金属切削机床的基础知识PPT课件
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金属切削与机床金属切削的基本概念资料.pptx
式中: αf——侧后角； αp——背后角。
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图 1-13 正交平面参考系与假定工作平面、 背平面参考系的角度换算
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5）副前角γo′和副刃倾角λs′的计算
用“一刃四角法”原理标注刀具几何角度时，当副切削刃与主切削刃在同一前 刀面上时，副前角和副刃倾角为派生角度， 可以通过计算得到，一般不在刀具图中 标出，其计算公式如下：
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图 1-10 法平面参考系及角度标注 (a） 法平面参考系; (b）法平面参考系的角度标注
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3） 假定工作平面、背平面参考系的角度标注 假定工作平面、背平面参考系与正交平面参考系的不同也只是采用不同的刃剖 面反映刀具的前、后角。 在假定工作平面内标注的前、后角称为侧前角γf、侧后角αf；在背平面内标注的 前、后角称为背前角γp、背后角αp。 而主偏角κr和刃倾角λs仍分别在基面和切削平 面内标注。图 1-11 为车刀在假定工作平面、背平面参考系中的角度标注。
图1-1 切削运动
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2． 进给运动 进给运动是使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可以是连续的，如车削 外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动； 也可以是步进的，如刨削时工件或刀具 的横向移动等。在金属切削中可以有一个或几个进给运动， 也可以没有进给运动。
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3． 合成切削运动 由主运动和进给运动合成的运动，称为合成切削运动。 刀具切削刃上选定点 相对工件的瞬时合成运动方向称为该点的合成切削运动方向，其速度称为合成切 削速度，如图1－1所示。
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图 1-9 刀具角度正负的规定 (a） 前、后角; (b） 刃倾角
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金属切削机床基础知识分解课件
能。
数控系统
数控系统是金属切削机床 的控制系统，用于实现自 动化加工。
数控系统包括数控装置、 伺服系统、反馈装置等部 分，可实现高精度、高效 率的加工。
数控装置是数控系统的核 心，用于处理加工数据和 控制机床的各个动作。
反馈装置用于检测机床的 实际运动状态，并将信息 反馈给数控装置，实现闭 环控制。
机床稳定性
机床在长时间使用过程中保持性能和精度的能力。稳定的机床可以降低故障率，提高生 产效率。
机床寿命与可靠性
机床寿命
机床的设计、制造和使用条件对机床寿命的影响。长寿命的机床可以降低更换成本，提高经济效益。
机床可靠性
机床在规定条件下和时间内完成规定功能的能力。高可靠性的机床可以减少停机时间，提高生产效率 。
05 金属切削机床操作与维护
机床操作规程与注意事项
要点一
操作规程
严格按照机床操作规程进行操作，确保加工过程的安全和 稳定。
要点二
注意事项
在操作过程中，注意观察机床的运转状态，发现异常及时 停机检查。
机床维护保养与故障排除
维护保养
定期对机床进行维护保养，保持机床的 良好运转状态。
VS
故障排除
遇到故障时，应冷静分析，按照故障排除 指南进行操作，确保快速恢复生产。
详细描述
高效化是指通过提高机床的转速、进给速度和切削深度 等参数，以及采用多轴联动、多刀具协同等技术，实现 高效、快速加工，缩短加工时间，提高生产效率。自动 化则是指利用机器人技术、自动化夹具和输送装置等， 实现机床的自动化上下料、装夹和加工，减少人工干预 ，提高加工过程的稳定性和一致性。
复合化与多功能化
分类
金属切削机床根据加工方式、结 构特点和应用领域有多种分类方 法，常见的分类包括车床、铣床 、钻床、磨床等。
数控系统
数控系统是金属切削机床 的控制系统，用于实现自 动化加工。
数控系统包括数控装置、 伺服系统、反馈装置等部 分，可实现高精度、高效 率的加工。
数控装置是数控系统的核 心，用于处理加工数据和 控制机床的各个动作。
反馈装置用于检测机床的 实际运动状态，并将信息 反馈给数控装置，实现闭 环控制。
机床稳定性
机床在长时间使用过程中保持性能和精度的能力。稳定的机床可以降低故障率，提高生 产效率。
机床寿命与可靠性
机床寿命
机床的设计、制造和使用条件对机床寿命的影响。长寿命的机床可以降低更换成本，提高经济效益。
