第一章机床基础知识1

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全自动的概念已发生变化。传统的全自动机床是用一只气 动或液动的机械手实现工件的自动上、下料，但展览上有超过 10台以上的加工中心和车削中心，采用真正意义的多关节串联 式机器人，来实现工件的上、下料，包括完工零件的堆放。控 制的范围加大，组线的灵活性加强，同时辅助配套的机械大大 减少。 环保要求越来越高。在展出的展品中，绝大部分的机床产 品都采用全封闭的罩壳，绝对没有切屑或切削液外溅的现象。 另一方面，大量的工业清洗机和切削液处理机系统的展出，亦 同时反映现代制造业对环保越来越高的要求。
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第一章 机床的基础知识
机床在国民经济中的地位及其发展简史 机床的分类和型号 对机床的一般要求 机床上工件表面成形方法和所需运动 机床的传动原理 机床的传动系统与运动计算 机床的精度
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第一节
机床在国民经济中的地位及其发展简史
• 一、金属切削机床定义 • 金属切削机床（Metal-cutting machine tool）是用 切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造 机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”（machine tool），习惯上简称为机床。
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二、机床的地位


1.机床是现代机械制造业中最重要的加工设备
机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性,决定着
国民经济的发展水平。

2.一个国家要繁荣富强,必须实现工业、农业、国防和科学技术 的现代化,这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提 供现代化的先进技术设备与装备,即各种机器、仪器和工具等。 然而,一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造 业作后盾。

3.机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国 民经济的发展起着重大作用。
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三、机床的发展简史
1.国外机床的发展史
公元前二千多年出 现的树木车床是机床最 早的雏形。工作时，脚 踏绳索下端的套圈，利 用树枝的弹性使工件由 绳索带动旋转，手拿贝 壳或石片等作为刀具， 沿板条移动工具切削工
件。中世纪的弹性杆棒

1953～1957年，新建、扩建机床厂，并开始自行设计和开展试
验研究工作。

1956年成立了综合性的机床研究所和组合研究所。

至1988年机床的产量达20万台，品种日趋齐全，机床的性能已
经接近和达到了世界先进水平。
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四、机床的发展趋势

机床的发展趋势朝着提高生产效率、加工精度、自动化程 度和扩大品种。模块化设计将是贯穿产品设计全过程的一条主 线，无论是机床技术发展的潮流还是市场竞争的要求；无论是 降低成本的需要，还是提高产品质量的需要，都要求我们在今 后产品的开发设计中，切实做好模块化设计、创新设计工作。
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模块化的设计在机床制造中已应用得炉火纯青。横向 系列、纵向系列、全系列、跨系列的模块化设计，在展品 中体现得淋漓尽致，无论是大隈、牧野等为代表的日本机 床，还是Haas、Cincinnati等为代表的美国机床，同样两 台展品，外形上看，好象完全一样，但功能则完全不同， 所构成的模块很多则是通用的。

加工中心、车削中心、磨削中心、数控车、数控铣、数控 镗等金切机床，构成了庞大的展品群，这些由传统的切削原理 结合现代设计理念和先进的控制技术相融合而成的金切机床， 代表了世界机床的发展方向和趋势。
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高速、复合、高精度、高刚性仍是金切机床的发展主调，
但又有新的变化。复合，已从原来的为复合而wenku.baidu.com合转为从实用
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19世纪，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动， 各种类型的机床相继出现。1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨 床；1818年美国人惠特尼制成卧式铣床；1876年，美国制成万 能外圆磨床；1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。
随着电动机的发明，机床开始先采用电动机集中驱动，后
又广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初，为了加工精度更高 的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨 床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制 出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。
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随着电子技术的发展，美国于1952年研制成第一台数字控 制机床；1958年研制成能自动更换刀具，以进行多工序加 工的加工中心。从此，随着电子技术和计算机技术的发展 和应用，使机床在驱动方式、控制系统和结构功能等方面 都发生显著的变革。
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2.我国机床的发展史

公元前我国有原始的钻床、木工车床。 17世纪中叶，利用畜力代替人力作机床的动力。解放前夕，规 模小、制造少、简单的皮带车床、牛头刨床和砂轮机等。 1949年，拥有机床6万台左右，机床仅1000多台，品种不到10个。
沙市大学机械工程学院 苏朱勇
金属切削机床

金属切削机床：是一种以切削的方法加工金属零件的机器， 是制造机器的机器，故又称“工作母机”或“工具机”。 金属切削机床课由两部分组成：

一、金属切削机床概论部分：
机床基础知识；车床；磨床；齿轮加工机床；钻、镗、铣、 刨、拉及螺纹加工机床。
二、金属切削机床设计部分： 机床的总体设计；传动设计；主轴部件；支承件及导轨等。
车床运用的仍是这一原 理。
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十五世纪由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表匠
用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。
1500年左右，意大利人列奥纳多•达芬奇曾绘制过车床、 镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲 柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。中国明朝出版的《天工 开物》中也载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，
加上沙子和水剖切玉石。
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十八世纪的工业革命推动了机床的发展。1774年，英国人威尔金
森发明了较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸， 满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于1776年制造 了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始 用蒸汽机通过天轴驱动。 1797年，英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架，能实现机 动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被 称为“英国机床工业之父”。
高效考虑为主，如车、铣复合，车、铣、钻的复合，铣床和电 火花的复合；从功能上看，复合型机床的针对性很强，针对某 类零件考虑；从精度上看，定位精度＜2μ m，重复定位精度 ≤±1μ m的机床已比比皆是；从主轴转速 来看，8.2kW主轴达 60000r/min，13kW达42000r/min，高速已不是小功率主轴的专 有特征；从刚性上看，已出现可加工60HRC硬度材料的加工中 心。