第7章（2）金属加工设备课件.ppt

第二节 金属切削加工设备,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，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”，习惯上简称为机床。机床是机械制造的基础机械，其技术水平的高低，质量的好坏，对机械产品的生产率和经济效益都有重要的影响。金属切削机床诞生到现在已经有一百多年了，随着工业化的发展，机床品种越来越多，技术也越来越复杂。我国第三次工业普查的结果表明，截止到1995年底，我国机床拥有量为383.52万台，其中金属切削机床为298.39万台，已占机床总数的77.80%。,一、机床的分类,机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制定的机床型号编制方法，机床分为11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，锯床和其他机床。 在每一类机床中，又按工艺范围，布局型式和结构性能分为若干组，每一组又分为若干个系（系列）。,一、机床的分类,1、按照万能性程度，机床可分为： 通用机床：这类机床的工艺范围很宽，可以加工一定尺寸范围内的多种类型零件，完成多种多样的工序。如，卧式车床，万能升降台铣床，万能外圆磨床等。 专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，只能用于加工不同尺寸的一类或几类零件的一种（或几种）特定工序。如，丝杆车床，凸轮轴车床等。,一、机床的分类,专用机床：这类机床的工艺范围最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序。如，加工机床主轴箱体孔的专用镗床，加工机床导轨的专用导轨磨床等。它是根据特定的工艺要求专门设计，制造的，生产率和自动化程度较高，使用于大批量生产。组合机床也属于专用机床。,一、机床的分类,2、按照机床的工作精度，可分为普通精度机床，精密机床和高精度机床。3、按照重量和尺寸，可分为仪表机床，中型机床（一般机床），大型机床（质量大于10t），重型机床（质量在30t以上）和超重型机床（质量在100t以上）。4、按照机床主要器官的数目，可分为单轴，多轴，单刀，多刀机床等。5、按照自动化程度不同，可分为普通，半自动和自动机床。,二、机床的型号编制,机床的型号是机床产品的代号，用以表明机床的类型，通用和结构特性，主要技术参数等。GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法规定，我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。,二、机床的型号编制,1、通用机床的型号编制 通用机床型号的表示方法为：,二、机床的型号编制,二、机床的型号编制,1、通用机床的型号编制1）机床的类别代号 :,注意：分类代号用数字表示，只有磨床才有,二、机床的型号编制,1、通用机床的型号编制2）机床的通用特性代号 :,二、机床的型号编制,1、通用机床的型号编制 3）结构特性代号： 为区别主参数相同而结构不同的机床,在型号中用汉语拼音字分。 如:CA6140中的“A”。 。,二、机床的型号编制,1、通用机床的型号编制 4）机床的组别,系别代号： 机床的组别和系别代号用两位数字表示； 每类机床按其结构性能及使用范围划分为10组，用数字0-9表示； 系的划分原则是：主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的及相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局型式相同的机床，即划为同一系。详见标准JB1838-85。 。,二、机床的型号编制,1、通用机床的型号编制 5）机床的主参数和第二参数 机床主参数：代表机床规格的大小,在机床型号中，用数字给出主参数的折算数值(1/10或1/150)。 第二参数：一般是主轴数,最大跨距,最大工作长度，工作台工作面长度等，它也用折算值表示。,二、机床的型号编制,二、机床的型号编制,1、通用机床的型号编制 6）机床的重大改进顺序号 当机床性能和结构布局有重大改进时，在原机床型号尾部，加重大改进顺序号A,B,C.等。