金属切削机床滚齿机
04第四章：金属切削机床
例:CA6140; X6132; X5132 Y3150E; M7120; Z5140
2．专用机床的型号编制
专用机床型号表示方法
专用机床的型号一 般由设计单位代号和设计顺序号组成，其 表示方法为: (△)－△ 例如，北京第一机床厂设计制造的第100种 专用机床为专用铣床，其型号为B1－100。
联系动力源与执行机构之间的传动链。它使执行件获得动力以及一定的速 度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工 表面的形状和精度,如下图4-4所示的主运动传动链。
(2)内联系传动链
联系一个执行机构和另一个执行机构之间运 动的传动链。它决定着加工表面的形状和精度， 对执行机构之间的相对运动有严格要求。因此， 内联系传动链的传动比必须准确，不应有摩擦传 动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带传动和链 传动）,如下图4-4所示的进给运动传动链。
③组、系代号 为了区分机床的结构、布局和所能加工的 零件特征，每类机床可分为“0～9”十个组别。 为了更细的区分机床的结构特征，机床在组下 面又可细分为“0～9”十个系别。同一组、系 的机床，其主要结构及布局形式基本相同。机 床组、系代号用阿拉伯数字表示。机床的类、 组代号的含义见教材P5表2，组、系代号见表 2.3。
图2.8 车削成需要成形运动。 导线（母线1绕轴线O-O旋转的运动轨迹），由轨迹 法形成，需要1个成形运动B1。 形成成形回转表面的成形运动总数是形成母线和导 线所需成形运动的和，即1个成形运动（B1）。
例2 如图2.9所示，用螺 纹60°成形车刀车削三角 螺纹，试分析其母线、导 线的成形方法及所需要的 成形运动，并说明形成该 表面共需要几个成形运动。
图4-4 CA6140车床的传动系统图
金属切削加工方法与设备
金属切削加工方法与设备金属切削加工方法与设备2.1 金属切削机床的分类、型号及传动2.2 车削加工2.3 铣削、刨削和拉削2.4 钻削与镗削加工2.5 磨削加工2.6 光整加工2.7 齿轮齿形加工2.8 特种加工技术概述车床下面首先通过几张图片使大家对金属切削机床与刀具有一个感性的认识。
铣床磨床钻床铣削过程插齿过程滚齿过程拉齿过程1、机床的分类（1）按加工性质和加工刀具共分12类（表2.1）（2 ）按照机床通用性（万能程度）1）通用机床（万能机床）：2）专门化机床（专能机床）：3）专用机床：一、金属切削机床的分类、型号（3）按照加工精度：（4）按照自动化程度：手动、机动、半自动、自动2. 机床型号机床型号是用来表明机床的类型、通用特性、结构特性、主要技术参数等。
2. 机床型号（△）○ （○）△△△（Ⅹ△）（○）（）其它特性代号重大改进顺序主轴数或第二主参数主参数或设计顺序号系别代号组别代号通用特性、结构特性代号类别代号类别代号2. 机床型号C Q 6 1 4 0主参数（最大加工直径400mm）系代号（1）组代号（卧式车床）通用特性（轻型）类代号（车床）2. 机床型号X 6 2主参数（主轴直径20mm）组：卧式升降台铣床铣床2. 机床型号Y 3 1 50 E重大改进序号主参数（最大工件直径500mm）系代号（1）组：滚齿机齿轮加工机床2. 机床型号Z 5 25主参数（最大钻孔直径25mm）组：立式钻床钻床2. 机床型号二、机床的运动与传动工件表面可以看成由一根母线沿着导线运动形成，母线和导线统称为发生线。
其形成方法有：（1）轨迹法——利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工，如图a（2）成形法——刀具的切削刃与所需要的形成的发生线完全重合，如b（3）相切法——利用刀具边缘旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法，如图c（4）范成法——利用工件和刀具作范成切削运动进行加工的方法，如图d1、机床的运动（1）工件表面形状与成形方法零件的表面成形bacd1－母线；2－导线（2）机床运动分析简单成形运动由单独的旋转运动或直线运动构成复合成形运动由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，按照某些确定的运动关系组合而成1）机床的运动为了实现运动，机床必须具备以下三个基本部分：执行件、运动源和传动装置。
金属切削机床的基本知识
V np mm / s 60
多头螺杆的头数为K，则 V knp 60
mm / s
特点：传动平稳、传动精度较高，振动、噪声小，但 传动效率低。
21
2.常用的变速机构
1．用来改变机床转速的机构——常用的变速机构： 一是滑移齿轮变速机构，二是离合器式齿轮变速机 构 。见课件
传动链 是用来表示传动件从首端向末端传递动力的 状态，它是由若干传动副按一定方法依次组合起来 的。传动链的表示形式如下
因为，
n2=1/60, K=1,Z2=40,
所以，
n1=(n2*Z2)/K=(1/60)*40/1
=40/60=2/3 即当工件转30°时，手柄的转速（2/3）*360=240°
若工件被分成36份时，计算手柄每次转速n1。
19
4 ）齿轮齿条传动：主动：齿轮 n1 ,;z1从动：齿条
齿条齿距
， m:齿轮齿条模数
1
5)按照万能性程度，机床可分为：