机床可靠性
机床在规定条件下和时间内完成规定功能的能力。高可靠性的机床可以减少停机时间，提高生产效率 。
05 金属切削机床操作与维护
机床操作规程与注意事项
要点一
操作规程
严格按照机床操作规程进行操作，确保加工过程的安全和 稳定。
要点二
注意事项
在操作过程中，注意观察机床的运转状态，发现异常及时 停机检查。
机床维护保养与故障排除
维护保养
定期对机床进行维护保养，保持机床的 良好运转状态。
VS
故障排除
遇到故障时，应冷静分析，按照故障排除 指南进行操作，确保快速恢复生产。
详细描述
高效化是指通过提高机床的转速、进给速度和切削深度 等参数，以及采用多轴联动、多刀具协同等技术，实现 高效、快速加工，缩短加工时间，提高生产效率。自动 化则是指利用机器人技术、自动化夹具和输送装置等， 实现机床的自动化上下料、装夹和加工，减少人工干预 ，提高加工过程的稳定性和一致性。
复合化与多功能化
分类
金属切削机床根据加工方式、结 构特点和应用领域有多种分类方 法，常见的分类包括车床、铣床 、钻床、磨床等。
金属切削机床的基础知识课件
切削刀具通常由刀片、刀杆、刀座等组成，根据不同的加工 需求，可以选择不同的刀具进行切削加工。
控制系统
控制系统是金属切削机床的大脑，它负责控制机床的各个部件协调工作，实现自 动化加工。
控制系统通常包括电气元件、控制电路、控制软件等部分，通过编程和调整控制 参数，可以实现对机床的精确控制。
03
金属切削机床的应用
定期保养
润滑系统保养
定期对机床润滑系统进行 检查、清洗和更换润滑油 ，确保润滑系统正常工作 。
传动系统保养
对机床传动系统进行检查 、调整和更换易损件，保 持传动系统稳定可靠。
电气系统保养
定期检查电气元件、线路 和控制系统，确保电气系 统正常工作，无安全隐患 。
常见故障及排除方法
主轴异常响动
检查主轴轴承是否损坏或润滑不 良，及时更换轴承或补充润滑油
3
在印刷电路板制造中，金属切削机床用于加工导 电元件、连接器和插座等零部件，以确保电路板 的电气性能和机械强度。
04
金属切削机床的维护与保养
日常维护
每日检查
检查机床各部位是否正常，润滑系统是否畅 通，及时清理切屑和油污。
刀具管理
保持刀具清洁，定期检查刀具防护装置完好，无损坏或缺失 ，及时修复或更换。
金属切削机床按加工方式和所用 刀具可分为车床、铣床、刨床、 磨床等类型。
工作原理
切削过程
金属切削机床通过刀具的切削作用，使金属毛坯逐渐被加工成所需形状。
主运动与进给运动
切削过程中，主运动是刀具与工件之间的相对运动，进给运动是刀具或工件在 切削方向上的运动。
历史与发展
01
02
03
早期金属切削机床
起源于18世纪的英国，主 要用于军工和钟表制造。
控制系统
控制系统是金属切削机床的大脑，它负责控制机床的各个部件协调工作，实现自 动化加工。
控制系统通常包括电气元件、控制电路、控制软件等部分，通过编程和调整控制 参数，可以实现对机床的精确控制。
03
金属切削机床的应用
定期保养
润滑系统保养
定期对机床润滑系统进行 检查、清洗和更换润滑油 ，确保润滑系统正常工作 。
传动系统保养
对机床传动系统进行检查 、调整和更换易损件，保 持传动系统稳定可靠。
电气系统保养
定期检查电气元件、线路 和控制系统，确保电气系 统正常工作，无安全隐患 。
常见故障及排除方法
主轴异常响动
检查主轴轴承是否损坏或润滑不 良，及时更换轴承或补充润滑油
3
在印刷电路板制造中，金属切削机床用于加工导 电元件、连接器和插座等零部件，以确保电路板 的电气性能和机械强度。
04
金属切削机床的维护与保养
日常维护
每日检查
检查机床各部位是否正常，润滑系统是否畅 通，及时清理切屑和油污。
刀具管理
保持刀具清洁，定期检查刀具防护装置完好，无损坏或缺失 ，及时修复或更换。
金属切削机床按加工方式和所用 刀具可分为车床、铣床、刨床、 磨床等类型。
工作原理
切削过程
金属切削机床通过刀具的切削作用，使金属毛坯逐渐被加工成所需形状。
主运动与进给运动
切削过程中，主运动是刀具与工件之间的相对运动，进给运动是刀具或工件在 切削方向上的运动。
历史与发展
01
02
03
早期金属切削机床
起源于18世纪的英国，主 要用于军工和钟表制造。
金属切削机床概论 PPT课件
二. 车床的组成和主要参数
1— 丝杠 2— 光杠 3— 溜板箱 4— 拖板 5— 进给箱 6— 主轴箱 7— 卡盘 8— 工件 9— 刀架 10— 车刀 11— 顶尖 12— 尾座 13— 床身
1— 底座与主轴箱 2— 工作台 3— 工件 4— 车刀 5— 刀架 6— 横梁及进给箱 7— 立柱
三. CA6140 型普通车床的传动链
按机床重量,尺寸分类（小型,中型,大型,重型,超重型）
按自动化程度分类（手动,机动,半自动,自动） 按控制方式分类（普通机床，数控机床）
2. 机床的技术参数与尺寸系列 机床的技术参数是表示机床规格尺寸大小和 加工能力的各种技术数据。 主参数：反映机床最大工作能力的主要参数 第二主参数：为了完整表示机床最大工作能 力，除主参数之外的另一重要参数 3. 机床的型号编制 机床的型号是机床产品的代号，可简明表 示机床的类型、主要技术参数、性能和结构特 点。机床型号的编制按照《GB15375 — 94 金属 切削机床型号编制方法》进行。
