机械制造工程学 第三章 金属切削机床.ppt
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机械制造工程学PPT课件3.5切削热与切削温度
αp增大，刀刃工作长度增大，散热条件改善，故αp对切削温 度的影响相对较小。
2.刀具几何参数对切削温度的影响
(1)前角ro对切削温度的影响 ro增大,变形减 小，切削力减小，切削温度下降。前角超过 18º—20º后, ro对切削温度的影响减弱，这 是因为刀具楔角(前、后刀面的夹角)减小而使 散热条件变差的缘故。
切削热由切屑、工件、刀具及周围的介质(空气，切削液)向 外传导。影响散热的主要因素是：
(1)工件材料的导热系数 工件材料的导热系数高，由切屑 和工件传导出去的热量就多，切削区温度低。工件材料导 热系数低，切削热传导慢，切削区温度高，刀具磨损快。
(2)刀具材料的导热系数 刀具材料的导热系数高，切削区 的热量向刀具内部传导快，可以降低切削区的温度。
(2)主偏角Kr对切削温度的影响 减小Kr,切 削刃工作长度和刀尖角增大，散热条件变 好,使切削温度下降。
3.工件材料对切削温度的影响
工件材料的强度和硬度高，克服塑性变形和弹 性变形需要的力越大，产生的切削热多，切削温 度就高。
工件材料的导热系数小,切削热不易散出，切削 温度相对较高。
切削灰铸铁等脆性材料时，切削变形小，摩擦 小，切削温度一般较切削钢时低。
2.人工热电偶法
图为用人工热电偶法测量切削温度的示意图。
用两种预先经过标定的金属丝组成热电偶， 它的热端焊接在测混点上，冷端接在毫伏表
上。用这种方法测得的是某一点的温度。
图示为采用人工热电偶法测量并辅以传热学计算得到的刀 具、切屑和工件的切削温度(单位为ºC)分布图。
由图中可以看出：①剪切面上各点温度几乎相同，说明剪 切面上各点的应力应变规律基本相同；②前刀面上温度最 高点不在切削刃上，而是在离切削刃有一定距离的地方。
2.刀具几何参数对切削温度的影响
(1)前角ro对切削温度的影响 ro增大,变形减 小，切削力减小，切削温度下降。前角超过 18º—20º后, ro对切削温度的影响减弱，这 是因为刀具楔角(前、后刀面的夹角)减小而使 散热条件变差的缘故。
切削热由切屑、工件、刀具及周围的介质(空气，切削液)向 外传导。影响散热的主要因素是：
(1)工件材料的导热系数 工件材料的导热系数高，由切屑 和工件传导出去的热量就多，切削区温度低。工件材料导 热系数低，切削热传导慢，切削区温度高，刀具磨损快。
(2)刀具材料的导热系数 刀具材料的导热系数高，切削区 的热量向刀具内部传导快，可以降低切削区的温度。
(2)主偏角Kr对切削温度的影响 减小Kr,切 削刃工作长度和刀尖角增大，散热条件变 好,使切削温度下降。
3.工件材料对切削温度的影响
工件材料的强度和硬度高，克服塑性变形和弹 性变形需要的力越大，产生的切削热多，切削温 度就高。
工件材料的导热系数小,切削热不易散出，切削 温度相对较高。
切削灰铸铁等脆性材料时，切削变形小，摩擦 小，切削温度一般较切削钢时低。
2.人工热电偶法
图为用人工热电偶法测量切削温度的示意图。
用两种预先经过标定的金属丝组成热电偶， 它的热端焊接在测混点上，冷端接在毫伏表
上。用这种方法测得的是某一点的温度。
图示为采用人工热电偶法测量并辅以传热学计算得到的刀 具、切屑和工件的切削温度(单位为ºC)分布图。
由图中可以看出：①剪切面上各点温度几乎相同，说明剪 切面上各点的应力应变规律基本相同；②前刀面上温度最 高点不在切削刃上，而是在离切削刃有一定距离的地方。
机床结构图ppt课件
•
2.夹持容易，无震动，加工面精度高。
•
3.制置容易，适于长薄型工件。
•
4.进给消耗功率少。
铣床下铣之缺点： 1.铣床螺杆需有间隙消除装置，否则易产生无效间隙运动。
•
2.不适合铣削铸铁及锻件。
•
3.铣刀齿易因冲击而断裂。
.
