1、金屬工藝學下冊金屬工藝學下冊第二章第二章 金屬切削機床的根本知識金屬切削機床的根本知識 本章主要引見機床的類型、根本構造和機床的傳動本章主要引見機床的類型、根本構造和機床的傳動一、機床的類型及根本構造：一、機床的類型及根本構造：1 1機床類型：機床類型： 按加工性質和運用刀具，機床分為按加工性質和運用刀具，機床分為1212大類，如：車床、大類，如：車床、銑床、刨床、鉆床、磨床、拉床、鋸床、特種機床、鏜床、齒輪銑床、刨床、鉆床、磨床、拉床、鋸床、特種機床、鏜床、齒輪加工機床、螺紋加工機床等。加工機床、螺紋加工機床等。 按加工精度分：普通機床、精細機床和高精度機床。按加工精度分：普通機床、精細機床

2、和高精度機床。 按分量分：儀表機床、中小型機床、大型機床按分量分：儀表機床、中小型機床、大型機床101030t30t、重型機床、重型機床3030100t100t、超重型機床、超重型機床100t100t 按自動化程度不同分：按自動化程度不同分： 普通機床和數控機床普通機床和數控機床2 2機床的構造：機床的構造： 雖然機床的種類繁多，外形、規劃和構造各不一樣，但歸納起來，它們都由雖然機床的種類繁多，外形、規劃和構造各不一樣，但歸納起來，它們都由主傳動部件、進給傳動部件、工件安裝安裝、刀具安裝安裝、支承件六個主要部主傳動部件、進給傳動部件、工件安裝安裝、刀具安裝安裝、支承件六個主要部分組成。由于車床

3、、銑床、刨床、鉆床、磨床是五種最根本的機床，所以以他們分組成。由于車床、銑床、刨床、鉆床、磨床是五種最根本的機床，所以以他們為例進展闡明。見圖為例進展闡明。見圖2-12-1，2-52-51主傳動部件：以實現機床的主運動，例如：車床、銑床、鉆床主軸箱，刨床的變速箱，磨床的磨頭。 2進給傳動部件；以實現機床的進給運動，如：車床的進給箱和溜板箱，銑床、鉆床、刨床的進給箱或進給機構，磨床的液壓傳動安裝。3工件安裝安裝：以安裝工件，如：卡盤、尾架、任務臺等。 4刀具安裝安裝：以安裝刀具，如：車床、刨床的刀架，立式銑床、鉆床的主軸，臥式銑床的刀軸，磨床磨頭的砂輪軸。 5支承件：用來支撐和銜接機床的各部分，

4、是機床的根底構件。如各類機床的床身、立柱、底座、橫梁等。 6動力源：電機。 第二節第二節機床的傳動機床的傳動 機床傳動有機械、液壓、氣動和電氣等，這一節我機床傳動有機械、液壓、氣動和電氣等，這一節我們主要講述機械傳動和液壓傳動。們主要講述機械傳動和液壓傳動。一一.機床的機械傳動機床的機械傳動1用來傳送運動和動力的安裝用來傳送運動和動力的安裝機床上常用的傳機床上常用的傳動副或定比傳動機構及其傳動關系動副或定比傳動機構及其傳動關系傳動比是指從動軸與自動軸的轉速之比，通常用從傳動比是指從動軸與自動軸的轉速之比，通常用從動軸的轉速動軸的轉速(n2)比上自動軸的轉速比上自動軸的轉速(n1)，用字符，用字

5、符i= n2/ n1表示。表示。機床上常用的傳動副有帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳機床上常用的傳動副有帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪齒條傳動和螺桿傳動等見動、齒輪齒條傳動和螺桿傳動等見P34表表2-1。下面學習常用的傳動副的傳動特點和傳動比的計算。下面學習常用的傳動副的傳動特點和傳動比的計算。 機床上的常用傳動副機床上的常用傳動副1帶傳動：轉動帶傳動：轉動轉動轉動 111ndV 222ndV21VV 212112ddddnni帶傳動比：自動輪直徑與從動輪直徑之比。 假設帶傳動的滑動系數為q() 普通q0.98特點：傳動平穩，過載可滑，構造簡單，便于維護，軸間距大。 但；摩擦損失大，傳動比不準確，傳

