金属切削机床课件.ppt

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,*,金属切削机床(,Metal cutting machine tools),目 录,绪 论,第一章 机床的运动分析,第二章 车 床,第一节车床的用途与分类,第二节,CA6140,型机床的工艺范围和布局,第三节,CA6140,型机床的主要结构,第四节,CK3263B,数控转塔车床,第三章 磨 床,第一节,M1432A,型万能外圆磨床,第二节其它类,型磨床简介,第四章 齿轮加工机床,第一节齿轮加工机床的工作原理和分类,第二节滚齿机运动分析,第三节,YC3180,型淬硬滚齿机,第四节其它齿轮加工机床的运动分析,第五章 数 控 机 床,第一节数控机床的产生和特点,第二节数控机床的工作原理,第三节数控机床的程序编制,第四节,JCS018,立式镗铣加工中心,第六章 其它机床,第一节铣床,第二节镗床,第三节钻床,第四节组合机床,第五节其它机床,绪 论,一、金属切削机床及其作用,（,了解,）,1、概念,用切削的方法将金属毛坯加工成零件的机器，简称机床。,广义的机床：金属加工的机器,2、机械制造中的金属切削机床的作用,核心作用：工欲善其事，必先利其器,基础作用：装备水平-现代化与综合实力,先驱作用：机械技术向机械科学发展,3,、机床在国民经济中的地位,二十一世纪制造业,是,我国的支柱产业之一；我国是制造业发展的重要基地。,1).,在工业、农业、国防和科研领域中，在人们的日常生活里，大量使用着各种各样的机器、仪器、工具等，这些机器、仪器等又大多是以金属零件所组成。零件的制造方法有很多，如铸造、锻造、焊接、冲压等。但凡属尺寸精度、几何精度、位置精度要求较高，表面粗糙度要求较细的零件，一般都要求用切削加工的方法制造。金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯（或半成品）加工成机器零件的机器。,2).,金属切削机床是加工机器零件的主要设备。担负的工作量，约占机器总制造工作量的,，,机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。,3),一个国家机床工业的技术水平，机床拥有量及现代化程度，是衡量这个国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一。,二、机床的发展概况,（,了解,）,1、从商品生产的发展看机床的变革,普通机床：单件小批量生产,专用机床，刚性自动线：少品种大批量生产,数控机床，柔性自动线：多品种小批量生产,2、从基础科学的应用看机床的发展,经典力学的应用：牛顿力学，流体力学,（普通）,光学、电学的运用：光学定位、测量技术、电气控制,（坐标）,控制理论，信息技术的应用：数控技术、专家系统与人工智能,（数控）,效率优先与适度自动化理念,（,新概念）,3,、现代机床的发展趋势：,1.,多样化 精密化 高效化 自动化 柔性化,2.,数控机床的比重迅速上升,3.,机械部件的比重不断下降，电子硬件和软件的比重不断上升,金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。,4,、我国机床工业的水平和机床的发展,我国机床工业的水平：,起点较低，差距较大，进步很快；我国机床工业水平,:,数控普及率,5,、联动轴数,6,、分辨率,1m,、规格为中小型和经济型。,世界机床工业先进水平：,数控普及率,80,、联动轴数,19,、分辨率,:0.01m,、规格为大型、精密型,我国经济持续快速发展。连续,9,年，中国继续保持了机床消费世界第一,(2010-4,统计,),、进口第一、生产第三的位置。,中国数控机床展览会自,2006,年起逢双年在上海举办。作为一个重要的机床展览，,CCMT,得到了众多参展商和最终用户的一致认可。,第五届中国数控机床展览会在北京举行（,2008,年,4,月,21,24,日，这次展会的主题是展示国产数控机床最新的成果）。,相继启动的重要、重大项目都对数控产品在技术性能和功能等方面提出了更高的要求。,三、机床的分类,（,了解,）,1,、按机床工艺范围宽窄分类：,通用机床（万能机床）：这类机床可以加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构比较复杂，主要适用于单件小批生产。,专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序。,专用机床：这类机床的工艺范围最窄，只能用于加工某一零件的某一道特定工序，适用于大批量生产。