第一章机床

成形运动举例3
• 用螺纹车刀车削螺纹 • 母线—车刀的刀刃形状与螺纹轴向剖面轮廓的形状一致， 故母线由成形法形成，不需要成形运动。 • 导线—螺旋线，由轨迹法形成，需要一个复合成形运动。 可分解为工件旋转B11和刀具直线移动A12。B11和A12 之间必须保持严格的相对运动关系。 • 表面成形运动的总数为一个—B11Al2，是复合成形运动
第三节机床的传动联系和传动原理图
1.动力源 为了驱动机床的执行件，实现机床的运动，必须要有动 力来源，称为动力源，通常为电动机。可以几个运动共用 一个动力源；也可以每个运动单独有动力源。 2.传动件 为了将动力源的动力和运动按要求传递给执行件，就必 须有传递动力和运动的零件，称为传动件，如齿轮、链轮、 胶带轮、丝杆、螺母等，有的传动件还起变换运动的性质、 方向、速度等作用如“齿轮-齿条”、“丝杆-螺母”、 “蜗杆-蜗轮”。 3.执行件 机床上直接夹持刀具或工件并实现其运动的零部件，称 为执行件。常见的执行件有主轴、刀架、工作台等，它是 传递运动的末端件。
成形运动举例1
• 用普通车刀车削外圆 • 母线——圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动B1。 • 导线——直线，由轨迹法形成，需要一个成形运动A2。 • 表面成形运动的总数为两个——B1和A2都是简单的成 形运动。
成形运动举例2
• • • • 用成形车刀车削成形回转表面 母线——曲线，由成形法形成，不需要成形运动。 导线——圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动B1。 表面成形运动的总数为1个——B1，是简单的成形运动。
第一章 机床运动分析
金属切削机床的最基本的功能是，提供切削加工所 必需的运动和动力，而机床的运动，是由机床所加 工的表面的形状及其形成方法所决定的。
第一节工件加工表面及其形成方法
一、工件的表面形状
二、工件表面的形成方法
表面形成原理
任何一个表面，都可以看作是一条曲线沿着另一条曲线运 动的轨迹。这两条曲线叫做该表面的发生线，而前一条发 生线，成为母线；后一条发生线，成为导线。
三、发生线的形成方法 （一）切削刃的形状与发生线的关系 工件表面发生线的形成过程，与所用刀具的刀刃形状有关。 同样一条发生线在采用不同刀刃形状的情况下就有不同的 形成方法。刀刃形状有以下三种：
• （二）形成发生线的方法及所需运动 • 在切削加工中，发生线的形成方法有下列四种： 1).轨迹法：刀刃1 为一个点，发生线2 是由刀刃1 作 轨迹运动3 而形成。刀具5 与工件4 之间需要一个相对运 动。图例 • 2).成形法：刀刃为一线段1，它与工件发生线2 吻合。 因此发生线由刀刃1 实现，刀具5 工件4 之间不需要有相 对运动。图例 • 3).相切法：刀刃为一个点1，发生线2 是旋转的刀刃 的运动轨迹的切线。切削时刀具5 的旋转中心按一定规律 作轨迹运动3 ，刀刃运动轨迹为一系列圆，它们的切线形 成了发生线。只是刀具和工件之间要有两个相对运动，一 个是刀刃的转动，另一个是刀刃相对于工件的移动。图例 • 4).展成法：刀刃为一线段，它与工件发生线不吻合， 发生线是由刀刃在刀具与工件作对滚运动（又称范成运动） 时所形成的一些列轨迹线的包络线。这时刀具与工件之间 只需要一个相对运动，称为范成运动，由刀具运动和工件 转动复合而成。图例
成形运动举例5
• 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。这个复合运动也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) 的两个部分，必须保持严格的运动关系。即工件每转一个 齿，齿条刀应移动一个周节πm。
ห้องสมุดไป่ตู้
