第4章 机械加工方法及设备

1、第第4 4章章 机械加工方法及设备机械加工方法及设备4.1 4.1 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识4.2 4.2 车削加工与车床车削加工与车床4.3 4.3 磨削加工与磨床磨削加工与磨床4.4 4.4 齿轮加工与齿轮加工机床齿轮加工与齿轮加工机床4.5 4.5 铣削加工与铣床铣削加工与铣床4.6 4.6 孔的加工方法孔的加工方法4.7 4.7 其他加工方法与设备其他加工方法与设备4.8 4.8 组合机床组合机床4.1.1 金属切削机床的分类金属切削机床的分类按加工方式分：按加工方式分： 12大类大类按通用程度分：按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床通用机床、专门化机床、专

2、用机床按加工精度分：按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度普通精度、精密精度、高精度按自动化程度：按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床仪表机床、中型、大型、重型机床车车床床钻钻床床镗镗床床磨磨床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床床拉拉床床电加电加工工机床机床切断切断机床机床其它其它机床机床4.1 4.1 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识4.1.2 4.1.2 金属切削机床型号的编制金属切削机床型号的编制按按GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法金属切

3、削机床型号编制方法规定规定1. 通用机床型号通用机床型号（） () （）（） （）（） / （）（） (-)企业代号企业代号其他特性代号其他特性代号重大改进序号重大改进序号主轴数或第二主参数主轴数或第二主参数主轴数或设计顺序号主轴数或设计顺序号系代号系代号组代号组代号通用特性、结构特性代号通用特性、结构特性代号类代号类代号分类代号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

4、拉拉电电割割其其2.2.机床的类、组、系的划分及代号机床的类、组、系的划分及代号例：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）机床特性代号（结构特性）机床特性代号（结构特性）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床组别代号（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） 每类机床分每类机床分10组（从组（从09组），每组又分组），每组又分10系（从系（从09型）型）3. 3. 机床的特性代号机床的特性代号（1）通用特性代号）通用特性代号通用特性通用特性代号代号通用特性通用特性代

5、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（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，在型号中用汉语区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语 拼音区分。拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O” 不能用。例：不能用。例：CA6140型普通车床型普通车床4.4.主要参数代号主要参数代号 代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用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（主参数的折算值（1/1

6、01/10或或1/1001/100或或1/11/1）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，以示区别。表示，附机床型号末尾，以示区别。T H M 6 3 50 /JCST：类别代号（镗床类）类别代号（镗床类）H：结构性代号（加工中心）：结构性代号（加工中心）M：通用特性代号（精密）通用特性代号（精密）6：组别代号（卧式铣镗床组）：组别代号（卧式铣镗床组）3：系别代号（卧式铣镗床系）：系别代号（卧式铣镗床系）50：主参数代号（工作台面宽度：主参数代号（工作台面宽度500mm）JCS：企业代号（北京机床研究所）：企业

7、代号（北京机床研究所） Z 3 0 40 X46 /S2 Z：类别代号（钻床类）：类别代号（钻床类） 3：组别代号（摇臂钻床组）：组别代号（摇臂钻床组） 0：系别代号（摇臂钻床系）：系别代号（摇臂钻床系） 40：主参数代号（最大钻孔直径：主参数代号（最大钻孔直径40mm）X46: 第二主参数（最大跨距第二主参数（最大跨距1600mm） S2：企业代号（沈阳第二机床厂）：企业代号（沈阳第二机床厂） M M 7 1 32 AM：类别代号（磨床类）：类别代号（磨床类）M：通用特性代号（精密）：通用特性代号（精密）7：组别代号（平面及端面磨床组）：组别代号（平面及端面磨床组）1：系别代号（卧轴矩台平面

8、磨床系）：系别代号（卧轴矩台平面磨床系）32：主参数代号（工作台面宽度：主参数代号（工作台面宽度320mm）A：重大改进顺序号（第一次重大改进）：重大改进顺序号（第一次重大改进）u专用机床型号专用机床型号 型号表示方法：型号表示方法：u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

9、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KX4.1.3 机床的运动分析机床的运动分析1. 工件表面的形成工件表面的形成 零件上的常见表面：零件上的常见表面：（1） 圆柱面圆柱面 直线（母线）、圆（导线）直线（母线）、圆（导线）（2） 圆锥面圆锥面 直线（母线）、圆（导线）直线（母线）、圆（导线）（3） 平面平面 直线或圆直线或圆 、直线（导线）、直线（导线）（4） 成形面成形面（如螺纹面、渐开线表面）（如螺纹面、渐开线表面）型线、型线、螺旋线或直线螺旋线或直线母线和导线统称为形成表面的母线和导线统称为形成表面的发生线。发生线。 基本方法基本方法 ： 表面表

10、面 运动运动 传动传动 机构机构 由于刀刃形状和加工方法不同，形成发生线的方法也由于刀刃形状和加工方法不同，形成发生线的方法也不同，可归纳为四种：不同，可归纳为四种： 轨迹法轨迹法：刀刃为切削点，它按一定的轨迹运动而形成发生线。：刀刃为切削点，它按一定的轨迹运动而形成发生线。 此发生线需要一个独立的成形运动此发生线需要一个独立的成形运动 成形法成形法：刀刃为一条切削线，其形状与发生线相同。刀刃为一条切削线，其形状与发生线相同。 此发生线不需要成形运动此发生线不需要成形运动 相切法：相切法：刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点运动轨迹的刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点运动轨迹的 包络线形成一条发

