第2章 机床的运动分析
典型机床工作运动分析
典型机床工作运动分析机床是制造业的重要组成部分。
在制造业中，机床的使用是必不可少的。
机床是用来制造各种形状的零部件和机械装置的重要设备。
机床通过各种工作运动实现对工件的加工。
典型机床工作运动分析可以帮助人们更好地理解机床工作原理。
一、钻床钻床是一种用来钻孔的机床。
它的主要工作运动是转动和进给。
钻床利用旋转的钻头进行钻孔，并通过进给机构在垂直于工件面的方向移动工作台来调整钻孔深度和位置。
利用主轴的转速和工作台的进给速度来调整加工速度。
二、铣床铣床是一种重要的加工中心，用于生产各种形状的工件，切削工具旋转固定，工作台在三个方向上运动，可以钻、倒角、绞切做各种类型的切削。
铣床的主要工作运动包括旋转和进给。
刀具旋转以达到加工工件的目的。
工作台进给机构控制工作进给的速度和位置来实现对工件的加工。
三、车床车床是用来生产圆柱和圆锥形工件的机床。
车床的主要工作运动包括旋转和进给。
车床利用主轴旋转工件，然后通过进给机构在工件的轴向或径向方向进行移动，完成对工件的加工。
通过调整主轴的旋转速度和进给机构的速度来控制加工速度。
四、磨床磨床是一种用于进行高精度加工的机床。
磨床的主要工作运动包括旋转和进给。
磨床通过将研磨石附着在研磨轮上，使其旋转来磨削工件表面。
同时，进给机构可以通过不同的方向进行控制，可以实现对工件表面不同方向的加工。
通过调整旋转速度和进给速度来控制加工速度。
五、锻压机锻压机是一种用于进行塑性加工和冷锻加工的机床。
锻压机的主要工作运动包括上下滑块的运动和工作台的移动。
锻压机通过将工件放置在工作台上，利用上下滑块来对工件进行加工。
通过调整上下滑块的速度和工作面积来控制加工速度。
六、剪床剪床是用来切割工件的机床。
剪床的主要工作运动包括剪切和下压两个运动形式。
剪床通过放置工件在下压平台上，然后实现剪切机构的运动来对工件进行切割。
通过调整剪切机构的速度和工作面积来控制加工速度。
七、冲床冲床是一种用于进行冲压加工的机床。
第二章 机床的运动分析
§5 机床运动的调整
一、机床的传动联系
每个运动，都有以下三个基本部分
• 执行件：它们是执行运动的部件，其任务 是带工件或刀具完成旋转或直线运动，并 保持准确的运动轨迹。
• 动力源：它是提供动力的装置。 • 传动装置：它是传递动力和运动的装置。 通过它把动源的动力传递给执行件或把一 个执行件的运动传递给另一个执行件。
2、切入运动
二、辅助运动
1．各种空行程运动 使刀具切入工件，以获 得进行成形运动所需的 2、切入运动 3．分度运动
4．操纵和控制运动
工件和刀具位置的运动， 称为切入运动 。
切入运动用于保证被加 工表面获得所需要的尺 寸。
二、辅助运动
1．各种空行程运动
2、切入运动
加工若干个完全相同的 均匀分布的表面时，为 3．分度运动 使表面成形运动得以周 4．操纵和控制运动 期地继续进行的运动称 为分度运动。
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。
第二章 机床的运动分析
§1 工件的加工表面及其形成方法
§2 机床的运动
§3 机床的传动联系和传动原理图
§4 机床常用传动机构
§5 机床运动的调整
一、表面成形运动
• 表面成形运动(简称成形运动)是保证得到 工件要求的表面形状的运动。
二、变速组
变速是机床传动系统的主要功能。在数 控机床上以采用调速电动机变速为主，通用 机床则多采用机械的变速机构来实现分级变 速。常用机械分级变速机构有滑移齿轮变速 组、离合器变速组、挂轮变速组等。
三、变向机构
变向机构用来改变机床执行件的运动 方向。常用机械式变向机构有两种：
机械制造装备概论(第2章车床)-newnew
• 传动路线(关系推导)如下:
扩大导程传动路线示意:
• 此时，主轴Ⅵ至轴Ⅸ间的传动比U扩为:
•
而车削常用螺纹时,主轴Ⅵ与轴Ⅸ间的传动
比为1。这表明，当螺纹进给传动链其它调整(操
控)情况不变时，作上述调整可使主轴与丝杠间的
传动比增大4倍或16倍，从而车出的螺纹导程也相
• 注意：
• 主轴反转时,轴Ⅰ--Ⅱ的传动比大于正转时的传
动比，所以反转转速高于正转。主轴反转主要用 于车螺纹时退回刀架。在不断开主轴和刀架间传 动链的情况下退刀，使刀架退至起始位置，采用 较高转速，可以节省辅助时间。
