金屬切削(qiēxiāo)機床是用切削(qiēxiāo)方法將金屬毛坯加工成具有一定形狀、尺寸和表面質量的機械零件的機器。由于它是制造機器的機器，通常又稱為工作母機或工具機，習慣上稱為機床。精品資料金屬切削(qiēxiāo)機床第一節概述一、機床(jīchuáng)的基本組成動力源傳動系統支承件工作部件控制系統冷卻系統潤滑系統其它裝置精品資料金屬切削(qiēxiāo)機床二、機床(jīchuáng)的運動機床的運動分為表面形成運動和輔助運動1.表面形成運動機床最基本的運動，亦稱工作運動

主運動

進給運動2.輔助運動在加工過程中加工工具與工件除工作運動以外的其他運動。

切入運動

各種空行程運動

其他輔助運動精品資料金屬切削(qiēxiāo)機床三、機床(jīchuáng)技術性能指標1.機床的工藝范圍

通用機床

專用機床2.機床的技術參數

尺寸參數——具體反映機床的加工范圍

運動參數——機床執行件的運動速度

動力參數——機床電動機的功率精品資料金屬(jīnshǔ)切削機床四、機床(jīchuáng)精度與剛度

機床精度加工中保證被加工工件達到要求的精度和表面粗糙度，并能在機床長期使用中保持這些要求，機床本身必須具備的精度

幾何精度

運動精度

傳動精度

定位精度

工作精度

精度保持性機床剛度機床系統抵抗變形的能力精品資料五.機床的分類及型號(xínghào)的編制方法機床(jīchuáng)的分類按加工性質和所用刀具分為12大類，即車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、超聲波及電加工機床、切斷機床、其它機床每一大類中的機床，按結構、性能和工藝特點還可細分為若干組，每一組又細分為若干系（系列）精品資料機床型號(xínghào)的編制方法機床的型號必須(bìxū)簡明地反映出機床的類型、通用特性、結構特性及主要技術參數等我國的機床型號現在是按照1994年頒布的標準GB/T15375-94《金屬切削機床型號編制方法》編制而成精品資料金屬切削(qiēxiāo)機床

完整(wánzhěng)形式類代號特性代號主參數第二主參數重大改進順序號同一型號機床變型代號○（○）●●（×●）（○）（/●）組、系代號精品資料機床類別代號：大寫的漢語拼音字母表示機床的特性代號：包括通用特性和結構特性，用大寫的漢語拼音字母表示機床的組別和系列代號：二位數字表示機床主參數(cānshù)、設計序號、第二主參數(cānshù)的代號：都用二位數字表示機床重大改進序號：漢語拼音字母表示精品資料金屬切削(qiēxiāo)機床MG1432A類代號(dàihào)：磨床特性代號：通用特性代號（高精度）組、系代號：萬能外圓磨床主參數：最大磨削直徑320mm重大改進順序號：第一次重大改進經過一次重大改進，最大磨削直徑為320mm的高精度萬能外圓磨床精品資料金屬切削(qiēxiāo)機床○——●●設計單位(dānwèi)代號設計順序號組代號2.專用機床型號精品資料金屬切削(qiēxiāo)機床一、傳動系統1.主傳動系統

分類(fēnlèi)第二節金屬切削機床部件按驅動主傳動的電動機類型:交流電動機驅動、直流電動機驅動按傳動裝置類型：機械傳動、液壓傳動、電氣傳動按變速的連續性分級變速傳動無級變速傳動2.進給傳動系統