6、動效率低。但；摩擦損失大，傳動比不準確，傳動效率低。2) 齒輪傳動齒輪傳動 : 轉動轉動轉動轉動2112zznni特點：構造緊湊，傳動比準確，傳動效率高。 但：噪聲、振動大，構造、制造相對復雜。2112zznnin知 Z1, Z2, Z3, Z4,n1,求n2，n3各從動輪齒數之積各主動輪齒數之積同理：傳動齒輪末級轉速第一級轉速 3蝸桿傳動：蝸桿為自動件，轉速 ，螺紋 頭數 K1n 蝸輪為從動件，轉速 ，齒數為的Z22n那么： 212zknni特點：降速比大，傳動平穩，無噪聲，特點：降速比大，傳動平穩，無噪聲，構造緊湊。構造緊湊。但：傳動效率低，需求良好光滑條件。但：傳動效率低，需求良好光滑條

7、件。所以，n2=(n1*K )/ Z2知分度頭為單頭蝸桿，蝸輪Z=40，當工件每轉60被分成60份時計算手柄轉動角度假設工件被分成假設工件被分成3636份時，計算手柄每次轉速份時，計算手柄每次轉速n1n1。即當工件轉30時，手柄的轉速2/3*360=240所以， n1=(n2*Z2)/K=(1/60)*40/1 =40/60=2/3由于， n2=1/60, K=1,Z2=40, 4 4 齒輪齒條傳動：自動：齒輪齒輪齒條傳動：自動：齒輪 ; ; 從動：齒條從動：齒條 齒條齒距 ， m:齒輪齒條模數 特點：齒輪齒條傳動可以實現由旋轉運動與直線運動的轉換，即 齒輪主齒條從 旋轉直線 齒條主齒輪從 直

8、線旋轉效率較高，但平穩性、準確性較差 11, zn5螺桿絲杠螺母傳動：旋轉螺桿絲杠螺母傳動：旋轉直線傳動直線傳動 螺桿絲桿旋轉、螺母不轉，它們之間沿軸線方向相對挪螺桿絲桿旋轉、螺母不轉，它們之間沿軸線方向相對挪動。假設螺桿轉速為動。假設螺桿轉速為n，單頭螺桿螺距為，單頭螺桿螺距為p，那么，那么，smmnpV/60多頭螺桿的頭數為K，那么 smmknpV/60特點：傳動平穩、傳動精度較高，振動、噪聲小，但傳動效率低。 2.常用的變速機構常用的變速機構 1用來改動機床轉速的機構用來改動機床轉速的機構常用的變速機構：常用的變速機構：一是滑移齒輪變速機構，二是離合器式齒輪變速一是滑移齒輪變速機構，二是

9、離合器式齒輪變速機構機構 。見課件。見課件 傳動鏈傳動鏈 是用來表示傳動件從首端向末端傳送動力是用來表示傳動件從首端向末端傳送動力的形狀，它是由假設干傳動副按一定方法依次組的形狀，它是由假設干傳動副按一定方法依次組合起來的。傳動鏈的表示方式如下合起來的。傳動鏈的表示方式如下 I 21zz 43zz3.C6132臥式車床的傳動系統臥式車床的傳動系統 C 6132機床的機械傳動系統框圖機床的機械傳動系統框圖 4機械傳動的組成：機械傳動的組成： 定比傳動構造：帶傳動，齒輪傳動，蝸桿蝸輪傳動等機構變速傳動機構：滑移齒輪變速機構和離合器式齒輪變速機構換向機構： 支配機構：手柄手輪、杠桿、凸輪、按鈕、滑塊