二、进给传动链
功用——使刀架实现纵
向及横向移动变速与换向。
传动原理图
它包括车螺纹进给运动传 动链和机动进给运动传动
运动：车床的主运动是由工件 的旋转运动实现的；进给运动则 由刀具的直线移动完成的。 分类：卧式、立式、转塔、仿 形、自动和半自动、专门化车床 （曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 数控车床。 所用刀具：车刀、钻头、扩孔 钻、铰刀、丝锥等； 加工精度：经济加工精度 IT8~IT7,表面粗糙度Ra1.25~2.5。
•
U倍为轴ⅩⅤI到轴ⅩⅦ间变速机构的可变传动
比，共4种:
上述四种传动比成倍数关系排列。这种变速机构 称为增倍机构，简称增倍组。
车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式为：
式中：L----螺纹导程（对于单线螺纹为螺距P），单 位为mm；
u基---轴ⅩⅣ--ⅩV间基本螺距机构传动比； u倍---轴ⅩⅤI--ⅩVIII间增倍机构的传动比。 K---螺纹头数；
• 换向装置
观看视频动画
• 轴II →轴III • 通过三对齿轮副(22/58,30/50,39/41) → 轴III
典型机床工作运动分析
典型机床工作运动分析典型机床工作运动分析机床是指加工金属、非金属和其他材料的工具机。
在机床工作的过程中，其精度和效率取决于机床的运动控制方式以及所采用的机械设计。
因此，分析机床的工作运动是机床设计和加工过程中至关重要的一环。
通常，机床运动可以分为三类：主轴运动、工作台运动和进给运动。
其中，主轴是机床的核心，其旋转速度和转轴方向是加工过程中必须控制的关键参数；工作台是机床上用来支撑和夹紧工件的平面或平行面；进给运动是使工件沿着旋转主轴或平面运动的过程，以便进行特定形状和尺寸的加工。
在机床运动中，理解各种工作运动以及它们之间的相互关系非常重要。
让我们逐步分析这三种典型的运动。
主轴运动主轴是机床的核心，它旋转得越快，则加工速度也越快。
在主轴运动过程中，加工刀具（例如铣刀）通过旋转与工件接触，并去除材料以形成所需的形状和尺寸。
在主轴运动过程中，还需要控制主轴的转向，以保证工件能达到所需的加工形状。
有一些特殊类型的机床，如螺纹加工机和齿轮加工机，主轴方向会发生变化。
此时，机床设计者应根据特定的工件要求确定主轴的变化方式和变化角度。
主轴运动中的关键参数是转速和转向，并且这两个参数需要根据加工程序予以精确控制。
工作台运动工作台是支撑和夹紧工件的平面或平行面，用来控制工件的位置和方向。
在实际的加工过程中，工作台可能会在三个方向上运动，即沿着X轴、Y轴和Z轴方向。
此外，工作台还可以旋转，以便更好地控制工件和刀具的接触位置。
工作台运动对于加工结果的质量影响非常关键。
如果工作台的运动不够精确，将会导致工件尺寸和形状的偏差，从而影响整个加工过程。
因此，机床设计者需要确保工作台在各个方向上的运动精度高，以满足对加工精度和效率的要求。
进给运动在机床加工过程中，还需要进行特殊形状和尺寸的加工。
这时，进给运动方式就发挥了其重要的作用。
进给是指在工件上施加力以控制加工刀具的位置和速度的过程。
进给使工件沿着旋转主轴或平面运动，以便进行特定形状和尺寸的加工。
机床运动分析
2.1.2辅助运动
种类
各种空行程运动
•
进给前后的快速运动和种调位运动
切入运动 用于保证被加工表面获得所需要的尺寸
当加工若干完全相同的均匀分布的表面时，为使 分度运动 表面成形运动得以周期地连续进行的运动称为分
度运动
操纵及控制运动
起动、停止、变速、换向、部件与工件的 夹紧和松开、转达位以及自动换刀、自动
置换机构 变换传动比的传动机构
如：变速箱、数控系统
3.3传动原理图
3.3.2传动原理图
便于研究机床的传动联系,常用一• 些简明的符号把传动原理 和传动路线表示出来，这就是传动原理图。
3.3.3传动原理图画法和所表示的内容
1.卧式车床传动原理图
可以车螺纹的车床
•
可以车端面和外圆的车床
3.3.3传动原理图画法和所表示的内容 2 数控床的传动原理图
运动的路程
运动的速度
换
机床的运动的调整：调整这5 个运动参数 执行机构
置 机
构
4.2 机床运动的调整
一个运动就有一条传动•链
