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1、YCF正版可修改PPT（中职）机械制造技术项目三机床ppt电子课件机械制造技术项目三机床机床工程机械车辆、手机外壳模具等工具在现代社会生产与生活中随处可见，如图3-1 和图3-2 所示。它们都是由各种各样的零件装配而成，而其中大多数零件都是经过机器切削加工得到的。通常，把用来对金属毛坯件进行切削加工的机器称为金属切削机床，简称机床。通过人工控制进行零件加工的机床称为普通机床。常见的普通机床主要包括车床、铣床、钻床和磨床等。图3-3所示为使用机床生产的车间现场。图3-1工程机械车辆图3-2手机外壳模具图3-3使用机床生产的车间现场1任务一机床传动的基本知识2任务二车床3任务三铣床4任务四钻床与镗
2、床5任务五磨床6任务六刨床7任务七组合机床任务一 机床传动的基本知识任务分析由于各种机械产品中回转表面的零件很多，车床的工艺范围又较广，所以车床使用十分广泛，其中尤以卧式车床使用最普遍。传动系统图是将各种传动元件用简单的符号，并按运动顺序依次排列，以展开图形形式画在机床外形及主要部件相互位置的投影面上的传动示意图，其可以用来表示传动路线、传动元件、变速方式和运动调整方式。1知识链接一、机床的概念及分类机床是用刀具对工件进行切削加工的机器，它是切削加工的主要设备，在机械制造工业中，它担负的劳动量占40 60。因为它是制造机器和生产工具的机器，所以又称为工作母机。1.机床的基本分类方法机床可按不同
3、特征进行分类，最基本的是按加工方式及主要用途进行分类，目前我国机床分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其他机床12 大类，机床的种类、代号及用途如表3-1 所示。种类车床镗床钻床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床特种加工机床锯床其他机床代号CZTM2M3MYSXBLDGQ用途车钻镗磨二磨三磨牙丝铣刨拉电割其他2.机床的其他分类法（1）按工件大小和机床重量，机床可分为仪表机床、中小型机床、大型机床（10 30 t）、重型机床（30 100 t）和超重型机床（100 t 以上）。（2）按加工精度，机床可分为相对精度级和绝对精度级两
4、种。大部分车床、磨床和齿轮加工机床有3 种精度产品，即3 个相对精度级。相对精度级在机床别号中分别用汉语拼音首字母P（普通精度级，在型号中P 省略）、M（精密级）、G（高精度级）表示。有些用于高精度精密加工的机床要求加工精度很高，即使是普通精度级产品，其绝对精度级也超过级，这些机床通常称为高精度精密机床，如坐标镗床、坐标磨床、螺纹磨床等。表3-1 机床的种类、代号及用途（3）按自动化程度，机床可分为手动操作机床、半自动机床和自动机床三种。半自动和自动机床在机床型号中分别用汉语拼音首字母B 与Z 表示。（4）按机床的自动控制方式，机床可分为仿形机床、数控机床和加工中心等，在机床型号中分别用字母F
5、、K、H 表示。（5）按机床适用范围，机床可分为通用机床、专门化机床和专用机床三种。（6）按机床的结构布局形式，机床可分为立式、卧式、龙门式等。二、机床的基本组成为了实现加工过程中所必需的各种运动，机床应具备以下三个基本部分。1.动力源提供运动和动力的装置称为动力源，如各种电动机。可以几个运动共用一个动力源，也可以每个运动单独使用一个动力源。2.传动装置传递运动和动力的装置称为传动装置。它可以改变运动性质、方向和速度，通过它将动力源与执行件或执行件与执行件之间联系起来，并保持某种确定的运动关系。机床的传动装置有机械、液压、气压、电气等多种形式。3.执行件执行运动的部件称为执行件，如主轴、刀架、
6、工作台等。其任务是带动工件或刀具完成旋转或直线运动，并保持准确的运动轨迹。三、机床的传动链传动链是指由动力源、传动装置和执行件按一定的规律所组成的传动联系。机床加工过程中所需的各种运动都是通过相应的传动链来实现的。根据传动链的性质，传动链可分为外联系传动链和内联系传动链两类。1.外联系传动链外联系传动链是联系动力源和执行件之间的传动链。它使执行件得到预定速度的运动，并传递一定的动力。其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响工件表面形状的形成。卧式车床的从电动机到机床主轴之间的传动链就是外联系传动链。2.内联系传动链内联系传动链是联系两个执行件，并使它们保持传动联系的传动链。其传动比要求