11、生线。包络线形成一条发生线。 此发生线需要两个独立的成形运动此发生线需要两个独立的成形运动 展成法展成法：刀刃为一条切削线，但形状与发生线不吻合，刀具 与工件作展成运动，发生线是切削刃各瞬时位置的 包络线。 此发生线需要一个独立的成形运动此发生线需要一个独立的成形运动 ，刀工共同完成，刀工共同完成 2. 表面形成所需的运动表面形成所需的运动 也即形成发生线所需的运动也即形成发生线所需的运动成形运动成形运动 （1）按组成情况不同，可分为按组成情况不同，可分为 简单成形运动： 复合成形运动：一个成形运动是由单独的旋转运动或直线一个成形运动是由单独的旋转运动或直线运动构成的。运动构成的。型线、螺旋线

12、型线、螺旋线常需成型刀刃或几个简单运动组合，如由展常需成型刀刃或几个简单运动组合，如由展成运动形成成运动形成渐开线渐开线一个成形运动，是由两个或两个以上旋转一个成形运动，是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运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。系组合而成。 除成形运动外，还有下列运动：除成形运动外，还有下列运动：（1）分度运动）分度运动（2）切入运动）切入运动（3）辅助运动）辅助运动 进刀、退刀、回程和转位等进刀、退刀、回程和转位等（4）操纵及控制运动）操纵及控制运动 操纵离合器、改变速度、进给量等操纵离合器、改变速度、进给量等 （2 2）按作用情况不同，可分为

13、按作用情况不同，可分为 主运动主运动速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。动。 进给运动进给运动可以是一个或多个；可以是连续的，也可以可以是一个或多个；可以是连续的，也可以 是断续的。是断续的。 成形运动是机床最基本的运动成形运动是机床最基本的运动4.1.4 机床的传动机床的传动 1. 机床的基本组成部分机床的基本组成部分（1 1）动力源）动力源 通常为电动机，包括交流电动机、直流电动机、伺通常为电动机，包括交流电动机、直流电动机、伺服电动机、变频调速电机、步进电机等。服电动机、变频调速电机、步进电机等。（3）传动件）传动件 把动力源的动力和运动按

14、要求传递给执行件或将运把动力源的动力和运动按要求传递给执行件或将运动由动由个执行件传递到另一执行件的零部件，如齿轮、个执行件传递到另一执行件的零部件，如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等丝杠螺母、液压传动件等（2）执行件）执行件 机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件，机床上直接夹持刀具或工件并实现所需运动的零部件，如主轴、刀架、工作台等。如主轴、刀架、工作台等。2. 机床的传动联系机床的传动联系把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，构成了一个构成了一个传动联系传动联系，这一系列传动件称为，这一系列传动件称为传动链传动链。传动

15、链两端的元件称为末端件，它可以是动力源或执行件。传动链两端的元件称为末端件，它可以是动力源或执行件。按传动链的性质不同可分为： 外联系传动链外联系传动链 传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如 车削时电机与主轴间的传动链车削时电机与主轴间的传动链内联系传动链内联系传动链 传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如 车削螺纹主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链；车削螺纹主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链； 内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动内联系传

16、动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动 。u传动链中通常包括传动链中通常包括两类传动机构两类传动机构(1)(1)定比机构定比机构 传动比和传动方向传动比和传动方向固定不变固定不变的传动机构，如定比齿轮的传动机构，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等(2) 换置器官换置器官 根据加工要求根据加工要求可变换可变换传动比和传动方向的传动机构，传动比和传动方向的传动机构，如挂轮变速机构，变速箱（滑移齿轮变速机构、离合器换如挂轮变速机构，变速箱（滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等），数控系统等。向机构等），数控系统等。 补充：补充：机床上常用的传动副及其传动关系机床上常用的

17、传动副及其传动关系(1)带传动带传动 带传动是利用传动带与带轮之间的摩擦作用，将带传动是利用传动带与带轮之间的摩擦作用，将主动带轮的转动传到从动带轮主动带轮的转动传到从动带轮 带传动的优点带传动的优点是传动平稳；轴间距离较大；结构简单，制造和维护是传动平稳；轴间距离较大；结构简单，制造和维护方便；过载时打滑，不致引起机器损坏。但带传动不能保证准确的方便；过载时打滑，不致引起机器损坏。但带传动不能保证准确的传动比，并且摩擦损失大，传动效率较低。传动比，并且摩擦损失大，传动效率较低。(2)(2)齿轮传动齿轮传动 齿轮传动是目前机床中应用最多的一种传动方式。齿轮传动是目前机床中应用最多的一种传动方式

18、。“模数”是指相邻两轮齿同侧齿廓间的齿距t与圆周率的比值(mt/)，以毫米为单位。模数是模数制轮齿的一个最基本参数。模数越大，轮齿越高也越厚，如果齿轮的齿数一定，则轮的径向尺寸也越大。模数系列标准是根据设计、制造和检验等要求制订的。对於具有非直齿的齿轮，模数有法向模数mn、端面模数ms与轴向模数mx的区别，它们都是以各自的齿距(法向齿距、端面齿距与轴向齿距)与圆周率的比值，也都以毫米为单位。对於锥齿轮，模数有大端模数me、平均模数mm和小端模数m1之分。对於刀具，则有相应的刀具模数mo等。标准模数的应用很广。在公制的齿轮传动、蜗杆传动、同步齿形带传动和棘轮、齿轮联轴器、花键等零件中，标准模数都

