机械加工方法与机床.ppt

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1、第2章 机械加工方法与机床,2.1 机械加工方法2.2 金属切削机床2.3 车床传动系统及典型部件2.4 数控机床与加工中心,2.1 机械加工方法2.2 金属切削机床2.3 车床传动系统及典型部件2.4 数控机床与加工中心,教学指导,教学提示：本章着重介绍了常规的机械加工方法；金属切削机床型号的编制方法；常用的金属切削机床及其加工工艺范围；CA6140型普通车床的传动系统及其主要结构；同时，对数控机床及加工中心也做了简单介绍。教学要求：熟悉工件组成表面的类型及加工方法，学会正确选用机床的类型；掌握切削机床型号的编制方法及常见机床型号的含义；了解常用机床的结构组成、熟悉其加工工艺范围及加工方式；

2、重点掌握CA6140卧式车床的主要部件结构、工作原理及传动系统分析方法，并能对其它类型机床的传动系统进行分析；了解数控机床及加工中心的加工特点。,2.1 机械加工方法,2.1.1 零件表面的形成方法 1.零件表面的形状 机器零件的结构形状尽管千差万别，但其轮廓都是由一些单一的几何表面（如平面、内外旋转表面及自由曲面等）按一定位置关系构成的。零件表面可以看作一条线（称为母线）沿另一条线（称为导线）运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线。常见的零件表面按形状可分为：旋转表面、纵向表面和特型表面三大类。,1.零件表面的形状,（1）旋转表面圆柱表面由平行于轴线的母线A沿圆导线B转动形成；圆锥表面

3、由不平行于轴线但与轴线相交的母线A沿圆导线B转动形成；球面由圆母线A沿导线B转动形成。,（1）旋转表面,1)圆柱面：由平行于轴线的直线1沿着v方向转动，而形成圆柱面；,（1）旋转表面,2)圆锥面：由不平行于轴线，但与轴线相交的直线1沿着V方向转动，而形成圆锥面；,（1）旋转表面,3)球面：由圆1沿着V方向转动，而形成球面；说明：在车床、钻床、镗床、外圆磨床等机床加工的表面是旋转表面。,1.零件表面的形状,（2）纵向表面-直线移动而形成或沿直线移动而形成平面由直母线A沿直导线B移动形成；曲面（直母线成形面）由直母线A沿曲线导线B移动形成；或者视为由曲线母线A沿直导线B移动形成。说明：在刨床、插床

4、、铣床、平面磨床等机床上加工的表面是纵向表面。,1.零件表面的形状,（3）特形表面-复杂运动而形成,螺旋面：由直线1沿着螺旋线2运动，即边作旋转运动v，边作轴线方向移动v而形成螺旋面。,2.零件表面的形成方法与成形运动,推论：任何一个表面，都可以看作是一条曲线沿着另一条曲线运动的轨迹。这两条曲线叫做该表面的发生线，而前一条发生线，称为母线；后一条发生线，称为导线。在形成表面的过程中，有些表面的两条发生线的形状都保持固定不变，如圆柱面；有些表面只有一条发生线的形状保持不变，如当母线为圆，导线为直线形成圆锥面；而另外一些表面则两条发生线的形状都要发生变化，如螺旋桨的表面。有些表面的两条发生线是可以

5、互换的，例如圆柱面亦可以由圆母线沿着直线导线移动形成；有些表面的两条发生线则不可互换，如圆锥面。前者叫可逆表面，后者叫不可逆表面。,工件表面的形成方法：表面的形成过程，是其母线与导线形成过程的组合。1）同一种工件形状的表面，可以有多种形成方法；,2.零件表面的形成方法与成形运动,2）同一种方法，可以形成多种表面形状；这是因为，被形成的表面形状，不仅取决于刀刃形状及表面形成方法，而且还取决于发生线的原始位置。例如，相同形状的母线和导线，因母线位置不同，将形成不同的表面。,3）刀刃的形状愈复杂，加工所需的运动愈少。,工件表面发生线的形成过程，与所用刀具的刀刃形状有关。同样一条发生线在采用不同刀刃形