步骤：
一、抓两头
明确两端件什么，以及它们的运动关 系 工件 1r —— 刀具 Pmm
二、连中间 根据传动链写出传动路线表达式
三、找规律 得到此传动链的规律
4.3机床运动的调整举例
测量和自动补偿等控制运动
2.1.3主运动和进给运动
成形运动按其在切削加工中所起的作用可分为
：
•
机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产 主运动 生相对运动，从而使刀具前面接近工件，直接切除工件
上的切削层，使之转变为切屑，从而形成新的表面。
可以是简单的成形运动也可以是复合运动
机床课件第二章机床的运动分析
二、辅助运动
机床上除表面成形运动外，还需要辅助运动， 主要有：各种空行程运动、切入运动、分度运动、 操纵和控制运动。
《金属切削机床》
1.各种空行程运动:进给前后的快速运动和各种调位运 动。
2.切入运动:保证被加工表面获得所需要的尺寸。 3.分度运动:加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，
５－回转体成形面 ６－渐开线表面（直线成形面）
《金属切削机床》
二、表面的形成方法
机床上加工零件时，所需形状的表面是通 过刀具和工件的相对运动，用刀具的刀刃 切削出来的。
实质——借助于一定形状的切削刃、切削
刃与被加工表面之间按一定规律的相对运 动，形成所需的母线和导线。
《金属切削机床》
1、表面形成原理
《金属切削机床》
1.外联系传动链
（1）定义： 用于联系动力源和机床的执行器官的传动
链。 （2）功用：
·把一定的功率从动源传递给执行器官。 ·保证执行器官一定的转速（或速度）和一
定的调速范围。
·能够方便地进行运动的启动，停止，换向和
制动。
《金属切削机床》
• 外联系传动链传动比的变化，只影响生产 率或表面粗糙度，不影响发生线的性质。
《金属切削机床》
（二）表面成形运动——主运动、进给运动
成形运动按其在切削加工过程中所起的 作用，可分为 1、主运动：产生切削的运动。 2、进给运动：维持切削得以继续的运动。
➢ 在表面成形运动中，必须有而且只能有一个主运 动。进给运动可能是一个、多个、没有。 无论是主运动还是进给运动，都可能是简单运 动或复合运动。
2、形成发生线的方法
（1）轨迹法：
利用刀具作一定 规律的轨迹运动 来对工件进行加 工的方法。
机械制造装备概论(第0、1章 绪论+机床的运动分析) - new
机械制造装备概论
• • • • • • • 绪论 第一章 机床运动分析 第二章 车床 第三章 数控机床（制造自动化机床-最后） 第四章 齿轮加工机床 第五章 磨床 第六章 其它机床
绪
论
---主要掌握常见机床的分类与编码及主参数识别。 机械制造装备概述： 机械制造行业所经历的技术变迁 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用 机械制造装备应具备的主要功能 机械制造装备的分类
绪 机 论 械 制 造 装 备 设 计
• §金属切削机床概述 • 零件加工方法: • 铸造、锻造、焊接、切削加工、成形加工及特种加工(电火 花加工、电火花线切工、超声加工、快速成形以及化学加工、磨 料流动加工等) • 金属切削机床： • ---指用切削的方法加工金属工件，使之获得所要求的几何 形状、尺寸精度和表面质量的机器。 • ---制造机器的机器，故又称为“工作母机”或“工具机” （Machine-tool）,习惯上简称为“机床”。 • ---在现代机械制造工业中，被制造的机器零件，特别是精密零 件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属切削机床加 工来获得的，因此机床是制造机器(装备)零件的主要设备。 • ----它所担负的工作量约占机器总制造工作量的40%～60%，它 的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质零件加工方法量和 劳动生产率。
车床
钻床
镗床
铣床
磨床
拉床
锯床
滚齿机
刨床
插床
2. 按机床的通用程度分类
1) 通用机床（万能机床）
特点是：加工范围较广，结构往往比较复杂，主要适用于 单件小批生产。
