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1、第一章机械加工工艺装备周次第 2次课章节名称第一章机械加工工艺装备1.1金属切削机床的分类、型号与主要技术参数；1.2工件表面的成形方法和机床运动分析；1.3车床与车刀、1.3.1.1 CA6140卧式车床（1）工艺范围 （2）主要技术性能授课方式多媒体与课堂讲授相结合教 学时 数2小时内容与要求1、金属切削机床的基本知识：（1）了解机床的分类、（2）了解机床型号、主要技术参数的含义。2、工件表面的组成及表面成形方法（1）了解工件表面的组成（2）掌握表面成形的方法重点与难点1、机床型号的编制方法、2、工件表面的成形方法课堂讨论指出下列机床型号的CM6132， M1432A作业3.1 3.5第一
2、章机械加工工艺装备1.1 机床金属切削机床是用刀具切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，是制造机器的机器，习惯上简称为机床。1.1.1 机床的分类、型号和技术参数1.机床的分类机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。根据国家制订的机床型号编制方法，目前将机床分为12大类：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。在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构，分为若干组，每一组又细分为若干系(系列)。同类型机床按应用范围(通用性程度)又可分为：通用机床、专门化机床、专用机床。1)通用机床它可用于多种零件不同工序的加
3、工，加工范围较广，通用性较强。这种机床主要适用于单件小批生产，例如卧式车床、万能升降台铣床等。2)专门化机床它的工艺范围较窄，专门用于某一类或几类零件某一道(或几道)特定工序的加工，如丝杠车床、曲轴车床、凸轮轴车床等。3)专用机床它的工艺范围最窄，只能用于某一种零件某一道特定工序的加工，适用于大批量生产。如机床主轴箱的专用镗床、机床导轨的专用磨床等。同类型机床按工作精度又可分为：普通精度机床、精密机床和高精度机床。机床还可按自动化程度分为：手动、机动、半自动和自动机床。机床还可按重量与尺寸分为：仪表机床、中型机床(一般机床)、大型机床(10 t30 t)、重型机床(30 t100 t)和超重型
4、机床(大于100 t)。 按机床主要工作部件的数目，可分为单轴和多轴或单刀与多刀机床等。机床根据加工性质分类，再按机床的某些特点加以进一步描述，如高精度万能外圆磨床、立式钻床等。现代机床正向数控化方向发展，数控机床的功能日趋多样化，工序更加集中。现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能。车削中心出现以后，在数控车床功能的基础上，又加人了钻、铣、镗等类机床的功能。又如，具有自动换刀功能的数控镗铣床，集中了钻、铣、镗等多种类型机床的功能；有的加工中心的主轴既能立式又能卧式，即集中了立式加工中心和卧式加工中心的功能。 2机床的型号 机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、通用和结构
5、特性、主要技术参数等。GBT 1537594金属切削机床型号编制方法规定：机床的型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律排列组成，适用于各类通用机床和专用机床(组合机床除外)。 通用机床型号的表示方法（P12）：(1)机床的类别代号机床的类别代号用汉语拼音字母(大写)表示。例如：“车床”的汉语拼音是“ch chuang”，所以用“c”表示，读作“车”。当需要时，每一类又可以分为若干分类，其表示方法是在类别代号之前用阿拉伯数字表示，但当分类是“1”时不予表示，例如，磨床类分为M、2M、3M三个分类。机床的类别代号如表11所示。(2)机床的特性代号机床的特性代号表示机床所具有的特殊性能，它包括通用
