机械制造技术第2版 任家隆 任近静第7章

1、第7章 切削加工工艺基础,7.1 常用切削机床 7.2 工件的安装和机床夹具 7.3 刀具与刀具切削运动 7.4 切削加工概述 7.5 零件的加工质量与技术要求(含极限与配合),7.1 常用切削机床,7.1.1 常用机床类型 7.1.2 常用机床的基本构造 7.1.3 自动机床与数控机床 7.1.4 组合机床与自动线,7.1.1 常用机床类型,按GB/T 15375-2008金属切削机床型号 编制方法规定。 1. 通用机床型号,7.1 常用切削机床,2.机床的类别代号,3.机床的通用特性代号,7.1.1 常用机床类型,7.1.2 常用机床的基本构造,1.分析机床结构的基本思路 （1）加工对象 （2）加工方法 （3）机床的总体布局 2.机床的基本结构 （1）主传动部件 （2）进给传动部件 （3）工件安装装置 （4）刀具安装装置 （5）支撑件 （6）动力源,3.机床的传动,图7- 2 X6132型万能升降台铣床 图7- 3 B6065型牛头刨床外形图 1 床身 2 电动机 3 主轴变速机构 4 主轴 1 工作台 2 架 3 滑枕 4 床身 5 横梁 6 刀杆 7 吊架 8 纵向工作台 5

2、摆杆机构 6 变速机构 7 进刀机构 9 转台 10 横向工作台 11 升降台 8 横梁,7.1.2 常用机床的基本构造,图7-5 C6132车床传动系统,7.1.2 常用机床的基本构造,7.1.3 自动机床与数控机床,1. 自动机床和半自动机床的概念 (1)自动机床 切削运动和辅助运动全部自动化, 且能够自动重复一定的加工工作循环的机床。 (2)半自动机床 装上坯件和卸下完工零件由人工完成, 其余都自动化了的机床。 2. 数控机床 数控机床是用数控装置或计算机进行程序控制的一种高效能自动化机床。,（1)数控机床的分类 数控机床一般可按下面三种原则来进行分类。,表7-4 数控机床的分类,7.1.3 自动机床与数控机床,（2）数控机床的应用范围 数控机床具有一般机床所不具备的优点，通常最适合加工具有以下特点的零件： 1）多品种、小批量生产零件。 2）结构较复杂的零件。 3）需频繁改型的零件。 4）价格昂贵、不允许报废的关键零件。 5）需要最少生产周期的急需零件。,7.1.3 自动机床与数控机床,（3）数控机床的主要性能指标 1）精度指标 定位精度。定位精度是指机床移动部件在确定的终点所达

3、到的实际位置的精度，由实际位置与理想位置之间的定位误差来衡量。 分度精度。分度精度是指分度工作台在分度时，理论要求回转的角度值与实际回转的角度值的差值。 分辨率和脉冲当量。分辨率是可以控制的最小位移增量；脉冲当量是机床移动部件在一个脉冲信号内的移动量。,7.1.3 自动机床与数控机床,2）可控轴数与联动轴数 可控轴数是指数控装置能够控制的坐标数。 联动轴数是指所控制的坐标轴能同时达到空间某点的坐标数目。 3）运动性能指标 主要包括主轴转速、进给速度、坐标行程、摆角范围、刀库容量及换刀时间。,7.1.3 自动机床与数控机床,7.1.4 组合机床与自动线,1. 概述 1）以独立的通用部件为基础，配以少量的专用部件而组成的专用机床，一般称为组合机床。 2）组合机床最适宜加工箱体类零件，可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、车削、铣削、磨削、滚压、平面加工甚至冲压、焊接等工序。 3）特点： 组合机床结构稳定，工作可靠。 组合机床的设计、制造周期短。 通用部件和标准零件可以重复利用 。,2.组合机床的类型,（1）单工位组合机床 其工作特点是在加工过程中，夹具和工件固定不动， 在一个工位上对工件

