金属切削机床及各种加工方法
中职金属切削加工基础教案：钻床及常见孔加工(全3课时)
中等专业学校2023-2024-1教案教学内容1、台式钻床台式钻床简称台钻(图2-4-2)，是一种小型机床，安放在钳工台上使用，多为手动进钻，其钻孔直径一般在12~15 mm。
台式钻床主要用于加工小型工件上的各种孔钳工中用得最多。
2、立式钻床立式钻床简称立钻(图2-4- 3)，是万能性通用机床，一般用来钻中小型工件上的孔，其规格用最大钻孔直径表示。
常用的立式钻床有25 mm、35 mm、40 mm、50 mm等几种。
立式钻床工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，可用于钻孔、扩孔、铰孔、划端面、钻沉座孔(锪)、攻螺纹等作业，借助于夹具也可以进行镗孔。
教学内容3、摇臂钻床摇臂钻床有一个能绕立柱旋转的摇臂(图2-4- 4)。
主轴箱可在摇臂上做橫向移动，并可随摇臂沿立柱上下做调整运动，因此，操作时能很方便地调整到需钻削的孔的中心，而工件无须移动。
在各类具备钻孔功能的机床中，摇臂钻床由于操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性。
特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工。
(二)钻床的型号表达(1) Z5135型立式钻床，其型号含义如图2-4-5所示。
教学内容(2) Z3050型摇臂式钻床，其型号含义如图2-4- 6所示。
板书设计钻床及常见孔加工一、钻床二、钻床的型号表达三、总结1.台式钻床四、巩固2.立式钻床五、作业3.摇臂钻床教后札记中等专业学校2023-2024-1教案教学内容麻花钻通常直径范围为0.25~80mm。
麻花钻的工作部分有两条螺旋形的沟槽。
1.麻花钻的结构麻花钻由工作部分、柄部和颈部组成。
如图2-4- 7所示。
(1)工作部分麻花钻的工作部分分为：切削部分、导向部分。
①切削部分麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃。
麻花钻的钻心直径为(0.125~0. 15)D(D为钻头直径)。
两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称为顶角(2p)，如图2-4- 8所示。
标准麻花钻的顶角2φ= 118°。
04第四章：金属切削机床
例:CA6140; X6132; X5132 Y3150E; M7120; Z5140
2．专用机床的型号编制
专用机床型号表示方法
专用机床的型号一 般由设计单位代号和设计顺序号组成，其 表示方法为: (△)－△ 例如，北京第一机床厂设计制造的第100种 专用机床为专用铣床，其型号为B1－100。
联系动力源与执行机构之间的传动链。它使执行件获得动力以及一定的速 度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工 表面的形状和精度,如下图4-4所示的主运动传动链。
(2)内联系传动链
联系一个执行机构和另一个执行机构之间运 动的传动链。它决定着加工表面的形状和精度， 对执行机构之间的相对运动有严格要求。因此， 内联系传动链的传动比必须准确，不应有摩擦传 动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带传动和链 传动）,如下图4-4所示的进给运动传动链。
③组、系代号 为了区分机床的结构、布局和所能加工的 零件特征，每类机床可分为“0～9”十个组别。 为了更细的区分机床的结构特征，机床在组下 面又可细分为“0～9”十个系别。同一组、系 的机床，其主要结构及布局形式基本相同。机 床组、系代号用阿拉伯数字表示。机床的类、 组代号的含义见教材P5表2，组、系代号见表 2.3。
