|
|
| 金属切削机床概论绪论 |
|
|
|
|
绪论学习目标1）了解金属切削机床在国民经济中的地位和发展趋势。2）熟悉机床的不同分类方法，重点让学生掌握机床型号的编制方法，使学生能够根据
每种机床的型号真实地反映出机床的类别、主要参数、使用与结构特性等。任务描述如图0-1所示机床是何种机床？这种机床能加工何种零件？机
床上的参数、铭牌是何意思？机床怎样实现零件的切削加工？……。相关知识金属切削机床，是一种用切削的方法加工金属零件的工作机械。它是制
造机器的机器，故又称为“工作母机”或“工具机”,习惯上简称为“机床”。加工金属零件的设备有：铸造、锻造、焊接、冲压、切削加工设备等
。切削加工是将金属毛坯加工成具有较高精度的形状、尺寸和较高表面质量零件的主要加工方法。一、金属切削机床在国民经济中的地位在现代
机械制造工业中，对于有一定形状、尺寸和表面质量要求的金属工件，特别是精密工件的加工，主要还是在金属切削机床上完成，因此，金属切削机
床是加工机器零件的主要设备。在各类机器制造部门拥有的技术装备中，机床占有相当大的比重(50％—70％)，所担负的工作量约占机械加工
总量的40％—60％。机械工业担负着为国民经济各部门提供先进技术装备的任务，机床工业是机械制造工业的重要组成部分，是为机械工业提供
先进加工装备和加工技术的“工作母机”工业。一个国家机床的拥有量、产量、品种和质量，是衡量其工业水平的标志之一。因此，机床工业在国民
经济中占据着重要地位。二、机床的发展概况和我国机床工业的水平图1舞钻图2古埃及国王墓碑上的车床图案图1所示的钻具，就是
我国古代发明的舞钻，它利用了飞轮的惯性原理；如果要制造一个圆柱体，就需一边使工件旋转，一边使刀具沿工件作纵向移动进行车削。也就是为
加工圆柱体，出现了依靠人力使工件往复回转的原始车床。图2所示的车床图案，就是在古埃及国王墓碑上发现的最古老的车床形式。在原始加工阶
段，人既是车床的原动力，又是车床的操作者。图3古代钻床图4半坡人用弓钻钻孔图5马拉机床图6脚踏刃磨床金属切削
机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生的．并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，
所有运动都由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯。15—16世纪出现铣床和磨床。我国明代宋应星所著《天工开物》就
已有对天文仪器进行磨削和铣削的记载。图0—1就是1668年加工天文仪器上大铜环的铣床。它利用直径2丈(约6．7M)的镶片铣刀，由牲
畜驱动铣削。铣削完毕后，将铣刀换下，装上磨石，还可以对大铜环进行磨削加工。现代意义上用加工金属机械零件的机床，是在18址纪中叶开始
发展起来的。l8世纪末，蒸汽机的出现提供了新型能源，使生产技术发生了革命性的变化。在加工过程中逐渐产生了专业分工，出现了多种类型的
机床。1770年前后创制了镗削汽缸内孔用的镗床，1797年出现带有机动刀架的车床，到19世纪末，车床、钻床、销床、刨床、拉床、铣床
、磨床、齿轮加工机床等类型的机床已先后形成。随着机械制造业及其相关行业的发展，在机床行业中，不断改进设计基础理论，使用新技术、新材
料、新工艺及新方法．金属切削机床在品种和技术性能得到了迅速的发展。20世纪以来，齿轮变速箱的出现、使机床的结构和性能发生根本性的变
化。随着电气、液压等技术的出现并在机床上得到普遍应用，机床技术有了迅速的发展。除通用机床外，又出现了许多变型品种和各式各样的专用机
床。20世纪50年代．在综合应用电子技术、检测技术、计算技术、自动控制利机床设计等各个领域最新成就的基础上发展起来的数控机床，使机
床自动化进入一个崭新的阶段．与同期发展的仅适用于大批量生产的纯机械控制和继电器接触控制的自动化机床相比．它具有很高的柔件，即使在单
件和小批量小产中也能得到经济的使用。综观机床的发展史，它总是随着机械工业的扩大和科学技术的进步而发展，在高速、复合、智能、环保技术
的基础上，通过与控制技术、计算机技术、信息技术有机结合，产品不断向高效率、高精度、柔性化、集成化和高可靠性方向发展，出现了向多主轴