10、等。實現機床變速、換向、啟動、 的機構箱體及其他機構4機械傳動的特點：機械傳動的特點：1傳動比準確，適宜于定比傳動。傳動比準確，適宜于定比傳動。2實現回轉傳動的構造簡單，能傳動較大扭矩實現回轉傳動的構造簡單，能傳動較大扭矩3缺點排除、維修方便缺點排除、維修方便4噪聲、振動大，實現無級變速機構復雜、本錢高噪聲、振動大，實現無級變速機構復雜、本錢高適用于速度不太高的有級變速機構。適用于速度不太高的有級變速機構。三、機床的液壓傳動三、機床的液壓傳動1磨床的液壓傳動磨床的液壓傳動 3液壓傳動的特點：1易于實現無級變速大范圍內實現2傳動平穩，自動防止過載，可頻繁換向動作3便于實現電液結合控制、實現自動化

11、，能很方便地實現遠程控制4機件在油中任務，光滑好，壽命長5油有可緊縮性，且容易走漏，不適用于定比傳動6液壓件普通加工精度要求高，構造較為復雜。7任務過程中有較大的能量損失，效率低8對油溫變化比較敏感，性能受溫度的影響較大。例題：例題： 請畫出以下圖系統的傳動系統圖，并計算此形狀下傳動系統的轉請畫出以下圖系統的傳動系統圖，并計算此形狀下傳動系統的轉速。速。 N2=n1*i1=1440*100/150=960(940.8)r/minN3=n2*i2=960*50/20=2400(2352)r/minN4=n3*i3=2400*30/25=2880(2822.4)r/minN5=n4*i4=2880

12、*1/40=72(70.56)r/min1/40 100/150 30/4050/2040/3020/5030/2520/35min/72401253020501501001440max5rNmin/5 . 5401352050201501001440min5rN第三節第三節 自動機床和數控機床簡介自動機床和數控機床簡介 一自動機床和數控機床簡介一自動機床和數控機床簡介 二、數控機床二、數控機床 1、數控機床加工的根本原理、數控機床加工的根本原理 2、數控機床的種類、數控機床的種類 3、數控機床加工的特點和運用、數控機床加工的特點和運用 4、加工中心、加工中心一、自動機床一、自動機床 采用各種

13、自動控制安裝，采用各種自動控制安裝， 實現機床自動實現機床自動加工的機床。加工的機床。 自動機床控制方式分為機械程序、油液自動機床控制方式分為機械程序、油液程序、電程序、數字程序。程序、電程序、數字程序。 圖圖2-16為機械程序控制的自動車床。為機械程序控制的自動車床。 這類機床適宜于大批大量地消費外形這類機床適宜于大批大量地消費外形不太復雜的零件。自動消費單件、小批不太復雜的零件。自動消費單件、小批量，特別是高精度、復雜型面零件的加量，特別是高精度、復雜型面零件的加工，普遍采用數控機床。工，普遍采用數控機床。二、數控機床二、數控機床 1、數控機床：是用數控安裝或計算機進展程、數控機床：是用數

14、控安裝或計算機進展程序控制的一種高效能自動化機床。序控制的一種高效能自動化機床。 2、數控機床的根本任務過程、數控機床的根本任務過程網絡傳輸網絡傳輸2、數控機床的根本任務過程、數控機床的根本任務過程編寫程序編寫程序按照零件加工的技術要求和工藝要求，按照零件加工的技術要求和工藝要求， 用規定的代碼和程序格式編寫零件的加工程序。用規定的代碼和程序格式編寫零件的加工程序。輸入程序輸入程序將加工程序手工輸入到數控系統，或經將加工程序手工輸入到數控系統，或經過數控系統上串口或并口接受計算機發來的數控程序過數控系統上串口或并口接受計算機發來的數控程序NC代碼。代碼。翻譯程序翻譯程序首先由數控系統將首先由數

15、控系統將NC代碼翻譯為機器碼。代碼翻譯為機器碼。機器碼是一種由機器碼是一種由“0和和“1組成的二進制文件，其內包組成的二進制文件，其內包含了含了NC程序的各種指令信息，如主軸及任務臺的平動或程序的各種指令信息，如主軸及任務臺的平動或轉動信息、冷卻液開關和換刀等輔助信息。再由數控系轉動信息、冷卻液開關和換刀等輔助信息。再由數控系統將機器碼轉換為控制電機運動以及其他輔助處置的信統將機器碼轉換為控制電機運動以及其他輔助處置的信號。號。控制指令的傳輸控制指令的傳輸 上述信息只需傳送到相應的執行上述信息只需傳送到相應的執行元器件中才干獲得所需求的動作。元器件中才干獲得所需求的動作。執行部件運動，完成零件

