第一章金属切削机床概述

表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
5.机床的重大改进顺序号 当机床的结构、性能有重大改进和提高,并按新产品重新设计、 试制和鉴定时,在机床型号之后,按A、B、C(I、O除外)等汉语拼 音字母的顺序选用,加入型号的尾部,以区别原机床型号。 6.其他特性代号 其他特性代号置于辅助部分之首位,其中同一型号机床的变型代 号,也应放在其他特性代号的首位,主要用以反映各类机床的特性
内外螺纹加工等。
表1-5 常用的各类车床
表1-5 常用的各类车床
表1-5 常用的各类车床
二、镗床 镗床是一种用途广泛的孔加工机床。
表1-6 镗床的常见类型
表1-6 镗床的常见类型
表1-6 镗床的常见类型
三、刨床 刨床主要用于加工水平面、垂直平面、倾斜面和T形槽、燕 尾槽、V形槽等,用成形刨刀也可以加工一些简单的直线成 形表面。
即称为绝对坐标,该坐标系称为绝对坐标系。
图1-23 绝对坐标、增
量(相对)坐标系
3.坐标系的原点 在确定了机床各坐标轴及方向后,还应确定坐标系原点的位置。
图1-24 数控车床机床原点 a) 数控车床坐标系 b) 车削加工的零件
图1-25 数控立式铣床机床原点 a) 数控铣床坐标系 b) 铣削加工的零件
3.机床的主参数或设计顺序号 机床型号中的主参数用折算值(主参数乘以折算系数)表示,位于组 别、系别代号之后。
4.机床的主轴数或第二主参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
表1-4 常用机床组别、系别代号及主要参数
2)由于工件只要一次装夹,因此减少了由于多次安装造成的定位误 差,可以依靠机床精度来保证加工质量。 3)工序集中,减少了辅助时间,提高了生产率。
4)由于工件在一台机床上一次装夹就能完成多道工序加工,所以大 大减少了专用工夹具的数量,进一步缩短了生产准备时间。 (3)多坐标数控机床 有些复杂形状的零件,用一般的数控机床还
第二节 使用单刃刀具的机床
车床、龙门刨床、牛头刨床、镗铣床以及类似
的机床上所使用的刀具主要是单刃刀具。
图1-1 典型的单刃刀具
一、车床 车床类机床主要是使用各种车刀对内外圆柱面、圆锥面、 成形回转体表面及其端面、各种内外螺纹等进行加工,还可 使用钻头、扩孔钻、铰刀进行孔加工,使用丝锥、板牙进行
图1-3 铣床加工的典型表面
表1-9 常见的各类铣床
表1-9 常见的各类铣床
表1-9 常见的各类铣床
表1-9 常见的各类铣床
表1-9 常见的各类铣床
三、齿轮加工机床 齿轮加工机床用于加工各种齿轮的轮齿。
表1-10 常见齿轮加工机床
表1-10 常见齿轮加工机床
表1-10 常见齿轮加工机床
图1-7 常用的信息载体
2.数控装置 数控装置是数控机床的运算和控制系统,在普通数控机床中一般 由输入装置、控制器、运算器和输出装置组成,它接收信息载体 的信息,并将其代码加以识别、储存、运算,输出相应的指令脉冲 以驱动伺服系统,进而控制机床动作。 3.伺服系统 伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部
图1-16 开环补偿控制系统框图
图1-17 半闭环补偿控制系统框图
四、数控机床坐标系和运动方向的规定 统一规定数控机床坐标轴名称及其运动的正、负方向,可使
编制的程序简便,并使所编制的程序对同类型机床有互换性
。
1.标准的坐标系和运动方向 在数控机床中,为了完成一个零件的加工,往往需要控制几个方向 上的运动,这就需要建立坐标系,以便分别进行控制。
生产规模等。
2.技术规格 技术规格是反映机床尺寸大小和工作性能的各种技术数据,包括 主参数和影响机床工作性能的其他各种尺寸参数,运动部件的行 程范围、主轴、刀架、工作台等执行件的运动速度,电动机功率, 机床的轮廓尺寸和重量。
3.加工精度和表面质量 加工精度和表面质量是指在正常工艺条件下,机床上加工的零件 所能达到的尺寸、形状和相互位置的精度以及所能控制的表面粗 糙度。
图1-10 数控钻床钻孔加工