,2,、按加工精度分类：,普通精度机床、精密机床和高精度机床。,3,、按自动化程度分类：,手动、机动、半自动、自动和程序控制机床。,4,、按重量与尺寸分类：,仪表机床、一般机床、大型机床（重量达到,l0t,）、重型机床（重量在,30t,以上）、超重型机床（重量在,100t,以上）。,5,、按机床主要工作部件的数目分类：,单轴、多轴、单刀或多刀机床。,6,、按机床具有的数控功能分类：,普通机床、一般数控机床、加工中心和柔性制造单元等。,三、机床的分类,（,掌握,）,金属切削机床种类虽然很多，最,基本的是按机床的主要加工方法,所用刀具及其用途分类,。只有车床、铣床、刨床、磨床和钻床等,5,种,，其他各种机床都由这,5,种机床演变而成。如镗床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨插床，拉床，特种加工机床，锯床和其他加工机床等,1,1,类，每类按工艺特征和结构特征的不同，细分为若干,组,，而每组又细分为,系,（系列）。,车床,C,钻床,Z,铣床,X,镗床,T,磨床,M,齿轮加工机床,Y,拉床,L,螺纹加工机床,S,锯床,G,刨插床,B,其他机床,Q,三、机床的分类,（掌握）,钻,床,1.,按加工性质,和,所用刀具分,齿轮加工机床,螺纹加工机床,铣,床,刨,插,床,镗,床,磨,床,拉,床,特种加工机床,锯,床,车,床,其它机床,12,类,2002-4-19,11,产品型号,CA6136,产品规格,360,750,车床,2002-4-19,12,产品型号,CA6140,产品规格,400,1000,车床,2002-4-19,13,产品型号,CAK6140V,产品规格,400,1000,数控车床,产品型号,CK6125,产品规格,450,350,数控车床,2002-4-19,15,磨,床,16,钻,床,2002-4-19,17,X718,铣,床,2002-4-19,18,X3010,铣,床,2002-4-19,19,XKA5032A,数控铣床,2002-4-19,20,L6104,拉,床,2002-4-19,21,BK60100,刨床,2002-4-19,22,产品型号,G6530A,锯 床,2002-4-19,23,产品型号,TK54100,产品规格,1000,1250,数控镗床,2002-4-19,24,产品型号,TH5940,产品规格,400,630,2,加工中心,2002-4-19,25,铣削过程,2002-4-19,26,插齿过程,2002-4-19,27,滚齿过程,拉齿过程,2002-4-19,29,2.,按机床的通,用性程度分,通用机床,专门化机床,专用机床,3.,按机床工,作精度分,普通机床,精密机床,高精度机床,2002-4-19,30,4,按机床的自动化程度分,手动机床,机动机床,半自动机床,自动机床,5.,按机床重量和尺寸分,仪表机床,中型机床,大型机床,重型机床,超重型机床,2002-4-19,31,单刀机床,多刀机床,单轴机床,多轴机床,6.,按机床主要部件数目分,普通机床,数控机床,加工中心,柔性制造单元,柔性制造系统,7.,按机床的数控功能分,四、机床的技术参数,（,掌握,）,机床的技术参数是表示机械尺寸大小及其工作能力和各种技术数据。,机床的技术参数包括：,主参数,第二主参数,主要工作部件的结构尺寸（如工作台面）,主要工作部件的移动行程范围,各种运动的速度范围和级数,电机功率,机床轮廓尺寸,主参数：,机床主参数是表示机床规格大小的一种参数，它直接反应出机床的加工能力的大小。,五.通用机床型号,（,重点,）,（）,（）,（）（）（）,其它特性代号,重大改进顺序,主轴数或第二主参数,主参数或设计顺序号,系代号,组代号,通用特性、结构特性代号,类代号,分类代号,2002-4-19,34,普通机床的类别代号,2002-4-19,35,通用特性代号,机床的组别代号,C,A,6,1,4,0,主参数（,最大加工直径400,mm,）,系代号,（,1,）,组代号（卧式车床）,通用特性（重大改进序号）,类代号（车床）,五.机床型号,五.机床型号,X,6,2,主参数（主轴直径20,mm）,组：卧式升降台铣床,铣床,五.机床型号,Y,3,1,50,E,重大改进序号,主参数（最大工件直径500,mm）,系代号,（,1,）,组：滚齿机,齿轮加工机床,五.机床型号,Z,5,25,主参数（最大钻孔直径25,mm）,组：立式钻床,钻床,五.机床型号,六、专用机床型号,（,掌握,）,专用机床型号表示方法,：专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成，型号构成如下：,专用机床的设计单位代号,：设计单位代号包括机床生产厂和机床研究单位代号（位于型号之首）。