金屬切削機床是用刀具切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器,它是制造機器的機器,所以又稱為“工作母機”,習慣上簡稱為機床。
機床主要是按加工方法和所用刀具進行分類,根據國家制定的機床型號編制方法,機床主要有以下類別:車床,銑床,刨、插、拉床,磨床,鏜床,鉆床,滾齒機,插齒機,鋸床等。
壹 車床
定義:主要用車刀在工件上加工旋轉表面的機床。
功能:車床是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用於加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件,是機械制造和修配工廠中使用最廣的壹類機床。
分類:按用途和結構的不同,車床主要分為臥式車床和落地車床、立式車床、 轉塔車床、單軸自動車床、多軸自動和半自動車床、仿形車床及多刀車床和各種專門化車床。
1.普通車床:加工對象廣,主軸轉速和進給量的調整範圍大,能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。這種車床主要由工人手工操作,生產效率低,適用於單件、小批生產和修配車間。
2.轉塔車床和回轉車床:具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架,能在工件的壹次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序,適用於成批生產。
3.自動車床:按壹定程序自動完成中小型工件的多工序加工,能自動上下料,重復加工壹批同樣的工件,適用於大批、大量生產。
4.多刀半自動車床:有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似,但兩組刀架分別裝在主軸的前後或上下,用於加工盤、環和軸類工件,其生產率比普通車床提高3~5倍。
5.仿形車床:能仿照樣板或樣件的形狀尺寸,自動完成工件的加工循環(見仿形機床),適用於形狀較復雜的工件的小批和成批生產,生產率比普通車床高10~15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型。
6.立式車床:主軸垂直於水平面,工件裝夾在水平的回轉工作臺上,刀架在橫梁或立柱上移動。適用於加工較大、較重、難於在普通車床上安裝的工件,分單柱和雙柱兩大類。
7.鏟齒車床:在車削的同時,刀架周期地作徑向往復運動,用於鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件,由單獨電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。
8.專門化車床:加工某類工件的特定表面的車床,如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。
9.聯合車床:主要用於車削加工,但附加壹些特殊部件和附件後還可進行鏜、銑、鉆、插、磨等加工,具有"壹機多能"的特點,適用於工程車、船舶或移動修理站上的修配工作。
10.數控車床:數控車床是數字程序控制車床的簡稱,它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點於壹身,是國內使用量最大,覆蓋面最廣的壹種數控機床。數控車床可分為臥式和立式兩大類。數控車床與普通車床壹樣,也是用來加工零件旋轉表面的。壹般能夠自動完成外圓柱面、圓錐面、球面以及螺紋的加工,還能加工壹些復雜的回轉面,如雙曲面等。
按功能分類
(1)經濟型數控車床:采用步進電動機和單片機對普通車床的進給系統進行改造後形成的簡易型數控車床,成本較低,但自動化程度和功能都比較差,車削加工精度也不高,適用於要求不高的回轉類零件的車削加工。
(2)普通數控車床:根據車削加工要求在結構上進行專門設計並配備通用數控系統而形成的數控車床,數控系統功能強,自動化程度和加工精度也比較高,適用於壹般回轉類零件的車削加工。這種數控車床可同時控制兩個坐標軸,即X軸和Z軸。
(3)車削加工中心:在普通數控車床的基礎上,增加了C軸和動力頭,更高級的數控車床帶有刀庫,可控制X、Z和C三個坐標軸,聯動控制軸可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由於增加了C軸和銑削動力頭,這種數控車床的加工功能大大增強,除可以進行壹般車削外可以進行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。
