項目1-機床基礎知識分析項目1機床基礎知識知識目標(1)掌握金屬切削機床型號；(2)熟練掌握機床的傳動系統(tǒng)及運動計算。技能目標(1)金屬切削機床的分類和型號：(2)機床的運動。任務1.1金屬切削機床的分類和型號1.1.1金屬切削機床的分類1.按機床的加工性能和結構特點分類：

3.按機床的精度分類1.1.2.1型號的構成1.1.2.2機床類別

機床的特性代號也用漢語拼音表示。1．通用特性代號2．結構特性代號1.1.2.3組、系別代號

1.1.2.4主參數、主軸數和第二主參數

1.1.2.5通用機床的設計順序號

1.1.2.6機床的重大改進順序號

1.1.2.7其他特性代號

1.1.2.8企業(yè)代號及其表示方法1.1.3通用機床的型號編制舉例

通用機床的型號編制如圖1-2所示。6140型臥式車床1432A型高精度萬能外圓磨床

圖組成零件輪廓的幾種幾何表面1-母線；2-導線機床上加工的常見工件表面的形狀

1)用尖頭車刀車(2)用螺紋車刀車削螺紋(3)用螺紋削回轉成形面銑刀銑削螺紋從幾何學的觀點來看，面是線的軌跡。零件上任何一個表面，都可以視為一條曲線（母線）沿著另一條曲線（導線）運動的軌跡。外圓柱面成形的兩根生成線1-母線；2-導線普通螺紋螺旋表面成形的兩根生成線1-母線；2-導線直齒圓柱齒輪齒面成形的兩根生成線1-母線；2-導線（1）旋轉表面：（3）特形表面：（2）縱向表面：1.2.3生成線的形成方法及所需的成形運動1.切削刃的形狀為一個切削點，切削刃與成形表面為點接觸.2.切削刃的形狀是一段曲線，其輪廓（切削線）與工件生成線2完全吻合.3.切削刃的形狀是一段曲線，其輪廓（切削線）與工件生成線2不相吻合，為共軛關系(a)點接觸(b)線接觸(c)相切切削刃形狀與生成線的3種關系1-刀具；2—生成線：3-軌跡運動由切削刃包絡成形的漸開線齒形1-刀具；2-生成線1.2.3.2切削刃的加工方法(1)軌跡法。生成線2是切削點1作軌跡運動3而形成的。這時，只需一個獨立的成形運動。(2)成形法。切削刃切削線1的長短與所需成形的生成線2-致，也就是切削刃的輪廓與工件生成線2相吻合。因此，工件生成線2由切削刃切削線l實現。這時，形成生成線不需專門的成形運動。(3)相切法。(4)展成法。刀具切削刃形狀為切削線l，它與工件生成線2不相吻合。生成線2是由切削刃切削線1在刀具的直線運動A與工件的旋轉運動B作展成運動3()時，所形成的一系列軌跡的包絡線。這時，刀具與工件之間只需要一個相對運動，稱為展成運動()，由刀具的直線運動彳和工件的旋轉運動B復合而成。所以，展成法形成生成線，需要一個獨立的成形運動。(c)相切法(d)展成法形成生成線的4種方法生成線原始位置與成形表面的關系1-母線；2-圓1.2.4零件表面成形所需的成形運動車削螺紋所需的表面成形運動不同的工藝方法所要求的機床運動軌跡的類型和數量是不同的。機床上的運動可按下面的方法進行分類。1.3.1表面成形運動

車削外圓柱表面時的成形運動(a)螺紋車刀車削螺紋(b)螺紋表面的成形運動

加工螺紋時的運動1.3.1.1主運動主運動是由機床或人力提供的主要運動，它促使刀具和工件之間產生相對運動，使刀具前面接近工件，直接切除工件上的切削層，使之轉變?yōu)榍行?，從而形成工件的新表面。主運動可以是簡單的成形運動，也可以是復合的成形運動。1.3.1.2進給運動進給運動也是由機床或人力提供的運動，它使刀具與工件之間產生附加的相對運動，是使主運動能夠依次地、連續(xù)不斷地切除切屑的運動，以便形成所要求的幾何形狀的加工表面。銑削螺紋時的運動機床上除表面成形運動外，還需要輔助運動（非表面成形運動），以實現機床的各種輔助動作。輔助運動的種類很多，主要包括以下幾種。1.3.2.1各種空行程運動空行程運動是指進給前后的快速運動和各種位置的調整運動。1.3.2.2切入運動切入運動是用于保證被加工表面獲得所需要的尺寸的運動。1.3.2.3分度運動當加工若干個形狀完全相同但位置分布不同的表面時，為使表面成形運動得以周期地連續(xù)進行的運動稱為分度運動。如車削多頭螺紋，在車削完一條螺紋后，工件相對于刀具要回轉l／K轉（K為螺紋的頭數）才能車削另一條螺紋表面，一是工件相對于刀具的回轉運動就是分度運動。二是分度運動是由工作臺或刀架完成的。1.3.2.4操縱及控制運動操縱及控制運動包括啟動、停止、變速、換向、部件與工件韻夾緊和松開、轉位及自動換刀、自動測量、自動補償等操縱、控制運動。任務1.4機床的傳動1.4.1傳動的基本組成部分機床必須有動力源、傳動裝置和執(zhí)行機構3個基本部分。