,专用机床的设计顺序号,：专用机床的设计顺序号按该单位的设计顺序号排列，由,001,起始，位于设计单位代号之后，并用“一”隔开，读作“至”。例如，沈阳第一机床厂设计制造的第一种专用机床为专用车床，其型号为,SI-001,；北京第一机床厂设计制造的第,100,种专用机床为专用铣床，其型号为,BI100,。,七、机床自动线型号,（,掌握,）,机床自动线代号,：由通用机床或专用机床组成的机床自动线，其代号为,ZX,（读作“自线”），位于设计单位代号之后，并用“,-”,分开，读作“至”。机床自动线设计顺序号的排列与专用机床的设计顺序号相同，位于机床自动线代号之后。,机床自动线的型号表示方法,：型号构成如下：,八、对机床的一般要求,（,了解,）,功能要求：,机床的功能包括工艺范围、加工精度及表面粗糙度等。,经济性要求：,包括机床制造和使用两方面。对于机床使用厂，要求机床在保证所需加工精度和表面粗糙度的前提下，有尽可能高的生产率，而提高生产率的途径有：提高机床的自动化程度、采用高速化技术（,在日本,:,主轴的高速化：,25000r/min,，进给系统的高速化：,50m/min,，高速,ATC,：刀库分度,50m/min,，,Hi-NC:,高速、高精度数控。,）,人机关系要求：,良好的人机关系。,环境保护要求：,噪音要小。,第一章 车 床,第一节 车床的用途、运动与分类,（,了解,）,一、车削,车削的形成运动：,主运动：工件的旋转运动,进给运动：刀具的移动,挂轮变速机构,主轴箱,刀架,尾座,床身,床腿,溜板箱,光杠,丝杠,床腿,进给箱,二、车床的分类,1）卧式车床,2）立式车床,3）转塔车床,4）单轴自动车床,5）多轴自动与半自车床,6）仿形车床及多刀车床,7）专门化车床：如凸轮轴车床，曲轴车床等。,二、车床的分类,卧式车床：,适用于单件、小批量生产加工。能够车削内外圆柱面、圆锥面、成形回转面、端面和螺纹，用滚花刀进 行滚花，尾座还能进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹和套螺纹等。,转塔式六角车床：,适用于成批生产加工形状复杂的盘、套类零件。这种机床有一个绕垂直轴线转位、,6,个工位的六角转塔刀架，每一工位通过辅具可装一把或一组刀具，作纵向进给运动，以车削内外圆柱面，钻、扩、铰孔和车孔，攻螺纹和套螺纹等。有一个横刀架作纵、横进给运动，以车削大直径的外圆柱面、成形回转面、端面和沟槽。,回轮式六角车床：,适用于成批生产轴类及阶梯轴类零件的加工。该机床有一个绕水平轴线转位、,12,或,16,个工位的圆盘形回轮刀架，回轮刀架上均布的轴向孔中通过辅具可装一把单刀或复合刀具进行加工。刀架作纵向进给运动时，可车削内外圆柱面，钻孔、扩孔、铰孔和加工螺纹，刀架绕自身缓慢转动，即作进给运动时，可完成成形回转面、沟槽、端面和切断等工序的加工。,二、车床的分类,单柱立式车床：,适用于单件小批大型盘类零件的加工。该机床的主轴是垂直布置的，主轴下方有一个可回转的大直径的圆形工作台，以便安装笨重的大型零件，横梁上有,l,个,5,工位垂直刀架，可沿横梁导轨作水平进给运动、沿刀架导轨作垂直进给运动及将刀架摆动角度后的斜向进给运动，以加工内外圆柱面、内外圆锥面、端面、切槽、钻孔、扩孔和铰孔等，立柱右侧导轨还有,1,个侧刀架，用来加工外圆、端面及外沟槽等。,铲齿车床：,适用于工具车间对一些刀具进行齿背的铲削和铲磨加工。该机床的外形与卧式车床相似，是一种专门化车床，用于铲削和铲磨成形铣刀、齿轮滚刀和丝锥等刀具的齿背（后刀面），使其获得所需切削刃形状和规定的后角。铲齿时，刀具毛坯通过心轴安装在机床两顶尖间作匀速旋转，刀架上铲齿刀由凸轮传动作径向往复运动，以获得阿基米德螺旋线的齿背。,仿形车床：,按照样件的轮廓自动车削出形状和尺寸相同的工件。,数控车床,此外，在大批大量生产的工厂中还有各种各样专用车床。如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床等,第二节,CA6140,型卧式车床的工艺范围和布局,（,了解,）,一、车床的工艺范围,二、机床的总布局,主轴箱：,固定在床身,4,的左边，内部装有主轴和变速传动机构。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功能是支承主轴，并把动力经变速机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动。,刀架,：可沿床身,4,上的刀架导轨作纵向移动。刀架部件由几层组成，它的功用是装夹车刀，实现纵向、横向和斜向运动。