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简介
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内容提要 机床的重要地位 金属切削机床是用金属切削的方法将金属毛坯加工成机械零件的机器，是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”。 在机械制造工业中，切削加工是主要的加工方法，各类机械零件的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度主要是依靠切削加工方法来达到。 一个国家生产机床的质量、产景、品种、技术水平是衡量整个工业水平的重要标志。 我国机床工业的发展 据统计，1949年全国机床拥有量仅有六万台，其中多数是进口的。 新中国成立后，国家对机床工业发展非常重视，把有些旧的机器厂改建为生产机床的专业厂。以后，又陆续扩建和新建了许多机床厂，还相继成立了一些综合的和专业的机床研究所，并开始自行设计机床新产品和开展试验研究工作，使机床的产量、质量、品种不断改善。目前，我国基本上已形成比较完整的机床制造工业体系。 四十年来，我国机床工业从无到有，从小到大，产品品种日趋齐全，能生产包括仪表机床、重型机床和高精度机床在内的先进产品。有些机床性能已经接近或达到世界先、进水平，有些机床产品已经进入国际市场。 机床的分类与型号 机床分类的基本方法是按照所用刀具、加工方法与加工对象的不同来划分。 目前，我国将机床分为十二大类：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、电加工机床、切断机床及其它机床。 按照万能性程度分为通用机床、专门化机床、专用机床。 按照加工精度不同，同一机床又可细分为普通精度、精密和高精度三种等级。 按照重量和尺寸不同，机床可分为仪表机床、中型机床、大型机床和重型机床。 按照自动化程度不同，可分为手动、半自动与自动机床。 通用机床 加工范围较广，万能性大，可用于加工多种工件的不同工序，通用机床的传动与结构较复杂。 例如，普通机床、万能升降台铣床、摇臂钻床等。专门用于加工不同尺寸的同类零件的中某一种（或几种）特定工序。例如，丝杠车床、凸轮轴车床、曲轴连杆颈车床等。 用于加工某一种（或几种）零件的特定工序。专用机床是根据特定的工艺要求专门设计制造的，因此生产率、自动化程度都较高。 例如，组合机床、专用镗床等。 机床的型号 机床的型号就是一种代号，用以简明地表示机床的类型、主参数、性能和结构特性。 目前，我国机床的型号是按照原第一机械工业部颁布的标准JB1838-76《金属切削机床型号编制方法》编制的。 采用汉语拼音字母和阿拉伯数字组合的方式来表示机床型号。 举例 C M 6 1 3 2 机床应满足的基本要求 机床首先要满足使用与制造的要求，要符合综合经济技术指标。具体要求如下： 工艺范围 加工精度 生产率与自动化程度 噪声与效率 其他 机床设计的步骤 调查研究，检索资料 拟定方案 技术设计与总图设计 零件图设计与编写技术文件 样机试制与鉴定 本讲主要内容 车床概述 车床在金属切削机床中所占的比重最大，其中普通车床的应用最为广泛 CA6160型普通车床是我国生产的一种典型的普通车床。 本章通过对其剖析，了解车床的功能、技术参数、运动与传动以及主要结构，从而掌握普通车床的传动与结构特性，以便进行分析与设计。 一、普通车床的功能与运动 普通车床的工艺范围很广，它能完成多种多样的加工工序 车削内外圆柱面、成形回转体表面及环形槽，车削端面和各种螺纹，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、攻丝和滚花等工作。 