11.馬鞍車床:馬鞍車床在車頭箱處的左端床身為下沈狀,能夠容納直徑大的零件。車床的外形為兩頭高,中間低,形似馬鞍,所以稱為馬鞍車床。馬鞍車床適合加工徑向尺寸大,軸向尺寸小的零件,適於車削工件外圓、內孔、端面、切槽和公制、英制、模數、經節螺紋,還可進行鉆孔、鏜孔、鉸孔等工藝,特別適於單件、成批生產企業使用。馬鞍車床在馬鞍槽內可加工較大直徑工件。機床導軌經淬硬並精磨,操作方便可靠。車床具有功率大、轉速高,剛性強、精度高、噪音低等特點。
二 銑床
定義:用銑刀在工件上加工各種表面的機床。
功能:銑床(millingmachine)系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機床。通常銑刀旋轉運動為主運動,工件(和)銑刀的移動為進給運動。它可以加工平面、溝槽,也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外,還能加工比較復雜的型面,效率較刨床高,在機械制造和修理部門得到廣泛應用。
分類:
1.升降臺銑床:有萬能式、臥式和立式等,主要用於加工中小型零件,應用最廣。
2.龍門銑床:包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床,均用於加工大型零件。
3.單柱銑床和單臂銑床:前者的水平銑頭可沿立柱導軌移動,工作臺作縱向進給;後者的立銑頭可沿懸臂導軌水平移動,懸臂也可沿立柱導軌調整高度。兩者均用於加工大型零件。
4.工作臺不升降銑床:有矩形工作臺式和圓工作臺式兩種,是介於升降臺銑床和龍門銑床之間的壹種中等規格的銑床。其垂直方向的運動由銑頭在立柱上升降來完成。
5.儀表銑床:壹種小型的升降臺銑床,用於加工儀器儀表和其他小型零件。
6.工具銑床:用於模具和工具制造,配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件,還可進行鉆削、鏜削和插削等加工。
7.數控類銑床:數控車床是數字程序控制銑床的簡稱,包括普通數控銑床、臥式加工中心、立式加工中心
8.其他銑床:如鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等,是為加工相應的工件而制造的專用銑床。
三 刨床
定義:用刨刀加工工件表面的機床。
功能:用刨刀對工件的平面、溝槽或成形表面進行刨削的直線運動機床。使用刨床加工,刀具較簡單,但生產率較低(加工長而窄的平面除外),因而主要用於單件,小批量生產及機修車間,在大批量生產中往往被銑床所代替。
分類:根據結構和性能,刨床主要分為牛頭刨床、龍門刨床、單臂刨床及專門化刨床等。
1.牛頭刨床:因滑枕和刀架形似牛頭而得名,刨刀裝在滑枕的刀架上作縱向往復運動,多用於切削各種平面和溝槽。適用於刨削長度不超過1000毫米的中小型零件。牛頭刨床的特點是調整方便,但由於是單刃切削,而且切削速度低,回程時不工作,所以生產效率低,適用於單件小批量生產。刨削精度壹般為IT9-IT7,表面粗糙度Ra值為6.3-3.2um,牛頭刨床的主參數是最大刨削長度。
2.龍門刨床:因有壹個由頂梁和立柱組成的龍門式框架結構而得名,工作臺帶著工件通過龍門框架作直線往復運動,多用於加工大平面(尤其是長而窄的平面),也用來加工溝槽或同時加工數個中小零件的平面。龍門刨床主要用來加工大平面,尤其是長而窄的平面,壹般可刨削的工件寬度達1米,長度在3米以上。
3.單臂刨床:具有單立柱和懸臂,工作臺沿床身導軌作縱向往復運動,多用於加工寬度較大而又不需要在整個寬度上加工的工件。由刀具或工件作往復直線的運動,由工件和刀具作垂直於主運動的間歇進給運動。
四 插床
定義:用插刀加工工件表面的機床。加工時,插刀往復運動為主運動,工件的間歇移動或間歇轉動為進給運動。
功能:插床實際是壹種立式刨床,在結構原理上與牛頭刨床同屬壹類。插刀隨滑枕在垂直方向上的直線往復運動是主運動,工件沿縱向橫向及圓周三個方向分別所作的間歇運動是進給運動。插床用於插削平面、成型面及鍵槽等,並能插傾斜度在10°範圍內的模具等工作物,適用於單個或小批量生產的企業。插床的工作臺具有三種不同方向的進給(縱向、橫向和回轉),故工作物經過壹次裝夾後,在本機床加工幾個表面。
