機械加工方法第一頁，共231頁。本章重點典型加工方法與刀具金屬切削機床車床磨床機床夾具123445第二頁，共231頁。2-1典型加工方法與常用刀具一、車削加工與車刀1、車削加工運動：工件旋轉(zhuǎn)作主運動、車刀作進給運動工藝特點適用范圍廣：軸、盤、套等回轉(zhuǎn)體零件易保證被加工零件各表面的位置精度可用于有色金屬零件的精加工切削過程比較平穩(wěn)生產(chǎn)成本較低加工的萬能性好第三頁，共231頁。車削加工精度一般為IT8~IT7，表面粗糙度為Ra6.3~1.6μm精車時IT6~IT5，表面粗糙度為Ra0.4~0.1μm第四頁，共231頁。2、車床的種類臥式車床：通用車床中應用最普遍、工藝范圍最廣泛的?？梢酝瓿筛鞣N類型的內(nèi)外回轉(zhuǎn)體表面的加工，還可進行鉆、擴、餃、滾花等。但其自動化程度低，加工生產(chǎn)率低、加工質(zhì)量受操作者的技術水平影響較大組成：床身、主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架與拖板、尾座第五頁，共231頁。立式車床：主要用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對較小且形狀比較復雜的大型或重型零件。按結(jié)構(gòu)形式分為單柱式和雙柱式。結(jié)構(gòu)特點：主軸處于垂直位置第六頁，共231頁。轉(zhuǎn)塔車床：沒有尾座和絲杠，床身尾部裝有多工位刀架，一般不能車螺紋。在成批加工形狀復雜的工件時具有較高的生產(chǎn)率第七頁，共231頁。1、切斷刀；2、90°左偏刀；3、90°右偏刀；4、彎頭車刀；5、直頭車刀；6、成型車刀；7、寬刃精車刀；8、外螺紋車刀；9、端面車刀；10、內(nèi)螺紋車刀；11、內(nèi)槽車刀；12、通孔車刀;13、盲孔車刀3、常用車刀的種類和加工范圍第八頁，共231頁。I1外圓車刀主要用來加工工件的圓柱形和圓錐形外表面；II直頭外圓車刀：車外圓、外圓柱面倒角；III彎頭外圓車刀：車外圓、車端面、內(nèi)外圓柱面倒角；IV主偏角的偏刀：加工細長軸的外圓、車臺肩面。第九頁，共231頁。I2端面車刀專門用于加工工件的端面；II通常，有利于加強刀尖和提高車刀耐用度。第十頁，共231頁。I專門用于切斷工件；II工作條件不利：3切斷車刀i剛性差；

ii切屑排出困難；

iii隨著切斷的進行，實際后角變小。

II改善措施：兩個主切削刃或一個斜切削刃。第十一頁，共231頁。

4、內(nèi)孔車刀：鏜刀。分類：通孔鏜刀、盲孔鏜刀。結(jié)構(gòu)尺寸取決于孔的直徑和深度5、切槽刀：車削溝槽。其外形與切斷刀相似，但其刀頭寬度和伸出長度必須按工件槽尺寸確定。6、螺紋車刀：內(nèi)外螺紋。刀口截面形狀取決于螺紋類型7、成形車刀：回轉(zhuǎn)體成形表面。是根據(jù)工件的輪廓設計的。第十二頁，共231頁。二、銑削和銑刀1、銑削加工運動：銑刀旋轉(zhuǎn)作主運動、工件作進給運動應用：平面、溝槽、復雜曲面、孔工藝特點：為斷續(xù)切削，易產(chǎn)生沖擊和振動 刀齒的切入、切出，工作的刀齒數(shù)目的增減，形成沖擊，切削過程不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動，加劇了刀具的磨損和破損。為多刃切削，切削效率高可選用不同的切削方式分類：a：端銑b：周銑逆銑順銑第十三頁，共231頁。2、銑削方式—銑削時銑刀相對于工件的運動和位置關系。1）周銑：利用分布在銑刀圓柱面上的切削刃來形成平面（或表面）的銑削方法A、順銑：銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進給方向相同切削厚度由最大到零銑削力始終壓向工作臺，避免了工件的上下振動，使刀具耐用度和已加工表面質(zhì)量提高。進給力與進給方向相同，銑床工作臺傳動絲杠與螺母之間的間隙處于不利位置，工件可能會竄動。因此，要求進給機構(gòu)具有消除絲杠螺母間隙的裝置刀齒從外向內(nèi)工作，要求工件表面沒有硬皮，否則銑刀很容易磨損第十四頁，共231頁。B、逆銑：銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件進給方向相反切削厚度由零到最大當切削厚度為零時，刀齒在工件表面上擠壓和摩擦，使工件表面產(chǎn)生嚴重冷硬層，降低了表面加工質(zhì)量，刀齒也易磨損垂直分力上抬工件，容易引起振動進給力與進給方向相反，工作臺進給機構(gòu)中的絲杠螺母始終保持良好的側(cè)面接觸，因此進給速度比較平穩(wěn)。銑削鑄件或鍛件等表面有硬皮的工件或者粗加工時用逆銑第十五頁，共231頁。2）端銑：利用銑刀端面的刀齒來銑削工件的加工表面。第十六頁，共231頁。對稱銑削：工件安裝在銑刀的對稱位置上，刀齒切入和切出工件的切削厚度相同不對稱銑削：刀齒切入的切削厚度小于或者大于切出工件的切削厚度第十七頁，共231頁。2.1金屬切削機床的基礎知識第二章機械制造裝備一、機床的分類第十八頁，共231頁。2、按機床的通用性分類

