机械制造基础课件-金属切削加工.ppt

2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,1,机械制造基础,洛阳师范学院物电系 李 玲 公共邮箱： jxzzjc2010gf163.com 密码jxzzjc 个人邮箱： 15902036920163.com,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,2,工程材料部分小结,工程材料的分类与性能 金属材料的力学性能 金属材料的晶体结构 铁碳合金 金属材料的塑性变形与再结晶 金属的热处理及材料改性 常用金属材料及新材料简介,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,3,金属切削加工概述,1.金属切削加工的概念 2.金属切削加工的分类 3切削加工特点 4. 发展方向,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,4,金属切削加工概述,1.金属切削加工的概念,利用刀具及切削机床，切削掉多余材料手段 提高尺寸、形状、位置精度，降低粗糙度目的,2.金属切削加工分类,机工：工人操作机床进行切削加工 钳工：工人手持工具进行切削加工,车、铣、磨、刨、钻、镗等,划线、錾削、锯削、刮研等,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,5,金属切削加工概述,3切削加工特点,1）切削加工的精度和表面粗糙度的范围广泛，并可获得高加工精度、低表面粗糙度。可达IT12-IT3或更高，Ra25-0.008um 2）切削加工零件的材料、形状、尺寸、重量范围大。ex葛洲坝一号船闸的闸门重达600t，高达30多米；几克轻的微型仪表零件； 3）生产率高。只在少数特殊场合，其生产率低于精密铸造、精密锻造和粉末冶金等方法。 4）切削力的存在。要求刀具、工件均具有一定强度和刚度，且刀具材料的硬度须大于工件。,没有切削加工，就没有机械制造业！,局限：微细结构、高硬高强等特殊材料的加工-特种加工,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,6,金属切削加工概述,4. 发展方向,加工设备-数控技术、精密和超精密、高速和超高速方向 普通加工、精密加工、超精密加工的精度可分别达到1um、0.01um、0.001um，向原子级加工逼近 刀具材料-超硬刀具材料 陶瓷、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼等超硬材料将被普遍用于切削刀具，切削速度可达每分钟数千米 生产规模和生产方式 小批量，单品种、大批量多品种变批量 手工操作、机械化、单机自动化、刚性流水线自动化柔性自动化、智能自动化,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,7,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素 1.2刀具材料 1.3刀具结构（教材1.3,1.6） 1.4金属切削过程 1.5切削加工的经济性与可行性,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,8,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.1切削运动,主运动从工件上切下切屑所需要的最基本的运动，是切削运动中速度最高、消耗功率最多的运动（只有一个）,进给运动维持切削过程，使待切除的金属层不断投入切割，从而完成整个表面加工（可多个） 削苹果,辅助运动吃刀、退刀、让刀等,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,9,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,10,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,工件上的三个表面,待加工表面 已加工表面 过渡表面（加工表面）,切削用量三要素,切削速度 进给速度 背吃刀量,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,11,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削用量三要素,切削速度、进给速度、背吃刀量,单位时间内工件或刀具沿主轴运动方向的相对位移。（主运动的线速度）,主运动为旋转运动时,主运动为往复直线运动,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,12,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削用量三要素,切削速度、进给速度、背吃刀量,进给速度 ：单位时间内，刀具和工具间沿进给运动方向所移动的距离（mm/s） 进给量 ：主运动的一个循环内，刀具和工件之间沿进给方向所移动的距离（mm）,车削、刨削,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,13,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削层几何参数,切削宽度、切削厚度、切削面积,主切削刃与工件过渡表面的接触长度（沿主切削刃量得的待加工表面和已加工表面的距离）,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,14,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削层几何参数,切削宽度、切削厚度、切削面积,每移动一个进给量后，相邻两主切削刃（已加工表面）之间的垂直距离。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,15,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削层几何参数,切削宽度、切削厚度、切削面积,切削层的面积,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,16,1金属切削加工的基础知识,1.2刀具材料,1.2.1刀具材料的性能要求,(1)高的硬度 刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。在常温下，刀具材料的硬度一般应在60HRC以上。 (2)足够的强度和韧性 以便承受切削力和切削时产生的振动，防止刀具脆性断裂和崩刃。 (3)高的耐磨性 即抵抗磨损的能力。