7、严格，否则将影响工件表面形状的形成。例如，在卧式车床上用螺纹车刀车削螺纹时，要求主轴转一转，刀具准确移动一个螺纹的导程，否则影响螺纹的螺距误差。所以，车削螺纹传动链属于内联系传动链。机床的传动链中使用多种传动机构，常用的有带传动机构、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、离合器机构、交换齿轮、挂轮架、液压传动装置、气动传动装置和机械无级变速器等。四、机床传动系统及传动系统图1.机床传动系统实现一台机床加工过程中全部切削运动和辅助运动的所有传动链就组成了一台机床的传动系统。机床有多少个运动，就有多少条传动链。2.机床传动系统图机床传动系统图是指按照国家标准（GB/T 446
8、02013）规定的图形符号画出机床各个传动链的综合简图。它能清晰地表示机床传动系统中各个零件及其相互连接关系，是分析机床运动、计算机床转速和进给量的重要工具。传动系统图是用以了解及分析机床运动源与执行件或执行件与执行件之间的传动联系及传动结构的一种示意图。图3-4 所示为CA6140 型卧式车床的传动系统图。在阅读传动系统图时，首先要了解该机床所具有的执行件及其运动方式，以及执行件之间是否要保持传动联系，然后分析运动源与执行件或执行件与执行件之间的传动顺序、传动结构及传动关系。任务实施任务实施一、任务引入根据 CA6140 型车床传动系统图（见图3-4），正确书写主运动传动路线表达式。二、分析
9、及解决问题1.齿轮在轴上的连接方式（1）固定连接。固定连接指齿轮与轴采用键连接，齿轮与轴一起旋转，无相对的轴向移动。例如，图3-4 中轴上的z=39、z=22 和z=30 的齿轮与轴的连接便是固定连接。（2）滑移连接。滑移连接指齿轮与轴采用花键连接，齿轮与轴一起旋转，但齿轮可以在轴上做轴向移动。例如，图3-4 中轴上z=38、z=43 的双联齿轮与轴的连接便是滑移连接。（3）空套连接。空套连接指齿轮与轴采用轴承连接，轴只起支撑作用，齿轮的运动与轴无关，轴可以固定不转，也可以旋转。例如，图3-4 中轴上的 z=34 的齿轮与轴的连接便是空套连接。2.传动链和传动比（1）传动链。一个机床有几种运动
10、，就有几条传动链。例如，车床主运动传动链，其首末两端为主电动机和主轴。对于车床的横向、纵向进给传动链，其首末两端为主轴和刀架。图3-4CA6140型卧式车床的传动系统图（2）传动比。在机床传动系统中所讲的传动比是指主动齿轮齿数与被动齿轮齿数的比值，用u表示，即u=z1/z2（对于带传动，u=d1/d2，d1 和d2 分别为主动轮和从动轮的直径），u 不同于机械设计中的传动比i，关系u=l/i，目的是便于计算。3.主运动传动链主运动传动链的首端为电动机，末端为车床主轴，其传动路线表达式为M1 和M2 为离合器。其中M1 向左结合，实现主轴正转；M2 向右结合，实现主轴反转；M1 处于中间，则轴空
11、转，既不传动左边z=51 和z=56 的齿轮，也不传动右边z=50 的齿轮。2任务二 车床任务分析任务分析图3-5 所示的轴套类零件在机械设备中被广泛应用。仔细观察这些零件，都具有一个共同的特点，即都是以轴线为回转中心的回转零件。对于这些零件应该选用什么机床加工？图3-5 轴套类零件知识链接一、车床的型号我国机床的型号是按照GB/T 153752008金属切削机床 型号编制方法编制的。每一台机床的型号必须反映出机床的类别、结构特性和主要技术参数等。例如，CA6140 型车床的代号和数字的含义如下：车床是切削加工的主要设备，它能完成多种切削加工，因此，在机械制造中，车床是应用最为广泛的机械加工设
12、备。二、车床的种类车床的种类很多，按用途和结构不同，车床可分为卧式车床、立式车床、转塔车床、多轴自动、半自动车床、多刀车床、仿形车床、专门化车床、数控车床、车削中心等。1.常用车床的主要部件及功能CA6140 型卧式车床的外形结构如图3-6 所示，其由床身、主轴箱、光杠、丝杠等组成。图3-6CA6140型卧式车床外形结构（1）床身。床身是车床精度要求很高的带有导轨（山形导轨和平导轨）的一个大型基础部件。床身用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。（2）主轴箱。主轴箱又称床头箱。主轴箱支撑并传动主轴带动工件做旋转主运动。箱内装有齿轮、轴筹，组成变速传动机构，变换主轴箱