3.按伺服系统的控制方式分类 (1)开环控制数控机床 开环控制的数控机床如图1-13所示,这种机
床既没有工作台位移检测装置,也没有位置反馈和校正控制装置, 数控装置发出信号的流程是单向的,所以
图1-13 开环控制系统框图
图1-14 闭环控制系统框图
图1-15 半闭环控制系统框图
4.生产率 机床的生产率是指在单位时间内机床所能加工的零件数量,它直 接影响到生产效率和生产成本。 5.自动化程度 提高机床的自动化程度,不仅可提高劳动生产率,减轻工人的劳动 强度,而且可减少由于工人的操作水平对机床加工质量的影响,有 利于保证产品质量的稳定,因此是现代机床发展的一个方向。
6.机床的效率和精度保持性 机床的效率是指消耗于切削的有效功率与电动机输出功率之比, 两者的差值是各种损耗。
7.企业代号
企业代号包括机床生产厂及机床研究单位代号。
三、通用金属切削机床型号实例 【例1】 最大磨削直径为320mm的高精度万能外圆磨床,其 型号为:MG1432。 【例2】 最大棒料直径为50mm的六轴棒料自动车床,其型 号为:C2150×6。
【例3】 工作台面宽度为630mm的单柱坐标镗床,经第一次 重大改进后的型号为:T4163A。 【例4】 最大回转直径为400mm的半自动曲轴磨床的第一 种变型型号为:MB8240/1。
图1-5 普通机床加工与数控机床加工的区别
二、数控机床的工 作原理
数控机床的工作原
理,如图1-6所示。
图1-6 数控机床工作原理示意图
1.信息载体 信息载体(又称控制介质)的功能是用于记载以数控加工程序表示 的各种加工信息,如零件加工的工艺过程、工艺参数等,以控制机 床的运动和各种动作,实现零件的机械加工
五、数控机床的主要性能指标
1.数控机床的可控轴数与联动轴数 数控机床的可控轴数是指机床数控装置能够控制的坐标数目,即 数控机床有几个运动方向采用了数字控制。
第四节 磨
一、磨床的功用
床
用砂轮、砂带、油石、研磨剂等磨料磨具为工具进行切削 加工的机床都属于磨床类机床,它主要用于各种零件特别是 淬硬零件的精加工。
二、磨床的类型 磨床的种类很多,按用途和采用不同的工艺方法,大致可分为
外圆磨床、内圆磨床、导轨磨床、工具和刀具磨床、专门
化磨床等。
表1-11 常见磨床类机床
图1-2 牛头刨床的工作运动
表1-7 常见刨床的类型
表1-7 常见刨床的类型
第三节 使用多刃刀具的机床 多刃刀具可以看作是由两个或两个以上刀刃(刀 齿)固定在同一个刀体上所构成的刀具。
一、钻床
钻床是一种用途广泛的孔加工机床。
表1-8 钻床的常见类型
表1-8 钻床的常见类型
二、铣床 铣床可加工水平的和垂直的平面、沟槽、键槽、T形槽、燕 尾槽、螺纹、螺旋槽,以及齿轮、链轮、棘轮、花键轴和各 种成形表面等,用锯片铣刀还可以进行切断等工作。
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第一章 金属切削机床概述
主编
第一节 金属切削机床的分类和型号
一、金属切削机床的分类
金属切削机床的品种和规格繁多,为了便于区别、管理和使 用机床,在国家制订的机床型号编制方法中,按照机床的加工 方式、使用的刀具及其用途,将机床分为11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、锯床和其他机床。
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【例5】 北京机床研究所生产的精密卧式加工中心,其型号
为:THM6350/JCS。
四、金属切削机床的技术性能 为了能正确选择机床和合理使用机床,必须了解机床的技术 性能。
1.工艺范围 机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力,即机床上可 以完成的工序种类,能加工的零件类型、毛坯和材料种类,适用的
是无法加工,如螺旋桨、飞行器曲面零件的加工等,需要三个以上 坐标的合成运动才能加工出所需形状。
图1-9 “群控”系统方框图
2.按加工路线分类 (1)点位控制数控机床 这类机床的数控装置只能控制机床移动部
