教学课件：第二章-机械加工设备与典型刀具.ppt

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1、第二章 机械加工设备与典型刀具,金属切削机床是用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，故又称“工作母机”或“工具机”，习惯简称机床。金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所承担的工作量约占机器总制造工作量的40%-60%。机床型号的编制方法、机床运动分析、传动链与传动原理图；CA6140型普通车床的的传动系统和主要机构，以及常用的车刀；孔加工机床的种类和常用的孔加工刀具；各种磨床的工作原理和砂轮的组成；齿轮加工的方法,滚齿机滚切直齿圆柱齿轮的传动原理,磨齿机的工作原理,常用的齿轮加工刀具。刨床与插齿、铣床与铣刀及组合机床等简单介绍。,本 章 提 要,车 床,铣 床,磨

2、床,钻 床,齿轮加工铣削过程,齿轮加工插齿过程,齿轮加工滚齿过程,齿轮加工拉削过程,一、金属切削机床的分类与型号编制分类按机床的加工性质与所用的刀具分12大类 车床C、钻床Z、镗床T、磨床M、齿轮加工机床Y(牙)、螺纹加工机床S(丝)、铣床X、刨齿床B、拉床L、特种加工机床D(电)、锯床G(割)和其他机床Q。在每一类机床中，按工艺规范、布局形式和结构等，分为若干组，每一组又细分为若干系列。,第一节 金属切削机床的基本知识,通用机床 工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。通用性较强，结构复杂，适用单件小批生产。专门化机床 工艺范围较窄，它是为加工某

3、一类（或几类）零件或某一道工序而专门设计和制造的，如铲齿车床、曲轴车床等。专用机床 工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造的，如大量生产的汽车零件所用的各种钻、镗组合机床，机床主轴箱专用镗床。生产率高、自动化程度高，适用成批及大量生产。,一、金属切削机床的分类与型号编制分类按应用范围/通用性程度,第一节 金属切削机床的基本知识,通用机床的型号编制(GB153752008),一、金属切削机床的分类与型号编制型号编制,第一节 金属切削机床的基本知识,阿拉伯数字；O大写字母,机床的类别代号 用该类机床名称汉语拼音的第一个字母表示,一、金属切削机床的分类与型号编制型号编制,第一节 金属

4、切削机床的基本知识,M:内、外圆磨床；2M:深孔或者平面类的磨床；3M:轴承、滚子、钢球类的磨床。,(机床的特性代号)用汉语拼音字母表示,通用特性代号,一、金属切削机床的分类与型号编制型号编制,第一节 金属切削机床的基本知识,分通用特性和结构特性,机床的组别、系别代号 用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别，每类机床划分为10个组，用数字0-9表示。每个组又可分为若干个系。机床主参数、(设计顺序号和第二主参数)反映机床加工性能的主要数据。主参数和第二主参数用阿拉伯数字给出主参数的折算值（1/10或1/100）,一、金属切削机床的分类与型号编制型号编制,第一节 金属切削机床的基本知

5、识,例如：C6 落地及卧式车床C5 立式车床，其中，C51 单柱立式车床、C52 双柱立式车床,各类主要机床的主参数和折算系数,一、金属切削机床的分类与型号编制型号编制,第一节 金属切削机床的基本知识,例如：CA6140型卧式车床的代号意义,一、金属切削机床的分类与型号编制型号编制,第一节 金属切削机床的基本知识,C A 6 1 40,一、金属切削机床的分类与型号编制型号编制,第一节 金属切削机床的基本知识,XKA5032A X 铣床（类代号）K 数控（通用特性代号）A（结构特性代号）50 立式升降台铣床（组系代号）32 工作台面宽度320mm（主参数）A 第一次重大改进（重大改进序号）MGB

6、1432 M 磨床（类代号）G 高精度（通用特性代号）B 半自动（通用特性代号）14 万能外圆磨床（组系代号）32 最大磨削外径320mm（主参数）C21506 C 车床（类代号）21 多轴棒料自动车床（组系代号）50 最大棒料直径500mm（主参数）6 轴数为6（第二主参数）,专用机床：,B1015,一、金属切削机床的分类与型号编制型号编制,第一节 金属切削机床的基本知识,空行程运动：进给前后的快速运动和各种调位运动。包括进刀、退刀、回程、转位和调位等。切入运动：用于保证被加工表面获得所需要的尺寸。分度运动：加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为使表面成形运动得以周期地继续进行的运动。操纵