13、的手柄位置，可使主轴得到多种转速。主轴通过卡盘等夹具装夹工件，并带动工件旋转，以实现车削。（3）交换齿轮箱。交换齿轮箱又称挂轮箱。交换齿轮箱把主轴箱的转动传递给进给箱。更换箱内齿轮，配合进给箱内的变速机构，可以得到车削各种螺距螺纹或蜗杆的进给运动，并满足车削时对不同纵、横向进给量的需求。（4）进给箱。进给箱又称走刀箱。进给箱是进给传动系统的变速机构。它把交换齿轮箱传递过来的运动经过变速后传递给丝杠来实现车削各种螺纹，或传递给光杠来实现机动进给。（5）溜板箱。溜板箱接收光杠或丝杠传递的运动，以驱动床鞍、中小滑板及刀架实现车刀的纵、横向进给运动。其上还装有一些手柄及按钮，可以很方便地操纵车床来选择
14、机动、手动、车螺纹及快速移动等运动方式。（6）刀架。刀架部分由两层滑板（中、小滑板）、床鞍与刀架体共同组成，用于安装车刀并带动车刀做纵向、横向或斜向运动。（7）尾座。尾座安装在床身导轨上，并沿此导轨纵向移动，以调整其工作位置。尾座主要用来安装后顶尖，以支撑较长工件，也可安装钻头、铰刀等进行孔加工。（8）床脚。左右两个床脚与床身左右两端下部联为一体，用于支撑安装在床身上的各个部件。同时，通过地脚螺栓和调整垫块使整台车床固定在工作场地上，并使床身调整到水平状态。（9）丝杠。丝杠主要用于车削螺纹。它是车床上主要的精密件之一，为长期保持丝杠的精度，一般不用丝杠做自动进给。（10）光杠。光杠将进给箱的运
15、动传递给溜板箱，使床鞍、中滑板做纵向、横向自动进给。（11）操纵杆。操纵杆是车床控制机构的主要零件之一。在操纵杆的左端和溜板箱的右侧各装有一个操纵手柄，操作者可以方便自如地操纵手柄以控制车床主轴的正转、反转或停车。2.立式车床立式车床与卧式车床的主要区别在于：前者主轴的回转轴线是竖直的，而后者主轴的回转轴线是水平的。立式车床有一个水平回转工作台，能承受较大的重量，便于找正和装夹形状复杂且较笨重的工件，又由于工件和工作台的重量均匀地作用在工作台底座的导轨与推力轴承上，因而其能长期保持工作精度。如图3-7 所示，立式车床由底座、工作台、立柱、横梁、垂直刀架和侧刀架（图中未标注）等部分组成。工作台安
16、装在底座上，工件装夹在工作台上并由其带动做主运动（旋转运动）；进给运动由垂直刀架和侧刀架来实现。两刀架的进给运动可同时进行，也可独立进行。侧刀架可沿立柱上的导轨移动做垂直进给，还可沿其刀架滑座的导轨做横向进给。垂直刀架可沿横梁上的导轨移动做横向进给，也可沿其刀架滑座的导轨做垂直进给。中小型立式车床的垂直刀架上通常带有转塔刀架，在转塔刀架上可安装几组刀具，供轮流切削之用。横梁可根据工件的高度沿立导轨调整位置。图3-7立式车床 3.转塔车床转塔车床与卧式车床相比，其结构上的主要区别在于它没有尾座和丝杠，而在尾座的位置上装有一个带溜板箱的只能在床身导轨上纵向移动且能装夹多把刀具的后刀架，故工件在一次
17、安装后可以进行多道工序的加工，精度容易保证，效率高。转塔车床根据后刀架的结构不同可以分为转塔式转塔车床和回转式转塔车床，图3-8 所示为转塔刀架，图3-9 所示为回转刀架。这两种车床的后刀架均设有定程机构，加工到位时可以自动停止进给，并快速返回原位。图3-8转塔刀架图3-9回转刀架转塔车床主要由床身、前溜板箱、后溜板箱、进给箱、主轴箱、前刀架、后刀架等部分组成。车床的主运动是由电动机经主轴箱传递给主轴并带动卡盘旋转的运动；进给运动是由主轴经进给箱传递给光杠并带动前、后溜板箱使两刀架移动来实现的。前刀架既可以在床身导轨上做纵向移动，也可以做横向移动，以适应加工较大直径的外圆柱面、内外端面及沟槽的
18、需要。后刀架只能做纵向进给，它上面安装的多把刀具主要用于对工件进行钻、扩、铰或镗孔加工等。由于没有丝杠，因而只能用丝锥或板牙加工内、外螺纹，且加工精度较低。4.多刀半自动车床多刀半自动车床是指能自动完成装卸工件及切削运动和辅助运动的车床。图3-10 所示为液压半自动车床。它主要由床身、主轴箱、前刀架、后刀架、液压装置和电气装置等部分组成。主轴箱正面装有操纵板、插销板（调整程序、预选转速和进给量）、供调整或操纵用的旋钮和按钮。插销板和行程开关是发布指令的装置，指令由电路、油路和一些机构传递给被控制的工作部件，控制它们的行程、速度和方向，使车床完成规定加工程序的工作循环。图3-10液压半自动车床车
19、床主要用于加工各种回转表面（内、外圆柱面、圆锥面、成形表面等）及回转体的端面，车削各种螺纹，也可用于钻孔、扩孔、铰孔，用丝锥、板牙进行内外螺纹的加工，如图3-11 所示。车床的类型、特点及应用如表3-2 所示。三、车床的用途及加工范围图3-11车床的类型加工表面类型特点及应用卧式车床这类车床适用于加工中小型轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，以圆柱体为主。其加工范围很广，也称为万能车床立式车床这类车床主要用于加工大型圆盘类零件转塔车床这类车床主要用于成批生产工序较多的盘套类零件及连接件多刀半自动车床这类车床主要用于形状较复杂的盘套类零件的粗加工和半精加工，适用于成批和大量生产表3-2车床的类型