1）通用機床

可用于加工多種零件的不同工序，加工范圍較廣，但結(jié)構(gòu)復雜。適用于單件小批生產(chǎn)。如臥式車床、萬能升降臺銑床等2）專門化機床

工藝范圍較窄，加工某一類或幾類零件的某道工序3）專用機床工藝范圍最窄，加工某一零件的某一道特定工序第十九頁，共231頁。3.按機床的自動化程度分類1）手動機床2）機動機床3）半自動機床4）全自動機床4.按機床的工作精度分類1）普通精度機床2）精密機床3）高精度機床第二十頁，共231頁。5.按機床的主要工作部件數(shù)目分類1）單刀機床2）多刀機床3）單軸機床4）多軸機床6.按機床的重量和尺寸分類1）儀表機床2）中型機床3）大型機床4）重型機床5）超大型機床第二十一頁，共231頁。7.按加工過程的控制方式分類1）普通機床2）數(shù)控機床3）加工中心4）柔性制造單元第二十二頁，共231頁。二、機床的技術參數(shù)尺寸參數(shù)—反應的是機床的加工范圍 機床加工的最大工件尺寸或于此有關的機床部件尺寸來表示、主要工作部件的結(jié)構(gòu)尺寸、最大工件長度、、機床的輪廓尺寸等。在這些尺寸當中我們會選擇兩個尺寸作為主參數(shù)和第二主參數(shù)。 主參數(shù)——反應機床最大工作能力的一個主要參數(shù) 我們一般把機床加工的最大工件尺寸或于此有關的機床部件尺寸作為主參數(shù)，第二十三頁，共231頁。 第二主參數(shù)——更完整的表示其工作能力和尺寸大小。一般用最大工件長度或與此有關的機床部件尺寸。運動參數(shù)—反映機床執(zhí)行件的速度 各部件的移動行程范圍、各種運動的速度范圍和級數(shù)等動力參數(shù)—各電動機功率第二十四頁，共231頁。三、機床的型號編制

機床型號是賦予每種機床的一個代號,它用來表明機床的類型、通用特性、結(jié)構(gòu)特性和主要技術參數(shù)等。第二十五頁，共231頁。1、通用機床的型號編制第二十六頁，共231頁。機床的類別號—漢語拼音大寫字母表示第二十七頁，共231頁。通用特性和結(jié)構(gòu)特性通用特性—漢語拼音表示，代號是有同一規(guī)定的結(jié)構(gòu)特性—沒有統(tǒng)一規(guī)定，用漢語拼音字母表示第二十八頁，共231頁。組代號和系代號——用阿拉伯數(shù)字表示第二十九頁，共231頁。主參數(shù)、設計順序號、第二主參數(shù)——阿拉伯數(shù)字表示主參數(shù)通常以最大加工尺寸或機床工作臺尺寸表示。在機床代號中用主參數(shù)的折算值表示，通常折算值去1/10、1/100或1。設計順序號——沒有主參數(shù)時，用設計順序號表示第二主參數(shù)——最大工件長度、工作臺工作面長度、主軸數(shù)等，也是用折算值表示第三十頁，共231頁。重大改進順序號——當機床在結(jié)構(gòu)或性能上有重大改進時，按改進后的先后順序選用ABCD等大寫漢語拼音表示，加在機床型號的末尾，以示區(qū)別。其他特性代號——漢語拼音或阿拉伯數(shù)字或者二者組合而成。反應各類機床的特性。第三十一頁，共231頁。2、專業(yè)機床設計單位代號——設計順序設計單位代號——廠名的漢語拼音首字母和該廠在當?shù)亟◤S先后順序號設計順序號——按各廠的設計順序排列，由001開始第三十二頁，共231頁。例1:

