第一章机床基础知识1课件.ppt

1、沙市大学机械工程学院沙市大学机械工程学院 苏朱勇苏朱勇23第一章第一章 机床的基础知识机床的基础知识l机床在国民经济中的地位及其发展简史机床在国民经济中的地位及其发展简史l机床的分类和型号机床的分类和型号l对机床的一般要求对机床的一般要求l机床上工件表面成形方法和所需运动机床上工件表面成形方法和所需运动l机床的传动原理机床的传动原理l机床的传动系统与运动计算机床的传动系统与运动计算l机床的精度机床的精度 一、金属切削机床定义 金属切削机床（Metal-cutting machine tool）是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”（

2、m-achine tool），习惯上简称为机床。5二、机床的地位二、机床的地位l1.机床是现代机械制造业中最重要的加工设备l机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性, ,决定着决定着国民经济的发展水平。国民经济的发展水平。 l2.一个国家要繁荣富强,必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化,这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备,即各种机器、仪器和工具等。然而,一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业作后盾。 l3.机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国民经济的发展起

3、着重大作用。6三、机床的发展简史三、机床的发展简史1.1.国外机床的发展史国外机床的发展史 公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。7l 十五世纪由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。1500年左右，意大利人列奥纳多达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。中国明朝出版的天工开物中也载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙

4、子和水剖切玉石。8l 十八世纪的工业革命推动了机床的发展。1774年，英国人威尔金森发明了较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于1776年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过天轴驱动。 1797年，英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。 9 19世纪，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动，各种类型的机床相继出现。1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床；1818年美国人惠特尼制成卧式铣床；18

5、76年，美国制成万能外圆磨床；1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。 随着电动机的发明，机床开始先采用电动机集中驱动，后又广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。 10l 随着电子技术的发展，美国于1952年研制成第一台数字控制机床；1958年研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。从此，随着电子技术和计算机技术的发展和应用，使机床在驱动方式、控制系统和结构功能等方面都发生显著的变革。 112.2.我国机床的发

6、展史我国机床的发展史l公元前我国有原始的钻床、木工车床。l17世纪中叶，利用畜力代替人力作机床的动力。解放前夕，规模小、制造少、简单的皮带车床、牛头刨床和砂轮机等。l1949年，拥有机床6万台左右，机床仅1000多台，品种不到10个。19531957年，新建、扩建机床厂，并开始自行设计和开展试验研究工作。l1956年成立了综合性的机床研究所和组合研究所。l至1988年机床的产量达20万台，品种日趋齐全，机床的性能已经接近和达到了世界先进水平。12四、机床的发展趋势四、机床的发展趋势l 机床的发展趋势朝着提高生产效率、加工精度、自动化程度和扩大品种。模块化设计将是贯穿产品设计全过程的一条主线，无

7、论是机床技术发展的潮流还是市场竞争的要求；无论是降低成本的需要，还是提高产品质量的需要，都要求我们在今后产品的开发设计中，切实做好模块化设计、创新设计工作。 l 加工中心、车削中心、磨削中心、数控车、数控铣、数控镗等金切机床，构成了庞大的展品群，这些由传统的切削原理结合现代设计理念和先进的控制技术相融合而成的金切机床，代表了世界机床的发展方向和趋势。 13l 高速、复合、高精度、高刚性仍是金切机床的发展主调，高速、复合、高精度、高刚性仍是金切机床的发展主调，但又有新的变化。复合，已从原来的为复合而复合转为从实用但又有新的变化。复合，已从原来的为复合而复合转为从实用高效考虑为主，如车、铣复合，车

8、、铣、钻的复合，铣床和电高效考虑为主，如车、铣复合，车、铣、钻的复合，铣床和电火花的复合；从功能上看，复合型机床的针对性很强，针对某火花的复合；从功能上看，复合型机床的针对性很强，针对某类零件考虑；从精度上看，定位精度类零件考虑；从精度上看，定位精度2m2m，重复定位精度，重复定位精度1m1m的机床已比比皆是；从主轴转速的机床已比比皆是；从主轴转速 来看，来看，8.2kW8.2kW主轴达主轴达60000r/min60000r/min，13kW13kW达达42000r/min42000r/min，高速已不是小功率主轴的专，高速已不是小功率主轴的专有特征；从刚性上看，已出现可加工有特征；从刚性上看

9、，已出现可加工60HRC60HRC硬度材料的加工中硬度材料的加工中心。心。14l 模块化的设计在机床制造中已应用得炉火纯青。横向系列、纵向系列、全系列、跨系列的模块化设计，在展品中体现得淋漓尽致，无论是大隈、牧野等为代表的日本机床，还是Haas、Cincinnati等为代表的美国机床，同样两台展品，外形上看，好象完全一样，但功能则完全不同，所构成的模块很多则是通用的。 15l 全自动的概念已发生变化。传统的全自动机床是用一只气全自动的概念已发生变化。传统的全自动机床是用一只气动或液动的机械手实现工件的自动上、下料，但展览上有超过动或液动的机械手实现工件的自动上、下料，但展览上有超过1010台以

