第3章金属切削机床

1、机械制造技术基础机械工程与自动化学院主编：黄 微教学要求：教学要求： 了解机床的组成，掌握机床的了解机床的组成，掌握机床的主要技术参数主要技术参数、机床、机床精度与刚度的基本概念。了解机床型号编制的原则。了精度与刚度的基本概念。了解机床型号编制的原则。了解机床传动系统的构成，了解控制系统的类型及特点。解机床传动系统的构成，了解控制系统的类型及特点。了解机床关键部件的结构特点、导轨的类型。了解机床关键部件的结构特点、导轨的类型。第三章 金属切削机床教学内容与学时分配：教学内容与学时分配： 第一节第一节 概述概述 2 2学时学时 第二节第二节 金属切削机床部件金属切削机床部件 2 2学时学时* *

2、第三节第三节 常见的金属切削机床（自学）常见的金属切削机床（自学）重点：重点：表面形成运动、表面形成运动、主要技术参数、常用机床的型号主要技术参数、常用机床的型号识别、识别、机床精度与刚度的基本概念、机床精度与刚度的基本概念、机床常用部件组成机床常用部件组成及功能、电气伺服传动系统。及功能、电气伺服传动系统。第一节第一节 概述概述第第3 3章章 金属切削机床金属切削机床一一. 机床的基本组成部分机床的基本组成部分P51P51。 二、机床的运动二、机床的运动 P52P52机床的运动包括：表面形成运动和辅助运动机床的运动包括：表面形成运动和辅助运动1 1、工件表面形成运动、工件表面形成运动 零件上

3、常见的表面：圆柱面、圆锥面、平面、成零件上常见的表面：圆柱面、圆锥面、平面、成形面（如螺纹面、渐开线表面）形面（如螺纹面、渐开线表面） * * * * 按组成情况不同，按组成情况不同，表面形成运动表面形成运动可分为可分为简单表面形成运动：简单表面形成运动：由单独的旋转运动或直线运动构由单独的旋转运动或直线运动构成的。成的。复合表面形成运动：复合表面形成运动：由两个或两个以上旋转运动或直由两个或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。如：斜线（面）或曲线（面）由两个直线运动复合而如：斜线（面）或曲线（面）由两个直线运动复合而成；成；由展

4、成运动形成渐开线，常需成型刀刃或几个简单运由展成运动形成渐开线，常需成型刀刃或几个简单运动组合动组合。2、辅助运动辅助运动三、机床技术性能指标三、机床技术性能指标 P53P531 1、机床的工艺范围、机床的工艺范围 指在机床上加工的工件类型和尺寸，能够完成指在机床上加工的工件类型和尺寸，能够完成的工序，使用的刀具。的工序，使用的刀具。 通用机床：通用机床：加工范围加工范围广，适于加工单件小批生广，适于加工单件小批生产，中、小型轴类、盘套类类型。产，中、小型轴类、盘套类类型。 专业机床：为特定的零件设计的，自动化程度专业机床：为特定的零件设计的，自动化程度高但高但加工范围加工范围窄，适于加工大批

5、量生产类型；窄，适于加工大批量生产类型； 数控机床：数控机床：2、机床技术参数、机床技术参数 机床精度：机床精度：指能保证被加工工件达到要求的精度和表指能保证被加工工件达到要求的精度和表面粗糙度。分为：普通精度级、精密级、高精密级。面粗糙度。分为：普通精度级、精密级、高精密级。机床精度包括：机床精度包括： 1 1、几何精度、几何精度指机床无载荷、不运动或运动速度较低时，指机床无载荷、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。各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度。如导轨直线度、主轴径向跳动。主轴中心线对滑台的如导轨直线度、主轴径向跳动。主轴中心线对滑台的平

6、行度。是评价机床质量的基本指标。平行度。是评价机床质量的基本指标。 2 2、运动精度、运动精度指机床空载并以工作速度运动时，主要零、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。如主轴回转精度等。部件的几何位置精度。如主轴回转精度等。 3 3、传动精度、传动精度指机床传动系各末端执行件之间的协调性。指机床传动系各末端执行件之间的协调性。如车螺纹要求主轴转一转，刀尖移动一个螺距。如车螺纹要求主轴转一转，刀尖移动一个螺距。 4 4、定位精度、定位精度指机床定位部件运动到规定位置的精度。指机床定位部件运动到规定位置的精度。 5 5、工作精度、工作精度加工规定的试件，用试件的加工精度表加工