2) 专用机床
根据特定工艺要求而专门设计、制造和使用的，生产率较高， 结构比通用机床简单，适于大批量生产，如各类组合机床。
机械制造装备设计第5版PPT第2章
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2.4.3 分级变速主传动系
第
结构式表达方法：
二
传动副数
章
Z 18 31 33 29
第 四
一般表达式：
级比指数
节
Z (Pa )Xa * (Pb )Xb * (Pc )Xc *...* (Pi ) Xi
三个主要参数：
Z —主轴转速级数
Pj —各变速组传动副数 Xj —各变速组级比系数
第
分级变速主传动转速图设计的基本原则
二 章
⑴变速组的传动副数目应“前多后少”；
第
靠近电动机转速高、转矩小、尺寸小。更多传动件在
四 节
高速范围内工作，有利于减少外形尺寸
⑵变速组的传动线应“前密后疏”（传动顺序与扩大顺序相 一致）
⑶变速组的降速应“前慢后快”；中间轴转速不宜超过电动 机转速（前面慢些，后面的降速快些），以减少传动件尺 寸；中间轴转速不应过高，以免产生振动、发热和噪声。
右图是用结构网画出，是对称结构形式
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2.4.3 分级变速主传动系
第
二
章
（二）各变速组的变速范围及极限传动比 变速组中最大与最小传动比的比值，称为 该变速组的变速范围。即： Ri (umax)i /(umin )i （i=0，1，2，…，j)
第 四 节
在设计机床主传动系时， 一般限制降速最小传动比 u主min 1/ 4 直齿圆柱齿轮的 最大升速比 u主max 2 斜齿圆柱齿轮可取 u主max 2.5
第
及其传动路线，各传动轴的转速分级和转速值，各传
四
动副的传动比等。
节
设一中型卧室车床，其变速传动系 图2-13
机床设计 (2)
2.3 机床的传动联系和传动原理图
2.3.3 传动原理图
车 削 圆 柱 面 时 传 动 原 理 图
机 动 进 给
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
2.3 机床的传动联系和传动原理图
2.3.3 传动原理图
车 削 圆 柱 面 时 传 动 原 理 图
液 压 传 动 进 给
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
答案：卧式车床在形成螺旋表面时需要一个运动——刀具与工件间相对的螺旋运动。
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
图2-7 成形铣刀铣削螺纹
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
2.2 机床的运动
2.2.2 辅助运动
机床上除表面成形运动外，还有在切削加工过程中所 必须的其他一些运动 铣床工作台的快进或快退运动 插齿机上的让刀运动 机床的转位、分度、换向 机床夹具的夹紧与松开 自动换刀
第二章 机床的运动分析 电子工业出版社
第二章 机床的运动分析 电子工业出版社
8．何为定比机构和换置机构？并举出至少两例。
答案： 定比机构：具有固定传动比的机构。例如定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副
换置机构：可变化传动比的机构。例如齿轮变速箱、挂轮架、各类无极变速机构
10．由复合成形运动分解成的各个分运动与简单运动的区别是 什么？
答案：由复合成形运动分解成的各个分运动，虽然都是直线或旋转运动，与简单运 动相象，但其本质是不同的。复合成形运动是一个运动，它的各个部分是相互依存， 并保持着严格的相对运动关系。
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
9．根据图2-9卧式车床的传动原理图，以加工螺纹表面为例指 出其所表示内容。
车床的主要结构工作原理运动分析
2、螺纹进给传动链
为保证螺纹导程精度，采用丝杠螺母 丝杠可以制造得比较精密。
主轴与挂轮变速机构之间的换向机构， 是在主轴转向不变时，改变刀架的运动方 向（向左或向右），车削右旋或左旋螺纹.
左 右
.