10、上的加工中心和车削中心，采用真正意义的多关节串联台以上的加工中心和车削中心，采用真正意义的多关节串联式机器人，来实现工件的上、下料，包括完工零件的堆放。控式机器人，来实现工件的上、下料，包括完工零件的堆放。控制的范围加大，组线的灵活性加强，同时辅助配套的机械大大制的范围加大，组线的灵活性加强，同时辅助配套的机械大大减少。减少。环保要求越来越高。在展出的展品中，绝大部分的机床产环保要求越来越高。在展出的展品中，绝大部分的机床产品都采用全封闭的罩壳，绝对没有切屑或切削液外溅的现象。品都采用全封闭的罩壳，绝对没有切屑或切削液外溅的现象。另一方面，大量的工业清洗机和切削液处理机系统的展出，亦另一方面，

11、大量的工业清洗机和切削液处理机系统的展出，亦同时反映现代制造业对环保越来越高的要求。同时反映现代制造业对环保越来越高的要求。16l（一）机床的结构创新（一）机床的结构创新1 1串并联结合串并联结合 并联机床不仅用于切削加工，还可当作试验平台、工业机器人、机械装配等来使用。然而当今并联机床的另一个发展趋向，所谓串并联相结合，就是在并联机床上串联传统机床的若干部件，以扩大并联机床的工作范围，增加灵活性以及提高加工精度。机床能耗低，刀具在空间自由运动使复杂工件的加工变得简单。17l2 2铣头倾斜的加工中心铣头倾斜的加工中心 当今，加工中心的一种创新设计就是立柱倾斜，其目的是为了更好地排屑及排放冷却液

12、。这种结构是将立柱设计成和铅垂直线成一定角度，往往是主轴轴线向操作者倾斜。刚性及抗振性强，进给采用直线电机，机床精度高。 18 3 3超声振动加工技术超声振动加工技术 当今，在医疗器械、光学工业以及汽车工业等领域内，对高硬度的零件需求日益增加，因为诸如陶瓷、玻璃、硬质合金等材料具有良好的抗磨损、耐高温、抗腐蚀性能。但此类材料的高硬度及脆性，使传统的工艺方法难以加工，然而成功研制的超声振动加工技术，使硬脆材料的加工技术获得了新的突破。振动切削理论是在切削过程中加入了超声振动。由工业金刚石颗粒制成的铣刀、钻头或砂轮，在加工过程中对零件表面进行20，000次/秒的连续敲击，即使是高硬材料，在如此高频

13、的振动敲击下，一个很小的切削力也可将其瓦解。19机床的进给力还是很大的，因此机床的进给力还是很大的，因此在振幅的最高点，附在刀具上的在振幅的最高点，附在刀具上的金刚石颗粒以撞击方式将零件表金刚石颗粒以撞击方式将零件表面材料以微小颗粒形式分离出来。面材料以微小颗粒形式分离出来。这种加工方式的效率要比传统方这种加工方式的效率要比传统方式提高式提高5 5倍；零件表面光洁度倍；零件表面光洁度Ra0.2mRa0.2m；可加工；可加工0.3mm0.3mm的精的精密小孔；切削温升低，故可保护密小孔；切削温升低，故可保护刀具及延长寿命。采用超声技术刀具及延长寿命。采用超声技术的机床。的机床。ADRADR为控制

14、冲击力，将为控制冲击力，将刀具的进给量设定到最佳范围，刀具的进给量设定到最佳范围，而而ACCACC是通过声音进行控制的，是通过声音进行控制的，即以加工过程中发出的声音信号即以加工过程中发出的声音信号来进行控制，若需要取得较好的来进行控制，若需要取得较好的表面质量，表面质量，ACCACC方式为更好。方式为更好。超声加工机床超声加工机床20（二）高速加工机床（二）高速加工机床 随着电主轴及直线电机随着电主轴及直线电机技术的日益成熟，当今数控技术的日益成熟，当今数控机床的高速化发展越来越快，机床的高速化发展越来越快，金切机床高速化不仅对机床金切机床高速化不仅对机床的抗振性、抗热变形能力要的抗振性、抗