表 面
运 动
传 动
机 构
调 整
§1.2 普通车床 一.普通车床的功能和运动 1. 加工表面 车床类机床主要用于加工各种回转表面， 有些车床还能加工螺纹面。 2. 所需运动 工件的转动：是车床的主运动。 刀具的移动：是车床的进给运动。 车削螺纹时, 需有一个复合运动：螺旋运动。 它可被分解为两部分：主轴的旋转和刀具的移 动。 切入运动：刀具相对工件切入一定深度。 辅助运动：如刀架、尾座的机动快移；工件 与刀具的装夹和松开；刀架的转位等。
滚齿的运动—— 主运动：滚刀的旋转运动； 分齿（展成）运动：即保持 滚刀与被切齿轮之间啮合关 系的运动。如果滚刀的头数 为k(一般k=1～4)，被切齿 滚切直齿圆柱齿轮 齿轮的齿数为z，则滚刀转 速n刀与被切齿轮转速n工之 间，应严格保证如下关系： n工/n刀＝k/z 轴向进给运动：滚刀沿工件 轴向作进给运动； 差动运动：滚刀沿工件轴向 运动时，工件作附加旋转运 滚切斜齿圆柱齿轮 动(滚切斜齿轮)；
金属切削机床基础知识概述(ppt 89页)
• 主轴部件主支承常用滚动轴承有角接触球 轴承、双列短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴 承、推力轴承、陶瓷滚动轴承等，
三、机床支承件
• 支承件的主要功能是保证机床各零、部件之间 的相互位置和相对运动精度，并保证机床有足
够的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用度。
1、支承件应满足的基本要求
2、支承件的结构
• 支承件的总体结构形状基本上可以分为三类：
（2）电气伺服进给系统驱动部件
伺服驱动部件有步进电动机、直流伺服 电动机、交流伺服电动机等。
1）步进电动机 步进电动机又称脉冲电动机， 是将电脉冲信号变换成角位移（或线位移） 的一种机电式数模转换器。
2）直线伺服电动机
是一种能直接将电能直接转化为直线运动 机械能的电力驱动装置，是适应超高速加 工技术发展的需要而出现的一种新型电动 机。
3）安全离合器
• 安全离合器是一种过载保护机构，它可使 机床的传动零件在过载时，自动断开传动， 以免机构发生损坏。
2、超越离合器
• 超越离合器主要用于有快、慢两个运动交 替传动的轴上，以实现运动的快、慢速自 动转换。
3、开合螺母的结构及调整
开合螺母的功用是接通或断开从丝杠传 来的运动。车螺纹时，将开合螺母合上， 丝杠通过开合螺母带动滑板箱及刀架。
（3）主轴的材料和热处理
• 主轴的材料应根据载荷特点、耐磨性要求、 热处理方法和热处理后变形情况选择。
• 普通机床主轴可选用中碳钢（如45钢）， 调质处理后，在主轴端部、锥孔、定心轴 颈或定心锥面等部位进行局部高频淬硬， 以提高其耐磨性。
（4）主轴轴承
• 机床上常用的主轴轴承有滚动轴承、液体 动压轴承、液体静压轴承、空气静压轴承 等。此外，还有自调磁浮轴承等适应高速 加工的新型轴承。
三、机床支承件
• 支承件的主要功能是保证机床各零、部件之间 的相互位置和相对运动精度，并保证机床有足
够的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用度。
1、支承件应满足的基本要求
2、支承件的结构
• 支承件的总体结构形状基本上可以分为三类：
（2）电气伺服进给系统驱动部件
伺服驱动部件有步进电动机、直流伺服 电动机、交流伺服电动机等。
1）步进电动机 步进电动机又称脉冲电动机， 是将电脉冲信号变换成角位移（或线位移） 的一种机电式数模转换器。
2）直线伺服电动机
是一种能直接将电能直接转化为直线运动 机械能的电力驱动装置，是适应超高速加 工技术发展的需要而出现的一种新型电动 机。
3）安全离合器
• 安全离合器是一种过载保护机构，它可使 机床的传动零件在过载时，自动断开传动， 以免机构发生损坏。
2、超越离合器
• 超越离合器主要用于有快、慢两个运动交 替传动的轴上，以实现运动的快、慢速自 动转换。
3、开合螺母的结构及调整
开合螺母的功用是接通或断开从丝杠传 来的运动。车螺纹时，将开合螺母合上， 丝杠通过开合螺母带动滑板箱及刀架。
（3）主轴的材料和热处理
• 主轴的材料应根据载荷特点、耐磨性要求、 热处理方法和热处理后变形情况选择。
• 普通机床主轴可选用中碳钢（如45钢）， 调质处理后，在主轴端部、锥孔、定心轴 颈或定心锥面等部位进行局部高频淬硬， 以提高其耐磨性。
（4）主轴轴承
• 机床上常用的主轴轴承有滚动轴承、液体 动压轴承、液体静压轴承、空气静压轴承 等。此外，还有自调磁浮轴承等适应高速 加工的新型轴承。
金属切削基础ppt课件
21
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，
金属切削机床PPT课件
代号 H F W Q J
（2）结构特性代号
区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语
拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O”
不能用。例：CA6140型普通车床
.