车 米 制 螺 纹的传动
扩大螺距
丝杠螺母
CA6140型车床米制螺纹表
u 倍 S/mm u 基 26/28 28/28 32/28 36/28 19/14 20/14 33/21 36/21
• 接台湾 机床
卧式车床及落地车床
常见车床（续）——马鞍车床
常见车床（续）——马鞍车床
常见车床（续）——单柱立式车床
常见车床（续）——双柱立式车床
立式车床录像
常见车床（续）——落地车床
落地车床录像
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
常见车床（续）——转塔车床
转塔车床录像
常见车床（续）——液压半自动仿形车床
液压仿形车床录像
一、卧式车床的组成和技术参数
1、卧式车床组成录像
主轴箱 床身 刀架 尾座
进给箱
床腿
溜板箱 光杠
丝杠
2、主要参数
主参数：床身上最大工件回转直径：400 第二主参数：最大工件长度： 其它参数： 刀架上最大回转直径 210
主轴中心至床身矩形导轨的距离 通过主轴孔的最大棒料直径 主轴前端锥孔尺寸 加工螺纹范围 主轴的转速范围
车米制右螺纹平衡式： S=7 u倍u基=Sj u倍
轴14-15之间变速有8种，为
基本组：
u基1=26/28=6.5/7， u基2=28/28=7/7， u基3=32/28=8/7， u倍4=36/28=9/7， u基5=19/14=9.5/7， u基6=20/14=10/7， u基7=33/21=11/7， u基8=36/21=12/7，
机械制造装备设计课后习题第二章
2-1 机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么?工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠性、造型与色彩2-2机床设计的主要内容及步骤是什么？答：（一）总体设计：1、机床主要技术指标设计，包括工艺范围、运行模式、生产率、性能指标等。
2、总体方案设计，包括运动功能、基本参数、总体结构布局等设计。
3、总体方案综合评价与选择4、总体方案的设计修改或优化。
（二）详细设计，包括技术设计和施工设计。
（三）机床整机综合评价2-3机床的基本工作原理是什么？答：基本工作原理是：通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件上多余的金属材料，使工件具有要求的尺寸和精度的几何形状。
2-4机床系列型谱的含义是什么？为了以最少的品种规格，满足尽可能多用户的不同需求，通常是按照该类机床的主参数标准，先确定一种用途最广、需要量较少的机床系列作为“基型系列”，在这系列的基础上，根据用户的需求派生出若干种变型机床，形成“变型系列”。
“基型”和“变型”构成了机床的“系类型谱”。
2-5机床的基本工作原理是什么？通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件加工表面多余的金属材料，使工件具有要求的几何形状和尺寸。
2-6工件表面的形成原理是什么？答：任何一个表面都可以看成是一条曲线（或直线）沿着另一条曲线（或直线）运动的轨迹。
这两条曲线（或直线）称为该表面的发生线，前者称为母线，后者称为导线。
而加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的。
2-7 工件表面发生线的形成方法有哪些？轨迹法、成形法、相切法、展成法2-8工件表面发生线的形成方法有哪些？1、轨迹法2、成形法3、相切法4、展成法2-9机床的运动功能有哪些？1、操作面板它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。
2、控制介质与输入输出设备控制介质是记录零件加工程序的媒介输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。
交互的信息通常是零件加工程序。
机床的运动
机床的运动
1.1表面成形运动
▲机床的运动分析——就是研究在金属切削机床上 的各种运动及其相互联系。
▲运动分析基本方法——这个机床运动分析过程是 认识和分析机床的基本方法，称之为：“表面－运动－ 传动－结构－调整”的认识机床方法。
1.工件表面形状
机床在切削加工过程中，利用刀具和工件间的有规 律的相对运动，切除毛坯上多余的材料，从而得到所要 求的表面形状。图5.1为机器零件上常用的各种表面。
着另一条线（称为导线）运动而形成的轨迹。母线和导线 统称为发生线（如图5.2所示）。
平面——是由直线1（母线）沿着直线2（导线）运动 而成的；
圆柱面和圆锥面——都是由直线1（母线）沿着圆2 （导线）运动而形成的；
圆柱螺纹的螺旋面——是由“Λ”形线1（母线）沿着 螺旋线2（导线）运动而形成的；
直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面——是由渐开线1 （母线）沿着直线2（导线）运动而形成的。
