第一节 常用机床

 

一.铣床

　　铣床是一种用途广泛的机床。它可以加工平面、沟槽、螺旋形表面以及齿轮。它还可以加工回转体表面、内孔以及进行切断工作等。铣床的主要类型有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床、数控铣床和各种专门化铣床。

1.升降台式铣床

<

图 6-1 卧式升降台铣床

　　卧式升降台铣床的主要特征是机床主轴轴线与工作台平面平行，简称卧铣。图 6-1 是其外形图。床身 1 固定在底座 8 上，内装主电动机、主运动变速机构、主轴部件以及操纵机构等。床身 1 顶部的导轨上装有悬梁 2 ，可沿主轴轴线方向调整其前后位置，悬梁上装有刀杆支架 6 ，用于支承刀杆的悬伸端。升降台 7 安装在床身 1 的垂直导轨上，可以上下移动，升降台内装有进给运动变速传动机构以及操纵机构等。升降台的水平导轨上装有滑座 5 ，可沿平行于主轴 3 的轴线方向（横向）移动。工作台 4 装在滑座 5 的导轨上，可沿垂直于主轴轴线方向移动。所以，固定在工作台上的工件可在相互垂直的三个方向之一实现进给运动或调整位移。铣刀装在铣刀轴 3 上，铣刀旋转作主运动。

　　另外，还有一种升降台铣床，其结构与卧式升降台铣床不同之处仅在于工作台4和滑座5之间增加了一层转盘。转盘相对于床鞍在水平面内可调整角度，以便加工不同角度螺旋槽时工作台作斜向进给。

2.立式升降台铣床

　　图6-2为数控立式升降台铣床的外形图。它的主轴是竖直安装的。立式床身2装在底座1上，床身上装有变速箱3，滑动立铣头4可以升降，工作台6安装在升降台7上，可作纵向运动和横向运动，升降台还可作垂直运动。5是数控机床的吊挂控制箱，装有常用的操作按钮和开关。立铣床上可加工平面、斜面、沟槽、台阶、齿轮。凸轮以及封闭轮廓表面等。卧式和立式铣床适用于单件及成批生产。

3.床身式铣床

　　床身式铣床的工作台不作升降运动，故又称工作台不升降铣床。机床的竖直运动由安装在立柱上的主轴箱完成。这样作可以提高机床刚度，以便采用较大的切削用量。这类机床常用于加工中等尺寸的零件。

　　这类铣床的工作台有圆形和矩形两类。图 6-3为双轴圆形工作台铣床，主要用于粗铣和半精铣顶平面。

　　　图 6-2 XK504-l型数控立式升降台铣床外形图　　　　　　 图6-3 圆形工作台铣床外形图

4.龙门铣床

　　龙门铣床是一种大型高效通用铣床，主要用于加工各类大型工件上的平面、沟槽等。可以对工件进行粗铣、半精铣，也可以进行精铣。图6-4是龙门铣床的外形。

图 6-4 龙门铣床外形 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 6-5 台式钻床外观图

　

二. 钻床

　　钻床一般用于加工直径不大、精度不高的孔，主要是用钻头在实体材料上钻出孔来，此外，还可在钻床上进行扩孔、铰孔、攻螺纹孔等加工。加工时，工件（通过夹具或压板）被夹持在钻床工作台上，刀具作旋转主运动，同时沿轴向作直线进给运动。

1.台式钻床

　　如图 6-5 所示，电机通过一对塔轮以 V 带传动主轴，主轴前 端安装着钻夹头，再用钻夹头来夹持刀具，主轴的旋转运动就是主 6-5 台式钻床外观图运动。旋动手柄即旋动了进给齿轮，通过齿轮齿条机构使支承主轴的套筒作轴向移动，这就是台式钻床的进给运动。台式钻床结构简单，使用方便，体积小，但只能加工小孔（一般，孔径 <12mm ） , 在操作不复杂的流水生产线上或机修车间中使用广泛。

图 6-6 立式钻床外观图

2.立式钻床

　　如图 6-6 ，立式钻床由底座 1 、工作台 2 、主轴箱 3 、立轴 4 等部件组成。主轴箱内有主运动及进给运动的传动机构，刀具安装在主轴的锥孔内，由主轴（通过锥面摩擦传动）带动刀具作旋转运动，也即主运动，而进给运动是靠手动或机动使主轴套筒作轴向进给。工作台可沿立柱上的导轨作上下位置的调整，以适应不同高度的工件加工。立式钻床只适于在单件、小批生产中加工中小型工件上的孔。