4、的单面、双面或者多面进行加工。,单工位组合机床,7.1.4 组合机床与自动线,（2）多工位组合机床 其结构特点是具有两个或两个以上加工工位。在加工过程中, 工件依序由一个工位转换到下一工位, 直至加工完毕。 根据多工位组合机床主要部件的配置形式不同, 分为： 1）夹具固定式组合机床。 2）工作台式组合机床。 3）立柱式组合机床。 4）鼓轮式组合机床。,7.1.4 组合机床与自动线,多工位组合机床,7.1.4 组合机床与自动线,7.2 工件的安装和机床夹具,7.2.1 工件的定位方法 7.2.2 工件的定位原理 7.2.3 机床夹具的功用.分类和组成 7.2.4 机床夹具,定位：在机加工时，把工件放在机床上使其相对刀具有一个正确位置。 夹紧：为了使工件不因切削力、重力、离心力的作用而发生偏离，需将工件压紧或夹紧。 安装包括定位和夹紧。 工件的安装方法： （1）找正定位 将工件装在机床上，然后按工件某一表面，或在工件表面上事先划好线，用划针或百分表等其他量具进行找正，使工件在机床上处于正确的位置。,7.2.1 工件的定位方法,7.2 工件的安装和机床夹具,找正定位的特点： 1)精度不高。

5、2)效率低, 多用于形状复杂的铸件。,7.2.1 工件的定位方法,（2）夹具定位 将工件 放在夹具上, 使它们的定位 表面与夹具上的定位元件 接触，然后将工件夹紧。,夹具定位的优点： 1)易于保证加工精度。 2)能显著地提高生产率, 缩短辅助时间。 3)装夹方便, 能大大地 减轻工人的劳动强度。,7.2.1 工件的定位方法,六点定位,7.2.2 工件的定位原理,六点定位,六点定位原理 完全定位 不完全定位 欠定位 过定位,7.2.2 工件定原理,请单击3下,六点定位原理,任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度，分别用 表示。 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度。 定义: 将6个支承抽象为6个“点”, 6个点限制了工件的6个自由度,这就是六点定位原理。,7.2.2 工件定位原理,过定位,定义:工件的同一个自由度被两个或两个以上的支承点重复限制的定位。 过定位是否允许，要视具体情况而定： 1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。有时过定位还是必要的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的

6、作用。 2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。,连杆的过定位,7.2.2 工件定位原理,消除过定位及干涉的途径：,1）改变定位元件的结构, 消除对自由度的重复 限制。 2）提高工件定位基面之间及夹具定位元件与工作表面之间的位置精度, 减少或消除过定位引起的干涉, 从而增强定位的稳定性。,7.2.2 工件定位原理,1. 机床夹具的功用,（1）机床夹具的定义 在机床上用于装夹工件（或引导工具）的装置称为机床夹具。 （2）机床夹具的功用 1）保证加工质量。 2）提高劳动生产率和降低成本。 3）扩大机床的加工范围。 4）减轻工人的劳动强度, 保证生产安全。,7.2.3 机床夹具的功用.分类和组成,2. 机床夹具的分类,根据通用程度不同可分为：,（1）通用夹具 （2）专用夹具 （3）成组可调夹具 （4）组合夹具 （5）随行夹具,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,（1）通用夹具,定义：通用夹具是指在一般通用机床上所附有的一些使用性较广泛的夹具。 例子：车床上的三爪自定心卡盘、

