所需的成形运动母母线线和和导导线线是是形形成成零零件件表表面面的的两两条条发发生生线线，因因此此形形成成表表面面所所需需要要的的成成形形运运动动就是形成其母线及导线所需要的成形运动的总和就是形成其母线及导线所需要的成形运动的总和。例：用普通车刀车削外圆例：用普通车刀车削外圆 母线母线圆，轨迹法，需要一个成形运动圆，轨迹法，需要一个成形运动B1；（；（主运动）主运动）导线导线直线，轨迹法，需要一个成形运动直线，轨迹法，需要一个成形运动A2；（；（进给运动）进给运动）共需共需2个简单的成形运动（个简单的成形运动（B1和和A2）。）。2024/7/1255例：用成形车刀车削成形回转表面例：用成形车刀车削成形回转表面 母线母线曲线，成形法，不需要成形运动；曲线，成形法，不需要成形运动；导导线线圆圆，轨轨迹迹法法，需需一一个个成成形形运运动动B；（主主运运动动）（进进给给运运动动是刀具的径向进给）是刀具的径向进给）故成形运动总数为故成形运动总数为l个（个（B），），是一个简单运动。是一个简单运动。2024/7/1256例：用螺纹车刀车削螺纹例：用螺纹车刀车削螺纹母线母线成形法，不需要成形运动；成形法，不需要成形运动；导导线线螺螺旋旋线线，轨轨迹迹法法，需需要要1个个复复合合成成形形运运动动，分分解解为为工工件件旋旋转转B11和和刀刀具具直直线线移移动动A12，它它们们之之间间保保持持严严格格的的相相对对运运动动关关系系。（工件旋转。（工件旋转B11是主运动，刀具直线移动是主运动，刀具直线移动A12是进给运动）是进给运动）故成形运动总数为故成形运动总数为1个，是一个复合运动。个，是一个复合运动。2024/7/1257例：用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面例：用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面母母线线渐渐开开线线，展展成成法法，需需一一个个复复合合成成形形运运动动，分分解解为为滚滚刀刀旋旋转转B11和和工工件件旋旋转转B12，它它们们之之间间保保持持严严格格的的相相对对运运动动关关系系：滚滚刀刀每每转转1/K（K滚滚刀刀头头数数）转转（B11），），工件转过工件转过1/Z（Z齿轮齿数）转即一个齿（齿轮齿数）转即一个齿（B12）；）；导导线线直直线线，相相切切法法，需需2个个独独立立的的成成形形运运动动，即即滚滚刀刀旋旋转转运运动动和和滚滚刀刀沿沿工工件件轴轴向移动向移动A2。其中滚刀的旋转运动与展成运动的一部分其中滚刀的旋转运动与展成运动的一部分B11重合；重合；（滚刀旋转（滚刀旋转B11是主运动，工件旋转是主运动，工件旋转B12和滚刀沿工件轴向移动和滚刀沿工件轴向移动A2都是进给运动）都是进给运动）故故成成形形运运动动的的总总数数只只有有2个个：一一个个是是复复合合成成形形运运动动（B11和和B12），另另一一个个是是简简单单成形运动成形运动A2。2024/7/1258(3)主运动和进给运动（回顾前面的主运动和进给运动（回顾前面的4个例子）个例子）成成形形运运动动按按其其在在切切削削加加工工中中所所起起的的作作用用，又又可可分分为为主主运运动动和和进进给给运运动动，它们可能是，它们可能是简单的简单的成形运动，也可能是成形运动，也可能是复合的复合的成形运动成形运动2.辅助运动辅助运动q除表面成形运动外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作。除表面成形运动外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作。q辅辅助助动动作作的的种种类类很很多多，主主要要包包括括各各种种空空行行程程运运动动、切切入入运运动动、分分度度运动和操纵及控制运动和操纵及控制运动等。运动等。2024/7/1259一般情况下，每一个独立的运动都有五个要素：即一般情况下，每一个独立的运动都有五个要素：即轨迹、速度、轨迹、速度、方向、行程和位置方向、行程和位置。现以牛头刨床为例来说明。现以牛头刨床为例来说明。.运动的轨迹运动的轨迹直线；直线；.运动运动速度速度切削速度切削速度v；.运动方向运动方向向前运动为切削；向前运动为切削；.运动运动行程行程L；.运动位置运动位置运动的起点为运动的起点为a，终点为，终点为b。2024/7/1260三、机床的传动联系和传动原理图三、机床的传动联系和传动原理图 1.