19、是一项最基本的参数。它对上述零件的设计、制造、维修等都起著基本参数的作用(见圆柱齿轮传动、蜗杆传动等)。 齿轮传动的优点齿轮传动的优点是机构紧凑，传动比准确，可传递较是机构紧凑，传动比准确，可传递较大的圆周力，传动效率高。缺点是制造比较复杂，当大的圆周力，传动效率高。缺点是制造比较复杂，当精度不高时传动不平稳，有噪声精度不高时传动不平稳，有噪声(3)(3)蜗杆传动蜗杆传动 蜗杆为主动蜗杆为主动件，将其转件，将其转动传给蜗轮。动传给蜗轮。这种传动方这种传动方式只能是蜗式只能是蜗杆带动蜗轮杆带动蜗轮转，反之则转，反之则不可能。不可能。 蜗杆传动的优点蜗杆传动的优点是可以获得较大的降速比是可以获得较

20、大的降速比(因为因为k比比z小很多小很多)，而且传动平稳，无噪声，结构紧凑。但传动效率低，需要有良而且传动平稳，无噪声，结构紧凑。但传动效率低，需要有良好的润滑条件。好的润滑条件。(4)(4)齿轮齿条传动齿轮齿条传动 若齿轮按箭头所指方向旋转，则齿条向左作直线移动，若齿轮按箭头所指方向旋转，则齿条向左作直线移动，其移动速度为其移动速度为齿轮齿条传动可以将旋转运动变成直线运动齿轮齿条传动可以将旋转运动变成直线运动( (齿轮为主齿轮为主动动) )，也可以将直线运动变为旋转运动，也可以将直线运动变为旋转运动( (齿条为主动齿条为主动) )。齿轮齿条传动的效率较高，但制造精度不高时传动的平齿轮齿条传动

21、的效率较高，但制造精度不高时传动的平稳性和准确性较差稳性和准确性较差。1 1）传动原理图）传动原理图 为了便于研究机床的传动原理为了便于研究机床的传动原理, , 用一些简明的符号把用一些简明的符号把动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。 并不表达实际传动机构的种类和数量并不表达实际传动机构的种类和数量3. 传动原理图和传动系统图传动原理图和传动系统图2 2）传动系统图）传动系统图 表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，规定的符号表示各种传

22、动元件，并按照运动传递的顺序，画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。 只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置图4-3 卧式车床的传动原理图1）主运动传动链）主运动传动链2）进给运动传动链）进给运动传动链1）主运动传动链）主运动传动链2）进给运动传动链）进给运动传动链1 1）根据传动系统图提供的数据确定某些执行件的运动速）根据传动系统图提供的数据确定某些执行件的运动速度和位移量；度和位移量；2 2）根据执行件的运动速度、位移量，或执行件之间的运）根据执行件的运动速度、位移量，或执行

23、件之间的运动关系，确定相应传动链中的换置器官的传动比，进行调动关系，确定相应传动链中的换置器官的传动比，进行调整。整。3. 机床运动的调整计算机床运动的调整计算u计算步骤：计算步骤：1 1）确定传动件的两端件；）确定传动件的两端件；2 2）确定两端件的计算位移；）确定两端件的计算位移；3 3）根据计算位移和传动比，列运动平衡式；）根据计算位移和传动比，列运动平衡式；4 4）计算运动速度、位移量，或换置公式、配换齿轮齿数；）计算运动速度、位移量，或换置公式、配换齿轮齿数；1 1）工艺范围）工艺范围2 2）加工精度和表面粗糙度；）加工精度和表面粗糙度；3 3）生产率与自动化程度；）生产率与自动化程

24、度；4 4）噪声与效率；）噪声与效率；5 5）人机关系（宜人性）。）人机关系（宜人性）。4.1.5 机床的基本要求机床的基本要求4.2 4.2 车床车削加工与车床（车床车削加工与车床（CA6140CA6140） 4.2.1 概述概述 车床占机床总数的车床占机床总数的20%20%35%35%； 加工范围：加工范围：轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹面等；轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹面等； 运动特征：运动特征：主运动为主轴带动工件作回转运动主运动为主轴带动工件作回转运动 ； 所用刀具：所用刀具：车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等；车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等； 车床种类：车床种类：卧式

25、车床及落地车床、回轮车床及转塔车床、立卧式车床及落地车床、回轮车床及转塔车床、立 式车床、仿形及多刀车床、自动和半自动、专门式车床、仿形及多刀车床、自动和半自动、专门 化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床）化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 加工精度：加工精度：经济加工精度经济加工精度IT8IT7,表面粗糙度表面粗糙度Ra1.252.51.1.机床的特点及工艺范围机床的特点及工艺范围 通用性好，加工范围广，适于加工中、小型轴类、盘套类通用性好，加工范围广，适于加工中、小型轴类、盘套类 零件的内外回转面、端面，能加工米制、英制、模数制、零件的内外回转面、端面，能加工米制、英制、模数制、 径节制四

26、种标准螺纹及加大螺距、非标准螺距螺纹等。但径节制四种标准螺纹及加大螺距、非标准螺距螺纹等。但 结构复杂，自动化程度低，适于单件小批生产及修配车间结构复杂，自动化程度低，适于单件小批生产及修配车间 。2.2.组成部件（见图组成部件（见图4-64-6）3.3.主要技术参数主要技术参数 第一主参数：第一主参数：400mm(400mm(最大工件回转直径最大工件回转直径) )； 第二主参数：第二主参数：750750，10001000，15001500，20002000（mmmm）（床身长度）；）（床身长度）； 其他技术参数：刀架上工件的最大回转直径，主轴中心至其他技术参数：刀架上工件的最大回转直径，主轴