第三十三頁，共231頁。CA6140C：類別代號（車床類）6：組別代號（臥式車床組）1：系別代號（普通車床系）

例2：40：主參數(shù)代號A：結(jié)構(gòu)特性代號（A結(jié)構(gòu)）第三十四頁，共231頁。M

M

7

1

32

AM：類別代號（磨床類）M：通用特性代號（精密）7：組別代號（平面及端面磨床組）1：系別代號（臥軸矩臺平面磨床系）A：重大改進順序號（第一次重大改進）例3：32：主參數(shù)代號（工作臺面寬度320mm）第三十五頁，共231頁。THM6350

/JCST：類別代號（鏜床類）M：通用特性代號（精密）6：組別代號（臥式銑鏜床組）3：系別代號（臥式銑鏜床系）JCS：企業(yè)代號（北京機床研究所）

例4：50：主參數(shù)代號（工作臺面寬度500mm）H：結(jié)構(gòu)特性代號（加工中心）第三十六頁，共231頁。Z：類別代號（鉆床類）3：組別代號（搖臂鉆床組）0：系別代號（搖臂鉆床系）40：主參數(shù)代號（最大鉆孔直徑40mm）16:第二主參數(shù)（最大跨距1600mm）S2：企業(yè)代號（沈陽第二機床廠）

Z

3

0

40

X16

/S2

例5：第三十七頁，共231頁。五、機床的傳動1、傳動鏈1.1機床傳動的組成

為了實現(xiàn)加工過程中所需的各種運動，機床必須有執(zhí)行件、運動源和傳動裝置三個基本部分。（1）執(zhí)行件

是執(zhí)行機床運動的部件，如主軸、刀架、工作臺等，其任務是帶動刀具或工件完成一定形式的運動（旋轉(zhuǎn)或直線運動），并保證運動軌跡的準確性。第三十八頁，共231頁。（2）運動源

是為執(zhí)行件提供運動和動力的裝置，如交流異步電動機、直流或交流調(diào)速電動機和伺服電動機等。（3）傳動裝置（傳動件）

是傳遞運動和動力的裝置，通過它將運動和動力從動力源傳至執(zhí)行件，使執(zhí)行件獲得運動速度和方向的運動，并使有關執(zhí)行件之間保持某種確定的相對運動關系。第三十九頁，共231頁。2.傳動鏈

機床上為了得到所需的運動，需要通過一系列的傳動件把執(zhí)行件與運動源（如把主軸和電機），或者把執(zhí)行件和執(zhí)行件（例如主軸和刀架）之間聯(lián)系起來，稱為傳動聯(lián)系。構(gòu)成一個傳動聯(lián)系的一系列順序排列的傳動件，稱為傳動鏈。（1）外聯(lián)系傳動鏈

它是聯(lián)系運動源（如電動機）和機床執(zhí)行件（如主軸、刀架、工作臺等）之間的傳動鏈，使執(zhí)行件得到運動，而且能改變運動的速度和方向，但不要求運動源和執(zhí)行件之間有嚴格的傳動比關系。（圖）第四十頁，共231頁。（2）內(nèi)聯(lián)系傳動鏈

當傳動鏈的兩個末端件的轉(zhuǎn)角或移動量之間有嚴格的比例關系要求時，該傳動鏈稱為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。能夠保證運動軌跡的正確性3.傳動原理圖

用國家標準規(guī)定的簡單的符合表示各執(zhí)行件、運動源之間傳動聯(lián)系的圖形，稱為傳動原理圖。（圖）第四十一頁，共231頁。第四十二頁，共231頁。第四十三頁，共231頁。第四十四頁，共231頁。4.轉(zhuǎn)速圖

用來表達傳動系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律和傳動副速比的圖形，稱為轉(zhuǎn)速圖。它可以用來擬定新的傳動系統(tǒng)，也可以用來對現(xiàn)有的機床傳動系統(tǒng)進行分析和比較。（圖2－52）從轉(zhuǎn)速圖中可以表達如下信息：

1、豎線表示軸的數(shù)量（傳動軸、電機軸、主軸）

2、水平線和豎線的交點（有小圈者）表示各軸轉(zhuǎn)速

3、下降斜線表示降速傳動；上升斜線表示升速傳動；水平線表示傳動比為14、數(shù)字表示傳動比（齒數(shù)比）第四十五頁，共231頁。第四十六頁，共231頁。 傳動系統(tǒng)圖是用國家標準所規(guī)定的符號，按傳動順序表示機床全部運動傳動關系的示意圖。