7、及控制运动：操纵离合器、改变速度、进给量等,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,1、机床的运动分类表面成形运动与辅助运动,分析路线：根据机床上加工的各种表面和使用刀具类型，分析得到这些表面的方法和所需的运动。在此基础上，分析为了实现这些运动机床所必需具备的传动联系，实现这些传动的机构以及机床运动的调整方法。表面运动传动机构调整方法,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,1、机床的传动联系为了实现加工过程中所需要的各种运动，机床必须具备3个基本部分。执行件 执行件是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务是装夹刀具和工件，直接带动他

8、们完成一定形式的运动，并保证其运动轨迹的准确性。运动源 运动源是提供动力的装置。,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,表面运动传动机构调整方法,1、机床的传动联系为了实现加工过程中所需要的各种运动，机床必须具备3个基本部分。传动装置 把动力源的运动和动力传递给执行机构，或将运动由一个执行机构传递到另一个执行机构，以保持二个运动之间的准确关系。传动装置还可以变换运动的方向、速度及运动的类别，如将旋转运动变为直线运动。传动装置通常按其所采用的传动介质不同，可分为机械传动、液压传动、电气传动和气压传动等形式。,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识

9、,表面运动传动机构调整方法,为了在机床上得到需要的运动，通常用一系列的传动件把执行件和动力源（例如把主轴和电动机），或者把执行件和执行件（例如把主轴和刀架）连接起来，以构成传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链。,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,2、机床的传动链,表面运动传动机构调整方法,外联系传动链 联系动力源与执行机构之间的传动链。它使执行件获得一定的速度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表面的形状和精度。因此，外联系传动链中可以有摩擦传动等传动比不准确的传动副。,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机

10、床的基本知识,2、机床的传动链,表面运动传动机构调整方法,内联系传动链 联系复合运动之内的各个运动分量，所联系的执行件之间的相对运动有严格的要求，用来保证发生线的性质。它决定着加工表面的形状和精度，对执行机构之间的相对运动有严格要求。因此，内联系传动链的传动比必须准确，不应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带传动和链传动）。,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,2、机床的传动链,表面运动传动机构调整方法,在考虑传动路线时，可先撇开具体机构，将上述各种机构分为定比传动机构和换置机构。定比传动机构(传动比和传动方向不变)：如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等，称

11、为定比传动机构；换置机构(可根据加工要求变换传动比和传动方向）：如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,3、传动原理图,表面运动传动机构调整方法,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,3、传动原理图,传动原理图：为了便于研究机床的传动联系,常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来,这就是传动原理图。,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,3、传动原理图,卧式车床传动原理图,在车削螺纹时，卧式车床有两条主要传动链。外联系传动链：即从电动机l2iv34主轴，为主运

12、动传动链。它把电动机的动力和运动传递给主轴。传动链中iv为主轴变速及换向的换置机构。,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,3、传动原理图,在车削螺纹时，卧式车床有两条主要传动链。内联系传动链：主轴45if67丝杠刀具，得到刀具和工件间的复合成形运动螺旋运动。调整if即可得到不同的螺纹导程。,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,3、传动原理图,二、机床的传动联系及传动原理图,第一节 金属切削机床的基本知识,3、传动原理图,在车削圆柱面时，卧式车床主轴的旋转和刀具的移动是两个独立的运动，车床应有两条外联系传动链。电动机l2iv34主轴电动机l

13、2iv345if67丝杠刀具。其中l2iv34为公共段。,第二节 车床,一、车床的用途、工艺范围、运动及分类,（一）车床的用途,车床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、成形回转表面和回转体的端面等，有些车床还能加工螺纹面。在金属切削加工中，由于大多数机械零件都具有回转表面，车床的通用性又较广，因此在一般机械制造厂中，车床的应用极为广泛，在金属机床中所占的比例最大，约占机床总量的2035%。在所有车床中，卧式车床的应用最为广泛，占车床类机床的60%。,第二节 车床,一、车床的用途、工艺范围、运动及分类,（二）卧式车床的工艺范围,主要用于加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的各种回转表