27、中心至床身举行导轨的距离等。床身举行导轨的距离等。4.2.2 CA61404.2.2 CA6140型卧式车床的工艺范围及组成型卧式车床的工艺范围及组成 图4-5图4-6 卧式车床的传动原理图4.2.3 CA61404.2.3 CA6140型卧式车床的传动系统型卧式车床的传动系统 CA6140 CA6140型车床具有以型车床具有以下传动链：下传动链：主运动传动链主运动传动链螺纹进给传动链螺纹进给传动链纵向和横向进给传动纵向和横向进给传动链链1.1. 刀架快速移动传动链刀架快速移动传动链1.1.主运动传动链主运动传动链 (1)(1)传动路线传动路线 分析方法：分析方法：抓两端，连中间抓两端，连中间

28、（2 2）主轴的转速及转速级数）主轴的转速及转速级数 1 1）主轴转速）主轴转速 运动平衡式为：运动平衡式为： n主主n电电d/D（1-)u1212u2323u3636 主轴最高转速为：主轴最高转速为： n主主1450130/230（1-0.02)56/3839/4163/501400 r/min 主轴最低转速为：主轴最低转速为： n主主1450130/230（1-0.02)51/4322/5820/80 20/80 26/58 10 r/min130 2）主轴转速级数）主轴转速级数 正转时正转时 23( 1 + 3 )= 6 + 18 = 24 级级 反转时反转时 13( 1 + 3 )=

29、3 + 9 = 12 级级2.2.进给运动传动链进给运动传动链(1)(1)车削螺纹车削螺纹 主轴转主轴转1 r刀具移动刀具移动S mm 运动平衡式运动平衡式 1主轴主轴uS丝丝S 1）车削普通螺纹）车削普通螺纹 运动平衡式：运动平衡式： S = =158/5833/3363/100100/75 25/36u基基 25/3636/25u倍倍12 = = 7 7u基基 u倍倍可得可得84=32种导程值，符合标准的只种导程值，符合标准的只有有20种，通过背轮可车种，通过背轮可车24种大螺距螺纹种大螺距螺纹螺纹螺纹 5）车削非标准螺距及精密螺纹）车削非标准螺距及精密螺纹 离合器离合器M3、M4、M5全

30、部啮合全部啮合, 螺纹导程靠调整挂轮传动比螺纹导程靠调整挂轮传动比u挂挂来实现来实现 运动平衡式：运动平衡式： 导程：导程： S =K P非非 = =158/5833/33u挂挂12 u挂挂= a/b c /d = S/12= K P非非/12 4）车削径节螺纹）车削径节螺纹（英制蜗杆）（英制蜗杆）径节径节DPZ/D分分 PDP=D分分/ Z=/ DP吋吋导程为：导程为：SDP=KPDP=K/ DP25.4 mmSDP= =158/5833/3364/100100/97 1/u基基 36/25u倍倍12 = = /725.4u倍倍/ u基基 mm DP = 7 7K K u基基 / u倍倍 牙

31、牙/英寸英寸 3）车削英制螺纹）车削英制螺纹 导程为：导程为：Sa=K Pa= K25.4/a 运动平衡式：运动平衡式： Sm = =158/5833/3363/100100/75 1/u基基 36/25u倍倍12 = = 4 4/725.4u倍倍/ u基基 a= 7 7K K /4 u基基 /u倍倍 （扣（扣/英寸）英寸） 2）车削模数螺纹）车削模数螺纹（米制蜗杆）（米制蜗杆） 导程为：导程为：Sm=Km 运动平衡式：运动平衡式： Sm = =158/5833/3364/100100/97 25/36u基基 25/3636/25u倍倍12 = = 7 7/4 u基基 u倍倍 m = 7 7u

32、基基 u倍倍/(4K)K) 1)纵向机动进给量纵向机动进给量普通螺纹正常螺距路线，普通螺纹正常螺距路线，32种种纵向进给量纵向进给量英英螺纹常螺距螺纹常螺距8种种较大较大普螺纹普螺纹扩大螺距扩大螺距机构机构(6高速高速), 8 种种细进给量细进给量英英螺螺大距大距16种种大进量大进量f纵纵= =158/5833/3363/100100/7525/36 u基基25/36 36/25 u倍倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4828/802.5 12=0.71 u基基u倍倍 mm/rf横横= =158/5833/3363/100100/7525/36 u基基25/36 36/

33、25 u倍倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4859/185 mm/r2)横向机动进给量横向机动进给量 f横横/ f纵纵1/23)刀架的快速移动刀架的快速移动 2600 13/29 (2)(2)机动进给传动链机动进给传动链4.2.4 CA6140 型卧式车床的主要结构型卧式车床的主要结构主轴箱主轴箱 主轴箱的功用是支承主轴和传动其旋转，并使其实现启动、主轴箱的功用是支承主轴和传动其旋转，并使其实现启动、停止、变速和换向。停止、变速和换向。（1） 传动机构：定比传动机构和变速机构。传动机构：定比传动机构和变速机构。（2） 主轴及其轴承：主轴是阶梯空心轴，主轴的前端采用圆主

34、轴及其轴承：主轴是阶梯空心轴，主轴的前端采用圆锥法兰结构，用于安装卡盘或拨盘。（见图锥法兰结构，用于安装卡盘或拨盘。（见图4-11）（3）开停和换向装置：采用双向多片式摩擦离合器控制主轴）开停和换向装置：采用双向多片式摩擦离合器控制主轴的开停和换向。其作用是传递运动和扭矩，过载保护。工的开停和换向。其作用是传递运动和扭矩，过载保护。工作原理见图作原理见图4-13（4） 制动装置：功用是车床停车过程中克服主轴各运动件的制动装置：功用是车床停车过程中克服主轴各运动件的惯性，实现急停。工作原理见图惯性，实现急停。工作原理见图4-14。（5） 操纵机构：功用是用于控制主轴起动、停止、制动、变操纵机构：