5.傳動系統(tǒng)圖第四十七頁，共231頁。第四十八頁，共231頁。6.運動平衡式

為了表達傳動鏈兩個末端件計算位移之間的數(shù)值關系，常將傳動鏈內(nèi)各傳動副的傳動比相連乘組成一個等式，稱為運動平衡式。第四十九頁，共231頁。2.3CA6140型普通車床一、CA6140車床的外形及結(jié)構(gòu)布局第五十頁，共231頁。車床的結(jié)構(gòu)域布局1、主軸箱：功能支承主軸，并實現(xiàn)主軸的開、停、換向、制動和變速。包括的主要機構(gòu)和零件有：卸荷帶輪、雙向多片摩擦離合器及其操縱機構(gòu)、主軸組件、變速操縱機構(gòu)2、溜板箱：將進給運動或快速移動由進給箱或快速移動電動機傳給溜板和刀架，使刀架實現(xiàn)縱、橫向和正、反響機動走刀或快速移動 主要包括的機構(gòu)有：開合螺母機構(gòu)、縱向和橫向機動進給及快速移動的操縱機構(gòu)、互鎖機構(gòu)、安全離合器第五十一頁，共231頁。二、車床的傳動系統(tǒng)學習要點 讀懂CA6140型普通車床的傳動系統(tǒng)圖，并根據(jù)傳動系統(tǒng)圖分別寫出主運動傳動鏈、縱向進給傳動鏈和車螺紋進給傳動鏈的末端件、計算位移和運動平衡式第五十二頁，共231頁。第五十三頁，共231頁。第五十四頁，共231頁。第五十五頁，共231頁。電機帶傳動主軸箱主軸工件傳動路線:變換齒輪換向齒輪進給箱絲桿/光桿拖板箱第五十六頁，共231頁。第五十七頁，共231頁。第五十八頁，共231頁。第五十九頁，共231頁。第六十頁，共231頁。第六十一頁，共231頁。第六十二頁，共231頁。第六十三頁，共231頁。進給運動傳動鏈第六十四頁，共231頁。XIII→{}→XIVuj，8種傳動比進給運動傳動鏈(uj)第六十五頁，共231頁。進給運動傳動鏈ub

第六十六頁，共231頁。

→XVII→M5→XVIII（絲杠）→刀架車螺紋進給運動傳動鏈第六十七頁，共231頁。進給運動傳動鏈表達式第六十八頁，共231頁。第六十九頁，共231頁。3.縱向、橫向進給傳動鏈第七十頁，共231頁?？v向進給鏈第七十一頁，共231頁。橫向進給鏈第七十二頁，共231頁?？v、橫向進給運動傳動鏈表達式第七十三頁，共231頁。一、會分析傳動路線,掌握傳動比計算方法。第三章金屬切削機床××××××××n=1440r/min××267234412228III48416054502665801046520IIIVIV例1：有一中型車床，主軸轉(zhuǎn)速如圖示傳動系統(tǒng)實現(xiàn)變速。試列出傳動鏈，并求主軸的最高轉(zhuǎn)速。第七十四頁，共231頁。例2．如圖所示的傳動鏈中，當軸I的轉(zhuǎn)速=80r/min時，寫出傳動鏈并求齒條移動的速度v。2580602652K=245381347P=4vⅣⅢⅡⅠⅥⅦⅤ25第七十五頁，共231頁。 按形成輪齒的原理可分為成形法和展法兩大類。成形法加工出來的漸開線齒廓是近似的，加工精度低，且生產(chǎn)率低。因此主要用于單件小批和加工精度要求不高的修配行業(yè)。展成法的加工精度和生產(chǎn)率較高，因而在齒輪加工機床中應用最為廣泛。屬于展成法的有滾齒、插齒、剃齒、珩齒、磨齒等第六節(jié)齒輪加工機床第七十六頁，共231頁。一、滾齒機第七十七頁，共231頁。滾齒原理

依照交錯軸螺旋齒輪嚙合原理。滾齒時的成形運動是滾刀旋轉(zhuǎn)運動和工件旋轉(zhuǎn)運動組成的復合運動，這個復合運動稱為展成運動。再加上滾刀沿工件軸線垂直方向的進給運動，就可切出整個齒長。第七十八頁，共231頁。第七十九頁，共231頁。第八十頁，共231頁。第八十一頁，共231頁。第八十二頁，共231頁。滾切斜齒圓柱齒輪的傳動原理圖第八十三頁，共231頁。第八十四頁，共231頁。第八十五頁，共231頁。第八十六頁，共231頁。第八十七頁，共231頁。第八十八頁，共231頁。第八十九頁，共231頁。第九十頁，共231頁。第九十一頁，共231頁。二、磨齒機第九十二頁，共231頁。三、磨床第九十三頁，共231頁。M1432A萬能外圓磨床第九十四頁，共231頁。第九十五頁，共231頁。無心外圓磨床第九十六頁，共231頁。第九十七頁，共231頁。平面磨床第九十八頁，共231頁。第九十九頁，共231頁。四、組合機床第一百頁，共231頁。三面組合機床第一百零一頁，共231頁。2.7數(shù)字控制機床主要內(nèi)容數(shù)控機床的基本概念數(shù)控機床的工作原理與組成數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的特點數(shù)控機床的適用范圍典型的數(shù)控機床第一百零二頁，共231頁。一、數(shù)控機床基本概念數(shù)字控制 用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法。數(shù)控機床 采用數(shù)字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。第一百零三頁，共231頁。二、數(shù)控機床的工作原理與組成工作原理