图2.8 车削成需要成形运动。 导线（母线1绕轴线O-O旋转的运动轨迹），由轨迹 法形成，需要1个成形运动B1。 形成成形回转表面的成形运动总数是形成母线和导 线所需成形运动的和，即1个成形运动（B1）。
例2 如图2.9所示，用螺 纹60°成形车刀车削三角 螺纹，试分析其母线、导 线的成形方法及所需要的 成形运动，并说明形成该 表面共需要几个成形运动。
图4-4 CA6140车床的传动系统图
3金属切削机床
在规定的工作期间内，保持机床所要求的精度，称之为 精度保持性。影响精度保持性的主要因素是磨损。磨损的影 响因素十分复杂，如结构设计、工艺、材料、热处理、润滑 、防护、使用条件等。
第二节 金属切削机床部件
一、传动系统
1.主传动系统
交流电动机驱动和直流电动机驱动。
分级变速传动和无级变速传动。
电主轴一般工作在两个转速 范围内。在基本转速范围内 (0至额定转速)，驱动电机运 行在恒转矩状态，并且功率 随转速呈线性增长。超过了 额定转速，则电机工作在调 磁区以恒功率运行，转矩随 转速增加而下降。
主要特点
③ 在电主轴轴承及润滑方面，高速电主轴轴承已 经普遍采用先进的油汽润滑技术；对于超高速 电主轴采用动、静压液(气)浮轴承 (瑞士IBAG 等)和磁浮轴承，保证主轴的高速使用性能。
2.运动精度
运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，主要零部 件的几何位置精度。如高速回转主轴的回转精度。对于高速 精密机床，运动精度是评价机床质量的一个重要指标。它与 结构设计及制造等因素有关。
第一节 概述
3.传动精度
传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运动的协 调性和均匀性。影响传动精度的主要因素是传动系统的设 计，传动元件的制造和装配精度。
主要特点
① 在电主轴的低转速大转矩方面，低速段的输出 转矩可以达到300Nm以上，有的更是高达 600Nm(如德国的CYTEC)，满足加工中对低速 扭矩的要求；
主要特点
② 在高速方面，用于加工中心电主轴的转速已达 到75000r/min(意大利CAMFIOR)，其它用途的 电主轴，已经达到了260000r/min(日本SEIKO SEIKI)，满足高速加工需要，提高生产率。
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 金属切削机床及各种加工方法
作用力
表面质量 使用情况
周铣
机械工程学院 机械制造基础
34
（2）端铣法 ：用端面齿进行铣削加工
端铣法刀杆刚性好，可大用量切削，效率较周铣高；
端铣时有多个切削刃同时切削，切削平稳性好，周铣 只有一个到两个齿切削，切削平稳性较差，加工质量比 端铣低一个等级； 端铣刀齿有修光过渡刃和副刀刃，加工质量较好；
机械工程学院 机械制造基础
36
28 108 120 127
18
36 36 24 24 24 进给量计算 ： 1 f 12 36 28 108 120 127
丝杠螺母进给：（S为丝杠导程） 齿轮齿条进给： （m为末级齿轮模数） 机床挂轮的要求： 1） 备用齿轮中应有选用齿轮齿数；
f 1 i主.丝 s
f 1 i主.末 mz末
2） 要防止挂轮互相干涉，要求满足下列条件： za+zb>zc+k zc+zd>zb+k 其中k=15~22 车、铣螺纹时要求进给量应与加工螺纹的螺距或导程相等，齿轮加 工时，滚刀转过1/k转，齿轮转过一个齿或插齿刀转过一个齿，齿轮 也转过一个齿。从而可计算出挂轮的传动比，根据传动比来选配挂 轮齿数。
机械工程学院 机械制造基础 28
2.3 铣削、刨削和拉削
2.3.1 铣削加工范围 平面、直槽、T形槽、燕尾槽、 三维内外形状等
机械工程学院 机械制造基础
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铣削沟槽
机械工程学院 机械制造基础
