第2章-金属切削机床设计PPT课件
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（/◎） ——————————其他特性代号
17
2.2 金属切削机床总体设计
❖ 机床的类别代号 我国的机床分为12大类，如有分类则在其类别代 号前加数字表示 。
表2.1 机床类代号和分类代号
类车钻镗 别床床床
磨床
齿轮 加工 机床
螺纹 加工 机床
铣 床
代 号
C
Z
T
M
2 M
3 M
Y
SX
读 音
车
钻
镗
磨
二 磨
三 磨
牙
丝铣
刨 插 床
拉 床
BL
刨拉
电加 工机
床
锯 其他 床 机床
⑥数据管理
D GQ
电 割 其他
18
2.2 金属切削机床总体设计
❖ 机床的通用特性代号 当某类型机床除有普通式外，还具有表2.2所列的 通用特性时，则在类代号之后用大写的汉语拼音 予以表示。
表2.2 机床通用特性代号
通用 特性
高精 度
（c）大型双主轴立式龙门加工中心
4
2.1 概述 ➢机床产品的分类 机床是机械制造的基础机械，是制造机器的机器， 被称为“工作母机”。机床品种规格繁多，按加工方 法和所用刀具主要分为 ： ❖ 车床 车床主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、圆 锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些还可加 工螺纹面，主运动通常是由工件的旋转运动实现的， 进给运动则由刀具的直线移动来完成。 ⑥数据管理
机械制造装备设计
第2章 金属切削机床设计
全国本科院校机械类创新型应用人才培养规划教材
本章分四个小节： 2.1 概述 2.2 金属切削机床总体设计 2.3 主传动系设计 2.4 进给传动系设计
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2.1 概述 金属机床是用刀具或磨具对金属工件进行切削加
工的机器。 目前，中国的机械制造技术的发展战略特别是冷加
高度重视设计方法和手段的应用。对于机床产品的设
计，需要满足以下几个要求：
❖ 性能设计要求
（1）工艺范围；
（2）生产率和自动化程度；
（3）加工精度和表面粗糙度； （4）可靠性
⑥数据管理
（5）机床的机械效率和寿命
（6）噪声
❖ 经济效益
❖ 人机关系
14
2.1 概述
➢ 机床产品设计的方法
机床设计经历了由静态分析到动态分析，由定性
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2.1 概述 ❖ 铣床 铣床是用铣刀进行切削加工的机床，可加工平面、 沟槽、多齿零件上的齿槽、螺旋形表面及各种曲面， 用途广泛。
9
2.1 概述 ❖ 镗床 镗床是主要用镗刀在工件上加工孔的机床，工艺范 围较广，通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔
10
2.1 概述 ❖ 刨床 刨床主要用于刨削各种平面和沟槽。
❖ 机床的组别、系别代号
同类机床因用途、性能、结构相近或有派生而分
为若干组。
❖ 机床的主参数、设计顺序号和第二参数
❖ 机床的重大改进序号
⑥数据管理
❖ 其他特性代号
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2.2 金属切削机床总体设计
➢ 机床运动原理方案设计与分析 ❖ 运动分类
在切削加工中，为了得到具有一定几何形状、一 定精度和表面质量的工件，使刀具和工件间按一 定的规律完成一系列的运动。这些运动按其功用 可以分为表面成形运动和辅助运动两种大类 （1） 表面成形运动
11
2.1 概述 ❖ 插床 插床主要用于加工工件的内表面，有时还可加工成 形内外表面，主运动是滑枕带动插刀沿垂直方向所作 的直线往复运动。
12
2.1 概述 ❖ 齿轮加工机床 在金属切削中，齿轮加工机床是用于加工齿轮轮齿 的机床。
13
2.1 概述
➢机床产品设计要求
机械产品的性能，80%取决于设计阶段，因此必须
直接参与切削过程，使之在工件上形成一定几 何形状表面的刀具和工件间的相对运动称为表面 成形运动。
21
2.2 金属切削机床总体设计
根据切削过程中所起的作用不同，表面成形运
精密
自动
半自 动
数控
加工 中心
（自 动换 刀）
仿形wenku.baidu.com
轻型
加重 型
简式 或经 济型
柔性
加⑥工数据数管显 理高速
单元
代号 G M Z
B
KH
F
Q
C
J
R
X
S
读音 高 密 自 半 控 换 仿 轻 重 简 柔 显 速
19
2.2 金属切削机床总体设计
❖ 结构特性代号
结构特性代号为了区别主参数相同而结构不同的
机床，在型号中用汉语拼音字母区分。
❖ 调查研究
❖ 总体方案设计
总体方案设计所包含的内容包括：工艺分析、主
要技术参数、机床总体布局、传动系统、电气系
统、液压系统、主要部件的结构草图、试验结果
及技术经济分析报告等。
⑥数据管理
❖ 工作图设计
❖ 试制鉴定
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2.2 金属切削机床总体设计