4
3.机床的组别和系别代号 每类机床分10组（从0～9组），每组又分10系（从0～9型）
4.主要参数代号 代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用 主参数的折算值（1/10或1/100或1/1）来表示。
代号 U H K UX HX KX
6
三、机床的运动分析 基本方法 ： 表面 — 运动 — 传动 — 机构
（一）工件表面的形成
零件上的常见表面：
1. 圆柱面
直线（母线）、圆（导线）
2. 圆锥面
直线（母线）、圆（导线）
3. 平面
直线或圆 、直线（导线）
4. 成形面（如螺纹面、渐开线表面）型线、螺旋线或直线
动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。 并不表达实际传动机构的种类和数量
2）传动系统图
表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规 定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画 在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。
只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置
.
15
3.3.1 车床
一、概 述
车床占机床总数的20%～35%； 加工范围：轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹面等；
运动特征：主运动为主轴带动工件作回转运动 ；
所用刀具：车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等； 车床种类：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） 加工精度：经济加工精度IT8~IT7,表面粗糙度Ra1.25~2.5
《金属切削机床》课件
检查传动系统、导轨润滑等是 否正常。
加工精度异常
检查机床几何精度、传动系统 等是否存在误差。
机床的定期保养与维修
定期保养
按照机床保养要求，对机床进行全面检查和 保养。
精度调整
对机床几何精度、传动系统等进行调整和校 准。
维修工作
针对故障或磨损部位进行维修或更换部件。
安全防护
检查并确保机床安全防护装置完好有效。
THANKS
感谢观看
加工精度
指加工后的工件尺寸、形状和位置精 度是否符合要求。加工精度是衡量机 床性能的重要指标。
机床的刚性与稳定性
刚性
指机床在切削过程中抵抗变形的能力 。良好的刚性能够保证切削过程的稳 定性和加工精度。
稳定性
指机床在长时间工作过程中保持性能 不变的能力。稳定的机床能够保证持 续的高效加工。
机床的可靠性及维修性
进给系统
01
进给系统是金属切削机床的重要 组成部分，它负责控制切削刀具 的进给速度和进给量。
02
进给系统一般由进给电动机、进 给丝杠、进给螺母等组成。
进给系统的精度和刚度对切削加 工的精度和表面质量有着重要影 响。
03
进给系统的设计和选用需要根据 加工工艺要求进行选择。
04
床身与底座
01
02
03
切削用量
切削用量是指在切削过程中，为了完成切削任务所必须选定的参数，包括切削 速度、进给量和背吃刀量。合理选择切削用量对于提高加工效率和保证加工质 量具有重要意义。
切削力的产生与影响因素
切削力的产生
金属切削过程中，由于刀具与工件之间的相互作用，产生了切削力。切削力主要 来源于克服工件材料的剪切抗力和刀具前刀面与切屑、后刀面与已加工表面之间 的摩擦阻力。
加工精度异常
检查机床几何精度、传动系统 等是否存在误差。
机床的定期保养与维修
定期保养
按照机床保养要求，对机床进行全面检查和 保养。
精度调整
对机床几何精度、传动系统等进行调整和校 准。
维修工作
针对故障或磨损部位进行维修或更换部件。
安全防护
检查并确保机床安全防护装置完好有效。
THANKS
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加工精度
指加工后的工件尺寸、形状和位置精 度是否符合要求。加工精度是衡量机 床性能的重要指标。
机床的刚性与稳定性
刚性
指机床在切削过程中抵抗变形的能力 。良好的刚性能够保证切削过程的稳 定性和加工精度。
稳定性
指机床在长时间工作过程中保持性能 不变的能力。稳定的机床能够保证持 续的高效加工。
机床的可靠性及维修性
进给系统
01
进给系统是金属切削机床的重要 组成部分，它负责控制切削刀具 的进给速度和进给量。
02
进给系统一般由进给电动机、进 给丝杠、进给螺母等组成。
进给系统的精度和刚度对切削加 工的精度和表面质量有着重要影 响。
03
进给系统的设计和选用需要根据 加工工艺要求进行选择。
04
床身与底座
01
02
03
切削用量
切削用量是指在切削过程中，为了完成切削任务所必须选定的参数，包括切削 速度、进给量和背吃刀量。合理选择切削用量对于提高加工效率和保证加工质 量具有重要意义。
切削力的产生与影响因素
切削力的产生
金属切削过程中，由于刀具与工件之间的相互作用，产生了切削力。切削力主要 来源于克服工件材料的剪切抗力和刀具前刀面与切屑、后刀面与已加工表面之间 的摩擦阻力。
金属切削机床的基本知识PPT课件
16