15、热变形能力要求很高，而且对装配时的清求很高，而且对装配时的清洁度要求也非常严格，还注洁度要求也非常严格，还注重防尘处理。如对光栅、导重防尘处理。如对光栅、导轨、主轴箱等重要部位严加轨、主轴箱等重要部位严加密封。采用直线电机提高机密封。采用直线电机提高机床的进给速度以外，也省略床的进给速度以外，也省略了传统的易磨损机械零件，了传统的易磨损机械零件，而且还能达到无反向间隙的而且还能达到无反向间隙的高动态性能的良好效果。高动态性能的良好效果。 212223l（三）多轴联动加工（三）多轴联动加工l 多轴联动加工中心是一种很好的机床产品。如铣头立卧多轴联动加工中心是一种很好的机床产品。如铣头立卧转换式、

16、铣头摆转式、工作台双轴摆转式等，均是我们航天转换式、铣头摆转式、工作台双轴摆转式等，均是我们航天航空、造船、兵器及模具行业等的招标清单中最常见的。多航空、造船、兵器及模具行业等的招标清单中最常见的。多轴联动加工中心，铣头能绕轴回转，因此对某些复杂零件的轴联动加工中心，铣头能绕轴回转，因此对某些复杂零件的背面也能加工。铣头能立卧转换，如配上回转工作台，就能背面也能加工。铣头能立卧转换，如配上回转工作台，就能对箱体类零件进行五面加工，由于铣头立卧回转是连续控制对箱体类零件进行五面加工，由于铣头立卧回转是连续控制的，因此对复杂型面的零件也能加工。的，因此对复杂型面的零件也能加工。2425 （四）激光

17、加工（四）激光加工 激光加工近年致力发展的新技术，一般有两种形式。第一激光加工近年致力发展的新技术，一般有两种形式。第一是用激光直接对工件进行加工的，以取代传统的电腐蚀加工工是用激光直接对工件进行加工的，以取代传统的电腐蚀加工工艺，尤其适合对陶瓷、石墨及其他超硬材料的加工。它的优越艺，尤其适合对陶瓷、石墨及其他超硬材料的加工。它的优越性不仅是能节省工时，更体现在能去除工件的某些因刀具干涉性不仅是能节省工时，更体现在能去除工件的某些因刀具干涉而不能切削部分，甚至对盲孔也能加工。当然，对环保也起到而不能切削部分，甚至对盲孔也能加工。当然，对环保也起到积极作用。操作很方便，将三维积极作用。操作很方便

18、，将三维CADCAD图纸直接输入就能加工。图纸直接输入就能加工。激光光束直径在激光光束直径在0.04mm-0.1mm0.04mm-0.1mm范围之内，切除率可达到范围之内，切除率可达到25mm3/min25mm3/min。另一种激光加工机的型式是高速铣削与激光加工。另一种激光加工机的型式是高速铣削与激光加工相结合。能自动换刀进行高速铣削以外，还带有激光雕刻功能，相结合。能自动换刀进行高速铣削以外，还带有激光雕刻功能，以去除铣刀难以加工区域，为加工复杂模具的型腔及雕刻细纹以去除铣刀难以加工区域，为加工复杂模具的型腔及雕刻细纹图案等拓展了新的空间。图案等拓展了新的空间。2627282931v 改革

19、开放以来，国民经济飞速发展，给机床制造业改革开放以来，国民经济飞速发展，给机床制造业带来了新的发展机遇，同时也提出了更高的要求。然而带来了新的发展机遇，同时也提出了更高的要求。然而由于长期在计划经济的条件下组织生产，不能很快适应由于长期在计划经济的条件下组织生产，不能很快适应市场经济的要求，使国内很多机床厂家陷入困境。借鉴市场经济的要求，使国内很多机床厂家陷入困境。借鉴国外的经验，明确我们的发展方向，迅速适应市场需求，国外的经验，明确我们的发展方向，迅速适应市场需求，是我国机床制造业面临的重要课题。是我国机床制造业面临的重要课题。 321.1.产品开发与技术引进产品开发与技术引进 v 应用数字

20、控制等先进技术，不断开发新产品，满足高质应用数字控制等先进技术，不断开发新产品，满足高质量、高效率和高灵活性的要求是现代机床的发展特征，并成量、高效率和高灵活性的要求是现代机床的发展特征，并成为世界各机床厂家正在为之努力的目标。因此，国内很多厂为世界各机床厂家正在为之努力的目标。因此，国内很多厂家也在引进数控技术和产品，生产了各种类型的数控机床，家也在引进数控技术和产品，生产了各种类型的数控机床，从历届机床展览会可见一斑，可以说中国的机床制造业的技从历届机床展览会可见一斑，可以说中国的机床制造业的技术水平有了很大提高。但是，不能不看到，大多数厂家在日术水平有了很大提高。但是，不能不看到，大多数