35、功用是用于控制主轴起动、停止、制动、变速、换向以及变换左、右螺纹，采用集中操纵方式。速、换向以及变换左、右螺纹，采用集中操纵方式。 工作工作原理见图原理见图4-15。（6） 润滑装置：采用油泵供油循环的润滑系统。润滑装置：采用油泵供油循环的润滑系统。图4-11 CA6140型卧式车床的主轴组件4.2.5 4.2.5 其它车床简介其它车床简介（一）立式车床（一）立式车床 适于加工高度适于加工高度 小于直径的大小于直径的大 型盘套类零件型盘套类零件（二）转塔车床（二）转塔车床（六角车床）（六角车床）适用范围：适用范围：成批加工形状成批加工形状复杂的盘套类零件复杂的盘套类零件结构特点：结构特点：没有

36、丝杠和尾座，而在床尾装有一个可纵向移动没有丝杠和尾座，而在床尾装有一个可纵向移动 的转塔刀架，其上可装多把刀，工作中周期性转的转塔刀架，其上可装多把刀，工作中周期性转 位，顺序地对工件进行加工。刀具行程由挡块控位，顺序地对工件进行加工。刀具行程由挡块控 制，易保证精度，提高生产率。制，易保证精度，提高生产率。1.挡块限送料长度；挡块限送料长度； 2.双刀同时车外圆；双刀同时车外圆； 3.车外圆及倒角；车外圆及倒角；4.4.打中心孔；打中心孔； 5.5.钻孔；钻孔； 6.6.套车外螺纹；套车外螺纹； 7.7.前刀架刀切槽；前刀架刀切槽；8.8.前刀架刀倒角；前刀架刀倒角； 9.9.前刀架刀滚花；

37、前刀架刀滚花； 10.10.切断刀切下工件切断刀切下工件（三）（三）CM1107型精密单轴纵切自动车床型精密单轴纵切自动车床 1.1.机床的用途机床的用途 形状较复杂，精度要求高，一次成形的小型轴类零件。形状较复杂，精度要求高，一次成形的小型轴类零件。 用于成批大量生产的钟表、仪器仪表行业。毛坯为棒料用于成批大量生产的钟表、仪器仪表行业。毛坯为棒料2.2.机床的工作原理机床的工作原理 送料、夹紧、放松、纵向和横向进给皆由送料、夹紧、放松、纵向和横向进给皆由分配轴分配轴上的鼓轮上的鼓轮 或凸轮分别进行控制。分配轴转一转，完成一个工作循环。或凸轮分别进行控制。分配轴转一转，完成一个工作循环。 单轴

38、纵切自动车床单轴纵切自动车床2.3 2.3 磨削加工与磨床（磨削加工与磨床（M1432AM1432A）磨削应用广泛，加工精度可达磨削应用广泛，加工精度可达IT6IT6IT4IT4级，级，Ra1.25Ra1.250.010.01um；可以精加工，也可以粗加工，高速磨、强力磨；可；可以精加工，也可以粗加工，高速磨、强力磨；可磨普通材料，又可磨高硬度难加工材料；适应各种工件形状、磨普通材料，又可磨高硬度难加工材料；适应各种工件形状、表面及生产批量。表面及生产批量。4.3.1 砂轮特性及其选择砂轮特性及其选择主要起切削作用主要起切削作用主要起粘接作用主要起粘接作用主要起容屑和冷却作用主要起容屑和冷却作

39、用作为切削工具的砂轮，是由一定比例的磨料和结合剂经压作为切削工具的砂轮，是由一定比例的磨料和结合剂经压制和烧结而成，其特性包括：磨料、粒度、硬度、结合剂、制和烧结而成，其特性包括：磨料、粒度、硬度、结合剂、组织以及形状尺寸。组织以及形状尺寸。图图4-3-1 砂轮的组成砂轮的组成 1.1.磨料磨料磨磨料料氧化物氧化物碳化物碳化物超硬磨料超硬磨料棕刚玉棕刚玉白刚玉白刚玉络刚玉络刚玉黑色碳化硅黑色碳化硅绿色碳化硅绿色碳化硅碳化硼碳化硼人造金刚石人造金刚石立方氮化硼立方氮化硼磨削碳钢、合金钢、磨削碳钢、合金钢、通用高速钢通用高速钢磨削硬铸铁、硬质磨削硬铸铁、硬质合金、非铁金属合金、非铁金属磨削硬脆材料

40、、硬磨削硬脆材料、硬质合金、宝石、高质合金、宝石、高温合金温合金2. 粒度粒度磨粒磨粒微粉微粉35m/s5. 砂轮的组织砂轮的组织其选择取决于容屑空间的大小。一般选用中等组织号的其选择取决于容屑空间的大小。一般选用中等组织号的砂轮。砂轮。磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，表示砂轮结磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，表示砂轮结构紧密或疏松的程度。其选择决于容屑空间的大小。构紧密或疏松的程度。其选择决于容屑空间的大小。6. 砂轮的型号、代号、标记和尺寸砂轮的型号、代号、标记和尺寸形状形状尺寸尺寸磨料磨料粒度号粒度号硬度硬度组织号组织号结合结合剂剂最高线速度最高线速度例例 13003075W