一般说，普通车床的自动化程度较低，加工形状比较夏杂的零件时，辅助时间较多，所以主要适用于单件、小批生产的情况。 一、普通车床的功能与运动 普通车床的运动有两种。 工件的旋转运动，纵向运动 刀具平行于工件中心线和垂直于工件中心线的直线运动，横向运动)。 几个重要概念 纵向及横向进给运动的进结量，分别以工件每转刀具移动的距离S纵和S横（mm／r)表示。 纵向和横向进绘运动既可由机动实现，也可由手动实现。 为了减轻操作者的劳动强度和缩短辅助时间，一般普通车床上有实现刀架纵、横向的快速移动。其运动迅速以V快（ m／min ）表示。 二、CA6140型普通车床的组成和技术性能 2.1CA6140车床的主要组成部件及功能 CA6140型普通车床外形图 主轴箱 它固定在床身上，箱内装有主轴部件和主轴变速机构。主轴前端可安装卡盘、花盘等夹具，以装夹工件并带动其转动，实现主运动。改变其上手柄位置即可改变主轴转速。 刀架部件 由纵向溜板、横向溜板、转盘、小刀架溜板及四方刀座等组成。可实现刀具的纵向、横向进给运动，还可以用小刀架在转盘上的不同位置，进行短锥体车削。 尾座 装在床身尾部导轨上，可沿导轨调整位置，尾架套筒内可装顶尖，也可装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔的加工。 进给箱 固定在床身左侧，箱内装有进给运动的变速机构。进结运动由丝杠或光杠传出，改变其上手柄位置，即可改变进给量或加工出不同螺纹。 溜板箱 它与刀架部件相连。在丝杠或光杠的传动下，把运动传给刀架。由丝杠带动时，实现螺纹加工；由光杠带动时，实现刀架纵向和横向自动进给运动。其右侧装有辅助电机，用以实现刀架的纵、横向快速移动。 床身 固定于床腿上，是支撑车床上各主要部件并使之在工作时保持准确的相对位置的基本支撑件。 CA6140型普通车床的主要技术性能 CA6140型普通车床的主要技术性能 CA6140型普通车床的主要技术性能 CA6140型普通车床的传动系统 主运动传动系统的功用是将动力源(电动机)的运动传给机床主轴，使主轴带动工件实现主运动，并能满足主轴变速和换向的要求。 进给传动系统用以使刀架带着刀具实现机动的纵、横向进给或车削螺纹。其动力源也是主电动机。 其它车床 铣床的特点与作用 铣床通常采用多刃刀具对工件表面进行切削加工。因此，生产效率往往比采用单刃刀具的加工方法(例如刨削)要高。 铣床主要用来加工水平的或垂直的平面，以及各种成型沟槽，如： T型槽、键槽、燕尾槽等；还可以加工螺旋面、齿形面以及空间曲面。铣床的加工范围非常广泛，是最常用的机床之一。 铣床的分类 铣床的种类很多。按铣床的工艺特点，分为通用铣床和专门化铣床两大类。 常见的通用铣床有升降台铣床、无升降台铣床、龙门铣床、工具铣床、仿型铣床等 专门化铣床有螺纹铣床、键槽铣床等。 升降台铣床 升降台铣床具有一个可升降的工作台 卧式升降台铣床的主轴为水平布置；立式升降台铣床的主轴为垂立布置。铣刀的旋转为主运动，由工作台实现纵向、横向和垂直方向的进给运动以及快速移动。 卧式万能升降台铣床在工作台下部增加一层回转盘，其回转盘可绕垂直轴在水平面内转动，转动角度可在±45°范围内调整。 龙门铣床 龙门铣床是一种大型高效机床，用于加工各类大型工件。 龙门铣床的多个铣头都是独立驱动以获得各自的主运动（铣刀转动），工作台作纵向进结运动。 铣头可分别在横梁或立柱上移动用以调整加工位置，铣刀可沿铣头的主轴套筒移动实现轴向进给运动。 龙门铣床的最大特点是可以同时采用多个铣头加工工件的几个平面，以提高机床的生产效率。 