3.摇臂钻床

　　如图 6-7 所示，在摇臂钻床底座 1 上，安装有立柱。立柱分为内、外两层，内立柱 2 固定在底座上，外立柱 3 由滚动轴承支承，连同摇臂 4 和主箱 5 可绕内立柱旋转摆动；摇臂可在外立轴 3 上作垂直方向的调整，可适应不同高度的工件；主轴箱 5 可在摇臂 4 的导轨上作径向移动。通过摇臂绕立柱的转动和主轴箱在摇臂上的移动，使钻床的主轴可以找正工件 的待加工孔的中心。找正后，应将内外立柱，摇臂与外立柱、主箱与摇臂之间的位置分别固定，再进行加工。工件可以安装在工作台或底座上，广泛的用于大、中型零件的加工。

图 6-7 摇臂钻床外观图

三. 镗床

　　镗床主要用于加工工件上已有铸造孔或加工孔后的后续加工，常用于加工尺寸较大及精度较高的场合，特别适宜于加工分布在不同表面上、孔距尺寸精度和位置精度要求十分严格的孔系，如各种箱体、汽车发动机缸体的孔系。因此，镗床主要适用于批量较小的加工。镗孔的形位精度主要取决于机床的精度，为保证孔系的位置精度，在批量生产条件下，一般均采用镗模。

1. 卧式镗床

　　卧式镗床加工范围广泛。除镗孔外，还可以车端面、铣平面、车外圆、车螺纹及钻孔等。图 6-8 为卧式镗床的主要加工方法。

　　卧式镗床的外形如图6-9所示。主轴箱1可沿前立柱2的导轨上下移动。在主轴箱中，装镗杆3、平旋盘4、主运动和进给运动变速传动机构及操纵机构。根据加工情况、刀具可以装在镗杆3上（参看图6-8a、d、f、h）或平旋盘4上（6-8b、c、e、g）。镗杆3旋转（主运动），并可沿轴向移动（进给运动）；平旋盘只作旋转主运动。装在后立柱10上的后支架9，用于支承悬伸长度较大的镗杆的悬伸端，以增加刚性。后支架可沿后立柱上的导轨与主轴箱同步升降，以保持后支架支承孔与镗杆在同一轴线上。后立柱可沿床身8上的导轨移动，以适应镗杆的不同悬伸。工件安装在工作台5上，可与工作台一起随下滑座7或上滑座6作纵向或横向移动。工作台还可绕上滑座的圆导轨在水平平面内转位，以便加工互相成一定角度的平面或孔。当刀具装在平旋盘4的径向刀架上时，径向刀架可带着刀具作径向进给，以车削端面（见图6－8C）。

　　　　　　　a）　　　　　　　　　 b）　　　　　　　 c）　　　　　　　 d）

　　　　　　　　　　　e） 　　　　　　　f） 　　　　　　　　　　　g） 　　　　　　h）

图6-8 卧式镗床主要加工方法

图6-9 卧式镗床外形图

图 6-10 立式单柱坐标镗床

　　卧式镗床的主运动有：镗轴和平旋盘的旋转运动；进给运动有：镗轴的轴向运动，平旋盘刀具溜板的径向进给运动，主轴箱的垂直进给运动，工作台的纵向和横向进给运动。

2.坐标镗床

　　坐标镗床主要用于孔本身精度及位置精度要求都很高的孔系加工，如钻模、镗模和量具等零件上的精密孔加工。这种机床的主要零部件的制造和装配精度都很高，并具有良好的刚性和抗振性。依靠坐标测量装置，能精密地确定工作台、主轴箱等移动部件的位移量，实现工件和刀具的精确定位。 图6-10 立式单柱坐标镗床

　　双柱坐标镗床如图 6-11，它具有由两个立柱、顶梁和床身构成的龙门框架，主轴箱2装在可沿立柱3导轨上下调整位置的横梁1上，工作台4直接支承在床身5的导轨上。镗孔坐标位置由主轴箱沿横梁导轨移动和工作台沿床身导轨移动来确定。双柱坐标镗床主轴箱悬伸距离小，且装在龙门框架上，较易保证机床刚度。另外，工作台和床身之间层次少，承载能力较强。因此，双柱式一般为大、中型机床。