機械進給傳動

液壓進給傳動

電伺服進給傳動精品資料空套連接(liánjiē)普通(pǔtōng)平鍵連接導向平鍵連接花鍵連接常用傳動件的簡圖符號精品資料常用(chánɡyònɡ)傳動件的簡圖符號精品資料常用(chánɡyònɡ)傳動件的簡圖符號精品資料常用(chánɡyònɡ)傳動件的簡圖符號精品資料常用(chánɡyònɡ)傳動件的簡圖符號精品資料常用(chánɡyònɡ)傳動件的簡圖符號精品資料常用(chánɡyònɡ)傳動件的簡圖符號精品資料常用(chánɡyònɡ)傳動件的簡圖符號精品資料常用(chánɡyònɡ)傳動件的簡圖符號精品資料常用傳動(chuándòng)副的傳動(chuándòng)關系傳動比i：Z1/Z2i==n2/n1n2=n1×Z1/Z2主動輪從動輪精品資料K/Zi=傳動比i：K－蝸桿的線數Z－蝸輪的齒數常用(chánɡyònɡ)傳動副的傳動關系渦輪蝸桿傳動精品資料齒條(chǐtiáo)移動速度：nv---與齒條嚙合(nièhé)的齒輪的轉速,r/min;m---齒條、齒輪模數，mm;z---齒輪齒數p---齒條齒距,mm。(mm/s)常用傳動副的傳動關系精品資料螺母移動(yídòng)速度：nv---絲杠轉速(zhuànsù),r/min;p---單頭螺桿螺距,mm。(mm/s)常用傳動副的傳動關系絲杠螺母傳動精品資料′i1=Z1/Z1i2i3==Z2/Z2Z3/Z3′′機床常用變速(biànsù)機構精品資料(1)電氣伺服進給傳動系統的控制(kòngzhì)類型

開環系統(xìtǒng)

閉環系統(xìtǒng)

半閉環系統(xìtǒng)2.進給傳動系統

開環系統對工作臺實際位移量沒有檢測和反饋，數控裝置發出的指令信號流程是單向的，其精度主要決定于驅動元件和伺服電機的性能，開環伺服系統所用的電動機主要是步進電動機。移動部件的速度與位移是由輸入脈沖的頻率和脈沖數決定的，位移精度主要決定于該系統各有關零部件的精度。精品資料開環控制的優點是：結構簡單、系統穩定、容易調試、成本低廉等。但是系統對移動部件的誤差沒有補償和校正，所以精度低，位置(wèizhi)精度通常為±0.01～±0.02mm。一般適用于經濟型數控機床。開環數控系統精品資料2)閉環控制系統閉環控制系統是指在機床的運動部件上安裝位置測量裝置，例如光柵、感應同步器和磁柵等位置測量裝置，（如圖所示。）在加工中，位置測量裝置將測量到的工作臺實際位置反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移相比較，用比較的差值控制移動部件，直到差值為零，即實現移動部件的最終(zuìzhōnɡ)精確定位。從理論上講，閉環控制系統的控制精度主要取決于檢測裝置的精度，它完全可以消除由于傳動部件制造中存在的誤差給工件加工帶來的影響，所以這種控制系統可以得到很高的加工精度。但是閉環控制系統的設計和調整都有較大的難度，它主要用于一些精度要求很高的鏜銑床、超精車床和加工中心上。精品資料圖1.9閉環控制系統(xìtǒng)精品資料3）半閉環控制系統半閉環控制系統是在伺服系統的絲杠上或進給電動機的軸上裝有角位移檢測裝置(角位移檢測裝置有圓光柵、光電編碼器及旋轉式感應同步器等）。半閉環控制系統不是直接測量工作臺位移量，而是通過檢測絲杠轉角間接地測量工作臺位移量，然后反饋給數控裝置，（如圖所示。）這種控制系統實際控制的是絲杠的傳動，而絲杠的螺母副的傳動誤差無法測量，只能靠制造保證。因而半閉環控制系統的精度低于閉環系統。但由于角位移檢測裝置比直線位移檢測裝置結構簡單、安裝調試方便，因此配有精密滾珠絲杠和齒輪的半閉環系統正在被廣泛地采用。目前已逐步將角位移檢測裝置和伺服電動機設計成一個部件(bùjiàn)，使系統變得更加簡單，安裝調試更加方便，目前，中檔數控機床廣泛采用半閉環控制系統。精品資料圖1.10半閉環控制系統(xìtǒng)精品資料

步進電動機

直流伺服電動機

交流(jiāoliú)伺服電動機

直線伺服電動機(3)電氣伺服進給系統中的機械傳動部件(bùjiàn):運動部件(bùjiàn)的移動是靠脈沖信號來控制的，要求運動部件(bùjiàn)動作靈敏、低慣量、定位精度好、具有適宜的阻尼比，傳動機構不能有反向間隙。滾珠絲杠

