绪论_第一章_机床的运动分析

1、2018/10/15,1,绪论,目的和要求： 掌握机床的分类和编号方法；,2018/10/15,2,绪论,主要教学内容： 一、金属切削机床及其在国民经济中的地位 二、机床的发展概况和我国机床工业目前的水平 三、金属切削机床的分类和型号编制 （一）金属切削机床的分类 （二）金属切削机床型号的编制,2018/10/15,3,一、金属切削机床及其在国民经济中的地位,金属切削机床（Metal cutting machine tools），是指用切削、特种加工等方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。它是制造机器的机器，故又称为“工作母机”或“工具机”（Machine-tool）,习惯上简称为“机床”。,2018/10/15,4,一、金属切削机床及其在国民经济中的地位,在现代机械制造工业中，制造的机器零件，特别是精密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属切削机床加工来获得的，因此机床是制造机器零件的主要设备。 担负的工作量约占机器总制造工作量的40%60%，它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产率。 金属切削机床在国民经济建设中的地位非常重

2、要，机床工业为全社会各行各业提供先进的制造技术和优质高效的设备，机床工业的技术水平决定着其它行业的发展水平，在很大程度上标志着一个国家的工业生产能力和科学技术水平。,2018/10/15,5,二、机床的发展概况和我国机床工业目前的水平,1、机床的发展概况 金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。最初加工对象是木料，依靠人力是工件往复回转的原始机床。当加工对象由木料逐渐过度到金属时，逐渐出现了水力、电力和畜力等驱动的机床。 1516世纪车床、铣床、磨床。 18世纪刨床。 19世纪末机床已扩大到许多类型。 20世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床的结构和性能发生了根本变化。随着电气控制、液压传动等技术的出现以及在机床上的应用，除通用机床外又出现了许多各式各样的专用机床。目前数控机床得到了广泛的应用。,2018/10/15,6,2、美国机床工业发展策略 （1）政府 国防部等政府部门不断提出机床的发展方向、科研任务，提供充足的经费，网罗世界顶尖人才； 对基础科研与实用同等重视，支持机床技术效率与创新结合。 （2）机床行业机构美国机械制造技术协会（A

3、MT） 作为行业代言人，致力于获取政府、公众团体与各界人士对本行业的充分理解和支持； 向会员提供最新信息技术发展、培训方法、经济状况、贸易与市场； 鼓励实施更高的安全与技术标准，推动会员产品的技术进步，改进设计，制造与销售。 收集与散发国际市场的信息，促进会员产品在这些市场上的销售，充当与各国政府及国际行业组织对话的行业代言人。,2018/10/15,7,3、德国机床工业发展策略 （1）政府 讲究“实际”与“实效”，注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重； 坚持“以人为本”，不断提高人员素质。企业与大学科研部门紧密合作。 重视数控机床主机及配套件的先进适用。 （2）机床行业机构德国机床协会（VDM） 给德国企业提供一切可能的市场支持； 市场信息、统计资料、各类产品的报告、对关键领域的预测等； 为有意在国外寻找合作伙伴的公司提供直接接触对象。 提供所有各类设备和服务的进口认证以及其他贸易信息。 组织代表团参加国外的大型展览会，以及联系德国政府提供官方支持。,2018/10/15,8,4、日本机床工业发展策略 （1）政府 不断出台规划引导日本机床行业的发展； 提供充足的

4、研发经费，鼓励科研机构和企业大力发展数控机床。 重视数控机床主机及配套件的先进适用。 （2）特点 注意发展关键技术，开发核心产品； FANUC公司开发数控机床的数控系统，其他厂家重点研发机械加工部分。 鼓励一些规模不大，但用于自己独特技术优势的数控机床和自动化设备生产厂家发展自己的专利技术。,2018/10/15,9,5、我国机床工业目前的水平 我国机床工业已取得了巨大的成就，但与世界先进水平相比，还有较大差距。主要表现在： （1）大部分高精度和超精密机床的性能还不能满足要求，精度保持性差，特别是高效自动化和数控机床的产量、技术水平和质量保证等方面。 我国数控机床大都是中等规格的，精密的、大规格的及超大规格的远不能满足要求。 （2）技术水平和性能方面的差距也很明显。 国外已做到了1519轴联动，分辨率达0.10.01um，而我国目前只做到56轴联动，分辨率为1um。,2018/10/15,10,（一）金属切削机床的分类,按加工方式分： 11大类,按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床 按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度 按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床 按机床质量

5、分：仪表机床、中型、大型、重型机床,三、金属切削机床的分类和型号编制,2018/10/15,11,2018/10/15,12,卧式铣床 立式铣床,2018/10/15,13,立式钻床 摇臂钻床,2018/10/15,14,卧式镗床外形,2018/10/15,15,2018/10/15,16,牛头刨床(Horizontal Shaper),2018/10/15,17,插齿(Gear Shaping)机,2018/10/15,18,2018/10/15,19,特种加工机床,2018/10/15,20,2018/10/15,21,每一类机床又按工艺范围、布局型式和结构等，分为10个组，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，还可根据机床其它特征进一步区分。 如车床： 卧式车床 立式车床 钻塔车床 回轮车床 落地车床 液压仿行车床 多刀自动和半自动车床 专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床,2018/10/15,22,按应用范围（通用性程度）又可分为： 1. 通用机床 用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构比较复杂； 主要适用于单件小批生产，例如：卧式车

