第3章 机床与刀具

图3-10 CA6140型卧式车床的主轴组件 1、11、14—螺母 2、10—锁紧螺钉 3、6、12—轴套 4、 5、13—轴承 7、8、9—齿轮 15—主轴
图3-11 变速操纵机构 1—拨叉 2—曲柄 3—凸轮 4—轴 5—杠杆 6—拨叉
溜板箱 溜板箱的功用是将丝杠或光杠传来的旋转运动转变为 直线运动以带动刀架进给，同时控制刀架运动的接通、断开和 换向，机床过载时能控制刀架自动停止进给以及手动操纵刀架 移动或实现刀架的快速移动等。
工件表面的形成方法 虽然零 件的种类繁多、形状也各不相 同，但它们都是由平面、圆柱 面、圆锥面、球面及机械中常 见的螺旋面和渐开线表面等各 种成形表面所组成，如图3-1 所示。
图3-1 机器零件上常见的各种表面
图3-2 组成工件轮廓的几种表面 a)平面 b)直线成形表面 c)圆柱面 d)圆锥面 1—母线 2—导线
3.1.2 机床的技术性能 3.加工精度和表面粗糙度 由机床、刀具、夹具切削条件和操作者 水平决定
4.生产率和自动化程度 反应机械加工经济性能的重要指标 5.人机关系 方便省力，安全可靠
3.1.3 机床的运动分析 1.表面成形运动
(1)工件表面的形成方法
虽然零件的种类繁多、形状也各不
相同，但它们都是由平面、圆柱面、圆锥面、球面及机械中常 见的螺旋面和渐开线表面等各种成形表面所组成，如图3-1所 示。 (2)表面成形运动 机床在加工过程中，为了获得所需的工件 表面形状，必须使刀具和工件完成一定的运动，这种运动称为 表面成形运动，简称成形运动。 (3)辅助运动 机床上除表面成形运动以外的所有运动都是辅 助运动。
图3-20
台式钻床
4.钻削刀具
(1)麻花钻结构 麻花钻头即标准麻花钻，是钻孔的常用刀具，
一般由高速钢制成。 (2)扩孔钻 扩孔所用的刀具为扩孔钻。 (3)铰刀
(1)麻花钻结构 麻花钻头即标准麻花钻，是钻孔的常用刀具， 一般由高速钢制成。
图3-24 麻花钻结构 a)锥柄麻花钻 b)直柄麻花钻 c)麻花钻切削部分
3.3.2 镗削加工
1.镗床的运动
2.镗削的特点 3.镗床类型 4.镗刀
1.镗床的运动
镗削加工时，工件装夹在工作台上，镗刀安装在镗杆上并作旋
转的主运动，进给运动由镗杆的轴向移动或工作台的移动来实 现。 2.镗削的特点
1)镗削适宜加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件上孔
径较大、尺寸精度较高、有位置精度要求的孔和孔系。
图3-17 车刀的类型与用途
2.常用车刀的结构和应用
(1)硬质合金焊接式车刀 这种车刀是将一定形状的硬质合金 刀片用黄铜、纯铜或其他焊料，焊接在普通结构钢刀杆的刀槽 内制成，如图3-18b所示。 (2)机夹式硬质合金车刀
图3-18 车刀的结构形式 a)整体式车刀 b)焊接式车刀 c)机夹重磨式车刀 d) 机夹可转位式车刀
1.主运动传动链
(1)传动路线 主运动传动链的两末端件为电动机和主轴。 (2)主轴转速级数和转速值
2.进给运动传动链
(1)螺纹进给传动链 CA6140车床能车削米制、模数制、英制
、径节制四种标准的常用螺纹，还能车削大导程、非标准和较 精密的螺纹。 (2)纵向和横向进给传动链 动时，可使用机动进给。 车削内、外圆柱面及端面等进给运
3.车床的主要结构 (1)主轴箱 主轴箱的功用是支承并传动主轴，使其实现起动 、停止、变速和换向。 (2)溜板箱 溜板箱的功用是将丝杠或光杠传来的旋转运动转 变为直线运动以带动刀架进给，同时控制刀架运动的接通、断 开和换向，机床过载时能控制刀架自动停止进给以及手动操纵 刀架移动或实现刀架的快速移动等。
表面成形运动 机床在加工过程中，为了获得所需的工件表面形 状，必须使刀具和工件完成一定的运动，这种运动称为表面成形 运动，简称成形运动。
图3-3
常见表面的加工方法及成形运动
2.机床的传动链
(1)执行件 执行件是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、 工作台等，其任务是带动工件或刀具完成所要求的运动，并保 证其运动轨迹的准确性。 (2)动力源 动力源是为执行件提供动力的装置，如交流异步 电动机、直流电动机、数控机床中的交流或直流调速电动机和 伺服电动机等。 (3)传动装置 传动装置是把动力源的动力和运动传给执行件 的装置。