,CA6140,C：类别代号（床类）,6：组别代号（卧式车床组）,1：系别代号（普通车床系）,例1：,40：主参数代号（床身上最大回转直径400mm）,A：结构性代号（A结构）,M M 7 1 32 A,M：类别代号（磨床类）,M：通用特性代号（精密）,7：组别代号（平面及端面磨床组）,1：系别代号（卧轴矩台平面磨床系）,A：重大改进顺序号（第一次重大改进）,例2：,32：主参数代号（工作台面宽度320mm）,T H M 6 3 50 /JCS,T：类别代号（镗床类）,M：通用特性代号（精密）,6：组别代号（卧式铣镗床组）,3：系别代号（卧式铣镗床系）,JCS：企业代号（北京机床研究所）,例3：,50：主参数代号（工作台面宽度500mm）,H：结构性代号（加工中心）,Z：类别代号（钻床类）3：组别代号（摇臂钻床组）0：系别代号（摇臂钻床系）40：主参数代号（最大钻孔直径40mm）X46:第二主参数（最大跨距1600mm）S2：企业代号（沈阳第二机床厂）,Z 3 0 40 X46 /S2,例4：,三、车床,1、加工范围 车床主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面，圆锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些车床可以加工螺纹面。车床的应用范围最为广泛，约占机床总台数的20%35%。 2、机床的运动 车床刀具和工件的主要运动有：（1）表面成形运动 1）工件的旋转运动 这是车床的主运动。 2）刀具的移动 这是车床的进给运动。,三、车床（续）,（2）辅助运动 为了将毛坯加工到所需要的尺寸，车床还应有切入运动。有的还有刀架纵、横向的机动快移。重型车床还有尾架的机动快移等。 3、车床分类 车床种类繁多，按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，仿形车床及多刀车床，专门化车床。,C5112A立式车床,三、车床（续）,车削加工精度一般为IT8IT7，表面粗糙度为6.31.6m。精车时，可达IT6IT5，粗糙度可达0.40.1m。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。,四、齿轮加工机床,1、齿轮加工机床 在金属切削机床中,用来加工齿轮轮齿的机床称为齿轮加工机床。 齿轮加工机床分为:圆柱齿轮加工机床主要由滚齿机、插齿机等。圆锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿齿轮的铣齿机。用来精加工齿轮齿面的机床有珩齿机、剃齿机和磨齿机等。,四、齿轮加工机床（续）,2、齿轮加工方法 （1）成形法:是用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿。铣制时，工件安装在铣床的分度头上，用一定模数的盘状（或指状）铣刀对齿轮齿间进行铣削。当加工完一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。盘状齿轮铣刀:为铲齿成形铣刀,其加工精度,生产率都较低,但结构简单,成本低.刀具是旋转运动;铣刀沿着齿轮坯作轴向移动。指状齿轮铣刀:加工模数较大齿轮.(m=10-100mm),如:直齿,斜圆柱齿,人字齿。,这种加工方法的特点是:设备简单（用普通的铣床即可），刀具成本低。生产率低，是因为铣刀每切一齿都要重复消耗一段切入、切出、退刀和分度等辅助时间。加工齿轮的精度低，首先是因为铣制同一模数不同齿数的齿轮所用的铣刀，一般只有8个刀号，每号铣刀有它规定的铣齿范围（见下表）。,四、齿轮加工机床（续）,四、齿轮加工机床（续）,2、齿轮加工方法（续） （2）范成法(包络法或展成法):是利用齿轮的啮合原理进行切削的,只需一把刀具就能加工出模数相同而齿数不同的齿轮,其加工精度和生产率比成形法高,因而应用也最广泛.采用范成法的加工齿轮的机床有滚齿机,插齿机,磨齿机,剃齿机和珩齿机等.,1）在滚齿机上加工圆柱齿轮,2）在插齿机上加工圆柱齿轮,五、铣床,1、应用: 加工表面(水平平面,垂直面等),沟槽(键槽,T型槽,燕尾槽等).多齿零件的齿槽(齿轮,链轮,棘轮,花键轴等),螺纹形表面(螺纹和螺旋槽)及各种曲面。,五、铣床（续）,2、铣削特点: 每个刀齿不均匀,不连续切削,切入与切离时均会硬气冲突与振动；铣削时切削层参数及切削力是变化的,也易引起振动,影响加工质量；同时参加切削的刀齿较多,生产率较高。,五、铣床（续）,3、铣削方法: 端铣:常用加工平面 周铣:a.逆铣:铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反,特点:提高刀具耐用度,提高工件表面Ra ,保证工件夹持稳固,易打刀.b.顺铣:铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同.特点:加速刀具后刀面磨损,破坏工件表面Ra,使工件夹持不稳.,五、铣床（续）,3、铣削方法: （续） 端铣与周铣相比 其优点是：刀轴比较短，铣刀直径比较大，工作时同时参加切削的刀齿较多，铣削时较平稳，铣削用量可适当增大，切削刃磨损较慢，能一次铣出较宽的平面。 其缺点是：一次的铣削深度一般不及周铣。在相同的铣削用量条件下，一般端铣比周铣获得的表面粗糙度值要大。