机械制造与工艺全书－4 其他类型常用机床（图文教程）

第一节     铣床

一、铣床类型与用途

铣床是用于铣削加工的机床。

根据构造特点及用途，铣床的主要类型有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、工作台不升降铣床、圆工作台铣床、龙门铣床、铣床、仿形铣床和各种专门化铣床。

铣床是一种用途广泛的机床。它可以加工平面（水平面、垂直面、阶台面）、沟槽（键槽、T型槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面及内孔进行加工，以及进行切断工作等。

二、各类铣床主要特点

铣床使用的是旋转的多齿刀具，生产效率较高。但是，由于铣削加工为断续切削，铣刀的每个刀齿的切削层参数随时都在变化，所以铣削力的大小和方向也在不断变化，容易引起机床振动。因此，铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。

（一）万能升降台铣床

万能升降台铣床的主轴为水平布置，属卧式升降台铣床，主要用于铣削平面、沟槽和成形表面。

在工作台和床鞍之间有一层回转盘，它可以相对床鞍在水平面内调整±45°偏转，改变工作台的移动方向，从而可加工斜槽、螺旋槽等。

此外，还可换用立式铣头，插头等附件，扩大机床的加工范围。

（二）立式升降台铣床

立式升降台铣床与卧式升降台铣床的主要区别在于安装铣刀的机床主轴是垂直于工作台面。

除立铣头外其它主要组成部件与卧式升降台铣床相同。铣头可以在垂直平面内调整角度，主轴可沿其轴线方向进给或调整位置。

　　立式铣床用于加工平面、沟槽、台阶，还可铣削斜面、螺旋面、模具型腔和凸模成形表面等。

（三）其他常用铣床

1、龙门铣床

龙门铣床是一种大型的高效通用机床，它在结构上呈柜架式布局，具有较高的刚度及抗振性。主要用于大中型工件的平面、沟槽加工。可以进行粗铣、半精铣和精铣加工。

2、工作台不升降铣床 

工作台不升降铣床一般为立式布局，工作台不作升降运动，机床的垂直进给运动由安装在立柱上的主轴箱作升降运动来实现。这种铣床由于工作台层次少，刚性好，适用于加工外形为中等或大尺寸的工件。

工作台不升降铣床根据工作台面的形状，可分为矩形工作台式和圆形工作台式两类。

第二节   钻床和镗床

钻床和镗床都是加工内孔的机床，主要用于加工外形复杂，没有对称旋转轴线的工件，如杠杆、盖板、箱体、机架等零件上的单孔或孔系。

一、钻床

钻床类机床的主要工作是用孔加工刀具进行各种类型的孔加工。主要用于钻孔和扩孔，也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面。

钻床分为坐标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、铣钻床、中心孔钻床等。

（一）立式钻床

立式钻床是钻床中应用较广的一种，其特点是主轴轴线垂直布置，且位置固定，需调整工件位置，使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心线。由刀具旋转实现主运动，同时沿轴向移动作进给运动。因此，立式钻床适用于加工中、小型工件。

多轴立式钻床是立式钻床的一种，可对孔进行不同内容的加工或同时加工多个孔，大大提高了生产效率。

台式钻床实质上是一种加工小孔的立式钻床，结构简单小巧，使用方便，适于加工小型零件上的小孔。

（二）摇臂钻床

对于体积和质量都比较大的工件，在立式钻床上加工很不方便，此时可以选用摇臂钻床进行加工。

主轴箱可沿摇臂上的导轨横向调整位置，摇臂可沿立柱的圆柱面上、下调整位置，还可绕立柱转动。加工时，工件固定不动，靠调整主轴的位置，使其中心对准被加工孔的中心，并快速夹紧，保持准确的位置。摇臂钻床广泛地应用于单件和中、小批生产中，加工大、中型零件。

如果要加工任意方向和任意位置的孔和孔系，可以选用万向摇臂钻床，机床主轴可在空间绕二特定轴线作回转。机床上端还有吊环，可以吊放在任意位置。故它适于加工单件、小批生产的大中型工件。

为了提高钻削加工效率，目前正在发展钻削加工中心。集钻孔、攻螺纹和铣削于一体，可得到很高的加工精度和生产率。

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二、镗床

镗床类机床主要工作是用镗刀进行镗孔，也可进行铣平面、车凸缘、切螺纹等工作。有卧式镗床、立式镗床、落地镗床、金刚镗床和坐标镗床等多种类型。

（一）卧式镗床

卧式镗床又称万能镗床，可以进行孔加工、车端面、车凸缘、车螺纹和铣平面等。尤其适于加工箱体零件中尺寸较大、精度较高且相互位置要求严格的孔系。

（二）落地镗床

为适应某些庞大而笨重工件的加工，产生了落地镗床。

落地镗床具有万能性大、集中操纵、移动部件的灵敏度高、操作方便等特点。

为提高生产效率和加工精度，在落地镗床的基础上还发展了以铣削为主的铣镗床。

（三）坐标镗床

坐标镗床主要用于镗削高精度的孔，特别适用于加工相互位置精度很高的孔系，如钻模、镗模和量具等零件上的精密孔加工。

坐标镗床制造精度很高，具有良好的刚度和抗振性，最主要特点是具有坐标位置的精密测量装置，加工时，按直角坐标来精确定位。

坐标镗床还可钻孔、扩孔、铰孔等工作。也可以用于精密刻度、划线、及孔距和直线尺寸的测量等工作。所以坐标镗床是一种万能性很强的精密机床。

坐标镗床有立式的和卧式的，立式坐标镗床又有单柱和双柱之分，以适应不同的加工需要。

　　金刚镗床是一种高速精镗床，采用很高的切削速度、极小的背吃刀量和进给量，可加工出质量很高的表面。适于成批、大量生产中，加工精密孔。

第三节   磨床

一、磨床类型与用途

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，统称为磨床。

磨床种类很多。主要有：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床和用来磨削特定表面和工件的专门化磨床，如花键轴磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床等。

