金属切削机床概论进程表

节
罗良玲
第 七 八 节
第 九 十 节
备注：工程训练14-16周罗良玲五人
生产实习（17-19周）罗良玲等五人
第2页
星期日
南昌大学科学技术学院机械设计制造及其自动化083班班级课表
学年学期号：2011-2012-1
人数: 55人
星期一
Hale Waihona Puke 星期二星期三星期四
星期五
星期六
第 一 二 节
数控编程 实验408 （1-6周） 综合301 （7-12周）
节
金属切削机床概论 （1-12周）（单） 机械503 胡庭蔚
第
毛泽东思想、邓小平理
数控编程
五
论、“三个代表”重要 实验408 （1-6周）
六
思想概论 （1-10周) 综合401（7-12周）
节
土建508 余良才
俞大象
第 七 八 节
第 九 十 节
备注：工程训练14-16周罗良玲五人
生产实习（17-19周）罗良玲等五人
俞大象
金属切削机床概论 （1-12周）
土建608 胡庭蔚
机械制造工艺学 （1-12周）
综合301 赵向阳
机械制造工艺学 （1-12周）（单） 综合301 赵向阳
毛泽东思想、邓小平理 论、“三个代表”重要
思想概论 （1-10周) （单） 综合401 余良才
第
三
机械制造工艺学
四
（1-12周） 土建601 赵向阳
人数: 56 人
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
第 一 二 节
数控编程 机械501 （1-6周） 实验408（7-12周）

重大改进顺序号
主轴数或第二主参数 主参数
系代号（主参数相同）
类代号
组代号（每类机床分为10组） 通用特性、结
构特性代号
金属切削机床概述
（△）○（〇）△ △ △ （×△）（〇）/（ ）（- ）
（1）机床的分类代号、类代号
类车钻镗 别床床床
磨床
齿轮加 工机床
代 号
C
ZTBiblioteka M2M3M
Y
读 音
车
钻
镗
磨
2磨
3磨
金属切削机床概述
（△）○（〇）△ △ △ （×△）（〇）/（ ）（- ）
机床的组别和系别 代号分别用一个数字 表示。每类机床分为 十个组，用数字0～9 表示。每组又分为若 干个系。
（3）组、系别代号
金属切削机床概述
（△）○（〇）△ △ △ （×△）（〇）/（ ）（- ）
（4）主参数、主轴数和第二主参数 机床主参数代表机床规格大小，用折 算值（一般为主参数实际数值的1/10或1/100）表示，位于系别代号之后。
便于维护 工作安全 机床零部件调整 更换和修理迅速 易于排屑 易于观察加工过程
金属切削机床概述
(1)刀具布置在被加工零件的前面或后面
金属切削机床概述
(2)刀具布置在工件的侧面
所有主要部件沿轴向布局，宜制成框架结构。
金属切削机床概述
(3)刀具布置在工件的上方
便于观察工件和加工过程
(4)刀具相对于工件扇形布置，有几把 刀从不同的方向同时加工一个零件
金属切削机床概述
三、机床的分类与型号编制 1. 机床的分类
1）按加工性质，所用刀具和机床的用途，机床可分为13类
车 钻 镗 磨 齿轮加 螺纹加 铣 刨 拉 插 电加工 切断 其它 床 床 床 床 工机床 工机床 床 床 床 床 机床 机床 机床

示。
如“C1107”为单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有“非自动”
型，所以不必用“Z”表示通用特性。
b、结构特性代号
为了区别性能不同的机床，故采用结构特 性代号，用汉语拼音字母表示。例如A、D、 E,L,N,P……。
如 CA6140 型卧式车床型号中的“A”，即 在结构上区别C6140型卧式车床。
叶片 滚子加 钢球加 气门、活塞 汽车、拖
套圈沟 承套圈 套圈
磨削 工机床 工机床 及活塞环磨 拉机修磨
磨床 滚道磨 超精
机床
削机床
机床
床
机
通用机床类、组划分表（之2 ）
组别
0
1
2
3
4
5
6
7
类别
8
9
齿轮加工机床 Y
仪表齿 轮加工
机
锥齿轮 加工机
滚齿 及铣 齿机
剃齿 及珩 齿机
插齿 花键轴 齿轮磨 其他齿轮加 齿轮倒角
System ）柔性制造系统 80年代，CIMS （Computer Integrated Manufacturing
System）计算机集成制造系统
2、金属切削机床加工的生产模式，大体 上经历了以下五个阶段
通用机床加专用工艺 装备或专用机床
数显机床 计算机数控机床
柔性制造系统
铣床：用铣刀工作的机床。
刨床（插床）：利用刀具与工件之间的相对往复运 动来加工工件表面的机床。
拉床：用拉刀来加工工件各种不同的内、外表面的 机床。
超声波及电加工机床：利用电火花给金属零件加工 的机床，利用电化作用、电热作用（通称电腐蚀作 用）和机械作用来加工金属零件的阳极机械加工机 床，利用超声波振功能来驱动工具给金属零件加工 的超声波加工机床等。