1.4.1.1動力源運動源是為執(zhí)行件提供運動和動力的裝置，如交流異步電動機、直流或交流調速電動機和伺服電動機等。1.4.1.2傳動裝置（傳動件）傳動裝置是傳遞運動和動力的裝置，通過它把執(zhí)行件和運動源或有關的執(zhí)行件之間聯(lián)系起來。1.4.1.3執(zhí)行機構(1)外聯(lián)系傳動鏈。外聯(lián)系傳動鏈是聯(lián)系運動源（如電動機）和機床執(zhí)行件（如主軸、刀架、工作臺）之間的傳動鏈。外聯(lián)系傳動鏈兩端件間的運動關系不緊密，傳動比要求不嚴格，其誤差不直接影響工件表面的幾何形狀精度，因此調整計算時不要求十分準確。(2)內聯(lián)系傳動鏈。內聯(lián)系傳動鏈是聯(lián)系兩個有關的執(zhí)行件，并使其保持確定的運動關系的傳動鏈。由定義可知，內聯(lián)系傳動鏈兩端件間的運動應遵守嚴格的運動規(guī)律，各傳動副的傳動比必須準確，不應有摩擦傳動或瞬時傳動比的傳動件，否則傳動誤差會直接影響加工表面的幾何形狀精度。傳動鏈中通常包含兩類傳動機構：①定比傳動機構(傳動比和傳動方向不變)，如定比齒輪副、蝸桿蝸副、絲杠螺母副等，稱為定比傳動機構。②換置機構(可根據加工要求變換傳動比和傳動方向），如掛輪變速機構、滑移齒輪變速機構、離合器換向機構等。

傳動原理圖:為了便于研究機床的傳動聯(lián)系,常用一些簡明的符號把傳動原理和傳動路線表示出來。臥式車床的傳動原理圖在車削螺紋時，臥式車床有兩條主要傳動鏈：①主運動傳動鏈(外聯(lián)系傳動鏈)，它把電動機的動力和運動傳遞給主軸。②主軸─刀具(內聯(lián)系傳動鏈)，得到刀具和工件間的復合成形運動(螺旋運動)。(1)先畫出機床在切削加工過程中執(zhí)行件（如主軸和刀具）的示意圖，并將它們的運動B11和A12等標出。(2)畫出機床上變換運動性質的傳動件（如絲杠螺母副等）的示意圖。(3)畫出運動源示意圖，如電動機等。(4)畫出該機床上的特殊機構符號，如換置機構,并標上該機構的傳動比，如：齒輪副.(5)用虛線代表傳動比不變的定比機構，把它們之間關聯(lián)的部分聯(lián)系起來，如電動機至主軸、主軸至絲杠之間的傳動鏈。

機床上的傳動聯(lián)系，無論是內聯(lián)系傳動還是外聯(lián)系傳動，不僅可以用剛體傳動件的機械方式來實現，還可以根據運動的性質，通過非機械的傳動方式來實現，如液壓、電氣、氣動、光和熱等方式。應用非機械方式實現的傳動聯(lián)系，不僅可以簡化機構、縮短傳動鏈，而且便于實現自動控制。對于傳動精度要求高的復合表面成形運動傳動鏈，如齒輪加工機床的展成運動和分度運動傳動鏈，目前尚較少采用液壓、電氣和氣動等方式實現運動的內聯(lián)系傳動；而對于不需要有較高傳動精度的簡單表面成形運動的傳動鏈，如車床、銑床等的切削速度和進給運動的驅動，目前已較普遍地應用液壓、電氣和氣動等方式來實現其傳動聯(lián)系。

1.5.1機床傳動系統(tǒng)圖由規(guī)定的圖形符號代表真實機床的機械傳動系統(tǒng)中的各個傳動件而繪制成的機床各條傳動鏈的綜合簡圖，稱為機床機械傳動系統(tǒng)圖，簡稱機床傳動系統(tǒng)圖。這種圖簡明地表現了機床內部結構及各條傳動鏈，是分析機床傳動規(guī)律的有力工具。熟悉傳動系統(tǒng)圖，對使用和研究機床十分重要。利用傳動系統(tǒng)圖，可以分析機床的性能、工作原理和適用范圍，并可進行各種調整計算任務1.5機床的傳動系統(tǒng)與運動計算機床傳動系統(tǒng)圖與機床傳動原理圖的主要區(qū)別如下:(1)傳動系統(tǒng)圖上表現了該機床所有的執(zhí)行運動及其傳動聯(lián)系，而傳動原理圖則主要表現與表面成形有直接關系的運動及其傳動聯(lián)系。(2)傳動系統(tǒng)圖具體表示了傳動鏈中各傳動件的結構形式，如軸、齒輪和帶輪等；而傳動原理圖則僅用一些簡單的符號來表示運動源與執(zhí)行件、執(zhí)行件與執(zhí)行件之間的傳動聯(lián)系。簡單的臥式車床傳動系統(tǒng)圖中可以看到：1、機床的傳動系統(tǒng)圖一般繪制成平面展開圖。并將機床的傳動系統(tǒng)畫在一個能反映機床外形和主要部件相互位置的投影面上，且限制在機床外形的輪廓線內。2、各傳動元件是按照運動傳遞的先后順序，以展開圖的形式畫出來的，因此有時不得不把其中的某些軸繪制成折線或彎曲成一定夾角的折線。3、對于展開后失去運動聯(lián)系的傳動副，往往用大括號、雙點畫線或虛線連接起來，以表示其傳動聯(lián)系。4、傳動系統(tǒng)圖只表示傳動關系，并不代表各傳動間的實際尺寸和空間位置。5、在傳動系統(tǒng)圖上，通常還需要注明齒輪及蝸輪的齒數、帶輪直徑、絲杠的導程和頭數、電動機的轉速和功率、傳動軸的編號等。傳動軸的編號，一般是從運動源開始，按運動傳遞順序，依次用羅馬數字I、、……表示。根據傳動系統(tǒng)圖分析機床的運動和傳動的方法1）機床工作時有幾條傳動鏈？各執(zhí)行件的運動及運動源是什么？