 

图 6 -11 立式双柱坐标镗床

 

四.磨床

　　用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料等）为工具进行切削加工的机床，称为磨床。磨床主要用于零件的精加工，尤其是淬硬钢件和高硬度材料零件的精加工。磨床可用于磨削内、外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面、齿面以及各种成形面等，还可用于刃磨刀具，工艺范围非常广泛。根据磨削表面、工件形状和生产批量的要求，磨床的种类很多，主要类型有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床等。

1.外圆磨床

　　外圆磨床主要用于磨削外圆柱面和圆锥面，可获得IT6～IT7级精度，粗糙度 1.25～0.08 μ m。基本的磨削方法有两种：纵磨法和切入磨法。纵磨时（图6-l2a）砂轮旋转作主运动 ，进给运动有：工件旋转作圆周进给运动 ，工件沿其轴线往复移动作纵向进给运动 ，在工件每一纵向行程或往复行程终了时，砂轮周期地作一次横向进给运动 ，全部余量在多次往复行程中逐步磨去。切入磨时（图6-12b）工件只作圆周进给，而无纵向进给运动，因此

a） b） c）

图 6-12 外圆磨床的磨削方法

 

　　砂轮比工件宽，砂轮连续地作横向进给运动，直到磨去全部余量达到所要求的尺寸为止。有时还可用砂轮端面磨削工件的台阶面 (图6-12c）。

　　图6-13为万能外圆磨床外形图。万能外圆磨床是应用最普遍的一种外圆磨床，其工艺范围较宽。除了外圆柱面和圆锥面，还可磨削内孔和台阶面等。适合于中，小生产车间和机修车间。

图6-13 万能外圆磨床外形图

　　在床身1的纵向导轨上装有工作台 9，台面上装有头架2和尾座5，用以夹持不同长度的工件，头架带动工件旋转。工作台由液压传动沿床身导轨往复移动，使工件实现纵向进给运动。工作台由上下两层组成，其上部可相对于下部在水平面内偏转一定的角度 (一般不大于），以便磨削锥度不大的圆锥面。 4是砂轮架，由砂轮主轴及其传动装置组成，砂轮架安装在横向导轨 6上，摇动手轮8，可使其横向运动，也可利用液压机构实现周期横向进给运动或快进、快退。砂轮架还可在滑鞍 7上转一定角度以磨削短圆锥面，3是内圆磨头及其支架，图中所示处于抬起状态，当磨内圆时放下。

2.平面磨床

　　平面磨床主要用于各种工件上的平面，其磨削方式见图6-15。工件安装在矩形或圆形工作台上，作纵向往复直线运动或圆周进给运动，砂轮可以用周边磨削（卧式主轴），也可以用端面磨削（立式主轴）。用砂轮周边磨削，由于砂轮和工件接触面积小，发热量小，冷却和排屑条件好，可获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度，但生产率较低。端面磨削砂轮直径较大，能一次磨出工件全宽，所以生产率较高，但接触面积大，冷却困难，加工精度较低。

　　根据磨削方法和机床布局不同，平面磨床可分为四类：卧轴矩台式，立轴短台式，立轴和卧轴圆台式。它们的加工方式分别见图6-15a，b，c，d。图中主运动为砂轮的旋转 ，矩台的直线往复运动或圆台的回转 是进给运动，用周边磨削时砂轮宽度小于工件宽度，故卧式主轴磨床还有轴向进给运动 ， 是周期的切入运动。

　　　　　　　　　　　　　a) 　　　　　　　　b)　　　　　　　　　 c)　　　　　　　　 d)

图 6-15 平面磨床加工示意图

3.无心外圆磨床

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　a)　　　　　　　　　　　　　 b)

图 6-16无心外圆磨床工作原理 的进给速

　　无心外圆磨床进行磨削时，工件不是支撑在顶尖上或夹持在卡盘中，而直接放在砂轮和导轮之间，由托板和导轮支撑，工件被磨削的外圆表面就是定位基准面。如图6-16a。

　　磨削时工件在磨削力以及导轮和工件间摩擦力的作用下旋转，实现圆周进给运动。导轮是摩擦系数较大的树脂或橡胶结合剂砂轮，线速度一般在 10～50m／min范围内，不起磨削作 用，只用于支承工件和控制工件度。