20、、特点及应用四、车床附件安装工件时，应使工件相对于车床主轴轴线有一个确定的位置，并能使工件在受到外力（重力、切削力和离心力等）的作用时，仍能保持其既定位置不变。为了安装形状各异、大小不同的工件，车床上常备有卡盘、花盘、顶尖、中心架、跟刀架等附件。车床的常用附件如表3-3所示。名称外形使用方法适用范围三爪自定心卡盘将工件安装在三爪自定心卡盘中心，利用均布在卡盘体上的三个活动卡爪的径向联动把工件夹紧并自动定位。三爪自定心卡盘有正爪与反爪两种，当夹持直径较大的工件时，应使用反爪具有自定心作用，主要用于夹持圆形、正三角形或正六边形等工件四爪单动卡盘将工件安装在四爪单动卡盘中心，利用四爪自动或单动把工件
21、夹紧并定位。四爪单动卡盘有正爪与反爪、自动与单动多种主要用于装夹四方块、四方形零件，也适用于轴类、盘类、偏心或不规则零件的装夹表3-3车床的常用附件顶尖将顶尖装夹在尾座套筒或主轴卡盘上，采用一夹一顶或两顶尖的装夹方法加工工件主要起支承作用，还可用于钻孔、螺纹和铰孔中心架先将工件支承处车一放置支承爪的沟槽，再将工件放在中心架上，并校正悬伸端处。使用中心架必要时需要圆整和研磨支承爪圆弧面，接触处应注润滑油主要用于加工带有台阶的细长形阶梯轴或悬伸轴跟刀架先将待加工工件右侧车一段外圆，再将跟刀架安装在床鞍上，在跟刀架的两个支承爪间支承工件，跟刀架必须紧跟在车刀后面随床鞍纵向运动主要用于加工各类细长轴，
22、防止工件变形花盘一般用铸铁材料制造，可以直接用螺栓安装在车床主轴上。花盘表面均匀分布长短不等的槽，主要用来安装螺栓主要用于加工各类轴承座、曲轴、油泵壳体等外形不规则的工件。使用花盘时需要校正平衡3任务三 铣床任务分析任务分析图3-12 所示为变速器的传动轴，如果没有专门用于加工类似于该零件上的花键、齿轮的拉床、滚齿机时，应该选择什么机床加工这些部位？图3-12变速器的转动知识链接铣床是用来进行铣削加工的机床，它在金属切削机床中所占的比重也是较大的，约占金属切削机床总台数的25。铣削加工的应用范围广泛，特别是在平面加工中，是一种生产效率较高的加工方法，在成批大量生产中，除加工狭长平面外，几乎都可
23、以用铣代刨。一、铣床的型号铣床的型号如下：1.卧式铣床X6132 型铣床的外形结构如图3-13 所示。其主要由床身、底座、主轴变速机构、主轴、横梁（图中未标注）、升降台、横溜板、回转盘、工作台、进给变速机构等部分组成。图3-13 X6132型铣床的外形结构二、铣床的种类（1）床身和底座：机床的主体，用来安装和连接各个部件，使它们在工作时保持正确的相对位置。（2）主轴变速机构：实现主运动及主轴变速。（3）主轴：安装铣刀或飞轮。（4）横梁：用来安装挂架，为刀杆的另一支承端，增加刚性（卧铣时用）。（5）升降台：支承横溜板、回转盘和工作台，并带动它们上下直线移动。（6）横溜板：带动工作台做横向移动。（
24、7）回转盘：处于工作台与横溜板之间，可以使工作台在水平面45范围内旋转角度，做斜向运动。（8）工作台：用来安装夹具和工件，并做纵向进给运动。（9）进给变速机构：改变进给量。2.立式铣床立式铣床与卧式铣床的主要区别在于立式铣床主轴与工作台面垂直，如图3-14 所示。它的主轴可以通过手动在一个不大的范围内（一般为60 100 mm）做轴向移动。这种铣床刚性好，生产效率高，只是加工范围要小一些。有的立式铣床的主轴与床身之间有一回转盘，盘上有刻度，主轴可在垂直平面内左右转动45，因此扩大了加工范围。图3-14立式铣床3.龙门铣床龙门铣床是一种大型高效通用铣床，如图3-15 所示。工件固定在工作台上，随
25、工作台一起做纵向进给运动。立铣头安装在横梁上，可随横梁沿立柱导轨升降，也可以沿横梁导轨横向移动；卧铣头安装在立柱上，可沿其导轨升降。图3-15龙门铣床每个铣头都装有独立的电动机、变速机构、主轴和操纵机构。龙门铣床能进行多刀、多工位的铣削加工，刚度好，适用于强力切削。4.摇臂铣床如图3-16 所示，摇臂铣床具有广泛的用途，可以进行立铣、镗、钻、磨等工序加工各种斜面、螺旋面、沟槽、弧形槽等，适用于各种维修和生产，尤其适用于工、夹、模具的制造。它具有很大的灵活性，铣头装在摇臂上能在纵向垂直面内回转，摇臂能前后移动及在床身上做360回转，因而加工范围可以大于工作台面积。铣头转速较高，尤其适用于小型刀具
