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

C轴

Y轴

B轴

X轴

A

(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。