机床的运动分析

,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机床按什么分类？我国机床型号编制法中将机床分为哪些大类？这些机床类别代号分别是什么？,车床、铣床、钻床和磨床的主参数和第二主参数分别是什么？如何表示？,试述一个具体机床型号每个代号的含义,。,思考题,1,首先根据在机床上加工的各种表面和使用的刀具类型，分析得到这些表面的方法和所需运动。在此基础上，分析为了实现这些运动，机床必须具备的传动联系。次序为“表面,运动,传动”,通过运动分析可以看出，尽管机床品种繁多，结构各异，但可归结为,几种基本运动各类型的组合与转化,。,机床运动分析的作用：,1.1.2,机床的运动分析,2,一、工件的加工表面及其形成,方法,二、机床的运动,三、机床的传动,掌握工件表面的形成方法；,掌握机床的运动和机床的传动。,1.1.2,机床的运动分析,3,在切削加工过程中，装在机床上的刀具和工件按一定的规律作相对运动。通过,刀具切削刃对,工件毛坯的切削作用，把毛坯上多余的材料切掉，从而得到所要求的表面形状。,一、工件的加工表面及其形成方法,（,1,）被加工工件的表面形状,4,零件上的常用各种表面,5,a),平面；,b),直线成形表面；,c),圆柱面；,d),圆锥面；,e),球面；,f),圆环面；,g),螺旋面；,h),自由曲面。,组成工件轮廓的几种几何表面,工件表面的几何元素：,6,任何,表面都可以看作是一条线（母线）沿着另一条线（导线）运动的轨迹。（上图,）,母线和导线：统称发生线。,两条发生线完全相同，母线的原始位置不同，可以形成不同的表面。,（,2,）工件表面的形成方法,7,不可逆,表面,：母线,和导线不可以互换,。,圆锥,面、球面、圆环面、螺旋面等,。,可逆表面,：母线和导线可以互换，而不改变成形,表面的性质。,平面、直线成形表面、圆柱面。,8,发生线,是由刀具的切削刃与工件间的相对运动得到。,切削,刃的,形状,是指刀刃,与工件形成表面相接触部分的形状。,（,3,）发生线的形成方法,切削刃的形状与发生线的关系,切削刃的形状和需要成形的发生线的关系，可划分为以下三种：,9,切削过程中，刀刃与被形成表面接触的长度实际上很短，可以看做,点接触,。刀具,1,作轨迹运动得到发生线,2,。,1,）切削刃的形状为一切削点。,10,切削加工时，刀刃与被成形的表面作,线接触,。刀具无须任何运动就可以得到所需的发生线形状,。,成形车刀，成形铣刀。,2,）切削刃的形状是一条切削线,1,，与要成形的发生线,2,的形状完全吻合。,11,切削刃与被成形的表面相切，点接触。切削刃相对工件滚动（展成运动），所需成形的发生线,2,是刀具切削线,1,的包络线。,齿轮滚刀，插齿刀,。,3,）切削刃的形状是一条切削线,1,，与要成形的发生线,2,的形状不吻合。,12,1,）成形法,：利用成形刀具对工件进行加工的方法。切削线,1,与发生线,2,完全重合，形成发生线无须运动。,形成发生线的方法及所需运动,由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不同，形成发生线的方法可归结为四种。,13,2,）展成法：,利用工件和刀具作展成切削运动的加工方法。切削线,1,与发生线,2,彼此作纯滚动运动，发生线,2,是切削线,1,连续运动位置的包络线，形成发生线的运动为展成运动。,14,3,）轨迹法：,利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。刀刃为切削点,1,，按一定规律作直线或曲线运动形成发生线,2,，形成发生线的运动为轨迹运动。,15,4,）相切法：,利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。刀具旋转，刀具中心作直线或曲线运动，切削点,1,的运动轨迹与成形表面相切形成发生线,2,，形成发生线的运动为相切运动。,16,一、工件的加工表面及其形成,方法,二、机床的运动,三、机床的传动,1.1.2,机床的运动分析,17,为了获得所需的工件表面形状，必须通过机床使刀具和工件按照一定的方法完成一定的相对运动。,二、机床的运动,（,1,）表面成形运动（成形运动）,直接参与切削过程，使工件形成一定几何形状表面的刀具和工件间的相对运动，成为表面成形运动。,18,简单成形运动：运动之间是相互独立的，没有严格的相对运动关系。,旋转运动；直线运动。,复合成形运动：形成表面的运动之间，具有严格的相对运动关系。即复合成形运动分解成的各个部分，必须保持严格的相对运动关系，是互相依存而不是独立的。,对于加工复杂曲面，需要十分复杂的表面成形运动。这种成形运动要分解成多个部分，只能在多轴联动的数控机床上实现。运动的每个部分，就是数控机床上的一个坐标轴。,成形运动的种类,19,20,复合运动与简单运动的区别和联系：,复合运动分解成各个部分，都是直线或旋转运动，与简单运动想象，但本质不同。前者是复合运动的一部分，各部分之间必须保持严格的相对运动关系，相互依存，而不是独立的。,简单运动之间是相互独立的，没有相对运动关系。,21,例,1,、普通,车刀车削外,圆,母线,圆,，轨迹,法形成，需要一个成形运动,B1,。