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第四章 金屬切削機(jī)床
第一節(jié) 機(jī)床概論(上)
把用來制造機(jī)器零件的設(shè)備通稱為“金屬切削機(jī)床”,簡稱為“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,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)裝備總臺數(shù)的60%—80%。
一、機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
衡量一臺機(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)不同使用部門的需要,因而結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,適用于單件小批生產(chǎn)。
專用機(jī)床只能完成一個或幾個零件的特定工序,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。專用機(jī)床多用于大批量生產(chǎn),是針對特定工序設(shè)計的,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)化又反過來推動和促進(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)動與傳動
(一) 機(jī)床的運(yùn)動
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運(yùn)動,從而切削出合乎要求的零件。
工作運(yùn)動(重點(diǎn))
要進(jìn)行切削,刀具與工件必須有相對運(yùn)動,就是工作運(yùn)動(亦稱切削運(yùn)動)。
分為:主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。
主運(yùn)動是形成機(jī)床切削速度或消耗主要動力的工作運(yùn)動:如車削工件時,工件的旋轉(zhuǎn);鉆削、銑削和磨削時刀具的旋轉(zhuǎn);牛頭刨床刨削時刀具的直線運(yùn)動。
進(jìn)給運(yùn)動是使工件的多余材料不斷被去除的工作運(yùn)動。如車削外圓時,刀具沿工件軸向的直線移動;牛頭刨床刨平面時,工件橫向的直線運(yùn)動。
切削過程中主運(yùn)動只有一個,進(jìn)給運(yùn)動可以多個。
主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動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
1.定義:
機(jī)床的傳動機(jī)構(gòu)指的是傳遞運(yùn)動和動力的機(jī)構(gòu),簡稱機(jī)床的傳動。
2.分類:
按傳動速度調(diào)節(jié)變化特點(diǎn)將傳動分為有級傳動和無級傳動。
三、機(jī)床的分類
(一) 按機(jī)床加工性質(zhì)和所用刀具分類
我國將機(jī)床分為十一大類,它們是:車床、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。每一類機(jī)床劃分為若干組,每個組又劃分為若干系列。
(二) 按機(jī)床工作精度分類
1.普通機(jī)床。指的是普通級別的機(jī)床,包括:普通車床、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
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
1.通用機(jī)床(萬能機(jī)床)。這類機(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,普通車床、臥式鏜床、萬能升降臺銑床等均屬于通用機(jī)床。
2.專門化機(jī)床(專門機(jī)床)。這類機(jī)床專門用于加工不同尺寸的一類或幾類零件的某一特定工序,如精密絲杠車床,凸輪軸車床,曲軸、連桿軸頸車床等都屬于專門化機(jī)床,它適用于成批大量生產(chǎn)場合。
3.專用機(jī)床。專門用以加工某一種零件的特定工序的機(jī)床稱為專用機(jī)床。專用機(jī)床加工范圍小,被加工零件稍有一點(diǎn)變動就不能適應(yīng)。結(jié)構(gòu)較通用機(jī)床簡單,但生產(chǎn)率高,機(jī)床自動化程度往往也比較高。所以,專用機(jī)床一般在成批大量生產(chǎn)中選用。
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