21、厂家在日趋激烈的市场竞争中，特别是在国际市场的竞争中仍显得能趋激烈的市场竞争中，特别是在国际市场的竞争中仍显得能力不足。力不足。 33v应当指出，新产品开发不是引进或仿制其他厂家的机型。引进或仿制的产品对制造厂家是新产品，对市场却不是新产品。引进或仿制在一定时期是必要的，正如在建国初期我们通过仿制前苏联的产品建立了中国的机床制造业体系一样，在改革开放初期引进技术可以使我们的机床制造业快速跟上世界先进水平。但是，这不应是我们的唯一发展方向和最终目标 34v 新产品开发应该是指全新机型或现有产品的改进型。目前，在新产品开发方面，美国的机床公司处在世界前列。为了适市场需求，G&L公司不惜重金开发出R

22、AM系列高速加工中心。采用整体床身，提高机床的刚性；选用滚动导轨，适应高速要求。换刀速度(切屑到切屑)为4.55s，运行速度达38m/min，赢得了大量用户。INGERSOLL公司开发的HVM800型加工中心用直线电动机代替传统的伺服电动机驱动滚珠丝杠的传动系统，简化机床的结构，运行速度76m/min，现已投放市场。新产品的开发往往对控制系统提出更高的要求，通用控制系统不能满足要求时，还要进行控制系统的开发。35v美国的G&L公司、CINCINNATI公司和德国的HELLER公司等均针对自己的系列产品，开发专用控制系统，并相继建立起相当规模的控制系统研制中心，生产专用控制系统，为各自的系列产品

23、配套。而不直接采用专业电气公司的通用控制系统，避免功能浪费，弥补功能不足。这些才是新产品开发。我们应当在引进技术的基础上开发自己的新产品，或开发某些领先技术改进我们的产品。 36v当然，开发新产品需要大量资金投入，只有将现有产品以高质量的品位占领市场才可能积累资金，用于产品开发工作，即人们常说的“以老养新”。 372.2.通用机床与专用机床通用机床与专用机床 v随着经济的发展，特别是改革开放以来，专用组合机床的需求量增加，通用机床的需求量相对减少。于是，各通用机床厂纷纷建立专机车间或专机分厂，生产组合机床。由于设计、制造、组装和调试经验不足，使之在市场特别是国际市场中缺乏竞争力。v组合机床作为

24、一种现代机床，它不是通用部件、各种元件、刀夹辅具和控制系统的简单组合，从设计制造到组装调试都有其专业特征。38v 通用机床是成熟产品，即使是改进型也是经过一轮或几轮试制后，方能投产。通用机床的整机和零部件可以有少量库存，生产时间充裕。而组合机床一般是单机一次性生产，不可能进行试制，而且要求在一定的时间内完成制造。这就要求机床厂家有一支经验丰富的设计队伍，特别是资深的方案工程师。在订购组合机床时，用户往往将技术方案作为前提之一，因为一个好的方案可以为用户带来很大的经济效益。同时，也使机床制造厂家便于组织生产。好的技术方案是用最简捷的形式，满足工艺要求，并且易于操作、调整和维修。这就要求通用部件的

25、选择，刀具的设计和选择，夹具的设计，控制系统的设计及液压和气动系统的设计等都要相对合理。 39 专用组合机床一般用于大量生产，需要加工精度长期稳定，因专用组合机床一般用于大量生产，需要加工精度长期稳定，因此，对其质量的要求与通用机床有很大不同，通常要求工序能力系此，对其质量的要求与通用机床有很大不同，通常要求工序能力系数数CPK1.33CPK1.33。国内一知名机床厂为用户设计制造一条壳体生产线，。国内一知名机床厂为用户设计制造一条壳体生产线，用户要求在技术协议中将工序能力系数用户要求在技术协议中将工序能力系数CPK1.33CPK1.33作为一项验收标准，作为一项验收标准，厂家明确表示达不到这

26、一要求。他们只能同意按被加工零件图纸给厂家明确表示达不到这一要求。他们只能同意按被加工零件图纸给定公差的定公差的75%75%作为验收标准，这一验收标准与工序能力系数作为验收标准，这一验收标准与工序能力系数CPK1.33CPK1.33的要求相差甚远。有的厂家甚至不了解工序能力系数这一的要求相差甚远。有的厂家甚至不了解工序能力系数这一概念。概念。 应当指出，应当指出，CPK=1.33CPK=1.33是最低要求，有的国外用户将是最低要求，有的国外用户将CPK4.0CPK4.0作作为验收标准。提高机床的质量是一项复杂的系统工程，它要求制造为验收标准。提高机床的质量是一项复杂的系统工程，它要求制造厂家建