14、面。,表面成形运动：主运动是由工件的旋转运动实现的；进给运动则由刀具的直线移动完成的。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。,第二节 车床,一、车床的用途、工艺范围、运动及分类,（三）车床的运动,按用途和结构分为：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，彷形车床及多刀车床，专门化车床。,第二节 车床,一、车床的用途、工艺范围、运动及分类,（四）车床的分类,第二节 车床,二、CA6140型车床,（一）CA6140型车床的总布局,第二节 车床,二、CA6140型

15、车床,（二）CA6140车床的传动系统,第二节 车床,车床必须具备下列运动：工件的旋转运动 主运动；刀具的直线移动 进给运动；为实现这些运动，机床的传动系统需要具备以下传动链：a)实现主运动的主传动链；b)实现纵向进给运动的纵向进给传动链；c)实现横向进给运动的横向进给传动链。,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,第二节 车床,传动系统图是表示实现机床全部运动的传动示意图。图中将每条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号代表，并标明齿轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机功率和转速等。传动链的传动机构，按照运动传递或联系顺序依次排列，以展开图形式画在能反映主

16、要部件相互位置的机床外形轮廓中。,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,传动系统图画在一个能反映机床外形和各主要部件相互位置的平面上，并尽可能绘制在机床外形的轮廓线内。在传动系统图中，各传动元件是按照运动传递的先后顺序，以展开图的形式画出来的。该图只表示传动关系，不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,第二节 车床,反转,第二节 车床,M1 双向多片式摩擦离合器M2-5齿式离合器M6-7双向离合器M8超越离合器,第二节 车床,主运动分析：,抓两端、连中间,找首、末件：,首件：电机 末件：主轴,连中间，写

17、出传动结构式：,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,第二节 车床,运动从轴II传往主轴的路线：a.高速路线 主轴VI上的滑移齿轮50向左移，使之与轴III上右端的齿轮63啮合，运动传至主轴得高转速。b.低速路线 主轴VI上的滑移齿轮50向右移，使之与齿式离合器M2啮合，轴III的运动经齿轮副传至轴IV，又经齿轮副传至轴V，再经齿轮副和齿式离合器传至主轴获得低转速。,运动经v带轮传动副传至轴I，压紧轴I上的多片摩擦离合器M1左部经齿轮副运动传至轴II，压紧右部经中间轮可获得相反方向的运动。,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,主轴的转速级

18、数：,由结构式：正转速级数为：23(1+22)=30 级但：从轴轴的5种传动比中有两级基本相等,50/50=51/50。故：实际级数为：23(1+22-1)=24 级 反转速级数为：3(1+22-1)=12 级,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,主轴转速（正转时）：,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,主轴转速（反转时）：,第二节 车床,主轴反转通常不用于切削，而用于车削螺纹时，切削完后使车刀沿螺旋线退回，所以转速较高以节约辅助时间。,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,主轴转速之间通常是等比级数排

19、列,第二节 车床,系统的转速图,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,第二节 车床,相邻两水平线之间的间隔为lg,=1.26向上倾斜x格表示实际传动比为x，下为-x,二、CA6140型车床,双联滑移齿轮,三联滑移齿轮,双联滑移齿轮,先缓后急，先密后疏，降速比1/4原理图结构图转速图,系统的转速图,第二节 车床,二、CA6140型车床的传动系统,转速图由三个部分组成：1)距离相等的一组竖线代表各轴。轴号写在上面。竖线间的距离不代表中心距。2)距离相等的一组水平线代表各级转速。与各竖线的交点表示各轴的转速。由于分级变速机构的转速一般是按等比数列排列的，故转速采取对数坐标。相邻两

20、水平线之间的间隔为lg(相邻两级转速之比(公比)=1.26)。图中略lg。3)各轴之间的连线的倾斜方式代表了传动副的传动比，升速向上倾斜，降速向下倾斜。向上倾斜x格表示实际传动比为x，下为-x,首件：主轴末件：刀架,计算位移：,主轴转一转刀架移动一个f,进给运动传动链,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,连中间，写出传动结构式 CA6140车床共有64种纵向、横向进给量，分别由4种类型的传动路线来实现。即：正常进给量（32级）较大进给量（8级）加大进给量（16级）细进给量（8级）,进给运动传动链,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的