普通铣床的基本组成、结构及基本原理
• 立式铣床是一种通用金属切削机床。本机床的主轴锥孔可直接或通过附 件安装各种圆柱铣刀、成型铣刀、端面铣刀、角度铣刀等刀具，
• 立式铣床与卧式铣床相比较，主要区别是主轴垂直布置，除了主 轴布置不同以外，工作台可以上下升降， 立式铣床用的铣刀相对
灵活一些，适用范围较广。可使用立铣刀、机夹刀盘、钻头等。 可铣键槽、铣平面、镗孔等。卧式铣床也可使用上面各种刀具， 但不如立铣方便，主要是可使用挂架增强刀具（主要是三面刃铣 刀、片状铣刀等）强度。可铣槽、铣平面、切断等。卧式铣床一 般都带立铣头，虽然这个立铣头功能和刚性不如立式铣床强大， 但足以应付立铣加工。这使得卧式铣床总体功能比立式铣床强大。
身手
.
其它铣床介绍 • 卧式镗铣床 • 龙门铣床 • 端面铣床 • 花键铣床 • 仿形铣床
.
• 分度头
铣床附件介绍
• 圆转台
• 立铣头
有小刀架的导轨。 • （4）小刀架（小拖板、小溜板） 它控制长度方向的微量切削，可沿转盘上面的导轨
作短距离移动，将转盘偏转若干角度后，小刀架作斜向进给，可以车削圆锥体。 • （5）方刀架 它固定在小刀架上，可同时安装四把车刀，松开手柄即可转动方刀架，
把所需要的车刀转到工作位置上。 • 8.尾架：安装在床身导轨上。在尾架的套筒内安装顶尖，支承工件；也可安装钻头、
(完整版)机械制造工程学习题及答案_超级完整
第一章绪论思考下列问题:1．机械制造工业的发展历史和现状。
2．机械制造工业在国民经济中的地位作用。
3．本课程的主要任务和要求。
第二章金属切削加工的基础知识一、填空题1. 在加工中，刀具和工件之间的相对运动称为切削运动，按其功用可分为主运动和进给运动。
其中主运动消耗功率最大。
2. 切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。
*3. 刀具静止角度参考系的假定条件是假定安装条件和假定运动条件。
4. 常用的切削刃剖切平面有正交平面、法平面、背平面和假定工作平面，它们可分别与基面和切削平面组成相应的参考系。
5. 在正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角称为前角，后刀面与切削平面之间的夹角称为后角。
6. 正交平面与法平面重合的条件是刃倾角为0 。
7. 基准平面确定后，前刀面由前角和刃倾角两个角确定；后刀面由后角和主偏角两个角确定；前、后刀面确定了一条切削刃，所以一条切削刃由前角、后角、刃倾角、主偏角四个角度确定。
8. 用以确定刀具几何角度的两类参考坐标系为刀具标注角度参考系和刀具工作角度参考系。
二、判断题（正确的打√，错误的打×）1. 在切削加工中，进给运动只能有一个。
（×）2. 背平面是指通过切削刃上选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面的平面。
（×）3. 其它参数不变，主偏角减少，切削层厚度增加。
（×）4. 其它参数不变，背吃刀量增加，切削层宽度增加。
（√）5. 主切削刃与进给运动方向间的夹角为主偏角K。
（×）r*6. 车削外圆时，若刀尖高于工件中心，则实际前角增大。
（√）7. 对于切断刀的切削工作而言，若考虑进给运动的影响，其工作前角减少，工作后角增大。
（×）*8. 当主偏角为90时，正交平面与假定工作平面重合。
（√）9. 切削铸铁类等脆性材料时，应选择K类（YG类）硬质合金。
（√）10. 粗加工时，应选择含钴量较低的硬质合金。
（×）三、名词解释1. 基面过切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面。
机械制造工程学 习题答案 作者 李伟 谭豫之 第3章 机床与刀具(2)
第3章 机床与刀具
特点：
① 粗切齿制成轮切式结构，分块拉削，精切齿采用 成形式结构，分层拉削。② 缩短了拉刀长度。③ 提 高了拉削生产率。④ 拉削后的表面质量较好。
36
机械制造工程学
3、拉削的工艺特点及应用
第3章 机床与刀具
① 生产率高。
② 加工精度高，表面质量好。IT8~IT7，Ra0.8~0.4 μ m。
陶瓷结合剂：（V）
性适能用：范围：
强适用度于高通，用耐砂热轮、、耐成腐形蚀磨性 好削砂，轮气。孔一率般大V，<3但5m较/s脆。， 弹性差。
56
机械制造工程学
三、砂轮的特性与选择
第3章 机床与刀具
4. 结合剂：用来粘结磨料的物质，其性能决定着砂轮 的强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐蚀能力
陶瓷结合剂：（V） 树脂结合剂：（B）
第3章 机床与刀具
2_05 镗孔
17
机械制造工程学
2、镗孔的特点
① 镗刀的结构简单，调整方便。 单刃镗刀 多刃镗刀
第3章 机床与刀具
18
机械制造工程学
2、镗孔的特点
第3章 机床与刀具
① 镗刀的结构简单，调整方便。
单刃镗刀
多刃镗刀 ② 通用性大。
经济精度：IT8~IT7
Ra1.6~0.8 2_10 双刃浮动镗刀
陶瓷结合剂：（V） 树脂结合剂：（B） 橡胶结合剂：（R）
性适能用：范围：
强主度要最用高于金，刚导石热砂性轮好及，电但 自解锐磨性削差用砂。轮常见 。的 磨是 削青 硬铜 质 结合合金剂、。玻璃、陶瓷等。