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2.3 铣削、刨削和拉削
2.3.2 铣床：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门 铣床、数控铣床等。 2.3.3 铣削加工刀具 立铣刀、盘铣刀、三面刃铣刀、 键槽铣刀、锯片铣刀等。
金属切削加工
副刀刃 主后刀面
副后刀面
刀尖
4、刀具角度 1. 辅助平面 ① 基面pr ②切削平面ps ③正交平面po ④假定工作平面pf
n
f
4、刀具角度 1. 辅助平面 ① 基面pr ②切削平面ps ③正交平面po ④假定工作平面pf
4、刀具角度 1. 辅助平面 ① 基面pr ②切削平面ps ③正交平面po ④假定工作平面pf
4、刀具角度 1. 辅助平面 ① 基面pr ②切削平面ps ③正交平面po ④假定工作平面pf
4、刀具角度 1. 辅助平面 ① 基面pr ②切削平面ps ③正交平面po ④假定工作平面pf
① 基面
过主切削刃上一点，与该点切 削速度方向相垂直的平面。
② 切削平面 过主切削刃上一点，与主切削 刃相切并垂直于基面的平面。 ③ 正交平面 过主切削刃选定点，同时垂直于基面 和主切削平面。 ④假定工作平面 过主切削刃选定点，垂直于基面并平行于假 定进给运动方向。
不利
3. 积屑瘤的影响因素及控制 切削速度（切中碳钢） <5m/min不产生 5~50m/min产生 >100 m/min不产生 冷却润滑条件 300~500oC最易产生 >500oC趋于消失
影 响 因 素 控 制 措 施
塑性越大， 越易产生 提高硬度， 降低塑性 >HRC50
低速或高速
选用切削液
1.3.3切削力和切削功率 1. 切削力的产生及切削分力 刀具切削工件时作用在刀具或工 件上的力。
主切削力消耗的功率占总功率的95%以上。是 计算机床动力及主要传动零件强度和刚度的 依据。
② 进给力（轴向分力）Ff 是Fr在进给方向上的分力。
FP FC Fr
Ff
消耗的功率仅占总功率的1~5%。是设计和计算进给机构零件强度和 刚度的依据。 ③ 背向力（径向分力）Fp 是Fr在切削深度方向上的分力。
金属切削机床基本知识
传动系统
01
02
03
04
传动系统是金属切削机床的重 要组成部分，它负责将主轴的
旋转运动传递到刀具上。
传动系统通常包括主轴、齿轮 、皮带和导轨等部件，以确保 稳定的切削速度和进给速度。
传动系统的精度直接影响加工 零件的表面质量和尺寸精度， 因此需要定期维护和调整。
现代金属切削机床的传动系统 趋向于高速、高精度和大功率 ，以满足加工复杂零件的需求
06
金属切削机床的发展趋 势与未来展望
高精度化发展趋势
总结词
随着制造业对产品精度要求的不断提高，金属切削机床的高精度化发展趋势日益明显。
详细描述
现代金属切削机床采用了先进的技术和工艺，如高精度数控系统、误差补偿技术、超精密加工刀具等，以提高加 工精度和减小加工误差。这使得金属切削机床能够满足各种高精度、高效率的加工需求，提高产品质量和竞争力。
航空航天业
航空发动机制造
航空发动机的制造需要高 精度和高可靠性的金属切 削机床，用于生产涡轮叶 片、涡轮盘等关键部件。
机身结构制造
在飞机机身的制造过程中， 金属切削机床用于生产各 种精密的零部件和结构件。
航空航天材料加工
金属切削机床能够加工各 种高强度、高耐热的航空 航天材料，满足特殊需求。
模具制造业
高效率化发展趋势
总结词
为了适应制造业对高效生产的追求，金属切削机床的高效率化发展趋势日益显著。
详细描述
金属切削机床的高效率化发展主要体现在提高加工速度、减少加工时间和降低能耗等方面。通过采用 新型材料、优化结构设计、引入新型切削技术和工艺等手段，金属切削机床的加工效率得到了显著提 升，大幅缩短了生产周期，降低了生产成本。
安全操作规程
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。