27、立一套完整的质量控制体系。从方案论证到产品设计，从原厂家建立一套完整的质量控制体系。从方案论证到产品设计，从原料进货到元件采购，从工艺编制到加工制造，从安装调试到售后服料进货到元件采购，从工艺编制到加工制造，从安装调试到售后服务，都必须严格控制。才能有效保证整机的产品质量，得到市场的务，都必须严格控制。才能有效保证整机的产品质量，得到市场的认可。认可。40v为了占领市场，世界各厂家争相提高产品质量和服务质量。美国的一家机床公司向用户承诺，订购该公司设备时，他们“不是在拿到订单之后就一走了之，再见面时设备已经制造完毕并请你付款，这时你所看到的只是设备的外表，而看不到内在质量。例如，你知道主轴的精

28、度和硬度吗？”他们的做法是：向你报告从方案设计、元件采购、加工制造到装配调试的全过程并接受你的检查。他们之所以能够做到这一点是因为像大多数机床制造厂家一样，机床在投入制造后，每个零件都备有一张卡片，将每道工序检验结果填写在卡片上并输入计算机，使制造的全过程处于受控状态，从而保证了机床的出厂质量。这些都是值得我们借鉴的质量管理方法。41 通用机床一般不需要制造厂家到用户安装调试，即使需要通用机床一般不需要制造厂家到用户安装调试，即使需要也很简单。而组合机床则需要制造厂家到用户安装调试，且过也很简单。而组合机床则需要制造厂家到用户安装调试，且过程复杂，周期较长。要求厂家培养和建立一支有经验的安装调

29、程复杂，周期较长。要求厂家培养和建立一支有经验的安装调试队伍。试队伍。此外，因为组合机床均用于大量生产，如果机床故障不能此外，因为组合机床均用于大量生产，如果机床故障不能及时排除，其他设备很难替代，势必造成停产，将给用户带来及时排除，其他设备很难替代，势必造成停产，将给用户带来重大损失。因此，售后服务也是组合机床生产的一项重要内容。重大损失。因此，售后服务也是组合机床生产的一项重要内容。鉴于这种情况，通用机床厂家应当扬长避短，利用自己的鉴于这种情况，通用机床厂家应当扬长避短，利用自己的专业特点开发和生产专用机床。例如，车床厂家可以生产制造专业特点开发和生产专用机床。例如，车床厂家可以生产制造曲

30、轴专用车床，磨床厂家可以生产制造曲轴和凸轮轴专用磨床曲轴专用车床，磨床厂家可以生产制造曲轴和凸轮轴专用磨床等。等。 423.3.自动生产线与加工中心自动生产线与加工中心 v大家知道，由组合机床组成的自动生产线因为具有高效的特点广大家知道，由组合机床组成的自动生产线因为具有高效的特点广泛用于大批量生产。但是，随着机床技术的发展，目前自动生产泛用于大批量生产。但是，随着机床技术的发展，目前自动生产线有被加工中心取代的趋势，这是由自动生产线和加工中心两方线有被加工中心取代的趋势，这是由自动生产线和加工中心两方面原因所致。面原因所致。v自动线所加工的零件品种单一，若改变加工品种需要对自动线进自动线所加

31、工的零件品种单一，若改变加工品种需要对自动线进行改造；自动线中有一台机床发生故障时，将造成全线停产，这行改造；自动线中有一台机床发生故障时，将造成全线停产，这对企业的发展和组织生产都是不利的。近年来，加工中心发展很对企业的发展和组织生产都是不利的。近年来，加工中心发展很快，新型的加工中心已具备了用于大量生产的能力，而且克服了快，新型的加工中心已具备了用于大量生产的能力，而且克服了自动线的缺点。在加工中心上只需更换夹具和程序，即可改变加自动线的缺点。在加工中心上只需更换夹具和程序，即可改变加工品种；在加工中心上一般采用工序集中的方式加工零件，由多工品种；在加工中心上一般采用工序集中的方式加工零件

32、，由多台加工中心完成同一工作，某一台机床出现故障时，对生产影响台加工中心完成同一工作，某一台机床出现故障时，对生产影响不大。不大。 43 现在，由加工中心组成的柔性生产线集中了自动生产线和加工中现在，由加工中心组成的柔性生产线集中了自动生产线和加工中心的优点，倍受一些大型用户青睐。在美国心的优点，倍受一些大型用户青睐。在美国CINCINNATICINCINNATI公司为一公司为一家用户设计制造的柔性生产线上，同时生产家用户设计制造的柔性生产线上，同时生产2121种不同的箱体。这种不同的箱体。这条生产线主要由数台加工中心条生产线主要由数台加工中心( (加工中心的数量可以根据需要增减加工中心的数量