21、传动系统,基本组,增倍组,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链,可以车削左旋和右旋的米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹。此外还可以车削大导程、非标准和较精密的螺纹。车削螺纹时传动链的运动平衡式为:itl=S=uvuct1 i从主轴到丝杠之间的总传动比；tl机床丝杠的导程，CA6140型车床为12mm；S被加工螺纹的导程（mm）。进给传动链的作用，在于能得到以上四种标准螺纹。改变传动比，即可得到不同标准的螺纹。不同标准的螺纹，只是导程不同而已。,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路

22、线图,行：等差数列,列：等比数列,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削米制螺纹,标准米制螺纹导程,第二节 车床,二、CA6140型车床,轴XV上的M3和M4脱开，M5接合,车削米制螺纹,车削米制螺纹传动链的传动路线表达式为,i基,i倍,轴XV上的M3和M4脱开，M5接合,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削米制螺纹,轴基本组的传动比：,即,这些传动比的分母相同，分子则除6.5和9.5以外，其余按等差数列排列，相当于米制螺纹导程标准的最后一行，这套变速机构称

23、为基本组。,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削米制螺纹,轴XVI(经XVII)XVIII间的变速机构可变换四种传动比，可以实现螺纹导程标准中行与行间的倍数关系，称为增倍组。增倍组的传动比：,基本组、增倍组和移换机构组成进给变速机构，和挂轮一起组成换置机构。,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削米制螺纹,运动平衡式为:,化简后，得：,Sj最大为12，故能加工最大螺纹导程为S=12mm。若车削导程更大的螺纹，则将轴IX上的滑移齿轮58右移，与轴VIII上的齿

24、轮26啮合，即为扩大导程的传动链。,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削米制螺纹,第二节 车床,二、CA6140型车床,车削米制螺纹(扩大导程),VI(主轴)VIVIIIIX,M2合上，主轴处于低速状态,车削扩大螺纹传动路线：,(1)只能当M2合上，主轴处于低速状态时，才能用扩大导程；(2)导程扩大4倍或16倍时，主轴转速确定后，螺纹导程扩大的倍数也就确定了；(3)轴V-IV-之间，并不准确等于1，所以不能用扩大组。,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削扩

25、大螺纹,模数螺纹主要是米制蜗杆，有时某些特殊丝杠的导程也是模数制的。米制蜗杆的齿距p=m，所以模数螺纹的导程为：,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削模数螺纹,英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数（扣/in）表示。英制螺纹的导程P1/。按下面的公式换算为毫米单位：,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削英制螺纹,径节螺纹主要是英制蜗杆，螺距大小以径节DP表示。英制蜗杆的轴向齿距即为径节螺纹的导程：,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削径节螺纹,需要啮合齿式离合器M

26、3、M4、M5，导程LI依靠调整挂轮的传动比u挂来实现，其运动平衡式为：,进给运动传动链车螺纹传动路线图车削非标和精密螺纹,基本组,增倍组,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,米、英制螺纹,模数、径节螺纹,公制、模数螺纹,径节、英制螺纹,非标准螺纹,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链车螺纹传动路线图,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链纵向和横向进给传动,f纵=158/5833/3363/100100/7525/36 u基25/36 36/25 u倍28/5

27、6 36/3232/564/2940/3030/4828/802.5 12=0.71 u基u倍 mm/r,f横=158/5833/3363/100100/7525/36 u基25/36 36/25 u倍28/56 36/3232/564/2940/3030/4859/185 mm/r,纵向,第二节 车床,b.横向进给传动链 当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，所得的横向进给量为纵向进给量的一半。c.刀架快速移动,第二节 车床,二、CA6140型车床,（二）CA6140车床的传动系统,进给运动传动链纵向和横向进给传动,第三节 钻床与镗床,孔加工刀具按其用途可分为两大类。一类是从实体材料中加