一般情况下，刀具材料硬度越高，耐磨性越好。 (4)高的耐热性 指刀具材料在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨等性能。（热硬性、化学稳定性） (5)良好的工艺性和经济性 为便于刀具本身的制造，刀具材料应具有好的切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等，而且要追求高的性能价格比,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,17,1金属切削加工的基础知识,1.2刀具材料,1.2.2常用刀具材料,碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,18,1金属切削加工的基础知识,1.2刀具材料,1.2.3其他刀具材料,陶瓷材料 人造金刚石 立方氮化硼 新型高速钢 新型硬质合金,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,19,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的结构形式及组成,车刀的结构形式 整体式 焊接式 机夹式 机夹可转位式,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,20,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,21,整体式车刀结构简单，但对贵重的刀具材料消耗较大； 焊接式车刀刚性好，灵活性较大，可以根据加工要求，方便的磨出所需要的角度，但硬质合金刀片经过高温焊接和刃磨后，易产生内应力和裂纹，使切削性能下降，对提高生产率很不利； 机夹式车刀可避免焊接高温带来的缺陷，提高刀具切削性能，并能使刀柄多次使用； 机夹可转位式车刀所用的硬质合金刀片具有多个切削刃，当一个切削刃用钝后，不需要重磨，只要松开加紧元件，将刀片转换一个位置，重新加紧，即能继续使用，可获得较大的经济效益。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,22,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的结构形式及组成,车刀的组成 刀柄（夹持部分） 刀头（切削部分）三面 两刃 一尖,切削流出经过的表面,与加工表面相对,与待加工表面相对,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,23,复习,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,24,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的几何角度（标注角度/刃磨角度）,假设条件,忽略进给 刀尖与工件回转中心等高 刀柄中心线与工件轴线垂直,图-水平直线刃切断刀,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,25,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的几何角度（标注角度/刃磨角度）,辅助平面 基面 切削平面 正交（主剖面） 副正交平面,图1.7,图-水平直线刃切断刀,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,26,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的几何角度（标注角度/刃磨角度）,图纸上标注的角度，是测量和刃磨的依据,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,27,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.2车刀的几何角度（标注角度）,正交平面内测量 前角、后角 楔角,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,28,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.2车刀的几何角度（标注角度）,基面内测量 主偏角、副偏角 刀尖角,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,29,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.2车刀的几何角度（标注角度）,切削平面内测量的角度 刃倾角,副正交平面内测量的角度 副后角,常用车刀的作图法表示 p16 图1.11,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,30,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具的工作角度,概念 影响因素,安装的影响 刀尖高于或低于工件回转轴线： 车刀刀柄中心线与工件中心不垂直：,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,31,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具的工作角度,影响因素,进给的影响 螺纹车削的例子 一般车外圆时，可忽略螺旋面升角，车削大螺距螺纹时，必须考虑。例,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,32,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具的工作角度,例子：车螺纹时进给的影响,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,33,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择（p28 1.6节）,前角的作用与选择,影响切削难易程度 锋利与强度,选择原则 工件材料 刀具材料 加工性质,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,34,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择,后角的作用与选择,影响后刀面与工件的摩擦、表面质量和刀头强度,选择原则 加工性质 工件材料 工艺系统,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,35,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择,主偏角的作用与选择,影响切削条件、刀具寿命，切削分力,选择原则 