33、可以根据需要增减) )和一条用于输送各品种夹具的主输送道组成。工人只需将某一工和一条用于输送各品种夹具的主输送道组成。工人只需将某一工件装夹到该工件的夹具上，输送道即可自动将夹具送入第一台加件装夹到该工件的夹具上，输送道即可自动将夹具送入第一台加工中心，加工中心根据夹具的型号，调出相应的程序进行加工，工中心，加工中心根据夹具的型号，调出相应的程序进行加工，加工完成后，夹具自动退回输送道，输送道将其送至下一台加工加工完成后，夹具自动退回输送道，输送道将其送至下一台加工中心，随后，下一夹具进入第一台加工中心，以此类推，加工完中心，随后，下一夹具进入第一台加工中心，以此类推，加工完成后，由工人卸下工

34、件。全线由中央计算机控制，中央计算机除成后，由工人卸下工件。全线由中央计算机控制，中央计算机除与各加工中心和输送道的控制系统相联外，还与刀具测量间相联，与各加工中心和输送道的控制系统相联外，还与刀具测量间相联，将测量数据输入各加工中心，加工中心则根据刀具参数调整切削将测量数据输入各加工中心，加工中心则根据刀具参数调整切削参数，以保证加工精度。参数，以保证加工精度。44v只要输送道上有足够装有工件的夹具，生产线可在无人看管的情况下工作，直至输送道上所有工件全部加工完毕，生产线自动停止工作，工时利用率在90%以上。v可以说加工中心和柔性生产线将主导下一世纪的机械制造业，我国机床厂家应根据这一情况制

35、订和调整自己的技术发展规划。 454.主机与元件 v 现代机床均装备大量的元件(包括电器元件、液压元件和气动元件等)，元件的质量是决定主机能否正常工作的重要因素。v由于大多数元件为外购件，主机厂家不能直接控制其质量。经常出现了机床制造厂家和用户同时抱怨元件质量情况。为了降低机床故障率，有些用户在向国内厂家订购设备时，明确提出装备进口元件，而制造厂家也赞同这一作法。造成大量国外元件涌进中国市场。在改革开放的今天，我们并不反对进口必要的元件，特别是一些我们尚未开发的品种或型号。但是，诸如限位开关和换向阀之类元件也需大量进口，不能说是一种正常现象。46元件作为标准或通用产品，其生产方式与主机不同，元

36、件元件作为标准或通用产品，其生产方式与主机不同，元件属于大批量生产。只要严格控制原料质量，并按成熟的加属于大批量生产。只要严格控制原料质量，并按成熟的加工工艺和装配工艺进行生产，其质量不难得到控制。现在，工工艺和装配工艺进行生产，其质量不难得到控制。现在，国内元件制造厂家也在引进国外技术或合资生产各种元件，国内元件制造厂家也在引进国外技术或合资生产各种元件，关键是引进质量管理方法，全面提高元件质量，创立中国关键是引进质量管理方法，全面提高元件质量，创立中国的名牌元件，使元件与主机的技术水平同步发展，才能增的名牌元件，使元件与主机的技术水平同步发展，才能增强市场竞争能力。强市场竞争能力。475.

37、5.夹具与附件夹具与附件 l 现代机床特别是组合机床通常配备专用夹具，有些组合机床是围绕专用夹具设计的，专用夹具作为组合机床的重要组成部分，往往是能否满足使用要求的关键。l 目前，国内组合机床的专用夹具基本上由机床制造厂家一并设计制造，有的厂家特别是通用机床厂家将主要精力放在主机上，而忽视夹具的设计制造。在安装调试过程中修改夹具设计的现象屡见不鲜。实际上，有些夹具结构的复杂程度并不亚于主机。在某种程度上，夹具的设计制造与机床是两种不同的专业。组合机床是以通用部件为基础，夹具则无此条件，需要有经验丰富的专业工程师完成全部设计，在设计中要充分考虑定位夹紧合理，装卸工件方便和易于排屑等方面的问题，并

38、由经验丰富的工人完成制造。因此，欧美的机床制造厂家自己一般不承担夹具的设计与制造，而是由主机制造厂商提出技术要求向专业夹具公司订货，效果很好。 48v国内的机床附件厂原来主要生产与通用机床配套的各类卡盘和分度头等机床附件，这就是说即使在通用机床占主导的年代，夹具与主机也是专业分工的。随着通用机床和专用机床需求比例的变化，专用夹具的需求量不断增加，通用机床附件相对减少，机床附件的生产厂家应该适应市场需要扩大经营范围，组建夹具公司，承揽专用夹具的设计与制造业务。这不仅有利于附件厂家自身的发展，也有利于机床制造业的发展。 50v另一方面，小型机床厂家应具有自己的技术特点，开发特色产另一方面，小型机床