①通用机床 工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式
车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。
②专门化机床 工艺范围较窄，它是为加工某种零件或某种工序而专门设计和
制造的，如铲齿车床、丝杠铣床等。
③专用机床 工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造
的，如大量生产的汽车零件所用的各种钻、镗组合机床。 6)按照机床主要器官的数目，可分为单轴、多轴、单刀、多刀
机床等。
2
通用金属切削机床型号编制方法
（1）机床的类别代号
车床 钻床 镗床 磨床 齿轮加工机床 螺纹加工机床
代号 C Z T M 2M 3M Y
S
读音 车 钻 镗 磨 二磨 三磨 牙 丝
金属切削机床 第一章 金属切削机床概述
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。
第一章 金属切削机床概述
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。
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
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
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
金属切削机床分类与编号
第二节 机床运动分析
一、 机床的运动联系
为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备 以下3个基本部分：
（1）执行件 它是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，
（三）组合机床及自动线型号
组合机床及自动线分类代号
分类 大型组合机床 小型组合机床 自换刀数控组合机床 大型组合机床自动线 小型组合机床自动线 自换刀数控自动线
代号 U H K UX HX KX
二、机床的精度和技术性能
1、 机床的精度
（1）几何精度 车身导轨的直线度、工作台台面的平面度、主轴的回转
例：
C A 6 1 40
机床类别代号（车床类）
机床特性代号（结构特性）
机床组别代号（落地及卧式车床组）
机床系别代号（卧式车床系）
机床主参数代号（最大车削直径400mm）
1、机床的类别代号
类车钻镗 别床床床
磨床
齿轮加 工机床
代 号
C
Z
T
M
2M
3M
Y
读 音
车钻镗
磨
2磨
3磨
牙
螺纹加 工机床
S
丝
铣刨拉 床床床
内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动 。
传动链中通常包括两类传动机构
1.定比传动机构 传动比和传动方向固定不变的传动机构，如定比齿轮
副、蜗杆蜗轮副ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ丝杠螺母副等。
2. 换置机构 根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构。
金属切削机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机运动分析
功用：滚切直齿、斜齿圆柱齿轮及蜗轮
一、滚齿原理
p86
金属切削机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机 滚齿机动态传动路线
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
滚切直齿圆柱齿轮的传动原金属理切削图机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 1.范成运动
u 作用：将范成运动中工件的旋转运动 和工件的附加运动合成后传到工作台， 使工件获得合成运动。
u 用途：加工斜齿圆柱齿轮、 切向进给法加工蜗轮时。
u 合成机构：圆柱齿轮或锥齿轮行星机 构。
金属切削机床概论齿轮加工机床
u 滚切斜齿圆柱齿轮时，工件的旋转运动是两个运 动的合成：范成运动中的旋转运动B12和螺旋轨迹 运动的附加运动B2 。
金属切削机床概论齿轮加工机床
渐开线齿轮的切齿原理(续）
2.范成法
加工方法有：插齿和滚齿 插斜齿
插直齿
金属切削机床概论齿轮加工机床
渐开线齿轮的切齿原理(续）
2.范成法
滚直齿
动画演示
滚斜齿
金属切削机床概论齿轮加工机床
2）范成法
利用齿轮的啮合原理加工齿轮。常用的展成法齿轮刀具：
滚齿刀、插齿刀、剃齿刀等
1) 范成运动传动链
u 联系滚刀主轴(B11)和工作台(B12) u 传动路线：“滚刀-4-5-ux-6-7-工件” u 保证滚刀和工件旋转运动之间的严格运
动关系。 u 换置机构ux用于适应工件齿数和滚刀头
数的变化。 u 内联系传动链，要求传动比数值绝对准
确及滚刀和工件两者的旋转方向互相配 合。
金属切削机床概论齿轮加工机床
见图4－4a.b