工艺系统刚性 工件的刚性 细长轴的加工,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,36,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择,副偏角的作用与选择,摩擦、震动 ，表面质量+刀尖强度 残留面积（车螺纹）：副偏角减小、主偏角减小-残留面积减小-粗糙度减小 平行进给的 直线修光刃、增大刀尖圆弧半径-减小残留面积 主偏角减小-刀尖强度增大,选择原则 主要依据粗糙度要求,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,37,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择,刃倾角的作用与选择,影响切削刃的强度（刀具受力状态），切屑流出方向 p32图1.31,选择原则-加工性质： 粗加工或断续切削 精加工,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,38,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.1切屑形成过程及种类,切削过程-,塑性金属的切削过程是挤压和切屑变形的过程 -p20 弹性变形塑性变形挤裂切离,三个变形区 1区，变形量最大，切削力、切削热主要来自这里，消耗机床提供的大部分能量 2区：切屑与前刀面的摩擦变形区，影响积削瘤的形成和前刀面磨损 3区：已加工表面与后刀面的摩擦变形区，影响工件表面的变形强化、残余应力和后刀面磨损,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,39,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.1切屑形成过程及种类,切屑颜色与形变程度,银白色：变形小（300-400度） 淡蓝色：变形大（500度） 紫黑色：变形很大（大于800度）,为什么切屑外表面光滑？向顶层弯曲？,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,40,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.1切屑形成过程及种类,切屑的种类,带状切屑 节状切屑 崩碎切削,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,41,切屑的种类,带状切屑 形成加工塑性金属，所取的切削深度低，切削速度高，前角较大（精加工） 特点 节状切屑 形成加工中等硬度的塑性材料，所取的切削深度高，速度低，前角小（精加工） 特点有明显裂痕，呈节状。切削过程变形大，切削力也较大且有波动，工件表面较粗糙 崩碎切削 形成切削铸铁、青铜扥脆性材料 特点切削力变动大、且集中在刃口附近，刀具易损坏；产生振动，影响表面质量,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,42,复习课2,车刀的几何角度 车刀的工作角度 车刀几何角度的选取 金属的切削过程,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,43,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.3积屑瘤 p22图1.19 1.20,概念 形成原因 形成过程 长大破裂带走，反复进行（很快）,对切削加工的影响 积屑瘤对切削过程的影响 抑制积屑瘤产生的措施,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,44,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.4加工硬化,概念 加工金属材料，工件已加工表面，表层的强度、硬度明显提高，而塑性下降的现象,形成原因 硬化层特点 减轻加工硬化现象的措施,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,45,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.5切削力,来源 分力及作用 图1.23 影响切削力的因素,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,46,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.5切削热与切削温度,切削热的产生 切削温度及分布 影响切削温度的因素,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,47,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.5刀具磨损与刀具耐用度,刀具的磨损方式 刀具的磨损过程 刀具的钝化标准 影响刀具磨损的因素 刀具材料、刀具几何形状、工件材料、切削液,可以选用耐热性好的材料或加大刀具前角，以减少刀具的磨损。 判断刀具的磨损极限，是以后刀面的磨损带宽度VB来衡量的，但在实际生产中不可能经常测量，一般是根据刀具进行切削的时间来确定刀具是否磨钝。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,48,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.5刀具磨损与刀具耐用度,刀具的耐用度,刀具的生命周期 使用磨钝刃磨报废,刀具的耐用度两次刃磨之间的总切削时间 刀具寿命t一把新刀从投入切削开始，到报废为止总的实际切削时间 t=nT,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,49,1金属切削加工的基础知识,1.5切削加工的经济性与可行性,1.5.1零件的加工质量 1.5.2生产率及提高生产率的措施 1.5.3切削用量的选择原则 1.5.4工件材料的切削加工性 1.5.5切削液的选择,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,50,1金属切削加工的基础知识,1.5切削加工的经济性与可行性,1.5.1零件的加工质量,加工精度 尺寸、形状、位置、表面粗糙度等参数的实际值与理想值的复合程度 权衡加工成本和加工精度，合理选择。 