4）操纵及控制运动——包括起动、停止、变速、换向、 部件的夹紧和松开、转位以及自动换刀、自动测量、自动补 偿等运动。
5）校正运动——在精密机床上，为了消除传动误差的运 动称为校正运动。
金属切削加工原理及设备
图5.6 表面成形运动
1.2 辅助运动
辅助运动主要有以下几种： 1)空行程运动——是指切削进给前后的快速调位运动。 2)切入运动——是用于保证被加工表面获得所需要的尺寸
而做的刀具相对工件的调整。 3) 分度运动——是指当加工若干个完全相同的均匀分布
的表面时，为使表面成形运动得以周期地连续进行的那部分 运动。
有些为可逆表面；
另一些表面，其母线和导线不可互换，如圆锥面、螺 旋面等，称为不可逆表面。
金属切削机床(机床传动系统分析)
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
机械制造装备设计第二章习题答案
机械制造装备设计第二章习题答案第二章金属切削机床设计1.机床设计应满足哪些基本要求,其理由就是什么？答:机床设计应满足如下基本要求:1)、工艺范围,机床工艺范围就是指机床适应不同生产要求的能力,也可称之为机床的加工功能。
机床的工艺范围直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率与自动化程度。
2)、柔性,机床的柔性就是指其适应加工对象变化的能力,分为功能柔性与结构柔性;3)、与物流系统的可接近性,可接近性就是指机床与物流系统之间进行物料(工件、刀具、切屑等)流动的方便程度;4)、刚度,机床的刚度就是指加工过程中,在切削力的作用下,抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。
刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。
机床的刚度直接影响机床的加工精度与生产率;5)、精度,机床精度主要指机床的几何精度与机床的工作精度。
机床的几何精度指空载条件下机床本身的精度,机床的工作精度指精加工条件下机床的加工精度(尺寸、形状及位置偏差)。
6)、噪声;7)、自动化;8)、生产周期;9)、生产率,机床的生产率通常就是指单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。
机床的切削效率越高,辅助时间越短,则它的生产率越高。
10)、成本,成本概念贯穿在产品的整个生命周期内,包括设计、制造、包装、运输、使用维护、再利用与报废处理等的费用,就是衡量产品市场竞争力的重要指标;11)、可靠性,应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内,完成规定的加工功能时,无故障运行的概率要高。
12)、造型与色彩,机床的外观造型与色彩,要求简洁明快、美观大方、宜人性好。
应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点,按照人机工程学要求进行设计。
2.机床设计的主要内容及步骤就是什么？答:一般机床设计的内容及步骤大致如下:（1）总体设计包括机床主要技术指标设计:工艺范围运行模式,生产率,性能指标,主要参数,驱动方式,成本及生产周期;总体方案设计包括运动功能设计,基本参数设计,传动系统设计,传动系统图设计,总体结构布局设计,控制系统设计。
机床运动分析
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二.机床的传动链
由动力源--传动装置--执行件或执行件-传动装置--执行件构成的传动联系，称为 将传动联系串联起来称为传动链。（机械的 常见有皮带轮、齿轮齿条、丝杆螺母等在机 械传动装置中，用皮带、齿轮、齿条、丝杆 螺母等传动件实现运动联系。使执行件和运 动源以及两个有关的执行件保持运动联系的 一系列顺序排列的传动件，称为传动链。 ） 按传动链的性质不同可分为:
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成形运动举例1
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。
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机床运动
• 主运动：切除材料，功率大，速度高； • 进给运动：刀具和工件件除了主运动 外的运动，达到连续切削； • 辅助运动：切入运动，分度运动，空 行程、退刀、换刀等
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二、辅助运动（Auxiliary motion） 机床上除了表面成形运动外，还需要辅助运动，以实 现机床的各种辅助动作。辅助动作的种类主要包括以下几 方面： 1.空行程运动 2.切入运动 3.分度运动 4.操纵及控制运动
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认识和分析机床，首先应根据在该机床上