26、，保证工作质量和表面粗糙度及延长刀具使用寿命。铣头主轴套筒可以手动进给，以方便钻、镗孔的加工。机床还备有多种特殊附件，以适应不同零件的加工。图3-16摇臂铣床三、铣床的用途及加工范围铣床的用途十分广泛，在铣床上可以加工平面、沟槽、分齿零件（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋表面（螺纹、螺旋槽）、各种成形和非成形表面。此外，还可以加工内外回转表面和进行切断，如图3-17 所示。铣床的类型、特点及应用如表3-4 所示。图3-17铣床的典型加工表面类型特点及应用工作台不升降台式铣床工作台不能升降，可做纵向和横向进给运动及快速移动；主轴可沿轴线方向作轴向进给或调位移动；可加工大、中型工件的平面和导轨面
27、卧式万能升降台式铣床主轴水平布置，工作台可做纵向、横向和垂直三个方向的进给运动和快速移动，亦可在水平面内做最左角度为45的回转；适用于加工平面、斜面、沟槽、成形表面和螺旋面等立式铣床主轴垂直布置，工作台可做纵向、横向和垂直三个方向的进给运动和快速移动，主轴可做轴向进给或调换移动，且能在垂直平面内调整一定角度；适用于加工平面、斜面、沟槽、台阶和封闭轮廓表面工具铣床有两个互相垂直的主轴，其中之一能做横向移动。工作台不做横向移动，但能在三个垂直平面内一定角度，适用于加工形状复杂的各类刀具的刀槽、刀齿、工具、夹具和模具等龙门铣床横梁和立柱上分别安装铣头，各铣头都有独立的主运动、进给运动，工作台可做纵向
28、进给；适应于加工大、中型工件的平面和成型表面仿型铣床利用靠模可加工立体成型表面，如锻模、压模、叶片、螺旋浆的曲面等 四、铣床附件为了扩大加工范围，提高生产效率，常在铣床上配置相应的附件，其中主要的有机床用平口虎钳、回转工作台、万能分度头、立铣头等。铣床的常用附件如表3-5 所示。表3-5铣床的常用附件名称外形适用方法适用范围机床用平口虎钳分非回转式与回转式两类。安装到工作台上时，将底座下定位键与T 形槽定位和连接，并用打表法校正钳口机用平口虎钳适用于以平面定位和夹紧的中、小型工件。常用钳口规格有100 mm、125 mm、1 5 0 m m、2 0 0 m m 和250 mm等多种规格回转工作
29、台分手动进给与机动进给两种方式。安装时，可以直接用T 形螺钉将回转工作台固定在工作台面上。回转工作台适用于中、小型工件的分度和回转曲面的加工。常用直径为200 500 mm，直径为250 mm 以上时常用机动进给式表3-5铣床的常用附件万能分度头万能分度头可直接用T 形螺钉固定于铣床工作台。使用前，必须用校正棒对分度头主轴轴线与工作台台面的平行度及铣刀轴线的垂直度进行校正万能分度头适用于加工多边形工件、花键、齿式离合器、齿轮和螺旋槽等。常用的规格F11200、F11250 与F11320 等立铣头将立铣头安装于卧式铣床的垂直导轨上并与主轴连接，由主轴以传动比i 1 驱动立铣头主轴。立铣头主轴可
30、以在垂直平面内旋转45作为卧式铣床附件，扩大了卧式铣床工艺范围，特别适于单件生产或维修时使用万能铣头将万能铣头安装于卧式铣床的垂直导轨上并与主轴连接，以传动比i=1 驱动万能铣头主轴。万能铣头主轴可实现空间转动万能铣头兼具卧式铣床与立式铣床的功能，适用于加工各个方向上的平面、沟槽与成形面任务实施任务实施一、任务引入铣削加工是以铣刀作为主运动、工件或铣刀做进给运动的切削加工方法。在铣床上使用不同的铣刀可以完成平面、台阶、沟槽和成形面等的铣削。铣床就是进行铣削的一种应用广、类型多的机床。试说明图3-18 所示的铣床分别属于哪种类型、有何特点。图3-18 铣床示例二、分析及解决问题铣床的种类有很多，
31、主要有升降台铣床、工作台不升降铣床、龙门铣床和工具铣床等。图3-18（a）所示为立式升降台铣床，升降台铣床是普通铣床中应用最广泛的一种类型。安装工件的工作台可在垂直的三个方向上调整位置和实现进给运动，铣刀安装在主轴上通过旋转实现主运动。这种机床常用来加工中、小零件的平面、沟槽，若配置相应的附件，还可以加工螺旋槽及分齿零件，故广泛地用于单件、小批量生产车间、工具车间及机修车间。立式升降台铣床的主要特征是主轴与工作台垂直，主轴呈直立式。立式铣床安装主轴的部分称为立铣头。主轴上可安装立铣刀、端铣刀等刀具。立铣头可绕水平轴线扳转一个角度，工作台的结构与卧式铣床相同。图3-18（b）为数控铣床，数控铣床