分類:插床主要有普通插床、鍵槽插床、龍門插床和移動式插床等幾種。
五 拉床
定義:用拉刀加工工件各種內、外成形表面的機床。
功能:用來加工孔眼或鍵槽。加工時,壹般工件不動,拉刀做直線運動切削。用拉刀作為刀具加工工件通孔、平面和成形表面的機床。拉削能獲得較高的尺寸精度和較小的表面粗糙度,生產率高,適用於成批大量生產。
分類:按加工表面不同,拉床可分為內拉床和外拉床。
1.內拉床:用於拉削內表面,如花鍵孔、方孔等。工件貼住端板或安放在平臺上,傳動裝置帶著拉刀作直線運動,並由主溜板和輔助溜板接送拉刀。內拉床有臥式和立式之分。前者應用較普遍,可加工大型工件,占地面積較大;後者占地面積較小,但拉刀行程受到限制。
2.外拉床用於外表面拉削,主要有下列幾種:
①立式外拉床,工件固定在工作臺上,垂直設置的主溜板帶著拉刀自上而下地拉削工件,占地面積較小。
②側拉床,臥式布局,拉刀固定在側立的溜板上,在傳動裝置帶動下拉削工件,便於排屑,適用於拉削大平面、大余量的外表面,如氣缸體的大平面和葉輪盤榫槽等。
③連續拉床,較多采用臥式布局,分為工件固定和拉刀固定兩類。前者由鏈條帶動壹組拉刀進行連續拉削,適用於大型工件;後者由鏈條帶動多個裝有工件的隨行夾具通過拉刀進行連續拉削,適用於中小型工件。
此外,還有齒輪拉床、內螺紋拉床、全自動拉床、數控拉床和多刀多工位拉床等。
六 磨床
定義:用磨具或磨料加工工件各種表面的機床。
功能:是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。 大多數的磨床是使用高速旋轉的砂輪進行磨削加工,少數的是使用油石、砂帶等其他磨具和遊離磨料進行加工,如珩磨機、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。磨床能加工硬度較高的材料,如淬硬鋼、硬質合金等;也能加工脆性材料,如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削,也能進行高效率的磨削,如強力磨削等。
分類:
1.外圓磨床:是普通型的基型系列,主要用於磨削圓柱形和圓錐形外表面的磨床。
2.內圓磨床:是普通型的基型系列,主要用於磨削圓柱形和圓錐形內表面的磨床。
3.坐標磨床:具有精密坐標定位裝置的內圓磨床。
4.無心磨床:工件采用無心夾持,壹般支承在導輪和托架之間,由導輪驅動工件旋轉,主要用於磨削圓柱形表面的磨床。
5.平面磨床:主要用於磨削工件平面的磨床。
6.砂帶磨床:用快速運動的砂帶進行磨削的磨床。
7.珩磨機:用於珩磨工件各種表面的磨床。
8.研磨機:用於研磨工件平面或圓柱形內,外表面的磨床。
9.導軌磨床:主要用於磨削機床導軌面的磨床。
10.工具磨床:用於磨削工具的磨床。
11.多用磨床:用於磨削圓柱、圓錐形內、外表面或平面,並能用隨動裝置及附件磨削多種工件的磨床。
12.專用磨床:從事對某類零件進行磨削的專用機床。按其加工對象又可分為:花鍵軸磨床、曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床、曲線磨床等。
七 鏜床
定義:主要用鏜刀在工件上加工已有預制孔的機床
功能:主要用鏜刀對工件已有的預制孔進行鏜削的機床。通常,鏜刀旋轉為主運動,鏜刀或工件的移動為進給運動。它主要用於加工高精度孔或壹次定位完成多個孔的精加工,此外還可以從事與孔精加工有關的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進行鉆削、銑削、切它的加工精度和表面質量要高於鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設備。螺紋及加工外圓和端面等。
分類:鏜床分為臥式鏜床、落地鏜銑床、金剛鏜床和坐標鏜床等類型。
1. 臥式鏜床:是鏜床中應用最廣泛的壹種。它主要是孔加工,鏜孔精度可達IT7,表面粗糙度Ra值為1.6-0.8um.臥式鏜床的主參數為主軸直徑。 臥式鏜床
鏜軸水平布置並做軸向進給,主軸箱沿前立柱導軌垂直移動,工作臺做縱向或橫向移動,進行鏜削加工。這種機床應用廣泛且比較經濟,它主要用於箱體(或支架)類零件的孔加工及其與孔有關的其他加工面加工
