第二章_金属切削机床基础知识
合集下载
《金属切削原理与刀具》知识点总结
《金属切削原理与刀具》知识点总结第一章金属切削原理金属切削原理是金属切削工艺的基础，本章主要介绍了金属切削的基本原理，包括金属切削过程、刀具与被切削材料接触形式、切削能量与热力学原理、切削硬度与切削力的关系等。
第二章刀具材料与结构刀具材料与结构对切削加工的质量和效率有重要影响，本章主要介绍了刀具材料的选择与评价，以及刀具的结构与分类。
刀具材料的选择包括一般刀具材料、质子刀具材料和陶瓷刀具材料等。
第三章切削力分析与测定切削力是切削加工过程中的重要参数，正确定量和测定切削力对于提高切削加工的效率和质量至关重要。
本章主要介绍了切削力的分析与计算方法，以及切削力的测定方法，包括间隙力法、应力传感器法、功率法和应力波法等。
第四章刨削刨削是一种通过切削工具的多齿切削运动将金属材料切割成所需形状和尺寸的加工方法。
本章主要介绍刨削的工艺流程、刨削用刀具和切削参数的选择，以及刨削的切削力分析与测定方法。
第五章车削车削是一种利用车床刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工领域。
本章主要介绍了车削的工艺流程、车削刀具的选择和切削参数的确定，以及车削的主要工艺规律和效果评定方法。
第六章铣削铣削是一种通过旋转刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工和模具制造等领域。
本章主要介绍了铣削的工艺流程、铣削刀具的选择和切削参数的确定，以及铣削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。
第七章钻削钻削是一种利用钻头进行切削的加工方法，广泛应用于孔加工和螺纹加工等领域。
本章主要介绍了钻削的工艺流程、钻头的选择和切削参数的确定，以及钻削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。
第八章线切割线切割是一种利用细金属丝进行切削的加工方法，主要用于金属板材的切割。
本章主要介绍了线切割的工艺流程、线切割刀具的选择和切削参数的确定，以及线切割中的切削质量评价方法和切削速度对切割效果的影响。
此外，本书还包括金属切削中的润滑与冷却、数控机床中的刀具管理、切削机床中的刀具装夹等内容，为读者提供了全面的金属切削工艺和刀具知识。
金属切削的基础知识
弹性变形 塑性变形 挤裂 切离 切屑
切削过程： 三个变形区
（1）第一变形区
（2）第二变形区： （3）第三变形区：
制造技术
切屑种类：
1）带状切屑
外形连绵不断，与前刀 面接触的面很光滑，背面呈毛 茸状。用较大前角、较高的切 削速度和较小的进给量切削塑 性材料时，容易得到带状切屑。
制造技术
2）崩碎切屑 切削铸铁等脆性材料
制造技术
二、切削热的传散
在一般干切削的情况下，大部分的切削热由切屑传散出 去，其次由工件和刀具传散，而周围介质传散出去的热量很 少。但各种传散热量的比例，随着工件材料、刀具材料、切 削用量、刀具角度及切削方式等切削条件的不同而异。 切削热传散给切削及周围介质，对切削加工没有影响， 且传散得越多越好。 切削热传散给刀具切削部分，使刀具磨损加快，缩短刀 具的使用寿命；切削热传散给工件，影响工件的加工精度和 表面质量。 为了减小切削热对工件加工质量的不良影响，可采取的 两方面工艺措施：一是减小工件材料的变形抗力和摩擦阻力， 降低功率消耗和减少切削热；二是要加速切削热的传散，以 降低切削温度。
面粗糙度；严重时，会引起崩刀打刀，加速刀具的磨损。 二、表层材质变化
1.加工硬化
加工硬化是指在切削过程中，工件已加工表面受刀刃和后 面的挤压和摩擦而产生塑性变形，使表层组织发生变化，硬度 显著提高的现象。硬化层深度可达到0.02～0.03mm,表层硬度 约为工件材料的1.2～2倍。
制造技术
对加工硬化的影响因素：刀具几何参数、切削条件、工件
制造技术
2.润滑作用 金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用， 可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部 分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件 坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工 性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工 件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨 粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮 耐用度以及工件表面质量。 3.清洗和排屑作用 在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生 成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的 沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。 对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、 柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活 性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附
切削过程： 三个变形区
（1）第一变形区
（2）第二变形区： （3）第三变形区：
制造技术
切屑种类：
1）带状切屑
外形连绵不断，与前刀 面接触的面很光滑，背面呈毛 茸状。用较大前角、较高的切 削速度和较小的进给量切削塑 性材料时，容易得到带状切屑。
制造技术
2）崩碎切屑 切削铸铁等脆性材料
制造技术
二、切削热的传散
在一般干切削的情况下，大部分的切削热由切屑传散出 去，其次由工件和刀具传散，而周围介质传散出去的热量很 少。但各种传散热量的比例，随着工件材料、刀具材料、切 削用量、刀具角度及切削方式等切削条件的不同而异。 切削热传散给切削及周围介质，对切削加工没有影响， 且传散得越多越好。 切削热传散给刀具切削部分，使刀具磨损加快，缩短刀 具的使用寿命；切削热传散给工件，影响工件的加工精度和 表面质量。 为了减小切削热对工件加工质量的不良影响，可采取的 两方面工艺措施：一是减小工件材料的变形抗力和摩擦阻力， 降低功率消耗和减少切削热；二是要加速切削热的传散，以 降低切削温度。
面粗糙度；严重时，会引起崩刀打刀，加速刀具的磨损。 二、表层材质变化
1.加工硬化
