第4章机械加工装备

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,Page,*,点击此处结束放映,第,4,章 机械加工装备,机床组成及主要性能指标,4.1,通用金属切削机床,4.2,【学习目标】,1,了解机械加工装备的种类,2,了解常见普通机床的组成、运动,3,掌握常见机床的主要性能指标,4,了解常用机械加工装备的应用,4.1,机床组成及主要性能指标,机械加工装备种类繁多，有,热处理设备、锻造设备、铸造设备、焊接设备、金属切削机床、特种加工设备,（电火花、水切割、激光加工）等等。本书主要介绍金属切削机床，主要有：车、钻、镗、磨、齿轮加工、铣、刨、拉、专用机床等等用来生产其他机械的工作母机。,金属切削机床,种类繁多。我国大致可分为通用机床、专用机床和组合机床三大类。此外还有如按机床特性分为普通机床、万能机床、自动机床、半自动机床、仿形机床和数控机床等；按机床布局分为卧式机床、立式机床、龙门机床、马鞍机床、落地机床等；按机床重量分为中小型机床、大型机床和重型机床等。,4.1,机床组成及主要性能指标,1,动力源,为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分，如各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统 的液压泵、液压马达等。,2,传动系统,包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件，有些机床主轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。,3,支撑件,用于安装和支撑其他固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，如床身、立柱等。支撑件 是机床的基础构件，亦称机床大件或基础件。,4,工作部件,（,1,）执行部件，例如，主轴及主轴箱、工作台及其滑板或滑座、刀架及其溜板以及滑枕等，用来安装工件或刀具的部件。,（,2,）与工件和刀具安装及调整有关的，如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等。,（,3,）分度、转位、定位机构和操纵机构等，所以工作部件结构中大多含有轴承和导轨。,4.1.1,机械的组成,5,控制系统,用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控制系 统。数控机床则是数控系统，它包括数控装置、主轴和进给的伺服控制系统（伺服单元）、可编程 控制器和输入输出装置等。,6,冷却系统,用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。,7,润滑系统,用于对机床的运动副（如轴承、导轨等）进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。,8,其他装置,如排屑装置、自动测量装置等。,4.1,机床组成及主要性能指标,4.1.1,机械的组成,机床的切削加工是由工具（包括刀具、砂轮等）与工件之间的相对运动来实现的。机床的运动 分为表面形成运动和辅助运动。,4.1.2,机床的运动,如图,3-1,所示在车床上车外圆的整个运动过程，当工件作旋转运动,后，通过运动,和运动,使车刀在纵、横方向上靠近工件；然后根据背吃力量通过运动,让车刀 横向切入一定深度；在通过车刀的纵向直线运动,，车削出外圆柱表面；车到所需长度,l,时,通过 运动,、,让车刀横向退离工件并纵向退回到起始位置。上述运动中，用来把工件切削成所需表面形状的运动称为表面成形运动；其他保证工件顺利加工的运动，称为辅助运动。,。,4.1,机床组成及主要性能指标,机床的技术性能是根据使用要求提出和设计的，反映了机床加工性能的主要数据。通常包括下列内容。,1,机床的工艺范围,机床的工艺范围是指在机床上加工的,工件类型和尺寸，能够加工完成何种工序，使用什么刀具等,。,不同的机床，有宽窄不同的工艺范围。通用机床具有较宽的工艺范围，在同一台机床上可以满足较多的加工需要，适用于单件小批生产。专用机床是为特定零件的特定工序而设计的，自动化程 度和生产率都较高，但它的加工范围很窄。