機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析

金屬切削加工的實(shí)質(zhì)—刀具和工件之間必須按一定規(guī)律作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。認(rèn)識(shí)和分析機(jī)床的基本方法：表面—運(yùn)動(dòng)—傳動(dòng)—機(jī)構(gòu)—調(diào)整第一節(jié)表面成形方法和成形運(yùn)動(dòng)一、工件表面的成形方法

1、工件形狀及表面的成形方法1—平面2—圓柱面3—圓錐面4—螺旋面（成形面）5—回轉(zhuǎn)體成形面6—直線成形面

形成原理：任何表面都可以看做是一條線（母線）沿另一條線（導(dǎo)線）運(yùn)動(dòng)的軌跡。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。

有些表面的兩條發(fā)生線完全相同，因母線的原始位置不同，也可形成不同的表面。

根據(jù)母線和導(dǎo)線是否可以互換，分為可逆表面或不可逆表面。母線和導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)軌跡形成了工件表面，因此分析工件加工表面的形成方法關(guān)鍵在于分析發(fā)生線的形成方法。2、發(fā)生線的形成方法

1）.軌跡法（切削刃的形狀為一切削點(diǎn)）。

2）.相切法（切削刃的形狀為一切削點(diǎn)）。

3）.成形法（切削刃的形狀是一條切削線）。

4）.展成法（切削刃的形狀是一條切削線，但它與需要形成的發(fā)生線形狀不吻合，是一條共軛線）。二、工件表面的成形運(yùn)動(dòng)

在機(jī)床上，為了獲得所需的工件表面形狀，必須使刀具和工件保證必要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，若這些運(yùn)動(dòng)是用來形成零件表面的，則稱為表面成形運(yùn)動(dòng)。

1、表面成形運(yùn)動(dòng)可分為簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)如果一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)是由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成，則稱此成形運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)。

如果一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)，是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或（和）直線運(yùn)動(dòng)，按照某種確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成，則稱此成形運(yùn)動(dòng)為復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

2、主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

成形運(yùn)動(dòng)按其在切削加工中所起的作用，又可以分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

1）.主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生切削的運(yùn)動(dòng)，可由工件和刀具來實(shí)現(xiàn)。主運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。是切削的最基本的運(yùn)動(dòng)，切削中起主要作用。速度高，消耗的功率大。

2）.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是維持切削得以繼續(xù)的運(yùn)動(dòng)，使金屬層不斷進(jìn)入切削。速度低，消耗的功率小。

3、輔助運(yùn)動(dòng)

1）.各種空行程運(yùn)動(dòng)空行程運(yùn)動(dòng)是指進(jìn)給前后刀具的快速運(yùn)動(dòng)（刀具快速接近或離開工件的運(yùn)動(dòng)）。

2）.切入運(yùn)動(dòng)刀具相對(duì)工件切入一定深度，以保證被加工表面獲得一定加工尺寸。

3）.分度運(yùn)動(dòng)加工若干個(gè)完全相同的均勻分布的表面時(shí)，為使表面成形運(yùn)動(dòng)得以周期地繼續(xù)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)稱為分度運(yùn)動(dòng)。

4).操縱和控制運(yùn)動(dòng)操縱和控制運(yùn)動(dòng)包括起動(dòng)、停止、變速、部件與工件的夾緊、松開、轉(zhuǎn)位以及自動(dòng)換刀、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)?。第二?jié)機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)系和傳動(dòng)原理圖一、機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)系

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工過程所需的各種運(yùn)動(dòng)，機(jī)床必須具有動(dòng)力源、執(zhí)行件和傳動(dòng)裝置三個(gè)基本部分。

1.動(dòng)力源提供動(dòng)力的裝置。是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的主要來源。

2.執(zhí)行件是執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的部件，如主軸、刀架以及工作臺(tái)等。其任務(wù)是帶工件或刀具完成旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)，并保持準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)軌跡。

3.傳動(dòng)裝置是傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的裝置。通過它把動(dòng)力源的動(dòng)力傳遞給執(zhí)行件或把一個(gè)執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)傳遞給另一個(gè)執(zhí)行件。傳動(dòng)聯(lián)系：動(dòng)力源—傳動(dòng)裝置—執(zhí)行件或執(zhí)行件—傳動(dòng)裝置—執(zhí)行件二、機(jī)床的傳動(dòng)裝置機(jī)床的傳動(dòng)裝置按傳動(dòng)介質(zhì)的不同可分為機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電器傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)等形式。

1.機(jī)械傳動(dòng)傳動(dòng)形式工作可靠、維修方便、變速范圍大，應(yīng)用最廣泛。帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)、絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)等。

2.液壓傳動(dòng)以液壓油為介質(zhì)，通過液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)及液壓元件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力?？蓪?shí)現(xiàn)無極變速、傳動(dòng)平穩(wěn)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

3.電氣傳動(dòng)應(yīng)用電能，通過電器裝置傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)?？蓪?shí)現(xiàn)無極變速、系統(tǒng)較復(fù)雜，成本高，用于大型和重型機(jī)床上