加工硬化是指在切削过程中，工件已加工表面受刀刃和后 面的挤压和摩擦而产生塑性变形，使表层组织发生变化，硬度 显著提高的现象。硬化层深度可达到0.02～0.03mm,表层硬度 约为工件材料的1.2～2倍。
制造技术
对加工硬化的影响因素：刀具几何参数、切削条件、工件
制造技术
2.润滑作用 金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用， 可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部 分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件 坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工 性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工 件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨 粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮 耐用度以及工件表面质量。 3.清洗和排屑作用 在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生 成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的 沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。 对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、 柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活 性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附
金属切削机床的基本知识
V np mm / s 60
多头螺杆的头数为K，则 V knp 60
mm / s
特点：传动平稳、传动精度较高，振动、噪声小，但 传动效率低。
21
2.常用的变速机构
1．用来改变机床转速的机构——常用的变速机构： 一是滑移齿轮变速机构，二是离合器式齿轮变速机 构 。见课件
传动链 是用来表示传动件从首端向末端传递动力的 状态，它是由若干传动副按一定方法依次组合起来 的。传动链的表示形式如下
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°
若工件被分成36份时，计算手柄每次转速n1。
19
4 ）齿轮齿条传动：主动：齿轮 n1 ,;z1从动：齿条
齿条齿距
， m:齿轮齿条模数
1
5)按照万能性程度，机床可分为：
①通用机床 工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式
车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。
②专门化机床 工艺范围较窄，它是为加工某种零件或某种工序而专门设计和
制造的，如铲齿车床、丝杠铣床等。
③专用机床 工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造
的，如大量生产的汽车零件所用的各种钻、镗组合机床。 6)按照机床主要器官的数目，可分为单轴、多轴、单刀、多刀
机床等。
2
通用金属切削机床型号编制方法
（1）机床的类别代号
车床 钻床 镗床 磨床 齿轮加工机床 螺纹加工机床
代号 C Z T M 2M 3M Y
S
读音 车 钻 镗 磨 二磨 三磨 牙 丝
第2章 金属切削机床基础练习
第2章练习题一、单项选择题1、一传动系统中，电动机经V带副带动Ⅰ轴，Ⅰ轴通过一对双联滑移齿轮副传至Ⅱ轴，Ⅱ轴与Ⅲ轴之间为三联滑移齿轮副传动，问Ⅲ轴可以获得几种不同的转速：（ C）A、3种B、5种C、6种D、8种2、滑移齿轮变速机构（A）A、不能在运动中变速B、可以在运动中变速3、带轮变速机构（B）A、可以用于车螺纹变速B、不可以用于车螺纹变速4、传动原理图（B）A、表示了机床运动时传动联系的示意图B、表示了机床所有的运动及其传动联系5、每台机床（A）A、只有一个主运动B、至少有一个主运动6、金属切削机床（ B）A、都有进给运动B、有些没有进给运动6、普通车床的传动系统中，属于内联系传动链的是（C）A主运动传动链 B机动进给传动链C车螺纹传动链 D快速进给传动链7、车螺纹时未获得正确的旋向必须（A）Ａ正确调整主轴于丝杠间的换向机构Ｂ正确安装车刀Ｃ保证工件转一圈，车刀移动一个螺距Ｄ正确刃磨车刀8、车单线螺纹时,为获得准确的螺距必须（C）Ａ正确调整主轴于丝杠间的换向机构Ｂ正确安装车刀Ｃ保证工件转一圈，车刀准确移动一个螺距Ｄ正确刃磨车刀9、车床的溜板箱是车床的( B )A主传动部件 B进给传动部件 C刀具安装部件 D工件安装部件10、车床在加工螺纹时，要求严格保证（B）A、主轴每转一周，刀架纵向移动一个螺距B、主轴每转一周，刀架纵向移动一个导程C、主轴每转一周，刀架纵向移动一个进给量D、主轴每转一周，刀架横向移动一个进给量二、填空题1、在机床型号CM6132中，字母C表示___车床___，字母M表示__精密___，主参数32的含义是___最大工件直径为320毫米____。
2、机床传动系统中，常用的机械有级变速机构有__皮带传动____、___齿轮传动___、___蜗轮蜗杆___、___齿轮齿条___和___丝杠螺母___。
3、M1432中，“M”的含义是__磨床____，“1”的含义是_外圆磨床____，“32”的含义是__主参数的1/10(能加工的最大直径为320mm ____。
机械制造技术基础课件第二章
第2章 金属切削机床
2.1 零件表面成形的方法及机床切削成形运动 2.1.1 零件表面的成形方法 各种表面的组合构成了不同的零件形状，所以 零件的切削加工归根到底是表面成形问题。 组成零件的常见表面有：内、外圆柱面和圆锥 面、平面、球面和一些成形表面（如渐开线面、 螺纹面和一些特殊的曲面等）。
2－1机器零件的组成表面
传动链包括各种传动机构，如带传动、 定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副、 蜗轮蜗杆副、滑移齿轮变速机构、离合器 变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电 的、液压的和机械的无级变速机构、数控 机床的数控系统等。上述各种机构又可以 分为具有固定传动比的“定比机构”（例 如定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副 等）和可变换传动比的“换置机构”（例 如齿轮变速箱、挂轮架、各类无级变速机 构等）两类。