6、状的情况下就有不同的形成方法。刀刃形状有以下三种：1)刀刃是一个点(实际是很短的一段线)，切削时刀刃作轨迹运动；2)刀刃是一段曲线，其轮廓与工件发生线吻合；3)刀刃是一段曲线，其轮廓与工件发生线不吻合。根据所使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法，形成表面发生线的方法主要有轨迹法、成形法、相切法、展成法（范成法）,2.零件表面的形成方法与成形运动,轨迹法,1)轨迹法：刀具切削点按一定的规律作轨迹运动，形成所需的发生线（刀具需要有一个独立的成形运动）。,2.零件表面的形成方法与成形运动,2)范成法（展成法）：在形成发生线的过程中，切削线与发生线作纯滚动运动（展成运动）切削线与发生线逐点相切，发生线

7、是切削线的包络线（刀具和工件需要有一个独立的复合成形运动（展成运动）,展成法,2.零件表面的形成方法与成形运动,3)相切法：刀具中心按一定规律作轨迹运动，切削点运动轨迹与工件相切就形成了发生线（刀具需要有两个独立的成形运动，即刀具的旋转和刀具中心按一定规律运动）,相切法,2.零件表面的形成方法与成形运动,4)成形法：刀具刀刃就是切削线，它的形状及尺寸与需要成形的发生线一致（刀具不需要专门的成形运动）,2.零件表面的形成方法与成形运动,2.1.2 切削加工,切削加工 切削加工是利用切削工具从工件上切去多余材料，使工件获得符合图纸要求的几何形状、尺寸和表面质量的加工过程。切削加工是机械制造的重要方

8、法之一，是提高零件的尺寸精度和表面质量的主要手段，在机械制造业中占有十分重要的地位，约占机械总制造量的40%60%。通过切削加工，使工件在形状、尺寸和表面粗糙度等方面达到图纸的要求，成为满足设计需求的零件。切削加工对于零件的形状和尺寸一般不受限制，可加工如外圆、内圆、锥面、平面、螺纹、齿形面及空间曲面等各种型面。到目前为止，切削加工的精度等级一般为IT12 IT3，表面粗糙度Ra值为250.008m。传统的切削加工的基本方法有车削、铣削、刨削、镗削和钻削等。,1.车削加工,车削是指工件作回转主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。车削加工主要用于加工回转面，并能加工平面，而这两种面在机械零件中应

9、用最为广泛，因此，车削加工是机械加工方法中应用最普遍的加工方法。车削加工由于加工过程连续，切削层公称截面积恒定，切削力变化不大，切削过程平稳，所以车削加工的加工精度较高。而且车削加工经一次装夹就能加工出外圆面、内圆面、锥面、台阶面以及端面等，因此，依靠车床自身的精度就能保证各加工面之间的位置精度。车削加工在一般情况下车刀与工件始终接触，基本上没有冲击现象，可以采用很高的切削参数进行切削，所以生产率较高。而且车削加工适应多种材料、多种表面、较大尺寸范围和精度等级，因此，加工范围广泛。此外，车削加工还有刀具简单、生产成本较低的特点。,2.钻削加工,用钻头或铰刀、锪刀在工件上加工孔的方法统称钻锪铰加

10、工，它可以在台式钻床、立式钻床、摇臂钻床上进行，也可以在车床、铣床、镗床或专用机床上进行。1)钻孔钻孔是用钻头在实体材料上加工孔的一种加工方法。钻孔是最常见的孔加工方法之一，属于粗加工，按深径比（孔深与孔径之比）可分为浅孔钻和深孔钻。（1）浅孔钻是深径比L/D5 的孔。加工浅孔使用的刀具通常为麻花钻，加工精度等级一般为IT12 IT10，表面粗糙度Ra值为253.2m。（2）深孔钻是深径比L/D5 的孔。其中L/D=520的孔称为普通深孔，加工普通可用深孔刀具或接长麻花钻在车床或钻床上完成；L/D=20100的孔称为特殊深孔，加工特殊深孔需用深孔刀具在深孔加工机床上进行。,钻孔加工的两种方式,

11、钻孔加工有两种方式，一种是钻头旋转，如在钻床、镗床上钻孔；另一种是工件旋转，如在车床上钻孔。钻头旋转时，当因切削刃不对称或钻头刚性不足而使钻头引偏时，被加工孔的中心线会发生偏斜或不直，但孔径基本不变；工件旋转时则相反，钻头引偏会引起孔径变化，孔的中心线仍是直的。,2)扩孔 扩孔是用扩孔刀具扩大工件孔径的一种加工方法。扩孔钻与钻头类似，结构形式有：整体锥柄扩孔钻，扩孔直径为10 mm32 mm；镶齿套式扩孔钻，扩孔直径为25 mm80 mm；此外还有硬质合金可转位扩孔钻。扩孔属于半精加工，加工精度等级一般为IT10 IT9，表面粗糙度Ra值为6.33.2m。3)铰孔 铰孔是用铰刀在未淬硬工件孔壁