数控机床则既有较宽的工艺范围，又能满足零件较高精 度的要求，并可实现自动化加工。,2,机床的技术参数,机床的主要技术参数包括,尺寸参数、运动参数与动力参数,。,尺寸参数,具体反映机床的加工范围，包括主参数、第二主参数和与加工零件有关的其他尺寸参数。各类机床的主参数和第二主参数我国已有统一规定，如表,3-1,所示。,4.1.3,机床的主要性能指标,4.1,机床组成及主要性能指标,1,机床精度,机床本身必须具备的精度称为机床精度。它包括几何精度、传动精度、运动精度、定位精度、工作精度等几个方面。各类机床按精度可分为普通精度级、精密级和高精度级。,（,1,）几何精度。几何精度是指机床空载条件下，在机床不运动或运动速度较低时各主要部件 的形状、相互位置和相对运动的精确程度。如导轨的直线度、主轴径向圆跳动及轴向窜动、主轴中 心线对滑台移动方向的平行度或垂直度等。几何精度直接影响加工工件的精度，是评价机床质量的 基本指标。它主要取决于结构设计、制造和装配质量。,（,2,）运动精度。运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，主要零部件的几何位置精度。如高速回转主轴的回转精度。对于高速精密机床，运动精度是评价机床质量的一个重要指标。它与 结构设计及制造等因素有关。,（,3,）传动精度。传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。影响传 动精度的主要因素是传动系统的设计，传动元件的制造和装配精度。,（,4,）定位精度。定位精度是指机床的定位部件运动到达规定位置的精度。定位精度直接影响 被加工工件的尺寸精度和形位精度。机床构件和进给控制系统的精度、刚度以及其动态特性，机床 测量系统的精度都将影响机床定位精度。,4.1.2,机床的精度与刚度,4.1,机床组成及主要性能指标,（,5,）工作精度。加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工作精度。工作精度是各种 因素综合影响的结果，包括机床自身的精度、刚度、热变形和刀具、工件的刚度及热变形等。,在规定的工作期间内保持机床所要求的精度，称之为精度保持性。影响精度保持性的主要因素 是磨损。磨损的因素复杂，如结构设计、工艺、材料、热处理、润滑、防护、使用条件等。,2,机床刚度,是指机床系统抵抗变形的能力。作用在机床上的载荷有重力、夹紧力、切削力、传动力、摩擦力、冲击振动干扰力等。按照载荷的性质不同，可分为静载荷和动载荷。不随时间变化或变化极为缓慢 的力称静载荷，如重力、切削力的静力部分等。凡随时间变化的力，如冲击震动力及切削力的交变 部分等称动载荷。故机床刚度分为静刚度及动刚度，后者是抗震性的一部分，习惯所说的刚度一般 指静刚度。,4.1.2,机床的精度与刚度,4.1,机床组成及主要性能指标,4.1,机床组成及主要性能指标,机械加工装备种类繁多，有,热处理设备、锻造设备、铸造设备、焊接设备、金属切削机床、特种加工设备,（电火花、水切割、激光加工）等等。本书主要介绍金属切削机床，主要有：车、钻、镗、磨、齿轮加工、铣、刨、拉、专用机床等等用来生产其他机械的工作母机。,金属切削机床,种类繁多。我国大致可分为通用机床、专用机床和组合机床三大类。此外还有如按机床特性分为普通机床、万能机床、自动机床、半自动机床、仿形机床和数控机床等；按机床布局分为卧式机床、立式机床、龙门机床、马鞍机床、落地机床等；按机床重量分为中小型机床、大型机床和重型机床等。,4.1,机床组成及主要性能指标,1,动力源,为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分，如各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统 的液压泵、液压马达等。,2,传动系统,包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件，有些机床 主轴组件与变速箱合在一起成为主轴箱。,3,支撑件,用于安装和支撑其他固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，如床身、立柱等。支撑件 是机床的基础构件，亦称机床大件或基础件。