39、厂家应具有自己的技术特点，开发特色产品。例如，奥地利的品。例如，奥地利的ANGERANGER公司是一家只有公司是一家只有8080余名雇员的小型余名雇员的小型机床厂商，该公司生产的小型机床厂商，该公司生产的小型CNCCNC高速切削机床很有特色。机高速切削机床很有特色。机床采用多主轴方式，主轴并排固定在主轴架上，每根主轴由各床采用多主轴方式，主轴并排固定在主轴架上，每根主轴由各自的电动机直接驱动，简化了传动系统和主轴结构，主轴转速自的电动机直接驱动，简化了传动系统和主轴结构，主轴转速高达高达3000030000100000r/min100000r/min。每根主轴安装一种刀具，由夹具快。每根主轴安

40、装一种刀具，由夹具快速位移完成换刀，省去了复杂的换刀机构，换刀时间速位移完成换刀，省去了复杂的换刀机构，换刀时间( (切屑到切屑到切屑切屑) )仅为仅为0.4s0.4s。由主轴旋转和夹具运动完成切削。机床采用。由主轴旋转和夹具运动完成切削。机床采用运行速度较快的运行速度较快的FANUCFANUC控制系统。这种机床除欧洲市场外，还控制系统。这种机床除欧洲市场外，还远销美国和日本。再如，美国的远销美国和日本。再如，美国的KASPERKASPER公司设计制造的加工淬公司设计制造的加工淬火工件的车床火工件的车床(Hardturning(Hardturning) )和镗床和镗床(Hardboring(H

41、ardboring) )也是特色产也是特色产品，其加工精度和表面粗糙度均优于普通磨床，是以车削和镗品，其加工精度和表面粗糙度均优于普通磨床，是以车削和镗削代替磨削的理想设备。削代替磨削的理想设备。 51v 我们的小型厂家也应具有自己的技术特点和特色产品，我们的小型厂家也应具有自己的技术特点和特色产品，才能在国内外市场中立于不败之地。才能在国内外市场中立于不败之地。 不断提高技术水平，形成中国的世界知名厂家，生产名不断提高技术水平，形成中国的世界知名厂家，生产名牌产品，应当成为新世纪之初我们机床制造厂家的目标。牌产品，应当成为新世纪之初我们机床制造厂家的目标。 52w综观机床的发展历史,它总是随

42、着机械工业的扩大和科学技术的进步而发展,并始终围绕着不断提高生产效率、加工精度、自动化程度和扩大产品品种而进行的,现代机床总的趋势仍然是继续沿着这一方向发展。 54一、我国机床工业发展中存在的主要矛盾一、我国机床工业发展中存在的主要矛盾 v我国在发展机床工业中存在的矛盾很多。例如：对机床工业在工业发展我国在发展机床工业中存在的矛盾很多。例如：对机床工业在工业发展中的战略性重要地位认识不足，政府对发展机床工业长期缺乏鲜明、持中的战略性重要地位认识不足，政府对发展机床工业长期缺乏鲜明、持久的方针、政策；机床工业从上至下对机床的特点与发展规律认识不清，久的方针、政策；机床工业从上至下对机床的特点与发

43、展规律认识不清，不仔细研究国情和实际需求，盲目赶超世界先进水平，而不去认真打好不仔细研究国情和实际需求，盲目赶超世界先进水平，而不去认真打好技术基础，因此常沾沾自喜于个别产品的开发，而整个主机及配套件的技术基础，因此常沾沾自喜于个别产品的开发，而整个主机及配套件的科研、设计、制造和供应却没有从根本上解决；整个机床工业人员素质科研、设计、制造和供应却没有从根本上解决；整个机床工业人员素质差，严重缺少各方面专家、人才，许多关键性技术（如刚性、热变形、差，严重缺少各方面专家、人才，许多关键性技术（如刚性、热变形、振动、噪音、精度补偿等）没有从根本上解决；发展机床所需的基础技振动、噪音、精度补偿等）没

44、有从根本上解决；发展机床所需的基础技术和应用技术科研工作薄弱，在整个机床工业中，原有的术和应用技术科研工作薄弱，在整个机床工业中，原有的7 7个综合研究个综合研究所、所、2525个专业研究所己形同虚设，发挥不了个专业研究所己形同虚设，发挥不了“参谋、攻坚、组织、服务参谋、攻坚、组织、服务”四大作用。整个机床工业没有坚强的科研单位和系统组织，科研时断时四大作用。整个机床工业没有坚强的科研单位和系统组织，科研时断时续，忽冷忽热，重大科研工作更不深入系统。续，忽冷忽热，重大科研工作更不深入系统。55v因此目前中国的各类机床、特别是因此目前中国的各类机床、特别是NCNC机床的设计、制造，缺机床的设计、