《金属切削机床概论》课程教学大纲一、教师或教学团队信息二、课程基本信息课程名称（中文）：金属切削机床概论课程名称（英文）：Introduction for Metal-cutting Machines课程类别：□通识必修课□通识选修课√专业必修课□专业方向课□专业拓展课□实践性环节课程性质*：□学术知识性□方法技能性□研究探索性√实践体验性课程代码：周学时：4总学时：32学分: 2先修课程：《机械设计基础》、《画法几何与机械制图》授课对象：13机械中美三、课程简介金属切削机床概论是机械制造及其自动化专业的一门重要的限选课，它是利用机械设计基础的设计理念，并将此设计理念运用到金属切削机床中。

课程主要内容包括：机床的运动分析；车床的用途、运动和分类，重点介绍CA6140A机床的传动系统以及主要结构，并介绍常见数控车床结构；数控机床的工作原理以及主要结构；数控齿轮加工机床，数控磨床以及其它常见机床的工作原理以及主要结构。

四、课程目标金属切削机床概论课程的教学要达到以下目标：（1）使学生对金属切削机床的加工规律有一定全面系统的认识，为金属切削工艺等后续课程的学习打下坚实的基础。

并培养起一定的抽象思维与严密的逻辑推理能力，为今后独立钻研创造条件；（2）在金属切削机床概论的学习中密切结合机械设计基础的设计理念，使学生认识这些设计原则以及基本理论在机床设计中所起的重要作用；（3）使学生学会用发展、变化的辩证观点分析和解决实际问题。

五、教学内容与进度安排绪论1. 课时数22. 讲授内容或训练技能，重点、难点本章讲授内容：1）金属切削机床及其在国民经济中的地位；2）机床发展历史和现状；3）我国机床工业发展概况；4）金属切削机床的分类和型号编制。

本章的重点金属切削机床的分类和型号编制。

本章的难点无3. 学生学习任务1）了解金属切削机床发展现状；2）掌握金属切削机床的分类和型号编制。

4. 教学方法讲授法5. 课外学习要求预习本次课上课内容。

2.进给运动分析 进给运动传动系统两末端件是主轴和刀架，
传动结构式为：
3.分析C6132型车床传动系统的组成 • 定比传动机构：齿轮，皮带副，蜗轮蜗杆，齿
轮齿条，丝杠螺母 • 变速机构：滑移齿轮，离合器，交换齿轮 • 换向机构：齿轮换向机构以及利用电机换向 • 操纵机构：手柄，手轮，拨叉，按扭等 • 其他机构：开停，制动，润滑，密封等 • 动力源：电机
第二章 金属切削机床简介
§2.4 普通车床传动系统分析
一.C6132型普通车床
C6132 型普通车床传动系统图
1.主运动分析
主传动的传动结构式为：
34/32
33/22

电机—Ⅰ—
—Ⅱ—
28/39
—Ⅲ—
φ—17—6
4.5KW 1440r/min
19/34 22/45
27/63—Ⅴ—17/58
φ200
— Ⅳ—
—Ⅵ（主轴）
离合器 M1 左移
主轴共有 2×3×2＝12 级转速， nmax， nmin 分别为
nmax＝1440×33/22×34/32×φ176/φ200×0.98 ＝1980（r/min）
nmin＝1440×19/34×22/45×φ176/φ200×0.98×27/63 ×17/58＝45（r/min）
2.主运动传动系统分析 主传动系统的传动结构式：
Z1/Z2
双速电机 — D1/D2 — Ⅰ—
1440 r/min
2900 r/min
Z5/Z6 Z3/Z4
—Ⅱ—
Z8/Z13 Z7/Z8 — Ⅲ —
Z11/Z12
Z9/Z10 — Ⅲ — Z8/Z13
— Ⅳ— Z14/Z15 — 主轴