32、是采用了数字控制技术的机械设备，它通过数字化信息对铣床的运动及其加工过程进行控制，实现要求的加工动作、数控铣床一般规格较小，其工作台宽度多在400 mm 以下。它可以进行钻孔、镗孔、攻螺纹、外形铣削、平面铣削、平面型腔铣削及三维复杂型面的铣削加工。加工中心、柔性制造单元均是在数控铣床的基础上发展起来的，主要也用于铣削加工。4任务四 钻床与镗床任务分析任务分析在机械零件中各种孔类零件非常多见，图3-19 所示的孔类零件，大小不一，种类繁多，这些孔是用什么机床加工的？图3-19 孔类零件知识链接钻床和镗床都属于孔加工机床。它们的主要区别在于：钻床是用麻花钻在实体部位上加工精度较低且直径较小的孔；镗
33、床是用镗刀在已有孔的工件上加工直径较大的孔，孔的精度也较高，且孔与孔的轴线之间的同轴度、平行度、垂直度及孔距精度均较高。因此，镗床特别适合加工箱体、机架等结构复杂、尺寸较大的零件。一、钻床的型号钻床的型号如下。二、钻床的种类钻床的种类主要有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床和中心孔钻床等。1.立式钻床立式钻床由主轴箱、进给箱、主轴、工作台、立柱、底座和操纵手柄等组成，如图3-20 所示，其加工孔径一般为50 mm 以内。电动机经带传动和齿轮变速机构，带动主轴旋转做主运动。主轴下端的锥孔可装夹钻削刀具。进给箱使主轴做机动进给，并可获得多种大小不同的进给量，预先调整好进给定程机构，就可在钻削刀具进给至预
34、定深度时，自动停止进给。转动操纵手柄即可实现手动进给。工件装夹在工作台上，进给箱和工作台均可沿立柱导轨垂直移动，调整其高低位置，可适应不同高度工件的加工需要。2.台式钻床台式钻床的结构与立式钻床相似，但它没有进给箱，如图3-21 所示，其进给运动完全靠手操纵手柄来实现。台式钻床多放置在工作台案上工作，钻孔直径一般在13 mm 以下，最大不超过16 mm。由于钻孔直径小，为了保证钻削时具有一定的钻削速度，台式钻床主轴通常用电动机经胶带塔轮变速机构直接传动。主轴箱可沿立柱做少量垂直位置调整，以适应工件不同高度。图3-21台式钻床图3-22摇臂钻床3.摇臂钻床摇臂钻床主要由底座、立柱、主轴箱、主轴、
35、工作台等部分组成，如图3-22 所示。摇臂钻床的立柱为双层结构，内立柱固定在底座上，外立柱由滚动轴承支承，可绕内立柱转动。加工时，工件固定在底座或工作台上，主轴上的钻削刀具做旋转运动并沿主轴轴线方向做进给运动。主轴箱和进给箱连接在一起，装在摇臂上，可沿摇臂水平导轨移动；摇臂装在外立柱上，绕其轴线回转。这两种运动组合可以把主轴调整到钻床加工范围（扇形区域）的任意位置，使主轴对准待加工孔的中心。因此，加工多孔大型零件时，在一次安装中，只需调整主轴的位置就可以对准每个加工孔的中心。图3-20立式钻床为了适应不同高度工件的加工需要，摇臂可沿外立柱上升或下降。为了使主轴在加工时保持准确的位置，摇臂钻床的
36、外立柱、摇臂及主轴都有锁紧机构，当主轴位置调整好以后，就可迅速地将它们锁紧。为满足钻孔、扩孔、铰孔和攻螺纹等不同加工对主轴转速和进给量大小的要求，摇臂钻床设有预选变速机构，可在机动进给加工时，预选好下一工步所需的主轴转速和进给量，加工完毕即可迅速调换，进行下一工步的加工。三、钻床的用途及加工范围钻床的加工范围较广，在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔和锪平面等，如图3-23 所示。钻床的类型、特点及应用如表3-6 所示。图3-23 钻床的加工范围类型特点及应用立式钻床适用于加工中小型工件，且被加工孔数不宜过多台式钻床主要用于加工小型零件的小直径孔，在电器、仪
37、表工业以及一般机械制造厂中的钳工装配车间有广泛的应用摇臂钻床广泛用于大中型多孔零件的加工表3-6钻床的类型及应用四、镗床的型号T618 型镗床的代号和含义说明如下：五、镗床的种类根据结构、布局和用途的不同，镗床可以分为卧式镗床、坐标镗床、精镗床、落地镗床、立式镗床和深孔钻镗床等。1.卧式镗床T618 型卧式镗床主要由床身、主轴箱、主立柱、尾立柱、工作台等部件组成，如图3-24 所示。（1）床身。床身是用来支承镗床各部件的，其上水平导轨供下滑座带动工作台一起做纵向进给运动。图3-24 卧式镗床（2）主轴箱。主轴箱上装有镗轴和平旋盘。镗轴既可做旋转运动（主运动），又可做直线运动（轴向进给运动）。镗