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二、辅助运动 空行程运动 切入运动 分度运动 操纵与控制运动（起动、停止、变速、换向等） 其它运动等。
• 注意： • ①内传动链要求执行件→执行件有严格的传动比 关系。传动比的变化会影响发生线的性质；
• ②内传动链中不能出现传动比不确定或瞬时传动 比变化的传动机构。
三、传动原理图 • 传动原理图用一些简单的符号来表示运动源与执 行件，执行件与执行件之间的传动联系。
卧式车床传动原理图
• • • • • • • • • 车圆柱螺纹: ①内联系传动链： 主轴-4-5-uf-6-7-刀架； （工件旋转和车刀直线运动组成的复合运动） Uf改变工件和车刀之间的运动速度 ②外联系传动链: 电动机-1-2-uv-3-4-主轴。 （为内联系传动链提供运动） uv 改变复合运动的速度
• 应当指出，被形成的表面形状，不仅取决于刀刃形状及表 面形成方法，而且还取决于发生线的原始位置。例如，相 同形状的母线和导线，因母线位置不同，将形成不同的表 面。
第二节机床运动
• 工件表面形成方法所决定的刀具和工件之 间的相对运动是由执行件来完成。按机床 上运动的功用来看，可分为表面成形运动 和辅助运动两大类。
• 一、表面成形运动 • 机床上的刀具和工件，为了形成表面发生线而作 的相对运动，称为表面成形运动，简称成形运动。 成形运动可能是简单的运动，也可能是复合运动。 • 以车削回转体表面为例(图1-7)，工件回转和刀具 直线移动是速度各自独立的运动，即为两个简单 的表面成形运动。
• 车削锥螺纹(图1-10)则是三个单元运动所组成的一个复合 成形运动。工件的旋转运动B11，刀具纵向直线移动Al2 和刀具横向直线移动Al3。它们之间也保持严格的相对运 动关系，用以保证锥度。
• 二、机床的传动联系
• 为了在机床上得到所需的运动，必须通过一系列的传动件把 动力源和执行件或执行件和执行件联系起来，称为传动联系， 该一系列串联着的传动件，称为“传动链”。 传动链按运 动性质分为： • 1.外联系 动力源与执行件之间的传动联系，称为外联系。 机床上动力源和执行件之间为了实现外联系而顺次串联的传 动副，称为外联系传动链。例：车外圆时，电机——主轴
• 1)圆柱面(c) • 由平行于轴线的直线1沿着V方向转动，而形成圆柱面； • 2)圆锥面(d) 由不平行于轴线，但与轴线相交的直线1沿着V方向转动，而形成圆锥 面； • 3)球面(e) 由圆1沿着V方向转动，而形成球面； 说明：车床、钻床、镗床、外圆磨床等机床加工的表面 • 4)平面(a) 由直线1沿着另一直线2方向V移动，而形成平面； • 5)直母线成形面(b) 由直线1沿着曲线2移动，而形成纵向曲面； 说明：刨床、插床、铣床、平面磨床等机床上加工的表面 6)螺旋面 由直线1沿着螺旋线2运动，即边作旋转运动v',边作轴线方向移动v''而 形成螺旋面。
成形运动举例4
• 齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面 • 母线——渐开线，由展成法形成，需要一个复合成形运动， 可分解为滚刀旋转B11和工件旋转B12。B11和B12之间 必须保持严格的相对运动关系。 • 导线－直线，由相切法形成，需要两个简单的成形运动， 滚刀旋转和滚刀沿工件的轴向移动A2。 • 表面成形运动的总数为两个—一个复合成形运动B11Bl2 和一个简单的成形运动A2。
（外联系传动链），如下图所示。
• 2.内联系
• 机床上为了将两个或两个以上单元运动组成复合的成形运 动。执行件与执行件之间的传递联系称为内联系。机床上 两个执行件之间为了实现内联系而顺次串联的传动副，称 为内联系传动链。 • 例如，下图所示为在卧式车床上车单头螺纹时的内联系。 内联系传动链由3对齿轮串联而成，其作用是将两执行件， 即主轴与刀架联系起来，保证主轴转一周，刀架移动一个 被加工导程，从而将两个单元运动，即主轴旋转n1 和刀 架纵向移动n2 ，组成复合运动（n1 n2）。