第三节 自动机床和数控机床简介
• 一．自动机床和数控机床简介 • 二、数控机床 • 1、数控机床加工的基本原理 • 2、数控机床的种类 • 3、数控机床加工的特点和应用 • 4、加工中心
17
一、自动机床
• 采用各种自动控制装置， 实现机床自动 加工的机床。
• 自动机床控制方式分为机械程序、油液 程序、电程序、数字程序。
• 2、按伺服控制方式分类 开环控制和闭环控制
• 3、按加工方法分类 • 4、按数控系统的功能水平分类
21
3、按加工方法分类 • （1）金属切削类数控机床 如数控车床、加工
中心、数控钻床、数控磨床、数控镗床等。
• （2）金属成型类数控机床 如数控折弯机、数 控弯管机、数控回转头压力机等。
• （3）数控特种加工机床 如数控线切割机床、 数控电火花成型机床、数控激光切割机等。
• 机床上常用的传动副有带传动、齿轮传动、蜗杆传 动、齿轮齿条传动和螺杆传动等（见P34表2-1）。 下面学习常用的传动副的传动特点和传动比的计算。
2
机床上的常用传动副
3
1）带传动：（转动→转动）
V1 d1n1
V2 d2n2 V1 V2
i n2 d1 d1 n1 d2 d2
带传动比：主动轮直径与从动轮直径之比。
特点：降速比大，传动平稳，无噪声， 结构紧凑。
但：传动效率低，需要良好润滑条件。
已知分度头为单头蜗杆，蜗轮Z=40，当工件每转 60°（被分成60份）时计算手柄转动角度
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°
第三节 自动机床和数控机床简介
• 一．自动机床和数控机床简介 • 二、数控机床 • 1、数控机床加工的基本原理 • 2、数控机床的种类 • 3、数控机床加工的特点和应用 • 4、加工中心
17
一、自动机床
• 采用各种自动控制装置， 实现机床自动 加工的机床。
• 自动机床控制方式分为机械程序、油液 程序、电程序、数字程序。
• 2、按伺服控制方式分类 开环控制和闭环控制
• 3、按加工方法分类 • 4、按数控系统的功能水平分类
21
3、按加工方法分类 • （1）金属切削类数控机床 如数控车床、加工
中心、数控钻床、数控磨床、数控镗床等。
• （2）金属成型类数控机床 如数控折弯机、数 控弯管机、数控回转头压力机等。
• （3）数控特种加工机床 如数控线切割机床、 数控电火花成型机床、数控激光切割机等。
• 机床上常用的传动副有带传动、齿轮传动、蜗杆传 动、齿轮齿条传动和螺杆传动等（见P34表2-1）。 下面学习常用的传动副的传动特点和传动比的计算。
2
机床上的常用传动副
3
1）带传动：（转动→转动）
V1 d1n1
V2 d2n2 V1 V2
i n2 d1 d1 n1 d2 d2
带传动比：主动轮直径与从动轮直径之比。
特点：降速比大，传动平稳，无噪声， 结构紧凑。
但：传动效率低，需要良好润滑条件。
已知分度头为单头蜗杆，蜗轮Z=40，当工件每转 60°（被分成60份）时计算手柄转动角度
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°
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车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
常用传动副的传动关系
主动轮
传动比i:
i主 从动 动轮 轮（ （轴 轴） ） 主 从 转 转动 动 速 速轮 轮齿 齿数 数乘 乘
nv---与齿条啮合的齿轮的转速, r/min ; m---齿条、齿轮模数,mm ; z---齿轮齿数 p---齿条齿距,mm。
金属切削机床的基础知识 常用传动副的传动关系
丝杠螺母传动
螺母移动速度:
v螺母
nv P 60
(mm/s)
nv---丝杠转速, r/min ; p---单头螺杆螺距,mm。
金属切削机床的基础知识
(二)机械传动系统的组成 1定比传动机构 2变速机构 3换向机构 4操纵机构 5箱体及其他装置 (二)机械传动的特点
金属切削机床的基础知识
二机床的液压传动 (一)外圆磨床液压传动系统分析 (二)机床液压传动系统的组成 1动力元件:液压泵 2执行机构:液压缸 3控制元件:各类阀 4辅助装置 (三)机床液压传动系统的特点
机床常用变速机构
i1 = Z1/Z´1 i2 = Z2/Z´2 i3 = Z3/Z3´
金属切削机床的基础知识
(三)传动链及传动比 传动链:将若干传动链依次组合起来,即成为一个传动系统 (四)机床变速机构 1塔轮变速机构 2滑移齿轮变速机构 3离合器变速机构
金属切削机床的基础知识
四 机床构造
1主传动部件 2进给传动部件 3刀具安装装置 4工件安装装置 5支撑件 6动力源
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
空套连接
普通平键连接
导向平键连接
花键连接
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
进给量的计算: (1)用丝杠进给的计算
f nv主 f pn主 n丝pi总
(2)用齿轮尺条进给的计算
p---单头螺杆螺距,mm。
f n v 主 f m z n 主 n 齿 齿 轮 条 m zi总 p zi总
m---齿条、齿轮模数,mm ; z---齿轮齿数 p---齿条齿距,mm。
金属切削机床的基础知识