4.氣壓傳動(dòng)以空氣為介質(zhì)，通過氣動(dòng)元件元件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。動(dòng)作迅速，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差，驅(qū)動(dòng)力小。用于機(jī)床的輔助運(yùn)動(dòng)和小型機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。特性

三、機(jī)床的傳動(dòng)鏈

機(jī)床上為了得到所需要的運(yùn)動(dòng)，把執(zhí)行件和動(dòng)力源或者把執(zhí)行件和執(zhí)行件連接起來構(gòu)成一個(gè)傳動(dòng)聯(lián)系的一系列傳動(dòng)件，稱為傳動(dòng)鏈。根據(jù)傳動(dòng)鏈的性質(zhì)，傳動(dòng)鏈可以分為兩類。

1.外聯(lián)系傳動(dòng)鏈為機(jī)床的執(zhí)行件提供動(dòng)力和轉(zhuǎn)速，并能改變執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向。動(dòng)力源—執(zhí)行件（設(shè)計(jì)時(shí)保證速度和功率）。它僅僅把運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力自動(dòng)源傳送到執(zhí)行件上去的傳動(dòng)鏈，兩端件之間沒有嚴(yán)格傳動(dòng)比要求。（實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單表面成形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈）。

2.內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈

是聯(lián)系復(fù)合運(yùn)動(dòng)各個(gè)分解部分之間的傳動(dòng)鏈，要求所聯(lián)系的執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系（相對(duì)速度和相對(duì)位移量）。執(zhí)行件—執(zhí)行件（設(shè)計(jì)時(shí)保證傳動(dòng)精度）。兩端件之間有嚴(yán)格傳動(dòng)比要求。（實(shí)現(xiàn)復(fù)合表面成形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈）。

組、主參數(shù)四、傳動(dòng)原理圖

為了研究機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)系，常用簡(jiǎn)明符號(hào)表示傳動(dòng)原理和傳動(dòng)路線的示意圖。(a)電動(dòng)機(jī)(b)主軸(c)車刀(d)滾刀(e)合成機(jī)構(gòu)(f)傳動(dòng)比可變換的換置機(jī)構(gòu)(g)傳動(dòng)比不變的機(jī)械聯(lián)系(h)電的聯(lián)系(i)脈沖發(fā)生器(j)快調(diào)換置機(jī)構(gòu)——數(shù)控系統(tǒng)舉例：以臥式車床為例說明傳動(dòng)原理圖的畫法銑床用圓柱銑刀銑削平面時(shí)的傳動(dòng)原理圖

數(shù)控車床車削成形曲面時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)原理圖

第三節(jié)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的調(diào)整一、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及其換置機(jī)構(gòu)

運(yùn)動(dòng)參數(shù)：運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)、方向、軌跡、路程和速度。換置機(jī)構(gòu)：改變運(yùn)動(dòng)參數(shù)的機(jī)構(gòu)。二、機(jī)床運(yùn)動(dòng)的調(diào)整計(jì)算

機(jī)床的運(yùn)動(dòng)計(jì)算通常有兩種情況：一種是根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖提供的有關(guān)數(shù)據(jù)，確定某些執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)速度或位移量；另一種是根據(jù)執(zhí)行件所需的運(yùn)動(dòng)速度、位移量，或有關(guān)執(zhí)行件之間所需保持的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定相應(yīng)傳動(dòng)鏈中換置機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，以便進(jìn)行必要的調(diào)整。

分析機(jī)床傳動(dòng)鏈步驟如下：

1.根據(jù)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析，確定各傳動(dòng)鏈兩端的末端件。

2.根據(jù)傳動(dòng)鏈兩末端件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定它們的計(jì)算位移量（分析兩端件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系）。

3.分析傳動(dòng)路線，列傳動(dòng)路線表達(dá)式。（以傳動(dòng)比的形式表示出從首端件至末端件的所有傳動(dòng)件）。

4.列運(yùn)動(dòng)平衡方程式。（計(jì)算所有傳動(dòng)件的傳動(dòng)比）。如首端件為電機(jī)，則主軸轉(zhuǎn)速為如兩末端件為主軸與刀架，則主軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)為

5.根據(jù)運(yùn)動(dòng)平衡方程式，導(dǎo)出該傳動(dòng)鏈的換置公式。

以此就可確定進(jìn)給箱中變速齒輪的傳動(dòng)比或掛輪架的配換齒輪。三、換置機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)鏈中的位置

在圖a中，欲改變螺紋導(dǎo)程，必須調(diào)整內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈換置機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比但是，這同時(shí)也改變了主軸的轉(zhuǎn)速。即改變一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)時(shí)，另一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)也隨之改變。在圖b中，欲改變主軸轉(zhuǎn)速，必須調(diào)整外聯(lián)系傳動(dòng)鏈的換置機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。但這同時(shí)也改變了被切螺紋的導(dǎo)程,即同時(shí)改變了另一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。在圖a、圖b中，要想只改變一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，就必須同時(shí)調(diào)整兩個(gè)換置機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比和，這樣是很不方便的。在圖c中，和分別控制主軸轉(zhuǎn)速和螺紋的導(dǎo)程，二者各不相關(guān)。

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【思考