机械加工基本知识

机械加工培训教材

技术篇

Ⅰ机械加工基础知识

2011年8月

第一部分：机械加工基础知识

一、机床

(一)机床概论

机床是工件加工的工作母机.一个工件或零件从原始的毛胚状态加工成所

需的形状和尺寸,都需在机床上完成.

从加工的对象来分类,机床可以分为：

◆金属加工机床

◆木材加工机床

◆石材加工机床等等….

机械加工的对象大多为金属材料,所以,我们以下涉及的机床只针对金属加工机床.

金属加工机床分类:

◆锻压机床---通过压力使工件产生塑形变形，例如：压力机、弯板机、剪板机等等。

◆特种机床---通过特种办法加工工件，例如：电火花机床、线切割机床、激光切割机床、水压切割机床等等。

◆金属切削机床---采用刀具、砂轮等工具,除去工件上多余的材料, 将其加工成所需的形状和尺寸的机床,主要包括:

车床:工件与主轴一起旋转,刀具作轴向与径向进给运动.主要用于旋转工件、盘类零件、轴类零件的加工.车床的分类如下：

➢根据主轴中心线的方向：卧式车床,立式车床.

➢根据车床的大小：仪表车床、小型车床、普通车床、大型车床。

➢根据控制方式：普通（手动）车床、简易数控车床、全功能数控车床➢根据控制轴数：普通（手动）车床与数控车床（X、Z轴）、车铣中心（X、Z、C轴）、复合车铣中心（X、Y、Z、C轴）

➢根据主轴及刀塔数量：单主轴、双主轴、双刀塔车床。

铣床:刀具旋转，工件与工作台一起作轴向运动。主要用于方型及箱体零件加工。铣床的分类如下：

➢根据主轴中心线的方向：卧式铣床,立式铣床.

➢根据控制方式：普通（手动）铣床、数控铣床

➢根据控制轴数：普通铣床（X、Y、Z轴）、4轴数控铣床（X、Y、Z、A轴）、5轴数控铣床（X、Y、Z、A、B轴）

➢根据主轴数量:双主轴铣床。

镗（铣）床:刀具旋转，工件与工作台一起作轴向运动。主要用于铣削与镗孔。一般为卧式。镗床分类如下：

➢根据镗床大小：台式镗床、大型落地镗铣床。

➢根据控制方式：普通（手动）镗床、坐标镗床、数控镗床

➢ 根据控制轴数：普通镗床（X 、Y 、Z 、B 轴）、带W 轴的数控镗床（W 、X 、Y 、Z 、B 轴）、带平园盘的数控镗床（W 、X 、Y 、Z 、B 、U 轴）

钻 床:钻孔用机床。有台式、摇背钻之分，也有数控钻床。

攻丝机床:攻丝用机床。一般钻床也有攻丝功能。

加工中心：带刀库及自动换刀系统的数控铣床或镗床。有钻削中心、立式加工中心、卧式加工中心、卧式镗铣加工中心、龙门加工中心、五面体加工中心、落地镗铣加工中心等等。

磨 床:有外圆磨、内圆磨、平面磨床等

专用机床:为加工某个零件的某些部位专门设计的机床。

(二) 机床的控制轴

机床的控制轴是以刀具作为基点，按照右手坐标系来定义的（车削以装刀具的刀塔为基点，铣削以装刀具的主轴为基点）：

➢ 三个直线轴：X,Y,Z

➢ 三个旋转轴: A,B,C

➢ 其它辅助轴：W,U

Z 轴

轴

(三) 常见的数控机床及所能完成的加工内容

1.全功能卧式数控车床

➢车外圆（包括直线，曲线，台阶，倒角）➢车端面

➢轴向钻孔

➢镗内孔（包括直线，曲线，台阶，倒角）➢外圆切槽

➢内孔切槽

➢端面切槽

➢外螺纹

➢内螺纹

➢切断

2.全功能立式数控车床

所能完成的加工内容同上

3.立式加工中心

➢铣平面

➢铣沟槽

➢铣侧面，斜面，台阶面

➢铣型腔，铣曲面

➢钻孔

➢攻丝

➢铣内外螺纹

➢铣沉孔，扩孔，镗孔

➢铰孔

➢孔口倒角，侧边倒角

4.卧式加工中心

所能加工的内容与立式加工中心相同，但因为其工作台可以旋转，控制轴数比立式的X,Y,Z轴多一个旋转轴---B轴，所以更适合箱体类零件的四周加工。

卧式加工中心的另一个特点，是双工作台，可以自动交换。

卧式加工中心一般按工作台大小（方形工作台），作为主要的规格参数，分为：

400*400

500*500

630*630

800*800

1000*1000

5.卧镗加工中心

卧镗加工中心与卧式加工中心的区别在于多出一个与Z轴平行的W轴，也就是说在主轴里面还有一个“镗杆”可以伸出（可以进给），以便镗孔作业，所以卧镗加工中心的镗孔能力比卧式加工中心强。

另外，卧镗加工中心一般为大型设备，只有一个工作台。主规格一般按可伸出的镗杆直径来定义，比如：φ110，130，150，200，250mm等等

6.落地镗铣床（加工中心）

大型卧式镗铣床，床身与立柱分离，工作台与地面平行，便于大型工件上下。

7.龙门立式加工中心，龙门五面体加工中心

大型机床，Y轴为主轴在龙门横梁上的移动，Z轴可以是滑枕的上下移动，也有的是整体横梁的上下移动。

规格主要按工作台面尺寸来定义，比如：3000*1500（长、宽），3000*2000，4000*2000, 6000*2500，等等

如果除了刀具可以自动交换之外，主轴还可以进行立、卧头的交换（或转换），则称之为五面体加工中心，即除了工件的底面不能加工之外，其它五个面都可以加工。

8.车铣中心

在一般的数控车床基础上，加上一个C轴（即主轴的分度轴），再加上可以旋转的动力刀头，就可以进行铣削加工，称之为车铣中心。

能安装动力刀头的刀塔，不同于一般数控车床所采用的日本式刀塔，我们称之为德国标准的VDI刀塔。VDI刀塔有几个刀位可以装一般的车刀杆，另外几个刀位可以安装动力刀座。动力刀座又分为轴向动力刀座（与主轴中心线平行）与径向动力刀座（与主轴中心线垂直），分别进行轴向与径向铣削。

9.复合车铣中心

比上述车铣中心功能更强大，可以进行复杂的车削与铣削，相当于数控车床+立（卧）加工中心，这种复合车铣机床的结构、形式有多种。总之，最终目标就是要尽可能在一次装夹的情况下完成工件原来需要几台机床才能完成的的多种加工。