机床设计 (2)

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,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,金 属 切 削 机 床 设 计,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.1,零件表面形状及形成方法,基本几何表面：,平面、圆柱面、圆锥面、螺旋面及各种成形表面,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.1,零件表面形状及形成方法,表面的形成：,母线,沿着,导线,运动的轨迹,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.1,零件表面形状及形成方法,切削刃形状和发生线（母线、导线）之间的关系：,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.1,零件表面形状及形成方法,形成发生线的方法：,轨迹,法、,成形,法、,展成,法、,相切,法,轨迹,法,成形,法,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.1,零件表面形状及形成方法,形成发生线的方法：,轨迹,法、,成形,法、,相切,法、,展成,法,相切,法,展成,法,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.2,机床的运动,2.2.1,表面成形运动,（切削运动）,机床上形成工件表面所需要的,刀具和工件间的相对运动,图,2-5,车削外圆柱表面时的成形运动,主运动,进给运动,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.2,机床的运动,2.2.1,表面成形运动,（切削运动）,图,2-6,加工螺纹,图,2-7,成形铣刀铣削螺纹,主运动、进给运动,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.2,机床的运动,2.2.2,辅助运动,机床上除表面成形运动外，还有在切削加工过程中所,必须的其他一些运动,铣床工作台的快进或快退运动,插齿机上的让刀运动,机床的转位、分度、换向,机床夹具的夹紧与松开,自动换刀,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.2,机床的运动,2.2.3,主运动和进给运动,表面成形运动也称之为切削运动，根据切削加工中所起的作用不同，切削运动又可分为主运动和进给运动。,（,1,）主运动,主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动。在表面成形运动中，必须有而且只能有一个主运动。主运动的速度高，消耗的功率大。例如在图,2-5,所示的外圆车削过程中，工件的回转运动是主运动；在钻削、铣削和磨削加工中，刀具和砂轮的回转运动是主运动。,主运动可能是简单的成形运动，也可能是复合的成形运动。在图,2-6b,所示的螺纹加工中，主运动就是复合运动。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.2,机床的运动,2.2.3,主运动和进给运动,（,2,）进给运动 进给运动是依次或连续不断地把被切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动，即维持切削得以继续的运动。例如在图,2-5,所示的外圆车削过程中，车刀的纵向移动是进给运动；在钻削、铣削和磨削中，刀具或工件的纵向直线运动是进给运动。,图,2-7,成形铣刀铣削螺纹时的运动,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.3,机床的传动联系和传动原理图,2.3.1,机床传动的组成,动力源 给执行件提供运动和动力的装置。通用机床,-,三相异步电动机,；数控机床,-,交流调速电动机、伺服电动机,传动装置 机床上,传递运动和动力,的装置，通过它把动力源的运动和动力传给执行件。还要完成,变速、换向、改变运动形式,等任务,执行件,完成机床运动,的部件，例如主轴、刀架、工作台等，其主要任务是带动工件或刀具完成一定形式的运动和保持准确的运动轨迹。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.3,机床的传动联系和传动原理图,2.3.2,机床的传动联系和传动链,机床的传动联系：为了得到所需要的,运动,，通过,一系列的传动件,把,执行件和动力源,，或者把,执行件和执行件,之间联系起来。,传动链：成一个传动联系的,一系列顺序排列的传动件,。,例如：带传动、定比齿轮副、齿轮齿条、丝杠螺母、蜗杆蜗轮、滑移齿轮变速机构、离合器变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电的、液压的、机械的无极变速机构,外联系传动链：联系机床动力源和执行件,内联系传动链：联系复合成形运动两个执行件,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.3,机床的传动联系和传动原理图,2.3.3,传动原理图,传动比可变的 定比机构 电的联系 脉冲发生器 快速换置机构,电动机 主轴 车刀 滚 刀 合成机构,换置机构 数控系统,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.3,机床的传动联系和传动原理图,2.3.3,传动原理图,图,2-9,卧式车床传动原理图,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.3,机床的传动联系和传动原理图,2.3.3,传动原理图,机动进给,车削圆柱面时传动原理图,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,2.3,机床的传动联系和传动原理图,2.3.3,传动原理图,液压传动进给,车削圆柱面时传动原理图,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,习题及答案,1,机床加工零件时，零件表面加工成形的原理是什么？