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机床的误差包括哪些方面
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　　机床的误差有精度误差，几何误差等。　　数控机床的精度误差，主要包括有：定位误差，重复定位误差，反向差值，返参考点误差，反向间隙等指标。　　机床的几何误差　　加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。　　（1）主轴回转误差　　机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。　　主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。　　产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响。大小随加工方式的不同而不同。　　譬如，在采用滑动轴承结构为主轴的车床上车削外圆时，切削力F的作用方向可认为大体上时不变的，在切削力F的作用下，主轴颈以不同的部位和轴承内径的某一固定部位相接触，此时主轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而轴承内径的圆度误差对主轴径向回转精度的影响则不大；在镗床上镗孔时，由于切削力F的作用方向随着主轴的回转而回转，在切削力F的作用下，主轴总是以其轴颈某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触，因此，轴承内表面的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而主轴颈圆度误差的影响则不大。　　（2）采用滑动轴承时主轴的径向圆跳动　　产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。　　不同的加工方法，主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。在车床上加工外圆和内孔时，主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差，但对加工工件端面则 无直接影响。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大，但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。在车螺纹时，主轴向回转误差可使被加工螺纹的 导程产生周期性误差。　　适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。　　（3）导轨误差　　导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度(扭曲)。　　卧式车床导轨在水平面内的直线度误差△1将直接反映在被加工工件表面的法线方向（加工误差的敏感方向）上，对加工精度的影响最大。卧式车床导轨在垂直面内的直线度误差△2可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。但△2对加工精度的影响要比△1小得多。若因△2而使刀尖由a下降至b，不难推得工件半径R的变化量。　　当前后导轨存在平行度误差(扭曲)时，刀架运动时会产生摆动，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差。当前后导轨有了扭曲误差△3之后，由几何关系可求得△y≈(H/B)△3。一般车床的H/B≈2/3，车床前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。　　（4）卧式车床导轨直线度误差　　除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。　　（5）传动链误差　　传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。　　刀具的几何误差　　刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具(如车刀等)，其制造误差对工件加工精度无直接影响。　　任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料，合理地选用刀具几何参数和 切削用量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷却液等，均可有效地减少刀具地尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。　　夹具的几何误差　　夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别使位置精度)有很大影响。
数学畅游者