12、上切除微量金属层，以提高工件尺寸精度和降低表面粗糙度的加工方法。铰孔可加工圆柱孔和圆锥孔，可以机铰，也可以手铰。铰孔属于精加工，可分为粗铰和精铰。粗铰的尺寸精度为IT8 IT7，表面粗糙度Ra值为1.60.8m；精铰的尺寸精度为IT7 IT6，表面粗糙度Ra值为0.80.4m。4)锪孔 锪孔是用锪钻加工各种沉头螺栓孔、锥孔、凸台面等的加工方法。锪孔一般在钻床上完成。,3.镗削加工,镗削加工是在预制孔上用刀具使孔扩大的一种加工方法。镗孔工作既可以在镗床或镗铣床上进行，也可以在车床上进行。在车床上镗孔时工件做旋转运动，刀具作轴向进给运动。它的工艺特点是：加工后孔的轴心线与工件的回转轴线一致，孔的圆

13、度主要取决于机床主轴的回转精度，孔的轴向几何形状误差主要取决于刀具进给方向相对于工件回转轴线的位置精度。这种镗孔方式适于加工与外圆表面有同轴度要求的孔。在镗床或镗铣床上镗削时镗刀作旋转主运动，工件或镗刀作进给运动。下面分别加以介绍。,镗削加工刀具旋转,1）刀具旋转，工件作进给运动 图2.4（a）所示为在镗床上镗孔的情况，镗床主轴带动镗刀旋转，工作台带动工件作进给运动。这种镗孔方式镗杆的悬伸长度L一定，镗杆变形对孔的轴向形状精度无影响。但工作台进给方向的偏斜会使孔中心线产生位置误差。镗深孔或离主轴端面较远孔时，为提高镗杆刚度和镗孔质量，镗杆由主轴前端锥孔和镗床后立柱上的尾座孔支承。,图2.4 刀

14、具旋转、工件进给的镗孔方式1镗杆 2镗刀 3工件 4工作台 5主轴,镗削加工刀具旋转,1）刀具旋转，工件作进给运动 图2.4（b）为用专用镗模镗孔的情形，镗杆与机床主轴采用浮动联接，镗杆支承在镗模的两个导向套中，刚性较好。在这种镗孔方式中，进给方向相对主轴轴线的平行度误差对所加工孔的位置精度无影响，此项精度由镗模精度直接保证。,图2.4 刀具旋转、工件进给的镗孔方式1镗杆 2镗刀 3工件 4工作台5主轴 6拖板 7镗模支架,镗削加工刀具旋转并作进给运动,2）刀具旋转并作进给运动 如图2.5所示，镗杆的悬伸长度是变化的，镗杆的受力变形也是变化的，镗出来的孔必然会产生形状误差，靠近主轴箱处的孔径小

15、，造成形状误差。,图2.5 刀具旋转并进给的镗孔方式1镗杆 2镗刀 3工件 4工作台 5主轴,镗孔是加工较大孔径最常用的方法之一，箱体类零件上的孔以及要求相互平行或垂直的孔系通常都在镗床或镗铣床上镗孔。镗孔可作为粗加工、半精加工、精加工和精细加工，粗镗孔的尺寸精度为IT12 IT11，表面粗糙度Ra值为2512.5m；精镗孔的尺寸精度为IT8 IT7，表面粗糙度Ra值为1.60.8m；精细镗孔的尺寸精度为IT7 IT6，表面粗糙度Ra值为0.80.2m。,4.铣削加工,铣削是指铣刀作旋转主运动，工件作进给运动的切削加工方法。铣削加工可以在卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、工具铣床以及各种专用铣床上

16、进行。铣削加工的范围很广泛，能加工平面、台阶面、各种槽、型腔以及成型面。根据铣刀形式不同，用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣；用分布于铣刀圆柱面上的刀齿进行铣削称为周铣。周铣分为逆铣和顺铣两种方式。逆铣 铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向和工件的进给方向相反，这种铣削方式称为逆铣。顺铣 铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，这种铣削方式称为顺铣。,4.铣削加工,1）铣平面,铣削方式,顺铣,铣削方式,逆铣,铣削方式,端铣有对称铣与不对称逆铣、不对称顺铣三种方式.铣淬硬钢采用对称铣；铣碳钢和合金钢用不对称逆铣，减小切入冲击，刀具寿命；铣不锈钢和耐热合金用不对称顺铣。,