28、工出孔的刀具，如麻花钻、扁钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上的已有的孔进行再加工，如扩孔钻、锪钻、铰刀及镗刀等。,钻床和镗床都是孔加工机床。主要用于加工外形复杂，没有对称回转轴线工件上的孔。,钻床通常用于加工尺寸较小，精度要求不高的孔。钻床的主要类型有台式、立式、摇臂、深孔钻床等。,一、钻床,第三节 钻床与镗床,一、钻床,第三节 钻床与镗床,(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。可完成钻孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等工作。(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 立式钻床，适

29、用于中小工件的单件，小批量生产。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)。台式钻床，小型钻床，常安装在台桌上，用来加工直径小于12mm的孔。深孔钻床，专门用来加工深孔（长径比大于510的孔）的专门化机床，如枪孔、炮筒孔和机床主轴及液压缸、模具上的顶杆孔等深孔，由主轴带动工件旋转实现主运动，特制的深孔钻头只作直线进给运动。,一、钻床,第三节 钻床与镗床,(5)钻削特点,“三差一大”。刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性。导向性差：导向棱少且窄。切削条件差：排屑困难，不易散热。轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。,属于粗加工工序：经济精度：IT13IT11，Ra2512

30、.5,一、钻床,第三节 钻床与镗床,(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，还可以进行铣削，钻孔，扩孔，铰孔等工作。,二、镗床,第三节 钻床与镗床,(2)镗削特点刀具结构简单,通用性大,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。,二、镗床,第三节 钻床与镗床,(3)分类卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床 卧式镗床 既要完成粗加工(如粗镗、粗铣、钻孔等)，又要进行精加工(如精镗孔)，因此对镗床的主轴部件的精度、刚度有较高的要求。卧式镗床的主参数是镗轴直径。目前已主要

31、被卧式加工中心所取代。,1主轴箱,2前立柱,3主轴,4平旋盘,5工作台,6上/下滑座,7床身导轨,8后支承套,9后立柱,二、镗床,第三节 钻床与镗床,坐标镗床 一种高精度的机床。其主要特点是具有坐标位置的精密测量装置；有良好的刚性和抗振性。它主要用来镗削精密孔（IT5级或更高），例如钻模、镗模上的精密孔。工艺范围：可以镗孔、钻孔、扩孔、铰孔以及精铣平面和沟槽，还可以进行精密刻线和划线以及进行孔距和直线尺寸的精密测量工作。坐标镗床的主要技术参数是工作台的宽度。,二、镗床,第三节 钻床与镗床,金刚镗床 一种高速精密镗床，以前采用金刚石镗刀，现广泛使用硬质合金刀具。主要特点是主运动vc很高，ap和f

32、很小，加工精度可达IT5IT6，Ra达0.630.08m。金刚镗床的主轴短而粗，刚度较高，传动平稳，能加工出低表面粗糙度和高精度孔。主要用于成批、大量生产。,二、镗床,第三节 钻床与镗床,铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高。,第四节 铣床与刨床,一、铣床,(1)应用 加工表面,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),螺纹形表面及各种曲面。(2)铣削特点 每个刀齿不均匀,不连续切削,切入与切离时均会引起振动;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

33、率较高。,第四节 铣床与刨床,一、铣床,第四节 铣床与刨床,一、铣床,（一）铣削方式,周铣是用圆柱形铣刀圆周上的刀齿对工件进行切削；端铣法是以端铣刀端面上的刀刃铣削工件表面。,（1）周铣 周铣有顺铣和逆铣两种方式。顺铣 铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同。逆铣 铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反。,第四节 铣床与刨床,一、铣床,（一）铣削方式,ap从0到最大,ap从最大到0,（1）周铣,第四节 铣床与刨床,一、铣床,（一）铣削方式,固定螺母工作台丝杠,一般铣床未设有消除工作台丝杠与螺母之间间隙的装置，所以在生产中仍多采用逆铣法,（2）端铣 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

34、采用对称铣；铣碳钢和合金钢用不对称逆铣，减小切入冲击，提高刀具寿命；铣不锈钢和耐热合金用不对称顺铣，可减少硬质合金的剥落磨损，提高切削速度40-60。,第四节 铣床与刨床,一、铣床,（一）铣削方式,切入时的切削厚度小于或大于切出时的厚度,第四节 铣床与刨床,一、铣床,（一）铣削方式,周铣法与端铣法的比较端铣的加工质量比周铣高。端铣同周铣相比，同时工作的刀齿数多、铣削过程平稳，端铣的切削厚度虽小，但不像周铣时切削厚度最小时为零，它改善了刀具后刀面与工件的摩擦状况，提高了刀具耐用度，并减小了表面粗糙度值，端铣刀的修光刃可修光已加工表面，使表面粗糙度值较小。端铣的生产率比周铣高。端铣的铣刀直接安装在