7、规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工作精度。普通机床的工作精度为示机床的工作精度。普通机床的工作精度为7 7级；级； 6 6、精度保持性、精度保持性在规定的时间段内，机床保持要求的在规定的时间段内，机床保持要求的精度的性能。影响的主要因素是磨损。精度的性能。影响的主要因素是磨损。 7 7、机床刚度、机床刚度在切削力、传动力、惯性力等力的作用在切削力、传动力、惯性力等力的作用下，机床系统抵抗变形的能力。下，机床系统抵抗变形的能力。 静刚度：静刚度：在静载荷的作用下，机床系统抵抗变形的在静载荷的作用下，机床系统抵抗变形的能力。能力。 静载荷：静载荷：不随时间变化或变化极为缓慢的力。如重不随时间

8、变化或变化极为缓慢的力。如重力。力。 动刚度：动刚度：在动载荷的作用下，机床系统抵抗变形的在动载荷的作用下，机床系统抵抗变形的能力。能力。 动载荷：动载荷：随时间变化的力。随时间变化的力。GB/T15375-1994GB/T15375-1994金属切削机床型号编制方法金属切削机床型号编制方法：按通用程度分：通用机床、专用机床按通用程度分：通用机床、专用机床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床按机床质量分：仪表机床、中型、大型

9、、重型机床五、机床的型号编制五、机床的型号编制类类别别车车床床钻钻床床镗镗床床磨床磨床齿轮加齿轮加工机床工机床螺纹加螺纹加工机床工机床铣铣床床刨刨床床拉拉床床电加工电加工机床机床切断切断机床机床其它其它机床机床代代号号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1 1）. .机床的类别代号机床的类别代号（按加工方式分类）按加工方式分类）1、通用机床型号编制、通用机床型号编制例：例： C A 6 1 4 0机床类别代号（车床类）机床类别代号（车床类）通用和特性代号（结构特性）通用和特性代号（结构特性）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床

10、组别代号（落地及卧式车床组）机床系别代号（卧式车床系）机床系别代号（卧式车床系）机床主参数代号（最大车削直径机床主参数代号（最大车削直径400mm）2. 2. 机床的特性代号机床的特性代号 P56P56（1）通用特性代号）通用特性代号表表3-3通用特性通用特性代号代号通用特性通用特性代号代号高高精度精度G自动自动换换刀刀H精精 密密M仿仿 形形F自自 动动Z万万 能能W半半自动自动B轻轻 型型Q数字程序数字程序控控制制K简简 式式J 如：如： CM61 4 0、 CK61 4 0、 CQ61 4 0（2）结构特性代号）结构特性代号 区别主参数相同而结构不同的机床，在型号区别主参数相同而结构不同

11、的机床，在型号中用汉语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字中用汉语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母母“I”、“O”在结构特性代号中不能用。例：在结构特性代号中不能用。例：CA6140型普通车床。型普通车床。 3. 3.机床的组别和系别代号机床的组别和系别代号 如：如：CA 6 1 4 0 每类机床分每类机床分1010组（从组（从0 09 9组），每组又分组），每组又分1010系（从系（从0 09 9型）型）4.4.机床主参数、第二主参数代号机床主参数、第二主参数代号 代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用主参数的折算值（常用主参数

12、的折算值（1/101/10或或1/1001/100）来表示。）来表示。5.5.机床重大改进序号机床重大改进序号 用字母用字母“A A、B B、C C ”表示，附机床型号末尾，表示，附机床型号末尾，以示区别。以示区别。*2、专用机床的型号编制、专用机床的型号编制 P56 型号表示方法：型号表示方法：*3、组合机床及自动线型号、组合机床及自动线型号 例例 ： B13 100 北京第一机床厂北京第一机床厂 第三组第三组 第第100100种专用机床（专用铣床）种专用机床（专用铣床）组合机床及自动线分类代号组合机床及自动线分类代号分分 类类代代 号号大型组合机床大型组合机床U小型组合机床小型组合机床H自