38、轴前端有莫氏5 号锥孔，用于安装刀具、镗杆或刀夹。平旋盘上有4 6 条T形槽，用于安装刀夹以适应大平面的加工需要，其上还有带燕尾形导轨的刀架滑板。刀架滑板上有两条T 形槽也可以安装刀夹，在镗削不深的大孔时，刀夹便安装在刀架滑板上，利用刀架滑板可调节背吃刀量。当加工孔边的端面时，还可以利用刀架滑板做径向进给运动。主轴箱还可沿主立柱上的导轨上下移动，既可以调节镗轴的高低位置，又可以实现垂直进给运动。（3）主立柱。主立柱是用于支承主轴箱的，其上导轨可供主轴箱上升或下降。（4）尾立柱。当镗杆伸出较长时，尾立柱上的后支承可用于支承镗杆的另一端，以增加镗杆的刚性。后支承也可沿尾立柱上的导轨上升或下降。（5
39、）工作台。工作台是用于安装工件的，它可以由上、下滑座带动做横向或纵向进给运动；工作台还可以绕上滑座的圆导轨在水平面内回转所需角度，以适应互成一定角度的孔或平面的加工。2.坐标镗床坐标镗床是高精度机床的一种，有坐标位置的精密测量装置。坐标镗床的结构刚性好，能在实体工件上钻、镗精密孔或孔系，主轴转速高达3 000 r/min，精镗进给量小至约0.02 mm/r，如图3-25 所示。图3-25 坐标镗床3.落地镗床落地镗床用于加工体积大、吨位重的大型工件，它的加工行程长，结构刚性更好，精度高，适合强力切削，如图3-26 所示。图3-26落地镗床镗床加工的适应性较强，它可以镗削单孔或多孔组成的孔系，锪
40、、铣平面，镗盲孔及镗端面等，如图3-27 所示。当配备各种附件、专用镗杆等装置后，镗床还可以车槽、车螺纹、镗锥孔和加工球面等。图3-27躺床的加工范围六、镗削加工的工艺范围任务实施任务实施钻削加工工艺分析钻床是加工内孔的机床，是用钻头在实体材料上加工孔，主要用于加工外形复杂、没有对称旋转轴线的工件，如杠杆、盖板、箱体、机架等零件上的单孔或孔系。钻孔属粗加工。一、钻削加工的工艺特点钻削加工的工艺特点如下：（1）钻头在半封闭的状态下进行切削的，切削量大，排屑困难。（2）摩擦严重，产生热量多，散热困难。（3）转速高、切削温度高，致使钻头磨损严重。（4）挤压严重，所需切削力大，容易产生孔壁的冷作硬化。
41、（5）钻头细而悬伸长，加工时容易产生弯曲和振动。（6）钻孔精度低，尺寸精度为IT13 IT10，表面粗糙度值Ra 为6.3 12.5 m。二、钻削加工的工艺范围钻削加工的工艺范围较广，在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪埋头孔和锪凸台端面等。在钻床上钻孔精度低，但也可通过钻孔扩孔铰孔加工出精度要求很高的孔（IT6 IT8，表面粗糙度值Ra 为0.4 1.6 m），还可以利用夹具加工有位置要求的孔系。在钻床上加工时，工件固定不动，刀具做旋转运动（主运动）的同时沿轴向移动（进给运动）。5任务五 磨床任务分析任务分析磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床，如图3
42、-28 所示。磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。图3-28 磨床知识链接用磨具（砂轮、砂带或油石等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床，统称为磨床。一、磨床的型号M1432A 型磨床的代号和数字的含义说明如下：二、磨床的种类我国生产的磨床有三个分类：普通磨床（M）、光整加工磨床（2M）和专用磨床（3M）。普通磨床有外圆磨床、平面磨床、内圆磨床及工具磨床等。1.万能外圆磨床万能外圆磨床除可以磨削外圆柱面和外圆锥面外，还可以磨削内圆柱面和内圆锥面等，故应用很广泛，如图3-29
43、 所示。图3-29 M1450B型万能外圆磨床（1）床身。床身的作用是支承磨床各部件。它上面有纵向导轨和横向导轨，分别作为工作台和砂轮架的移动导向。床身内部装有液压传动装置和纵、横向进给机构。（2）工作台。工作台由上、下工作台组成。上工作台用于安装头架和尾座，并可相对于下工作台的中心回转一定角度（顺时针方向为+3，逆时针方向为-9），以便磨削较长而锥度较小的外圆锥面。下工作台可由手动或液压传动，带动上工作台一起沿床身纵向导轨做纵向进给运动，行程由换向撞块控制并自动换向。工作台面不是水平的，而是向砂轮架方向下倾10角，以便切削液容易流走。（3）头架。头架上有主轴，其前端可以安装顶尖或卡盘，以便装
44、夹工件。主轴可以由头架上的电动机，通过带传动及头架内的变速机构得到不同的转速，头架可绕其垂直轴线回转一定的角度（-90），以便磨削大锥度的内、外圆锥面。（4）尾座。尾座套筒内装有顶尖，用来支承轴类工件的另一端。尾座在工作台上的位置，可视工件的长短加以调整。尾座套筒后端装有弹簧，能自动调节顶尖对工件的轴向压力，不致因工件发热伸长而产生弯曲变形，同时，也便于工件的装卸。（5）砂轮架。砂轮架是支承砂轮主轴的。砂轮及其主轴由单独的电动机驱动来做高速旋转，此即磨削外圆时所需要的主运动。砂轮架可以用手动或液压传动，使其沿床身横向导轨做横向进给运动。砂轮架还可以围绕其垂直轴线转动一定的角度（30），以便磨削