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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。
机械制造基础复习资料(答案)
第一章金属切削的基本知识1．切削三要素概念与计算。
切削用量：是指切削速度、进给量和切削深度三者的总称，这三者又称切削用量三要素。
①切削速度v：在切削加工中，刀刃上选定点相对于工件的主运动v = πdn / 1000 ( m / min )式中 d --- 完成主运动的刀具或工件的最大直径（mm） n --- 主运动的转速（r / min）②进给量f：工件或刀具的主运动每转或每双行程时，工件和刀具在进给运动中的相对位移量。
vf = n * f （mm / min）③切削深度ap：等于工件已加工表面与待加工表面间的垂直距。
⑴对于外圆车削 ap = （dw - dm) / 2 (mm)⑵对于钻孔 ap = dm / 2 (mm)式中 dw --- 工件加工前直径(mm)；dm --- 工件加工后直径(mm)。
2．①高硬度②高耐热性③足够的强度和韧性④高耐磨性⑤良好的工艺性顾其它。
3．刀具的标注角度定义，作用。
刀具的标注角度是指静止状态下，在工程图上标注的刀具角度。
（下面以车刀为例介绍刀具的标注角度）⑴前角γ0：在正交平面内测量的，前刀面与基面的夹角。
前角的作用：前角↑切屑变形↓切削力↓刃口强度↓前刀面磨损↓导热体积↓⑵后角α0：在正交平面内测量的，后刀面与切削面的夹角。
后角的作用：后角↑后刀面与加工表面间的摩擦↓后刀面磨损↓刃口强度↓导热体积↓⑶主偏角Kr：在基面内测量的，主切削刃与进给方向的夹角。
主偏角的作用：主偏角↑切削刃工作长度↓刀尖强度↓导热体积↓径向分力↓⑷副偏角Kr’：在基面内测量的，副切削刃与进给反方向的夹角。
副偏角的作用：副偏角↑副后面与工件已加工表面摩擦↓刀尖强度↓表面粗糙度↑⑸刃倾角λS：在切削平面内测量的，主切削刃与基面的夹角刃倾角的作用：①影响排屑方向：λS ＞0 °排向待加工表面；λS =0 °前刀面上卷曲λS ＜0 °排向已加工表面；②影响切入切出的稳定性③影响背向分力大小刀具角度的选择原则：1）粗加工塑性材料时，选择大前角γ0，小后角α0，小主偏角Kr，较小或负的刃倾角λs；加工脆性材料时可适当减小前角γ0；加工高硬度难加工材料时，采用负前角(γ0<0°)。
第三章 常用金属切削加工方法ppt课件
3）内螺纹攻螺纹前所需底孔
2．立式钻床
由电动机把原动力经主 轴变速箱传给主轴，使主轴 带动钻头旋转。同时也把动 力传给进给箱，使主轴自动 作轴向进给运动。搬动手 柄，也可实现手动进给。进 给箱和工作台可沿立柱导轨 上下，移动以适应各种尺寸 工件的加工。
镗削加工所用的刀具
单刃镗刀 浮动镗刀(V=0.08～0.13m/s)
镗床的作用
第三节 刨削和拉削加工 一、刨削
概念
在刨床上用刨刀对工件作水平相对直线往复运 动的切削加工方法称刨削。 刨削是平面加工的主要方法之一。
设备
牛头刨床、龙门刨床和插床。
刨床的组成和运动
（一）牛头刨床 1.组成及用途： 工作台、刀架、滑枕、床身、横梁、 变速机构、进刀机构等。
主要用于加工小型零件，单件小批量生产， 在维修车间和模具车间应用较多
（二）龙门刨床 1．龙门刨床因有一个“龙门”式的框架结构而
得名，用于加工大型或重型工件，也可以多 个工件同时加工。 2．切削主运动虽然还是直线往复运动，但它是 由工件来完成的，刨刀只作进给运动。
3．特点：传动平稳、操作方便、适应性强，加工 精度高、生产率较高等。
每齿进给量af ：铣刀每转一个刀齿时，工件与 铣刀沿进给方向的相对位移量。
每转进给量f ：铣刀每转一转时，工件与铣刀 沿进给方向的相对位移量。
进给量速度vt ：单位时间内工件与铣刀沿进给 方向的相对位移量。
编辑版pppt
63
2.