35、铣床主轴端部，其刀具系统刚性好，同时刀齿可镶硬质合金刀片，易于采用大的切削用量进行强力切削和高速切削，使生产率和加工表面质量得到提高。端铣的适应性比周铣差。端铣一般只用于铣平面，而周铣可采用多种形式的铣刀加工平面、沟槽和成形面等，因此周铣的适应性强，生产中广泛使用。,铣床分类 卧式升降台铣床、立式升降台铣床，工件可在三个方向进行位置调整或作进给运动。龙门铣床，机床刚度高，可多刀同时加工多个工件或多个表面，生产率高。适于成批大量生产中加工大型工件上平面和沟槽或多件同时加工。工具铣床 各种专门化铣床,第四节 铣床与刨床,一、铣床,（二）铣床的分类,卧式升降台铣床,立式升降台铣床,第四节 铣床与刨床

36、,一、铣床,（二）铣床的分类,机床刚度高，可多刀同时加工多个工件或多个表面，生产率高。适于成批大量生产中加工大型工件上平面和沟槽或多件同时加工。,卧铣头,卧铣头,立铣头,立铣头,第四节 铣床与刨床,一、铣床,（二）铣床的分类,牛头刨床 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；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；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；主参数:最大刨削长度。,机床、刀具简单，通用性好。,生产率低。运动不连续，有空程损失。冲击大，切削用量

37、不可过大。,经济精度：IT8IT7，Ra3.21.6,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。,第四节 铣床与刨床,二、刨床,牛头刨床,第四节 铣床与刨床,二、刨床,工作台,刀架,滑枕,横梁,床身,龙门刨床 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;运动分析 主运动为工作台的往复直线运动;主参数 最大刨削宽度。,龙门刨床,第四节 铣床与刨床,二、刨床,进给箱/横刀架,进给箱/横刀架,横梁,两个立刀架,立柱,顶梁,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。

38、,第四节 铣床与刨床,三、插床,第五节 齿轮加工机床,齿轮是现代机器和仪器中的重要零件；由于齿轮传动具有传动比准确、传力大、效率高、结构紧凑、可靠耐用等优点，齿轮传动的应用极为广泛，齿轮的需要量也日益增加；用来加工齿轮轮齿表面的机床，称为齿轮加工机床；齿轮加工机床是机械制造工业中的一种重要的技术装备。,一、概述,圆柱齿轮加工机床 主要由滚齿机、插齿机、车齿机等。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。精加工齿轮齿面的机床 有珩齿机、剃齿机和磨齿机等。粗加工齿轮齿面的机床 铣齿机,滚齿机,插齿机等。,第五节 齿轮加工机床,一、概述,用与被加工齿轮齿槽

39、形状相同的成形刀具切削齿轮。形成齿廓渐开线的方法是成形法。成形法加工齿轮时，刀具的齿形应与被加工齿轮的齿间(齿槽)形状相同。这时采用的刀具是盘状模数铣刀和指数模数铣刀，可以利用分度头在一般铣床上或用夹具在刨床上进行加工。用成形法加工齿轮，所需运动简单，不需要专门的机床，但生产率低，加工精度也低，对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具。适用于单件小批生产。,齿轮的切削加工按其形成齿型的原理可分为成形法和展成法两类。,第五节 齿轮加工机床,一、概述,范成法亦称为包络法或展成法，是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮的啮合副中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制

40、刀具与工件严格地按照相对运动关系啮合，则刀具切削刃在各瞬时位置的包络线就形成了工件的齿廓线。采用范成原理加工齿轮的机床如滚齿机、插齿机、磨齿机等等。,第五节 齿轮加工机床,齿轮的切削加工按其形成齿型的原理可分为成形法和展成法两类。,一、概述,滚齿机主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮及蜗轮轮齿和花键；可以加工模数大于0.1到小于40的齿轮，加工齿轮的精度一般达79级；在使用超高精度滚刀和严格的工艺条件下也可加工56级精度的齿轮；（一）滚齿原理 滚齿加工是由一对交错轴斜齿轮啮合传动原理演变而来的。当滚刀与工件按确定的关系强制相对运动时，滚刀的切削刃便在工件上滚切出齿槽，形成渐开线齿面。,第五节 齿轮加