45、制造，缺乏深厚的技术基础，基本上是仿制国外，关键功能部件依赖乏深厚的技术基础，基本上是仿制国外，关键功能部件依赖于国外配套；在机床工业的产品生产上，基本上处于小工业于国外配套；在机床工业的产品生产上，基本上处于小工业生产，各企业都在孤军作战，缺乏合作，企业都追求生产，各企业都在孤军作战，缺乏合作，企业都追求“大而大而全全”、“小而全小而全”，与专业化生产、现代化大工业生产有较，与专业化生产、现代化大工业生产有较大距离。而且至今对此仍缺乏深刻认识，没有正确方针、政大距离。而且至今对此仍缺乏深刻认识，没有正确方针、政策、有效措施，因此生产效率低，经济效益差，难以参与世策、有效措施，因此生产效率低，

46、经济效益差，难以参与世界市场的激烈竞争。整体组织松散，呈界市场的激烈竞争。整体组织松散，呈“虚胖子虚胖子”现象。现象。56v但是，我国机床工业、但是，我国机床工业、NCNC机床发展不上去的根本原因，是人员的知识缺机床发展不上去的根本原因，是人员的知识缺乏，更缺大批专家、人才，对机床工业发展的战略性、重要性、复杂性乏，更缺大批专家、人才，对机床工业发展的战略性、重要性、复杂性认识不清。对认识不清。对NCNC机床的机电一体化特性、设计、制造、使用特点缺乏深机床的机电一体化特性、设计、制造、使用特点缺乏深刻的认识。至今仍徘徊于感性认识阶段，没有上升到理性认识，没有按刻的认识。至今仍徘徊于感性认识阶段

47、，没有上升到理性认识，没有按照其特点和客观发展规律去办事。各种主机设计、配套环节不过关，对照其特点和客观发展规律去办事。各种主机设计、配套环节不过关，对国情缺乏深入分析，就想当然地要盲目赶超世界先进水平，这是守株待国情缺乏深入分析，就想当然地要盲目赶超世界先进水平，这是守株待兔、缘木求鱼。虽然我们利用和引进国外先进技术，合作生产许多一、兔、缘木求鱼。虽然我们利用和引进国外先进技术，合作生产许多一、二流先进二流先进NCNC机床产品，但没有解决好内因这个根本问题，机床工业的人机床产品，但没有解决好内因这个根本问题，机床工业的人才、组织、技术三大问题没有从根本上解决，因此，缺乏坚实的基础和才、组织、

48、技术三大问题没有从根本上解决，因此，缺乏坚实的基础和基本功，虽可能兴旺于一时，但不能持久。如果一旦失去国外的支撑，基本功，虽可能兴旺于一时，但不能持久。如果一旦失去国外的支撑，则将无法独立行走。则将无法独立行走。57v我国机床工业加速发展中的主要矛盾，是机床先进技术要求我国机床工业加速发展中的主要矛盾，是机床先进技术要求高与人员知识差、素质低、缺乏专家人才之间的矛盾。因此高与人员知识差、素质低、缺乏专家人才之间的矛盾。因此机床工业落后，发展缓慢，低效运行。要从根本上解决问题，机床工业落后，发展缓慢，低效运行。要从根本上解决问题，就是要提高全体人员的科技素质，培养大批各方面专家人才，就是要提高全

49、体人员的科技素质，培养大批各方面专家人才，切切实实去解决各个重大问题，才能加快机床工业的发展，切切实实去解决各个重大问题，才能加快机床工业的发展，以适应社会发展和国内外市场的需求。以适应社会发展和国内外市场的需求。58v 我国的我国的NCNC机床在机床在19801980年前凭着感性认识，一哄而上，又年前凭着感性认识，一哄而上，又一哄而下，曾三起三落，因技术不过关，工作不可靠，不能一哄而下，曾三起三落，因技术不过关，工作不可靠，不能坚持生产。改革开放后，依靠国外先进技术、先进元部件、坚持生产。改革开放后，依靠国外先进技术、先进元部件、功能部件、功能部件、NCNC系统、自动化刀具等的支撑，开始进入

50、生产使系统、自动化刀具等的支撑，开始进入生产使用，并逐步开发一些新品种，确有较大进步提高。用，并逐步开发一些新品种，确有较大进步提高。 但许多关键技术并未真正掌握，更不能大批量生产，满但许多关键技术并未真正掌握，更不能大批量生产，满足社会需求。加速发展中的主要矛盾是：机电一体化现代高足社会需求。加速发展中的主要矛盾是：机电一体化现代高精尖的精尖的NCNC机床技术要求严格与主机结构及各种关键元部件技机床技术要求严格与主机结构及各种关键元部件技术不过关、不配套的对立。许多关键技术不过关，重要元部术不过关、不配套的对立。许多关键技术不过关，重要元部件不配套，件不配套，NCNC机床质量低，技术水平差，