,导线,直线，由轨迹法形成，需要一个成形运动,A2,。,成形运动为两个，都是简单的成形运动。,工件表面成形所需的成形运动,母线和导线是形成零件表面的两条发生线。因此，形成工件表面所需的成形运动，就是形成其母线和导线（发生线）所需要的成形运动的总和。为了加工出所需的工件表面，机床就必须具备这些成形运动。,22,母线,曲线，由成形法形成，不需要成形运动。,导线,圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动,B2,。,成形运动为一个，是简单的成形运动。,例,2,、成形车刀车削回转表面,23,例,3,、螺纹车刀车削螺纹,母线,螺纹轴向剖面轮廓，由成形法形成，不需要成形运动。,导线,螺旋线，由轨迹法形成，需要一个复合成形运动，可分解为工件旋转运动,B11,和刀具直线运动,A12,，二者之间必须保持严格的相对运动关系。,成形运动为一个，,B11A12,，是复合的成形运动。,24,母线,渐开线，由展成法形成，需要一个复合成形运动，可分解为滚刀旋转运动,B11,和工件旋转运动,B12,，二者之间必须保持严格的相对运动关系。,导线,直线，由相切法形成，需要两个独立的成形运动，即滚刀的旋转运动和滚刀沿工件的轴向运动,A2,，滚刀的旋转运动与复合展成运动的一部分,B11,重合。,成形运动为两个，一个是复合的成形运动,B11B12,，一个是简单成形运动,A2,。,例,4,、齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面,25,主,运动是产生切削作用去除材料的运动。,进,给运动是维持切削得以继续而形成表面的运动。,主运动只有一个，进给运动可有一个、多个或没有。,主运动和进给运动都可能是简单运动或复合运动,。,（,2,）主运动和进给运动,成形运动按其在切削加工中所起的作用，分为主运动和进给运动。,主运动为复合运动：车削螺纹。,进给运动为复合运动：铣削螺纹。,26,切入运动,：用于保证工件被加工表面获得所需要的尺寸，使工具切入工件表面一定深度的运动。,空行程运动,：进给前后的快速运动。趋近，退刀，返回。,分度运动,：加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为使成形运动得以周期性继续进行的运动。,操纵和控制运动,：包括起动、停止、变速、换向、夹紧、松开、转位和自动换刀、自动测量、自动补偿等。,（,3,）辅助运动,除表面成形运动以外的其他运动，实现各种辅助操作。,27,一、工件的加工表面及其形成,方法,二、机床的运动,三、机床的传动,1.1.2,机床的运动分析,28,实现运动的三个基本,部分,三、机床的传动,（,1,）机床的传动联系,执行件：执行运动的部件。带着工件或刀具完成旋转或直线运动，并保持准确的运动轨迹。,动力源：提供动力的装置。,传动装置：传递动力和运动的装置。把动力源的动力传递给执行件或把一个执行件的运动传递给另一个执行件。包括改变传动比、改变运动方向和改变运动形式（旋转,-,直线）等机构。,29,机床上为了得到所需要的运动，需要通过一系列的传动装置把,执行件和动力源,（例如主轴和电动机），或者把,执行件和执行件,（例如主轴和刀架）连接起来，以构成传动联系。,动力,源,传动装置,执行件,执行件,传动装置,执行件,30,内联系,传动链,（,2,）机床的传动链,构成一个传动联系的一系列部件成为传动链。根据传动联系的性质，传动链可以分为两类。,外联系传动链,联系机床动力源和执行件，或执行件与执行件，使执行件得到预定速度的运动，并传递一定的动力。,不要求有准确的传动比。,联系机床执行件和执行件，即复合运动之内的各个运动分量，获得所需要的运动轨迹。,要求准确的传动比。,内联系传动链中不能用摩擦传动或瞬时传动比有变化的传动装置，如链传动。,31,传动装置,定比机构：固定传动比的传动装置。定比齿轮副、丝杠螺母副和蜗轮蜗杆副等。,换置器官：可以变换传动比的传动装置。变速箱、挂轮架和数控系统等。,（,3,）机床的传动原理,电动机,主轴,车刀,滚刀,合成机构,传动比可变换的换置器官,传动比不变换的机械联系,电的联系,脉冲发生器,快调换置器官,数控系统,32,外传动链,电动机,-1-2-i,v,-3-4-,主轴,内传动链,主轴,-4-5-i,f,-6-7-,丝杠,例,1,、卧式车床的传动原理,33,外传动链,主运动传动链：电动机,-1-2-u,v,-3-4-,滚刀,进给运动传动链：,工件,(,工作台,)-9-10-u,f,-11-12-,丝杠,例,2,、滚齿机的传动原理,34,内传动链,展成运动传动链：,滚刀,-4-5-6-7-u,x,-8-9-,工件,差动传动链：,丝杠,-12-13-u,y,-14-15-6-7-u,x,-8-9-,工件,35,工件表面的形成方法是什么？,工件表面发生线的形成方法有哪些？,机床的运动有哪些？,表面成形运动按运动形式的复杂程度可分为哪几类？其特点分别是什么？,表面成形运动按其在切削加工所起的作用可分为哪两类？,机床的传动联系都有哪几个基本组成部分？,机床的传动链根据传动联系的性质可分为哪两类？其特点分别是什么？,试述卧式车床和滚齿机的传动原理。,思考题,36,