17、顺铣和逆铣各有特点，应根据加工的具体条件合理选择。,由于端铣的加工质量和生产效率比周铣高，在大批量生产中端铣比周铣用得多。周铣可使用多种形式的铣刀，能铣槽、铣成形表面，并可在同一刀杆上安装几把刀具同时加工几个表面，适用性好，在生产中用得也比较多。,铣削方式,（1）从切屑截面形状分析,（2）从工件装夹可靠性分析,（3）从工作台丝杆、螺母间隙分析,逆铣,顺铣,顺铣与逆铣的比较,端铣时，铣刀刀齿切入切出工件阶段会受到很大的冲击。在刀齿切入阶段，刀齿完全切入工件的过渡时间越短，刀齿受到的冲击越大。刀齿完全切入工件时间的长短与刀具的切入角有关，切入角越小，刀齿全部切入工件的过渡时间越短，刀齿受到的冲击就

18、越大，切入角趋于0时是最不利的情况。从减小刀齿切入工件时受到的冲击考虑，不对称铣比对称铣较为有利。,铣削方式,由于铣刀是多刃刀具，刀齿能连续地依次进行切削，没有空程损失，且主运动为回转运动，可实现高速切削，故铣平面的生产效率一般都比创平面高。,由于铣平面的生产率高，在大批大量生产中铣平面已逐渐取代了刨平面。因为刨平面不能获得足够的切削速度，有色金属材料的平面加工几乎全部都用铣削。,2）铣削的工艺特点及应用范围,5.刨削加工,刨削是指用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法。刨削加工可以在牛头刨床和龙门刨床上进行。刨削主要用来加工平面（包括水平面、垂直面和斜面），也用来加工各种沟槽（包括

19、直角槽、燕尾槽和T形槽等）。刨削可分为粗刨、半精刨和精刨，粗刨后两平行平面之间的尺寸精度为IT12 IT11，表面粗糙度Ra值为2512.5m；半精刨的尺寸精度为IT10 IT9，表面粗糙度Ra值为6.32.2m；精刨铣的尺寸精度为IT8 IT7，表面粗糙度Ra值为2.21.6m，直线度可达0.040.08 mm/m。,6.插削加工插削是指用插刀对工件作垂直相对直线往复运动的加工方法。插削加工在插床上进行。插床主要用来加工工件的内表面，如键槽、花键多边形孔等。插削加工的生产率很低，只能用于单件小批量生产。7.拉削加工拉削是指用拉刀加工工件内、外表面的加工方法。它能加工各种形状贯通的内、外表面，

20、如：圆孔、四方孔、六方孔、键槽、花键、内齿轮、半圆弧面、组合表面和平面等。拉削后的尺寸精度为IT9 IT7，表面粗糙度Ra值为2.20.8m。拉削加工的精度和生产率高，但拉刀制造复杂，成本高，主要用于大批量生产。,磨削加工,磨削加工是指用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。磨具的种类很多，有砂轮、砂带、油石和研磨料等。磨削加工主要在磨床上进行。磨削属于精加工，尤其适合对淬硬钢件和高硬度材料的精加工。磨削加工可分为普通磨削和高效磨削。1.普通磨削普通磨削是一种应用十分广泛的精加工方法，它是用砂轮在通用磨床（包括外圆磨床、内圆磨床、平面磨床以及无心磨床等）上进行的磨削加工，它可以对内外圆、

21、平面、锥面等的磨削加工。普通磨削可分为粗磨和精磨，粗磨后的尺寸精度为IT8 IT7，表面粗糙度Ra值为0.80.4m，精磨后的尺寸精度为IT6 IT5，表面粗糙度Ra值为0.40.2m。普通磨削包括磨外圆、磨内圆、磨平面以及无心磨削。,2.高效磨削高效磨削是随着科学技术的发展，在传统的普通磨削的基础上逐步发展起来的高效率、高精度的磨削方法。它包括高速磨削、强力磨削、宽砂轮与多砂轮磨削和砂带磨削等。1）高速磨削是指磨削速度高于50m/s的磨削加工（普通磨削一般为3035m/s左右）。目前国外实验速度已达200250m/s，国内普遍采用5060m/s，有的高达80m/s。2）强力磨削就是以大的磨削

