机械制造技术基础(2023春)

东北大学 朱立达

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 装备制造业
  • 2 机械制造系统和机械制造单元
    • 2.1 机械产品生产过程与工艺过程
    • 2.2 机械制造系统及其组成
    • 2.3 机械制造单元的组成及工艺系统
    • 2.4 零件成形方法
  • 3 金属切削机床
    • 3.1 零件表面的形成方法
    • 3.2 机床的切削形成运动
    • 3.3 机床的分类方法
    • 3.4 机床的型号编制
    • 3.5 机床的传动链
    • 3.6 普通机床的主传动系统
    • 3.7 机床的进给传动系统
    • 3.8 数控机床的组成及优点
  • 4 金属切削与磨削加工
    • 4.1 金属切削过程
  • 5 机械加工工艺规程的制定
    • 5.1 机械加工工艺过程基本概念
    • 5.2 机械加工工艺规程设计
    • 5.3 尺寸链和工艺尺寸链问题
  • 6 机床夹具
    • 6.1 机床夹具概述
    • 6.2 工件在夹具中的定位
    • 6.3 定位误差的分析与计算
  • 7 机械加工精度的影响因素及控制
    • 7.1 机械加工精度概念及其获得方法
    • 7.2 机械加工精度影响因素及控制
    • 7.3 机械加工工艺系统原有误差的影响
  • 8 机械加工表面质量的影响因素及控制
    • 8.1 机械加工便面质量的影响因素
    • 8.2 机械加工过程中的振动
  • 9 机器的装配
    • 9.1 装配过程概述
    • 9.2 装配尺寸链的分析计算
    • 9.3 保证装配精度的方法
  • 10 机械制造技术发展
    • 10.1 制造技术发展
机床的分类方法
  • 1 知识内容
  • 2 练习


内容

(1)机床的技术性能

为正确选择和合理使用机床,应了解机床的技术性能。通常机床的技术性能包括:工艺范围、机床的主要技术参数或技术规格、加工精度和表面粗糙度、生产效率和自动化程度、人机关系、成本等。

机床的工艺范围是指在机床上能够加工的工序种类、被加工工件的类型和尺寸、使用刀具的种类及材料等。

机床的主要技术参数,又称技术规格,主要包括:尺寸参数、运动参数与动力参数。尺寸参数反映机床的加工范围,包括有主参数、第二主参数和与被加工零件有关的其他尺寸参数。给出了常用机床的主参数和第二主参数。运动参数是指机床执行件的运动速度、行程范围或分级范围。例如车床主轴转速范围和分级数、刀架纵横向进给速度和进给量范围等。动力参数多指机床上主电机的功率,有些机床还给出主轴允许的最大扭矩等其它内容。

通常在机床的使用说明书中均详细列有该机床的主要技术参数(技术规格),供选择和使用机床时参考。

加工精度和表面粗糙度是由机床、刀具、夹具、切削条件以及操作者技术水平等因素所决定。国家制订的机床精度标准规定的各种机床的加工精度、表面粗糙度以及通常机床说明书中所给出的机床加工精度和表面粗糙度,是指在正常工艺条件下所能达到的经济精度,并非机床可能实现的最高加工精度和表面粗糙度。

机床的生产率一般是指单位时间内机床所能加工的工件数量,它直接影响生产成本。提高机械加工生产率的主要途径之一是提高机床的自动化程度。最大限度地提高机床的自动化程度是现代机床发展的重要趋势之一。

表2-1 常用机床的主参数和第二参数




选用机床时,通常应根据被加工零件的类型、形状、尺寸、技术要求以及生产批量和生产方式等,选择技术性能与之相适应的机床,才能充分地发挥机床的效能,取得良好的经济效益。不切实际地选用高性能(高精度、高效率)和大规格的机床,只会造成设备的浪费和生产成本的增加。


(2)机床的分类

机床的品种和规格繁多,为方便于区别、选用和管理,须对机床加以分类和编制型号。机床的传统分类方法,主要是按机床的加工性质和使用的刀具分类。根据我国制定的机床型号编制方法,目前将机床分为12大类:车床、钻床、镗床、铣床、刨(插)床、拉床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、切断机床、超声波及电加工机床、其它机床。每一大类机床中,按结构、性能、工艺范围、布局形式的不同,还可细分为若干组,每一组又细分为若干系(系列)。

在上述基本分类方法的基础上,还可根据机床的其它特征进一步区分。

同类机床按其通用性可分为:通用机床、专用机床和专门化机床。通用机床是以尽可能少的品种规格,经济合理地满足尽可能多的加工需要为目的,具有较宽的工艺范围,可完成多种多样的工序,因此又称它为万能机床。但它结构复杂,难以实现自动化,因此,生产效率和加工精度相对较低,适用于经常变动的单件、小批量生产。专用机床是为某一特定零件的特定工序而专门设计、制造的,一般具有较高的生产效率和自动化程度。但当用户转产或换型而不再生产该零件时,专用机床也往往失去其使用价值。因此,只有在大批大量生产中使用才经济合理。例如汽车变速箱专用镗床、车床导轨专用磨床等。各种组合机床也属于专用机床。专门化机床用于某种或少数集中特定工序,工艺范围较窄。例如插齿机就是一种加工圆柱齿面的专门化机床。

同类型机床按工作精度又可分为:普通精度机床、精密机床和高精度机床。大多数通用机床属于普通精度机床。精密机床是在普通机床的基础上提高其主要零部件的制造精度得到的。高精度机床通常是特殊设计、制造的,并采用了保证高精度的机床结构等技术措施,因而其造价通常较高,甚至是同类普通机床价格的十几倍或更高。

同类型机床按自动化程度又可分为:手动、机动、半自动和自动机床。

同类型机床按重量和尺寸又可分为:仪表机床、中型机床(一般机床)、大型机床(10t)、重型机床(大于30t)和超重型机床(大于100t)。

同类机床按主要工作部件的数目,又可以分为单轴、多轴机床或单刀、多刀机床等。

随着机床的发展,其分类方法也将会不断发展。现代机床正向着数控化方向发展,数控机床的功能日趋多样化,工序也更加集中。例如现在一台数控车削加工中心不仅集中了转塔车床、自动车床等功能,更包含了车、钻、铣、镗等类机床的功能。可见机床数控化引起了机床传统分类方法的变化。这种变化主要表现在机床品种不是越分越细,而是趋向综合。