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机械制造工程学
1、拉刀的特点
第3章 机床与刀具
① 切削刃与被加工表面的横截面形状相同。
机械加工工艺基础(完整完整版)
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15
2.2 表 面 粗 糙 度
表面粗糙度对零件质量的影响：
零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大， 主要有以下几个方面： 1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触
变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快； 2) 表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，
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21
2.4零件的加工精度与表面粗糙度的关系
提问
零件的加工精度与表面 粗糙度的关系如何？
• 精度：宏观几何参数的误差
• 表面粗糙度：微观几何参数的误差
• 加工精度高，必须采用一系列的高精度的加工方法，而 经过高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表 面粗糙度低，零件必须采用一系列的降低表面粗糙度的 加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度 的加工方法。
• 指零件上实际要素的形状与理想形状相符 合的程度；
• 国家标准规定了六类形状公差（见下表）
• 形状精度的标注：框格分为2格，
箭头指向待表达的表面，数字表示
允许误差的大小，单位为毫米。
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12
2.1.3 位 置 精 度
• 指零件的实际要素（点、线、面）相对 于基准之间位置的准确度。
圆圈中的英文字母表示基准，框格分3格，箭头指向待
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4
第一章
切削加工的基础知识
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返回索引 5
1.1 钳工与机械加工
• 钳工：通过工人手持工具进行切削加工。 • 机械加工：采用不同的机床（如车床、铣
床、刨床、磨床、钻床等）对工 件进行切削加工。
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6
2.零件表面质量的概念
零件几何参数： 宏观几何参数： 包括：尺寸、形状、位置等要素。 微观几何参数： 指：微观表面粗糙程度。
机械制造技术基础教学课件PPT金属切削加工的基础
刀具在切削过程中要 承受很大的载荷，较 高的切削温度和摩擦。 刀具材料的切削性能， 直接影响刀具的耐用 度和生产率；刀具材 料的工艺性，将影响 刀具本身的制造和刃 磨质量。
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
机械制造装备设计第4版教学课件ppt作者关慧贞第一章机械制造机装备设计方法
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计
1.2 机械制造装备的主要功能
1.2.1 一般的功能要求 5．技术经济方面的要求 投入机械制造装备上的费用将分摊到产品成本中去。如产品 产量很大，分摊到每个产品的费用较少。反之，产品的产量 较少，甚至是单件，过大地在机械制造装备上投资，将大幅 度地提高产品的成本，削弱产品的市场竞争力。因此不应盲 目地追求机械制造装备的技术先进程度，无计划地加大投入， 而应该进行仔细的技术经济分析，确定机械制造装备设计和 选购方面的指导方针。
机械制造装备设计
机械制造装备设计
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计
目录
第一章 机械制造及装备设计方法 第二章 金属切削机床设计 第三章 典型部件设计 第四章 工业机器人设计 第五章 机床夹具设计 第六章 物流系统设计 第七章 机械加工生产线总体设计
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计
力主要取决于机械制造装备的先进程度。
“拿来主义”不能形成制造业的核心竞争力，发展先进的装备
制造技术刻不容缓，是实现向“制造强国”跨越的必由之路。
机床及其它制造装备是机械制造技术的重要载体。
大连理工大学 机械工程学院
共60页 第2页
机械制造装备设计
机床工业的战略地位
国际军事竞争的战略物资
高档数控机床对我国禁运: 2000年10月14日,美国参议院通过控制高技术 机床出口法案,美国商务部把数控机床列为对我 出口的20类敏感物资; 日本通产省禁止东芝公司龙门五面体加工中心、 安田公司高精度数控机床、森精机公司精密机床 、五轴联动数控机床出口到中国。
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计