数控机床的几何精度的检测方法与普通机床的类似，检测要求较普通机床的要高，供你参考：机床的精度主要包括机床的几何精度。回转运动检测工具有360齿精密分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅和平行光管等、机床的定位精度和机床的切削精度，先接通机床电源对机床进行预热，并让沿机床各坐标轴往复运动数次，使主轴以中速运行数分钟后再进行。（4）数控机床几何精度一般比普通机床高。普通机床用的检具。（3）应按照相关的国家标准，满足不了检测要求。且所用检测工具的精度等级要比被测的几何精度高一级。（2）预热激光仪，然后输入测量参数，是指所测机床运动部件在数控系统控制下运动时所能达到的位置精度。该精度与机床的几何精度一样，会对机床切削精度产生重要影响、成组块规、测微仪、光学读数显微镜及双频激光干涉仪等、检测方法及注意事项进行综合的说明。编辑本段数控机床的几何精度数控机床的几何精度反映机床的关键机械零部件（如床身。现根据我在日常工作中所积累的经验，就这些精度的检测项目、侧面铣刀铣侧面的圆度精度、旋转轴转90°侧面铣刀铣削的直角精度、两轴联动精度等、可靠性是否达标。（4）输出数据处理结果，机床的基座应已完全固化。（5）几何精度必须在机床精调试后一次完成，不得调一项测一项、精密方箱、千分表或测微表、直角仪、平尺，特别会影响到孔隙加工时的孔距误差。目前通常采用的数控机床位置精度标准是ISO230-2标准和国标GB10931-89。测量直线运动的检测工具有、JIS6330或GB10931-89）对测量数据进行分析，直到达到机床的定位精度要求。（4）机床的螺距误差补偿方式包括线性轴补偿和旋转轴补偿这两种方式、溜板、立柱，因为有些几何精度是相互联系与影响的，包括单项加工精度检查和所加工的铸铁试样的精度检查（硬质合金刀具按标准切削用量切削）。1、准确性、主轴箱等）的几何形状误差及其组装后的几何形状误差，包括工作台面的平面度、各坐标方向上移动的相互垂直度、工作台面X、Y坐标方向上移动的平行度。2、量具，往往因自身精度低、高精度主轴芯棒及千分表杆磁力座等。1.1 检测方法、主轴孔的径向圆跳动、镗孔的形状及孔距精度、端铣刀铣平面的精度、侧面铣刀铣侧面的直线精度。编辑本段数控机床的定位精度[1]数控机床的定位精度，应在机床几何精度调整结束后再进行，以减少几何精度对定位精度的影响。（3）进行螺距误差补偿时应使用高精度的检测仪器（如激光干涉仪），以便先测量再补偿、主轴轴向的窜动、主轴箱沿z坐标轴心线方向移动时的主轴线平行度、主轴在z轴坐标方向移动的直线度和主轴回转轴心线对工作台面的垂直度等。常用检测工具有精密水平尺，补偿后还应再测量，并应按相应的分析标准（VDI3441，可对直线轴和旋转工作台的定位精度分别补偿。编辑本段切削精度检查机床切削精度的检查，是在切削加工条件下对机床几何精度和定位精度的综合检查.2 检测时的注意事项：（1）检测时。（3）在机床处于运动状态下对机床的定位精度进行测量。（2）检测时要尽量减小检测工具与检测方法的误差。（2）螺距误差补偿。（6）对大型数控机床还应实施负荷试验，以检验机床是否达到设计承载能力；在负荷状态下各机构是否正常工作；机床的工作平稳性。目前通用的检测仪为双频激光干涉仪。2.1 检测方法（用双频激光干涉仪时）（1）安装与调节双频激光干涉仪。另外，在负荷试验前后，均应检验机床的几何精度。有关工作精度的试验应于负荷试验后完成：标准长度刻线尺。标准长度测量以双频激光干涉仪的测量结果为准.2 检测时的注意事项：（1）仪器在使用前应精确校正。检查项目一般包括：镗孔尺寸精度及表面粗糙度主要有：方向偏差 、定位精度等下面是我为你收集的一些信息
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8 其它误差 如编程和操作错误带来的误差。 上面的误差可按照误差的特点和性质，归为两大类：即系统误差和随机误差，可采用“离线检测——开环补偿”的技术来加以修正和补偿，使其减小，数控插补算法误差。 1，共测量8次。目前，还没有完全合适的仪器。较早进行误差补偿的应是Hocken教授，国内外对这方面的研究也取得一定进展，通过插值的方法进行误差补偿。使用激光干涉仪和水平仪测量得的21项误差，通过线性坐标变换进行误差合成，进行误差修正，该种方法要求建立和补偿时一致的绝对测量坐标系.3 热变形误差 由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差，难于推广。 2几何误差补偿技术 针对误差的不同类型，也具有可重复性，通过测量机床工作空间内。 1.4切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差 包括机床，可对其进行“离线测量”,推导出了机床各坐标轴误差的表示方法。利用该特性。进一步利用误差合成的办法，对机床误差补偿是可行的。目前.1单项误差合成补偿法 这种补偿方法是以误差合成公式为理论依据，首先通过直接测量法测得机床的各项单项原始误差值，由误差合成公式计算补偿点的误差分量，从而实现对机床的误差补偿，根据加工点的坐标，调出相应的误差值以进行修正。要求机床的稳定性要好，标准参考件上多个点的相对误差，以第一个为基准点.25μm，重复精度1μm）.2小时测量一次，国内外对系统误差的补偿方法有很多，可分为以下几种方法： 2。 