尺寸公差、形状公差、为止公差，表面粗糙度 表面质量 切削加工后，表面粗糙度数值、表面层的加工硬化程度及表面残余应力的性质及大小,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,51,1金属切削加工的基础知识,1.5切削加工的经济性与可行性,1.5.2生产率和提高生产率的措施,生产率 单位时间内生产的零件数 措施 减小毛坯余量、增大切削深度 提高切削速度 增大进给量，减小空程长度,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,52,1金属切削加工的基础知识,1.5切削加工的经济性与可行性,1.5.3切削用量的选择原则和方法,原则 考虑切削用量对刀具耐用度的影响大小 优先考虑采用大的切削深度，其次采用大进给量，最后选择合理切削速度 具体方法 切削深度的确定 进给量的确定 切削速度的确定,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,53,1金属切削加工的基础知识,1.5切削加工的经济性与可行性,1.5.4工件材料的切削加工性,切削加工性概念 材料切削加工成合成零件的难以程度 工件材料的力学、物理性能对切削加工性的影响 强度和硬度 塑性 导热性 切削加工性指标 改善切削加工性的途径,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,54,1金属切削加工的基础知识,1.5切削加工的经济性与可行性,1.5.5切削液的选择,切削液的作用 冷却润滑、排屑、防锈等 切削液分类 水溶液、乳化液、切削油 选用,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,55,2金属切削机床的基本知识,2.1机床分类及型号 2.2机械传动 2.3液压传动 2.4机床自动化,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,56,2.1 机床的分类和型号,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,57,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,58,机床种类繁多，为便于设计、制造、使用和管理，需进行适当的分类。按加工方式分为12大类：,2.1.1 机床的分类,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,59,按应用范围(通用程度)：,通用机床加工范围广，通用性强 单件小批 专门化机床工艺窄 不同尺寸的一类或几类零件的一种或几种特定工序 专用机床工艺最窄，某零件特定工序加工,卧式车床、万能升降台铣床,丝杆车床、曲轴车床、凸轮轴车床,机床主轴箱专用镗床、组合机床,大批量生产,2.1.1 机床的分类,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,60,按加工精度分：,普通精度机床 精密机床 高精度机床,按重量和尺寸：,仪表机床 中型机床（一般机床） 大型机床（10t30t） 重型机床（30t100t） 超重型机床（大于100t）,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,61,按自动化程度,手动 机动 半自动 自动机床,按机床主要工作部件的数目,单轴 多轴 单刀 多刀,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,62,2.1.2 机床的型号,机床的型号是机床产品的代号，由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组成，它简明地表示出机床的类型、主要规格、性能和结构特征。 按GB/T 15375-94金属切削机床型号编制方法规定,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,63,通用机床的型号表示,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,64,类别代号,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,65,机床的特性代号通用特性代号,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,66,机床的特性代号结构特性代号,对于结构、性能不同的机床 加结构特性代号予以区别,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,结构特性代号在机床型号中没有统一的含义,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,67,机床的组别代号和系列代号,机床按其结构性能及使用范围，每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系，分别用两位阿拉伯数字09表示，前一位表示组别，后一位表示系别。,组别和系别代号用两位数字表示,两位数字：前组别 后系列,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,68,通用机床类、组划分表（1）,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,69,通用机床类、组划分表（2）,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,70,机床的主参数、设计顺序号和第二主参数,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1/10或1/100 ）表示,第二主参数一般指主轴数、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1/10或1/100表示,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,71,各类主要机床的主参数和折算系数,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,72,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时 加重大改进号A、B、C ,其它特性代号,企业代号,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,73,专用机床型号,1）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，其表示方法为： 2）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），见金属切削机床型号编制方法（GB/T15975-1994）。 