數(shù)控加工就是根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件，編制零件數(shù)控加工程序，并輸入到數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)，以控制刀具與工件的相對運動，從而自動完成零件的加工。數(shù)控裝置伺服機構(gòu)機床本體圖樣①②③④⑤程序工件第一百零四頁，共231頁。數(shù)控機床的組成

數(shù)控機床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服裝置、輔助控制裝置、檢測裝置和機床本體組成。如圖1—1所示。反饋裝置伺服系統(tǒng)輔助裝置控制介質(zhì)機床數(shù)控裝置位置檢測速度檢測第一百零五頁，共231頁。1、控制介質(zhì) 控制介質(zhì)是指將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置去的程序載體。隨數(shù)控裝置類型的不同而不同，常用的有磁盤、移動硬盤、Flash（U盤）等（見圖1—2）。c)a)b)圖1—2常用的控制介質(zhì)a)磁盤b)移動硬盤c)U盤第一百零六頁，共231頁。2.數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心。如圖1—3所示是某數(shù)控車床的數(shù)控裝置。它由輸入裝置（如鍵盤）、控制運算器和輸出裝置（如顯示器）等構(gòu)成。圖1—3數(shù)控裝置第一百零七頁，共231頁。3.伺服機構(gòu) 伺服機構(gòu)是數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)，由驅(qū)動裝置和執(zhí)行部件（如伺服電動機）兩大部分組成，如圖1—4所示。a)驅(qū)動裝置b)伺服電動機第一百零八頁，共231頁。4.輔助控制裝置 輔助控制裝置是介于數(shù)控裝置和機床機械、液壓部件之間的強電控制裝置，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明等。由于可編程控制器（PLC）具有響應快、性能可靠、易于使用、編程和修改程序，并可直接驅(qū)動機床電氣等特點，現(xiàn)已廣泛用作數(shù)控機床的輔助控制裝置。圖1—5所示為某可編程控制器的外觀圖。第一百零九頁，共231頁。5.檢測裝置 檢測反饋裝置將數(shù)控機床各個坐標軸的實際位移量、速度參數(shù)檢測出來，轉(zhuǎn)換成電信號，并反饋到機床的數(shù)控裝置中。 檢測裝置的檢測元件有多種，常用的有直線光柵（見圖1—6）、光電編碼器（見圖1—7）、圓光柵、絕對編碼尺等。圖1—6直線光柵圖1—7光電編碼器第一百一十頁，共231頁。6.機床本體 機床本體是數(shù)控機床的主體，是用于完成各種切削加工的機械部分，包括主運動部件、進給運動執(zhí)行部件（如工作臺、滑板及其傳動部件）和床身、立柱、支承部件等。第一百一十一頁，共231頁。三、數(shù)控機床的分類按控制運動的方式分類(1)點位控制數(shù)控機床(2)直線控制數(shù)控機床(3)輪廓控制數(shù)控機床第一百一十二頁，共231頁。點位控制數(shù)控機床 點拉控制數(shù)控機床的實現(xiàn)加工位置的精確定位,在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標值，而不控制點與點之間的運動軌跡,如圖1—19所示。這類機床主要有數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控點焊機等。

第一百一十三頁，共231頁。(2)直線控制數(shù)控機床 直線控制數(shù)控機床特點是機床移動部件不僅要實現(xiàn)由一個位置到另一個位置的精確定位，而且要控制工作臺以給定的速度，沿平行坐標軸方向進行直線切削運動（有些機床還可以進行45°斜率直線的加工），如圖1—20所示。 這類機床兼有點位和直線控制加工的功能，所以這類機床又稱為點位/直線控制機床。第一百一十四頁，共231頁。(3)輪廓控制數(shù)控機床 輪廓控制數(shù)控機床是對兩個或兩個以上軸同時進行控制。它不僅要控制機床移動部件的起點和終點，而且要控制加工過程中每一點的速度、方向和位移量，運動軌跡是任意的直線、圓弧、螺旋線等，將工件加工成一定的輪廓形狀，如圖1—21所示。第一百一十五頁，共231頁。2.按伺服系統(tǒng)的特點分類（1）開環(huán)控制數(shù)控機床