6、床、万能升降台铣床等。 2. 专门化机床 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，如曲轴车床、凸轮轴车床等。 3. 专用机床 工艺范围最窄； 只能用于加工某一种零件的某一道特定工序，适用于大批量生产，如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床和各种组合机床等。,2018/10/15,23,通常，机床根据加工性质进行分类，再根据其某些特点进一步描述，如多刀半自动车床、高精度外圆磨床等。 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。 现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能，例如，具有自动换刀功能的镗铣加工中心机床，集中了钻、镗、铣等多种类型的机床功能。,2018/10/15,24,机床的型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。 我国现在最新的机床型号，是按1994年颁布的标准“GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法”编制的。该标准规定，机床型号由汉语拼音字母和数字按一定的规律组合而成。如：CA6140车床。 1、通用机床型号 通用机床型号由基本部分和辅助部

7、分组成，中间用“/”隔开，前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。,（二）金属切削机床型号的编制,2018/10/15,25,（二）金属切削机床型号的编制,1、通用机床型号,（1）机床的类别代号,CA6140,2018/10/15,26,（2） 机床的特性代号 通用特性代号,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,2018/10/15,27,（3）机床的组别和系别代号（见附录1） 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（1/10或1/100或1/1）来表示,见表。,（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。,MG1432A,2018/10/15,28,举例 CA6140最大加工零件直径为400mm的卧式车床，有特殊的结构； C6140最大加工零件直径为400mm的卧式车床； CF6140最大加工零件直径为400mm的卧式仿形车床；

8、X6132工作台工作面宽度为320mm的卧式升降台铣床； XK5040工作台工作面宽度为400mm的数控立式升降台铣床； Y3150E最大工件直径为500mm的滚齿机，经过5次重大改进设计； C21506最大加工零件直径为500mm的6轴棒料自动车床； M7150A工作台工作面宽度为500mm的卧轴矩态平面磨床，经一次重大改进设计。,2018/10/15,29,机床的传动,机床的运动： 表面成形运动(工作运动,是机床上最基本的运动-形成母线与导线的运动总和）： 主运动、进给运动 辅助运动： 切入运动 、分度运动、调位运动、其他各种运动,2018/10/15,30,第二节 机床的运动,一、 表面成形运动 按组成情况不同，可分为 简单成形运动 复合成形运动 按切削加工中所起的作用不同，可分为 主运动 进给运动 二、辅助运动 （一）各种空行程运动 （二）切入运动 （三）分度运动 （四）操纵及控制运动,2018/10/15,31,第二节 机床的运动,表面成形运动为了要获得所需的工件表面形状，使刀具和工件按上述形成发生线的方法之一完成的运动。此外，还有多种辅助运动。 一、 表面成形运动 表面成形

9、运动（简称成形运动）是保证得到工件要求的表面形状的运动。,例1：图1-7，车刀车削外园柱面。 例2：龙门刨床刨削工件，工作台带着工件作往复直线运动，刀架带刀具作间歇的直线运动。这两个直线运动产生发生线（皆直线），因而都是成形运动。,2018/10/15,32,（一）成型运动的种类 按组成情况不同，可分为 简单成形运动： 复合成形运动：,一个成形运动是由单独的旋转运动或直线 运动构成的。,一个成形运动，是由两个或两个以上旋转 运动或直线运动，按照某种确定的运动关 系组合而成。,按切削加工中所起的作用不同，可分为 主运动 进给运动,2018/10/15,33,例1：车螺纹。螺纹车刀是成形刀具，因此形成螺旋面只需1个运动，即车刀在不动的工件作空间螺旋运动。该螺旋运动分解成等速的旋转运动和等速的直线运动。图b中以B11和A12代表。 下标第一位数表示第一个运动（此例只有一个运动），后一位数表示第一个运动中的第1、第2两部分。为得到一定导程的螺旋线，B11和A12须严格保持相对运动关系，即工件每转一周，刀具的移动量应为一个导程。,图1-8 加工螺纹时的运动,2018/10/15,34,例2：用齿条刀加工齿轮。产生渐开线靠展成法，需要一个复合的展成运动。该复合运动可分解为工件的旋转B11和刀具的直线运动A12，B11和A12是一个运动（展成运动3）的二个部分，必须保持严格的运动关系，即工件每转过一个齿（B11），齿条刀应移动一个周节m（m为模数）。,图1-9 齿条刀加工齿轮时的运动,2018/10/15,35,（二） 零件表面成形所需的成形运动,母线和导线是形成零件表面的两条发生线，因此形成表面所需要的成形运动就是形成其母线及导线所需要的成形运动的总和。 例1-1：用普通车刀车削外圆 母线圆，轨迹法，需要一个成形运动B1；（主运动） 导线直线，轨迹法，需要一个成形运动A2；（进给运动） 共需2个简单的成形运动（B1和A2）。,2018/10/15,36,例1-2：用成形车刀车削成形回转表面 母线曲线，成形法，不需要成形运动； 导线圆，轨迹法，需一个成形运动B； （主运动）（进给运动是刀具的径向进给） 故成形运动总数为l个（B），是一个简单运动。,

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