22、深度（可达330mm,大约为普通磨削深度的1001000倍）和小的纵向进给速度（相当于普通磨削的1/1001/10）进行磨削，故而有称其为缓进给深磨削。3）宽砂轮与多砂轮磨削是用增大磨削宽度来提高磨削效率的。普通磨削的砂轮宽度为50mm左右，而宽砂轮外圆磨削的砂轮宽度可达300mm，平面磨削可达400mm，无心磨削可达1000mm。磨后的尺寸精度可达IT6，表面粗糙度Ra值为0.4m。4）砂带磨削是用高速运动的砂带作为磨削工具磨削各种表面的加工方法。砂带磨削的效率和精度都较高，强力砂带磨削的效率是铣削的10倍、是普通砂轮磨削的5倍。尺寸精度可达50.5m，平面度可达1m。,2.1.4 精密加工

23、,精密加工是指加工精度在10.1m，表面粗糙度Ra值在0.10.02m之间的加工方法。精密加工主要指研磨、珩磨、精密磨削和抛光等。1.研磨 研磨是利用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精密加工方法。研磨的应用很广，可加工常见的各种表面，如平面、圆柱面、圆锥面、螺纹表面、齿轮齿面等。在现代工业中，研磨常用于精密零件的最终加工。如机械制造业中的精密量具、精密刀具、精密配合件；光学仪器制造业中的镜头、棱镜、光学平晶等仪器零件；电子工业中的石英晶体、半导体晶体、陶瓷元件等等。2.珩磨 珩磨是利用带有磨条（油石）的珩磨头对孔进行精密加工的方法。珩磨时，珩磨头上的磨条对工件施加一定压力，珩磨头

24、同时作相对旋转和直线往复运动，在相对运动的过程中，磨条从工件表面切除一层极薄的金属，加之磨条在工件表面上的切削轨迹是交差而又不重复的网纹，所以可获得很高的加工精度和很小的表面粗糙度。珩磨广泛用于大批量生产中的发动机汽缸孔、连杆大头孔、挤出机机筒等，珩磨的孔径范围为15500mm，孔的深径比可达10以上，珩磨后的孔尺寸公差等级IT6 IT4，表面粗糙度Ra值为0.80.05m。,3.超精加工超精加工是用极细磨料的油石，以恒定压力和复杂相对运动对工件进行微量切削，以减小表面粗糙度为主要目的的精密加工方法。超精加工的加工余量极小，一般不留加工余量或只留极小的加工余量（0.0030.01mm）。超精加

25、工一般不能提高加工精度，但生产率很高，可以获得较好的表面质量，常用于大批量生产中加工曲轴、凸轮轴的轴颈外圆，飞轮、离合器盘的端平面以及滚动轴承的滚道等。4.抛光抛光是在高速旋转的抛光轮上涂以抛光膏对工件进行微弱切削，从而减小表面粗糙度，提高光亮度的一种精密加工方法。抛光和研磨一样，也使用研磨剂，只是更加细小（1m以下）的微细磨粒。抛光同样不能提高加工精度，抛光后的表面粗糙度Ra值可达0.10.012m。抛光一般在精磨或精车、精铣、精刨的基础上进行，主要用于表面的修饰及电镀前的预加工。,2.2 金属切削机床,金属切削机床简称机床，是制造机器的机器，所以又称为工作母机或工具机。一、机床的分类二、机

26、床的型号编制三、机床的主要技术参数四、典型机床及其加工工艺范围 认识：加工范围-所需运动-工艺范围 选用：型号,一、机床的分类,按加工性质、刀具和用途：,一、机床的分类,按通用性程度：通用(万能)机床，专门化机床和专用机床按工作精度：普通、精密和高精度机床按重量和尺寸：仪表机床，中型机床，大型机床10，重型机床(30t)和超重型机床100t按自动化程度：手动、机动、半自动和自动机床按主要工作器官的数目：单轴机床、多轴机床、单刀机床和多刀机床,二、金属切削机床型号的编制,按GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法规定（一）通用机床型号,1.机床的类别代号,例：C A 6 1 4 0机床类