2)哪些運動之間應保持傳動聯(lián)系？

3)實現機床的運動共有幾條傳動鏈？

4）分別閱讀各條傳動鏈，對每一條傳動鏈采用“抓兩端、連中間”的方法進行分析。首先找出傳動鏈的兩端件（首端件與末端件），然后研究各傳動軸之間的傳動結構、傳動副與傳動軸之間的連接關系、傳動副的傳動及運動的傳遞過程，最后確定兩端件之間的運動關系。5）列出各傳動鏈的傳動路線表達式和運動平衡式。6)根據運動平衡方程導出傳動鏈調整計算的換置公式，求出執(zhí)行件的運動速度、位移量或交換齒輪齒數。傳動系統(tǒng)的傳動路線表達式(a)傳動系統(tǒng)圖(b)轉速分布圖圖1-21簡單的臥式車床主運動傳動系統(tǒng)圖及轉速分布圖轉速圖是一種在對數坐標上表示變速傳動系統(tǒng)運動規(guī)律的格線圖，又稱為轉速分布圖，簡稱轉速圖。(1)豎線代表傳動軸。間距相等的豎線代表各傳動軸，傳動軸按運動傳遞的先后順序，從左向右依次排列。如圖1-21所示的傳動鏈由5根傳動軸組成，傳動順序為電動機—。(2)橫線代表轉速值。間距相等的橫線由下至上依次表示由低到高的各級主軸轉速。由于機床主軸的各級轉速通常按等比數列排列，所以當采用對數坐標時，代表主軸各級轉(3)豎線上的圓點表示各傳動軸實際具有的轉速。轉速圖中每條豎線上有若干個小圓點，表示該軸可以實現的實際轉速。例如，電動機軸上只有一個圓點，表示電動機軸只有一個固定轉速，即‰=1440。主軸上雖標有1600，但此處無圓點，表示主軸不能實現此種轉速。(4)兩個圓點之間的連線表示傳動副的傳動比。其傾斜程度表示傳動副傳動比的大小，從左向右，若連線向上傾斜，表示升速傳動；若連線向下傾斜，表示降速傳動；若連線為水平線，表示等速傳動。因此，在同一變速組內傾斜程度相同的連線（平行線）表示其傳動比相同，即代表同一傳動副。該傳動鏈的組成及運動的基本情況如下。1)傳動軸數及各軸運動傳遞的順序。2)變速組數及各變速組的傳動副數。3)各傳動副的傳動比值。4)各傳動軸的轉速范圍及轉速級數。5)實現主軸各級轉速的傳動路線。機床的運動計算通常有兩種情況：第一種是根據傳動系統(tǒng)圖提供的有關數據，確定某些執(zhí)行件的運動速度或位移量；第二種是根據執(zhí)行件所需的運動速度、位移量或有關執(zhí)行件之間所需保持的運動關系，確定相應傳動鏈中換置機構（通常為掛輪變速機構）的傳動比，以便進行必要的調整。機床運動計算按每一傳動鏈分別進行，其步驟如下：(1)確定傳動鏈的兩端件，如電動機一主軸、主軸一刀架等。(2)根據傳動鏈兩端件的運動關系確定它們的計算位移，即在指定的同一時間間隔內兩端件的位移量。例如，主運動傳動鏈的計算位移為電動機‰()，主軸();車床螺紋進給傳動鏈的計算位移為主軸轉1轉，刀架移動工件螺紋一個導程三()。(3)根據計算位移及相應傳動鏈中各個順序排列的傳動副的傳動比，列出運動平衡式。(4)根據運動平衡式計算出執(zhí)行件的運動速度（轉速、進給量等）或位移量，或者整理出換置機構的換置公式，然后按加工條件確定掛輪變速機構所需采用的配換齒輪齒數，或確定對其他變速機構的調整要求。例題1根據如圖1-21所示的傳動系統(tǒng)，計算圖示嚙合位置