切削厚度ac
切
削
层
切削宽度aw
要
素
切削层横截面积Acav
编辑版pppt
七种常用金属加工方法
七种常用的金属加工方法组成机器的零件大小不一。
金属切削加工方法也多种多样。
常用的形状和结构各不相同。
有车削、钻削、镗削、刨削、拉削、铣削和磨削等。
尽管它加工原理方面有许多共同之处。
切削运动形式不同，但由于所用机床和刀具不同，所以它有各自的工艺特点及应用范围。
一、 车削1.1 车削的定义英文名称：turning定义：工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。
车削的主运动为零件旋转运动，特别适用于加工回转面，刀具直线移动为进给运动。
如图1-1所示。
图1-1 车削加工示意图由于车削比其他加工方法应用的普遍。
车床往往占机床总数的一般的机械加工车间中20%~50%甚至更多。
根据加工的需要。
如卧式车床、立式车床、转塔车床有很多类型车床、自动车床和数控车床等。
卧式车床和立式车床结构如图1-2，1-3，1-4所示。
图1-2 卧式车床和立式车床结构图图1-3 转塔车床示意图图1-4 转塔刀架结构图1.2 车削的工艺特点：1. 易于保证零件各加工面的位置精度零件各表面具有相同的回转轴线(车床主轴的回转轴线)——一次装夹中加工车削时，同一零件的外圆、内孔、端平面、沟槽等。
能保证各外圆轴线之间及外圆与内孔轴线间的同轴度要求。
2. 生产率较高一般情况下车削过程是连续进行的，不易产生冲击，切削力基本上不发生变化。
并且当车刀几何形状、吃刀量和进给量次走刀过程中刀齿多次切入和切出一定时，切削过程可采用高速切削和强切削层（公称横截面积）是不变的切削力变化很小。
车削加工既适于单件小批量生产，生产效率高，也适宜大批量生产。
3. 生产成本较低车刀是刀具中最简单的一种，故刀具费用低，制造、刃磨和安装均较方便。
车床附件多，加之切削生产率高，装夹及调整时间较短，故车削成本较低。
4. 适于车削加工的材料广泛可以车削黑色金属（铁、锰、铬）、有色金属，非金（除难以切削的30HRC（洛氏硬度）以上高硬度的淬火钢件外），塑性材料(有机玻璃、橡胶等)，特别适合于有色金属零件的精加工。
金属切削机床 总结
1．金属切削机床定义：是用切削的方法将金属毛培加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，又称为工作母机。
2．机床的分类有哪些？共分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，刨床，拉床，锯床及其他机床。
按通用程度分为：通用机床，专门化机床，专用机床。
按工作精度分为：普通精度机床，精密机床，高精度机床。
3．机床型号的编制P4-P7 例1，例24．发生线定义：任何表面都可以开做母线沿着导线运动的轨迹，母线和导线统称为形成表面的发生线。
5．可逆表面与不可逆表面：母线和导线可以互换的表面成为可逆表面，除此之外的面都是不可逆表面（例如圆锥面，球面，圆环面，螺旋面）6．形成发生线的方法：成形法，展成法，轨迹法，相切法。
7．什么是简单成形运动？什么是复合成形运动？其本质区别是什么？简单成形运动：由单独的旋转或直线运动构成的运动，称为简单成形运动。
复合成形运动：由两个或两个以上的旋转或直线运动按照某种确定的运动关系组合而成的运动，称为复合成形运动。
本质区别：简单运动是由单独的旋转或直线运动组成的，复合运动是由多个旋转或直线运动组合而成的。
8．零件表面所需的成形运动P14 例1-1，1-2，1-3，1-4 9．辅助运动包括：各种空行程运动，切入运动，分度运动，操纵及控制运动。
10．主运动可以是简单成形运动，也可以是复合成形运动；进给运动可以是步进的，也可以是连续进行的；可以是简单成形运动，也可以是复合成形运动。
11．机床包括3个基本部分：执行件，动力源，传动装置。
12．什么是传动联系？什么是传动链？传动联系：传动装置把执行件和动力源或把有关执行件连接起来，构成传动联系。
传动链：构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链。