X62W型卧式铣床参数 X62W型卧式铣床参数 机床的主要机构 主轴部件 由于铣削加工时，铣削力将发生周期性变化而引起振动，所以要求主轴部件有较高的刚性和抗振性。为此主轴采用三支承结构，前支承6为D级精度圆锥滚子轴承，承受径向力与向左方向切削力；中间支承5为E级精度圆锥滚子轴承，承受径向力与向右方向切削力； 后支承1为G级精度单列向心球轴承，只承受径向力。前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。 X62W卧式铣床主轴部件图 进给及快速移动的操纵机构 钻床 钻床是一种常用的孔加工机床，其主要加工方法有： (a)用钻头直接在实体工件上钻孔； (b)用扩孔钻在已有小孔的基础上扩孔； (c)用铰刀进行孔的精加工或铰锥孔； (d)用丝锥在已有底孔上攻丝； (e)用八字钻(或多刃)hu埋头孔； (f)用专用刀具hu平面等。 钻床的主要参数 钻床的主要参数是孔的最大钻孔直径 钻床主要类型 台式钻床 立式钻床 摇臂钻床 深孔钻床 台式钻床 台式钻床简称台钻，用来加工小型工件上的小孔。 这种钻床的传动和结构都比较简单。主轴的旋转是由电机经主轴箱顶部的皮带传动，变速用塔式皮带轮实现，进结运动由手柄操纵。主轴箱可以沿立柱上、下调整， 以适应不同高度的孔加工。 台钻可加工的孔径一船在15毫米以下，最小可以加工达十分之几毫米直径的孔，这种台钻主轴转速较高。 立式钻床 立式钻床适用于加工中小型工件上的孔，其外形如图所示。 在立式钻床上加工孔系时，需移动工件，这对于大而重的工件很木方便。 摇臂钻床 摇臂钻床运用于加工大而重工件上的孔，外形 深孔钻床 有些工件的孔直径小，孔长深，如曲轴的导油孔、汽动工具的导气孔以及枪孔等深孔(长径比大于7~10的孔)，其加工方法不同于一般钻孔，由于孔深，加工用钻头长，刚性差，钻头容易歪斜。为了防止加工孔中心线的偏斜，发展了深孔钻床。它的布局与普通卧式车床类似，主轴带动工件转动，而实现主运动，钻头只作水平进给运动。 为保证良好的钻削条件，深孔钻床配有冷却、润洞液供给系统，刀杆是中空的，高压冷却液从今空通道引到钻头刀刃部进行冷却，并冲出切屑。 深孔钻床的主参数为最大钻削深度。 Z3040型摇臂钻床的主要性能 镗床 镗床主要用来进行较大孔的加工，加工精度比较高，加工范围非常广泛，可进行镗孔、车端面、钻孔、铣平面或成形面、车螺纹、切槽等。 卧式镗床主要加工示意图 镗床主要类型 卧式镗床 一般镗床多为卧式布局，卧式镗床用于加工大、中型工件，其主要特点是机床具有可在水平面内转位的工作台，工件在一次装夹内，可以完成四个侧面上所有孔或平面的加工。 为满足大型、特大型零件上孔、孔系以及平面的加工，在卧式控床的基础上发展了落地镗床。这类镗床没有工作台，工件直接固定在地面的平板上，加工时工件不必移动。 落地镗床 金刚镗床 金刚镗床是一种高速精镗床，其主轴转速比上述两种镗床要高得多。它因以前采用金刚石镗刀而得名，现已广泛采用硬质合金镗刀。这种镗床的切削速度高，切深与进结量极小，因此可以获得细的表面组糙度和很高的加工精度 金刚镗床主要用于加工中小型零件，如轴瓦、活塞孔、油泵壳体孔等的最终精密加工。 金刚镗床可分立式或卧式、单轴或双轴、单面或双面等类型。 坐标镗床 4． 坐标镗床是一种高精度的镗孔机床，主要用于加工精密孔系。机床具有良好的静态、动态和热态性能，制造、装配质量要求高，工艺范围广，除镗孔外，还可钻孔、扩孔、铰孔、精铣平面和沟槽，以及用于精密刻线和划线。这种机床还具有坐标位置的精密测量装置。 坐标镗床有立式单柱、立式双柱和卧式等。
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