滚齿加工方法的比较
加工情况 滚切直齿 圆柱齿轮 滚切斜齿 圆柱齿轮
形成齿形
运动 传动链 运动
形成齿长
传动链 轴向进给 传动链 轴向进给 传动链 差动传动链* 轴向进给运动 A3 螺旋运动A3B4
径向切入法 滚 切 蜗 轮
切向切入法 滚 切 蜗 轮
展成运动 切削速度链 (分度运动) 展成传动链* （B1B2） (分度传动链)
床身 立柱 刀架 主轴 后立柱 心轴 工作台
三. Y3150E 型滚齿机床的传动系统
Y3150E型滚齿机传动系统图
传动系统分析—— 主运动传动链：使滚刀和工件得到一定速度 的旋转运动，决定展成运动的速度。 电动机—I—Ⅱ—Ⅲ—Ⅳ—V—Ⅵ—Ⅶ—滚刀主轴Ⅷ 展成传动链：是联系滚刀主轴和工作台两末 端件的内传动链，这条传动链对于滚直齿、 斜齿圆柱齿轮和蜗轮都必需保证“滚刀转Z / K转—— 工件转1转”或“滚刀转1转—— 工 件转K / Z转”的严格运动关系，这也就是两 末端件的计算位移。 e a c 滚刀主轴Ⅷ—Ⅶ—Ⅵ—Ⅴ—Ⅳ—Ⅸ— f b d · · Ⅹ—工作台轴ⅩⅧ
Y3150E型滚齿机 采用了“短齿”和“长 齿”两种三爪牙嵌离合 器 M1和M2。
2. 刀具主轴
串刀机构：串刀时， 先将夹紧主轴前轴 承座2 的压板螺钉1 松开，然后手摇方 头3，前轴就移动。 串刀后，夹紧主轴 前轴承。 轴承间隙调整：调 整时减薄调整垫片 Q，但同时也应将 调整垫片R 减薄同 样的厚度。如仅调 整主轴轴向串动时, 只须调整垫片R。 Y3150E滚齿机的滚刀箱及刀具主轴图
C
Z
M
X
B
L
T
G
车
钻
磨
丝
牙
铣
刨

① 圆柱齿轮加工机床，如滚齿机、插齿机等； ② 圆锥齿轮加工机床，如刨齿机、铣齿机等
③ 其他类型齿轮加工机床，如车齿机、拉齿机、研齿机、剃齿机、磨齿机、锥齿轮磨床等。
2、 齿轮加工机床形成齿轮的方法有哪两大类？
答：①成形法②范成法
3、 滚齿机上加工直齿圆柱齿轮需要哪些成形运动的和传动链？
答：成形运动：
二、提要：
1、做题：分析CA6140机床的传动系统（书P26~34）
①主运动和进给运动的传动路线表达式； ②主轴的转速级数、最高转速和最低转速； ?
2、CA6140机床的工艺范围和布局（书P25）
第四章 齿轮加工车床
一、 课后习题
1、 齿轮加工机床的类型有哪些？
答：金属切削机床中，用来加工齿轮轮齿表面的机床，称为齿轮加工机床。按被加工齿轮的种类，齿轮加工机床可分为：
6、 卧式镗床能完成哪些运动？
答：镗杆的旋转运动；平旋盘的旋转主运动；镗杆的轴向进给运动；主轴箱的垂直进给运动；工作台的纵向运动；工作台的横向进给运动；平旋盘上径向刀架进给运动；辅助运动
7、 牛头刨床、龙头刨床和立式刨床的主参数各是什么含义？
答：长度；宽度；最大拉力
8、 拉床有几种主运动，几种进给运动？
5、 卧式镗床和坐标镗床用于加工何种工序，比较两者的区别。
答：用于加工尺寸较大，精度要求较高，孔的轴心线之间有严格的同轴度、垂直度、平行度及孔间距精度等要求的数个尺寸不同的箱体类零件上的孔。
坐标镗床的精度要高于卧式镗床，坐标镗床主要用于加工精密的孔系，这些孔除了本身的精度高外，孔的中心距或孔至某基面的距离也非常精确，而卧式镗床用于加工一般零件。
一个简单的成形运动对应一个外联系传动链，且外联系传动链一定与电机相连。 （外联系传动链和内联系传动链的关系：有内联系传动链一定要有外联系传动链，有外联系传动链不一定要有内联系传动链。一个复合成形运动，必须要有外联系传动链和至少一条内联系传动链）