13．什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？其本质区别是什么？外联系传动链：联系动力源和执行件之间的传动链，使执行件获得一定的速度和方向。
内联系传动链：联系复合运动内部各个分解部分，以形成复合成形运动的传动链。
机械加工工艺基础(完整版)——金属切削机床(2)
传动比 i = ( z1 / z2) = (n2 / n1)
3.3 涡轮、蜗杆传动
采用这种方式，只能由蜗杆带动蜗轮传动， 其传动的优点是：可获得较大的降速比，传动 平稳、噪音小，结构紧凑。其缺点是传动效率 低，并需要良好的润滑条件
3.4 齿轮、齿条传动
齿轮齿条传动机构可将旋转运动转变为直线运动 （当齿轮为主动轮时），也可将直线运动转变为旋转 运动（当齿条为主动件时），在实际运用中，以前者 居多。
齿轮齿条传动的效率很高，但制造精度不高时，传 动的平稳性和准确性较差。
3.5 丝杆、螺母传动
丝杆、螺母传动可使旋转运动变成直线运动，例 如在车床上车螺纹时，丝杆旋转，合上开合螺母后， 刀架便作纵向运动。
其传动的优点是工作平稳，无噪音，其缺点是传 动效率较低。
4、机床的变速机构
在一般的通用机床上通过变速机构实现 接近理想值的切削速度。
变换机床转速的主要装置是机床的齿轮 箱，齿轮箱变速机构的形式多样，最常见 的为滑动齿轮变速机构和离合器式齿轮变 速机构
4.1 滑动齿轮变速机构
带长键的从动轴Ⅱ上装有滑动齿轮z2, z4, z6 , 通过 手柄上的拨叉可使它们分别与固定在主动轴Ⅰ上的齿 轮z1, z3, z5 相啮合，其传动比
机械传动包括皮带传动、齿轮传动、 涡轮蜗杆传动、齿轮齿条传动和丝杆螺母 传动
3.1 皮带传动
皮带传动是靠胶带与带轮之间的磨擦作用， 将主动皮带轮的转动传递到另一个被动皮带轮 上去的。
皮带传动的优点是传动平稳、轴间距较大， 结构简单、制造维修方便，过载时皮带打滑。 不易引起机器损坏；其缺点是不能保证精确的 传动比，且磨擦损失大，传动效率较低。
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2） 要防止挂轮互相干涉，要求满足下列条件：
za+zb>zc+k zc+zd>zb+k 其中k=15~22
车、铣螺纹时要求进给量应与加工螺纹的螺距或导程相等，齿轮加 工时，滚刀转过1/k转，齿轮转过一个齿或插齿刀转过一个齿，齿轮 也转过一个齿。从而可计算出挂轮的传动比，根据传动比来选配挂 轮齿数。
金属切削机床及各种加工方法
传动系统图：用国家标准规定的符号表示的传动系统。
传动结构式：按传动链次序用传动轴号和传动副的结构参 数表示的传动关系式。
传动平衡式：用数字表达式排列的方程式来表示传动链“ 末端件”（起始和终了传动件）之间的传动关系。
传动级数：传动系统输出转速不同个数。
金属切削机床及各种加工方法
8
例 d2=φ300 z1=30
-Ⅱ
d4
d d
9 5
d 10
金属切削机床及各种加工方法
Z6
Z 1
Z
6
Z 2
Ⅰ-
Z Z
Z
6 3 6
Z 4
Z Z
6 5
Z 6
-Ⅱ
13
结构图
金属切削机床及各种加工方法
14
机床传动系统的分析方法：“抓两头，连中间 ”
24 48
52 24
39
36
26
XII XII
金属切削机床及各种加工方法
5
l 机械传动：
传动副及符号
金属切削机床及各种加工方法
6
结构图
金属切削机床及各种加工方法
7
机械传动传动比： i n被 Z主 D主 n主 Z被 D被
所有主动齿轮齿数连乘 积 i总 所有被动齿轮齿数连乘 积
传动链：从输入到输出方向，由若干传动副依次组合起来 的传动系统。
15
x
x
II
36
x
x
III
za= 2 4
x
z c= 2 4
xx
36
x
28 24
15 d=φ300
zb= 1 0 8
45
f
x
x
zd= 1 2 0
x
P =12
主运动：
127
电
机 1 35 00 01 45 5II1 45 5II（ I
主
轴
）
进给运动： （主 II 3 I轴 6 3 6 ） 2 42 42 4 丝P 杠 1） 2 （
金属切削机床及各种加工方法
16
例 Z1=24
Z3=60 M2 Z5=24
IV
V