➢ 机床系列型谱的制订 机床的型号是机床产品的代号，用以表明机床的 类型、通用特性、结构特性以及主要技术参数等 GB/T15375—1994《金属切削机床型号编制方法》 规定，我国金属切削机床型号由汉语拼音字母和 阿拉伯数字按一定规律组合而成。
（△） ——————————分类代号 〇 ——————————类代号
（〇） ——————————通用特性及结构特性代号 △ ——————————组代号 △ ——————————系代号 △ ——————————主参数或设计顺序号
（×△） —————————主轴数或第二主参数 （〇）——————————重大改进顺序号
5
2.1 概述
C06140车床
⑥数据管理
加宽型C5116E车床
6
2.1 概述 ❖ 磨床 磨床是用磨具和磨料（如砂轮、砂带、油石、研磨 剂等）对工件的表面进行磨削加工的一种机床，广泛 用于零件的精加工，尤其是淬硬零件、高硬度特殊材 料及非金属材料的加工。
7
2.1 概述 ❖ 钻床 钻床是孔加工机床，是用钻头在工件上加工孔的机 床。钻床通常用于加工尺寸较小，精度要求不太高的 孔，可完成钻孔、扩孔、铰孔以及攻螺纹等工作。
分析到定量分析，由线性分析向非线性分析，由
安全设计向优化设计，由手动设计向自动化发展
的过程。
❖ 理论分析计算和试验研究相结合的设计方法
❖ 分析计算法
（1）集中参数法 （2）有限元法
⑥数据管理
（3）优化设计
（4）可靠性设计
15
2.1 概述
➢ 机床的设计步骤
设计机床的步骤在实践中虽有细节上的差别，但
归纳起来大体上可分为以下4个阶段。
工技术的发展将沿着三条主线进行： ❖机械制造工艺方法进一步完善与开拓。 ❖加工技术向高度精度方向发展，使“精密工程和 ”“纳米技术”逐步走向实用化和生产化。 ❖加工技术向自动化方向发展，继续沿着NC— CNC—FMS—CIMS的台阶向上攀登。
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2.1 概述
（a）车铣复合加工中心
（b）高速立式加工中心
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2.2 金属切削机床总体设计
❖ 机床的类别代号 我国的机床分为12大类，如有分类则在其类别代 号前加数字表示 。
表2.1 机床类代号和分类代号
类车钻镗 别床床床
磨床
齿轮 加工 机床
螺纹 加工 机床
铣 床
代 号
C
Z
T
M
2 M
3 M
Y
SX
读 音
车
钻
镗
磨
二 磨
三 磨
牙
丝铣
刨 插 床
拉 床
BL
刨拉
电加 工机
床
锯 其他 床 机床
⑥数据管理
D GQ
电 割 其他
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2.2 金属切削机床总体设计
❖ 机床的通用特性代号 当某类型机床除有普通式外，还具有表2.2所列的 通用特性时，则在类代号之后用大写的汉语拼音 予以表示。
表2.2 机床通用特性代号
通用 特性
高精 度
（c）大型双主轴立式龙门加工中心
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2.1 概述 ➢机床产品的分类 机床是机械制造的基础机械，是制造机器的机器， 被称为“工作母机”。机床品种规格繁多，按加工方 法和所用刀具主要分为 ： ❖ 车床 车床主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、圆 锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些还可加 工螺纹面，主运动通常是由工件的旋转运动实现的， 进给运动则由刀具的直线移动来完成。 ⑥数据管理
机械制造装备设计
第2章 金属切削机床设计
全国本科院校机械类创新型应用人才培养规划教材
本章分四个小节： 2.1 概述 2.2 金属切削机床总体设计 2.3 主传动系设计 2.4 进给传动系设计
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2.1 概述 金属机床是用刀具或磨具对金属工件进行切削加
工的机器。 目前，中国的机械制造技术的发展战略特别是冷加
高度重视设计方法和手段的应用。对于机床产品的设
计，需要满足以下几个要求：
❖ 性能设计要求
（1）工艺范围；
（2）生产率和自动化程度；
（3）加工精度和表面粗糙度； （4）可靠性
⑥数据管理
（5）机床的机械效率和寿命
（6）噪声
❖ 经济效益
❖ 人机关系
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2.1 概述
➢ 机床产品设计的方法
机床设计经历了由静态分析到动态分析，由定性
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2.1 概述 ❖ 铣床 铣床是用铣刀进行切削加工的机床，可加工平面、 沟槽、多齿零件上的齿槽、螺旋形表面及各种曲面， 用途广泛。