1.2 机械制造装备的主要功能
机械制造装备设计
1.2 机械制造装备的主要功能
1.2.1 一般的功能要求 5．技术经济方面的要求 投入机械制造装备上的费用将分摊到产品成本中去。如产品 产量很大，分摊到每个产品的费用较少。反之，产品的产量 较少，甚至是单件，过大地在机械制造装备上投资，将大幅 度地提高产品的成本，削弱产品的市场竞争力。因此不应盲 目地追求机械制造装备的技术先进程度，无计划地加大投入， 而应该进行仔细的技术经济分析，确定机械制造装备设计和 选购方面的指导方针。
机械制造装备设计
机械制造装备设计
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计
目录
第一章 机械制造及装备设计方法 第二章 金属切削机床设计 第三章 典型部件设计 第四章 工业机器人设计 第五章 机床夹具设计 第六章 物流系统设计 第七章 机械加工生产线总体设计
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机械制造装备设计
力主要取决于机械制造装备的先进程度。
“拿来主义”不能形成制造业的核心竞争力，发展先进的装备
制造技术刻不容缓，是实现向“制造强国”跨越的必由之路。
机床及其它制造装备是机械制造技术的重要载体。
大连理工大学 机械工程学院
共60页 第2页
机械制造装备设计
机床工业的战略地位
国际军事竞争的战略物资
高档数控机床对我国禁运: 2000年10月14日,美国参议院通过控制高技术 机床出口法案,美国商务部把数控机床列为对我 出口的20类敏感物资; 日本通产省禁止东芝公司龙门五面体加工中心、 安田公司高精度数控机床、森精机公司精密机床 、五轴联动数控机床出口到中国。
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机械制造装备设计
1.2 机械制造装备的主要功能
《金属切削机床》PPT课件
分类
代号
大型组合机床
U
小型组合机床
H
自换刀数控组合机床 K
大型组合机床自动线 UX
小型组合机床自动线 HX
自换刀数控自动线 KX
5.机床的技术参数
（1）尺寸参数 表示机床加工范围，包括主参数、第二主参数和其他参数。
常用机床主参数和第二主参数
机床名称
主参数
机
普通车床
工件最大回转直径
床
立式车床
最大车削直径
机械制造工艺装备 第一章 机械制造工艺装备基本知识
机制教研室
第一章 机械制造工艺装备基本知识
金属切削机床
金属切削机床
一、机床概述
1.机床的作用和特点
（1）机床的作用
机
金属切削机床是机械制造业的主要加工设
床 备。它是用切削加工方法将毛坯加工成具有一
概 定形状、尺寸和表面质量的机械零件的工艺装 述 备。
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.机床的型号编制
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
C
Z
T
M
2M
3M
Y
S XBL D
GQ
读 音
车
钻
镗
磨
2 磨
3 磨
牙
丝 铣刨拉 电
割其
4.机床的型号编制
2）机床的特性代号
通用特性代号
通用特性
代号
第三章 滚齿机的传动原理图 优质课件
2、传动链及传动原理图
产生螺旋线的内链——差动链： 丝杠——工作台
if iY
加上差动链后的原理图
iv ix
B22
B11 B12
A21 iS
iY
正确的滚切斜齿原理图——加入合成机构
1
2 iv
3
4
B11
B12
9
B22
A21 12
5
6 7 ix 8
合成
15
10 iS 11 14 iY 13
[问题1]：滚齿机设计制造时应按以下哪种 原理图设计？
电机——滚刀
iv
2、原理图-2
2）展成链（内链） 滚刀——工件
ix
2、原理图-3
3）竖直进给链（外链） 工件——刀架升降丝杠
if
2、原理图-总
iv
ix
if
三、滚切斜齿时的传动原理图
1、表面和运动
[母线]： 端面齿廓为渐开线
[导线]： 螺旋线 复合成形运动（分运动为：刀架的直线 运动和工作台的旋转）
安装角=工件的螺旋角+滚刀的螺旋升角
五、本章重点难点
1、加工直齿轮时所需的两个成形运动 2、加工斜齿轮时增加一条附加转动链（难点） 3、滚刀安装角的确定（难点）
谢谢
成形法加工
展成法加工
滚刀加工直齿圆柱齿轮的运动分析
[母线]： 由展成法形成， B11和B12 [导线]： 由相切法形成， B11和A2
表面——运动——传动 1、表面
直齿圆柱齿轮：母线是渐开线，导线是直线。
2、运动
滚刀加工直齿圆柱齿轮的运动分析
二、滚切直齿时的传动原理图
1、传动链分析 1）形成母线的展成复合运动
内链：滚刀B11——工件B12 外链：电机——滚刀
机械制造装备设计ppt讲解
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
3.4.5 数控机床主传动系设计特点
（二）数控机床驱动电动机和主轴功率特性的 匹配设计 在设计数控机床主传动时，必须考虑 电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由 于主轴要求的恒功率变速范围 Rnp 远大于 电动机恒功率变速范围 Rdp ，所以在电动 机于主轴之间要串联一个分级变速箱，以 扩大其恒功率调速范围，满足低速大功率 切削对电动机的输出功率的要求。 设计分级变速箱时，考虑机床结构的 复杂程度，运转平稳性要求等因素，变速 箱公比的选取有下列三种情况：