床、其它机床。每一大类机床中，按结构、性能、
工艺范围、布局形式和结构的不同，还可细分为若 干组，每一组又细分为若干系（系列）。
3）机床型号的编制方法 按1985年国家机械工业部颁布的《金属切 削机床型号编制方法》部颁标准（JB1838-85） 和1994年国家标准局颁布的《金属切削机床型 号编制方法》国家推荐标准（GB/T15375-94），
图2-10 卧式车床所能加工的典型表面
车床按其用途和结构的不同可分为：普通车 床、六角车床、立式车床、塔式车床、自动和半
自动车床、数控车床等等。普通车床是车床中应
用最广泛的一种，约占车床总数的60%，其中 CA6140 卧式车床为目前最为常见的型号之一。 为正确选择和合理使用机床，应了解机床的技术 性能。通常机床的技术性能包括：工艺范围、机
普通机床型号用下列方式表示。
（◎） ○ （○） ◎ ◎ （×◎）（○）（/◎）
2.1 零件表面成形的方法及机床切削成形运动 2.1.1 零件表面的成形方法 各种表面的组合构成了不同的零件形状，所以 零件的切削加工归根到底是表面成形问题。 组成零件的常见表面有：内、外圆柱面和圆锥 面、平面、球面和一些成形表面（如渐开线面、 螺纹面和一些特殊的曲面等）。
2－1机器零件的组成表面
传动链包括各种传动机构，如带传动、 定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副、 蜗轮蜗杆副、滑移齿轮变速机构、离合器 变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电 的、液压的和机械的无级变速机构、数控 机床的数控系统等。上述各种机构又可以 分为具有固定传动比的“定比机构”（例 如定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副 等）和可变换传动比的“换置机构”（例 如齿轮变速箱、挂轮架、各类无级变速机 构等）两类。
床、其它机床。每一大类机床中，按结构、性能、
工艺范围、布局形式和结构的不同，还可细分为若 干组，每一组又细分为若干系（系列）。
3）机床型号的编制方法 按1985年国家机械工业部颁布的《金属切 削机床型号编制方法》部颁标准（JB1838-85） 和1994年国家标准局颁布的《金属切削机床型 号编制方法》国家推荐标准（GB/T15375-94），
图2-10 卧式车床所能加工的典型表面
车床按其用途和结构的不同可分为：普通车 床、六角车床、立式车床、塔式车床、自动和半
自动车床、数控车床等等。普通车床是车床中应
用最广泛的一种，约占车床总数的60%，其中 CA6140 卧式车床为目前最为常见的型号之一。 为正确选择和合理使用机床，应了解机床的技术 性能。通常机床的技术性能包括：工艺范围、机
普通机床型号用下列方式表示。
（◎） ○ （○） ◎ ◎ （×◎）（○）（/◎）
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。
2 金属切削基础知识
高速钢是指在合金工具钢中加入钨（W）、钼 （Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素的高合 金工具钢。它具有较高的强度、韧性、耐热性、耐 磨性及工艺性，是目前应用最广泛的刀具材料。高 速钢因刃磨时易获得锋利的刃口，所以又称为“锋 钢”。
高速钢按用途不同，可分为普通高速钢和高性 能高速钢；按制造工艺不同，可分为熔炼高速钢和 粉末冶金高速钢。
（1）切削用量
切削速度 进给量
vc
nd
1000
3.14 220 75 1000
51.8（1 m/min）
背吃刀量
f 60l 601.6 0.44（mm/r）
n 220
ap
dw
dm 2
75 66 2
4.5（mm）
（2）切削层参数
切削厚度
hD f sinr 0.44 sin 75 0.43（mm）
立方氮化硼：是由六方氮化硼在高温高压下转化 而成的，硬度高，耐磨性好。它主要用于加工淬火 钢、冷硬铸铁、高温合金和一些难加工材料。
四、刀具种类
由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工 艺的多样性，客观上要求进行加工的刀具具有不同的 结构和切削性能。因此，生产中所使用的刀具的种类 很多。
按用途和加工方法，刀具可分为切刀类、孔加工 刀具、拉刀类、铣刀类、螺纹刀具、齿轮刀具、磨具 类、自动线刀具和数控机床刀具等。
bD
aP sin kr
AD hDbD ap f
二、切削方式
1．直角切削和斜角切削
如右图所示：
切屑沿刀刃 法向流出
切屑流出方向
直角切削：是指刀
刃垂直于合成切削运
λs
动方向的切削方式。 斜角切削：是指刀刃
高速钢按用途不同，可分为普通高速钢和高性 能高速钢；按制造工艺不同，可分为熔炼高速钢和 粉末冶金高速钢。
（1）切削用量
切削速度 进给量
vc
nd
1000
3.14 220 75 1000
51.8（1 m/min）
背吃刀量
f 60l 601.6 0.44（mm/r）
n 220
ap
dw
dm 2
75 66 2
4.5（mm）
（2）切削层参数
切削厚度
hD f sinr 0.44 sin 75 0.43（mm）
立方氮化硼：是由六方氮化硼在高温高压下转化 而成的，硬度高，耐磨性好。它主要用于加工淬火 钢、冷硬铸铁、高温合金和一些难加工材料。
四、刀具种类
由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工 艺的多样性，客观上要求进行加工的刀具具有不同的 结构和切削性能。因此，生产中所使用的刀具的种类 很多。
按用途和加工方法，刀具可分为切刀类、孔加工 刀具、拉刀类、铣刀类、螺纹刀具、齿轮刀具、磨具 类、自动线刀具和数控机床刀具等。
bD
aP sin kr
AD hDbD ap f
二、切削方式
1．直角切削和斜角切削
如右图所示：
切屑沿刀刃 法向流出
切屑流出方向
直角切削：是指刀
刃垂直于合成切削运
λs
动方向的切削方式。 斜角切削：是指刀刃
机床课件第二章
➢ 简单成形运动：由单独的旋转运动（B）或 直线运动（A）构成的独立的成形运动 。
➢ 复合成形运动：由两个或两个以上的旋转运动
或（和）直线运动，按照某种确定的运动关系组 合而成的独立的成形运动。
《金属切削机床》
例：车外圆
母线：圆，轨迹法。 需要1个简单成形 运动—工件旋转B1；
导线：直线，轨迹 法。需要1个简单成 形运动—车刀直线 平移A2。
按运动的功用分为： ➢ 表面成形运动（基本运动）：机床上的刀具和工件，
为了直接形成被加工工件表面的运动。
形成母线和导线所需运动数之和，即为成形运动 的数目。 ➢ 非表面成形运动（辅助运动）：机床上除成形运动 外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作 。