2.钻削的工艺特点
(1)钻削的特点 半封闭式的切削加工 (2)钻床的加工方法 钻床一般用于加工直径不大，精度要求 较低的孔。
图3-19 钻床的加工方法 a)钻孔 b)扩孔 c) 铰孔 d)攻螺纹 e) 锪锥面 f) 锪平面
来自百度文库
3.钻床类型
(1)台式钻床
台式钻床简称“台钻”，钻孔直径一般小于ϕ12
mm，最小可到零点几毫米的孔。 (2)立式钻床 图3-21为立式钻床的外形图。 (3)摇臂钻床 图3-22为摇臂钻床的外观图。 (4)数控立式钻床 数控立式钻床是在普通立式钻床的基础上 发展起来的，可以完成钻孔、扩孔、铰孔、锪端面、钻沉孔和 攻螺纹等工序，适用于孔距精度要求较高的中、小批零件的加 工。

几何精度是指机床空载条件下，在不运动(机床主轴不 转或工作台不移动等情况下)或运动速度较低时各主要部件 的形状，相互位置和相对运动的精确程度。
运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，主要零 部件的几何位置精度。
传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运动的协 调性和均匀性。
2.机床的检验
1)空载试验。 2)负载试验。 3)机床精度检验。 4)机床基本参数和尺寸规格检查。
1.机床的分类 (1)通用机床 它的加工范围较广，通用性较大，可用于加工 各种零件的不同工序，但机床结构比较复杂，主要适用于单件 小批生产。 (2)专门化机床 它的加工范围较窄，专门用于加工某一类或 某几类零件的某一道或某几道特定工序。 (3)专用机床 它的加工范围最窄，只能用于加工某一种零件
的某一道特定工序。
3.2 车削
3.2.1 车削的工作原理及其运动
3.2.2 车床的工艺范围和组成部件 3.2.3 车床的传动系统及主要结构 3.2.4 车床类型 3.2.5 车刀
3.2.1
车削的工作原理及其运动 1.表面成形运动
(1)工件的旋转运动 这是车床的主运动，其转速较高，是消 耗机床功率的主要部分。 (2)刀具的移动 这是车床的进给运动。
1.车削加工的工艺特点
(4)刀具简单，成本低 车削所用的刀具结构简单，制造、刃 磨和安装都较方便，容易满足加工对刀具几何形状的要求。
2. CA6140车床组成部件
(1)主轴箱 主轴箱1固定在床身4的左上部，箱内装有主轴部 件及其变速和传动机构等。 (2)刀架 刀架2安装在床身4上的刀架导轨上，刀架部件由床 鞍、中滑板、小滑板和方刀架组成，可带着夹持在其上的车刀 移动，实现纵向、横向和斜向进给运动。 (3)尾座 尾座3安装在床身4的尾座导轨上，可沿此导轨调整 纵向位置。 (4)进给箱 进给箱8固定在床身4的左侧前端，箱内装有进给 运动变换机构，用来改变机床进给量或所加工螺纹的导程，可 按加工需要实现加工螺纹(经过丝杠)和一般机动进给(经过光杠 )的转换。
2.机床型号的编制方法
1通用机床型号 通用机床型号由基本部分和辅助部分组成， 中间用“/”隔开，读作“之”。 2.有“○”符号者，为大写的汉语拼音字母； 3.有“△”符号者，为阿拉伯数字；
3.1.2 机床的技术性能 1.机床的工艺范围 机床的工艺范围是指在机床上加工的工件类型和尺寸，能够加 工完成何种工序，使用什么刀 具等等。 2.机床的主要技术参数 尺寸参数 —— 具体反映机床的加工范围，包括主参数、第 2 主 参数和与加工零件有关的其它尺寸参数。 运动参数——指机床执行件的运动速度，例如主轴的最高转速 与最低转速、刀架的最大进给量与最小进给量(或进给速度)。 动力参数——指机床电动机的功率
(2)扩孔钻 扩孔所用的刀具为扩孔钻。
图3-25 扩孔钻 a)整体锥柄式扩孔钻 b)套式镶齿扩孔钻 c)套式硬质合金可转位式扩孔钻
(3)铰刀
图3-26
铰刀结构
(3)铰刀
图3-27 铰刀类型 a)直柄机用铰刀 b)锥柄机用铰刀 c)硬质合金锥柄机用铰刀 d)手用铰刀 e)可调手用铰刀 f)套式机用铰刀 g)直柄莫氏圆锥铰刀 h)手用1∶50锥度铰刀