3）专用机床的设计顺序号 按该单位的设计顺序号(从“001”起始)排列，位于设计单位代号之后，并用“”隔开，读作“至”。 例如，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B1100。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,74,机床型号示例,1.CA6140 C-类代号(车床类机床) A-结构特性代号 6-组代号(落地及卧式车床组) 1-系代号(卧式车床系) 40-主参数(最大工件回转直径的1/10),2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,75,2.XK5030 X-类代号(铣床类机床) K-通用特性代号(数控) 5-组代号(立式升降台铣床组) 0-系代号(立式铣床系) 30-主参数(工作台面宽度的1/10),2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,76,3. MGl432A 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320mm） A重大改进顺序号（第一次重大改进）,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,77,4. Z3040×16/S2 Z -类代号(钻床类机床) 3-组代号(摇臂钻床组) 0-系代号(摇臂钻床系) 40-主参数(最大钻孔直径40mm) 16-第二主参数(最大跨距1600mm) S2-企业代号(中捷友谊厂),2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,78,5.CX5112A/WF C 类代号(车床类机床) X 通用特性代号(数显) 5 组代号(立式车床组) 1 系代号(单立柱车床系) 12 主参数(最大工件回转直径1200) WF 企业代号（瓦房店机床厂）,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,79,CA6136,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,80,CA6140,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,81,数控车床,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,82,外圆磨床,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,83,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,84,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,85,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,86,2.2机床的机械传动,机床的传动方式,机械传动,液压传动,气压传动,电气传动,机械传动：实现回转运动的结构简单，工作可靠，传动比准确，维修方便。故主要用在机床的回转运动中，也多用于机床的直线运动中。,液压传动：易于实现自动化和无级变速，动作快速性好，吸震性好，能实现系统的过载保护并能自行润滑。故常在机床的一些装置中采用。如往复主体运动传动装置：磨床级龙门刨床的工作台的运动，牛头刨床及插床的滑动枕运动等。机床上的夹紧装置、变速操纵装置、工件和刀具装卸装置、工件输送装置等，均可采用液压传动实现。采用液压传动有利于简化机床结构，提高机床自动化的程度。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,87,在机械传动中，常用的传动元件有：传动带与带轮、齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条、丝杠螺母等。每一对传动元件称为传动副，各种传动副具有不同的传动特点。 常用传动副 1.皮带传动 2.齿轮传动 3.蜗轮蜗杆传动 4.齿轮齿条传动 5.丝杠螺母传动,2.2.1 机床上常用的传动副及传动关系,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,88,1.皮带传动,优点：传动平稳，中心距变化范围大，结构简单，制造、维修方便，有过载保护。 缺点：外廓尺寸大，传动比不准确，摩擦损失大，传动效率低。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,89,2.齿轮传动,优点：传动比准确恒定，结构紧凑，工作可靠，可传递较大的 扭矩且传动效率高，使用寿命长。 缺点：制造复杂，精度不高时传动不平稳，有噪声。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,90,3.蜗轮蜗杆传动,优点：可获得较大的传动比，传动准确、平稳，结构紧凑，承载能力大，无噪声。 缺点：传动效率较低，摩擦产生的热量大，需良好的润滑条件,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,91,4.齿轮齿条传动,优点：传动效率较高，结构紧凑。 缺点：制造精度不高时传动不平稳，有噪声。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,92,5.丝杠螺母传动,优点：传动平稳，无噪声，传动精度高。 缺点：传动效率低。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,93,1.变速机构 变速机构用来改变从动件的旋转速度或移动速度。主要通过改变传动比大小使从动轴得到各种不同的转速。机床上常用的变速机构有： （1）塔轮变速机构 （2）滑移齿轮变速机构 （3）离合器变速机构 （4）摆动齿轮变速机构,2.2.2 机床上常见的传动机构,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,94,塔轮,塔轮是具有多种直径的带轮，改变转速用的传动件。通常两个塔轮配套使用。当带所处的主动轮和从动轮直径相等时，实现等速传动。改变带的位置，当带处于主动轮直径小于从动轮直径位置时，实现减速传动；处于主动轮直径大于从动轮直径位置时，实现增速传动。塔轮传动可用于需要有级变速而功率较小的地方。