《金属切削机床》
一、表面成形运动
（一）简单成形运动、复合成形运动 按组成情况的不同，成形运动分为：
《金属切削机床》
展 成 运 动
《金属切削机床》
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。
刀具：尖头车刀、刨刀。 切削刃与被加工表面为点接触（实际是短弧线）
形成发生线2需要一个成形运动 。
《金属切削机床》
（2）成形法：利用成形刀具对工件进行加工
的方法。
➢ 切削刃1与所需形成 的发生线2完全吻合
2 1
形成发生线 2不需要有成形运动
《金属切削机床》
（3）相切法：利用刀具边 旋转边作轨迹运动来对工 件进行加工的方法。
•刀具：铣刀、砂轮等旋 转加工刀具。 •垂直于刀具旋转轴线的 截面内，切削刃也可看 作是点, 当该切削点绕着 刀具轴 线作旋转运动， 刀具轴线沿着发生线的 等距线作轨迹运动
➢ 复合成形运动：由两个或两个以上的旋转运动
或（和）直线运动，按照某种确定的运动关系组 合而成的独立的成形运动。
《金属切削机床》
例：车外圆
母线：圆，轨迹法。 需要1个简单成形 运动—工件旋转B1；
导线：直线，轨迹 法。需要1个简单成 形运动—车刀直线 平移A2。
按运动的功用分为： ➢ 表面成形运动（基本运动）：机床上的刀具和工件，
为了直接形成被加工工件表面的运动。
形成母线和导线所需运动数之和，即为成形运动 的数目。 ➢ 非表面成形运动（辅助运动）：机床上除成形运动 外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作 。
《金属切削机床》
一、表面成形运动
（一）简单成形运动、复合成形运动 按组成情况的不同，成形运动分为：
《金属切削机床》
展 成 运 动
《金属切削机床》
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。
刀具：尖头车刀、刨刀。 切削刃与被加工表面为点接触（实际是短弧线）
形成发生线2需要一个成形运动 。
《金属切削机床》
（2）成形法：利用成形刀具对工件进行加工
的方法。
➢ 切削刃1与所需形成 的发生线2完全吻合
2 1
形成发生线 2不需要有成形运动
《金属切削机床》
（3）相切法：利用刀具边 旋转边作轨迹运动来对工 件进行加工的方法。
•刀具：铣刀、砂轮等旋 转加工刀具。 •垂直于刀具旋转轴线的 截面内，切削刃也可看 作是点, 当该切削点绕着 刀具轴 线作旋转运动， 刀具轴线沿着发生线的 等距线作轨迹运动
2.2金属切削机床的基本知识
机床的技术性能指标
表 常用机床主参数和第二主参数
机床名称 主参数 第二主参数
普通车床
立式车床 升降台铣床 摇臂钻床 卧式镗床 坐标镗床 外圆磨床 矩台平面磨床 滚齿机
床身上工件最大回转直径
最大车削直径 工作台工作面宽度 最大钻孔直径 主轴直径 工作台工作面宽度 最大磨削直径 工作台工作面宽度 最大工件直径
转速图(有级变速)
竖线：轴（标明轴号） 圆点：轴所能有的转速 转速值：等比数列，对数坐标 两轴(竖线)之间的线段：一对传 动副，并在线旁标明带轮直径之 比或齿轮的齿数比 两竖线之间的一组平行线：同一 对传动副 上斜的线：升速传动 下斜的线：降速传动 作用：从转速图上很容易找出各 级转速的传动路线和各轴、齿轮 的转速范围
通用机床 按机床的通 用性程度分 专门化机床 专用机床
普通机床 按机床工 作精度分
精密机床
高精度机床
按机床重量和尺寸分
仪表机床 中型机床 大型机床 10t 重型机床 30t 超重型机床 100t
按自动化程度分
手动 机动 半自动 自动
按主要工作器官的数目
单轴机床 多轴机床 单刀机床 多刀机床
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的尺寸大小和加工 能力的各种数据， 一般包括：主参数，第二主参数，主要工作部件的 结构尺寸，主要工作部件的移动行程范围，各种运 动的速度范围和级数，各电机的功率，机床轮廓尺 寸等。
2、机床的技术参数与尺寸系列
主参数是反映机床最大工作能力的一个主要 参数，它直接影响机床的其他参数和结构大小。
《金属切削机床》
（3）相切法：
利用刀具边旋转边作轨迹运动来对工件进 行加工的方法。
金属工艺学(邓文英, 郭晓鹏, 邢忠文主编) 02第二章
第二章 金属切削机床的基本知识
第一节 切削机床的类型和基本构造
一、切削机床的类型
按加工方式、加工对象或主要用途分为11大类，即车 床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、 铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床等。在每一类机床 中，又按工艺范围、布局形式和结构分为若干组，每一组 又细分为若干系列。国家制定的金属切削机床型号编制方 法（GB/T 1537－2008)就是依据此分类方法进行编制的。
综合上述特点，数控机床适宜在多品种、中小批量
生产中，加工形状比较复杂且精度要求较高的零件。
4. 数控机床的发展
数控机床的工艺性能已由加
工循环控制、加工中心，发展到
适应控制。
数控机床的控制装置，经历
了电子管元件—晶体管和印刷电
路板元件—集成电路—小型计算
机—微处理器的发展过程。
图 2-17 立式加工中心
图 2-23 CAM的狭义概念
第二章完
（2）柔性制造系 统（FMS）
（3）柔性自动
生产线（FTL） 它是由更多的
数控机床、输送和 存储系统等所组成 的性制造系统。
图 2-21 几种制造系统的对比
三、计算机集成制造系统
图 2-22 CIMS的基本组成
四、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）概述
图 2-23 CAD的概念
计算机辅助制造（CAM）狭义的概念如下图所示
⑶ 刀架回转的传动系统 液压马达—平板分度凸轮—一对齿轮副—刀架回转 ⑷ 螺纹加工的实现
主轴脉冲发生器直接或间接测定主轴的转速—数 控系统—进给传动伺服电机
4. 机床机械传动的组成
机床机械传动主要由以下几部分组成： ⑴ 定比传动机构
具有固定传动比或固定传动关系的机构。
第一节 切削机床的类型和基本构造
一、切削机床的类型
按加工方式、加工对象或主要用途分为11大类，即车 床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、 铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床等。在每一类机床 中，又按工艺范围、布局形式和结构分为若干组，每一组 又细分为若干系列。国家制定的金属切削机床型号编制方 法（GB/T 1537－2008)就是依据此分类方法进行编制的。
综合上述特点，数控机床适宜在多品种、中小批量