45、较大锥度的内、外圆锥面。（6）内圆磨具。内圆磨具是用来磨内圆的，其主轴前端装有内圆砂轮。它由单独的电动机经传动带传动做高速旋转，此即磨内圆时所需要的主运动。它的进给运动由砂轮架或工作台运动实现。内圆磨具装在可绕铰链翻转的砂轮架上，使用时向下翻转至工作位置即可。2.平面磨床M7120A 型平面磨床是一种卧轴矩台平面磨床，如图3-30 所示。它主要由床身、工作台、立柱、砂轮架和滑座等组成。床身用于支承磨床各部件，其上有水平导轨，工作台在手动或液压传动系统的驱动下，可以沿水平导轨做纵向往复进给运动。床身后侧有立柱，内部装有液压传动装置。立柱用于支承滑座和砂轮架，其侧面有两条垂直导轨，转动升降手轮，可
46、以使滑座连同砂轮架一起沿垂直导轨上下移动，以实现垂直进给运动。滑座下部有燕尾形导轨与砂轮架相连，其内部有液压缸，用以驱动砂轮架做横向间歇进给运动或连续移动，也可以转动横向进给手轮实现手动进给。砂轮架的砂轮主轴与电动机主轴直接连接，得到高速旋转运动（主运动）。工作台上装有电磁吸盘，用于装夹具有导磁性的工件，对没有导磁性的工件，可利用夹具装夹。工作台前侧有换向撞块，能自动控制工作台的往复行程。图3-30 M7120A型平面模板3.内圆磨床内圆磨床主要由床身、工作台、头架、砂轮架、滑座等部件组成，如图3-31 所示。头架通过底板固定在工作台左端，头架主轴的前端装有卡盘或其他夹具，以夹持并带动工件旋转
47、，实现圆周进给运动。头架可绕底板的垂直轴线转动一定的角度（+8），以便磨削小圆锥孔。底板可沿工作台上面的纵向导轨调整位置，以适应磨削各种不同工件的需要。磨削时，工作台由液压驱动，沿床身纵向导轨做往复直线运动（由撞块自动控制换向），使工件实现纵向进给运动。装卸工件或磨削过程中需测量尺寸时，工作台要向左退出较大距离。为了缩短辅助时间，当工件退离砂轮一段距离后，安装在工作台前侧的挡块可自动控制油路，转换为快速行程，使工作台快速退至左边极限位置。重新工作时，工作台先快速向右，然后自动转换为进给速度。转动手轮可实现工作台手动进给。内圆磨具装在砂轮架上。该机床备有两套转速不同（11 000 r/min 和
48、18 000 r/min）的内圆磨具，可根据磨削孔径的大小选用。砂轮主轴由电动机通过平带传动驱动旋转，实现内圆磨削的主运动。砂轮架固定在滑座上，滑座可沿固定于床身上桥板的导轨移动，实现横向进给运动，亦可转动手轮实现手动横向进给。图3-31 内园磨床磨削加工的应用范围广泛，可以加工内外圆柱面、内外圆锥面、平面、成形面和组合面等，如图3-32 所示。磨削可加工用其他切削方法难以加工的材料，如淬硬钢、高强度合金、硬质合金和陶瓷等材料。磨床的类型、特点及应用如表3-7 所示。图3-32磨床的加工范围三、磨床的用途及加工范围类型特点及其应用万能外圆磨床有很高的通用性，但刚度较低，生产率不太高，适用于单件
49、、小批生产平面磨床磨削精度高，表面粗糙度值小，加工范围较广，除可以用砂轮的圆周面磨水平位置的平面外，还可以用砂轮端面磨削沟槽、阶台等垂直位置的平面内圆磨床用于磨削各种圆柱形或圆锥形的通孔、盲孔、阶台孔和断续表面的孔。普通内圆磨床的自动化程度不高，磨削尺寸靠人工测量来控制，因而只适用于单件、小批生产任务实施任务实施磨削加工工艺分析一、加工前的准备（1）加工前要检查图纸资料是否齐全、坯件是否符合要求。（2）认真消化全部图纸资料，掌握工装的使用要求和操作方法。（3）检查加工所用的机床设备，准备好各种附件，按机床、按规定进行润滑和试运行。二、装夹加工的注意事项装夹加工的注意事项如下。（1）工件装夹前应
50、将定位面、夹紧面、垫块和夹具定位、夹紧面擦干净，并不得有毛刺。（2）轴类工件夹紧前应检查中心孔，不得有椭圆、棱圆碰伤、毛刺等缺陷，并把中心孔擦干净，经过热处理的工件须修好中心孔，精磨的工件应研磨中心孔，并加润滑油。（3）在两顶尖间装夹轴类零件时，装夹前要调整尾座，使两顶尖轴线重合。（4）在平面磨床上用磁盘吸住磨削支承面较小或较高的工件时，应在适当位置添加挡块，以防磨削时工件飞出或倾倒。（5）根据工件的材料、硬度、精度和表面粗糙度的要求，合理选用砂轮牌号。（6）装夹砂轮时，必须在修砂轮前平衡，并在砂轮装好后进行空转试验。（7）在磨削工件前，应先开动机床，根据室温的不同，空转的时间一般不小于5 m