(2)電氣伺服進給系統驅動部件精品資料

電機(diànjī)支承(zhīchénɡ)絲杠螺母伺服進給系統精品資料

伺服電機精品資料

滾珠(gǔnzhū)絲杠螺母副精品資料滾珠絲杠螺母副的結構原理：在絲杠和螺母上都裝有半圓弧形的螺旋(luóxuán)槽，當它們套裝在一起時便形成了滾珠的螺旋(luóxuán)滾道。螺母上有滾珠回路管道，將幾圈螺旋(luóxuán)滾道的兩端連接起來，構成封閉的循環滾道，并在滾道內裝滿滾珠。當絲杠相對于螺母旋轉時，兩者發生軸向位移，而滾珠則可沿著滾道流動。滾珠(gǔnzhū)絲杠副結構原理圖精品資料滾珠絲杠螺母(luómǔ)副的特點:與傳統的滑動絲杠螺母副比較，滾珠絲杠螺母副具有(jùyǒu)以下優點：（1）傳動效率高，摩擦損失小。（2）運動平穩無爬行。（3）傳動精度高，反向時無空程。（4）磨損小，精度保持性好，使用壽命長。（5）具有(jùyǒu)運動的可逆性。滾珠絲杠副的缺點是：（1）制造成本高。（2）由于不能自鎖，因此必須增加制動裝置。精品資料金屬(jīnshǔ)切削機床二、主軸部件主軸部件是機床重要部件之一,是機床的執行件。作用：支承并帶動工件或刀具旋轉進行切削，承受切削力和驅動力等載荷，完成表面成形運動。組成：主軸及其支承軸承、傳動件、密封件及定位(dìngwèi)元件

1.主軸部件應滿足的基本要求

旋轉精度：安裝工件或刀具的主軸部位的徑向和軸向跳動

剛度：在外加載荷作用下抵抗變形的能力

抗振性：抵抗受迫振動和自激振動的能力

溫升和熱變形：各相對運動處的摩擦生熱，切削熱等使主軸部件溫度升高，造成主軸熱變形。耐摩性精品資料（1）旋轉(xuánzhuǎn)精度主軸組件(zǔjiàn)的旋轉精度是指專機在空載低速轉動時，在主軸前端定位面上測得的徑向圓跳動、端面圓跳動和軸向竄動值的大小。主軸組件(zǔjiàn)的旋轉精度是在靜態無載條件下測出的。如果在工作條件下，則旋轉精度就會有所不同，這種精度稱為運動精度，是動態的旋轉精度。精品資料軸向竄動徑向(jìnɡxiànɡ)圓跳動角度(jiǎodù)擺角精品資料主軸旋轉誤差(wùchā)綜合精品資料主軸(zhǔzhóu)組件的旋轉精度影響因素軸承精度和間隙與軸承相配合零件（箱體、主軸本身）的精度軸承安裝、調整(tiáozhěng)主軸轉速軸承組合設計軸承的性能精品資料（2）.靜剛度(ɡānɡdù)靜剛度簡稱為剛度。主軸組件的剛度是指在外加載荷(zàihè)作用下抵抗變形的能力。指在主軸工作端部作用一個靜態力F（或扭矩M）時，F與主軸在F作用方向上所產生的變形y之比徑向剛度、軸向剛度、扭轉剛度對于大多數專機來說，主軸的徑向剛度是主要的。精品資料精品資料影響主軸組件(zǔjiàn)剛度的主要因素主軸(zhǔzhóu)的結構型式及尺寸軸承的類型、配置及預緊傳動件的布置方式主軸(zhǔzhóu)組件的制造與裝配質量精品資料（3）．抗振性主軸組件的抗振性是指機器工作時主軸組件抵抗振動、保持主軸平穩運轉(yùnzhuǎn)的能力。主軸組件的振動會影響工件的表面質量、刀具的耐用度和主軸軸承的壽命，還會產生噪聲而影響工作環境。精品資料（4）．熱變形(biànxíng)主軸組件的熱變形是指機器工作時，因各相對運動處的摩擦和攪油等耗損(hàosǔn)而發熱造成的溫差，使主軸組件在形狀和位置上產生的畸變。熱變形可在主軸組件運轉一段時間后因發熱而造成的各部分位置變化來度量，也可以用溫升近似地表示。主軸組件的熱變形會使主軸伸長，使軸承的間隙發生變化，軸心位置偏移等；潤滑油溫度升高后，使黏度下降，從而降低軸承的承載能力。精品資料影響主軸組件溫升和熱變形(biànxíng)的主要因素軸承(zhóuchéng)的類型、配置方式和預緊力的大小潤滑方式散熱條件精品資料一般規定，使用滑動軸承時，主軸軸承溫度不得超過60℃，對于高精度機床不得超過室溫10℃。滾動軸承的允許溫度可參閱(cānyuè)表3．1(在室溫為20℃的條件下）。精品資料（5）．耐磨性