随机误差具有随机性，必须采用“在线检测——闭环补偿”的方法来消除随机误差对机床加工精度的影响，经济效益不好。文献[4] 进行了温度的在线测量和补偿，未能达到实际应用，据此可以从中分解得到机床的单项误差,对单项误差合成补偿法作出了贡献。 1.7 外界干扰误差 由于环境和运行工况的变化所引起的随机误差。 1，利用插值的方法求得补偿点的误差分量，结果表明精度提高了2～4倍，在机床工作的同时，实时地测出相应位置的误差值，用此误差值实时的对加工指令进行修正。随机误差补偿对机床的误差性质没有要求, 运用三角几何关系、合成补偿法 大多数误差测量方法只是得到了相对的综合误差、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。这种误差又称为“让刀”，它造成加工零件的形状畸变。在1977年Schultschik教授运用矢量图的方法。Hooman则运用三维线性（LVTDS）测量装置,得到机床空间27个点的误差（分辨率0。 1981年,Dufour和Groppetti在不同的载荷和温度条件下，这一误差更为严重。 1，能够同时对机床的随机误差和系统误差进行补偿。J,没有考虑转角的影响。 2000年美国Michigan大学Jun Ni教授指导的博士生Chen Guiquan做了这样的尝试.Ni et al更进一步将该方法运用于在线的误差补偿,获得了比较理想的结果。但需要一整套完整的高精度测量装置和其它相关的设备，成本太高，尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时，对机床工作空间点的误差进行了测量,构成误差矢量矩阵，也限制了该方法的进一步运用和发展。 2.2 机床的控制系统误差 包括机床轴系的伺服误差（轮廓跟随误差）。 1.6 检测系统的测试误差 包括以下几个方面，重复精度远高于其空间综合误差，故系统误差的补偿可有效的提高机床的精度，甚至可以提高机床的精度等级。迄今为止： （1）由于测量传感器的制造误差及其在机床上的安装误差引起的测量传感器反馈系统本身的误差； （2）由于机床零件和机构误差以及在使用中的变形导致测量传感器出现的误差，对误差补偿结果进行了有关温度系数的修。这种方法的不足之处是测量工作量大，存储数据多。Chen et al建立了32项误差模型，其中多余的11项是有关温度和机床原点误差参数，不超过20％的点的误差大于2μm，证明精度提高了近10倍。 除了坐标测量机的误差补偿以外，数控机床误差补偿的研究也取得了一定的成果，补偿精度要求越高，测量精度和测量的点数就要求越多，但要详尽地知道测量空间任意点的误差是不可能的，补偿前，该方法对测量仪器、测量环境要求严格，在16小时内，测量了工作空间内大量的点的误差，在此过程中考虑了温度的影响，并用最小二乘法对误差模型参数进行了辨识。由于机床运动的位置信号直接从激光干涉仪获得，考虑了角度和直线度误差的影响，验证了刚体假设的可靠性，进行了类似的工作。进一步考虑到温度的影响，每间隔1。数控机床的几何误差是其主要组成部分。1985年G. Zhang成功的对三坐标测量机进行了误差补偿。测量了工作台平面度误差，除在工作台边缘数值稍大，其它不超过1μm，并实施了误差补偿。X-Y平面上测量试验表明，然后换算成绝对坐标误差，把误差检测装置直接安装在机床上。 数控机床的系统误差是机床本身固有的误差，具有可重复性,获得机床误差信息。将该误差矩阵存入计算机进行误差补偿。类似的研究主要有A.C.Okafor et al，达到机床精度强化的目的，实施误差补偿可分为两大类。随机误差补偿要求“在线测量”。 2.2误差直接补偿法 这种方法要求精确地测出机床空间矢量误差。机床工作时。系统误差补偿是用相应的仪器预先对机床进行检测，即通过“离线测量”得到机床工作空间指令位置的误差值，把它们作为机床坐标的函数，建立了误差模型, 在9个月的时间间隔内,对误差补偿结果进行了5次评价,结果表明，通过软件误差补偿的方法可，对卧式加工中心的补偿试验表明，精度提高10倍。Eung-Suk Lea et al几乎使用了同G. Zhang一样的测量方法，对三坐标Bridge port铣床21项误差进行了测量，运用误差合成法得出了误差模型、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差，分析了机床各部件误差及其对几何精度的影响，奠定了机床几何误差进一步研究的基础。Ferreira和其合作者也对该方法进行了研究，得出了机床几何误差的通用模型。对三坐标测量机进行位置误差测量的当属Leete，针对型号Moore 5-Z(1)的三坐标测量机,在所有测量点中误差值大于20μm的点占20％，在补偿后，获得比较满意的结果，保证机床误差的确定性，以便于修正，经补偿后的机床精度取决于机床的重复性和环境条件变化。数控机床在正常情况下.5 机床的振动误差 在切削加工时，数控机床由于工艺的柔性和工序的多变，其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域，从而激起强烈的颤振。导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差，运用球杆仪(TBB)对三轴数控机床不同温度下的几何误差进行了测量，建立了快速的温度预报和误差补偿模型，进行了误差补偿。Christopher运用激光球杆仪（LBB），在30分钟内获得了机床的误差信息1.1 机床的原始制造误差 是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量，是数控机床几何误差产生的主要原因。 1.3相对误差分解，补偿后的结果分别用激光干涉仪和Renishaw的DBB系统进行了检验，证明机床精度得以提升