,尾座：,安装在床身,4,右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整位置。它的功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头，铰刀等孔加工刀具进行孔加工。,进给箱：,固定在床身,4,的左端前侧。进给箱内装有进给运动的变速机构，用于改变机动进给的进给量或所加工螺纹的导程。,溜板箱：,与刀架,2,的最下层，与刀架一起作纵向运动，把进给箱传来的运动传给刀架，使刀架实现纵向和横向进给，或快速运动，或车削螺纹。装有各种操作手柄和按钮。,床身：,固定在左右床腿,7,和,5,上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持相对位置或运动轨迹。,三、主运动传动链传动路线,（,重点,）,（二）,传动路线表达式,运动经,v,带轮传动副传至轴,I,，压紧轴,I,上的多片摩擦离合器,M1,左部经齿轮副运动传至轴,II,，实现主轴正转,如下图。,压紧右部经中间轮可获得相反方向的运动,如,图,运动从轴,II,传往主轴有,2,条路线：,a.,高速路线 主轴上的滑移齿轮,50,向左移，使之与轴,III,上右端的齿轮,63,啮合，运动传至主轴得高转速。,b.,主轴上的滑移齿轮,50,向右移，使之与齿式离合器,M2,啮合，轴,III,的运动经齿轮副传至轴,IV,，又经齿轮副传至轴,V,，再经齿轮副和齿式离合器传至主轴获得低转速,如,图,主轴转速级数和转速值,由传动系统图和传动路线表达式可以看出，主轴正转时，可得,23,6,种高转速和,2322=24,种低转速。轴,IIIV,之间的,4,条传动 路线的传动比为,u,1,20/80 x 20/80,1/16 u,2,20/80 x 51/501/4,u,3,50/50 x 20/80,1/4 u,4,50/50 x 51/501,式中，,u,2,和,u,3,基本相同，所以实际上只有,3,种不同的传动比。主轴实际 上只能得到,23(22,1)=18,级转速。加上由高速路线传动获得的,6,级转速，主轴共可获得,24,级转速。,同理，主轴反转时，有,31,(22,一,l),12,级转速。,应用上述平衡式，可以计算出主轴正转时的,24,级转速 为,101400r/min,。同理，也可计算出主轴反转时的,12,级转 速为,141580r/min,。主轴反转通常不是用于切削，而是用 于车削螺纹，车完一刀后，车刀沿螺旋线退回，所以转速 高可以缩短辅助时间。,（三）转速图（,机床设计,）,1、传动组中传动副数的确定,12=4*3 12=3*4,12=3*2*2 12=2*3*2 12=2*2*3,选用原则：前多后少 前密后疏,升早降晚,2、转速间的关系,主轴的各级转速通常按等比数列的规律排列,即：,N,1,=,N,min,N,2,=N,1,N,3,=N,2,=N,1,2,N,K,=N,1,k-1,Nz,=,Nmax,=N,1,z-1,若,Rn,=,Nmax,/,Nmin,则,Rn,=,z-1,Rn,为变速范围,Z,为转速级数,为公比,3、齿轮齿数的确定,同一传动组内各齿轮的模数常取为相同，因此，各传动副的齿数和相等。可由计算或查表确定齿轮的齿数,计算法：,（1）将各传动比化为分子分母都是整数的分数。如:,U,a1,=1/,2,=1/2,;,U,a2,=1/,=1/1.41=5/7;U,a3,=1=1/1,(2),将每个传动比的分子分母相加，每个,传动比中，分子是主动轮齿数的因子，分母是被动轮齿数的因子。因此，分子与分母的和一定就是这一对齿轮齿数的和的因子。,U,a1,:1+2=3;U,a2,:5+7=12;U,a3,:1+1=2,(3,),计算各传动比分子分母和的最小公倍数。,上例的最小公倍数为12,（4）将最小公倍数乘某个整数,K,就是齿数和.,本例中取,K,=6 S=6*12=72,U,a1,=1/2=24/48;U,a2,=5/7=30/42;,U,a3,=1/1=36/36;,四,、,进给传动链,（,重点,）,1、传动路线,进给运动传动链,运动从主轴,VI,开始，经轴,IX,代传至轴,X(,这是进给换向机构,),，后经挂轮传至轴,XIII,，然后进入进给箱。从进给箱传出的运动，一条路线是经丝杠,XIX,带动溜板箱，使刀架纵向运动，这是车削螺纹的传动链；另一条路线是经丝杠,XX,和溜板箱带动刀架作纵向或横向的机动进给，这是进给传动。,车削螺纹,（一）、车削螺纹,1 r,（主轴）,u L,丝,=L,工,式中,u,从主轴到丝杠之间的总传动比；,L,丝,机床丝杠的导程，,CA6140,型车床的,L,丝丝,=12mm,；,L,工,被加工螺纹的导程（,mm,）。