M1 Z2=60
Z4=24
Z6=60
IV
Z Z
M
5 6
2
Z4 Z3 Z3 Z4
M1 Z1
Z2
M1
Z1
V
Z 2
金属切削机床及各种加工方法
17
例
x d=φ150 I
45
n r= 1 4 5 0 rp m
II
X
X
X
III z2=65
z3=26
X
z7=20 m=2 vf
X
X
z4=72
X
X
d1=φ100
z5=20 IV
n电=1450rpm
z6=60 V
I
X
传动结构式：n 电 I d d 1 2 I Iz z1 2 II z z I 4 3 IV z z6 5 V z7 /齿
传动平衡式： vf n电 d d1 2zz1 2zz4 3zz6 5m7z
（1）通用机床（万能机床）：
（2）专门化机床（专能机床）：
（3）专用机床： l 按照加工精度： l 按照自动化程度：手动、机动、半自动、自动
金属切削机床及各种加工方法
2
2.1 金属切削机床的分类、型号及传动
2.1.1 金属切削机床的分类 l 按加工性质和加工刀具共分12类（表2.1） l 按照机床通用性（万能程度）
19
l 机床的液压传动简介
• 液压系统的主要组成部分： • 动力源 • 速度控制回路 • 压力控制回路 • 方向控制回路 • 执行机构 • 液压附件
金属切削机床及各种加工方法
9
机床中常用的变速机构：
（1） 滑移齿轮变速
Z1 Z2
I
I
Z1 Z2
II
X
X
II
X
X
Z3
Z4
Z3
Z4
Z1
传动结构式：Ⅰ-
Z Z
3
2
-Ⅱ
Z 4
金属切削机床及各种加工方法
10
（2） 离合器变速
Z1 Z2
I
X
X
Z1 I
X
II
II
Z3
Z4
Z3
Z1
传动结构式：Ⅰ-
代号
代号 代号
□ （□） ○ ○ ○○（·○） （□）
X
K
60
30
A
C
61
40
C
6
20
M
14
32
C
21
40·6
金属切削机床及各种加工方法
4
2.1.3 机床的基本构造
l 基本构件： 主传动部件 进给运动部件 动力源 刀具安装装置 工件安装装置 支承件
2.1.4 机床的基本传动类型
机床的基本传动类型有机械、液压、气动、电伺服 等。最常用的有机械传动和液压传动。
XI
X
XX
26
XX
52 26
XI
27
30 26
21 27
27
24 30
48
26
26
52
XI
-
26
52
XII
-
52 39
(
XI)
-
52 52
XIII
21
26
26
24
27
36
金属切削机床及各种加工方法
XIII 26
15
C616车床传动系统
第2章 金属切削机床 及各种加工方法
2.1 金属切削机床的分类、型号及传动
2.2 2.3 铣削、刨削和拉削 2.4 钻削与镗削加工 2.5 磨削加工 2.6 光整加工 2.7 齿轮齿形加工 2.8 特种加工技术概述
金属切削机床及各种加工方法
2.1 金属切削机床的分类、型号及传动
2.1.1 金属切削机床的分类 l 按加工性质和加工刀具共分12类（表2.1） l 按照机床通用性（万能程度）
36 28 101821027
金属切削机床及各种加工方法
18
进给量计算 ：f13 63 624 24 24 12 3628101 821 027
丝杠螺母进给：（S为丝杠导程）
f 1i主 .丝s
齿轮齿条进给： （m为末级齿轮模数） f 1i主 .末m末 z
机床挂轮的要求：
1） 备用齿轮中应有选用齿轮齿数；
（1）通用机床（万能机床）：
（2）专门化机床（专能机床）：
（3）专用机床： l 按照加工精度： l 按照自动化程度：手动、机动、半自动、自动
新型机床介绍
金属切削机床及各种加工方法
3
2.1.2 金属切削机床的型号
l 国产机床型号：（□代表字母，○代表数字）
类别 （特性代号） 组别 型别 主参数（·主轴数） （重大改进）
Z Z
3 2
-Ⅱ
Z 4
金属切削机床及各种加工方法
Z2
X
Z4
11
结构图
金属切削机床及各种加工方法
12
（3） 塔轮变速
d1 d2d3d4d5
Z
1
Z
Z3Z
2
Z5
4
XXXXX
I
XXXXX
I
II
II
d1
XXXXX
d
6
d2
传动结构式：Ⅰ-
d d
d
7 3 8
d6 d7d8d9d10