生产中，加工形状比较复杂且精度要求较高的零件。
4. 数控机床的发展
数控机床的工艺性能已由加
工循环控制、加工中心，发展到
适应控制。
数控机床的控制装置，经历
了电子管元件—晶体管和印刷电
路板元件—集成电路—小型计算
机—微处理器的发展过程。
图 2-17 立式加工中心
图 2-23 CAM的狭义概念
第二章完
（2）柔性制造系 统（FMS）
（3）柔性自动
生产线（FTL） 它是由更多的
数控机床、输送和 存储系统等所组成 的性制造系统。
图 2-21 几种制造系统的对比
三、计算机集成制造系统
图 2-22 CIMS的基本组成
四、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）概述
图 2-23 CAD的概念
计算机辅助制造（CAM）狭义的概念如下图所示
⑶ 刀架回转的传动系统 液压马达—平板分度凸轮—一对齿轮副—刀架回转 ⑷ 螺纹加工的实现
主轴脉冲发生器直接或间接测定主轴的转速—数 控系统—进给传动伺服电机
4. 机床机械传动的组成
机床机械传动主要由以下几部分组成： ⑴ 定比传动机构
具有固定传动比或固定传动关系的机构。
机械制造技术PPT课件第二章金属切削基本原理
工艺系统刚性差—大主偏角
合理副偏角值的选择
添加标题
一般较小
添加标题
—5°~10°
添加标题
精加工
添加标题
—小，0°
添加标题
加工高强高硬材料或断续切削
添加标题
—小，4°～6°
添加标题
切断刀、锯片、槽铣刀
添加标题
—小，1°～2°
过渡刃的型式
①直线刃
—粗车、强力车 κrε=κr/2
②圆弧刃
—粗糙度值小
冷却作用 清洗与防锈作用
常用切削液及其选用 =乳化油+水 切削油 = 矿物油、+动植物油 极压切削油 =切削油+硫、氯和磷极压添加剂 难加工材料的精加工
=水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂 磨削、粗加工
①水溶液
01
车削、钻削、攻螺纹 滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工
②乳化液
02
刀具磨损与刀具耐用度
4
磨屑形态
带状切屑
直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃
刀具合理几何参数选择应考虑的因素
—化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等
①工件材料
壹
—化学成分、性能，刀具结构形式
②刀具材料及结构
—机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液
③加工条件
叁
贰
各参数间的联系 —综合考虑相互作用与影响
刀具角度的选择
大后角→减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快
后角的选择原则
工艺系统刚性 刚性差—振动 → 小后角 精度要求高 —重磨 → 小后角
切削层厚度hD小 → 大后角 切削层厚度hD大 → 小后角
强度、硬度高 → 小后角 塑性大 → 大后角
合理副偏角值的选择
添加标题
一般较小
添加标题
—5°~10°
添加标题
精加工
添加标题
—小，0°
添加标题
加工高强高硬材料或断续切削
添加标题
—小，4°～6°
添加标题
切断刀、锯片、槽铣刀
添加标题
—小，1°～2°
过渡刃的型式
①直线刃
—粗车、强力车 κrε=κr/2
②圆弧刃
—粗糙度值小
冷却作用 清洗与防锈作用
常用切削液及其选用 =乳化油+水 切削油 = 矿物油、+动植物油 极压切削油 =切削油+硫、氯和磷极压添加剂 难加工材料的精加工
=水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂 磨削、粗加工
①水溶液
01
车削、钻削、攻螺纹 滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工
②乳化液
02
刀具磨损与刀具耐用度
4
磨屑形态
带状切屑
直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃
刀具合理几何参数选择应考虑的因素
—化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等
①工件材料
壹
—化学成分、性能，刀具结构形式
②刀具材料及结构
—机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液
③加工条件
叁
贰
各参数间的联系 —综合考虑相互作用与影响
刀具角度的选择
大后角→减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快
后角的选择原则
工艺系统刚性 刚性差—振动 → 小后角 精度要求高 —重磨 → 小后角
切削层厚度hD小 → 大后角 切削层厚度hD大 → 小后角
强度、硬度高 → 小后角 塑性大 → 大后角
2-1_金属切削刀具
（1）圆周铣削法（周铣法） 周铣法有两种铣削方式： 逆铣法和顺铣法。
逆铣法和顺铣法
逆 铣：铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相反。 顺 铣：铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相同。
逆铣的加工特点
逆铣时
逆铣时，刀齿的切削厚度从ac=0至acmax,切削平稳; 同时，工件表面受到较大的挤压应力，冷硬现象严重， 加剧刀齿磨损，并影响已加工表面质量。 逆铣时刀齿是从切削层内部开始工作的，当工件表面 有硬皮时，对刀齿没有直接影响； 同时作用于工件上的进给力Ff与其进给方向相反，使 铣床工作台进给机构中的丝杠螺母始终保持良好的右侧面 接触，因此进给速度比较平稳。 （下图所示）
⑵铣削加工
⑶端面铣刀
端面铣刀
.
端铣刀的几何角度 端铣刀的每个刀齿类似车刀， 有主、副切削刃和过渡刃。在正 交平面系内端铣刀的标注角度有： γo、αo、kr、k’r和λs。 硬质合金端铣刀
硬质合金端铣刀
⑷铣削方式
.
3. 铣削方式及合理选用
不同的铣削方式对刀具的耐用度、工件的加工表面粗 糙度、铣削过程的平稳性及切削加工的生产率等都有很大 的影响。
图： 铰刀的结构
3、铣刀
常用的铣刀有： 圆柱铣刀----用来铣削工件上的小的平面。 键槽铣刀----专用来铣削外键槽。 盘状铣刀----用来铣削各种窄槽或小的台阶面。 端面铣刀----用于铣削较大的工件平面。
⑴各种铣刀
a)圆柱形铣刀 b)硬质合金面铣刀 c)错齿三面刃铣刀 d)锯片铣刀 e)立铣刀 f)模具铣刀 g)键槽铣刀 h)单角铣刀 i)双角铣刀 j）成形铣刀
用途：用于对中