机床本身的制造误差，和刀具的魔损，这个也必须考虑。就是每次操作时量刀具磨损量就可以了，还有操作人员的误差，这个比较大，
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引导刀具在工件上钻孔(见钻削)或铰孔(见铰削)用的机床夹具。钻模的结构特点是除有工件的定位﹑夹紧装置外﹐﹐用以确定刀具的位置﹐并防止刀具在加工过程中倾斜﹐从而保证被加工孔的位置精度。常用的钻模有固定式﹑迴转式﹑翻转式和盖板式
4种。固定式钻模﹕钻模与工件在机床上的位置保持不变(图1 固定式钻模 )﹐用来加工单个孔或在摇臂钻床上钻削若干平行孔。迴转式钻模﹕带有迴转分度装置(图2
迴转式钻模 )﹐在不鬆开工件的情况下可加工分布在同一圆周上的
以加工箱体上孔径较大的长孔和不同箱壁上同一轴线的几个孔。图
前后双向支承鏜模 为採用前后双向支
溜板直接在床身上移动(图1
转塔车床示意图 )。小型转塔车床常是滑板式的﹐在转塔溜板与床身之间还有一层滑板﹐转塔溜板只在滑板上作纵向移动﹐工作时滑板固定在床身上﹐只有当工件长度改变时才移动滑板的位置。机床另有前后刀架﹐可作纵﹑横向进给。
　　在转塔刀架上能装多把刀具﹐各刀具都按加工顺序预先调好﹐切削一次后﹐刀架退回并转位﹐再用另一把刀进行切削﹐故能在工件的一次装夹中完成较复杂型面的加工。机床上具有控制各刀具行程终点位置的可调挡块﹐调好后可重复加工出一批工件﹐缩短辅助时间﹐生產率较高。此外﹐还有半自动转塔车床﹐採用插销板式程序控制实现加工的半自动循环。
　　此外﹐还有一种迴轮车床(图2 迴轮车床 )﹐它的性能和用途与转塔车床相似﹐但迴轮刀架的轴线与机床主轴平行。迴轮刀架可沿导轨作纵向进给﹐并可少量转动。机床没有前后刀架﹐由於迴轮刀架上可安装较多的刀具﹐适合於加工形状复杂的工件。
机床:转子自动线
作转子﹑传送转子和控制装置组成。工作转子是完成工序变换的工艺设备﹐它一般是在中央传动轴上固定著工作圆盘﹐工作圆盘上有沿圆周均布的工作头﹐可以完成相同的工序(图1
相同工序的工作转子 )或不同的工序(图2 不同工序的工作转子
)。传送转子在两个同步迴转的工作转子之间传递工件﹐它的上面装有沿圆周均布的机械手﹐与工作转子上的工作头相对应﹐象齿轮嚙合一样地保持传动关係。由於工件是在连续传递过程中完成加工或其他工序的﹐在工作转子与传送转子之间的交接时间很短﹐因而辅助时间损失小﹐生產率高。
转子自动线适用於在大量生產的外形简单的小型工件上完成简单的工序﹐如衝压﹑挤压﹑拉延﹑钻孔﹑切槽和简单装配等。
机床:螺纹磨床
用成形砂轮作为磨具加工精密螺纹的螺纹加工机床。螺纹磨床主要用於机器製造业的生產车间和工具车间﹐以刀具厂和量具厂中生產螺纹加工工具和螺纹量具的车间中用得最多。常用螺纹磨床有多种类型。
　　万能螺纹磨床 机床布局与外圆磨床类似。工作台在床身上移动﹐作纵向进给运动(见机床)。砂轮架作横向进给(见图 万能螺纹磨床
)为磨削不同导程角的工件﹐
联繫。万能螺纹铣床(见图
万能螺纹铣床 )适於用盘形铣刀加工标準螺距和增大螺距的丝杠和多头蜗杆等﹐
)由立柱和顶樑构成门式框架。横樑可沿两立柱导轨(见机床导轨)作昇降运动。横樑上有1～2个带垂直主轴的铣头﹐可沿横樑导轨作横向运动。两立柱上还可分别安装一个带有水平主轴的铣头﹐它可沿立柱导轨作昇降运动。这些铣头可同时加工几个表面。每个铣头都具有单独的电动机(功率最大可达
150千瓦)﹑变速机构﹑操纵机构和主轴部件(见机床主轴)等。加工时﹐工件安装在工作台上并随之作纵向进给运动(见机床)。大型龙门铣床(工作台6&22米)的总重量达850吨。龙门铣床还有一些变型以适应不同的加工对象。龙门铣鏜床﹕横樑上装有可铣可鏜的铣鏜头﹐其主轴(套筒或滑枕)能作轴向机动进给并有运动微调装置﹐微调速度可低至5毫米/分。桥式龙门铣床﹕加工时工作台和工件不动﹐而由龙门架移动。其特点是佔地面积小﹐承载能力大﹐龙门架行程可达20米﹐便於加工特长或特重的工件
机床:龙门刨床
具有门式框架和卧式长床身的刨床。龙门刨床主要用於刨削大型工件﹐也可在工作台上装夹多个零件同时加工。龙门刨床(见图 龙门刨床示意图
)的工作台带著工件通过门式框架作直线往復运动﹐空行程速度大於工作行程速度。横樑上一般装有两个垂直刀架﹐刀架滑座可在垂直面内迴转一个角度﹐并可沿横樑作横向进给运动(见机床)﹔刨刀可在刀架上作垂直或斜向进给运动﹔横樑可在两立柱上作上下调整。一般在两个立柱上还安装可沿立柱上下移动的侧刀架﹐以扩大加工范围。工作台迴程时能机动抬刀﹐以免划伤工件表面。机床工作台的驱动可用发电机－电动机组或用可控硅直流调速方式﹐调速范围较大﹐在低速时也能获得较大的驱动力。有的龙门刨床还附有铣头和磨头﹐变型为龙门刨铣床和龙门刨铣磨床﹐工作台既可作快速的主运动﹐也可作慢速的进给运动﹐主要用於重型工件在一次安装中进行刨削﹑铣削和磨削平面等加工。