27、别代号（车床类）机床特性代号（结构特性）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床系别代号（卧式车床系）机床主参数代号（最大车削直径400mm）,2.机床的特性代号（1）通用特性代号,（2）结构特性代号 区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O”不能用。例：CA6140型普通车床,通用特性代号 用大写汉语拼音字母表示，位于类代号之后。,（一）通用机床的型号编制,机床的型号编制,3.机床的组别和系别代号 每类机床分10组（从09组），每组又分10系（从09型）,4.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 主参数的折算值（

28、1/10或1/100或1/1）来表示。,5.机床重大改进序号 用字母“A、B、C”表示，附机床型号末尾，以示区别。,机床的型号编制,机床的型号总结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：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）。注：表示阿拉伯数字；表示大写的汉语拼音字母；括号中表示可选项，当无内容时不表示，有内容时不带括号；表示大写的汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼有之。,（二）专用机床型号,（三）组合机床及自动线型号,例：B13 1

29、00 北京第一机床厂 第三组 第100种专用机床（专用铣床）,组合机床及自动线分类代号,二、金属切削机床型号的编制,2.2 金属切削机床,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，通常简称机床，它是制造机器的机器。2.2.1 机床的分类、型号和技术参数机床的品种规格繁多，为了便于区别、使用和管理，必须对机床进行分类，并编制型号。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。根据国家制定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、锯床和其它机床。在每一类机床中，又按

30、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）。在上述基本分类方法的基础上，还根据机床的其它特征进一步区分。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）通用性程度分：1）通用机床 它可用于加工多种零件的不同工序，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，专门用于加工某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序，如丝杆车床、曲轴车床、凸轮轴车床等。3）专用机床 它的工艺范围最窄，只能用于加工某一种零件某一道特定工序，适用于大批量生产。如机床主轴箱的专用镗床、

31、机床导轨的专用磨床等。各种组合机床也属于专用机床。（2）同类型机床按工作精度分为：普通精度机床、精密机床和高精度机床。（3）机床还可按自动化程度分为：手动、机动、半自动和自动机床。（4）机床按重量与尺寸分：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（10t30t）、重型机床（30t100t）和超重型机床（大于100t）。（5）按机床主要工作部件的数目分：单轴和多轴或单刀与多刀机床等。,一般情况下，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。随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。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

32、一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能。例如数控车床在卧式车床的基础上，又集中了转塔车床、仿形车床、自动车床等多种车床的功能。车削中心出现以后，在数控车床功能的基础上，又加入了钻、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（习惯上称为“加工中心”）,集中钻、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。由此可见，机床数控化引起了机床分类方法的变化，使得机床品种趋于综合。,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

33、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）。注：表示阿拉伯数字；表示大写的汉语拼音字母；括号中表示可选项，当无内容时不表示，有内容时不带括号；表示大写的汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼有之。,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“Che 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，读作1磨、2磨、3磨。,2）机床的特性代号 机床的

34、特性代号表示机床所具有的特殊性能，它包括通用特性和结构特性。（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”，“XK”表示数控铣床。机床的通用特性代号如表2-2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

35、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，前者表示组别，后者表示系列。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09表示。金属切削机床的类、组划分见表2-3。4）机床主参数和设计顺序号 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。各类机床的主参数及折算系数见表2-4。某些普通机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号用由“1”开始的自然数表示。当设计顺序号小于10时，则在其前面冠“

36、0”，如01、02等。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）其它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。其它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MG1432A型高精度万

37、能外圆磨床型号：,M G 1 4 32 A,3.机床的主要技术参数,机床的主要技术参数反映此型号机床主要技术性能的重要指标，它主要包括：尺寸参数（几何参数）、运动参数和动力参数三个方面的含义。此外，机床的其它参数还有机床的轮廓尺寸和机床净重等等。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，除了主参数（床身上最大工件回转直径）和第二主参数（最大工件长度）外，有时还要确定刀架上的最大工件回转直径和主轴孔内允许通过的最大棒料直径等；对于立轴平面磨床，除了主参数（工作台面直径）外，有时还要确定主轴端面到台面的最大和最小距离及工作台的行程等。,2）运动参数 是指机床加工工件时所

38、能提供运动速度，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。（1）主运动参数 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往复次数。通用机床的主轴需要变速，需确定它的变速范围及速度数列。（2）进给运动参数 大部分机床（如车床、钻床）的进给量用工件或刀具每钻的位移（mm/r）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（mm/min）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）。,