數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進給指令，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。 此類機床的信息流是單向的，即進給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)。 第一百一十六頁，共231頁。（2）閉環(huán)控制數(shù)控機床閉環(huán)控制數(shù)控機床的特點是在機床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置（如直線光柵等），將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用比較的差值對機床進行控制，直至差值消除為止，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位，從而使加工精度大大提高。第一百一十七頁，共231頁。（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機床半閉環(huán)控制數(shù)控機床的特點是在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角度檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，與輸入的指令位移值進行比較，用比較的差值對機床進行控制。第一百一十八頁，共231頁。四、數(shù)控機床的特點加工精度高 數(shù)控機床是按照預定的加工程序自動進行加工的，加工過程消除了操作者的人為誤差，而且加工誤差還可以利用軟件來進行校正和補償，因此可獲得比機床本身還要高的加工精度和重復精度。對加工對象的適應性強 由于數(shù)控機床是按照記錄在信息載體上的指令信息自動進行加工的，當加工對象改變時，除了重新調(diào)整工件的裝夾和更換刀具外，只需換上另一張載有加工程序的磁盤或其他信息載體，便可加工出新的零件，而無需機床作任何其他調(diào)整或制造專用夾具。三.加工形狀復雜的工件比較方便 由于數(shù)控機床能自動控制多個坐標聯(lián)動，因此可以加工一般通用機床很難甚至不能加工的復雜曲面。對于用數(shù)學方程式或型值點表示的曲線，加工尤為方便。第一百一十九頁，共231頁。加工生產(chǎn)率高 在數(shù)控機床上加工，對夾具要求低，只需通用的夾具，又免去了劃線等工作，所以加工準備時間大大縮短；數(shù)控機床有較高的重復精度，可以省去加工過程中對零件的多次測量和檢驗時間；對箱體類零件采用加工中心進行加工，可以實現(xiàn)一次裝夾，多面加工，生產(chǎn)效率的提高更為明顯。五.易于建立計算機通信網(wǎng)絡 由于數(shù)控機床是用數(shù)字信息的標準代碼輸入，有利于與數(shù)字計算機連接，形成計算機輔助設計與制造緊密結(jié)合的一體化系統(tǒng)，同時也為實現(xiàn)制造系統(tǒng)的快速重組及遠程制造等先進制造模式創(chuàng)造了條件。六.使用、維修技術要求高，機床價格較昂貴第一百二十頁，共231頁。五、數(shù)控機床的適用范圍多品種、小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件幾何形狀復雜的零件，只要能編好程序，數(shù)控機床就能加工加工過程中必須進行多工序的零件。因為數(shù)控機床，特別是加工中心能安裝多把刀具對多道工序進行加工。用普通的機床加工時，需要昂貴工裝設備的零件。加工時，必須配備一系列的裝夾工具，從而使成本上升，采用數(shù)控機床，就能減掉這些夾具。第一百二十一頁，共231頁。必須嚴格控制公差，對精度要求高的零件。工藝設計需多次改型的零件。工藝設計改型后，若在普通機床上加工，就涉及到工裝夾具的更換，而在數(shù)控機床上只需對程序進行修改。價格昂貴，加工中不允許報廢的關鍵零件。需要最短生產(chǎn)周期的零件第一百二十二頁，共231頁。零件越復雜，越應該用數(shù)控機床零件批量大的時候，建議采用專用機床，它的效率比數(shù)控機床高第一百二十三頁，共231頁。六、典型數(shù)控機床1.數(shù)控車床數(shù)控車床一般具有兩軸聯(lián)動功能，Z軸是與主軸方向平行的運動軸，X軸是在水平面向內(nèi)與主軸方向垂直的運動軸。圖1—25所示為一臺數(shù)控車床的外觀圖。圖1—25數(shù)控車床第一百二十四頁，共231頁。2.數(shù)控銑床