所要求加工的表面形状、使用的刀具类型和加
工方法去分析机床的运动，即分析机床必须具 备那些运动？以及弄明白这些运动的性质。然 后，在这个基础上，再进一步了解机床传动部 分的组成，以及为实现机床所需运动的机构及
结构，并掌握机床运动的调整。这个认识机床
1.3 发生线（母线和导线）的形成方法
母线和导线在一定条件下可以互换
1.3.1 切削刃的形状和发生线的关系
（P11）
点（车）、线（成型加工）、线（包络线）
1.3.2 形成发生线的方法及所需运动
（1）成形法 （2）展成法（3）轨迹法 （4）相切法
第2节 机床的运动
在机床上，为了要获得所需要的工件表面形状，
3）根据计算位移量以及相应传动链中各
个传动环节的传动比，列出运动平衡式。
对于螺纹链来说： 1(r)i4-5·· ·t = S if i6-7 t 4）根据平衡式，导出该传动链的换置公 式：
if = S/( i4-5· ·t) i6-7 t
以加工螺纹来定：
●确定末端件： 主轴→刀架 ●定计算位移： 1r→S (KT) ●运动平衡方程： ●求换置公式
讨论（重要）： P14 例2—2
2.2 辅助运动
（一）各种空行程运动：快速运动和调位运动
（二）切入运动：获得所需的尺寸 （三） 分度运动：获得所需的角度 （四） 操纵及控制运动：控制执行件运动 2.3 主运动和进给运动（P16） 主运动：产生切削的运动 进给运动：维持切削的运动 他们可以是简单的成形运动，也可以是复合的 成形运动
的方法，我们称之为“表面—运动—传动—机 构（结构）—调整”的认识机床的方法。
举例：车外圆及车螺纹。
第1节 工件加工表面及其成形办法
1.1 被加工工件的表面形状
在切削加工过程中，装在机床上的刀具和工件
按一定的规律作相对运动，通过刀具的刀刃对工件
毛坯的切削作用，把毛坯上多余的金属切掉，从而
得到要求的表面形状。 1.2 工件表面的成型方法（注意母线的原始位置） 任何表面都可以看作是一条线（母线）沿着另一 条线（导线）运动的轨迹。平面、柱体等。
4.3
传动链中换置器官的位置
换置器官在传动链中的位置对运动的 调整计算影响很大。在传动设计中，可以 用传动原理图来选择换置器官的数量和安 排换置器官的位置。
表面形状
由发生线组成
母线、导线
成形法、展成法、 轨迹法、相切法
表面成形运动
简单成形运动 复合成形运动
共有几个成形运动
作业:
1. 切削加工时，机械表面是如何成型的？在机床上 通过刀具刀刃和毛坯的相对运动实现母线和导线， 可以有几种方法？ 2. 为什么在机床传动链中需要设置换置机构？机床 传动链的换置计算一般分为几个部骤？在什么条件 下，机床可以不必设置换置机构？ 3. 机床的换置机构是否可以放置在传动链任何的位 置? 4. 试用简图分析用下列方法加工所需表面的 成型方法,并标明所需的机床运动:
3.3 传动原理图
从CA6140中可知，传动链中的东西包罗
万象，有定比的带传动、齿轮传动、齿轮齿
条、丝杠螺母、蜗轮蜗杆。有起变速的挂轮 及变速齿轮 ● 定比机构 ● 换置机构
为了便于研究机床的传动联系，常用一
些简明的符号把传动原理和传动路线表示出
来，叫传动原理图。
（P17— P18）
第4节
机床运动的调整
必须使工具和工件按上述四种方法之一完成一定的运
动，这种运动称为表面成形运动。
两种方案：a. 工件动，刀具转（铣）；b. 刀具走，工
件转（车）。 2.1 表面成形运动： 是保证得到工件的表面形状的运动 （P13）
（一） 成形运动的种类： ● 简单成形运动 （ P13 车削圆柱面 T2-7 ） ● 复合成形运动: 保证严格的运动关系 （ T2-8） （二） 表面成形所需的成形运动---成型运动的总和
4.1 运动参数与换置器官 5个运动参数来决定一个独立运动: ● 运动起点 ● 运动方向 ● 运动轨迹 ● 运动路程
● 运动的速度
以车削螺纹为例
4.2 调整计算
1）根据对机床的运动分析，确定各运动 链两端的末端件。 2）根据传动链两末端件的运动关系，确 定计算位移量。以车螺纹为例： 主轴1r → 刀具位移 S
(1)用圆柱铣刀铣平面 (2)用滚刀滚切直齿圆柱齿轮
(3)用普通外圆车刀车外圆锥体
根据传动的性质，传动链可分为： 外联传动链：联系动力源和机床执行件之间
的传动链，使执行件得到运动，而且可以改变
运动的速度和方向，但不要求动力源和执行件 之间有严格的传动比关系。 eg: CA6140 内联传动链：联系复合运动之内的各个分 解部分，因而传动链所联系的执行件相互之间 的相对速度有严格的要求。 eg: y38
第3节 机床的传动联系和传动原理图 3.1、机床的传动联系
机床所必备的3个基本部分： ●执行件：带动工件或刀具完成一定形式的运动。
●动力源：提供动力。有三相异步电机、交、直流 调速电机。 ●传动装置：传递扭矩和动力。
3.2 机床的传动链
动力源 → 执行件 执行件 → 执行件 电机 → 主轴 主轴 → 刀具 构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链