7、四爪单动卡盘、顶尖和鸡心夹头。铣床上的万向平口钳、分度头和回转工作台等，如图所示。 特点：有较大的适用范围，无需调整或稍加调整就可用于装夹不同的工件。这类夹具一般已经标准化，由专业工厂生产，作为机床附件供应给用户。,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,三爪自定心卡盘,四爪单动卡盘,万向平口钳,回转工作台,分度盘,通用夹具,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,(2)专用夹具,定义：专用夹具是指专为某产品零件的某一道工序而设计制造的夹具, 如图所示。 特点：不需要考虑通用性，所以夹具应设计得结构紧凑，操作方便，另外其设计周期较长，制造费用较高，当产品或零件的加工工艺过程变更时，往往无法再使用而报废，因此适用于大批量生产。,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,（4）组合夹具,定义：组合夹具是指按某一工件某道工序的加工要求，由一套预先制造好的标准元件及组合件组合而成的夹具。 特点： 这类夹具用完之后可以拆卸存放, 以备重新组装新夹具时再次使用。由于组合夹具是由各种标准元件、组合件组装而成, 故具有组装迅速,周期短, 能反复使用等特点,所以在多品种、小批量生产中及新产品试制中尤为适用。,7

8、.2.3机床夹具的功用.分类和组成,组合夹具,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,3. 机床夹具的组成 （1）定位装置 （2）夹紧装置 （3）对刀元件 （4）导向元件 （5）夹具体 （6）其他元件和装置,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,定位装置,定义：用来确定工件在夹具中位置的装置。 常用的定位装置： 支承板 定位销 心轴 V形块,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,夹紧装置,定义：用于保持工件在夹具中的既定位置，使之不因为加工过程中的外力而产生位移的装置。 常用的夹紧元件： 螺母 开口垫圈等,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,(3)对刀元件 定义:在夹具中起对刀作用的零部件, 如对刀块等。,(4)导向元件 定义:用来引导刀 具进入正确加 工位置的零件。 常用的导向 元件:钻套等。,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,（5）夹具体,夹具体是夹具的基础零件，用于连接并固定夹具上的各个元件和装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上。,7.2.3机床夹具的功用.分类和组成,1.常见定位方法与定位元件 工件在机床上的定位包括工 件在夹具上的定位和夹具在机 床上的定位两

9、个方面。本节只 讨论工件在夹具上的定位问题 （夹具在机床上定位原理与此 相同）。 (1)工件以平面定位 1)固定支承 固定支承有支承钉 和支承板两种形式。 2)可调支承 支承点位置可以调整 的支承称为可调支承,7.2.4机床夹具,7.2.4机床夹具,3）自位支承 图在定位过 程中，支承本身可以随工件 定位基准面的变化而自动调 整并与之相适应。自位支承 一般只起一个自由度的定位 作用，即一点定位。 4）辅助支承 辅助支承是在 工件定位后才参与支承的元 件，它不起定位作用,7.2.4机床夹具,(2).工件以圆孔定位 工件以圆孔作为定位面,通常 属于定心定位（基准为孔的 轴线）,其中常见的定位元件 有定位销、锥销和心轴。 1）定位销：固定式和可换式两 类/圆柱销和菱形销两种。圆柱销 限制两个自由度，菱形销限制一个 自由度。 2）锥销 常用于工件孔端的定位 ，可限制三个自由度；浮动锥销限 制两个自由度。,7.2.4机床夹具,3）心轴 主要用于加工盘类或套类零件的定位。 图a为间隙配合心轴，与端面配合能限制五个自由度。该心轴装卸方便，但定心精度低。 图b为过盈配合心轴，限制四个自由度。该心轴的特点是定心精度高，但装卸费时，故常用于定心精度要求高,7.2.4机床夹具,(3)工件以外圆表面定位 工件以外圆表面定位有两种形式，一种是定心定位/一种是支承定位 工件以外圆表面定心定位的情况与工件以圆柱孔定位的情况相仿 工件以外圆表面支承定位常用的定位元件是V形块。V形块两斜面之间的夹角 一般取60，90或120，其中以90最多。 (4)定位表面的组合 常见的定位表面组合有平面与平面的组合、平面与圆孔的组合、平面与外圆表面的组合、平面与其它表面的组合、锥面与锥面的组合等。,7.2.4机床夹具,2.工件在夹具中的夹紧 (1)夹紧装置的基本要求 1）在夹紧过程中不破坏工件已有的正确定位。 2）夹紧应可靠和适当，不允许工件产生不适当的变形和表面损伤，也不会在加工过程中产生松动、振

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