小直径孔的精加工， 精绞后，孔的表面 粗糙度可达 1.6～0.8 μm ；还 可用来加工锥销孔
金属切削教案课程
金属切削教案课程第一章：金属切削基础1.1 金属切削概念介绍金属切削的定义和作用解释切削加工的基本原理1.2 切削工具介绍不同类型的切削工具（刀片、钻头等）解释切削工具的选用原则1.3 切削参数介绍切削速度、进给量和切削深度的概念解释切削参数对加工质量的影响第二章：金属切削机床2.1 机床概述介绍金属切削机床的分类和特点解释机床的主要组成部分（床身、主轴等）2.2 数控机床介绍数控机床的定义和工作原理解释数控编程的基本概念和步骤2.3 机床选用与维护介绍机床选用的考虑因素（加工需求、预算等）解释机床的日常维护和保养方法第三章：金属切削加工方法3.1 车削加工介绍车削加工的定义和应用范围解释车削加工的基本步骤和操作要点3.2 铣削加工介绍铣削加工的定义和应用范围解释铣削加工的基本步骤和操作要点3.3 钻削加工介绍钻削加工的定义和应用范围解释钻削加工的基本步骤和操作要点第四章：金属切削工艺与参数调整4.1 切削工艺概述介绍切削工艺的概念和作用解释切削工艺的分类和选用原则4.2 切削参数调整介绍切削速度、进给量和切削深度的调整方法解释切削参数调整对加工质量的影响4.3 切削液的使用介绍切削液的作用和种类解释切削液的使用方法和注意事项第五章：金属切削加工质量控制5.1 加工质量概述介绍加工质量的概念和重要性解释加工质量的评估方法和指标5.2 加工误差分析介绍加工误差的种类和产生原因解释加工误差控制的方法和措施5.3 加工质量改进介绍加工质量改进的方法和步骤解释加工质量持续改进的重要性和实施策略第六章：金属切削刀具选择与应用6.1 刀具材料介绍常用刀具材料的特性与应用范围解释不同材料刀具的选用原则6.2 刀具几何参数介绍刀具几何参数（前角、后角等）的概念和作用解释刀具几何参数对加工质量的影响6.3 刀具选择与应用介绍刀具选择的方法和步骤解释刀具在实际加工中的应用技巧第七章：金属切削加工安全与环保7.1 安全操作规程介绍金属切削加工中的安全操作规程解释遵守安全操作规程的重要性7.2 常见事故预防与处理分析金属切削加工中常见事故的原因和预防措施介绍事故发生时的应急处理方法7.3 环保意识与实践强调金属切削加工中对环境保护的重要性介绍实施绿色加工的方法和途径第八章：金属切削加工实例分析8.1 轴类零件加工分析轴类零件的加工工艺和操作要点解释不同材料轴类零件的加工方法选择8.2 平面零件加工分析平面零件的加工工艺和操作要点解释不同材料平面零件的加工方法选择8.3 腔体零件加工分析腔体零件的加工工艺和操作要点解释不同类型腔体零件的加工方法选择第九章：金属切削加工自动化与智能制造9.1 数控技术应用介绍数控技术在金属切削加工中的应用解释数控加工的优势和局限性9.2 辅助加工介绍在金属切削加工中的应用解释辅助加工的优势和局限性9.3 智能制造发展趋势探讨金属切削加工行业向智能制造转型的趋势分析智能制造对金属切削加工的影响和挑战第十章：金属切削加工技能提升与职业发展10.1 技能提升途径介绍金属切削加工技能提升的途径（培训、实践等）解释持续学习与技能提升的重要性10.2 职业资格认证介绍金属切削加工行业的职业资格认证体系解释获得职业资格认证的意义和价值10.3 职业发展规划探讨金属切削加工职业技能人员的职业发展路径分析职业发展规划的制定方法和注意事项重点解析本文教案主要围绕金属切削加工展开，涵盖了基础概念、机床种类、加工方法、工艺参数、刀具选择、安全环保、实例分析、自动化智能制造以及职业发展等多个方面。
金属切屑机床的基本知识概要
总传动比等于各传动 副传动比的乘积。
传动链图例
①类别代号：用汉语拼音字母（大写）表示。
类别：车床 钻床 镗床 磨床 铣床 刨插床 齿轮加工机床
代号： C Z T M、 2M、3M X B
Y
②通用特性代号：用汉语拼音字母（大写）表示
特性： 高精度 精密 自动 半自动 万能 数字程序控制 轻型
代号： G M Z B W K
Q
③组、系代号：第一组数字表示组别、第二组数字表示系别
例1：Z3040X46 /S2
例2：X6132
Z:类别代号（钻床类） 3:组别代号（摇臂钻床组）
X：类别代号（铣床类） 6：组别代号（卧式铣床组）
0:系别代号（摇臂钻床系）
1：系别代号（万能升降台系）
40:主参数代号（最大钻孔直径 400mm）
32：主参数代号（工作台面宽度
1/10）
例X1机634床06：0:厂第Mm）二Mm主）71参S32数2:A企（业最代大号跨（距沈阳第二例T4：：类别TH代M号6（3镗50床/类JC）S
缺点：易打滑，传动比不准确，传动效率低。
（2）齿轮传动（齿轮—齿轮）
是目前机床上应用最多的一种传动方式。
➢ 传动比:
主动齿轮齿数
i n2 z1
n1
z 2 从动齿
➢ 特点
轮齿数
优点：结构紧凑，传动比准确；
传递扭矩大，传动效率高。
缺点：当齿轮的制造精度不高时，噪音大，工作不够平稳。
（要求齿面硬度要高）
M：类别代号（磨床类）
H：结构性代号（加工中心）
M：通用特性代号（精密）
M：通用特性代号（精密）
7：组别代号（平面及端面磨床组） 6：组别代号（卧式铣镗床组）
传动链图例
①类别代号：用汉语拼音字母（大写）表示。
类别：车床 钻床 镗床 磨床 铣床 刨插床 齿轮加工机床
代号： C Z T M、 2M、3M X B
Y
②通用特性代号：用汉语拼音字母（大写）表示
特性： 高精度 精密 自动 半自动 万能 数字程序控制 轻型
代号： G M Z B W K
Q
③组、系代号：第一组数字表示组别、第二组数字表示系别
例1：Z3040X46 /S2
例2：X6132
Z:类别代号（钻床类） 3:组别代号（摇臂钻床组）
X：类别代号（铣床类） 6：组别代号（卧式铣床组）
0:系别代号（摇臂钻床系）
1：系别代号（万能升降台系）
40:主参数代号（最大钻孔直径 400mm）
32：主参数代号（工作台面宽度
1/10）
例X1机634床06：0:厂第Mm）二Mm主）71参S32数2:A企（业最代大号跨（距沈阳第二例T4：：类别TH代M号6（3镗50床/类JC）S
缺点：易打滑，传动比不准确，传动效率低。
（2）齿轮传动（齿轮—齿轮）
是目前机床上应用最多的一种传动方式。
➢ 传动比:
主动齿轮齿数
i n2 z1
n1
z 2 从动齿
➢ 特点
轮齿数
优点：结构紧凑，传动比准确；
传递扭矩大，传动效率高。
缺点：当齿轮的制造精度不高时，噪音大，工作不够平稳。
（要求齿面硬度要高）
M：类别代号（磨床类）
H：结构性代号（加工中心）
M：通用特性代号（精密）
M：通用特性代号（精密）
7：组别代号（平面及端面磨床组） 6：组别代号（卧式铣镗床组）
金属切削机床基础知识
应用领域与发展趋势
应用领域
金属切削机床广泛应用于汽车、航空、机械制造、电子等工 业领域。
发展趋势
随着科技的不断进步，金属切削机床正朝着高精度、高效率 、智能化的方向发展，同时也面临着环保和节能的挑战。