机床:随行夹具
切削加工中随带安装好的工件在各工位间被自动运送转移的机床夹具。随行夹具主要是在自动生產线﹑加工中心﹑柔性製造系统等自动化生產中﹐用於外形不太规则﹑不便於自动定位﹑夹紧和运送的工件。工件在随行夹具上安装定位后﹐由运送装置把随行夹具运送到各个工位上。随行夹具一般以其底平面和两定位孔在机床上定位﹐并由机床工作台的夹紧机构夹紧﹐从而保证工件与刀具的相对位置。当工件加工精度要求较高时﹐常把随行夹具的底平面分开成为定位基面和运输基面﹐以保护定位基面的精度。随行夹具属於专用夹具范围﹐其装夹工件部分需按工件形状和工艺要求设计。&
　　为了满足多台机床设备能同时加工并在加工区外装卸和储备工件的要求﹐同样的随行夹具要製造一定的数量﹐并保证互换性。
随机往復行走容易疲劳。两种类型都有龙门式和单柱式两种形式。图
单柱磨头固定式钢坯磨床
为单柱磨头固定式钢坯磨床。钢坯磨床的磨削长度为1～18米﹐有磨方坯和扁坯的﹐也有磨圆坯的。70年代已出现电子计算机控制的由多台自动钢坯磨床组成的修磨作业线。
机床:磨齿机
利用砂轮作为磨具加工圆柱齿轮或某些齿轮加工刀具齿面的齿轮加工机床。主要用於消除热处理后的变形和提高齿轮精度﹐磨削后齿的精度可达
6～3级(JB179-83)或更高。&
)的砂轮由成形砂轮修整器在轴向剖面内修成齿形﹐砂轮架可作垂直方向进给。被磨齿轮由分度架和尾座支承﹐通过工作台作纵向往復运动以磨出齿面﹐每磨一齿后进行分度。在磨斜齿轮的机床上﹐砂轮可按工件螺旋角转一角度﹐工件能在往復运动的同时得到附加转动。如机床砂轮架能使砂轮进入内齿轮工件中﹐便可磨削内齿轮。成形砂轮磨齿机结构简单﹐效率高﹐精度可达5级﹐适用於成批生產﹐对齿数少(例如少於10)的齿轮尤为合适。
按展成法加工的磨齿机根据砂轮形状可分为 4种。碟形砂轮磨齿机﹕两个旋转的碟形砂轮的窄边相当於齿条的两个齿面(图2 碟形砂轮磨齿机
)﹐工件通过滚圆盘和钢带作展成运动﹐工作台沿工件轴向作往復运动以磨出整个齿宽。每磨完一齿后由分度头架通过分度盘分齿。这种机床还可利用附加装置磨削斜齿。若用一个砂轮伸入内齿轮中﹐就可磨削内齿轮。这种机床一般为卧式布局﹐加工直径大於1米时用立式布局﹐精度可达4级﹐适用於磨削高精度齿轮。锥面砂轮磨齿机﹕砂轮的轴向剖面修整成齿条的一个齿形﹐并沿齿向作直线往復运动。工件通过蜗轮﹑丝杠和交换齿轮完成展成和分度运动﹐但也有用滚圆盘和钢带作展成运动﹐利用蜗轮副或分度盘作分度运动的
(见彩图 锥形砂轮磨齿机 ﹑ 蜗杆珩齿机
)。砂轮架按工件螺旋角转过一个角度时可磨削斜齿轮。这种机床调整方便﹐通用性好﹐适用於单件成批生產﹐应用较广。蜗杆砂轮磨齿机﹕原理与滚齿机相似﹐砂轮为大直径单头蜗杆(见蜗杆传动)形状﹐砂轮每转一转﹐工件转过一齿﹐其传动比準确﹐有的用机械传动﹐有的用同步电动机分别驱动﹐有的用光栅和伺服电机传动。磨削时工件沿轴向作进给运动(见机床)﹐以磨出整个齿面。砂轮用金刚石车刀车削或用滚压轮滚成蜗杆形。机床为立式布局﹐连续分度﹐磨削效率高﹐适用於成批生產中加工中等模数的齿轮﹐对齿数多的齿轮尤为合适﹐精度可达4级。大平面砂轮磨齿机﹕砂轮的工作平面相当於齿条的一个齿面﹐用渐开线样板(也有用钢带和滚圆盘的)產生展成运动。砂轮和工件都不作工件轴向往復运动﹐磨出一侧齿面后利用分度盘分齿﹐依次磨出所有齿面。然后工件调头﹐再磨出另一侧齿面。机床为卧式布局﹐结构简单﹐性能稳定﹐精度可达3级﹐主要用於磨削插齿刀﹑剃齿刀和计量用的测量齿轮等。
机床: 落地镗铣床
将大型工件固定在落地平台上进行镗削和铣削的重型镗床。在实际使用中﹐通常铣削的工作量较镗削大﹐故也称落地铣镗床﹐主要用于重型机械制造厂。(见彩图
FB 260型数控落地镗铣床 ﹑ 5米龙门刨铣床准备加工 FB260型落地镗铣床的焊接钢结构立柱 )
&& 　落地镗铣床(见图 落地镗铣床的结构
)没有可移动的工作台﹐工件固定在落地平台上﹐适宜于加工尺寸和重量较大的工件。主轴箱在立柱上垂直移动﹐立柱在床身上作纵横向移动或仅作横向移动。主轴箱内具有可与铣轴一同伸缩的滑枕﹐其断面形状有矩形﹑方形和多边形等﹐以矩形居多。滑枕尺寸较大﹐刚度较高﹐用滑枕支持主轴和安装附件﹐适于强力铣削﹐可以扩大工艺范围和提高加工精度。镗轴安装在铣轴内﹐可单独伸缩和进给。规格较大的落地镗铣床还设有供钻削用的高速主轴。机床配有平台﹑回转工作台﹑后立柱﹑平旋盘﹑立铣头和万能铣头等附件。
　落地镗铣床的镗轴直径都在125毫米以上﹐最大已达300毫米。镗轴为260毫米的落地镗铣床的主轴箱垂直行程可达8000毫米﹐立柱横向行程可达21000毫米﹐主电动机功率为120千瓦﹐机床重量约为350吨。
　落地镗床的结构和用途与落地镗铣床相似﹐但主轴箱不带滑枕﹐不宜于强力铣削。
机床: 摇臂钻床
主轴箱可在摇臂上移动﹐并随摇臂绕立柱回转的钻床(见图 摇臂钻床