机床可分为手动、机动、半自动和全自动机床。
5.按照质量与尺寸进行分类 机床可分为仪表机床、中型机床(一般机床)、大型机床(质 量达到10t) ,重型机床(质量在30t以上)、超重型机床(质 量在100t以上)。
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绪论
6.按机床主要工作部件的数目进行分类 机床可以分为单轴、多轴、单刀或多刀机床等。 7.按控制方式与控制系统进行分类
机床的类别代号用大写的汉语拼音字母表示，按其相应的汉 字字意读音。必要时，每类可分为若干分类。分类代号在类代号 之前，作为型号的首位，并用阿拉伯数字表示。第一分类代号前 的“1”省略，第“2”，第“3”分类代号则应予以表示。例如， 铣床类代号“X”，读作“铣”。机床的类和分类代号见表0一1。
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绪论
2)机床的特性代号 机床的特性代号表示机床所具有的特殊性能，包括通用特 性和结构特性，用汉语拼音字母表示。 (1)通用特性代号。通用特性代号有统一的固定含义，它在 各类机床的型号中，表示的意义相同。当某类型机床除了有 普通型外，还有某些通用特性时，在类代号之后加通用特性 代号予以区别。例如，"0K”表示数控车床。如果某类型机 床仅有某种通用性能，而无普通形式者，则通用特性不予表 示。如01107型单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有 “非自动”型，所以不必用“Z”表示通用特性。
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绪论
20世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床的结构和性能 发生了根本性的变化。随着电气、液压等技术的出现并在机 床上得到普遍应用，机床技术有了迅速的发展。除通用机床 外，又出现了许多变型品种和各式各样的专用机床。20世纪 50年代，在综合应用电子技术、检测技术、计算技术、自动 控制和机床设计等各个领域最新成就的基础上发展起来的数 控机床，使机床自动化进入了一个崭新的阶段，与早期发展 的仅适用于大批量生产的纯机械控制和继电器接触控制的自 动化机床相比，它具有很高柔性，即使在单件和小批量生产 中也能得到经济的使用。

04
金属切削机床的性能评价与选择
机床性能的评价指标
切削效率
衡量机床切削能力的重要指标，包括切削 速度、进给速度等。
加工精度
包括工件的尺寸精度、形状精度、位置精 度等，反映机床的制造精度和稳定性。
可靠性
机床的可靠性和寿命，直接影响生产效率 和制造成本。
刚性和稳定性
机床的刚性和稳定性对加工精度和切削效 率有重要影响。
复合加工与多轴联动
复合加工
复合加工是金属切削机床的一个重要 发展趋势。复合加工机床能够在一台 机床上实现多种加工工艺，如铣削、 车削、钻孔等，从而提高加工效率和 加工精度。
多轴联动
多轴联动技术能够实现复杂曲面的高 效加工。通过多轴联动，机床能够同 时控制多个切削工具，进行复杂的三 维曲面切削，提高加工复杂零件的能 力。
分类
金属切削机床按加工方式可分为车床、铣床、钻床、磨床等；按自动化程度可 分为手动、半自动和全自动机床；按布局形式可分为卧式、立式和倾斜式机床。
金属切削机床的发展历程
古代
手工工具，如锯、锉、锤等用于金属加工。
19世纪末至20世纪初
电动机和内燃机驱动的金属切削机床出现， 如铣床、车床等。
工业革命时期
机床选择的考虑因素
加工需求
根据工件的材料、尺寸、形状、精度等要 求选择合适的机床。
生产效率
考虑机床的切削效率、自动化程度和辅助 作业时间等因素，以提高生产效率。
制造成本
综合考虑机床的购置成本、维护成本、能 源消耗等因素，以降低制造成本。
机床可扩展性
考虑机床在未来可能的生产需求和技术升 级中的可扩展性。
铣床
铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。在铣床上，除了 可以铣削平面、沟槽、螺纹和齿轮等，还可以进行钻孔、铰 孔和镗孔等工作。

• 主轴部件主支承常用滚动轴承有角接触球 轴承、双列短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴 承、推力轴承、陶瓷滚动轴承等，
三、机床支承件
• 支承件的主要功能是保证机床各零、部件之间 的相互位置和相对运动精度，并保证机床有足
够的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用度。
1、支承件应满足的基本要求
2、支承件的结构
• 支承件的总体结构形状基本上可以分为三类：
（2）电气伺服进给系统驱动部件
伺服驱动部件有步进电动机、直流伺服 电动机、交流伺服电动机等。
1）步进电动机 步进电动机又称脉冲电动机， 是将电脉冲信号变换成角位移（或线位移） 的一种机电式数模转换器。
2）直线伺服电动机
是一种能直接将电能直接转化为直线运动 机械能的电力驱动装置，是适应超高速加 工技术发展的需要而出现的一种新型电动 机。
3）安全离合器
• 安全离合器是一种过载保护机构，它可使 机床的传动零件在过载时，自动断开传动， 以免机构发生损坏。
2、超越离合器
• 超越离合器主要用于有快、慢两个运动交 替传动的轴上，以实现运动的快、慢速自 动转换。
3、开合螺母的结构及调整
开合螺母的功用是接通或断开从丝杠传 来的运动。车螺纹时，将开合螺母合上， 丝杠通过开合螺母带动滑板箱及刀架。
（3）主轴的材料和热处理
• 主轴的材料应根据载荷特点、耐磨性要求、 热处理方法和热处理后变形情况选择。
• 普通机床主轴可选用中碳钢（如45钢）， 调质处理后，在主轴端部、锥孔、定心轴 颈或定心锥面等部位进行局部高频淬硬， 以提高其耐磨性。
（4）主轴轴承
• 机床上常用的主轴轴承有滚动轴承、液体 动压轴承、液体静压轴承、空气静压轴承 等。此外，还有自调磁浮轴承等适应高速 加工的新型轴承。