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
3.4.5 数控机床主传动系设计特点
（二）数控机床驱动电动机和主轴功率特性的 匹配设计 （1）取变速箱的公比 f等于电动机的恒 功率调速范围RdN ，即 f = RdN ，功率特 性图是连续的，无缺口和无重合。 （2）若要简化变速箱结构，变速级数应少 些，变速箱公比 f 可取达于电动机的恒 功率调速范围 RdN ，即 f > RdN 。 图31、32
运动功能图形符号
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
5.绘制机床传动原理图
W/CfYaZfBaCp/T
3.2
金属切削机床设计的基本理论 1、 几何精度 第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
（二）精度
2、 运动精度 传动精度 3、 4、 定位精度 5、 工作精度 6、 精度保持性
（三）刚度 （四） 抗振性 热变形 （五） 噪声 （六）
第 一 章 绪 论
1。3 机械制造装的分类 1.3 机械制造装备的分类 机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储运输装 备和辅助装备四大类。 （一）加工装备： 主要指机床。机床是制造机器的机器，也称工作母机。 （二）工艺装备： 各种刀具、模具、夹具、量具等总称为工艺装备。它 是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率 的重要手段。 （三）仓储运送装备： 仓储运输装备包括各级仓储、 物料运输、机床上下料、机器 人等。
§3.2 金属切削机床部件
机械工程学院
机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
§3.2 金属切削机床部件
本节对金属切削机床的主要部件进行介绍。
本节内容： 传动系统
主轴部件
机床支撑件
机床导轨
机床刀架和自动换刀装置
机械工程学院
机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
3.2.1 机床的传动系统
机械工程学院
机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
抗振性 抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动的能力。影响抗振性的主要因素 是主轴部件的静刚度、质量分布以及阻尼。
温升和热变形 温升和热变形主轴部件运转时，因各相对运动处的摩擦生热，切削区的切
削热等使主轴部件的温度升高，形状尺寸和位置发生变化，造成其所谓的热变 形。主轴热变形可引起轴承间隙变化，润滑油温度升高后会使粘度降低，这些 变化都会影响主轴部件工作性能，降低加工精度。 主轴部件的传动方式 主轴部件的传动方式主要有齿轮传动、带传动、电动机直接驱动等。主轴 传动方式的选择，主要决定于主轴的转速、所传递的转矩、对运动平稳性的要 求，以及结构紧凑、装卸维修方便等要求。 齿轮传动 齿轮传动的特点是结构简单、紧凑，能传递较大的转矩，能适应变转速、 变载荷工作，应用最广。其缺点是线速度不能过高，通常小于12~15m/s，不 如带传动平稳。
带动惯性负载能力较差，一般需要用齿轮减速装
置，多用于中小型数控机床。
机械工程学院
机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
直线伺服电动机 直线伺服电动机是一种能直接将电能转化为直线运动机械能的电子驱动装置， 使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。 直线伺服电动机工作原理同旋转电动机相似，可以看作是将旋转型伺服电动机
机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
§3.2 金属切削机床部件
本节对金属切削机床的主要部件进行介绍。
本节内容： 传动系统
主轴部件
机床支撑件
机床导轨
机床刀架和自动换刀装置
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机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
3.2.1 机床的传动系统
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机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
抗振性 抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动的能力。影响抗振性的主要因素 是主轴部件的静刚度、质量分布以及阻尼。
温升和热变形 温升和热变形主轴部件运转时，因各相对运动处的摩擦生热，切削区的切