)。摇臂还可沿立柱上下移动﹐以适应加工不同高度的工件。较小的工件可安装在工作台上﹐较大的工件可直接放在机床底座或地面上。摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中﹐加工体积和重量较大的工件的孔。摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成﹐滑座可沿床身导轨移动﹐以扩大加工范围﹐适用于锅炉﹑桥梁﹑机车车辆和造船等行业。万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外﹐并可作水平移动﹐主轴箱可在摇臂上作倾斜调整﹐以适应工件各部位的加工。此外﹐还有车式﹑壁式和数字控制摇臂钻床等。
机床: 无心磨床
应用无心磨削法磨削工件的旋转表面的磨床﹐通常指无心外圆磨床。在无心外圆磨床(见图 无心外圆磨床
)上﹐工件不用顶尖定心和支承﹐而是放在砂轮和导轮之间﹐由托板和导轮支承。砂轮一般装在主轴端部﹐宽度大于250毫米的砂轮则装在主轴中部﹐砂轮最大宽度可达900毫米。砂轮高速旋转进行磨削﹐导轮以较慢速度同向旋转﹐带动工件旋转作圆周进给。贯穿磨削时﹐通过调整导轮轴线的微小倾斜角来实现轴向进给﹐适于磨削细长圆柱形工件﹑无中心孔的短轴和套类工件等。切入磨削时﹐通过导轮架或砂轮架的移动来实现径向进给﹐适于磨削带轴肩或凸台的工件﹐以及圆锥体﹑球体或其它素线是曲线的工件。无心磨床的生产率较高﹐加上各种上下料装置后易于实现自动化﹐大多用于大量生产﹐可由不很熟练的工人操作。无心磨床磨削精度一般为﹕圆度2微米﹐尺寸精度4微米﹐高精度无心磨床可分别达到0.5微米和2微米。此外还有无心内圆磨床和无心螺纹磨床等。
机床: 普通车床
能对轴﹑盘﹑环等多种类型工件进行多种工序加工的卧式车床。普通车床常用于加工工件的内外回转表面﹑端面和各种内外螺纹﹐采用相应的刀具和附件﹐还可进行钻孔﹑扩孔﹑攻丝和滚花等。普通车床(见图
普通车床的结构
)的工艺范围较广﹐机床主轴转速和进给量的调整范围较大﹐加工前的工艺准备和调整工作量较少﹔但自动化程度较低﹐工件的加工精度在一定程度上取决于工人的操作水平﹐适用于单件﹑小批生产和修配车间。
主轴由电动机经主轴箱带动旋转﹐工件装在主轴卡盘中或支承在顶尖间并随主轴旋转﹐旋转运动经进给箱﹑丝杠或光杠传至溜板箱﹐转变为刀架的进给运动。丝杠是为车削螺纹时使刀架获得精确的移动量而设置的。普通车床具有交换齿轮和螺纹种类变换机构﹐适当选择传动比可加工出公制﹑英制﹑模数和径节螺纹。方刀架可作纵﹑横向进给﹐能同时安装
4把刀具﹐可按需要选用。尾座的功用是用后顶尖支承轴类工件﹐或用以安装孔加工刀具。有些车床还在溜板箱上装有辅助电动机﹐专供刀架作纵横向快速移动用。此外﹐普通车床还有一些变型﹐如﹕
①马鞍车床﹕床身在卡盘下有一段可装卸的导轨(形如马鞍)﹐卸下后可扩大工件回转直径。②
精密车床﹕结构与普通车床相同﹐但具有较高的加工精度。
③无丝杠车床﹕没有丝杠﹐不能加工螺纹﹐主轴转速范围较小﹐但转速较高﹐并且大部分加大了功率﹐故生产效率较高。
④卡盘车床﹕没有尾座﹐床身较短﹐适用于成批生产中加工盘﹑套类工件。
机床: 插齿机
使用插齿刀按展成法加工内﹑外直齿和斜齿圆柱齿轮以及其它齿形件的齿轮加工机床。插齿机主要用于加工多联齿轮和内齿轮﹐加附件后还可加工齿条。在插齿机上使用专门刀具还能加工非圆齿轮﹑不完全齿轮和内外成形表面﹐如方孔﹑六角孔﹑带键轴(键与轴联成一体)等。加工精度可达7～5级(JB179-83)﹐最大加工工件直径达12米。&
&&&&&&&插齿机分立式和卧式两种﹐前者使用最普遍。立式插齿机又有刀具让刀和工件让刀两种形式。高速和大型插齿机用刀具让刀﹐中小型插齿机一般用工件让刀。在立式插齿机上﹐插齿刀装在刀具主轴上﹐同时作旋转运动和上下往复插削运动﹔工件装在工作台上﹐作旋转运动﹐工作台(或刀架)可横向移动实现径向切入运动。刀具回程时﹐刀架向后稍作摆动实现让刀运动(图1
立式插齿机(刀具让刀)
)﹐或工作台作让刀运动。加工斜齿轮时﹐通过装在主轴上的附件(螺旋导轨)使插齿刀随上下运动而作相应的附加转动。20世纪60年代出现高速插齿机﹐其主要特点是采用硬质合金插齿刀﹐刀具主轴的冲程数高达2000次/分﹔采用静压轴承(见液体静压轴承)和静压滑块﹔由刀架摆动让刀﹐以减少冲击。卧式插齿机具有两个独立的刀具主轴﹐水平布置作交错往复运动﹐主要用来加工无空刀槽人字齿轮和各种轴齿轮等。此外﹐还有使用梳齿刀的插齿机﹐工作时梳齿刀作往复切削运动和让刀运动﹐工件作相应的转动﹐并在平行于梳齿刀节线方向上作直线运动﹐两者构成展成运动(见齿轮加工)﹐工件的分齿是间歇的。
机床: 组合夹具系统
一套由各种不同形状﹑规格和用途的标准化组件和部件组成的机床夹具系统。使用时﹐按照工件的加工要求可从中选择适用的组件和部件﹐以搭积木的方式组装成各种专用夹具﹐称为组合夹具。组合夹具用过后又可方便地拆开﹐供下次另行组装使用。组合夹具系统的应用范围很广﹐不受工件形状的限制﹐能组装成钻﹑铣﹑刨﹑车﹑镗等加工用的机床专用夹具﹐也能组装成检验﹑装配﹑焊接等用的夹具﹐最适用于新产品试制和产品经常更换的单件﹑小批生产以及临时任务。
组合夹具与专用夹具相比﹐虽然初次投资较大﹐但使用时可大量减少专用夹具的设计和制造工作﹐缩短生产准备周期﹐节约金属材料﹐降低成本﹐并减少存放夹具的库房面积。使用机床夹具较多的工厂在一﹑二年内即可将组合夹具的投资收回。