02 金属切削机床组成
机床主体部分
01
02
03
床身
机床的基础部件，用于支 撑和固定其他部件，要求 有足够的刚性和稳定性。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
分类
金属切削机床按加工方式可分为 车床、铣床、钻床、磨床等；按 自动化程度可分为手动、半自动 和全自动机床。
工作原理与特点
工作原理
金属切削机床通过主轴的旋转运动和 刀具的进给运动，使刀具与工件产生 相对运动，从而实现切削加工。
特点
金属切削机床具有加工精度高、加工 范围广、适应性强等优点，但也存在 能耗高、噪音大等缺点。
防护措施
为防止操作过程中发生意外伤害，应采取相 应的防护措施，如设置安全罩、防护栏、防 护门等，确保操作区域的安全。
废弃物处理与环保要求
废弃物分类
根据金属切削废料的性质和数量，进行分类 处理，避免混杂和污染。
环保要求
金属切削机床应符合国家及地方环保要求， 减少噪音、粉尘、废水的排放，采用环保材
料和工艺，提高资源利用效率。
要点一
总结词
随着科技的不断进步，金属切削机床正在向高精度化和智 能化方向发展，以提高加工质量和效率。
要点二
详细描述
高精度化方面，新型的金属切削机床采用了先进的控制系 统和加工技术，使得加工精度得到了显著提升，能够满足 高端制造业的严格要求。智能化方面，金属切削机床正逐 步实现自动化和智能化，通过引入人工智能、机器学习等 技术，能够实现自适应加工、智能故障诊断等功能，提高 生产效率和加工过程的可靠性。
《机床基础知识》PPT课件
2021/8/3
25
磨床液压传动
2021/8/3
26
图2-15 工作台右移时换向阀6的活塞位置
2021/8/3
27
3．机床液压传动的组成
(1)动力元件—油泵。将电动机输入的机械能转换为液体的压 力能，是能量转换装置(能源)。
(2)执行机构—油缸或油马达。把油泵输入的液体压力能转变 为工作部件的机械能，它也是一种能量转换装置(液动机)。
• 缺点：
(1)当油液温度和粘度变化或负载变化时，往往不易保持运动速度 的稳定，不宜在低温或高温条件下工作。 (2) 在相对运动表面间不可避免要有泄露，同时液体有可压缩性， 管路等也会产生弹性变形，故不宜作定比传动。 (3)维修不如机械传动机构简便。
2021/8/3
29
§2－3自动机床和数控机床简介
降速比大、传动平稳、噪
声小，结构紧凑；传动效
率比齿轮传动低、需有良
好的润滑条件。
2021/8/3
15
（5）螺杆传动
若螺杆旋转，螺母不转，则沿轴线方向相对移动的速度：
v nP mm/s 60
传动平稳、噪声小、 传动精度高、传动效 率低
2021/8/3
16
2.传动链及传动比
• 传动链-----实现从首端件向末端件传递运动的一系列传动件的总和。由若干传动 副按一定方法依次组合而成。
开环控制、
2021/8/3
37
闭环控制
半闭环控制
2021/8/3
38
3．数控机床加工的特点和应用
特点与应用 适应性广 利用率高 准备时间短
在加工范围内， 辅助 改变加工件时 时间短
只需改变程序。
2021/8/3
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°
《机械加工技术》(侯志敏)815-6课件 第二章 金属切削的基本知识
（1）刀杆：刀杆用于夹持刀具, 又称夹持部分。 （2）刀体：刀体用于切削, 又称切削部分。
① 前面Aγ : 又称前刀面。 ② 后面Aα : 又称后刀面。 ③ 副后面A′α ④ 主切削刃S ⑤ 副切削刃S′ ⑥ 刀尖
二、 刀具的标注角度参考系
l 在刀具设计、 制造、 刃磨、 测量时用于定义刀具几何参数的参考系, 称为刀具标注角度参考系或静止参考系。 刀具静止参考系中常用的正交平面参考系,如下图所示:
刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。
进给运动是刀具与
工件之间产生附加的 相对运动,即连续地 切除切屑,获得具有 几何特征的已加工表 面，用υf 表示。
车外圆时的切削运动
主运动是刀具和工
件之间产生的主要相 对运动,用υc 表示。 是切下切屑所需要的 最基本的运动,是切 削加工中速度最高、
消耗功率最多的运动 。
基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po 副切削平面P′s
通过切削刃上的选定点,垂直于该点 切削速度方向的平面。
通过切削刃上的选定点,与该切削 刃相切并垂直于基面的平面。
通过切削刃上选定点,并同时垂直于 该点基面和切削平面的平面。
通过副切削刃上选定点,与副切 削刃相切并垂直于基面的平面。
三、 刀具的标注角度
二、切削过程的工件表面
在切削过程中,工件上有以下3个不断变化着的表面,如下图所示。
工件上即将被切除 的表面。
加工时主切削刃正 在切削的表面,它 处于已加工表面和 待加工表面之间。
工件上经刀具切去 材料后形成的新的 工件表面。
车外圆时的加工表面
三、切削要素
1. 切削用量
l 切削用量是指切削速度υc、进给量f（或进给速度υf）和背吃刀量ap 。 （1）切削速度（vc） l 切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度,其单位是
① 前面Aγ : 又称前刀面。 ② 后面Aα : 又称后刀面。 ③ 副后面A′α ④ 主切削刃S ⑤ 副切削刃S′ ⑥ 刀尖
二、 刀具的标注角度参考系
l 在刀具设计、 制造、 刃磨、 测量时用于定义刀具几何参数的参考系, 称为刀具标注角度参考系或静止参考系。 刀具静止参考系中常用的正交平面参考系,如下图所示:
刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。
进给运动是刀具与
工件之间产生附加的 相对运动,即连续地 切除切屑,获得具有 几何特征的已加工表 面，用υf 表示。
车外圆时的切削运动
主运动是刀具和工
件之间产生的主要相 对运动,用υc 表示。 是切下切屑所需要的 最基本的运动,是切 削加工中速度最高、
消耗功率最多的运动 。
基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po 副切削平面P′s
通过切削刃上的选定点,垂直于该点 切削速度方向的平面。
通过切削刃上的选定点,与该切削 刃相切并垂直于基面的平面。
通过切削刃上选定点,并同时垂直于 该点基面和切削平面的平面。
通过副切削刃上选定点,与副切 削刃相切并垂直于基面的平面。
三、 刀具的标注角度
二、切削过程的工件表面
在切削过程中,工件上有以下3个不断变化着的表面,如下图所示。
工件上即将被切除 的表面。
加工时主切削刃正 在切削的表面,它 处于已加工表面和 待加工表面之间。
工件上经刀具切去 材料后形成的新的 工件表面。
车外圆时的加工表面