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金属切削机床的分类及各种机床的功能特点发帖庆祝博客金属切削机床是用刀具切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为"工作母机"，习惯上简称为机床。
机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制定的机床型号编制方法，机床主要有以下类别：车床，铣床，刨、插、拉床，磨床，镗床，钻床，滚齿机，插齿机，锯床等。
一车床定义：主要用车刀在工件上加工旋转表面的机床。
功能：车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。
在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。
车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。
分类：按用途和结构的不同，车床主要分为卧式车床和落地车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床及多刀车床和各种专门化车床。
1.普通车床：加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。
这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。
2.转塔车床和回转车床：具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。
3.自动车床：按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。
4.多刀半自动车床：有单轴、多轴、卧式和立式之分。
单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高3~5倍。
5.仿形车床：能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环(见仿形机床)，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10~15倍。
有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型。
6.立式车床：主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横梁或立柱上移动。
滚齿机原理
滚齿机原理
滚齿机是一种用于加工齿轮的机床，其原理是利用滚刀和工件之间的相对运动，通过滚切的方式加工出齿轮的齿形。
相比于传统的切削加工方式，滚齿机具有加工效率高、加工精度高、加工表面质量好等优点。
滚齿机的工作原理可以简单地概括为：滚刀和工件之间的相对运动，使得滚刀的齿形与工件的齿形相互匹配，从而实现齿轮的加工。
具体来说，滚刀的齿形是由一组齿形刀片组成的，这些刀片的齿形与要加工的齿轮的齿形相同。
当滚刀与工件接触时，由于滚刀的齿形与工件的齿形相匹配，滚刀会沿着工件的齿形滚动，从而将工件的齿形加工出来。
滚齿机的加工过程中，滚刀和工件之间的相对运动是非常关键的。
为了保证加工精度和表面质量，滚刀和工件之间的相对运动必须是非常精确的。
一般来说，滚刀的齿形和工件的齿形之间的误差应该控制在0.01mm以内，而滚刀和工件之间的相对运动误差应该控制在0.005mm以内。
滚齿机的加工精度和表面质量也与滚刀的材料和制造工艺有关。
一般来说，滚刀的材料应该具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐热性等特点，以保证其在加工过程中不会变形或磨损。
同时，滚刀的制造工艺也非常重要，必须保证滚刀的齿形精度和表面质量达到要
求，才能保证加工出的齿轮的精度和表面质量。
滚齿机是一种非常重要的齿轮加工设备，其原理是利用滚刀和工件之间的相对运动，通过滚切的方式加工出齿轮的齿形。
滚齿机具有加工效率高、加工精度高、加工表面质量好等优点，是现代制造业中不可或缺的一部分。
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5.刀架快速升降的传动路线
操作时，先将手柄1(图4-13)放在“快速移动”位 置上，这个位置就是使进给箱中的离合器处于空 挡位置，断开进给箱输出轴与动力源的联系，也 就是断开了传动原理图(图4-9)中点12与点11的联 系，也就是形成导线所需的成形运动的外联系传 动链被切断。
(二)滚切直齿圆柱齿轮的传动链及其换置
二、齿轮加工机床的类型
•齿轮加工机床的种类繁多，一般可分为圆柱齿 轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。
•圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机等； 锥齿轮加工机床又分为直齿锥齿轮加工机床和曲 线齿锥齿轮加工机床两类。直齿锥齿轮加工机床 有刨齿机、铣齿机、拉齿机等；曲线齿锥齿轮加 工机床有加工各种不同曲线齿锥齿轮的铣齿机和 拉齿机等。
第四章 齿轮加工机床
第一节 齿轮加工机床的工作原理和分类 第二节 滚齿机的运动分析 第三节 YC3180型淬硬滚齿机