削热等使主轴部件的温度升高，形状尺寸和位置发生变化，造成其所谓的热变 形。主轴热变形可引起轴承间隙变化，润滑油温度升高后会使粘度降低，这些 变化都会影响主轴部件工作性能，降低加工精度。 主轴部件的传动方式 主轴部件的传动方式主要有齿轮传动、带传动、电动机直接驱动等。主轴 传动方式的选择，主要决定于主轴的转速、所传递的转矩、对运动平稳性的要 求，以及结构紧凑、装卸维修方便等要求。 齿轮传动 齿轮传动的特点是结构简单、紧凑，能传递较大的转矩，能适应变转速、 变载荷工作，应用最广。其缺点是线速度不能过高，通常小于12~15m/s，不 如带传动平稳。
带动惯性负载能力较差，一般需要用齿轮减速装
置，多用于中小型数控机床。
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机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
直线伺服电动机 直线伺服电动机是一种能直接将电能转化为直线运动机械能的电子驱动装置， 使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。 直线伺服电动机工作原理同旋转电动机相似，可以看作是将旋转型伺服电动机
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（2）复合成形运动
例3: 用螺纹车刀车削螺纹 母线--车刀的刀刃形状与螺纹轴向剖面轮廓的形状
一致，故母线由成形法形成，不需要成形运动。 导线--螺旋线，由轨迹法形成，需要一个成形运动。
这是一个复合运动，把它分解为工件旋转B11和刀具直 线移动A12。B11和A12之间必须保持严格的相对运动关
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
为获得所需的工件表面形状，机床必须使刀具和工件按上 述四种方法之一完成一定的运动。
成形运动：刀具和工件为了形成表面发生线而作的 相对运动。
直线运动（用A来表示）或旋转运动（用B来表 示）。
成形运动的种类：简单成形运动、复合成形运动
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动 1.工件表面的成形方法
机器零件 上常用的各 种表面：平 面、圆柱面、 圆锥面、成 形表面等。
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 1.工件表面的成形方法
1）零件表面的形成：是一条母线沿一条导线运动而 形成。 母线和导线 统称为表面 发生线。
1--母线，2--导线
在每一类机床中，又按工艺范围、布局形势和结 构等，分为若干组，每一组又分为若干系（系别）。
§3-1 金属切削机床概述
一、机床的分类
1)按照机床的万能性程度，可分为: 普通机床、专门化机床、专用机床 2)按照机床的工作精度，可分为: 普通精度机床、精密机床、高精度机床 3)按照机床具有的数控功能，可分为: 普通机床（非数控机床）、一般数控机床、加工 中心等 此外，还可按重量和尺寸，主要部件数目等进行 分类。
2）形成发生线的方法
（1）轨迹法 （2）成形法 （3）相切法 是利用刀具 边旋转边做 轨迹运动来 对工件进行 加工的方法。
§ 3-2 机床的运动分析一 Nhomakorabea成形运动
1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法
（1）轨迹法 （2）成形法 （3）相切法 （4）展成法 是利用工件 和刀具做展 成切削运动 的加工方法。
（2）复合成形运动
例4: 用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面 母线--渐开线，由展成法形成，需要一个成形运动，
是复合运动，可分解为滚刀旋转B11和工件旋转B12两 部分，B11和B12之间必须保持严格的相对运动关系。
导线--直线，由相切法形成，需要两个独立的成形 运动，即滚刀的旋转运动和滚刀沿工件的轴向移动A2。 其中滚刀的旋转与复合展成运动的一部分B11重合。
§ 3-2 机床的运动分析 二、机床传动链 1.传动链
机床上为了得到所需的运动，需要通过一系列的 传动件把执行件与动力源（如把主轴和电机），或者 把执行件和执行件（例如主轴和刀架）之间联系起来， 称为传动联系。
构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件， 称为传动链。
§ 3-2 机床的运动分析 二、机床传动链 1.传动链
因此，形成表面所需的成形运动的总数只有两个： 一个是复合运动B11B12；另一个是简单的成形运动A2。
§ 3-2 机床的运动分析 二、机床传动链
为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必 须有执行件、动力源和传动装置三个基本部分。 • 执行件：执行运动的部件，如主轴、刀架、工作台 等。 • 动力源：提供动力的装置，如电动机。 • 传动装置：将运动和动力从动力源传至执行件，并 使有关执行件之间保持某种确定的相对运动关系。
§3-1 金属切削机床概述
二、机床的型号编制