41、A60L6V35外径厚度内径磨料（白刚玉）硬度组织号粒度号最高线速度形状代号（平行砂轮）4.3.2 磨削原理磨削原理 磨粒的形状及磨削特点磨粒的形状及磨削特点 磨粒微小切削刃不规则；磨粒微小切削刃不规则； 磨粒以较大的负前角进行切削；磨粒以较大的负前角进行切削； 磨粒切削刃相对于较小的切削厚度有较大的钝圆半径；磨粒切削刃相对于较小的切削厚度有较大的钝圆半径；图图4-3-2 磨粒的形状磨粒的形状u 磨削过程磨削过程 磨粒微小切削刃磨粒微小切削刃不规则；不规则； 磨粒以较大的负磨粒以较大的负前角进行切削；前角进行切削； 磨粒切削刃相对磨粒切削刃相对于较小的切削厚于较小的切削厚度有较大的钝圆度有较大

42、的钝圆半径；半径；图图4-3-3 磨粒切削过程磨粒切削过程 磨削加工类型磨削加工类型 1）外圆磨削）外圆磨削(1) 纵磨法（纵磨法（a、b、c）；）； （2）横磨法（）横磨法（d、e、f）图4-3-4 外圆磨削加工的各种磨削方式 2）内圆磨削）内圆磨削(a) 纵磨法磨内孔 （b）切入法磨内孔 （c）磨端面图图4-3-5 普通内圆磨床的磨削方法普通内圆磨床的磨削方法 3）平面磨削）平面磨削(a) 卧轴矩台平面磨床磨削；(b) 卧轴圆台平面磨床磨削；(c) 立轴圆台平面 磨床磨削；(d) 立轴矩台平面磨床磨削；图图4-3-6 平面磨削方式平面磨削方式 4）无心外圆磨削）无心外圆磨削a）、b）为贯穿

43、磨削法；c）为切入磨削法图图4-3-7 无心磨削加工示意图无心磨削加工示意图4.3.3 4.3.3 M1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床1. 机床的布局机床的布局 1 1）床身）床身 2 2）头架）头架 3 3）工作台）工作台 4 4）内圆磨装置）内圆磨装置 5 5）砂轮架）砂轮架 6 6）尾座）尾座图图4-3-8 M1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床图图4-3-9 万能外圆磨床加工示意图万能外圆磨床加工示意图 a) 纵磨法磨外圆柱面纵磨法磨外圆柱面 b) 扳转工作台用纵磨法磨长圆锥面扳转工作台用纵磨法磨长圆锥面c) 扳转砂轮架用切入法磨短圆锥面扳转砂轮架用切入法磨短圆锥面 d) 扳转

44、头架用纵磨法磨内圆锥面扳转头架用纵磨法磨内圆锥面2.2.机床的加工范围及运动机床的加工范围及运动3. 机床的传动系统机床的传动系统内圆磨电机外圆磨电机1)2) 砂轮的传动砂轮的传动 外圆砂轮的传动外圆砂轮的传动 砂轮电机砂轮电机(1440 r/min)127/113砂轮旋转（一般取砂轮旋转（一般取v砂砂35m/s） 内圆磨具的传动内圆磨具的传动 磨具电机磨具电机(2840 r/min)170/50或或170/32磨具旋转磨具旋转(2种转速种转速)3） 工作台的手动驱动工作台的手动驱动 手轮手轮A15/7218/72Z18/齿条齿条工作台纵向移动工作台纵向移动 手轮手轮A 转转 1 转，工作台纵

45、向移动量为：转，工作台纵向移动量为： 115/72 18/72 18 26 mm 工作台手动驱动与液压驱动之间有互锁装置。工作台手动驱动与液压驱动之间有互锁装置。4) 砂轮架的横向进给运动砂轮架的横向进给运动 手轮手轮B50/50（粗进给）或（粗进给）或20/80（细进给）（细进给）44/88横向横向 进给丝杠进给丝杠(t=4mm)砂轮架的横向移动砂轮架的横向移动 粗进给时粗进给时,手轮手轮B 转转 1 转转,砂轮横移量为：砂轮横移量为： 150/5044/88 4=2 mm手轮圆周刻度为手轮圆周刻度为200格，转格，转1格进给格进给0.01mm；细进给时转；细进给时转1格进格进0.0025m

46、m 4.3.4 4.3.4 其它其它磨床简介磨床简介 1. 普通外圆磨床普通外圆磨床 头架、砂轮架不能转位，无内圆磨头，工艺范围窄，但刚头架、砂轮架不能转位，无内圆磨头，工艺范围窄，但刚 度高，旋转精度好，适于中、大批量磨削外圆柱面、小锥度高，旋转精度好，适于中、大批量磨削外圆柱面、小锥 度外圆锥面及阶梯轴轴肩。度外圆锥面及阶梯轴轴肩。 2. 无心磨床无心磨床 工件不需夹持，放在砂轮和导轮之间，连续磨削，操作简单，工件不需夹持，放在砂轮和导轮之间，连续磨削，操作简单， 生产率高，适于大批量磨削无中心孔的轴、套、销等零件。生产率高，适于大批量磨削无中心孔的轴、套、销等零件。图图4-3-11图图4

47、-3-123. 内圆磨床内圆磨床 有普通、无心、行星式等，又分普通、半自动、全自动。有普通、无心、行星式等，又分普通、半自动、全自动。 一般采用纵磨法。因砂轮直径小，线速度较低一般采用纵磨法。因砂轮直径小，线速度较低1525m/s, 砂轮轴细长，刚性差，进给量小，冷却、排屑条件差，生砂轮轴细长，刚性差，进给量小，冷却、排屑条件差，生 产率低，适于单件小批生产磨削淬硬零件上的孔。产率低，适于单件小批生产磨削淬硬零件上的孔。图图4-3-13图图4-3-14 内圆磨床内圆磨床 4. 平面磨床平面磨床 卧轴卧轴(立轴立轴)矩台矩台(圆台圆台)平面磨床等平面磨床等 （1）卧轴矩台平面磨床）卧轴矩台平面磨