6、特性和结构特性。1)通用特性代号当某类机床除了有普通型外，还有某些通用特性时，在类别代号之后加通用特性代号予以区别。通用特性的代号在各类机床中所表示的意义相同。例如CM6132型精密普通车床型号中的“M”表示“精密”。机床的通用特性代号如P13表12所示。2)结构特性代号对于主参数值相同而结构、性能不同的机床，在类别代号之后加结构特性代号予以区别。例如，CA6140型普通车床型号中的“A”，可理解为在结构上有别于C6140和CY6140型普通车床。型号中有通用特性代号时，结构特性代号排在通用特性代号之后。为避免混淆，通用特性代号已用的字母及“I”、“O”都不能作为结构特性代号。结构特性代号在机
7、床型号中没有统一的含义。 (3)机床的组别代号和系列代号机床的组别代号和系列代号用两位阿拉伯数字表示，前位表示组别，后位表示系列。每类机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，每个组又划分为10个系，分别用数字O9表示。金属切削机床的类、组划分见P14-15表1.3。(4)机床主参数 机床主参数代表机床规格的大小，用折算值(主参数乘以折算系数)表示。各类主要机床的主参数及折算系数见表P16表1.4。第二主参数一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作长度等。第二主参数也用折算值表示。 (5)机床的重大改进顺序号 当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原有
8、机床型号的尾部，加重大改进号，以区别于原有机床型号。序号按A、B、C、的字母顺序选用。 (6)其他特性代号 主要用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可用来反映不同的数控系统；对于一般机床可用来反映同一型号机床的变型等。其他特性代号用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。 (7)企业代号 生产企业单位的代号用企业所在城市名称或企业名称的大写汉语拼音字母表示。 例如MGl432A型高精度万能外圆磨床型号中：M类别代号(磨床类)；G通用特性(高精度)；1组别代号(外圆磨床组)；4系别代号(万能外圆磨床系)；32主参数(最大磨削直径320 mm)；A重大改进顺序号(第一次重大改进)。 3机床技
9、术性能指标(1)机床的工艺范围 机床的工艺范围是指机床上可以完成的工序种类，能加工的零件类型，使用的刀具，所能达到的加工精度和表面粗糙度，适用的生产规模等。(2)机床的技术参数 机床的技术参数主要包括：尺寸参数(几何参数)、运动参数和动力参数。 1)尺寸参数是指机床能够加工工件的最大几何尺寸。例如，对于卧式车床的主参数为床身上最大工件回转直径，第二主参数为最大工件长度。 2)运动参数是指机床加工工件时所能提供的运动速度，包括主运动的速度范围、速度数列和进给运动范围、进给量数列，以及空行程的速度等。对作回转运动的机床，主运动参数是主轴转速；对作直线运动的机床，主运动参数是机床工作台或滑枕的每分钟
10、往复次数。大部分机床(如车床、钻床)的进给量用工件或刀具每转的位移(mmr)来表示。直线往复运动的机床(如刨床、插床)的进给量，以每一往复的位移量来表示。铣床和磨床的进给量，以每分钟的位移量(mmmin)来表示。 3)动力参数是指机床驱动主运动、进给运动和空行程运动的电动机额定参数(如额定功率、额定转速等)。 (3)机床的精度与刚度 机床的精度包括几何精度和运动精度。机床的几何精度指机床在静止状态下的原始精度，包括各主要零部件的制造精度及其相互间的位置精度。机床的运动精度指机床的主要部件运动时的各项精度，包括回转运动精度、直线运动精度、传动精度等。机床的刚度是指机床在受力作用下抵抗变形的能力。
11、112典型机床的加工工艺范围 1车床 在机械制造中，车床是金属切削机床中应用最广泛的一种。按结构和用途的不同，可分为卧式车床、转塔车床、立式车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床、多刀车床、专门化车床(如凸轮轴车床、曲轴车床)等。其中卧式车床的应用最广。卧式车床由主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座和床身等部件组成。车床的主运动是工件的旋转运动，进给运动是刀具的移动。 卧式车床的加工范围很广它能完成多种加工，主要包括：各种轴类、套类和盘类等零件上的回转表面，如车外圆、镗孔、车锥面、车环槽、切断、车成形面等；车端面；车螺纹；还能钻中心孔、钻孔、饺孔、攻丝、滚花等。 2铣床 铣床是用多刃