组合夹具系统是20世纪40年代开始在机床夹具零部件系列化﹑标准化和通用化的基础上发展起来的﹐最早的有苏联的&&
系统和英国的Wharton系统。按照夹具组件间连接定位的基准不同﹐分为槽系和孔系两类。使用较多的是槽系。
为了适应不同外形尺寸的工件﹐组合夹具系统分为大型﹑中型和小型 3个系列。每个系列的组件按照用途可分为8类。
①基础件﹕如方形﹑矩形﹑圆形基础板和基础角铁等﹐用作夹具体。
②支承件﹕如垫片﹑垫板﹑支承板﹑支承块和伸长板等﹐主要用作不同高度的支承。
③定位件﹕如定位销﹑定位盘﹑V形块和定位支承块等﹐用于确定组件与组件﹑组件与工件之间的相对位置。
④导向件﹕如钻模板﹑钻套和铰套等﹐用于确定刀具与工件的相对位置。
⑤夹紧件﹕如各种压板等﹐用于将工件夹紧在夹具上。⑥紧固件﹕如螺栓和螺母等﹐用于紧固各组件。
⑦其它件﹕上述6类以外的各种用途的组件。
⑧合件﹕指在组装过程中不拆散使用的独立部件﹐有定位合件﹑导向合件和分度合件等。图 回转式钻模
为用组合夹具组件和合件组装成的回转式钻模。
为便于组合并获得较高的组装精度﹐组合夹具组件本身的制造精度为IT6～7级﹐并要有很好的互换性和耐磨性。一般情况下﹐组装成的夹具能加工IT8级精度的工件﹐如经过仔细调整﹐也可加工IT6～7级精度的工件。
机床: 珩磨机
利用珩磨头珩磨工件精加工表面的磨床。主要用在汽车﹑拖拉机﹑液压件﹑轴承﹑航空等制造业中珩磨工件的孔。珩磨机有立式和卧式两种。立式珩磨机(见图
立式珩磨机
)的主轴工作行程较短﹐适用于珩磨缸体和箱体孔等。镶嵌有油石的珩磨头由竖直安置的主轴带动旋转﹐同时在液压装置的驱动下作垂直往复进给运动(见机床)。卧式珩磨机的工作行程较长﹐适用于珩磨深孔﹐深度可达3000毫米。水平安置的珩磨头不旋转﹐只作轴向往复运动﹐工件由主轴带动旋转﹐床身中部设有支承工件的中心架和支承珩磨杆的导向架。在加工过程中﹐珩磨头的油石在胀缩机构作用下作径向进给﹐把工件逐步加工到所需尺寸。新型的珩磨机多采用液压胀缩的珩磨头。珩磨机大多是半自动的﹐常带有自动测量装置﹐还可纳入自动生产线工作。除加工孔的珩磨机外﹐还有加工其它表面的外圆珩磨机﹑轴承滚道珩磨机﹑平面珩磨机和曲面珩磨机等。
机床: 珩齿机
利用齿轮式或蜗杆式珩轮对淬火圆柱齿轮进行精加工的齿轮加工机床。珩齿机是按螺旋齿轮啮合原理工作的﹐由珩轮带动工件自由旋转。珩轮一般由塑料和磨料制成。珩齿(见齿轮加工)的作用是降低齿面粗糙度﹐在一定程度上也能纠正齿向和齿形的局部误差。珩齿生产效率较高。珩齿机广泛应用于汽车﹑拖拉机和机床等制造业。珩齿机按所用珩轮的型式分为两种。
①轮珩轮珩齿机﹕它的结构布局近似于剃齿机﹐分为珩轮位于工件上面和珩轮位于工件后面两种型式。加工时珩轮与工件呈交叉轴啮合状态﹐工件由珩轮带动旋转﹐同时工作台作纵向往复移动。工作台每一往复行程﹐珩轮反向一次﹐从而加工出齿的全长和两齿侧面。
②杆珩轮珩齿机﹕它的结构布局近似于蜗杆砂轮磨齿机﹐但在蜗杆珩轮和工件之间没有传动链联系﹐由前者带动后者作自由旋转。(见彩图
蜗杆珩齿机)
机床: 研磨机
用涂上或嵌入磨料的研具对工件表面进行研磨的磨床。主要用于研磨工件中的高精度平面﹑内外圆柱面﹑圆锥面﹑球面﹑螺纹面和其它型面。研磨机的主要类型有圆盘式研磨机﹑转轴式研磨机和各种专用研磨机。
①圆盘式研磨机﹕分单盘和双盘两种﹐以双盘研磨机应用最为普通。在双盘研磨机(见图 双盘研磨机
)上﹐多个工件同时放入位于上﹑下研磨盘之间的保持架内﹐保持架和工件由偏心或行星机构带动作平面平行运动。下研磨盘旋转﹐与之平行的上研磨盘可以不转﹐或与下研磨盘反向旋转﹐并可上下移动以压紧工件(压力可调)。此外﹐上研磨盘还可随摇臂绕立柱转动一角度﹐以便装卸工件。双盘研磨机主要用于加工两平行面﹑一个平面(需增加压紧工件的附件)﹑外圆柱面和球面(采用带V形槽的研磨盘)等。加工外圆柱面时﹐因工件既要滑动又要滚动﹐须合理选择保持架孔槽型式和排列角度。单盘研磨机只有一个下研磨盘﹐用于研磨工件的下平面﹐可使形状和尺寸各异的工件同盘加工﹐研磨精度较高。有些研磨机还带有能在研磨过程中自动校正研磨盘的机构。&
&&&&&&&②转轴式研磨机﹕由正﹑反向旋转的主轴带动工件或研具(可调式研磨环或研磨棒)旋转﹐结构比较简单﹐用于研磨内﹑外圆柱面。
③专用研磨机﹕依被研磨工件的不同﹐有中心孔研磨机﹑钢球研磨机和齿轮研磨机等。
此外﹐还有一种采用类似无心磨削原理的无心研磨机﹐用于研磨圆柱形工件。
机床: 砂带磨床
利用快速运动的砂带作为磨具进行磨削和拋光的磨床。砂带磨床分为万能砂带磨床﹑外圆砂带磨床﹑内圆砂带磨床﹑平面砂带磨床和型面砂带磨床等。自20世纪50年代以来﹐砂带磨床已发展成为高效率的精加工设备。砂带磨床的加工精度一般可保证在±5微米之内﹐效率比用砂轮的磨床高数倍﹐而功率消耗仅为其几分之一。砂带磨床主要用于加工﹕大尺寸板材﹐特别是耐热难加工材料的板材如不锈钢板﹑钛合金板等﹔大量生产的平面零件如印刷电路板﹑硅钢片和密封垫片等﹔复杂型面如透平叶片﹑大尺寸棒材﹑薄壁长内孔件和压铸件等。砂带磨床的基本结构和作用是﹕驱动轮带动砂带运动﹐惰轮用以张紧砂带﹔接触轮或支承板位于砂带背面﹐用以产生对工件的接触压力和形成切削角度﹔位于工件背面的支承轮﹑工作台或输送带等作进给运动﹔外圆砂带磨床则由头架和尾座顶尖支承工件。在宽砂带磨床或高精度砂带磨床上都带有砂带轴向振荡装置﹐使砂带磨损均匀﹐以提高工件的尺寸精度和光洁程度。　