2. CA6140车床组成部件
(5)溜板箱 溜板箱6与刀架2的床鞍相联。 (6)床身 床身4固定在左、右床腿7和5上。
图3-8 CA6140型卧式车床 1—主轴箱 2—刀架 3—尾座 4—床身 5—右床腿 6—溜板箱 7—左床腿 8—进给箱
3.2.3 车床的传动系统及主要结构
1.主运动传动链
2.进给运动传动链 3.车床的主要结构
图3-13 超越离合 器及安全离合器 1—空套齿轮 2— 星轮 3—滚柱 4—顶销 5、8— 弹簧 6、7—安全 离合器
图3-12 溜板箱操纵机构 1—手柄 2—盖 3、14—轴 4—手柄轴 5、6—销 7、12—杠 8—推杆 9、13—圆柱凸轮 10、11—拨叉
3.2.4 车床类型
1.立式车床
2.数控车床 3.车削中心
3.传动原理图
图3-4 传动原理图常用部分符号 a)电动机 b)主轴 c)车刀 d)传动比不变的传动机构 e)滚刀 f)合成机构 g) 传动比可变的换置机构
3.传动原理图
图3-5 卧式车床的传动原理图
图3-6
数控车床的传动原理图
3.1.4 机床的精度和检验
1.机床的精度
2.机床的检验
1.机床的精度
2.数控车床
图3-15
全功能型数控车床
3.车削中心
图3-16
CK6136型卧式数控车床的传动系统图
3.2.5 车刀
1.车刀的分类
2.常用车刀的结构和应用
1.车刀的分类
1—45°弯头车刀 2—90°外圆车刀 3—外螺纹车刀 4—75°外圆车刀 5—成形车刀 6—90°左外圆车刀 7—切断刀 8—内孔切槽刀 9—内螺纹车刀 10—95°内孔车刀 11— 75°内孔车刀
2.辅助运动
为了将毛坯加工到所需尺寸，车床还应有切入运动，有的还有 刀架纵、横向的机动快速移动。重型车床还有尾座的机动快速 移动。
3.2.2 车床的工艺范围和组成部件
1.车削加工的工艺特点
2. CA6140车床组成部件
1.车削加工的工艺特点
(1)加工范围广泛，适应性强 车床的工艺范围很广，能车削 内外圆柱面、圆锥面、回转体成形面和环形槽、车削端面和各 种螺纹，还可以进行钻孔、扩孔、攻螺纹和滚花等，如图3-7 所示。 (2)切削过程平稳，生产率高 车削加工时，工件的旋转主运 动一般来说不受惯性力的限制，加工过程中工件与车刀始终接 触，基本上无冲击，切削过程平稳，切削力变化小，因此可采 用很高的切削速度。 (3)加工精度高 车削加工尺寸精度通常可达IT10～IT7，精细 车可达IT6～IT5；表面粗糙度Ra达6.3～0.8μm，精细车Ra可 达0.4～0.2μm。
第 3章
机床与刀具
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
金属切削机床基本知识 车削 钻削、镗削、拉削 铣削 磨削 齿轮加工
3.1
金属切削机床基本知识
3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4
机床的分类和型号 机床的技术性能 机床的运动分析 机床的精度和检验
3.1.1 机床的分类和型号
3.3 钻削、镗削、拉削
3.3.1 钻削加工
3.3.2 镗削加工 3.3.3 拉削加工
3.3.1 钻削加工
1.钻床的工作原理及其运动
2.钻削的工艺特点 3.钻床类型 4.钻削刀具
1.钻床的工作原理及其运动
钻床主要用来加工外形较复杂，没有对称回转轴线的工件上的 孔，如箱体、机架等零件上的各种孔。在钻床上加工时，工件 不动，刀具旋转作主运动，并沿轴向移动完成进给运动。
2)镗削加工灵活性大，适应性强。 3)镗削加工能获得较高的精度和较小的表面粗糙度值。
1.立式车床
适用范围
适于加工直径大、长度短的重型工件，几个刀架可同时 工作，生产率高。
结构特点
主要特点是主轴垂直布置，并有一个直径很大的圆 形工件台，供安装工件使用。 常用的立式车床有单柱立式车床和双柱立式车床两类。
图3-14 立式车床 a)单柱式立式车床 b)双柱式立式车床 1—底座 2—工作台 3—立柱 4—垂直刀架 5—横梁水平导轨 6—垂直刀架进给箱 7—侧刀架 8—侧刀架进给箱 9—顶梁