13、换刀数控组合机床自换刀数控组合机床K大型组合机床自动线大型组合机床自动线UX小型组合机床自动线小型组合机床自动线HX自换刀数控自动线自换刀数控自动线KX第二节第二节金属切削机床部件金属切削机床部件 P60 一、传动系统一、传动系统 组成：动力源、变速装置、执行元件、启停、换向和组成：动力源、变速装置、执行元件、启停、换向和制动机构。制动机构。 作用：提供运动和动力、变换速度、改变方向和运动作用：提供运动和动力、变换速度、改变方向和运动形式。形式。 1、主传动系统、主传动系统 按电机分类：交流、直流电机驱动；按电机分类：交流、直流电机驱动； 按传动装置分类：机械、液压、电气传动装置；按传动装置分

14、类：机械、液压、电气传动装置； 按变速的连续性分类：分（有）级、无级变速。按变速的连续性分类：分（有）级、无级变速。2、进给传动系统、进给传动系统 电气伺服系统：由计算机控制机床数控装置，以机械位电气伺服系统：由计算机控制机床数控装置，以机械位置或转角作为控制对象，实现位移、旋转、变换速度、置或转角作为控制对象，实现位移、旋转、变换速度、改变方向的系统。改变方向的系统。 （1）电气伺服）电气伺服进给传动进给传动系统：系统： 开环系统：开环系统：系统对工作台的位移系统对工作台的位移无检测和反馈，图无检测和反馈，图3-1； 结构简单，成本低，控制简单；适于精度不高的数控系统。结构简单，成本低，控制

15、简单；适于精度不高的数控系统。 闭环系统：闭环系统：系统对工作台的位移系统对工作台的位移有检测和反馈，图有检测和反馈，图3-2 ；结构复；结构复杂，成本高，适于精度高的数控系统。杂，成本高，适于精度高的数控系统。 半闭环系统：半闭环系统：系统对的位移有检测和反馈，但检测的不是工作台系统对的位移有检测和反馈，但检测的不是工作台（执行元件）而是进给传动系统的（执行元件）而是进给传动系统的中间部件，图中间部件，图3-3。对伺服系统的基本要求：对伺服系统的基本要求：系统稳定、传动精度高，响应快，定系统稳定、传动精度高，响应快，定位精度高。位精度高。影响伺服系统性能的因素：间隙、变形、惯性、爬行等。影响

16、伺服系统性能的因素：间隙、变形、惯性、爬行等。 （2）电气伺服进给传动系统驱动部件）电气伺服进给传动系统驱动部件P59 步进电机步进电机 直流伺服电机直流伺服电机 交流伺服电机交流伺服电机 直线伺服电机直线伺服电机 （3）电气伺服进给传动系统中的机械传动部件）电气伺服进给传动系统中的机械传动部件 滚珠丝杠滚珠丝杠：结构见：结构见P65图图3-7、图、图3-8 、图、图3-9 。 作用：作用：执行元件、带动工件或刀具旋转。执行元件、带动工件或刀具旋转。 组成组成: 主轴、支承轴承、传动件、密封和定位元主轴、支承轴承、传动件、密封和定位元件。件。 应满足的基本要求：应满足的基本要求：旋转精度（径跳

17、、端跳）、旋转精度（径跳、端跳）、刚度、抗振性、热变形。刚度、抗振性、热变形。 传动形式：传动形式：齿轮传动；齿轮传动； 带传动：同步齿形带，见带传动：同步齿形带，见P67图图310 主轴零件结构主轴零件结构P68图图3-12：三、机床支承件三、机床支承件P67 机床支承件机床支承件 ：床身、横梁、立柱。：床身、横梁、立柱。 作用：支承、导向作用：支承、导向 基本要求：刚度高、动态特性好不易产生共基本要求：刚度高、动态特性好不易产生共振、热变形小、排屑好、结构工艺性好。振、热变形小、排屑好、结构工艺性好。 结构形式：箱形、梁形结构形式：箱形、梁形 支承件的材料支承件的材料P68：铸铁如：铸铁如HT150，焊件等。，焊件等。四、机床导轨四、机床导轨 P72P72四、机床导轨四、机床导轨 P72P72 功用：功用：支承和导向支承和导向 主要技术要求：主要技术