三、切削要素
1. 切削用量
l 切削用量是指切削速度υc、进给量f（或进给速度υf）和背吃刀量ap 。 （1）切削速度（vc） l 切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度,其单位是
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
※ 类别代号
类车 钻镗
别 床床床
磨床
齿螺
特
轮纹铣 刨 拉 种 锯 其
加加 工工
插
加 工
它ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机
机机床 床 床 机 床 床
床床
床
代 号 C Z T M 2M 3M Y S X B L D G Q
读 音
车
钻
镗磨
2磨
3磨
牙丝 铣
刨
拉
电
割
其
※ 机床的特性代号—通用特性代号
简柔
通高精自半数加仿轻加式性数高
用 特 性
精 度
密
动
自 动
控
工 中 心
形
型
重 型
或 经 济
加 工 单
显
速
型元
代GMZ B KH F Q C J R X S 号
读高密自半控换仿轻重简柔显速 音
※ 机床的特性代号—结构特性代号
对于结构、性能不同的机床 加结构特性代号予以区别
为避免混淆，通用特性代号已用的字母 及“I”、“O”都不能作为结构特性代号
主参数的 折算系数 1 1/10 1/100 1/10 1 1 1/10 1/10 1/10 1/10 1/10 1/10 1/10 1/100 1/10 1/10 1/10 1/10 1
第二主参数
最大工件高度 最大车削长度 最大跨距 轴数
工作台面长度 最大磨削长度
(大多数是)最大模数 工作台面长度 工作台面长度 最大刨削长度
机床名称 单轴自动车床 转塔车床 立式车床 卧式车床 摇臂钻床 立式钻床 卧式铣镗床 坐标镗床 外圆磨床 内圆磨床 平面磨床 端面磨床 齿轮加工机床 龙门铣床 卧式升降台铣床 龙门刨床 牛头刨床 插床 拉床
主参数名称 最大棒料直径 最大车削直径 最大车削直径 床身上最大工件回转直径 最大钻孔直径 最大钻孔直径 镗轴直径 工作台面宽度 最大磨削直径 最大磨削孔径 工作台面宽度 最大砂轮直径 (大多数是)最大工件直径 工作台面宽度 工作台面宽度 最大刨削宽度 最大刨削长度 最大插削长度 额定拉力
机床型号示例
4. Z3040×16/S2
Z --类代号(钻床类机床) 3--组代号(摇臂钻床组) 0--系代号(摇臂钻床系) 40--主参数(最大钻孔直径40mm) 16--第二主参数(最大跨距1600mm) S2--企业代号(中捷友谊厂)
机床型号示例
5.CX5112A/WF
C —类代号(车床类机床) X —通用特性代号(数显) 5 —组代号(立式车床组) 1 —系代号(单立柱车床系) 12 —主参数(最大工件回转直径1250) WF —企业代号（瓦房店机床厂）
大家好
金属切削机床基础知识
金属切削机床是使用切削的方法将坯料加工 成机器零件的机器（也称工业母机），简称 机床）。
占机器制造技术装备的50%以上，其工作量 占机器制造总量的40% ~ 60%。
为了满足不同零件的加工需要，机床的种类 多种多样。
一、机床的分类 二、机床型号的编制 三、机床的传动
按加工性质、刀具：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工
机床的型号是机床产品的代号，用以简明 地表示机床的类型，主要技术参数，性能和 结构特点等。《 GB1838-85金属切削机床型 号编制方法》
☆ 通用机床的型号表示
（△）○（○）△ △ △（×△）（●）/ （●）（-●）
企业代号
其它特性代号 重大改进顺序号 主轴数或第二主参数 主参数或设计顺序号 系代号 组代号 通用特性、结构特性代号 类别代号 分类代号
按重量和尺寸：
仪表机床 中型机床（一般机床） 大型机床（10t～30t） 重型机床（30t～100t） 超重型机床（大于100t）
●机床的分类
按自动化程度分：
手动 机动 半自动 自动机床
按机床主要工作 部件的数目分：
单轴 多轴 单刀 多刀
二、机床型号的编制
GB/T15375--94 (JB1838/85)
机床型号示例
2.XK5030
X--类代号(铣床类机床) K--通用特性代号(数控) 5--组代号(立式升降台铣床组) 0--系代号(立式铣床系) 30--主参数(工作台面宽度的1/10)
机床型号示例
3. MGl432A
M—类别代号（磨床类） G—通用特性（高精度） 1—组别代号（外圆磨床组） 4—系别代号（万能外圆磨床系） 32—主参数（最大磨削直径320mm） A—重大改进顺序号（第一次重大改进）
CA6136
CA6140
数控车床
外圆磨床
三、机床的传动
1、机床的组成
机床必须具备三个基本部分：
执行件
运动源
执行机床运动的 部件
为执行件提供运 动和动力的装置
二主参数
机床主参数代表机床规格的大小。 用折算值（主参数乘以折算系数1/10或 1/100 ）表示
第二主参数一般指主轴数、最大跨距、最 大工件长度、工作台工作长度等。第二主 参数也用折算值1/10或1/100表示
其 折 算 值 等 于 主 参 数 乘 以 折 算 系 数主参数大多数情况下用折算值表示，
机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机
床、锯床、其它机床 , 共12类
一、
齿螺
特
机 床 的
类车钻镗 别床床床
磨床
轮 加 工 机
纹 加 工 机
铣 床
刨 插 床
拉 床
种 加 工 机
锯 床
其 它 机 床
床床
床
分 类
代 号C
Z
T
M
23 MM
Y
S
XB
LDGQ
读 音
车
钻
镗
磨
2 磨
3 磨
牙
丝
铣
刨
拉
电
割
其
按应用范围：
卧式车床、万能 升降台铣床
通用机床——加工范围广，通丝杆用车性床、强曲轴 车床、凸轮轴车 单件小批 床
专门化机床——工艺窄
某类零件特机床定主轴工箱序专 加工
用镗床、组合
专用机床——工艺最窄，某机零床 件特定工序加工
大批量生产
●机床的分类
普通精度机床 按工作精度分： 精密机床
高精度机床
※ 机床的重大改进顺序号
当机床的性能及结构布局有重大改进时 加重大改进号A、B、C …
※ 其它特性代号
※ 企业代号
机床型号示例
1.CA6140
C--类代号(车床类机床) A--结构特性代号 6--组代号(落地及卧式车床组) 1--系代号(卧式车床系) 40--主参数(最大工件回转直径的1/10)
◆结构特性代号在机床型号中没有统一的含义
※ 机床的组别代号和系列代号
机床按其结构性能及使用范围，每类机床划分 为10个组，每个组又划分为10个系，分别用两 位阿拉伯数字0～9表示，前一位表示组别，后一位
表示系别。 组别和系别代号用两位数字表示
❖两位数字：前——组别 后——系列
※ 机床的主参数、设计顺序号和第