成为三维结构制作的优选工艺。法国1993年 启动的7000万 法郎的" 微系统 与技术 "项目 。欧共 体组成" 多功能 微系统 研究网 络
NEXUS"，联合协调46个研究所的研 究。瑞 士在其 传统的 钟表制 造行业 和小型 精密机 械工业 的基础 上也投 入了MEMS的 开发工 作，
1992年投资为1000万美元。英国政府 也制订 了纳米 科学计 划。在 机械、 光学、 电子学 等领域 列出8个 项目进 行研究 与开发 。为了
(１)点位数控机床(２)直线控制数控机床(３)连续控制数控机床
３按控制方式分类
(１)开环控制数控机床(２)闭环控制数控机床(３)半闭环控制数控机床
(四)数控机床的特点和应用
金属切削机床的基础知识
§2-４柔性制造系统与计算机集成制造系统
一柔性制造系统 (一)概述 (二)ＦＭＳ的基本类型及应用
１柔性制造单元(FMC) ２柔性制造系统(FMＳ) ３柔性制造生产线(FML) 二计算机集成制造系统(ＣＩＭＳ)
床(Grinding Machine)、冲压机、压铸机机等专用机 械设备 制作零 件的过 程。 编辑本段微型机械加工技术的国外发 展现状
机械产品 1959年，Richard P Feynman(1965年诺贝尔 物理奖 获得者) 就提出 了微型 机械的 设想。 1962年 第一个 硅微型 压力传 感器问 世，其
加强欧洲开发MEMS的力量，一些欧 洲公司 已组成 MEMS开发集 团。
目前已有大量的微型机械或微型系统被 研究出 来，例 如：
尖端直径为5μm的微型镊子可 以夹起 一个红 血球， 尺寸为7m m× 7mm× 2mm的微型 泵流量 可达250μl/min能开动 汽车， 在磁场 中飞
行的机器蝴蝶，以及集微型速度计、 微型陀 螺和信 号处理 系统为 一体的 微型惯 性组合( MIMU) 。德国 创造了 LIGA工艺， 制成了 悬臂
关领域的研究。很多机构参加了微型 机械系 统的研 究，如 康奈尔 大学、 斯坦福 大学、 加州大 学伯克 利分校 、密执 安大学 、威斯 康
星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。 加州大 学伯克 利传感 器和执 行器中 心(BSAC)得到 国防部 和十几 家公司 资助1500万元 后，建 立
了1115m2研究开发MEMS的超 净实验 室。
金属切削机床的基础知识
§2-3自动机床和数控机床
一自动机床 介绍单轴自动机床工作原理 二数控机床 (一)数控机床的基本工作过程 (二)数控机床的组成 １控制介质２数控装置３司副服系统４机床本体 (三)数控机床的分类
金属切削机床的基础知识
§2-3自动机床和数控机床
(三)数控机床的分类 １按工艺用途分类 (１)一般数控机床 (２)自动换刀数控机床 ２按运动轨迹分类
日本通产省1991年开始启动一项为期10年、 耗资250亿日元 的微型 大型研 究计划 ，研
制两台样机，一台用于医疗、进入人 体进行 诊断和 微型手 术，另 一台用 于工业 ，对飞 机发动 机和原 子能设 备的微 小裂纹 实施维 修
。该计划有筑波大学、东京工业大学 、东北 大学、 早稻田 大学和 富士通 研究所 等几十 家单位 参加。
从动轮
n从动轮 in主动轮
i = Z1/Z2 = n2/n1
n2 = n1 × Z1/Z2
金属切削机床的基础知识 常用传动副的传动关系
涡轮蜗杆传动
传动比i: i = K / Z
K － 蜗杆的线数 Z － 蜗轮的齿数
金属切削机床的基础知识 常用传动副的传动关系
齿条移动速度: v齿条 m 60zv np6z0vn (mm/s)
依旧应用于某些零部件的转配过程中 ）。
机械加工包括：灯丝电源绕组、激光切 割、重 型加工 、金属 粘结、 金属拉 拔、等
离子切割、精密焊接、辊轧成型、金 属板材 弯曲成 型、模 锻、水 喷射切 割、精 密焊接 等。
机械加工：广意的机械加工就是
指能用机械手段制造产品的过程；狭 意的是 用车床 （Lathe Machine）、铣床(Milling Machine)、钻床(Driling Machine)、磨
１工程设计系统 ２加工制造系统 ３经营管理系统
金属切削机床的基础知识
机械加工是一种用加工机械对工件的 外形尺 寸或性 能进行 改变的 过程。 按被加 工的工 件处于 的温度 状态﹐ 分为冷 加工和 热加工 。
一般在常温下加工，并且不引起工件 的化学 或物相 变化﹐ 称冷加 工。一 般在高 于或低 于常温 状态的 加工﹐ 会引起 工件的 化学或 物
金属切削机床的基础知识 第二章金属切削机床传动系统分析 一 机床机械传动
金属切削机床的基础知识
(一)卧式车床传动系统分析
金属切削机床的基础知识
பைடு நூலகம்1主运动分析
金属切削机床的基础知识
主运动传动系统
金属切削机床的基础知识
(1)主运动传动路线表达式:
电动机 — Ⅰ—
(1440r/min)
33/22 19/34
后开发出尺寸为50～500μm的 齿轮、 齿轮泵 、气动 涡轮及 联接件 等微机 械。1965年， 斯坦福 大学研 制出硅 脑电极 探针， 后来又 在
扫描隧道显微镜、微型传感器方面取 得成功 。1987年美国 加州大 学伯克 利分校 研制出 转子直 径为60～12μ m的利用 硅微型 静电机
，显示出利用硅微加工工艺制造小可 动结构 并与集 成电路 兼容以 制造微 小系统 的潜力 。