2.坐標鏜床:是高精度機床的壹種。它的結構特點是有坐標位置的精密測量裝置。坐標鏜床可分為單柱式坐標鏜床、雙柱式坐標鏜床和臥式坐標鏜床。單柱式坐標鏜床:主軸帶動刀具作旋轉主運動,主軸套筒沿軸向作進給運動。特點:結構簡單,操作方便,特別適宜加工板狀零件的精密孔,但它的剛性較差,所以這種結構只適用於中小型坐標鏜床。雙柱式坐標鏜床:主軸上安裝刀具作主運動,工件安裝在工作臺上隨工作臺沿床身導軌作縱向直線移動。它的剛性較好,目前大型坐標鏜床都采用這種結構。雙柱式坐標鏜床的主參數為工作臺面寬度。臥式坐標鏜床:工作臺能在水平面內做旋轉運動,進給運動可以由工作臺縱向移動或主軸軸向移動來實現。它的加工精度較高。
3.金剛鏜床:特點是以很小的進給量和很高的切削速度進行加工,因而加工的工件具有較高的尺寸精度(IT6),表面粗糙度可達到0.2微米。用金剛石或硬質合金等刀具,進行精密鏜孔的鏜床。
4.深孔鉆鏜床:深孔鉆鏜床本身剛性強,精度保持好,主軸轉速範圍廣,進給系統由交流伺服電機驅動,能適應各種深孔加工工藝的需要。
5.落地鏜床:工件安置在落地工作臺上,立柱沿床身縱向或橫向運動。用於加工大型工件。 此外還有能進行銑削的銑鏜床,或進行鉆削的深孔鉆鏜床。
八 鉆床
定義:主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。
功能:鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉為主運動,鉆頭軸向移動為進給運動。鉆床結構簡單,加工精度相對較低,可鉆通孔、盲孔,更換特殊刀具,可擴、鍃孔,鉸孔或進行攻絲等加工。加工過程中工件不動,讓刀具移動,將刀具中心對正孔中心,並使刀具轉動(主運動)。鉆床的特點是工件固定不動,刀具做旋轉運動
分類:
1.立式鉆床:工作臺和主軸箱可以在立柱上垂直移動,用於加工中小型工件。
2.臺式鉆床:簡稱臺鉆。壹種小型立式鉆床,最大鉆孔直徑為12~15毫米,安裝在鉗工臺上使用,多為手動進鉆,常用來加工小型工件的小孔等。
3.搖臂鉆床:主軸箱能在搖臂上移動,搖臂能回轉和升降,工件固定不動,適用於加工大而重和多孔的工件,廣泛應用於機械制造中。
4.深孔鉆床:用深孔鉆鉆削深度比直徑大得多的孔(如槍管、炮筒和機床主軸等零件的深孔)的專門化機床,為便於除切屑及避免機床過於高大,壹般為臥式布局,常備有冷卻液輸送裝置(由刀具內部輸入冷卻液至切削部位)及周期退刀排屑裝置等。
5.中心孔鉆床:用於加工軸類零件兩端的中心孔。
6:銑鉆床:工作臺可縱橫向移動,鉆軸垂直布置,能進行銑削的鉆床。
7:臥式鉆床:主軸水平布置,主軸箱可垂直移動的鉆床。
九 滾齒機
定義:主要用滾刀按展成法加工圓柱齒輪、蝸輪、鏈輪等齒面的齒輪加工機床。
功能:是齒輪加工機床中應用最廣泛的壹種機床,在滾齒機上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪,還可加工蝸輪、鏈輪等。用滾刀按展成法加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪以及蝸輪的齒輪加工機床。這種機床使用特制的滾刀時也能加工花鍵和鏈輪等各種特殊齒形的工件。普通滾齒機的加工精度為7~6級(JB179-83),高精度滾齒機為4~3級。最大加工直徑達15米。
分類:滾齒機按布局分為立式和臥式兩類。大中型滾齒機多為立式,小型滾齒機、立式滾齒機和專用於加工長的軸齒輪的滾齒機皆為臥式。
十 插齒機
定義:插齒機用插齒刀按展成法插削內、外圓柱齒輪及齒條齒面的齒輪加工機床。
功能:插齒機主要用於加工多聯齒輪和內齒輪﹐加附件後還可加工齒條。在插齒機上使用專門刀具還能加工非圓齒輪﹑不完全齒輪和內外成形表面﹐如方孔﹑六角孔﹑帶鍵軸(鍵與軸聯成壹體)等。加工精度可達7~5級[1]﹐最大加工工件直徑達12米。
分類:插齒機分立式和臥式兩種﹐前者使用最普遍。
十壹 鋸床
定義:鋸床用圓鋸片或鋸條等將材料鋸斷或加工成所需形狀的機床。
功能:鋸床以圓鋸片、鋸帶或鋸條等為刀具,鋸切金屬圓料、方料、管料和型材等的機床。鋸床的加工精度壹般都不很高,多用於備料車間切斷各種棒料、管料等型材。
分類:
1.圓鋸床:圓鋸片作旋轉的切削運動,同時隨鋸刀箱作進給運動。圓鋸床按鋸片進給方向又分為臥式(水平進給)、立式(垂直進給)和擺式(繞壹支點擺動進給)3種。此外還有各種專用圓鋸床,如用於切割大型鑄件澆冒口的搖頭鋸床;用於鋼軌鋸切和鉆孔的鋸鉆聯合機床。
2.帶鋸床:環形鋸帶張緊在兩個鋸輪上,並由鋸輪驅動鋸帶進行切割。帶鋸床主要有立式和臥式兩種。
3.弓鋸床:裝有鋸條的鋸弓作往復運動,以鋸架繞壹支點擺動的方式進給,機床結構簡單,體積小,但效率較低。