,答案：在零件加工过程中，安装在机床上的刀具和工件按一定的规律相对运动，通过刀具的刀刃对工件毛坯的切削作用，把毛坯上多余的金属切掉，从而得到所要求的表面形状。,2,试简述发生线的概念。,答案：任何一个表面都可以看作是一条线（曲线或直线）沿着另一条线（曲线或直线）运动的轨迹，前者称为母线，后者称为导线，母线和导线统称为形成表面的发生线。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,习题及答案,3,切削刃和所需形成发生线之间的关系有几种？,答案：,（,1,）切削刃形状为一切削点。刀具作轨迹运动得到发生线。,（,2,）切削刃的形状是一条切削线，与要形成的发生线的形状完全吻合。刀具无需任何运动即可得到所需的发生线形状。,（,3,）切削刃的形状是一条切削线，但与要形成的发生线的形状不吻合。加工时，刀具切削刃与被形成表面相切，可视为点接触，切削刃相对工件作滚动（即展成运动）。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,习题及答案,4,形成发生线的方法有哪几种？并作简要概述。,答案：,（,1,）轨迹法 轨迹法是利用刀具按一定运动规律的运动来对工件进行加工的方法。,（,2,）成形法 成形法是利用成形刀具对工件进行加工的方法。,（,3,）展成法 展成法（又称范成法）是利用刀具和工件作展成切削运动的加工方法。,（,4,）相切法 相切法是利用刀具边旋转边作轨迹运动来对工件进行加工的方法。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,5,机床的运动分为几类,?,并作简要概述。,（,1,）表面成形运动 机床上形成工件表面所需要的刀具和工件间的相对运动。表面成形运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。,（,2,）辅助运动 机床上表面成形运动外，还有在切削加工过程中所必须的其他一些运动，统称为机床的辅助运动。辅助运动虽然不直接参与表面成形过程，但对机床整个加工过程却是不可缺少的，同时对机床的生产率、加工精度和表面质量还有较大的影响。,（,3,）主运动和进给运动 表面成形运动也称之为切削运动，根据切削加工中所起的作用不同，切削运动又可分为主运动和进给运动。,主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动。主运动的速度高，消耗的功率大。主运动可能是简单的成形运动，也可能是复合的成形运动。,进给运动是依次或连续不断地把被切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动，即维持切削得以继续的运动。进给运动可以是连续的，也可以是间歇的；可能是简单运动，也可能是复合运动。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,6,机床的基本组成部分是什么？各自又有何作用？,答案：为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须有动力源、传动装置和执行件三个基本部分。,（,1,）动力源 动力源是给执行件提供运动和动力的装置。,（,2,）传动装置 传动装置是机床上传递运动和动力的装置，通过它把动力源的运动和动力传给执行件。通常，传动装置同时还要完成变速、换向、改变运动形式等任务，使执行件获得所需要的运动速度、运动方向和运动形式。,（,3,）执行件 执行件就是完成机床运动的部件，其主要任务是带动工件或刀具完成一定形式的运动和保持准确的运动轨迹。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,7,试对传动链和传动联系作简要概述。,答案：机床上为了得到所需要的运动，需要通过一系列的传动件把执行件和动力源（如把主轴和电机），或者把执行件和执行件（如把主轴和刀架）之间联系起来，称为传动联系。,构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链。根据传动链的性质，传动链可以分为外联系传动链和内联系传动链两种类型。,（,1,）外联系传动链 外联系传动链是联系机床动力源和执行件的传动链，它使执行件得到预定速度的运动，并传递一定动力。此外，外联系传动链中往往还包括变速机构和改变运动方向的换向机构等。外联系传动链传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表面的形状。因此，外联系传动链不要求两末端件之间有严格的传动比关系。,（,2,）内联系传动链 内联系传动链是联系复合成形运动两个执行件的传动链，所联系的执行件之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，以确保运动轨迹的正确性。在内联系传动链中，各传动副的传动比必须准确不变，不能用摩擦传动或瞬时传动比变化的传动件（如链传动）。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,8,何为定比机构和换置机构？并举出至少两例。,答案：,定比机构：具有固定传动比的机构。例如定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副,换置机构：可变化传动比的机构。例如齿轮变速箱、挂轮架、各类无极变速机构,10,由复合成形运动分解成的各个分运动与简单运动的区别是什么？,答案：由复合成形运动分解成的各个分运动，虽然都是直线或旋转运动，与简单运动相象，但其本质是不同的。复合成形运动是一个运动，它的各个部分是相互依存，并保持着严格的相对运动关系。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,9,根据图,2-9,卧式车床的传动原理图，以加工螺纹表面为例指出其所表示内容。,答案：卧式车床在形成螺旋表面时需要一个运动,刀具与工件间相对的螺旋运动。,该运动是复合运动，可分解为两部分：主轴的旋转,B,和车刀的纵向移动,A,。,车床上有两条主要传动链。一条是外联系传动链，即从电动机,12,u,v,34,主轴，亦称主运动传动链，该传动链把电动机的动力和运动传递给主轴，传动链中,u,v,为主轴变速及换向机构。另一条由主轴,45,u,f,67,丝杠,刀具，实现由刀具到工件之间的复合运动,螺旋运动，这是一条内联系传动链，调整,u,f,即可得到不同的螺纹导程。,第二章 机床的运动分析,电子工业出版社,