12、的铣刀进行切削加工的机床。主要有升降台式铣床、床身式铣床、龙门铣床，工具铣床、仿形铣床、各种专门化铣床(如凸轮铣床、曲轴铣床)等，其中应用最广的是升降台式铣床。其主运动是刀具的旋转运动。工作台可在互相垂直的三个方向调整其位置，并可在任一方向上实现进给运动。在床鞍8上有一个回转盘7，可以绕垂直轴在45范围内调整角度，工作台在回转盘的导轨上移动，以便铣削各种角度的成形面。 万能升降台式铣床能完成多种加工，主要包括：各种平面、沟槽、键槽、T形槽、V形槽、燕尾槽、螺纹、螺旋槽，以及齿轮、链轮、花键轴、棘轮等各种成形表面，用锯片铣刀还可进行切断等。 3磨床 用磨料或磨具(砂轮、砂带、油石或研磨料等)作为
13、工具对工件表面进行磨削加工的机床，统称为磨床。磨床的种类很多，主要有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床和各种专门化磨床(如螺纹磨床、曲轴磨床、导轨磨床)等。还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床以及以油石和研磨剂为切削工具的精磨磨床等。其主要结构有床身、工作头架、工作台、砂轮架、内圆磨具、尾座等部件。万能磨床比外圆磨床多一个内圆磨具，且砂轮架和工作头架都能逆时针旋转一定角度。主运动是砂轮的高速旋转运动进给运动有：工作台带动工件的纵向进给运动；工件旋转的周向进给运动；砂轮架在工作台移动至两端位置上间歇切入的横向进给运动。 万能磨床的加工方式如图I6所示，图a)为纵向进给磨削外圆柱表面；
14、图b)为工作台旋转一角度纵向进给磨削外圆锥表面；图c)为砂轮架旋转一角度，横向进给磨削外圆锥表面；图d)为工作头架旋转一角度，横向进给磨削外圆锥表面；图e)为内圆磨具磨内孔，若要磨锥孔，工作头架应旋转一角度。4镗床镗床是主要使用镗刀的孔加工机床，可分为卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床等。卧式镗床的主要结构如图17所示。卧式镗床的主要运动有：镗杆或平旋盘的旋转主运动；镗杆的轴向进给运动；主轴箱的垂直进给运动(加工端面)：工作台的纵向、横向进给运动；平旋盘上的径向刀架进给运动(加工端面)。且工作台还能沿上滑座的圆轨道在水平面内转动，以适应加工互相成一定角度的平面和孔。 镗床特别适用于工分布在不同位置上
15、、孔距精度和相互位置精度要求都很高的孔系。此外还可进行钻孔、扩孔、饺孔、铣平面、加工螺纹、铣成形面等，如图18所示。卧式镗床的工艺范围较广，且一次安装可完成大部分的加工工序，主要用于加工大中型的形状复杂的工件，特别对于各种箱体、床身、机壳、机架等的加工最合适。5齿轮加工机床 齿轮加工机床是用来加工齿轮轮齿的机床，主要有滚齿机、插齿机、剃齿机、珩齿机、磨齿机、刨齿机等。图1 9所示为滚齿机，主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮和蜗轮。床身1上固定立柱2，刀架溜板3可沿立柱上的导轨作垂直方向的移动，以实现滚刀的轴向进给。滚刀安装在刀杆4上，可调整其倾斜角度6。工件安装在工作台的心轴7上，并支承在支架6的孔中，由工作台带动作旋转运动。滚刀的旋转是主运动；滚刀与工件之间的啮合是展成运动由机床的内联系传动链实现；滚刀沿轴向的移动是进给运动。此外，在滚斜齿轮时，还必须有 一个附加的转动即差动运动。加工齿轮时，为使滚刀刀齿l方向与被切齿轮2的齿槽方向一致，滚刀轴线与被切齿轮的端面之间应倾斜一个角度，称为安装角。安装角与工件的螺旋角和滚刀的螺旋升角有关，即=，式中，当滚刀与工件的螺旋线方向相反时取“+”号，方向相同时取“一”号。图1.10为加工斜齿轮时滚刀的安装角。可以看出，采用与工件螺旋方向相同的滚刀，可使滚刀安装角较小，有利于提高机床运动的平稳性及加工精度。