标准JB1838-85：金属切削机床型号编制方法，适 用于各类通用机床和专用机床，由汉语拼音字母和数 字按一定规律组合而成。
§3-1 金属切削机床概述
三、机床的技术性能 1）工艺范围 2）主要技术参数 3）加工精度和表面粗糙度 4）生产率和自动化程度 5）人机关系 6）成本
（1）简单成形运动
简单运动之间是相互独立的，没有严格的相对运
动关系。 例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。
例2: 用成形车刀车削成形回转表面 母线--曲线，由成形法形成，不需要成形运动。 导线--圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动B1。
2）形成发生线的方法 （1）轨迹法 是利用刀具做 一定规律的轨 迹运动来对工 件进行加工的 方法。
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动 1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法 （1）轨迹法 （2）成形法 是利用成形刀 具对工件进行 加工的方法。
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动
1.工件表面的成形方法
第 3 章 金属切削机床
§3-1 金属切削机床概述
金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成 机器零件的机器，是制造机器的机器，因此又称为 “工作母机”或“工具机”，通常简称机床。
一、机床的分类
机床的传统分类方法主要是按加工性质和所用刀 具进行分类。
目前我国将机床分为11大类：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。
根据传动链的性质，可分为如下两种类型：
1）外联系传动链
联系动力源（如电动机）和执行件（如主轴、刀架、工 作台等）之间的传动链，使执行件获得运动（速度和方向）。 •保证执行件实现简单运动； •不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系； 如：车床上加工外圆
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
（2）复合成形运动：一个复合运动可分解为两个或 多个直线运动或旋转运动，与简单运动相似，但有本 质的区别。
组成复合运动的各个部分必须保持严格的相对运 动关系，是相互依存，而不是独立的。
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动 1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法 发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对运动得 到的，由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法 不同，形成发生线的方法可归纳为四种：轨迹法、成 形法、相切法和展成法。
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动 1.工件表面的成形方法
例3: 用螺纹车刀车削螺纹 母线--车刀的刀刃形状与螺纹轴向剖面轮廓的形状
一致，故母线由成形法形成，不需要成形运动。 导线--螺旋线，由轨迹法形成，需要一个成形运动。
这是一个复合运动，把它分解为工件旋转B11和刀具直 线移动A12。B11和A12之间必须保持严格的相对运动关
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
为获得所需的工件表面形状，机床必须使刀具和工件按上 述四种方法之一完成一定的运动。
成形运动：刀具和工件为了形成表面发生线而作的 相对运动。
直线运动（用A来表示）或旋转运动（用B来表 示）。
成形运动的种类：简单成形运动、复合成形运动
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动 1.工件表面的成形方法
机器零件 上常用的各 种表面：平 面、圆柱面、 圆锥面、成 形表面等。
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 1.工件表面的成形方法
1）零件表面的形成：是一条母线沿一条导线运动而 形成。 母线和导线 统称为表面 发生线。
1--母线，2--导线
在每一类机床中，又按工艺范围、布局形势和结 构等，分为若干组，每一组又分为若干系（系别）。
§3-1 金属切削机床概述
一、机床的分类
1)按照机床的万能性程度，可分为: 普通机床、专门化机床、专用机床 2)按照机床的工作精度，可分为: 普通精度机床、精密机床、高精度机床 3)按照机床具有的数控功能，可分为: 普通机床（非数控机床）、一般数控机床、加工 中心等 此外，还可按重量和尺寸，主要部件数目等进行 分类。
2）形成发生线的方法
（1）轨迹法 （2）成形法 （3）相切法 是利用刀具 边旋转边做 轨迹运动来 对工件进行 加工的方法。
§ 3-2 机床的运动分析一 Nhomakorabea成形运动