,由此看出，为了车削上述不同类型、不同导程的螺纹，必须对车削螺纹的传动链进行适当调整，使,u,作相应的改变。,1.,车削米制螺纹：,从米制螺纹导程的国家标准表可以看出，表中的每一行都是按等差数列排列的，列与列之间成倍数关系,其中轴,XIVXV,之间的变速机构可变换,8,种不同的传动比：,u,基,1,=26/28=6.5/7,u,基,2,=28/28=7/7,u,基,3,=32/28=8/7 u,基,4,=36/28=9/7,u,基,5,=19/14=9.5/7 u,基,6,=30/14=10/7,u,基,7,=33/21=11/7 u,基,8,=36/21=12/7,轴,XVIXVIII,间的变速机构可变换,4,种传动比：,u,倍,1,=18/45x15/48=1/8,u,倍,2,=28/35x15/48=1/4,u,倍,3,=18/45x35/28=1/2,u,倍,4,=28/35x35/28=1,根据传动系统图或传动路线表达式，可以列出车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式为：,L,丝,=1,r,(,主轴,)58/5833/33,63/100100/75,25/36,u,基,25/3636/25,u,倍,12mm,L,丝,=1,r,(,主轴,)58/5833/33,63/100100/75,25/36,u,基,25/3636/25,u,倍,12mm,式中,u,基,基本组的传动比；,u,倍,增倍组的传动比。,将上式简化后可得：,L,丝,=,7u,基,u,倍,2.,车削模数螺纹：,模数螺纹主要用于车削米制蜗杆，有时某些特殊丝杠的导程也是模数制的。模数螺纹用模数,m,作为参数。米制螺纹的齿距为,P,m,=,m,，所以模数螺纹的导程为,L,丝,m,=,kP,m,=,k,m,。模数,m,的标准值也是按分段等差数列的规律排列的。运动平衡式为：,L,丝,m,=,k,m,=l,r,(,主,)58/5833/33,64/100100/97,25/36,u,基,25/3636/25,u,倍,12,式中,64/100100/9725/367,/48,，代入化简后得：,L,丝,m,=,k,m,=(7,/4),u,基,u,倍,m,=(7/4,k,),u,基,u,倍,3.,车削英制螺纹,M4,脱开，,M3,、,M5,啮合,车削英制螺纹：,英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数,a(,扣,/in),表示，因此，英制螺纹的导程,L,丝,a,=1/a in,，由于,CA6140,型卧式车床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹也应换算成以,mm,为单位的相应导程值，即,L,丝,a,=1/,a,in=25.4/,a,mm,车削英制螺纹时，应对传动路线作如下两点变动：,一是将基本组两轴的主、被动关系对调，使轴,XV,变为主动轴，轴,XIV,变为被动轴，就可得到,8,个按调和数列排列的传动比值；,二是在传动链中实现特殊因子,25.4,。运动平衡式为,L,丝,a,=l,r,(,主轴,)58/5833/33,63/100100/75,1/,u,基,36/25,u,倍,12,其中,63/100100/7536/25=63/7536/2525.4/21,所以,L,丝,a,=(25.4/21)(1/,u,基,),u,倍,12=4/725.4(,u,倍,/,u,基,)mm,改变,u,倍,和,u,基,，就可以车削出按分段等差数列排列的各种,a,值的英制,4.,车削,径节螺,纹,：,车削径节螺纹：,径节螺纹主要用于英制螺杆，用径节,DP,表示。径节,DP=z/D,（,z,为蜗轮或蜗杆齿数，,D,为分度圆直径，单位为,in,），即蜗轮或齿轮折算到每一英寸分度圆直径上的齿数。,车削径节螺纹时运动平衡式为,L,丝,DP,=25.4,/,D,P mm,L,丝,DP,=1(,主轴,)58/5833/33,64/100100/97,1/,u,基,36/25,u,倍,12,64/100100/97,36/2525.4,/84,25.4,/84,u,倍,/,u,基,12=25.4,/,D,P,D,P=7,u,基,/,u,倍,5.,车削大导程螺纹,f.,车削非标准螺纹和精密螺纹,需要啮合齿式离合器，导程,依靠调整挂轮的传动比,来实现，其运动平衡,（二）、车削圆柱面和端面,车削圆柱面和端面时，形成母线的成形运动是相同的，形成导线时成形运动的方向不同。运动从进给箱经光杠输入溜板箱，经转换机构实现纵向进给或横向进给。