、多坐标、复合加工以及成套设备自动化方向发展的趋势。我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的，1949年新中国成立时，机床产量仅1
582台，不到10个品种。新中国成立后60年来．我国机床工业获得了高速发展．目前我国已形成了布局比较合理，比较完整的机床工业体系。
我国机床的拥有量和产量已步入世界前列，品种和质量也有很大的发展和提高。机床产品除满足国内建设的需要以外，部分已远销国外。从2009
年起，中国机床产伎已连续两年位居全球第一．占有率达30％以上。2011年中国机床工具行业完成工业总产值743761亿元，同比增长3
250％，整体上仍呈现出较快的发展速度。我国已制订了完整的机床系列型谱，生产的机床品种也日趋齐全，目前己具备了成套装备现代化工厂的
能力。我国机床的性能也在逐步提高，有些机床已经接近世界先进水平。我国机床工业发展迅速，成就巨大。但由于起步晚、底子薄，与世界先进水
平相比，还有较大的差距。主要表现在：(1)精确度、稳定性、可靠性等差距。比如五轴联动数控机床，国外产品连续1500小时没有故障．国
产大约1000小时，相差1／3。(2)机床的复合性能差距较大。目前市场上五轴联动加中心多用于航空航天、核电等，单台价格达四五百万元
，五轴联动数控是欧洲控制的技术．是核心技术中的核心技术，欧洲严禁外泄。沈阳机床厂、大连机床厂、齐重数控机床厂可以做三轴，也可以做五
轴，但性能与进口产品相比有一定差距。国内企业和航空航天等重要科研单位使用的高档机床基本全是进口。(3)数控系统的差距。数控系统是数
控机床的核心，德国西门子、利勃海尔和日本的马扎克、法拉克掌据着数控系统的最高水平，利勃海尔数控系统16个软件包的价格接近母机价格，
软件和母机一起卖．不分开出售，软件利润非常高。目前国内机床企业使用的中高档机床的数控系统基本都是国外进口。(4)其他关键配套件差距
：大连机床表示可以向国际先进水平追平95％，但剩下的5％不是一个企业甚至一个行业能够做到的，包括钢铁原料、标准件、螺钉、螺帽等，需
要提升国家工业整体水平。此外，丁艺、检测等环节日前也达)F到世界先进水平。从我国目前机床行业的发展情况来看，国产数控机床仍远远无法
满足国内市场的需求，特别是中高端数控机床的比例严重偏低。从2011年的统计来看，1—8月．我国机床行业平均产量数控化率为30.94
％，与一些发达国家机床数控化率达到70％的水平相比，差距较为明显。与此同时，中国也是4个世界第一大机床消费国和进口国。在市场需求方
面，随着国内汽车、钢铁、机械、模旦、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，带动了对高效、高精度白动化制造设备的需
求，机床工具行业进入高速增长的阶段。在进口方面，以2011年上半年为例，中闰从日本、德国进口机床的数额合计巴超过60％，而从进口的
机种来看，精密生产、高效高速的个高档数控机床需求明显增加，表现出我国机床需求结构已经发生了较大的改变。因此，我国机床工业面临着光荣
而艰巨的任务，必须奋发图强，努力工作，不断扩大技术队伍和提高人员的技术素质，在学习和引进国外的先进科学技术的同时，努力提高自主创新
能力，以便早日赶上世界先进水平。机床的发展概况钻木取火→水车、风车→车床（特夫曼）→刨床、铣床等1952年，美国，第一台数
控(NumericalControl)铣床，CAM（计算机辅助制造）的开端1958年，美国，自动换刀加工中心1962年，第一台工
业机器人1967年，英美联合制成FMS柔性制造系统80年代，CIMS计算机集成制造系统金属切削机床加工的生产模式，大体上经历
了以下五个阶段通用机床加专用工艺装备或专用机床数显机床计算机数控机床柔性制造系统计算机集成制造系统我国经济持续快速发展。中国继续保
持了机床消费世界第一(连续五年)、进口第一、生产第三的位置。中国数控机床展览会自2006年起逢双年在上海举办。作为一个重要的机床
展览，CCMT得到了众多参展商和最终用户的一致认可。第五届中国数控机床展览会在北京举行。相继启动的重要、重大项目都对数控产品在
技术性能和功能等方面提出了更高的要求。三机床的分类金属切削机床是用于制造机械的机器，也是唯一能制造机床自身的机器，金属切削机床品