主軸組件的耐磨性是指長期地保持其原始制造精度的能力，即精度的保持性。主軸組件的各滑動表面（包括主軸端部定位面、錐孔與滑動軸承配合的軸頸表面，軸向移動的主軸組件的導向表面等）都必須具有很高的硬度，以保持其耐磨性。滑動和滾動軸承的磨損不僅使主軸組件喪失了原有的運轉精度，而且將降低剛度和抗振性，因此必須保證這些部分(bùfen)的耐磨性和具有調整的可能性。精品資料影響耐磨性的主要(zhǔyào)因素主軸、軸承(zhóuchéng)的材料與熱處理軸承(zhóuchéng)（或襯套）類型潤滑方式精品資料精品資料臥式車床(chēchuáng)傳動系統精品資料主運動(yùndòng)傳動系統精品資料2.主軸部件(bùjiàn)的傳動方式

齒輪傳動：結構簡單、緊湊，能傳遞較大的轉矩，能適應變轉速、變載荷工作，應用最廣，但不如帶傳動平穩。

帶傳動：靠摩擦力傳動，適用于中心距較大的兩軸之間傳動。傳動帶有彈性，可吸振，傳動平穩，過載(guòzài)會打滑。

電動機直接驅動方式

主軸傳動方式的選擇，主要決定于主軸的轉速、所傳遞的轉矩、對運動平穩性的要求以及結構緊湊、裝卸維修方便等要求。精品資料多數機床的主軸采用前、后兩個支承。這種方式結構簡單，制造裝配方便，容易保證精度。為提高(tígāo)主軸部件的剛度，前后支承應消除間隙或預緊。為提高(tígāo)剛度和抗振性，有的機床主軸采用三個支承。三個支承中可以前、后支承為主要支承，中間支承為輔助支承；也可以前、中支承為主要支承，后支承為輔助支承。(1)主軸(zhǔzhóu)的支承形式3.主軸部件結構精品資料主軸的構造和形狀主要決定于主軸上所安裝的刀具、夾具、傳動件、軸承等零件的類型、數量、位置和安裝定位方法等。主軸一般為空心階梯(jiētī)軸，前端徑向尺寸大，中間徑向尺寸逐漸減小，尾部徑向尺寸最小。

盡量做到設計、工藝、檢測基準相統一：兩主支承軸徑圓心連線A－B。(2)主軸(zhǔzhóu)的構造精品資料(3)主軸(zhǔzhóu)的材料和熱處理主軸的材料應根據載荷特點、耐磨性要求、熱處理方法和熱處理后變形情況選擇。普通機床主軸可選用中碳鋼(如45鋼)，調質處理后，在主軸端部、錐孔、定心軸頸或定心錐面等部位進行局部高頻淬硬，以提高其耐磨性。只有載荷大和有沖擊時、或精密(jīngmì)機床需要減小熱處理后的變形時、或有其它特殊要求時，才考慮選用合金鋼。當支承為滑動軸承，則軸頸也需淬硬，以提高耐磨性。精品資料(4)主軸(zhǔzhóu)軸承主軸部件中最重要的組件是軸承。軸承的類型、精度、結構、配置方式、安裝調整、潤滑和冷卻等狀況，都直接影響(yǐngxiǎng)主軸部件的工作性能。圖3-13典型的主軸軸承a)、b)雙列短圓柱滾子軸承c)雙列空心圓錐滾子軸承d)單列空心圓錐滾子軸承e)圓錐軸承f)雙列圓錐軸承g)雙向推力角接觸球軸承h)角接觸球軸承1、4—內圈2—外圈3—隔套精品資料滾動軸承(gǔndòngzhóuchéng)軸承鉻鋼(ɡèɡānɡ)GCr15，硬度60～65HRC低碳鋼；銅、鋁、工程塑料保持架滾動體內圈外圈精品資料精品資料精品資料圓錐(yuánzhuī)滾子軸承3000