学和贝尔实验室从事这一领域的研究 与开发 ，年资 助额从100万、 200万 加到1993年的500万美 元。1994年发 布的《 美国国 防部技
术计划》报告，把MEMS列为关键技 术项目 。美国 国防部 高级研 究计划 局积极 领导和 支持MEMS的 研究和 军事应 用，现 已建成 一条
MEMS标准工艺线以促进新型元件/装 置的研 究与开 发。美 国工业 主要致 力于传 感器、 位移传 感器、 应变仪 和加速 度表等 传感器 有
梁、执行机构以及微型泵、微型喷嘴 、湿度 、流量 传感器 以及多 种光学 器件。 美国加 州理工 学院在 飞机翼 面粘上 相当数 量的1mm
的微梁，控制其弯曲角度以影响飞机 的空气 动力学 特性。 美国大 批量生 产的硅 加速度 计把微 型传感 器(机械 部分) 和集成 电路(电
金属切削机床的基础知识
2 进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
换向结构
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
欧洲工业发达国家也相
继对微型系统的研究开发进行了重点 投资， 德国自1988年 开始微 加工十 年计划 项目， 其科技 部于1990～1993年拨 款4万马 克支持 "
微系统计划"研究，并把微系统列为本 世纪初 科技发 展的重 点，德 国首创 的LIGA工艺， 为MEMS的发 展提供 了新的 技术手 段，并 已
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
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车床常用传动件的简图符号
常用传动副的传动关系
主动轮
传动比i:
i主 从动 动轮 轮（ （轴 轴） ） 主 从 转 转动 动 速 速轮 轮齿 齿数 数乘 乘
nv---与齿条啮合的齿轮的转速, r/min ; m---齿条、齿轮模数,mm ; z---齿轮齿数 p---齿条齿距,mm。
金属切削机床的基础知识 常用传动副的传动关系
丝杠螺母传动
螺母移动速度:
v螺母
nv P 60
(mm/s)
nv---丝杠转速, r/min ; p---单头螺杆螺距,mm。
金属切削机床的基础知识
(二)机械传动系统的组成 1定比传动机构 2变速机构 3换向机构 4操纵机构 5箱体及其他装置 (二)机械传动的特点
金属切削机床的基础知识
二机床的液压传动 (一)外圆磨床液压传动系统分析 (二)机床液压传动系统的组成 1动力元件:液压泵 2执行机构:液压缸 3控制元件:各类阀 4辅助装置 (三)机床液压传动系统的特点
机床常用变速机构
i1 = Z1/Z´1 i2 = Z2/Z´2 i3 = Z3/Z3´
金属切削机床的基础知识
(三)传动链及传动比 传动链:将若干传动链依次组合起来,即成为一个传动系统 (四)机床变速机构 1塔轮变速机构 2滑移齿轮变速机构 3离合器变速机构
金属切削机床的基础知识
四 机床构造
1主传动部件 2进给传动部件 3刀具安装装置 4工件安装装置 5支撑件 6动力源
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
空套连接
普通平键连接
导向平键连接
花键连接
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
车床常用传动件的简图符号
金属切削机床的基础知识
进给量的计算: (1)用丝杠进给的计算
f nv主 f pn主 n丝pi总
(2)用齿轮尺条进给的计算
p---单头螺杆螺距,mm。
f n v 主 f m z n 主 n 齿 齿 轮 条 m zi总 p zi总
m---齿条、齿轮模数,mm ; z---齿轮齿数 p---齿条齿距,mm。
金属切削机床的基础知识
成为三维结构制作的优选工艺。法国1993年 启动的7000万 法郎的" 微系统 与技术 "项目 。欧共 体组成" 多功能 微系统 研究网 络
NEXUS"，联合协调46个研究所的研 究。瑞 士在其 传统的 钟表制 造行业 和小型 精密机 械工业 的基础 上也投 入了MEMS的 开发工 作，
1992年投资为1000万美元。英国政府 也制订 了纳米 科学计 划。在 机械、 光学、 电子学 等领域 列出8个 项目进 行研究 与开发 。为了
(１)点位数控机床(２)直线控制数控机床(３)连续控制数控机床
３按控制方式分类
(１)开环控制数控机床(２)闭环控制数控机床(３)半闭环控制数控机床
(四)数控机床的特点和应用
金属切削机床的基础知识
§2-４柔性制造系统与计算机集成制造系统
一柔性制造系统 (一)概述 (二)ＦＭＳ的基本类型及应用
１柔性制造单元(FMC) ２柔性制造系统(FMＳ) ３柔性制造生产线(FML) 二计算机集成制造系统(ＣＩＭＳ)
床(Grinding Machine)、冲压机、压铸机机等专用机 械设备 制作零 件的过 程。 编辑本段微型机械加工技术的国外发 展现状
机械产品 1959年，Richard P Feynman(1965年诺贝尔 物理奖 获得者) 就提出 了微型 机械的 设想。 1962年 第一个 硅微型 压力传 感器问 世，其
加强欧洲开发MEMS的力量，一些欧 洲公司 已组成 MEMS开发集 团。
目前已有大量的微型机械或微型系统被 研究出 来，例 如：