种和规格繁多，不同的机床，其构造不同，加工工艺范围、加工精度和表面质量、生产率和经济性、自动化程度和可靠性等都不同。为了给选用、管
理和维护机床提供方便，应对机床进行适当的分类和编号。1、按机床的加工性能和结构特点分类根据我国制订的机床型号编制方法(CB／T
15375—2008)，目前将机床分为11类：车床、钻床、捏床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床及其他机
床。每一类机床，又技工艺范围、布局形式和结构性能等不同．分为若干组，每一组又细分为若干系(系列)。CZTX
LMBYSGQ其他机床车床钻床镗床铣床拉床磨床锯床刨插床齿轮加工机床螺纹加工机床部分机床卧式
镗床外形四、机床的技术参数与尺寸系列机床的技术参数是表示机床尺寸大小及其工作能力的各种数据。五、机床型号的编制方法注：①有“
（）”的代号或数字，当无内容时，则不表示。若有内容则不带括号；②有“○”符号者，为大写的汉语拼音字母；③有“△”符号者，为
阿拉伯数字；④有“”符号者，为大写的汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼有之。表0-1机床的类别和分类代号类别车床钻床镗床磨
床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床锯床其他机床代号CZTM2M3MYSXBLGQ读音车钻镗磨二磨三磨牙丝铣刨拉割其通用特
性高精度精密自动半自动数控加工中心（自动换刀）仿型轻型加重型仿型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCFRXS读音
高密自半控换仿轻重仿柔显速卧式车床主参数为床身上最大工件回转直径/10；摇臂钻床主参数为最大钻孔直径；升降台铣床主参数为工作台面宽
度/10；自动车床主参数为最大棒料直径；齿轮加工机床主参数为最大工件直径/10；外园磨床主参数为最大棒料直径/10；牛头刨床、插床
主参数为最大刨削、插削长度/10；各类主要机床的主参数和折算系数机床名称主参数名称折算系数卧式车床立式车床摇臂钻床卧式镗床坐标镗
床外圆磨床内圆磨床矩台平面磨床齿轮加工机床龙门铣床升降台铣床龙门刨床插床及牛头刨床拉床床身上最大回转直径最大车削直径最大钻孔直径镗
轴直径工作台面宽度最大磨削直径最大磨削孔径工作台面宽度最大工件直径工作台面宽度工作台面宽度最大刨削宽度最大插削及刨削长度额定拉力（
吨）1／101／1001／11／101／101／101／101／101／101／1001／101／1001／101／1C6140为
最大加工直径为400mm的型卧式车床Z3040表示最大钻孔直径40mm的摇臂钻床类代号，组、系代号，主参数是机床型号中必不可
少的基本形式。若机床还有其它特殊情况，则要附加其余代号方能表达完整含义。5）第二主参数如果机床第二主参数改变后，会使机床结构，
性能产生较大变化，这时可将第二主参数用折算值表示，列入型号后部，并用“x”分开，读作：“乘”。凡以长度单位表示的第二主参数，如机
床的最大工件长度、最大切削长度、最大行程、最大跨距等，采用“1/100”的折算系数；凡以直径、宽度、深度等表示的第二主参数，采用“
1/10”的折算系数；凡以厚度、最大模数、机床主轴数作为第二主参数时，则以实际数值列入型号。卧式车床第二主参数为最大工件的长度；摇臂钻床为主轴轴线至立柱母线之间的最大跨距。6）重大改进顺序号：按改进顺序以A,B,C……表示，加在型号的尾部，以区别原机床型号。7）同一型号机床的变型代号：在原型号后面以1，2，3……等表示，并用“／”分开，读作：“之”，以区别于原机床型号。例：CA6140表示最大加工直径为400mm的卧式车床MG1432A型高精度万能外园磨床MM7132A表示工作台面宽度为320mm，经过第一次重大改进的精密型卧轴矩台平面磨床摇臂钻2、专用机床的型号专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成，其表示方法为：3、机床自动线的型号六、机床的一般要求 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