39、3.机床的主要技术参数,2.2.2 典型机床及其加工工艺范围,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。1）卧式车床 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。,（1）卧式车床示意图,1主轴箱 2卡盘 3刀架 4尾架 5床身 6、8床腿 7溜板箱 9进给箱,（2）卧式车床的加工范围,卧式车床加工工艺范围主要包括：各种轴类、套类和盘类

40、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；还能进行钻中心孔、钻孔、铰孔、攻丝、滚花。,2）立式车床 立式车床主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小、且形状比较复杂的大型或重型零件。立式车床结构布局是的主要特点是主轴垂直布置，并有一个直径很大的圆形工作台，其台面处于水平位置，用于安装工件，因而比较方便地装夹和找正比较笨重的工件。由于工件和工作台的重量由床身导轨或推力轴承承受，大大减轻了主轴及其轴承的载荷，因此较易保证加工精度。立式车床分单立柱式和双立柱式两种，前者加工直径一般较小（一般1600mm），后者加工直径一般较大（一般2000mm）。立式车床的

41、工作台2装在底座1上，工件装夹在工作台上并由工作台带动作旋转主运动。进给运动由垂直刀架4和侧刀架7实现。侧刀架7可以在立柱3的导轨上移动作垂直进给，还可沿刀架滑座的导轨作横向进给。垂直刀架4可在横梁5的导轨上移动作横向进给，垂直刀架的滑板可沿其刀架滑座的导轨作垂直进给。,立式车床示意图,1-底座 2-工作台 3-立柱 4-垂直刀架 5-横梁6-垂直刀架进给箱 7-侧刀架 8-侧刀架进给箱 9-顶梁,3）专用车床,专用车床种类很多，其中包括螺纹车床、曲轴车床、凸轮车床、仿形车床等等。螺纹车床的主要类型有丝杠车床、短螺纹车床和螺母车床等，它们的布局与卧式车床相似。螺纹车床使用车刀和螺纹梳刀加工螺纹

42、，主要用于加工丝杠、等零件上的传动螺纹。其特点是：刀具结构比较简单，通用性比较好，但生产率较低。图2.11是SG8630型高精度丝杠车床外形图，其主要部件有：交换齿轮机构1、主轴箱2、床身3、刀架4、丝杠5和尾架6。这种车床的总体布局与卧式车床相似，区别是没有进给箱和溜板箱，联系主轴和刀架的螺纹进给传动比有挂轮保证，刀架由装在床身前后导轨之间的丝杠螺母传动。,SG8630型高精度丝杠车床,为了保证高的螺纹加工精度和小的表面粗糙度，SG8630型高精度丝杠车床的螺纹进给传动链中只有两对交换齿轮，以缩短传动链，并提高传动件（特别是丝杠和螺母）的制造精度，以螺纹进给传动链的传动精度。另外，还采用螺距

43、校正装置，有效地提高了传动精度并保持良好的精度稳定性。高精度丝杠车床主要用于非淬硬精密丝杠的精加工，加工的螺纹精度可达IT6或更高，表面粗糙度Ra值为0.320.63m。,4）自动车床自动机床是指那些在调整好后无需人参与便能自动完成表面成形运动和辅助运动，并能自动地重复其工作循环的机床。若机床能自动完成预定的工作循环，但装卸工件仍由人工进行，这种机床称为半自动机床。符合上述定义的车床就称为自动车床或半自动车床。传统的自动车床采用了凸轮和挡块控制来实现自动工作循环，当加工工件改变时，要花费较多时间去设计和制造凸轮，而且停机的时间较长，但这种机床价格远低于数控机床，工作稳定可靠，在大量生产领域里仍

44、广泛使用。自动车床的种类很多，图2.12是CM1107型精密单轴纵切自动车床外形图，其主要部件有：底座1、床身2、送料装置3、主轴箱4、天平刀架5、中心架6、上刀架7、三轴钻铰附件8和分配轴9等部件组成。这种车床主要用于加工精度较高的小型细长轴类零件，可加工外圆柱面、锥面、端面、切槽、切断、成形表面、钻孔和加工内、外螺纹。,CM1107型精密单轴纵切自动车床外形图,1-底座 2-床身 3-送料装置 4-主轴箱 5-天平刀架 6-中心架7-上刀架 8-三轴钻铰刀附件 9-分配轴,2.铣床铣床是利用铣刀在工件上加工各种表面的机床。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