41、工机床,二、滚齿机,用齿轮滚刀加工齿轮的过程，相当于一对螺旋齿轮啮合滚动过程。将其中的一个齿数减少到一个或几个，轮齿的螺旋角很大。开槽并铲背后，就形成了齿轮滚刀。当机床使滚刀和工件严格按一对螺旋齿轮的传动关系作相对旋转运动时，就可以在工件上连续不断地切出齿来。成形运动是滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动(B11+B12)即为范成运动。为了得到所需的渐开线齿廓和齿轮齿数，滚齿时滚刀和工件之间必须保持严格的相对运动关系，即当滚刀转过1转时，工件应该相应地转K/Z转（K为滚刀头数，Z为工件齿数）。,第五节 齿轮加工机床,（一）滚齿原理,B11,B12,二、滚齿机,滚刀的实质就是一斜齿圆柱齿轮。

42、不过此斜齿圆柱齿轮的特点是：螺旋角很大（螺旋升角很小）；齿数很少；牙齿很长，绕了好多圈。这种变了样的斜齿圆柱齿轮就是蜗杆，将蜗杆开槽并铲背形成刀刃，就成为齿轮滚刀，滚刀的刀刃就在这个蜗杆的螺旋表面上。因为滚刀是按螺旋齿轮啮合的原理加工齿轮的，所以用渐开线滚刀（相当于渐开线斜齿轮）才能切出理论上正确的渐开线齿形。在生产实际中，由于渐开线滚刀制造困难，所以采用近似齿形的滚刀（如阿基米德滚刀等）代替。,第五节 齿轮加工机床,（一）滚齿原理,二、滚齿机,滚切直齿圆柱齿轮其成形运动必须包括形成渐开线齿廓的范成运动和形成直线形齿线的运动。滚刀轴线与工件端面倾斜一个角度，以使滚刀刀齿方向与被切齿轮的齿槽方向

43、一致。滚刀的旋转运动为主运动。加工直齿轮时，滚刀每转一转，工件转过一个齿或数个齿，以形成展成运动即圆周运动。为了要在齿轮的全齿宽上切出牙齿，滚刀还需有沿齿轮轴线方向的进给运动。切斜齿轮时，除了上述运动，还需给工件一个附加的转动。,第五节 齿轮加工机床,（二）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,二、滚齿机,滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图,滚刀,工件,工件,刀架,第五节 齿轮加工机床,（二）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,滚切直齿圆柱齿轮传动原理图,滚刀45ux-67工件,电动机12uv-3-4-滚刀,工件7 8uf910刀架升降丝杠刀架,二、滚齿机,滚切直齿圆柱齿轮三条传动链，两个独立的成形运

44、动。范成运动传动链渐开线齿廓的形成，靠滚刀的旋转运动B11和工件的 旋转运动B12组成复合运动；属“内联系”传动链。它们的运动联系有严格的传动比要求，即滚刀转1转，工件应该相应地转过一个齿（当K=1，K为滚刀的头数）；主运动传动链属“外联系”传动链。即从电动机通过传动件把运动和动力传至范成运动传动链；轴向进给运动传动链 形成直线导线的运动是滚刀的旋转和滚刀（刀 架）沿工件轴线方向的竖直进给运动。,第五节 齿轮加工机床,（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,滚切直齿圆柱齿轮传动原理图,二、滚齿机,范成运动传动链 根据表面成形的运动分析，滚刀旋转和工件旋转既然是一个独立的复合成形运动，所以，在