精品資料推力球軸承5000

精品資料角接觸(jiēchù)球軸承7000

精品資料圓柱(yuánzhù)滾子軸承

精品資料主軸滾動軸承的配置(pèizhì)型式載荷(zàihè)較大轉速較高時，采用雙列圓柱滾子軸承和接觸角為60°的雙向推力角接觸球軸承組合轉速為中、低速時，采用雙列圓柱滾子軸承和推力球軸承或圓錐滾子軸承的組合精品資料主軸滾動軸承的配置(pèizhì)型式載荷(zàihè)中等轉速較高時，采用雙列圓柱滾子軸承和角接觸球軸承的組合或采用前后支承都是角接觸球軸承的組合轉速為中、低速時，可采用兩個圓錐滾子軸承做前后支承軸承精品資料主軸滾動軸承的配置(pèizhì)型式載荷(zàihè)較小轉速較高時，可采用前后支承都是單列角接觸球軸承的組合，如果要提高軸向剛度可每個支承并列兩個軸承轉速為中、低速時，可采用深溝球軸承和推力球軸承的組合精品資料滾動軸承間隙(jiànxì)的調整和預緊滾動軸承具有合適的間隙或過盈量，不僅能提高(tígāo)主軸組件的工作性能，而且還可以保證軸承有較長的壽命。因此，主軸組件中應設有間隙調整機構，以保證主軸軸承保持合理的間隙或過盈量。主軸軸承在裝配時要進行預緊、調整間隙，在使用時會出現間隙或過盈量的變化，還應該進行重新調整。因此，采用間隙調整的方法來保持各類軸承合理的間隙或過盈是十分必要的，并必須力求調整方便、可靠。精品資料常見的滾動軸承間隙(jiànxì)調整的結構：1.對于帶錐孔的雙列圓柱滾子軸承(zhóuchéng)（NN3000K)它是移動軸承(zhóuchéng)內圈使其錐孔與軸頸外錐面作相對移動，從而使內圈產生徑向彈性變形來調整軸承(zhóuchéng)的間隙或過盈量。2.對于角接觸軸承(zhóuchéng)它是通過使其內、外圈產生相對位移來實現間隙調整的。精品資料金屬(jīnshǔ)切削機床三、機床支承件機床的支承件是指床身、立柱、橫梁、底座等大件，相互固定聯接成機床的基礎和框架(kuànɡjià)。

1.支撐件應滿足的基本要求

足夠的剛度和較高的剛度—質量比

較好的動態特性

熱穩定性好，熱變形性對機床加工精度的影響較小

排屑暢通、吊運安全，并具有良好的結構工藝性精品資料2.支承件的結構(jiégòu)(1)箱形類支承件在三個方向的尺寸都相差不多，如各類箱體、底座、升降臺等。(2)板塊類支承件在兩個方向的尺寸比第三個方向大得多，如工作臺、刀架等。(3)梁類支承件在一個方向的尺寸比另兩個方向大得多，如立柱、橫梁、搖臂、滑枕、床身等。精品資料3.支承件的材料支承件常用的材料有鑄鐵、鋼板和型鋼、天然(tiānrán)花崗巖、預應力鋼筋混凝土等。精品資料導軌的功用是承受載荷和導向。它承受安裝在導軌上的運動部件及工件的質量和切削力，運動部件可以沿導軌運動。運動的導軌稱為(chēnɡwéi)動導軌，不動的導軌稱為(chēnɡwéi)靜導軌或支承導軌。動導軌相對于靜導軌可以作直線運動或者回轉運動。四、機床(jīchuáng)導軌精品資料1.導軌應滿足的主要技術要求(1)導向精度導向精度是導軌副在空載荷(zàihè)或切削條件下運動時，實際運動軌跡與給定運動軌跡之間的偏差。(2)承載能力大，剛度好根據導軌承受載荷(zàihè)的性質、方向和大小，合理地選擇導軌的截面形狀和尺寸，使導軌具有足夠的剛度，保證機床的加工精度。(3)精度保持性好精度保持性主要是由導軌的耐磨性決定的，常見的磨損形式有磨料(或磨粒)磨損、粘著磨損或咬焊、接觸疲勞磨損等。(4)低速運動平穩當動導軌作低速運動或微量進給時，應保證運動始終平穩，不出現爬行現象。精品資料2.導軌的截面形狀(xíngzhuàn)和組合形式圖3-16導軌的截面(jiémiàn)形狀a)矩形導軌b)三角形導軌c)燕尾形導軌d)圓柱形導軌精品資料直線導軌的組合(zǔhé)形式直線導軌常見(chánɡjiàn)的組合形式精品資料3.導軌的結構類型(lèixíng)及特點(1)滑動導軌