以上均为使用砂轮作切削工具的磨床。此外，还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床，以油石和研磨剂为切削工具的精磨磨床等。

磨床可以加工各种表面，如内、外圆柱面和圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形表面。磨床可进行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以进行各种高硬、超硬材料的加工，还可以刃磨刀具和进行切断等，工艺范围十分广泛。

二、磨床的工作运动

（一）外圆磨床

1.M1432A型万能外圆磨床

M1432A型万能外圆磨床是普通精度级外圆磨床。它主要用于磨削圆柱形、圆锥形的外圆和内孔，还可磨削阶梯轴的轴肩、端平面等。

这种机床的通用性较好，但生产效率低，故适于单件小批生产。

2．无心外圆磨床

无心外圆磨床进行磨削时，工件放在砂轮与导轮之间，且工件中心高于砂轮和导轮中心连线，以被磨削外圆表面作定位基准，支承在托板上。

无心外圆磨床生产率较高，加工精度好，但只能磨削连续外圆表面，且磨床调整费时，只适用于成批及大量生产中。

（二）内圆磨床

内圆磨床用于磨削各种圆柱孔（通孔、盲孔、阶梯孔和断续表面的孔等）和圆锥孔，某些内圆磨床还附有磨削端面的磨头。

内圆磨床主要类型有普通内圆磨床、无心内圆磨床和行星式内圆磨床。

普通内圆磨床采用纵磨法和切入磨法磨削内孔。采用专门的端磨装置，可在工件一次装夹中磨削内孔和端面。

无心内圆磨床适于加工外圆表面已经精加工的薄壁工件，如轴承环等。

（三）平面磨床

平面磨床主要用于磨削各种工件上的平面。

根据磨削方法和机床布局不同，平面磨床要有以下四种类型：卧轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床和立轴圆台平面磨床。

第四节   齿轮加工机床

一、齿轮加工机床类型与工作原理

（一）齿轮加工机床的类型

按照被加工齿轮种类不同，齿轮加工机床可分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。

圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机、车齿机等；锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿轮的铣齿机；

此外，还有加工齿线形状为长幅外摆线或延伸渐开线的锥齿轮铣齿机。

用来精加工齿轮齿面的机床有珩齿机、剃齿机和磨齿机等。

（二）齿轮加工机床的工作原理

　　齿轮加工机床的种类繁多，构造各异，加工方法也各不相同，按齿面加工原理来分，有范成法和成形法。

1．成形法

成形法利用与被加工齿轮齿槽截形相一致的刀具齿形，在齿坯上加工齿面。

在铣床上用盘形或指形齿轮铣刀铣削齿轮，在刨床或插床上用成形刀具刨削或插削齿轮。加工时，刀具作快速的切削运动（旋转运动或直线运动），并沿齿槽作进给运动，就可切出齿槽。加工完一个齿槽后，工件分度转动一个齿距，再加工另一齿槽，直至切出全部齿槽。

　　采用成形法加工齿轮，所用机床较简单，并可以利用通用机床加工。缺点是加工精度较低，生产率不高，通常多用于修配。     

2.范成法

用范成法加工齿轮时，刀具与工件模拟一对齿轮（或齿轮与齿条）作啮合运动（范成运动），在运动过程中，刀具齿形的运动轨迹逐步包络出工件的齿形。

范成法切齿刀具的齿形可以和工件齿形不同，且可以用一把刀具切出同一模数而齿数不同的齿轮，加工时连续分度，具有较高的加工精度和生产率。

滚齿机、插齿机、剃齿机和弧齿锥齿轮铣齿机均是利用范成法加工齿轮的齿轮加工机床。

二、滚齿机的工作运动

滚齿机生产效率高，在生产中应用广泛。用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮及蜗轮，还可加工轴齿轮、花键轴等。

中型通用滚齿机常见的布局形式有立柱移动式和工作台移动式两种。滚齿机的主要运动是由主运动传动链、展成运动传动链、运动传动链和附加运动传动链组成。此外，还有空行程快速传动链，用于快速调整机床的部件。

（一）主运动传动链

主运动传动链的两端件是：电动机—滚刀主轴Ⅷ，计算位移是：电动机n电（单位为r/min）—滚刀主轴no（单位为r/min）。

（二）范成运动传动链

范成运动传动链的两端件是：滚刀主轴—工作台，计算位移是：滚刀主轴转1转时，工件转k/z转，（ｋ是滚刀头数）。

（三）垂直进给运动链

垂直进给运动传动链的两端件是：工作台—刀架，计算位移是：工作台转1转时，刀架进给f(单位为mm)。

第五节 数控机床简介

简介数控机床、加工中心等设备功能、特点、操作及加工。

结合CAI软件、现场加工录像进行教学。

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