世界上第一臺數(shù)控機床就是數(shù)控銑床，它適于加工三維復雜曲面，在汽車、航空航天、模具等行業(yè)被廣泛采用。圖1—26所示為數(shù)控銑床，隨著時代的發(fā)展，數(shù)控銑床趨于加工中心。第一百二十五頁，共231頁。3、加工中心 數(shù)控加工中心是具有自動刀具交換裝置，并能進行多種工序加工的數(shù)控機床。在其上工件可在一次裝夾中進行銑、鏜、鉆、擴、鉸、攻螺紋等多工序的加工。圖1—27立式加工中心第一百二十六頁，共231頁。4.數(shù)控磨床 數(shù)控磨床主要用于加工高硬度、高精度表面，可分為數(shù)控平面磨床、數(shù)控內(nèi)圓磨床、數(shù)控輪廓磨床等。第一百二十七頁，共231頁。5.數(shù)控鉆床 數(shù)控鉆床主要具備鉆孔、攻螺紋等功能，同時也具備簡單的銑削功能，刀庫可存放多種刀具。數(shù)控鉆床可分為數(shù)控立式鉆床和數(shù)控臥式鉆床。圖1—28所示為一臺數(shù)控立式鉆床外觀圖第一百二十八頁，共231頁。6.數(shù)控電火花成形機床 數(shù)控電火花成形機床屬于一種特種加工機床。其工作原理是利用兩個不同極性的電極在絕緣液體中產(chǎn)生放電現(xiàn)象，去除材料進而完成加工。圖1—29所示為一臺數(shù)控電火花成形機床的外觀圖。圖1—29數(shù)控電火花成形機床第一百二十九頁，共231頁。7.數(shù)控線切割機床 數(shù)控線切割機床的工作原理與數(shù)控電火花成形機床一樣，其電極是電極絲，加工液一般采用去離子水。圖1—30所示為一臺數(shù)控線切割機床的外觀圖。第一百三十頁，共231頁。作業(yè)第一百三十一頁，共231頁。影響切屑變形的主要因素 1、工件材料

強度越高，變形系數(shù)越小 2、刀具前角

前角越大，切屑流動阻力愈小，切屑變形越??；同時前角增大，剪切角也增大，也使切屑變形減小。 3、切削速度

沒有積屑瘤的切削速度區(qū)域內(nèi)，速度越高，變形越小，一方面是因為塑性材料的傳播速度較彈性變形要慢；另一方面當切削速度高時，切屑底層材料的剪切屈服強度下降，導致前刀面與切屑間的摩擦系數(shù)減小，從而導致摩擦角減小，變形減小。 4、切削層公稱厚度

有積屑瘤區(qū)域切削層公稱厚度越大，前刀面上的正壓力就越大，那么平均正應力變形越小，摩擦系數(shù)隨之減小，摩擦角減小，剪切角變大，變形減小。第一百三十二頁，共231頁。

1、vc:切削速度提高，使切屑底層與前刀面發(fā)生強烈的摩擦，在很短的時間里會產(chǎn)生大量的摩擦熱，使切削溫度明顯上升。切削速度的提高，單位時間內(nèi)的金屬切除量成正比地增多，消耗的功增大了，切削熱增加，切削溫度增加，但不與切削速度成正比增加。

2、f:

進給量增加，使切屑變厚，單位時間內(nèi)的金屬切除量也增加，使切削溫度上升。雖然變形熱有所增加，但切屑的熱容量也增大，由切屑帶走的熱量也增多，散熱條件得以改善，故切削溫度有所上升。

3、ap:背吃刀量的增加，切削產(chǎn)生的熱量雖然成正比增多，但使切削刃參加切削工作的長度也成正比增加，大大改善了刀具的散熱條件，故對切削溫度的影響不大。第一百三十三頁，共231頁。2.8機床夾具一、基本概念二、工件在夾具中的定位三、定位誤差的分析與計算四、工件在夾具中的夾緊五、常用的典型夾緊機構(gòu)第一百三十四頁，共231頁。一、基本概念1、裝夾的基本概念夾具：在機械制造的工藝過程中，用以固定加工對象，使之占有正確位置，從而保證工件與刀具間正確相對位置的工藝裝備。在金屬切削機床上使用的夾具稱為機床夾具。夾具分類：夾具和輔具 夾具：安裝工件。如卡盤、鏜床上的鏜模 輔具：安裝刀具。如快速鉆夾頭、刀桿托架第一百三十五頁，共231頁。裝夾：將工件安放在機床上火夾具上進行定位和夾緊的操作過程。定位：使一批工件在機床上和夾具上相對于刀具處在正確的加工位置的操作過程。夾緊：工件在夾具中定位后，將其壓緊、夾勞，使工件在加工過程中，始終保持定位時所取得的正確加工位置。第一百三十六頁，共231頁。2、工件的定位方法（1）直接找正定位效率低，適用于單件小批生產(chǎn)和定位精度要求較高的情況