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2.1 概述 ❖ 镗床 镗床是主要用镗刀在工件上加工孔的机床，工艺范 围较广，通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔
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2.1 概述 ❖ 刨床 刨床主要用于刨削各种平面和沟槽。
❖ 机床的组别、系别代号
同类机床因用途、性能、结构相近或有派生而分
为若干组。
❖ 机床的主参数、设计顺序号和第二参数
❖ 机床的重大改进序号
⑥数据管理
❖ 其他特性代号
20
2.2 金属切削机床总体设计
➢ 机床运动原理方案设计与分析 ❖ 运动分类
在切削加工中，为了得到具有一定几何形状、一 定精度和表面质量的工件，使刀具和工件间按一 定的规律完成一系列的运动。这些运动按其功用 可以分为表面成形运动和辅助运动两种大类 （1） 表面成形运动
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2.1 概述 ❖ 插床 插床主要用于加工工件的内表面，有时还可加工成 形内外表面，主运动是滑枕带动插刀沿垂直方向所作 的直线往复运动。
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2.1 概述 ❖ 齿轮加工机床 在金属切削中，齿轮加工机床是用于加工齿轮轮齿 的机床。
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2.1 概述
➢机床产品设计要求
机械产品的性能，80%取决于设计阶段，因此必须
直接参与切削过程，使之在工件上形成一定几 何形状表面的刀具和工件间的相对运动称为表面 成形运动。
21
2.2 金属切削机床总体设计
根据切削过程中所起的作用不同，表面成形运
精密
自动
半自 动
数控
加工 中心
（自 动换 刀）
仿形wenku.baidu.com
轻型
加重 型
简式 或经 济型
柔性
加⑥工数据数管显 理高速
单元
代号 G M Z
B
KH
F
Q
C
J
R
X
S
读音 高 密 自 半 控 换 仿 轻 重 简 柔 显 速
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2.2 金属切削机床总体设计
❖ 结构特性代号
结构特性代号为了区别主参数相同而结构不同的
机床，在型号中用汉语拼音字母区分。
❖ 调查研究
❖ 总体方案设计
总体方案设计所包含的内容包括：工艺分析、主
要技术参数、机床总体布局、传动系统、电气系
统、液压系统、主要部件的结构草图、试验结果
及技术经济分析报告等。
⑥数据管理
❖ 工作图设计
❖ 试制鉴定
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2.2 金属切削机床总体设计
➢ 机床系列型谱的制订 机床的型号是机床产品的代号，用以表明机床的 类型、通用特性、结构特性以及主要技术参数等 GB/T15375—1994《金属切削机床型号编制方法》 规定，我国金属切削机床型号由汉语拼音字母和 阿拉伯数字按一定规律组合而成。
（△） ——————————分类代号 〇 ——————————类代号
（〇） ——————————通用特性及结构特性代号 △ ——————————组代号 △ ——————————系代号 △ ——————————主参数或设计顺序号
（×△） —————————主轴数或第二主参数 （〇）——————————重大改进顺序号
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2.1 概述
C06140车床
⑥数据管理
加宽型C5116E车床
6
2.1 概述 ❖ 磨床 磨床是用磨具和磨料（如砂轮、砂带、油石、研磨 剂等）对工件的表面进行磨削加工的一种机床，广泛 用于零件的精加工，尤其是淬硬零件、高硬度特殊材 料及非金属材料的加工。
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2.1 概述 ❖ 钻床 钻床是孔加工机床，是用钻头在工件上加工孔的机 床。钻床通常用于加工尺寸较小，精度要求不太高的 孔，可完成钻孔、扩孔、铰孔以及攻螺纹等工作。
分析到定量分析，由线性分析向非线性分析，由
安全设计向优化设计，由手动设计向自动化发展
的过程。
❖ 理论分析计算和试验研究相结合的设计方法
❖ 分析计算法
（1）集中参数法 （2）有限元法
⑥数据管理
（3）优化设计
（4）可靠性设计
15
2.1 概述
➢ 机床的设计步骤
设计机床的步骤在实践中虽有细节上的差别，但
归纳起来大体上可分为以下4个阶段。
工技术的发展将沿着三条主线进行： ❖机械制造工艺方法进一步完善与开拓。 ❖加工技术向高度精度方向发展，使“精密工程和 ”“纳米技术”逐步走向实用化和生产化。 ❖加工技术向自动化方向发展，继续沿着NC— CNC—FMS—CIMS的台阶向上攀登。
3
2.1 概述
（a）车铣复合加工中心
（b）高速立式加工中心