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,95,变速机构,（1）塔轮变速机构,优点：运动平稳，结构简单。 缺点：停止转动时才能手动推带换档，使用不方便。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,96,（2）滑移齿轮变速机构,变速机构,优点：结构紧凑，传动效率高。 缺点：不能在运转中变速。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,97,（3）离合器变速机构,变速机构,变速时齿轮不需移动，可以采用斜齿轮，使传动平稳。 用摩擦离合器可在运转中变速。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,98,（4）摆动齿轮变速机构,变速机构,优点：外廓尺寸小。 缺点：结构刚度低，传递力矩受限。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,99,换向机构用来改变机床运动部件的运动方向，机床上普遍采用由圆柱齿轮和圆锥齿轮组成的换向机构。机床上常用的换向机构有： （1）三星齿轮换向机构 （2）中间齿轮换向机构 （3）锥齿轮换向机构,2.换向机构,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,100,换向机构,（1）三星齿轮换向机构,优点：结构简单、紧凑，制造方便。 缺点：结构刚性差，只能传递小功率。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,101,换向机构,（2）中间齿轮换向机构,优点：可传递较大的扭矩，结构稳固可靠，可以快速反转。 缺点：结构较大，制造成本较高。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,102,换向机构,（3）锥齿轮换向机构,优点：可以改变两个垂直轴之间的旋转方向。 缺点：制造较难。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,103,传动链将基本传动方法中某些传动副按传动轴依次组合 起来，传递动力和运动，该传动联系称为传动链。,2.2.3 机床传动链及其传动比(p42 1.9.1-1.9.2),若某传动链从输入轴到输出轴间有m个传动副，其传动链总传动比等于传动链中所有传动比的乘积，即：,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,104,2.2.4 转速图及传动结构式（p43 44）,主轴转速的变化方式 无级变速 有级变速 转速图 传动结构式,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,105,2.2.5 传动系统图及运动平衡式(p45),传动系统图 运动平衡式,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,106,2.3机床的液压传动,机床的传动方式,机械传动,液压传动,气压传动,电气传动,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,107,2.3机床的液压传动,液压传动是应用液体作为工作介质，通过液压元件来传递运动和动力。,2.3.1 液压传动的基本知识 液压传动在机床上的应用比较广，如拉刀的直线运动，就是由拉床上的液压装置驱动的；万能外圆磨床、平面磨床的工作台的运动也是采用液压传动方式。 磨床在磨削工件时，工作台必须连续往复运动。在液压系统中，工作台的运动方向是由电磁换向阀来控制的。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,108,平面磨床工作台往复运动液压传动系统,液压传动系统 的工作原理,图为简单磨床的液压传动系统的组成和工作原理。电动机带动液压泵从油箱吸油，液压泵把电动机的机械能转换为液体的压力能。液压介质通过管道经节流阀和换向阀进入液压缸左腔，推动活塞带动工作台右移，液压缸右腔排出的液压介质经换向阀流回油箱。换向阀换向之后液压介质进入液压缸右腔，使活塞左移，推动工作台反向移动。改变节流阀的开口可调节液压缸的运动速度。液压系统的压力可通过溢流阀调节。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,109,液压传动系统的组成,一般液压传动系统主要由以下五部分组成： （1）动力元件（油泵）作用是将机械能转换成油液液压能，给液压系统提供压力油； （2）执行元件（液压缸或液压马达） 作用是将液压能转换成机械能并分别输出直线运动或旋转运动； （3）控制元件（如溢流阀、节流阀和换向阀等） 作用是分别控制液压系统油液的压力、流量和流向，以满足执行元件对力、速度和运动方向的要求； （4）辅助元件（如油箱、油管、滤油器、密封件等） 起辅助作用，以保证液压系统正常工作； （5）工作介质（矿物油） 传递能量的介质。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,110,2.3.2 液压传动的特点及其在机床中的应用,液压传动突出的优点: （1）从结构上看 液压传动的控制、调节比较简单，操作方便，布局灵活。当与电气或气压传动相配合使用时，易于实现远距离操纵和自动控制； （2）从工作性能上看 液压装置能在大范围内实现无级调速，也可以在运行中很方便地调速，动作快速、稳定。因为工作介质是液体，所以运动传递平稳、均匀。 （3）从维护使用上看 液压元件能自行润滑，因此使用寿命长，且能实现系统的过载保护。元件易实现系列化、标准化。 缺点：由于不可避免存在泄露，所以液压系统不能实现严格的定传动比传动，传动效率较低。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,111,液压传动在机床中的应用: （1）进给运动传动装置 此项在机床上应用最广，如磨床的砂轮架，车床、六角车床、自动车床的刀架或转塔刀架，磨床、铣床、刨床、组合机床的工作台进给运动。这些进给运动一般要求有较大的调速范围，且在工作中能无级变速，因此，采用液压传动是最合适的。 （2）往复主体运动的传动装置 龙门刨床的工作台，牛头刨床或插床的滑枕等。这些部件一般需要作高速往复运动，并要求换向冲击小，换向时间短，因此，可采用液压传动来实现。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,112,牛头刨床,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,113,（3）仿形装置 车床、铣床、刨床上的仿形加工，如仿形车床的仿形刀架。由于工作时要求灵敏度高，靠模接触力小，寿命长，因此，也可