,4,工作部件,（,1,）执行部件，例如，主轴及主轴箱、工作台及其滑板或滑座、刀架及其溜板以及滑枕等，用来安装工件或刀具的部件。,（,2,）与工件和刀具安装及调整有关的，如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等。,（,3,）分度、转位、定位机构和操纵机构等，所以工作部件结构中大多含有轴承和导轨。,4.1.1,机械的组成,5,控制系统,用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控制系 统。数控机床则是数控系统，它包括数控装置、主轴和进给的伺服控制系统（伺服单元）、可编程 控制器和输入输出装置等。,6,冷却系统,用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。,7,润滑系统,用于对机床的运动副（如轴承、导轨等）进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。,8,其他装置,如排屑装置、自动测量装置等。,3.1,机床组成及主要性能指标,3.1.1,机械的组成,机床的切削加工是由工具（包括刀具、砂轮等）与工件之间的相对运动来实现的。机床的运动 分为表面形成运动和辅助运动。,4.1.2,机床的运动,如图,3-1,所示在车床上车外圆的整个运动过程，当工件作旋转运动,后，通过运动,和运动,使车刀在纵、横方向上靠近工件；然后根据背吃力量通过运动,让车刀 横向切入一定深度；在通过车刀的纵向直线运动,，车削出外圆柱表面；车到所需长度,l,时,通过 运动,、,让车刀横向退离工件并纵向退回到起始位置。上述运动中，用来把工件切削成所需表面形状的运动称为表面成形运动；其他保证工件顺利加工的运动，称为辅助运动。,。,4.1,机床组成及主要性能指标,机床的技术性能是根据使用要求提出和设计的，反映了机床加工性能的主要数据。通常包括下列内容。,1,机床的工艺范围,机床的工艺范围是指在机床上加工的,工件类型和尺寸，能够加工完成何种工序，使用什么刀具等,。,不同的机床，有宽窄不同的工艺范围。通用机床具有较宽的工艺范围，在同一台机床上可以满足较多的加工需要，适用于单件小批生产。专用机床是为特定零件的特定工序而设计的，自动化程 度和生产率都较高，但它的加工范围很窄。数控机床则既有较宽的工艺范围，又能满足零件较高精 度的要求，并可实现自动化加工。,2,机床的技术参数,机床的主要技术参数包括,尺寸参数、运动参数与动力参数,。,尺寸参数,具体反映机床的加工范围，包括主参数、第二主参数和与加工零件有关的其他尺寸参数。各类机床的主参数和第二主参数我国已有统一规定，如表,3-1,所示。,4.1.3,机床的主要性能指标,4.1,机床组成及主要性能指标,机床名称,主 运 动,进 给 运 动,主 参 数,第二主参数,加 工 精 度,卧式车床,工件旋转,车刀纵向 横向运动,工件最大回转 直径/10,工件最大长度,IT10 IT8,1.6m,立式车床,最大车削 直径/100,最大工件高度,IT9 IT8,3.2 1.6m,台式钻床,钻头旋转,钻头轴向 直线运动,钻孔直径/1,最大跨距（主轴 与立柱中心距离）,IT12,12.5m,立式钻床,摇臂钻床,卧式镗床,镗刀旋转,工件直线运动,主轴直径/10,工作台工作 面长度,IT7,1.6 0.8m,坐标镗床,镗 刀 或 工 件 直线运动,工作台工作 面宽度,IT6,0.2m,牛头刨床,刨刀直线运动,工件横向运动,最大刨削 长度/10,工作台宽度,IT9 IT7,6.3 3.2m,龙门刨床,工件直线运动,刨刀直线运动,最大刨削 宽度/100,插床,插刀直线运动,工 件 纵 向 横 向圆周运动,最大插削 长度/10,工作台宽度,6.3 1.6m,拉床,拉刀直线运动,无,额定拉力,无,IT9 IT7,1.6m,卧式万能 铣床,铣刀旋转,工 件 或 铣 刀 直线运动,工作台工作面 宽度/10,工作台工作 面长度,IT9 IT7,6.3 1.6m,立式铣床,工作台工作面 宽度/10,龙门铣床,工作台工作面 宽度/100,外圆磨床,砂轮旋转,工 件 旋 转 移 动或磨具移动,最大磨削 直径/10,最大磨削长度,IT6,0.8 0.2m,内圆磨床,最大磨削 孔径/10,最大磨削长