48、床 周磨法：周磨法：砂轮与工件接触面小，散热、排屑条件好，加工质量好。砂轮与工件接触面小，散热、排屑条件好，加工质量好。但刚性小，磨削用量较小，生产率低，但刚性小，磨削用量较小，生产率低，适于精磨。适于精磨。图图4-3-15（2）立轴圆台平面磨床）立轴圆台平面磨床端磨法：端磨法：砂轮轴伸出短，刚性好，磨削用量较大，生产率高。砂轮轴伸出短，刚性好，磨削用量较大，生产率高。但砂但砂轮与工件接触面大，散热、排屑条件差，加工质量低轮与工件接触面大，散热、排屑条件差，加工质量低。适。适于粗磨或半精磨。于粗磨或半精磨。图图4-3-164.4 齿轮加工与齿轮加工机床（齿轮加工与齿轮加工机床（Y3150E型）

49、型）4.4.1 齿轮加工方法与加工机床齿轮加工方法与加工机床 （一）齿轮加工方法（一）齿轮加工方法 按轮齿成形原理分两大类：按轮齿成形原理分两大类：图图4-4-1 1. 成形法成形法 加工精度加工精度和生产率和生产率较低较低,适于适于单件小批单件小批生产。生产。2.2.范成法范成法 范成法加工齿轮是利用齿轮啮合的原理进行的，范成法加工齿轮是利用齿轮啮合的原理进行的，把齿轮啮合副中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，把齿轮啮合副中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，在严格的啮合运动过程中，刀具轨迹的运动轨迹逐步包在严格的啮合运动过程中，刀具轨迹的运动轨迹逐步包络出工件的齿形。络出工件的齿形。 加

50、工精度和生产率较高；一把刀可加工相同模数、加工精度和生产率较高；一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮。相同压力角的任何齿数的齿轮。 3.3.齿轮加工机床齿轮加工机床 圆柱齿轮：滚齿机、插齿机等；直齿锥齿轮刨齿机、圆柱齿轮：滚齿机、插齿机等；直齿锥齿轮刨齿机、铣齿机、拉齿机铣齿机、拉齿机 ；弧齿锥齿轮铣齿机。剃齿机、珩齿机、；弧齿锥齿轮铣齿机。剃齿机、珩齿机、磨齿机磨齿机图图4-4-2 滚齿运动滚齿运动a) 滚动运动滚动运动 b) 齿廓范成过程齿廓范成过程4.4.2 滚齿机滚齿机（一）滚齿原理（一）滚齿原理模拟一对螺旋齿轮啮合过程模拟一对螺旋齿轮啮合过程（二）滚齿机运动分析（二）滚齿

51、机运动分析 主运动主运动滚刀旋转运动；滚刀旋转运动； 展成展成(啮合啮合)运动运动齿坯与滚刀按一定速比转动；齿坯与滚刀按一定速比转动； 进给运动进给运动滚刀沿齿坯轴向运动。滚刀沿齿坯轴向运动。图图4-4-31.1.加工直齿圆柱齿轮时的运动分析加工直齿圆柱齿轮时的运动分析图图4-4-4 滚刀加工直齿圆柱齿轮的传动原理滚刀加工直齿圆柱齿轮的传动原理1 1）主运动）主运动B11电机电机12uv34滚刀滚刀 uv为主运动传动比。为主运动传动比。2 2）展成运动）展成运动滚刀旋转运动滚刀旋转运动B11 1/K转转(1齿齿)齿坯旋转运动齿坯旋转运动B12 1/ z 转转(1齿齿) 3 3）进给运动）进给运

52、动A2齿坯齿坯78uf910刀架刀架升降，升降，uf为进给运动传动比。为进给运动传动比。4）内传动链为）内传动链为滚刀滚刀45ux67齿坯齿坯 ux为啮合运动传动比。为啮合运动传动比。5 5）滚刀的安装）滚刀的安装滚刀螺旋升角为滚刀螺旋升角为0，加工直齿，加工直齿时，滚刀轴线与齿坯端面倾斜时，滚刀轴线与齿坯端面倾斜角，称为安装角。角，称为安装角。 =0右旋右旋滚刀如图，左旋相反。滚刀如图，左旋相反。2.2.加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析（1 1）主运动）主运动B11 电机电机12uv34滚刀滚刀（2 2）展成运动）展成运动 滚刀旋转运动滚刀旋转运动B11 1/K转转(

53、1齿齿) 齿坯旋转运动齿坯旋转运动B12 1/ z 转转(1齿齿) 内传动链为：内传动链为：滚刀滚刀45ux67齿坯齿坯（3 3）进给运动）进给运动A21与与B22 (螺旋线螺旋线) 齿坯齿坯B1278uf910A21 A2111uy127齿坯附加齿坯附加 转动转动B22( (产生螺旋线的内传动链产生螺旋线的内传动链) ) uy按被切齿轮的螺旋角调整按被切齿轮的螺旋角调整实际上必须用实际上必须用合成机构合成机构把展成运动要求工件转把展成运动要求工件转动动B12和差动链要求工件和差动链要求工件附加转动附加转动B22迭加起来，迭加起来，然后再传给工作台。然后再传给工作台。滚齿机是根据滚切斜齿轮滚齿

