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第四章 金屬切削機(jī)床

第一節(jié) 機(jī)床概論(上)

把用來(lái)制造機(jī)器零件的設(shè)備通稱為“金屬切削機(jī)床”，簡(jiǎn)稱為“機(jī)床”。 機(jī)床是加工機(jī)械零件的設(shè)備，稱為工作母機(jī)或工具機(jī)。而金屬切削機(jī)床是用切削、特種加工等方法加工工件，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機(jī)器。由此可見(jiàn)，金屬切削機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備。一般金屬切削機(jī)床約占機(jī)械行業(yè)所有技術(shù)裝備總臺(tái)數(shù)的60%—80%。

一、機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

衡量一臺(tái)機(jī)床的質(zhì)量是多方面的，但主要是要求工藝性好、系列化、通用化、標(biāo)難化程度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，工作可靠，生產(chǎn)率高等。這些要求組成了機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，具體指標(biāo)如下。

(一) 工藝的范圍

工藝的范圍是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。

一臺(tái)通用機(jī)床可以完成一定尺寸范圍內(nèi)各種零件多工序加工，通用機(jī)床工藝的可能性較寬，在同一機(jī)床上要完成多種多樣工作，還要適應(yīng)不同使用部門(mén)的需要，因而結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，適用于單件小批生產(chǎn)。

專(zhuān)用機(jī)床只能完成一個(gè)或幾個(gè)零件的特定工序，其工藝范圍主要是根據(jù)用戶的實(shí)際需要、工件的特點(diǎn)和生產(chǎn)批量等決定。專(zhuān)用機(jī)床多用于大批量生產(chǎn)，是針對(duì)特定工序設(shè)計(jì)的，故其工藝的可能性較窄，但這樣可以提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，降低機(jī)床成本。

(二) 加工精度和表面粗糙度

只有高精度機(jī)床才可能加工出尺寸精度、形狀精度、位置精度高，表面粗糙度參數(shù)值小的零件。當(dāng)然，精度高的機(jī)床其制造成本必然高。

(三) 生產(chǎn)率

Q—單位時(shí)間內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量。

(四) 系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度

品種系列化是部件通用化和零件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ);部件通用化和零件標(biāo)準(zhǔn)化又反過(guò)來(lái)推動(dòng)和促進(jìn)品種系列化的工作。

(五) 機(jī)床的壽命。

(六)機(jī)床的效率

指消耗于切削的有效功率與機(jī)床輸入功率之比。兩者差值即為損失，該損失轉(zhuǎn)化為熱量。若損失過(guò)大，不僅浪費(fèi)能源，而且將使機(jī)床產(chǎn)生較大熱變形，影響加工精度。

二、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)與傳動(dòng)

(一) 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)

概括地講，一切機(jī)床上加工的共性就是把刀具和工件安裝在機(jī)床上，由機(jī)床產(chǎn)生刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而切削出合乎要求的零件。

工作運(yùn)動(dòng)(重點(diǎn))

要進(jìn)行切削，刀具與工件必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就是工作運(yùn)動(dòng)(亦稱切削運(yùn)動(dòng))。

分為：主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

主運(yùn)動(dòng)是形成機(jī)床切削速度或消耗主要?jiǎng)恿Φ墓ぷ鬟\(yùn)動(dòng)：如車(chē)削工件時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn);鉆削、銑削和磨削時(shí)刀具的旋轉(zhuǎn);牛頭刨床刨削時(shí)刀具的直線運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是使工件的多余材料不斷被去除的工作運(yùn)動(dòng)。如車(chē)削外圓時(shí)，刀具沿工件軸向的直線移動(dòng);牛頭刨床刨平面時(shí)，工件橫向的直線運(yùn)動(dòng)。

切削過(guò)程中主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以多個(gè)。

主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以由刀具和工件分別完成，也可以由刀具單獨(dú)完成。

(二) 機(jī)床的傳動(dòng)

1.定義：

機(jī)床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)指的是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱機(jī)床的傳動(dòng)。

2.分類(lèi)：

按傳動(dòng)速度調(diào)節(jié)變化特點(diǎn)將傳動(dòng)分為有級(jí)傳動(dòng)和無(wú)級(jí)傳動(dòng)。

三、機(jī)床的分類(lèi)

(一) 按機(jī)床加工性質(zhì)和所用刀具分類(lèi)

我國(guó)將機(jī)床分為十一大類(lèi)，它們是：車(chē)床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、鋸床及其他機(jī)床。每一類(lèi)機(jī)床劃分為若干組，每個(gè)組又劃分為若干系列。

(二) 按機(jī)床工作精度分類(lèi)

1.普通機(jī)床。指的是普通級(jí)別的機(jī)床，包括：普通車(chē)床、鉆床、鏜床、銑床、刨插床等。

2.精密機(jī)床。主要包括：磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床和其他各種精密機(jī)床。

3.高精度機(jī)床。主要包括：坐標(biāo)鏜床、齒輪磨床、螺紋磨床、高精度滾齒機(jī)、高精度刻線機(jī)和其他高精度機(jī)床。

(三) 按機(jī)床加工工件尺寸的大小和機(jī)床自身重量分類(lèi)

1、 儀表機(jī)床。

2、 中、小型機(jī)床。

3、 大型機(jī)床。

4、 重型機(jī)床。

5、 特重型機(jī)床。

(四) 按機(jī)床通用性分類(lèi)

1.通用機(jī)床(萬(wàn)能機(jī)床)。這類(lèi)機(jī)床的加工范圍廣泛，可以加工多種零件的不同工序。由于其通用性范圍較廣，它的結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜。適用于單件、小批生產(chǎn)。例如，普通車(chē)床、臥式鏜床、萬(wàn)能升降臺(tái)銑床等均屬于通用機(jī)床。

2.專(zhuān)門(mén)化機(jī)床(專(zhuān)門(mén)機(jī)床)。這類(lèi)機(jī)床專(zhuān)門(mén)用于加工不同尺寸的一類(lèi)或幾類(lèi)零件的某一特定工序，如精密絲杠車(chē)床，凸輪軸車(chē)床，曲軸、連桿軸頸車(chē)床等都屬于專(zhuān)門(mén)化機(jī)床，它適用于成批大量生產(chǎn)場(chǎng)合。

3.專(zhuān)用機(jī)床。專(zhuān)門(mén)用以加工某一種零件的特定工序的機(jī)床稱為專(zhuān)用機(jī)床。專(zhuān)用機(jī)床加工范圍小，被加工零件稍有一點(diǎn)變動(dòng)就不能適應(yīng)。結(jié)構(gòu)較通用機(jī)床簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率高，機(jī)床自動(dòng)化程度往往也比較高。所以，專(zhuān)用機(jī)床一般在成批大量生產(chǎn)中選用。

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