,1.,纵向机动进给量：,CA6140,型卧式车床纵向机动进给量有,64,种，并由,4,种类型的传动路线来获得。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时，可获得正常进给量。运动平衡式为,f,纵,lr,(,主,)58/5833/3363/100100/75(25/36)u,基,25/36(36/25)u,倍,28/5636/3232/564/2940/48 28/80 2.512 mm/r,化简后可得,f,纵,0.71 u,基,u,倍,mm/r,改变,u,基,和,u,倍,可得到从,0.081.22 mm/r,的,32,种正常进给量。,2.,横向机动进给量：,通过传动计算可知，横向机动进给量是纵向机动进给量的一半。,f,横,lr,(,主轴,)58/5833/3363/100100/75(25/36)u,基,25/36(36/25)u,倍,28/5636/3232/564/2940/4848/4859/185mm/r,=0.35u,基,u,倍,3.,刀架的快速移动：,为了减轻工人劳动强度和缩短辅助时间，刀架可以实现纵向和横向机动快速移动。,第三节,CA6140,型卧式车床主要部件结构,一、主轴箱,1.,卸荷带轮,：,电动机经,V,带将运动传至轴,I,左端的带轮,2,，带轮,2,与花键套,1,用螺钉联接成一体，支承在法兰,3,内的两个深沟球轴承上。法兰,3,固定在主轴箱体,4,上，这样带轮,2,可通过花键套,1,带动轴,I,旋转，,V,带拉力则经轴承和法兰,3,传至箱体,4,2.,双向多片离合器、制动器操纵机构,：,双向多片离合器装在轴,I,上。离合器左、右两部分结构是相同的。左离合器推动主轴正转，正转用于切削，传递的转矩较大。右离合器传动反转，主要用于退刀，片数较少（外摩擦片,4,片，内摩擦片,5,片）,3.,主轴和卡盘的连接：,CA6140,卧式车床主轴的前端为短锥和法兰，用于安装卡盘或拨盘。,4.,变速操纵机构,二、进给箱,三、溜板箱,1.,开合螺母机构：,车削螺纹时，进给箱将运动传递给丝杠。合上开合螺母，就可带动溜板箱和刀架。,2.,纵向、横向机动进给及快速移动的操纵机构,3.,互锁机构：,为了避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，对开螺母不应合上，反之，合上对开螺母时，就不许接通机动进给和快速移动。,4.,安全离合器：,机动进给时，如进给力过大或刀架移动受阻，则有可能损坏机件。为此在进给链中设有安全离合器，来自动地停止进给。,三、溜板箱,开合螺母机构,操纵机构,互锁操纵机构,超越离合器,安全离合器,（,了解,）,（,重点,）,（,重点,）,（,重点,）,第三章 磨 床,第一节,M1432A,型万能外圆磨床,一、机床的总布局,二、机床的运动与工艺范围,三、机床的机械传动系统,1,、砂轮架,特点：,1,）短三瓦式滑动轴承,2,）皮带直接驱动,3,）砂轮的平衡,2,、内圆磨具与支架,特点：,1,）带传动，提高平稳性,2,）弹簧力预紧轴承，自动补偿,热变形及轴承磨损,3,、头架,4,、尾架,5,、砂轮架的横向进给,第二节 其它类型的平面磨床,1,、分类,卧轴矩台平面磨床 卧轴圆台平面磨床,立轴矩台平面磨床 立轴圆台平面磨床,2,、形成运动,3,、特点,（卧轴）周面磨：精度粗糙度好，效率较低，工艺范围广,（立轴）端面磨：粗糙度、精度差、效率高，不能磨长零件,第三节 无心外圆磨床,1,、工作原理,贯穿磨削,V,导水平,=V,导,sin,V,导,垂直,=V,导,cos,切入磨削 轴向定位（定程档块）,小角度（,30,）产生水平向力,2,、特点,生产率高，表面精度高,调整复杂，适用于大批量生产,不宜加工周面不连续表面或有较高同轴度要求的表面.,高精度机床的结构特点,1,、高精度零部件,2,、高刚度零部件,3,、动态精度高，抗振性好，热变形小,4,、高精度测量仪器,思考题,1,、平面磨床有哪几种，其结构与工艺范围有何不同？,2,、无心外圆磨削方式有几种？其工艺范围如何？,第四章 齿轮加工机床第一节 齿轮加工机床的工作原理和分类,材料成形法,铸 造,热 轧 一般精度齿轮,冲 压,铣齿,成形法 刨齿 用成形刀具加工方法简单效率低，精度低。