54、机是根据滚切斜齿轮的传动原理设计的。当滚的传动原理设计的。当滚切直齿轮时，将差动链断切直齿轮时，将差动链断开，并把合成机构固定成开，并把合成机构固定成一个整体。一个整体。（4 4）滚刀的安装）滚刀的安装 安装角安装角取决于滚刀螺取决于滚刀螺 旋升角旋升角0 、旋向及齿轮、旋向及齿轮 螺旋角螺旋角、旋向。、旋向。 二者同向时二者同向时= 0 ； 二者反向时二者反向时= 0 右旋滚刀如图左旋相反右旋滚刀如图左旋相反（5 5）齿坯附加转动的方向）齿坯附加转动的方向 图图a)为右旋滚刀切右旋齿为右旋滚刀切右旋齿 轮，附加转动轮，附加转动B22与与B12同同 向向，即比切直齿时多转些。，即比切直齿时多转

55、些。 图图b)为右旋滚刀切左旋齿为右旋滚刀切左旋齿 轮，附加转动轮，附加转动B22与与B12反向反向，即比切直齿时少转些。，即比切直齿时少转些。（三）（三）Y3150E滚齿机滚齿机 1.机床的特点及用途机床的特点及用途 能加工工件最大直径为能加工工件最大直径为 500mm，最大模数为，最大模数为8. 2.机床的运动分析机床的运动分析 抓两端抓两端连中间连中间（1）主运动传动链）主运动传动链 电动机电动机主轴（滚刀）主轴（滚刀）（2）展成运动传动链）展成运动传动链 滚刀转滚刀转1r工件转工件转K/z r（3）进给传动链）进给传动链 工件转工件转1 r刀架移动刀架移动mm（4）滚斜齿轮时的差动链）

56、滚斜齿轮时的差动链 刀架移动刀架移动L 工件转工件转1r（5）滚切蜗轮）滚切蜗轮 径向法滚切径向法滚切（1）主运动传动链）主运动传动链 电动机电动机主轴（滚刀）主轴（滚刀） 1430115/16521/42i A / B 28/28 28/28 28/2820/80=n刀刀 i 三种传动比；三种传动比； A / B 三种传动比。三种传动比。（2）展成运动传动链）展成运动传动链 滚刀转滚刀转1r工件转工件转K/z r 180/2028/2828/2828/28 42/56i合成合成e/fa/bc/d 1/72=K/z 滚直齿轮时，滚直齿轮时，u合成合成1（3）进给传动链）进给传动链 工件转工件转

57、1 r刀架移动刀架移动mm 172/12/2539/39 a1/b1 23/69 i 2/253=f（4）滚斜齿轮时的差动链）滚斜齿轮时的差动链 刀架移动刀架移动L 工件转工件转1r L 1/(3)25/22/25 a2/b2c2/d2 36/72 i合成合成e/fa/bc/d 1/72=1 滚斜齿轮时，滚斜齿轮时， i合成合成22.4.3 2.4.3 齿轮的其他加工方法齿轮的其他加工方法（一）插齿（一）插齿应用：应用：加工内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮、齿条等。加工内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮、齿条等。1. 插齿原理插齿原理主运动：主运动：插齿刀上下往复运动，插斜齿轮时插刀主轴在螺旋导轨上运动；插

58、齿刀上下往复运动，插斜齿轮时插刀主轴在螺旋导轨上运动；展成运动：展成运动：插齿刀与齿坯按一定速比转动；插齿刀与齿坯按一定速比转动；让刀运动；让刀运动； 径向进给运动；径向进给运动；2. 插齿机传动原理插齿机传动原理14 主传动链主传动链48 圆周进给传动链圆周进给传动链811展成传动链展成传动链（二）剃齿（二）剃齿 剃齿是由剃剃齿是由剃齿刀带动工件自齿刀带动工件自由转动并模拟一由转动并模拟一对螺旋齿轮做双对螺旋齿轮做双面无侧隙啮合的面无侧隙啮合的过程。过程。 用于未淬火用于未淬火软面齿轮的精加软面齿轮的精加工。工。（三）珩齿（三）珩齿 珩齿是由珩珩齿是由珩磨轮带动工件自磨轮带动工件自由转动并模

59、拟一由转动并模拟一对螺旋齿轮做双对螺旋齿轮做双面无侧隙啮合的面无侧隙啮合的过程。过程。 用于淬硬齿用于淬硬齿面的齿轮精加工。面的齿轮精加工。（四）磨齿（四）磨齿 多用于淬硬齿轮多用于淬硬齿轮的齿面精加工，的齿面精加工，63级精度。级精度。 磨齿机分两大类：磨齿机分两大类：成形法磨齿和成形法磨齿和展成法展成法磨齿磨齿展成法磨齿分：展成法磨齿分：连续磨齿连续磨齿(砂轮为蜗砂轮为蜗杆形杆形)分度磨齿分度磨齿(砂轮有碟砂轮有碟型、大平面型、锥型、大平面型、锥形，利用齿条和齿形，利用齿条和齿轮啮合原理轮啮合原理)插齿、剃齿、磨齿插齿、剃齿、磨齿1.铣削特点铣削特点 1）多刃切削）多刃切削 2）铣削方式可选）铣削方式可选 3）断续切削）断续切削 4）半封闭切削）半封闭切削2.端铣和周铣端铣和周铣 1）端铣：用分布）端铣：用分布于铣刀平面的刀于铣刀平面的刀齿切削；齿切削； 2）周铣：用分布）周铣：用分布于铣刀圆周面的于铣刀圆周面的刀齿切削。刀齿切削。4.5.1 铣削加工铣削加工4.5 铣削加工与铣床铣削加工与铣床3.逆铣和顺铣逆铣和顺铣 1）逆铣：）逆铣：铣刀切铣刀切入工件时的切削入工件时的切削速度方向与工件速度方向与工件的进给方向相反。的进给方向相反。刀齿