尖端直径为5μm的微型镊子可 以夹起 一个红 血球， 尺寸为7m m× 7mm× 2mm的微型 泵流量 可达250μl/min能开动 汽车， 在磁场 中飞
行的机器蝴蝶，以及集微型速度计、 微型陀 螺和信 号处理 系统为 一体的 微型惯 性组合( MIMU) 。德国 创造了 LIGA工艺， 制成了 悬臂
关领域的研究。很多机构参加了微型 机械系 统的研 究，如 康奈尔 大学、 斯坦福 大学、 加州大 学伯克 利分校 、密执 安大学 、威斯 康
星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。 加州大 学伯克 利传感 器和执 行器中 心(BSAC)得到 国防部 和十几 家公司 资助1500万元 后，建 立
了1115m2研究开发MEMS的超 净实验 室。
金属切削机床的基础知识
§2-3自动机床和数控机床
一自动机床 介绍单轴自动机床工作原理 二数控机床 (一)数控机床的基本工作过程 (二)数控机床的组成 １控制介质２数控装置３司副服系统４机床本体 (三)数控机床的分类
金属切削机床的基础知识
§2-3自动机床和数控机床
(三)数控机床的分类 １按工艺用途分类 (１)一般数控机床 (２)自动换刀数控机床 ２按运动轨迹分类
日本通产省1991年开始启动一项为期10年、 耗资250亿日元 的微型 大型研 究计划 ，研
制两台样机，一台用于医疗、进入人 体进行 诊断和 微型手 术，另 一台用 于工业 ，对飞 机发动 机和原 子能设 备的微 小裂纹 实施维 修
。该计划有筑波大学、东京工业大学 、东北 大学、 早稻田 大学和 富士通 研究所 等几十 家单位 参加。
从动轮
n从动轮 in主动轮
i = Z1/Z2 = n2/n1
n2 = n1 × Z1/Z2
金属切削机床的基础知识 常用传动副的传动关系
涡轮蜗杆传动
传动比i: i = K / Z
K － 蜗杆的线数 Z － 蜗轮的齿数
金属切削机床的基础知识 常用传动副的传动关系
齿条移动速度: v齿条 m 60zv np6z0vn (mm/s)
依旧应用于某些零部件的转配过程中 ）。
机械加工包括：灯丝电源绕组、激光切 割、重 型加工 、金属 粘结、 金属拉 拔、等
离子切割、精密焊接、辊轧成型、金 属板材 弯曲成 型、模 锻、水 喷射切 割、精 密焊接 等。
机械加工：广意的机械加工就是
指能用机械手段制造产品的过程；狭 意的是 用车床 （Lathe Machine）、铣床(Milling Machine)、钻床(Driling Machine)、磨
１工程设计系统 ２加工制造系统 ３经营管理系统
金属切削机床的基础知识
机械加工是一种用加工机械对工件的 外形尺 寸或性 能进行 改变的 过程。 按被加 工的工 件处于 的温度 状态﹐ 分为冷 加工和 热加工 。
一般在常温下加工，并且不引起工件 的化学 或物相 变化﹐ 称冷加 工。一 般在高 于或低 于常温 状态的 加工﹐ 会引起 工件的 化学或 物
金属切削机床的基础知识 第二章金属切削机床传动系统分析 一 机床机械传动
金属切削机床的基础知识
(一)卧式车床传动系统分析
金属切削机床的基础知识
பைடு நூலகம்1主运动分析
金属切削机床的基础知识
主运动传动系统
金属切削机床的基础知识
(1)主运动传动路线表达式:
电动机 — Ⅰ—
(1440r/min)
33/22 19/34
后开发出尺寸为50～500μm的 齿轮、 齿轮泵 、气动 涡轮及 联接件 等微机 械。1965年， 斯坦福 大学研 制出硅 脑电极 探针， 后来又 在
扫描隧道显微镜、微型传感器方面取 得成功 。1987年美国 加州大 学伯克 利分校 研制出 转子直 径为60～12μ m的利用 硅微型 静电机
，显示出利用硅微加工工艺制造小可 动结构 并与集 成电路 兼容以 制造微 小系统 的潜力 。
学和贝尔实验室从事这一领域的研究 与开发 ，年资 助额从100万、 200万 加到1993年的500万美 元。1994年发 布的《 美国国 防部技
术计划》报告，把MEMS列为关键技 术项目 。美国 国防部 高级研 究计划 局积极 领导和 支持MEMS的 研究和 军事应 用，现 已建成 一条
MEMS标准工艺线以促进新型元件/装 置的研 究与开 发。美 国工业 主要致 力于传 感器、 位移传 感器、 应变仪 和加速 度表等 传感器 有
梁、执行机构以及微型泵、微型喷嘴 、湿度 、流量 传感器 以及多 种光学 器件。 美国加 州理工 学院在 飞机翼 面粘上 相当数 量的1mm
的微梁，控制其弯曲角度以影响飞机 的空气 动力学 特性。 美国大 批量生 产的硅 加速度 计把微 型传感 器(机械 部分) 和集成 电路(电
金属切削机床的基础知识
2 进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
换向结构
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
进给运动传动系统
金属切削机床的基础知识
欧洲工业发达国家也相
继对微型系统的研究开发进行了重点 投资， 德国自1988年 开始微 加工十 年计划 项目， 其科技 部于1990～1993年拨 款4万马 克支持 "
微系统计划"研究，并把微系统列为本 世纪初 科技发 展的重 点，德 国首创 的LIGA工艺， 为MEMS的发 展提供 了新的 技术手 段，并 已