,插齿,切削法,滚齿,展成法 插齿,珩齿 加工精度高、效率高,剃齿,磨齿,第二节 滚齿机的运动分析一、滚齿原理,二、滚切直齿圆柱齿轮（一）机床的运动与传动原理图,1,、展成传动链,内联系传动链,2,、主运动传动链,3,、竖直进给传动链,A,（二）滚刀的安装,三、滚切斜齿圆柱齿轮,（一）机床的运动和传动原理图,（二）滚刀的安装,（三）工件附加转动的方向,第三节,YC3180,型淬硬滚齿机一、机床的用途与外形,二、机床的传动系统分析（一）传动系统图,1,、主运动传动链,2,、展成运动传动链,3,、轴向进给传动链,4,、差动传动链,5,、刀架快速升降传动路线,（二）滚切直齿圆柱齿轮的传动链及其换置,1,、主运动传动链,1,）找末端件,电机,滚刀,2,）定计算位移,1500r/minn,刀,3,）列运动平衡式,4,）导出换置公式：,uV,=n0/180.8,2,、展成运动传动链,1,）找末端件,滚刀,工件,2,）定计算位移,1/K=1/Z,3,）列运动平衡式,4,）导出换置公式,e,f,挂轮可根据被加工齿轮齿数选取（,P111,）,（三）滚动斜齿圆柱齿轮的传动链及其换置,1,展成运动传,引入合成机构,U,合,=,1,2,、差动传动链,1,）找末端件,刀架,工件,2,）定计算位置,T,（刀架轴间移动）,转（工件）,3,）运动平衡式,4,）计算换置公式,Uy,=,三、滚切齿数大于,100,的质数直齿圆柱齿轮由公式：,（,21Z161,）,（,Z,161,）,当,Z,100,并且为质数时没有合适的齿轮选用即下式无法实现。,滚 刀 工 件 刀 架,展成链 轴向传动链,Z/K 1,（,r,）,f(mm/r),展成链,合成,=1,f(mm/r),思考题：,1,、滚齿机中哪些传动链为内联系传动链，为什么？,2,、滚齿机的运动合成机构的作用是什么？,3,、滚切斜齿圆柱齿轮时，如何确定有关部件的旋转方向和安装角？,第四节 其它齿轮加工机床的运动分析一、插齿机,1,、插齿机的工艺范围,2,、插齿原理及所需的运动,3,、插齿机的传动原理图,二、磨齿机的运动分析,1,、成形法的磨齿原理及所需的运动,2,、展成法磨齿原理及运动,1,）连续磨削,2,）单齿分度磨削,三、锥齿轮加工机床的运动分析,1,、锥齿轮的切齿原理,2,、锥齿轮的切齿运动,3,、弧齿锥齿轮的传动原理和工作过程,4,、直齿锥齿轮刨齿机的工作原理,思考题：,1,、齿轮加工的方法有哪些？分别用哪种加工原理？（是成形法还是展成法？）,2,、成形法磨齿，展成连续磨齿和单齿分度磨齿的工艺特点有何不同？,3,、直齿锥齿刨齿机传动链中哪些是内联系传动链？,阅读与讨论：,单齿分度展成法磨齿展成运动的实现机构。,第五章 数控机床,1,、数控机床的产生和特点,一、数控机床的产生,需要,:,为提高制造系统柔性,方便精密复杂零件的加工,可能,:,电子技术、计算机技术的发展,数字控制是采用数字化信息实现加工自动化的技术控制。（,NC,）,早期,NC,是由各种逻辑元件，记忆元件组成的随机逻辑电路。由硬件实现数控功能，称为硬件控制。用这种技术的数控机床称为,NC,机床。,计算机数控（,Computer,Nemerical,Control,）,CNC,是用微处理器或专用微机的数控系统。由事先存放在存储器里的系统程序（软件）来实现控制逻辑，实现全部或部分数控功能的，称为,CNC,机床。,其过程是：零件图,程序,数控装置,伺服系统,机床,发展过程：,第一代 电子管元件,1952,年麻省理学院 立铣,第二代 晶体管元件,1959,年克耐,.,杜列克公司 加工中心,第三代 小规模集成电路,1965,第四代 小型计算机,1967 FMS,（美国）,第五代 微处理器 （,1970,年）,1980 FMC,二、数控机床的特点：,柔性：控制可编程，刀具补偿,可靠性：系统监测与诊断，加工过程调节,精确性：精密测量系统，精确位置控制,高精度加工处理，高性能机床组件,高生产率：加工速度较高，加工工序减少,工件和刀具自动交换,宜人性：,集成性：多种软件系统,DNC CIMS,2.,数控机床的工作原理,一、,CNC,机床的组成：,1,、程序清单与信息载体,2,、输入,/,输出装置,纸带阅读机 磁盘驱动器,CRT,等显示器件,3,、数控装置,接受信号、译码、运算和逻辑处理，将指令信息输出给伺服系统,脉冲信号的数量决定位移的大小（脉冲当量）,脉冲信号的频率决定速度,4,、伺服系统,是以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，是接受数控装置指令，驱动机床执行机构运动的驱动原件。,5,、检测反馈系统,检测速度、方向、位移及加工状况,电信号,数控装置,偏差,纠正误差指令,伺服系统,二、插补原理,1,、插补的概念,在工件轮廓上某起始点和终点之间，计算中间点的坐标，以使二点间的运动轨迹与被加工零件的轮廓相符合。这种数据的密化工作称为插补计算。,2,、插补方法的分类,1,）基准脉冲插补,又称脉冲增量插补，每次插补结束后产生一个行程增量，以脉冲形式输出，每次插补运算产生的指令脉冲输出到进给伺服系统，以驱动工作台运动。