45、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。1）升降台式铣床升降台式铣床的工作台安装在可垂直升降的升降台上，使工作台可在相互垂直的三个方向上调整位置或完成进给运动，由于升降台刚性较差，所以只适合于加工中小型工件。升降台式铣床可分为卧式升降台式铣床、万能升降台式铣床和立式升降台式铣床三种结构形式。升降台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、棘轮等各种成型表面，用锯片铣刀还可进行切断等。,铣床加工的典型表面,（1）卧式升降台式铣床,卧式升降台式铣床的主轴为水平布置，它主要用于单件及成批生产中加工平

46、面、沟槽和成型表面。图2.14是卧式升降台式铣床外形图，其主要部件有：床身1、悬梁2、主轴3、支梁4、工作台5、滑座6、升降台7和底座8等部件组成。,图2.14 卧式升降台式铣床1床身 2悬梁 3主轴 4刀杆支架5工作台 6滑座 7升降台 8底座,（2）万能升降台式铣床,万能升降台式铣床与卧式升降台式铣床的结构基本相似，其主运动是刀具的旋转运动。工作台6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。此外，万能升降台式铣床还可选配立式铣头，以扩大机床的加工范围。,图

47、2.15 万能卧式升降台式铣床 1底座 2床身 3悬梁 4主轴 5支架 6工作台 7回转盘 8床鞍 9升降台,（3）立式升降台式铣床 立式升降台式铣床与卧式升降台式铣床的主要区别在于安装铣刀的机床主轴垂直于工作台面，它主要用于单件及成批生产，可用端铣刀或立铣刀加工平面、斜面、沟槽、台阶，配以分度头 或圆形工作台等机床附件，还可 以铣削齿轮、凸轮以及螺旋面。立式升降台式铣床工作台5、滑 座6和升降台7的结构与卧式升降 台式铣床相同。立铣头3可以在 垂直平面内调整角度，主轴4可 以沿其轴线方向进给或调整位置。图2.16 立式升降台式铣床 1底座 2床身 3铣头 4主轴 5工作台 6滑座 7升降台,

48、2）龙门铣床,大型高效铣床，主要用于加工大型工件上的平面和沟槽。机床具有龙门式框架。横梁3可以在立柱5、7上升降，以适应加工不同高度的工件。横梁3上的两个立铣头4、8，可在横梁3上作水平横向运动。立柱上的两个卧铣头2、9可沿立柱导轨升降。每个铣头都是一个独立部件，内装有主运动变速机构、主轴部件及操纵机构等。各铣刀的切削深度均由主轴套筒带动铣刀主轴沿轴向运动来实现。加工时，工作台10连同工件作纵向进给运动。可用多把铣刀同时加工几个表面，生产率高，在成批和大量生产中广泛应用。,3）工具铣床,工具铣床除了能完成卧式铣床和立式铣床的加工外，常配备有回转工作台、可倾斜工作台、平口钳、分度头、立铣头和插削

49、头等多种附件，因而扩大了机床的万能性，能完成镗、铣、钻、插等切削加工，适用于工具、机修车间用来加工各种刀具、夹具、冲模、压模等中小型模具及其他复杂零件。主轴的横向进给运动由主轴座4的移动来实现，纵向及垂直方向进给运动由工作台3及升降台2的移动来实现。,1底座 2升降台 3工作台 4主轴箱,3.磨床,用磨料或磨具（砂轮、砂带、油石、或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床，统称为磨床。磨床的种类很多，主要有外圆磨床、万能磨床、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、凸轮磨床、齿轮磨床、导轨磨床）等。此外，还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床以及以油石和

50、研磨剂为切削工具的精磨磨床等。1）外圆磨床外圆磨床主要用于磨削内、外圆柱和圆锥表面，也能磨削阶梯轴的轴肩和端面，可获得IT67级精度、表面粗糙度Ra值为1.250.08m。外圆磨床的主要类型有万能外圆磨床、普通外圆磨床、无心外圆磨床、宽砂带外圆磨床和端面外圆磨床等。,（1）万能外圆磨床 图2.19所示为万能外圆磨床外形图，用于磨削IT67级精度的内、外旋转表面。其主要结构万能外圆磨床有床身、工作头架、工作台、砂轮架、内圆磨具、尾座等部件。万能外圆磨床比普通外圆磨床多一个内圆磨头，且砂轮架和工件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