件从一个位置(点)精确地移动到另一个位置(点), 在移动过程中不 进行任何加工,两相关位置(点)之间的移动速度及路线决定了生产 率。
已有400多个品种规格,可以按照多种原则来进行分类。
1.按工艺用途分类
(1)一般数控机床
这类机床和传统的普通机床品种一样,有数控
的车、铣、镗、钻、磨床等等,而且每一种又有很多品种,例如数 控铣床中就有立铣、卧铣、工具铣、龙门铣等等。
1)减少机床台数,便于管理,对于多工序的零件只要一台机床就能
完成全部加工,并可以减少半成品的库存量。
图1-18 右手直角笛卡儿坐标系
1)由于机床的运动可以是刀具相对于工件的运动,也可以是工件相 对于刀具的运动,所以统一规定在图1-18中字母不带“'”的坐标表 示工件固定,刀具运动的坐标,即图1-19、图1-20和图1-21旁边所示 的坐标系;带“'”的则表示刀具固定,工件运动的坐标。规定增大 工件与刀具之间的距离(即增大工件尺寸)的方向为正方向。
件的运动,它相当于手工操作时人的手,使工作台(或溜板)精确定位 或按规定的轨迹作严格的相对运动,最后加工出符合图样要求的 零件。
图1-8 数控装置的原理图
4.机床本体 数控机床中的机床本体在开始阶段沿用普通机床的结构,只是在 自动变速、刀架或工作台自动转位和手柄等方面作些改变。
三、数控机床的分类 目前,数控机床品种已经基本齐全,规格繁多,据不完全统计
2)机床X、Y、Z坐标的确定,规定平行于机床主轴(传递切削动力) 的刀具运动坐标为Z轴,取刀具远离工件的方向为正方向(+Z)。当
机床有几个主轴时,则选一个垂直于工件装夹面的主轴为Z轴(如龙
门铣床)。
X轴为水平方向,且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。
3)程序编制坐标的选择,正由于工件与刀具是一对相对运动,+X'与 +X、+Y'与+Y、+Z'与+Z是等效的,所以在数控机床的程序编制中, 为使编制程序方便,一律假定工件固定不动,全部用刀具运动的坐 标系编制程序,即用标准坐标系X、Y、Z、A、B、C在图样上进 行编程。这样,即使编程人员在不知道是刀具移近工件还是工件 移近刀具的情况下,也能编制出正确的程序。 4)附加运动坐标的规定,对于直线运动:X、Y、Z 为主坐标系或第 一坐标系。如有第二组坐标和第三组坐标平行于X、Y、Z,则分 别指定为U、V、W和P、Q、R。所谓第一坐标系是指靠近主轴
的直线运动,稍远的为第二坐标系。如在数控卧式镗铣床(见图1-2 1)中,镗杆运动为Z轴,立柱运动为W轴,而镗头径向刀架运动是平行 于X轴的,故称为U轴。对于旋转运动:如在第一组旋转运动A、B 和C的同时,还有平行或不平行于A、B和C的第二组旋转运动,可 指定为D、E和F。 2.绝对坐标系与增量(相对)坐标系 刀具(或机床)运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原点给出的,
表1-1 通用机床类代号
二、金属切削机床型号的编制方法
机床型号是机床产品的代号。
1.机床的类、组、系代号 机床的类别及分类代号见表1-1。
2.通用特性和结构特性代号
当某类型机床,除有普通形式外,还有某种通用特性时,则在类代号
之后加用大写汉语拼音字母表示的通用特性代号予以区分。
表1-2 通用特性代号
表1-11 常见磨床类机床
表1-11 常见磨床类机床
三、磨削加工的方式
磨削加工的方式很多,如图1-4所示。
图1-4 磨削加工方式
a)磨削外圆 b)磨削内孔 c)磨削平面 d)磨削花键 e)磨削螺纹 f)磨削齿轮
第五节 数字程序控制机床
一、数控机床的基本概念 数控机床是由普通机床发展而来的,它们之间最明显的区别 是数控机床可以按事先编制的加工程序自动地对工件进行 加工,而普通机床的整个加工过程必须通过技术工人的手工 操作来完成。
7.其他 除上述几个方面外,机床的技术性能还包括噪声大小、操作和维 修是否方便、工作是否安全可靠等,机床工作时发出的噪声会影 响工人的身心健康,应尽量降低;机床的操纵、观察、调整、装卸 工件和工具应方便省力,维护要简单,修理必须方便;机床工作时应 不易发生故障和操作错误,以保证操作工人和机床的安全,提高机 床的生产率。