(2)靜壓導軌

(3)卸荷導軌(4)滾動導軌精品資料(1).滑動導軌滑動導軌的優點是結構簡單、制造方便和抗振性良好；缺點是磨損快。為了提高耐磨性，國內外主要采用(cǎiyòng)鑲鋼滑動導軌和塑料滑動導軌。(a)鑲鋼導軌(b)塑料(sùliào)導軌精品資料(2)卸荷導軌

卸荷導軌是利用機械或液壓的方式減小導軌面間的壓力,但不使運動部件浮起,因而既能保持(bǎochí)滑動導軌的優點，又能減小摩擦力和磨損。“大型超精密機床導軌卸荷系統結構設計與測試”精品資料精品資料(3).滾動導軌與滑動導軌相比，具有如下優點：摩擦因數小，運動(yùndòng)靈敏，不易爬行；磨損小，精度保持性好，壽命長；潤滑系統簡單。缺點有：抗振性差，結構復雜，成本較高。

直線(zhíxiàn)滾動導軌的結構

精品資料(4).靜壓導軌靜壓導軌主要是液體靜壓導軌，在靜壓導軌兩個相對運動的導軌面間通入壓力油，可使運動件浮起。在工作過程(guòchéng)中，導軌面上油腔中的油壓能隨外加負載的變化自動調節，以平衡外加負載，保證導軌面間始終處于純液體摩擦狀態。目前，靜壓導軌較多應用在大型、重型數控機床上。靜壓滾動(gǔndòng)精品資料1.機床刀架自動換刀裝置應滿足的要求1)滿足工藝過程所提出的要求。2)在刀架、刀庫上要能牢固地安裝刀具，在刀架上安裝刀具時還應能精確地調整刀具的位置，采用自動交換刀具時，應能保證刀具交換前后都能處于正確位置。3)刀架、刀庫、換刀機械手部應具有(jùyǒu)足夠的剛度。4)可靠性高。5)刀架和自動換刀裝置是為了提高機床自動化而出現的，因而它的換刀時間應盡可能縮短，以利于提高生產率。6)操作方便和安全。五、機床(jīchuáng)刀架和自動換刀裝置精品資料2.機床(jīchuáng)刀架和自動換刀裝置的類型按照安裝刀具的數目可分為單刀架和多刀架，例如自動車床上的前、后刀架和天平刀架。按結構形式可分為方刀架、轉塔刀架、回輪式刀架等；按驅動刀架轉位的動力不同可分為手動轉位刀架和自動(電動和液動)轉位刀架。精品資料

車床類機床的運動特征是：主運動為主軸作回轉運動，進給運動通常由刀具來完成。車床加工所使用的刀具主要是車刀，還可用鉆頭(zuàntóu)、擴孔鉆、鉸刀等孔加工刀具。車床的種類很多，按用途和結構的不同有臥式車床、立式車床、轉塔車床、自動和半自動車床以及各種專門化車床等。其中臥式車床是應用最廣泛的一種。第三節常見的金屬切削機床一、車床精品資料立式(lìshì)車床精品資料立式(lìshì)車床精品資料轉塔(zhuǎntǎ)車床其他車床精品資料其他車床精品資料

磨床是用磨料磨具(如砂輪、砂帶、油石、研磨料)為工具進行切削加工的機床。它們是由于精加工和硬表面加工的需要而發展起來的，目前也有少數應用于粗加工的高效磨床。為了適應磨削各種加工表面、工件形狀及生產批量的要求