第一节 齿轮加工机床的工作原理和分类
一、齿轮加工的方法 二、齿轮加工机床的类型
1.成形法 2.展成法
一、齿轮加工的方法
1.成形法
图4-1 成形法加工齿轮 a)盘形铣刀加工直齿齿轮 b)指形铣刀加工直齿齿轮
3.工件附加转动的方向
图4-11 滚切斜齿时工件附加转动的方向
第三节 YC3180型淬硬滚齿机
一、机床的用途和外形 二、机床传动系统分析 三、仿形装置 四、滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮
一、机床的用途和外形
图4-12 YC3180型淬硬滚齿机外形图 1—床身2—立柱3—刀架4—主轴5—后立柱6—工件心轴7—工作台
•主运动传动链的传动结构式(各条传动链的传动 结构式均见上一节)为
•电动机—1—2uv3—4—滚刀(B11)
•
(定比)(换置器官)(定比)
2.展成运动传动链
•传动结构式为
• 滚刀(B11)— 4—5—Σ— 6——7———— ux— ——8——9—工件(B12)
•
(定比) (定比)(换置器官)(定比)
(二)滚刀的安装
图4-6 滚切直齿圆柱齿轮时滚刀安装角
三、滚切斜齿圆柱齿轮
1.机床的运动和传动原理图 2.滚刀的安装 3.工件附加转动的方向
1.机床的运动和传动原理图
图4-7 滚切斜齿圆柱齿轮所需的运动
1.机床的运动和传动原理图
图4-9 滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图
2.滚刀的安装
图4-10 滚切斜齿圆柱齿轮时滚刀的安装角
2.展成法
展成法加工齿轮是利用齿轮啮合的原理，其切齿 过程模拟某种齿轮副(齿条、圆柱齿轮、蜗轮、 锥齿轮等)的啮合过程。这时，把啮合中的一个 齿轮做成刀具来加工另外一个齿轮毛坯。被加工 齿的齿形表面是在刀具和工件包络(展成)过程中 由刀具切削刃的位置连续变化而形成的，在后面 几节中将通过滚齿加工和插齿加工等作较详细的 介绍。用展成法加工齿轮的优点是，用同一把刀 具可以加工相同模数而任意齿数的齿轮。生产率 和加工精度都比较高。在齿轮加工中，展成法应 用最为广泛。
1)主运动链 2)展成运动传动链 3)轴向进给传动链
2.分析和换置各条传动链
(三)滚切斜齿圆柱齿轮的传动链及其换置
二、机床传动系统分析
(一)传动系统图 (二)滚切直齿圆柱齿轮的传动链及其换置 (三)滚切斜齿圆柱齿轮的传动链及其换置
(一)传动系统图
1.主运动传动链 2.展成运动传动链 3.轴向进给传动链 4.差动传动链 5.刀架快速升降的传动路线
(一)传动系统图
图4-13 YC3180型滚齿机的传动系统图
1.主运动传动链
第二节 滚齿机的运动分析
一、滚齿原理 二、滚切直齿圆柱齿轮 三、滚切斜齿圆柱齿轮
一、滚齿原理
图4-3 滚齿原理 a)斜齿轮副啮合b)蜗杆c)齿轮滚刀加工齿轮
二、滚切直齿圆柱齿轮
(一)机床的运Байду номын сангаас和传动原理图 (二)滚刀的安装
(一)机床的运动和传动原理图
1.展成运动传动链 2.主运动传动链 3.竖直进给传动链
3.轴向进给传动链
•传动结构式为
• ——11—12—刀架
• 官)(定比)
工件—9—10——uf— (定比) (换置器
4.差动传动链
•传动结构式为 •刀架(A21)—12—13—— uy ——— 14—15—Σ— 6—7——— ux ———8—9—工件(B22) • (定比)(换置器官)(定比)(定比)(换置器 官)(定比)
3.竖直进给传动链
为了切出整个齿宽，即形成轮齿表面的导线，滚 刀在自身旋转的同时，必须沿齿坯轴线方向作连 续的进给运动A2。这种形成导线的方法是相切法。 对于常用的立式滚齿机，工件轴线是竖直方向的， 滚刀需作竖直进给运动。竖直进给量f以工件每 转滚刀竖直移动的毫米数来表示(mm/r)，这个运 动是维持切削得以连续的运动。根据切削原理的 定义，这是进给运动。
(一)机床的运动和传动原理图
图4-4 滚切直齿圆柱齿轮所需的运动
1.展成运动传动链
图4-5 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图
2.主运动传动链
如“机床运动分析”一章所述，每一个表面成形 运动，不论是简单运动，还是复合运动，都有一 个外联系传动链与动力源相联系。在图4-5中， 展成运动的外联系传动链为：电动机—1—2—u v—3—4—滚刀。这条传动链产生切削运动，根 据金属切削原理的定义，这个运动是主运动。滚 刀的转速n刀(r/min)可根据切削速度v(m/min)及 滚刀外径D(mm)来选择，n刀=1000vπD。
1.分析传动链的方法 2.分析和换置各条传动链
1.分析传动链的方法
(1)指出传动链两端的末端件 在分析机床某一条传动链时，首先要指出传 动链两端有关的末端件，对于内联系传动链，传动链的两端都是运动件； 对于外联系传动链，一端为运动件，另一端为运动源或借用的动力源。 (2)确定两端运动件的计算位移 在传动链中，既有传动比固定的传动副， 又有传动比可以改变的换置器官。 (3)列出运动平衡方程式 按计算位移量和传动副的传动比沿着传动的先后 顺序列出运动平衡方程式。 (4)推导换置公式 传动链两个末端件的相对运动关系(计算位移量)是通过 适当地选择换置器官的传动比uv、ux、uf或uy等实现的，这些可以改变的传 动比必须从运动平衡方程式中推导出来。