,脉冲当量：每发出一个脉冲，工作台移动一个基本长度单位，称为脉冲当量。,基准脉冲插补适用于以步进电机为驱动原件的开环控制系统。常用的有逐点比较法、数字积分法。,2,）数据采样插补,又称时间增量插补，其输出的不是进给脉冲，而是用二进制表示的进给量。它将加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔，称为插补周期。每一个插补周期内，根据指令进给速度计算出一个微小的直线数据段对应的位置增量数据进行输出。,数据采样插补适用于以直流或交流伺服电机为驱动元件的闭环和半闭环控制系统。,常用的是直线函数法、扩展,DDA,数据采样插补法。,3,、逐点比较法,逐点比较法插补过程,偏差判别：根据刀具当前位置，确定进给方向。,坐标进给：使加工点向给定轨迹趋进。即向减少误差的方向移动。,偏差计算：计算新加工点与给定轨迹的偏差，作为下一步判别的依据。,终点判别：判断是否到达终点。,1,）直线插补,在第一象限上，起点,O,为坐标原点，直线的终点坐标,E(,X,e,，,Y,e,),，直线方程为：,X,e,Y,XY,e,=0,设,P(X,Y),为动点坐标，则动点与直线的位置关系有,3,种：动点在直线上方、直线上、直线下方。,若,P,1,点在直线上方，则有：,X,e,Y,-,XY,e,0 P,点向,+X,向进给,若,P,1,点在直线上，则有：,X,e,Y,-,XY,e,=0 P,点向,+X,向进给,若,P,1,点在直线下方，则有：,X,e,Y,-,XY,e,0 P,点向,+Y,向进给,因此，可以构成偏差函数为,:,F=,X,e,Y,-,XY,e,对于动点,P,i,(X,i,Y,i,),若,F,i,0,，则表明,P,i,(X,i,Y,i,),点在,OE,直线之上或在直线上方，应沿,+X,向走一步，走步后，,X,i+1,=X,i,+1 Y,i+1,=Y,i,故,F,i+1,=X,e,Y,i+1,-X,i+1,Y,e,=,X,e,Y,i,-(X,i,+1)Y,e,=,X,e,Y,i,-X,i,Y,e,-,Y,e,=,F,i,-Y,e,F,i+1,=,F,i,-Y,e *,1,同理，若,F,i,0,则有,F,i+1,=,F,i,+,X,e,*,2,1,、,2,式为简化后的偏差计算公式,2),圆弧插补,在圆弧加工过程中，可用动点到圆心距离的大小来反映刀具位置与被加工圆弧之间的关系。加工点可能有三种情况出现：即圆弧上、圆弧外、圆弧内。,动点,P,（,X,，,Y,）位于圆弧上时：,X,2,+Y,2,R,2,0,动点,P,（,X,，,Y,）位于圆弧外时：,X,2,+Y,2,R,2,0,动点,P,（,X,，,Y,）位于圆弧内时：,X,2,+Y,2,R,2,0,定义圆弧偏差函数判别式为：,F =X,2,+Y,2,R,2,F,i,0,动点,P,（,X,i,，,Y,i,）应沿,Y,方向进给，新的动点坐标为,X,i+1,X,i,，,Y,i+1,Y,i,-1,F,i+1,=X,i+1,2,+Y,i+1,2,-R,2,=X,i,2,+(Y,i,-1),2,-R,2,F,i+1,=,F,i,-2Y,i,+1,同理，若,F,i,0,，,动点,P,（,X,i,，,Y,i,）应沿,Y,方向进给，新的动点坐标为,X,i+1,X,i,+1,，,Y,i+1,Y,i,F,i+1,=,F,i,+2X,i,+1,三、刀具补偿原理,1,、刀具补偿的概念,由于,CNC,系统通过控制刀架的参考点实现加工轨迹，但实际上切削时是使用刀尖或刀刃边缘完成，这样就需要在刀架参考点与刀具切削点之间进行位置偏置，从而使数控系统控制对象由刀架的参考点变换到刀尖或刀刃边缘。这种变换的过程就称之为刀具补偿。,刀具补偿一般分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。,2,、刀具长度补偿,刀具长度补偿常用于数控钻床和数控车床上。用以实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架参考点之间的转换。,使用刀具补偿是将刀具参数，如刀具半径、刀具长度、刀具中心的偏置量等预先存入刀补表中，不同的刀补号对应着不同的参数，编程员在进行程序编制时，通过调用不同的刀具号来满足不同的刀补要求。,3,、刀具半径补偿,刀具半径补偿的作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。,当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓）前进方向的左边时，称为左刀补。,反之，当刀具中心轨迹在编程