机床的传动联系机床的传动联系为为实实现现加加工工过过程程中中所所需需的的各各种种运运动动，机机床床必必须须具具备备以以下下3个基本部分：个基本部分：(1)执执行行件件执执行行机机床床运运动动的的部部件件，如如主主轴轴、刀刀架架、工工作作台台等等，其其任任务务是是带带动动工工件件或或刀刀具具完完成成一一定定形形式式的的运运动动（旋转或直线运动）和保持准确的运动轨迹。（旋转或直线运动）和保持准确的运动轨迹。2024/7/1261(1)(1)动动力力源源提提供供运运动动和和动动力力的的装装置置，是是执执行行件件的的运运动动来来源源。通通常常为为电电动机动机。(2)(2)传传动动装装置置传传递递运运动动和和动动力力的的装装置置，把把动动力力源源的的运运动动和和动动力力传传给给执执行行件件。如如齿齿轮轮、链链轮轮、胶胶带带轮轮、丝丝杆杆、螺螺母母等等。传传动动装装置置通通常常还还需需完完成成变变速速、换换向向、改改变变运运动动形形式式等等任任务务，使使执执行行件件获获得得所所需需要要的的运运动动速速度度、运运动动方方向向和和运运动动形形式式。如如“齿齿轮轮-齿齿条条”、“丝丝杆杆-螺螺母母”、“蜗杆蜗杆-蜗轮蜗轮 q传传动动装装置置把把执执行行件件和和动动力力源源或或者者把把有有关关的的执执行行件件之之间间联联接接起起来来，构构成传动联系成传动联系。2024/7/12621.机床的传动链机床的传动链q为为了了在在机机床床上上得得到到所所需需的的运运动动，必必须须通通过过一一系系列列的的传传动动件件把把运运动动源源和和执执行行件件或或执执行行件件和和执执行行件件联联系系起起来来，称称为为传传动动联联系系，该系列串联着的传动件，称为传动该系列串联着的传动件，称为传动链。链。q传动链传动链构成一个传动联系的一系列传动件。构成一个传动联系的一系列传动件。q按传动链的功用分为：按传动链的功用分为：主运动传动链和进给运动传动链等。主运动传动链和进给运动传动链等。q按传动联系的性质分为：按传动联系的性质分为：外联系传动链和内联系传动链。外联系传动链和内联系传动链。2024/7/1263(1)外联系传动链：外联系传动链：运动源运动源执行件执行件 联联系系动动源源和和机机床床执执行行件件，使使执执行行件件得得到到运运动动，并并能能改改变变运运动动的的速速度度和和方方向向，但但不不要要求求动动源源和和执执行行件件之之间间有有严格的传动比关系。严格的传动比关系。例例如如：车车螺螺纹纹时时，从从电电机机到到车车床床主主轴轴的的传传动动链链就就是是外外联联系系传传动动键键，它它只只决决定定车车螺螺纹纹速速度度的的快快慢慢，而而不不影影响响螺纹表面的成形螺纹表面的成形。2024/7/1264外联系传动链外联系传动链2024/7/1265(2)内联系传动链：内联系传动链：执行件执行件执行件执行件联联系系复复合合运运动动之之内内的的各各个个分分解解部部分分，传传动动链链所所联联系系的的执执行行件件相相互互之之间间的的相相对对速速度度（及及相相对对位位移移量量）有有严严格格的的要要求，用来保证运动的轨迹求，用来保证运动的轨迹。例例如如：车车螺螺纹纹时时，为为保保证证所所需需螺螺纹纹的的导导程程大大小小，主主轴轴（工工件件）转转一一周周时时，车车刀刀必必须须沿沿工工件件轴轴向向移移动动一一个个导导程程。联联系系主主轴轴刀刀架架之之间间的的螺螺纹纹传传动动链链，就就是是一一条条传传动动比比有有严格要求的内联系传动键严格要求的内联系传动键。2024/7/1266内联系传动链内联系传动链车床上车单头螺纹时的内联系。车床上车单头螺纹时的内联系。内联系传动链内联系传动链由由3对齿轮串联而对齿轮串联而成，其作用是将两执行件，即主轴与刀架联系起来成，其作用是将两执行件，即主轴与刀架联系起来，保证主轴转，保证主轴转一周，刀架移动一个被加工导程，从而将两个单元运动，即主轴一周，刀架移动一个被加工导程，从而将两个单元运动，即主轴旋转旋转n1和刀架纵向移动和刀架纵向移动n2，组成复合运动（，组成复合运动（n1n2）。）。2024/7/1267q再再如如：用用齿齿轮轮滚滚刀刀加加工工直直齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮时时，滚滚刀刀转转1/K转转时时（K是是滚滚刀刀头头数数），工工件件就就必必须须转转1/Z转转（Z为为齿齿轮轮齿齿数数）。联联系系滚滚刀刀旋旋转转B11和和工工件件旋旋转转B12的的传传动动链链必必须须保保证证严严格格的的运运动动关关系系。