,五、铣床（续）,3、铣削方法: （续） 周铣时顺铣和逆铣的优缺点如下： 1）顺铣时消耗的进给动力比逆铣少。 2）逆铣时，切削刃切入前在加工表面上要滑动段距离，且加工表面上有前一刀齿加工时造成的硬化层，切削刃易磨损，铣刀使用寿命较顺铣短。但顺铣不宜铣削表面有硬皮的毛坯面，否则切削刃易损坏。 3）顺铣时垂直铣削分力始终向下，有压住工件的作用，且该力在铣削过程中变化小，产生的振动小，加工后能获得较细的表面粗糙度。逆铣时垂直铣削力变化大，在切入和切出时该力向上，不利于工件装夹。,五、铣床（续）,4）顺铣时进给方向上的分力与进给方向相同，由于丝杠存在轴向间隙，该分力大于机床导轨摩擦力时，将会拉动工作台，造成每齿进给量突然增加，严重时会损坏铣刀，造成工件报废等操作事故。逆铣时无此现象。 5）实际操作中通常采用逆铣。只有在铣削力很小的精铣时，为提高加工表面质量，才采用顺铣。,五、铣床（续）,4、铣刀 铣刀是一种多刃回转刀具.铣削时同时参加切削的切削刃较长,且无空行程,Vc也较高,所以生产率较高.,六、刨床,用于刨削各种平面和沟槽，主要类型有牛头刨床和龙门刨床。 刨削特点: 机床刀具简单,通用性好 生产率较低 加工精度较低 牛头刨床:因其滑枕刀架形似牛头而得名。a.主运动:由滑枕沿床身导轨在水平方向作往复直线运动来实现。b.特点:主运动速度不能太高(因为滑枕换向时有大的惯性力)，加之只能单刀加工,且在反向运动时不加工,所以牛头刨床效率和生产效率低.c.应用:主要适用于单件,小批量生产或机修车间,在大批量生产中被铣床代替。d.主参数:最大刨削长度,六、刨床（续）,龙门刨床 a.应用:主要用于加工大型或重型零件上的各种平面,沟槽和各种导轨面. b.运动分析:主运动为工作台的往复直线运动 c.主参数:最大刨削宽度,七、插床,插床实质上是立式刨床。其主运动为滑枕带动插刀沿垂直方向作直线往复运动，主要用于加工工件的内表面,如内孔中键槽及多边形孔等,有时也用于加工成形内表面。,八、拉床,拉床用拉刀进行通孔、平面及成形表面的加工。拉削时，拉刀使被加工表面一次切削成形，所以拉床只有主运动，没有进给运动。生产效率高，拉刀成本高。,九、磨床,磨床是用磨料磨具(砂轮,砂带,油石和研磨料)为工具进行切削加工的机床.广泛用于零件的精加工,尤其是淬硬钢件,高硬度特殊材料及非金属材料(如陶瓷)的精加工。 磨床种类很多,其主要类型有:外圆磨床,内圆磨床,平面磨床,工具磨床，刀具和刃具磨床及各种专门化磨床.此外还有珩磨机,研磨机和超精加工机床等。 外圆磨床:主要用于磨削内,外圆柱和圆锥表面,也能磨阶梯轴的轴肩和端面,可获得IT6-IT7及精度Ra在1.25-0.08m之间. 主参数:最大磨削直径。,九、磨床（续）,无心外圆磨床:工件放在砂轮和导轨之间,由托板支撑进行磨削。 无心外圆磨床与外圆磨床相比,具有以下优点: 生产率高(无须打中心孔,且装夹省时),所以多用于成批生产和大量生产 磨削表面尺寸精度,几何形状精度较高,Ra小 能配上自动上料机构,实现自动化生产,九、磨床（续）,内圆磨床:用于磨圆柱孔和圆锥孔,其主参数是最大磨削内孔直径。 平面磨床:分为卧轴矩台式磨床(生产率低些,但加工精度较高,Ra较小,属于周边磨削),立轴矩台式磨床,立轴圆台式磨床(生产率高,但加工精度较低,Ra较大,属于端面磨削),卧轴圆台式磨床。,十、钻床,1.应用：钻床是用钻头在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较小，精度要求不太高的孔。可钻孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等。2.运动分析：工件固定，刀具作旋转主运动，同时沿轴向作进给运动。3.钻床的主参数：最大钻孔直径4.分类：a.立式钻床：适用于中小工件的单件，小批量生产b.摇臂钻床：适用于加工一些大而重的工件上的孔（工件不动，移动主轴） c.台式钻床：常安装在台桌上，用来加工直径12mm的孔。d.深孔钻床及其他钻床5.钻削特点：刀具刚性差，排屑困难，切削热不易排出,十、钻床（续）,十一、镗床,1.应用：镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大，精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求较高的孔。如箱体上的孔，还可以进行铣削，钻孔，扩孔，铰孔等工作。 2.镗削特点:刀具结构简单,通用性达,可粗加工也可半精加工和精加工,适用批量较小的加工，镗孔质量取决于机床精度. 3.运动分析：主运动为镗刀的旋转运动，进给运动为镗刀或工件的移动。,十一、镗床（续）,4.分类：a.卧式镗床b.坐标镗床：是一种高精度的机床。主要特点：具有坐标位置的精密测量装置。c.金刚镗床：一种高速精密镗床。主要特点：vc很高，ap和f很小，加工精度可达IT5-IT6。Ra达0.63-0.08m,小结,介绍了各种常用机床的应用范围及加工精度。,