45、两执行件（滚刀和工作台）之间的传动联系，其性质属于“内联系”传动。它们之间的相对运动关系应有一个严格的传动比关系，即当滚刀转过一个齿时，工件应相应地转过一个齿。这个传动联系包括由点4至点5，点6至点7的固定传动比传动以及点5至点6传动比可变换的换置机构，属内联系传动链。滚刀45ux-67工件。,第五节 齿轮加工机床,（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,滚切直齿圆柱齿轮传动原理图,二、滚齿机,主运动传动链 要使滚刀和工件能实现范成运动，还需要接上动源，即从电动机通过传动件把运动和动力传至范成运动传动链。由点1至点4，属外联系传动链：电动机12uv-3-4-滚刀。其中换置机构iv用来调整范成

46、运动速度的快慢。范成运动速度的大小，取决于滚刀材料及直径、工件材料、硬度、模数、精度和光洁度。轴向进给运动传动链 工件7 8uf910刀架升降丝杠刀架，是外联系传动链。因为即使在瞬间发生传动比的变化，也仅仅影响刀架移动的快慢，而不影响发生线（直线）的形成。,第五节 齿轮加工机床,（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,滚切直齿圆柱齿轮传动原理图,二、滚齿机,端面上齿廓是渐开线，沿齿轮的齿长方向是一条螺旋线，它与直齿圆柱齿轮的差别仅在于导线的形状不同：直齿圆柱齿轮为直线，而斜齿圆柱齿轮的导线为螺旋线。因此，加工斜齿圆柱齿轮时，进给运动是螺旋运动，是一个复合运动：滚刀架的直线运动A21和工作台的

47、旋转运动B22。,第五节 齿轮加工机床,（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图,二、滚齿机,第五节 齿轮加工机床,（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图,展成运动：滚刀架的旋转运动B11和工作台的旋转运动B22。进给运动是螺旋运动：滚刀架的直线运动A21和工作台的旋转运动B22。,二、滚齿机,展成运动的传动链和产生螺旋运动的外联系传动（进给运动传动链），都与切削直齿圆柱齿轮时相同。此时的进给运动是复合运动，还需一条产生螺旋线的内联系传动链。滚切时随着刀架的直线移动，工件要有一个附加转动，以保证刀架直线移动一个导程时，通过合成机构使工件

48、得到的附加转动为一转。由于这个传动联系是通过合成机构的差动作用使工件的转速加快或减慢，一般称为差动传动链。如同车螺纹时刀架和主轴间的传动比有严格要求一样，这里刀架的轴向直线移动和工件的附加转动之间的传动比，同样要求严格、准确。因此，差动传动链的性质，属于“内联系”传动。,第五节 齿轮加工机床,（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图,二、滚齿机,滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图,主运动,展成运动,进给,差动链,第五节 齿轮加工机床,（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图,二、滚齿机,主运动传动链 电动机主轴（滚刀）展成运动传动链 滚刀转1r工

49、件转K/z r进给传动链 工件转1 r刀架移动mm滚斜齿轮时的差动链 刀架移动L 工件转1r,第五节 齿轮加工机床,（三）滚齿机加工圆柱齿轮的运动和传动原理,滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图,二、滚齿机,第六节 其他机床,一、磨床的应用范围,用磨料或磨具作为对工件表面进行切削加工的机床，统称磨床。磨床可用于磨削内、外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面、齿面以及各种成形表面等，还可刃磨刀具。磨床通常用作精加工，对淬硬的零件和高硬度材料制品，磨床是主要的加工设备。磨床除了用作精加工外，也可用来进行高效的粗加工或一次完成粗、精加工。,第六节 其他机床,二、磨床的种类,1、外圆磨床和万能磨床 精度：IT6-IT7

50、 表面粗糙度：Ra,外圆磨床的主要类型有：普通外圆磨床、万能外圆磨床，无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床和 端面外圆磨床等。主参数:最大磨削直径。,M1432A型万能外圆磨床外形图,第六节 其他机床,二、磨床的种类,第六节 其他机床,纵向磨削法,纵向磨削法,切入法,成形-相切法,二、磨床的种类,第六节 其他机床,2、无心外圆磨床,二、磨床的种类,无心外圆磨床,第六节 其他机床,二、磨床的种类,卧轴矩台式磨床,立轴圆台式磨床,第六节 其他机床,3、平面磨床,二、磨床的种类,内圆磨床砂轮架安装在工作台上作纵向进给运动。两种磨床的横向进给运动都由砂轮架实现。工件头架都可绕垂直轴线调整角度，以便磨削锥孔。,