1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法
（1）轨迹法 （2）成形法 （3）相切法 （4）展成法 是利用工件 和刀具做展 成切削运动 的加工方法。
（2）复合成形运动
例4: 用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面 母线--渐开线，由展成法形成，需要一个成形运动，
是复合运动，可分解为滚刀旋转B11和工件旋转B12两 部分，B11和B12之间必须保持严格的相对运动关系。
导线--直线，由相切法形成，需要两个独立的成形 运动，即滚刀的旋转运动和滚刀沿工件的轴向移动A2。 其中滚刀的旋转与复合展成运动的一部分B11重合。
§ 3-2 机床的运动分析 二、机床传动链 1.传动链
机床上为了得到所需的运动，需要通过一系列的 传动件把执行件与动力源（如把主轴和电机），或者 把执行件和执行件（例如主轴和刀架）之间联系起来， 称为传动联系。
构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件， 称为传动链。
§ 3-2 机床的运动分析 二、机床传动链 1.传动链
因此，形成表面所需的成形运动的总数只有两个： 一个是复合运动B11B12；另一个是简单的成形运动A2。
§ 3-2 机床的运动分析 二、机床传动链
为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必 须有执行件、动力源和传动装置三个基本部分。 • 执行件：执行运动的部件，如主轴、刀架、工作台 等。 • 动力源：提供动力的装置，如电动机。 • 传动装置：将运动和动力从动力源传至执行件，并 使有关执行件之间保持某种确定的相对运动关系。
§3-1 金属切削机床概述
二、机床的型号编制
标准JB1838-85：金属切削机床型号编制方法，适 用于各类通用机床和专用机床，由汉语拼音字母和数 字按一定规律组合而成。
§3-1 金属切削机床概述
三、机床的技术性能 1）工艺范围 2）主要技术参数 3）加工精度和表面粗糙度 4）生产率和自动化程度 5）人机关系 6）成本
（1）简单成形运动
简单运动之间是相互独立的，没有严格的相对运
动关系。 例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。
例2: 用成形车刀车削成形回转表面 母线--曲线，由成形法形成，不需要成形运动。 导线--圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动B1。
2）形成发生线的方法 （1）轨迹法 是利用刀具做 一定规律的轨 迹运动来对工 件进行加工的 方法。
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动 1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法 （1）轨迹法 （2）成形法 是利用成形刀 具对工件进行 加工的方法。
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动
1.工件表面的成形方法
第 3 章 金属切削机床
§3-1 金属切削机床概述
金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成 机器零件的机器，是制造机器的机器，因此又称为 “工作母机”或“工具机”，通常简称机床。
一、机床的分类
机床的传统分类方法主要是按加工性质和所用刀 具进行分类。
目前我国将机床分为11大类：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。
根据传动链的性质，可分为如下两种类型：
1）外联系传动链
联系动力源（如电动机）和执行件（如主轴、刀架、工 作台等）之间的传动链，使执行件获得运动（速度和方向）。 •保证执行件实现简单运动； •不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系； 如：车床上加工外圆
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
（2）复合成形运动：一个复合运动可分解为两个或 多个直线运动或旋转运动，与简单运动相似，但有本 质的区别。
组成复合运动的各个部分必须保持严格的相对运 动关系，是相互依存，而不是独立的。
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动 1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法 发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对运动得 到的，由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法 不同，形成发生线的方法可归纳为四种：轨迹法、成 形法、相切法和展成法。
§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动 1.工件表面的成形方法