所以也是内联系传动链所以也是内联系传动链。v由由此此可可见见：内内联联系系传传动动链链中中，各各传传动动副副的的传传动动比比必必须须准准确确不不变变，不不应应有有摩摩擦擦传传动动或或是是瞬瞬时时传传动动比比变变化化的的传传动动件件（如链传动（如链传动）。）。2024/7/12683.传动原理图传动原理图v传传动动链链包包括括多多种种传传动动机机构构如如：带带传传动动、定定比比齿齿轮轮副副、丝丝杠杠螺螺母母、蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆、滑滑移移齿齿轮轮变变速速机机构构、离离合合器器变变速速机机构构、交交换换齿齿轮轮或或挂挂轮轮架架以以及及各各种种电电的、液压的、机械的无级变速机构的、液压的、机械的无级变速机构等。等。2024/7/1269传动机构分成两大类：传动机构分成两大类：q固固定定传传动动比比的的传传动动机机构构（简简称称“定定比比机机构构”，有有定定比齿轮幅、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等）；比齿轮幅、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副等）；q变变换换传传动动比比的的传传动动机机构构（简简称称“换换置置器器官官”，有有变变速箱、挂轮架、数控机床中的数控系统速箱、挂轮架、数控机床中的数控系统等）等）。2024/7/1270v传传动动原原理理图图为为便便于于研研究究机机床床的的传传动动联联系系，用用一一些些简明的符号把传动原理和传动路线简明的符号把传动原理和传动路线表示出来表示出来。传传动动原原理理图图常常使使用用的的一一部部分分符符号号（其其中中表表示示执执行行件件的的符符号号还还没没有有统统一一的的规规定定，一一般般采采用用较较直直观观的的图图形形表示）。表示）。2024/7/1271传动原理图常用示意符号：传动原理图常用示意符号：a)电动机电动机b)主轴主轴c)车刀车刀d)滚刀滚刀e)合成机构合成机构f)传动比可变换的传动比可变换的换置器官换置器官g)传动比不变的机械传动比不变的机械联系联系h)电的联系电的联系i)脉冲发生器脉冲发生器j)快调换置器官快调换置器官数控系统数控系统2024/7/1272例：车床仅用于车削圆柱面或端面，不车螺纹例：车床仅用于车削圆柱面或端面，不车螺纹有二个外联系传动链：有二个外联系传动链：电动机电动机A12uv34主轴；主轴；电动机电动机B56uf78丝杠丝杠。进给采用液压传动（局部），如某些多刀半自动车床。进给采用液压传动（局部），如某些多刀半自动车床。车圆柱面时的传动原理图2024/7/1273主主轴轴的的旋旋转转和和刀刀具具的的移移动动是是两两个个互互相相独独立立的的简简单单运运动动。运运动动比比例例的的变变化化不不影影响响表表面面的的性性质质，只只影影响响生生产产率率或或表表面粗糙度。面粗糙度。两个简单运动两个简单运动各自的外联系传动链各自的外联系传动链(与动源相联系与动源相联系)：电动机电动机12uv34主轴；主轴；电动机电动机l2uv35uf67丝杠。丝杠。其中其中12uv3是公共段是公共段。2024/7/12742024/7/1275卧式车床车螺纹卧式车床车螺纹外联系传动链外联系传动链与动源相联系，即传动链与动源相联系，即传动链12uv34。内内联联系系传传动动链链形形成成螺螺旋旋表表面面需需要要一一个个运运动动即即刀刀具具与与工工件件间间相相对对的的螺螺旋旋运运动动。此此复复合合运运动动分分解解为为主主轴轴的的旋旋转转B11和和车车刀刀的的纵纵向向移移动动A12。联联系系两两个个运运动动的的传传动动键键45uf67是是内内联联系系传传动动链链（保保证证主轴每转一转，刀具均匀移动一个导程主轴每转一转，刀具均匀移动一个导程）。）。2024/7/1276作作 业业1.按通用性程度，机床可分为哪几类？它们的适用范围是什么？按通用性程度，机床可分为哪几类？它们的适用范围是什么？2.解释机床型号解释机床型号CA6140、CM6132、M1432A、Y3150E。3.形成发生线的方法有哪些形成发生线的方法有哪些?4.分析用燕尾槽铣刀铣燕尾槽时机床所需要的运动。分析用燕尾槽铣刀铣燕尾槽时机床所需要的运动。5.分析用螺纹车刀车削螺纹时机床所需要的运动。分析用螺纹车刀车削螺纹时机床所需要的运动。6.什么是内联系传动链和外联系传动链？什么是内联系传动链和外联系传动链？2024/7/1277