第一百三十七頁，共231頁。（2）劃線找正定位 適用于單件小批生產(chǎn)或毛坯精度較低、大型工件粗加工（3）夾具中定位 效率高，易保證質(zhì)量，廣泛用于批量生產(chǎn)。第一百三十八頁，共231頁。第一百三十九頁，共231頁。第一百四十頁，共231頁。3、機床夾具的作用（1）保證加工精度 零件加工精度包括尺寸精度、幾何形狀和表面相互位置精度。夾具的最大作用是保證加工表面的位置精度。 （2）提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本 快速將工件定位夾緊，免除了找正、對刀等，縮短輔助時間，提高了成品率，降低了成本。 （3）擴大機床的加工范圍設計不同的夾具（4）減輕工人勞動強度第一百四十一頁，共231頁。用夾具裝夾工件的特點工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的夾具預先在機床上已調(diào)好位置，工件通過夾具對于機床也就占有了正確的位置通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置第一百四十二頁，共231頁。4、夾具的分類按機床的應用范圍分類：通用夾具：結(jié)構(gòu)、尺寸已標準化、系列化，且具有一定通用性的機床夾具專用夾具：針對某一種工件的某一工序的加工要求而專門設計和制造的夾具成組夾具：采用成組加工工藝，將工件按形狀、尺寸和工藝的共性分組，再為每組工件設計組內(nèi)通用的專用夾具隨行夾具、組合夾具按機床類型可分為：車床夾具、銑床夾具主要由三大部分組成：定位元件、夾緊機構(gòu)和夾具體。第一百四十三頁，共231頁。5、基準--用來確定生產(chǎn)對象上幾何關系所依據(jù)的點，線或面

設計基準工藝基準

工序基準定位基準測量基準裝配基準第一百四十四頁，共231頁。設計基準

在零件圖上所采用的基準，是標注尺寸的起點第一百四十五頁，共231頁。第一百四十六頁，共231頁。工藝基準工序基準在工序圖上，用來標定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基準第一百四十七頁，共231頁。定位基準 在加工中用作定位的基準，它是工件上與夾具定位元件直接接觸的點、線或面。粗基準：沒有經(jīng)過加工的毛坯表面精基準：已加工過的表面第一百四十八頁，共231頁。第一百四十九頁，共231頁。測量基準零件測量時采用的基準。用以檢驗已加工表面尺寸和位置。第一百五十頁，共231頁。裝配基準

裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對位置所依據(jù)的基準。第一百五十一頁，共231頁。選擇原則

1、在設計機器零件時，應盡量選用裝配基準作為設計基準；2、在編制零件的加工工藝規(guī)程時，應盡量選用設計基準作為工序基準；3、在加工工件或者是測量的過程中，還應該選擇工序基準作為定位精準或者是測量基準。最終目的：消除基準不重合帶來的誤差第一百五十二頁，共231頁。5、機床夾具的組成定位元件：用于確定工件在夾具中的位置夾緊裝置：用于夾緊工件對刀、導引元件或裝置：用于確定刀具相對于夾具定位元件的位置，防止刀具在加工過程中產(chǎn)生偏斜連接元件：確定夾具本身在工作臺或機床主軸上的位置其他裝置：如分度元件等夾具體：用于將夾具上的各種元件和裝置連接成一個有機的整體。第一百五十三頁，共231頁。二、工件的定位原理第一百五十四頁，共231頁。第一百五十五頁，共231頁。第一百五十六頁，共231頁。第一百五十七頁，共231頁。生產(chǎn)中的實際定位1、完全定位第一百五十八頁，共231頁。第一百五十九頁，共231頁。2、不完全定位（部分定位）第一百六十頁，共231頁。第一百六十一頁，共231頁。第一百六十二頁，共231頁。第一百六十三頁，共231頁。第一百六十四頁，共231頁。3、過定位工件的某個自由度被重復限制的現(xiàn)象。第一百六十五頁，共231頁。第一百六十六頁，共231頁。解決辦法1——采用短銷第一百六十七頁，共231頁。解決方法2—采用長銷小平面第一百六十八頁，共231頁。過定位的合理性分析

過定位是否允許，要視具體情況而定。通常，如果工件的定位面經(jīng)過機械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的。合理的過定位起到加強工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過機械加工，但加工精度不高，這時過定位一般是不允許的，因為它可能造成定位不準確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。如車削細長軸。第一百六十九頁，共231頁。車削細長軸第一百七十頁，共231頁。如果工件孔與端面垂直度保證很好，則此過定位是允許的如果工件孔與端面垂直度誤差較大，則此過定位應避免第一百七十一頁，共231頁。4、欠定位 按工序加工要求，影響工件加工表面加工精度的自由度沒有被限制的現(xiàn)象。（欠定位將使工件出現(xiàn)廢品，這是一種錯誤定位）第一百七十二頁，共231頁。滿足加工要求必須限制的自由度a)銑削平面b）銑削通槽c)銑削不通的