金属切削机床是机械设计制造与自动化专业和机电一体化专业的一门必修专业课，课程主要讲授机床结构、性能、传动、调整和使用的基本知识。
同学们在学完本课程后，应达到以下目的要求：
1、具有合理选用机床的基本知识和技能准备。能够根据工艺要求并结合本企业具体情况，合理地确定机床的类型和规格。
2、具有正确安装、使用、调整常用机床的基本知识；掌握分析机床运动和机床传动的方法；了解机床典型机构及其工作原理；学会机床传动链的高速计算方法。
新余高等专科学校
课程教学进度表
（2011至2012学年第一学期）
工程系模具、机制专业
班级名称09模具、10机制(1)、(2)班
课程名称金属切削机床
任课教师张国军
2011年09月10日
任课教师对完成本学期教学任务的打算
（内容包括：对本班学生情况的简要分析；教学目的要求；教学方法和教学内容的改革办法；教学重点、难点及注意事项。）
二、课堂上能够引导学生认真上好每堂课，保持课堂纪律和气氛。由于该课程内容比较抽象，为了使学生能够理解《金属切削机床》的概念和原理，经常列举生活中常见的事例，使之更为通俗易懂。
三、根据本课程的重点和难点，在备课期间就安排好课外作业，并对学生交来的作业进行认真批改。
四、组织好课堂教学，关注全体学生，注意信息反馈，调动学生的学习热忱，并注意课堂语言尽量简洁明了，克服重复的毛病。
3、具有分析机床常见故障，确定机床影响加工质量的主要原因的初步能力。
4、能够了解机床设计的基本思路和步骤，并掌握常见的机床主轴组件的结构，以及常用轴承的承载特性。
5、通过金工实习，使学生能够理论与实践相结合，加强和加深对金属切削机床知识的理解。
2011年09月10日
任课教师对本学期教学工作的总结

➢ 运动精度：指机床在以工作速度运转时主要零 部件的几何位置精度。
➢ 传动精度：指机床传动链各末端执行件之间运 动的协调性和均匀性。
➢ 动态精度包括机床的刚度、抗震性、热变形等。
(三) 生产率
在保证加工质量的基础上，机床的生产率应 尽可能提高。衡量生产率高低的方法很多，可用 单位时间内机床所能加工的工件数表示。
通用机床可完成一定尺寸范围内各种零件多 工序加工，工艺的可能性较宽，在同一机床上要 完成多种工作，还要适应不同使用部门的需要， 因而结构相对复杂，适用于单件小批生产。
专用机床只能完成一个或几个零件的特定工 序，其工艺范围要根据用户的实际需要、工件的 特点和生产批量等决定。多用于大批量生产，是 针对特定工序设计的，故其工艺的可能性较窄， 但可提高生产率，保证加工质量，简化机床结构， 降低机床成本。
主参数的代号用阿拉伯数字表示。一般以 1/1、1/10或1/参数
第二主参数一般指：主轴数、最大工件长度、 最大跨度、最大磨削长度、工作台工作面长度等。 ➢ 表示长度单位采用 1/100 的折算系数； ➢ 表示直径、深度、宽度采用 1/10 的折算系数； ➢ 表示厚度、轴数、最大模数以实际数值列入型号。
5. 刀架。装夹车刀并使其作纵向、横向或斜向 进给运动。
6. 尾架(尾座)。用途：安装顶尖支承工件；安装 钻头、铰刀等钻孔、铰孔、扩孔、攻螺纹等。
7. 床身。用以支承车床的三箱(主轴箱、进给箱、 溜板箱) 、二杠(光杠、丝杠) 、二架(刀架、尾 架) 。
3.大型机床。机床自重10~30吨。 4.重型机床。机床自重30~100吨。 5.特重型机床。机床自重100吨以上。
（四）按通用性分类
1.通用机床（万能机床）。 加工范围广泛，可加工多种零件的不同工序。 结构较复杂，适用于单件、小批生产。