16、的加工執行部件運動，完成零件的加工 3、數控機床的分類、數控機床的分類 1、按照機床運動的控制軌跡分類、按照機床運動的控制軌跡分類 點位控制、直線控制、輪廓控制點位控制、直線控制、輪廓控制2、按伺服控制方式分類、按伺服控制方式分類 開環控制和閉環控制開環控制和閉環控制 3、按加工方法分類、按加工方法分類 4、按數控系統的功能程度分類、按數控系統的功能程度分類 3、按加工方法分類、按加工方法分類1金屬切削類數控機床金屬切削類數控機床 如數控車床、加工中如數控車床、加工中心、數控鉆床、數控磨床、數控鏜床等。心、數控鉆床、數控磨床、數控鏜床等。2金屬成型類數控機床金屬成型類數控機床 如數控折彎機、數

17、控如數控折彎機、數控彎管機、數控回轉頭壓力機等。彎管機、數控回轉頭壓力機等。3數控特種加工機床數控特種加工機床 如數控線切割機床、數如數控線切割機床、數控電火花成型機床、數控激光切割機等。控電火花成型機床、數控激光切割機等。4其他類型的數控機床其他類型的數控機床 如數控對刀儀、數控如數控對刀儀、數控三坐標丈量機等。三坐標丈量機等。4、按照數控系統的功能程度不同，通常把數控、按照數控系統的功能程度不同，通常把數控系統分為低經濟型、中普及型、高系統分為低經濟型、中普及型、高全功能三類。全功能三類。 1。數控機床任務原理1根據零件圖進展程序設計。2按規定代碼編程序單。3制造穿孔低帶。4光電讀帶機，把

18、電脈沖輸入數控安裝。5數控安裝輸往伺服驅動機構。6伺服驅動機構帶動機床各運動部件。2。特點及用途1具有高度柔性，預備時間短。2顯著減少輔助時間，機床利用率高。3消費率高。4可加工復雜外表。5加工精度高。一、數控機床的組成一、數控機床的組成數控機床普通由數控系統、伺服系統、位置反響系統、數控機床普通由數控系統、伺服系統、位置反響系統、強電控制柜、機床本體和各類輔助安裝組成強電控制柜、機床本體和各類輔助安裝組成 顯示器操作面板接 口主控制系統接 口PLC數控系統強電控制柜機床本體伺服驅動反響系統伺服電機插補電源輔 助 裝 置過載與限位維護排屑安裝液壓系統光滑系統切削液安裝APCATC數控機床加工的

19、特點和運用數控機床加工的特點和運用 數控機床與傳統機床相比，主要特點如數控機床與傳統機床相比，主要特點如下：下：第四節第四節 柔性制造系統和計算機輔柔性制造系統和計算機輔助制造概述助制造概述 一、機械制造系統一、機械制造系統 二、柔性制造系統二、柔性制造系統 FMS的概念的概念 FMS的根本類型及運用的根本類型及運用 柔性制造系統單元柔性制造系統單元FMC 柔性制造系統柔性制造系統FMS 柔性自動消費線柔性自動消費線FTL 三、計算機集成制造系統三、計算機集成制造系統復習題復習題1、機床的根本構造、機床的根本構造2、機械傳動比的計算、機械傳動比的計算3、會寫傳動鏈的構造式。、會寫傳動鏈的構造式。4、機床機械傳動的主要組成部分、機床機械傳動的主要組成部分5、常見的變速機構、常見的變速機構6、機床液壓傳動的主要組成部分、機床液壓傳動的主要組成部分7、比較機械傳動與液壓傳動的優缺陷、比較機械傳動與液壓傳動的優缺陷8、數控機床的組成9、數控機床的分類 10、數