机床: 剃齿机
用齿轮状的剃齿刀按螺旋齿轮啮合原理由刀具带动工件(或工件带动刀具)自由旋转对圆柱齿轮进行精加工的齿轮加工机床。剃齿机用于对预先经过滚齿或插齿的硬度不大于
HRC48的直齿或斜齿轮进行剃齿(见齿轮加工)﹐加附件后还可加工内齿轮。被加工齿轮最大直径可达5米﹐但以500毫米以下的中等规格剃齿机使用最广。剃齿精度为
7～6级(JB179－83)﹐表面粗糙度为R
0.63～0.32微米。剃齿机的布局有卧式和立式两种。卧式剃齿机有两种结构﹕一种刀具位于工件上面(见图 卧式剃齿机
)﹐机床结构紧凑﹐占地面积小﹐广泛应用于成批大量生产中小型齿轮的汽车﹑拖拉机和机床等行业﹔另一种刀具位于工件后面﹐工件装卸方便﹐主要用于加工大中型齿轮和轴齿轮。大型剃齿机多为立式﹐主要用于机车﹑矿山机械和船舶制造部门。在卧式剃齿机上﹐剃齿刀安装在主轴上﹐由主电动机驱动作交替的正反向旋转。工件安装在心轴上﹐并顶在工作台的前后顶尖间﹐与刀具呈交叉轴啮合状态﹐由刀具带动工件自由旋转。工件沿轴向或与轴线构成一夹角方向往复移动﹐工件每次往复行程后作一次径向进给运动(见机床)。剃鼓形齿时﹐在工作台往复轴向移动的同时﹐工件轴线反复摆动一个很小的角度。
大型剃齿机由工件带动剃齿刀旋转﹐刀具作轴向移动。双面剃齿时﹐刀具作径向进给﹔单面剃齿时﹐须在刀具主轴上加一制动扭矩。
机床: 金刚镗床
一种高速精密镗床。因初期采用金刚石镗刀而得名﹐后已广泛使用硬质合金刀具。这种镗床的工作特点是进给量很小﹐切削速度很高(600～800米/分)。它在大批量生产的汽车﹑拖拉机等行业中应用很广﹐主要用于加工连杆轴瓦﹑活塞﹑油泵壳体等零件上的精密孔﹐在航空工业中也用于铝镁合金工件的加工。加工孔的圆度在3微米以内﹐表面粗糙度R
0.63～0.08微米。
金刚镗床的种类很多﹐按布局形式可分为单面﹑双面和多面的﹔按主轴的配置可分为卧式﹑立式和倾斜式﹔按主轴数量可分为单轴﹑双轴和多轴的。这种镗床常配以专用夹具和刀具﹐组成专用机床﹐进行镗孔(见镗削)﹑钻孔﹑扩孔﹑倒角﹑镗台阶孔﹑镗卡圈槽和铣端面等工作。卧式金刚镗床(见图
卧式双面金刚镗床
)一般主轴头固定﹐主轴高速旋转﹐工作台作进给移动﹔也有工作台固定﹑主轴头作进给移动的。后者适宜加工较重﹑较大的工件。立式金刚镗床按机床大小又可分固定式和可移式两种。可移式结构简单﹐使用轻便﹐称为镗缸机﹐主要用于汽缸体孔的修配。
机床: 虎钳
利用螺杆或其它机构使两钳口作相对移动而夹持工件的工具。虎钳一般由底座﹑钳身﹑固定钳口和活动钳口﹐以及使活动钳口移动的传动机构组成。按使用的场合不同﹐有钳工虎钳和机用虎钳等类型。钳工虎钳(图1
)安装在钳工工作台上﹐供钳工夹持工件以便进行锯﹑锉等加工。钳工虎钳一般钳口较高﹐呈拱形﹐钳身可在底座上任意转动并紧固。机用虎钳是一种机床附件(图2
)﹐又称平口钳﹐一般安装在铣床﹑钻床﹑牛头刨床和平面磨床等机床的工作台上使用。与钳工虎钳比较﹐机用虎钳钳口宽而低﹐夹紧力大﹐精度要求高。机用虎钳有多种类型﹐按精度可分为普通型和精密型。精密型用于平面磨床﹑镗床等精加工机床。机用虎钳按结构还可分为带底座的回转式﹑不带底座的固定式和可倾斜式等。机用虎钳的活动钳口也有采用气动﹑液压或偏心凸轮来驱动快速夹紧的。
机床: 卧式镗床
主轴水平布置﹑主轴箱能沿前立柱导轨垂直移动的镗床(图1 卧式镗床
)。除扩大工件上已铸出或已加工的孔外﹐卧式镗床还能铣削平面﹑钻削﹑加工端面和凸缘的外圆﹐以及切螺纹等﹐是应用最广的一种镗床﹐主要用在单件小批生产和修理车间﹐加工孔的圆度误差不超过
5微米﹐表面粗糙度为R& 0.63～1.25微米。卧式镗床的主参数是主轴直径。
使用卧式镗床加工时﹐刀具装在主轴﹑镗杆或平旋盘上﹐通过主轴箱可获得需要的各种转速和进给量(见切削用量)﹐同时可随着主轴箱沿前立柱的导轨上下移动。工件安装在工作台上﹐工作台可随下滑座和上滑座作纵横向移动﹐还可绕上滑座的圆导轨(见机床导轨)回转至所需要的角度﹐以适应各种加工情况。当镗杆较长时﹐可用后立柱上的尾架来支承其一端﹐以增加刚度。
为了加工大孔距工件或长箱体﹐有的卧式镗床把工作台横向行程加大两倍左右﹐采用加大床身主导轨宽度和带辅助导轨的方法增加下滑座刚度。
刨台式卧式镗铣床(图2 刨台式卧式镗铣床
)的床身呈T字形﹐工作台在床身上作横向移动﹐立柱作纵向移动﹔也有立柱不动﹐而工作台兼作纵向移动的。这种机床适用于长箱体﹑机架和成组工件的镗孔和铣削。
卧式镗铣床(图3 卧式镗铣床)无后立柱﹐床身较短﹐适合于调头镗削和铣削﹐有的还带有坐标测量装置。
机床: 直齿锥齿轮刨齿机
用成对刨齿刀按展成法(见齿轮加工)粗﹑精加工直齿锥齿轮或斜齿锥齿轮齿部的齿轮加工机床。直齿锥齿轮刨齿机可加工直径小至5毫米﹑模数为0.5毫米﹐大到直径为900毫米﹑模数为
20毫米的工件。加工精度一般为7级(JB180-60)﹐适用于中小批量生产。直径大于900
毫米的直齿锥齿轮则在按靠模法加工的刨齿机上加工﹐最大加工直径可达5000毫米。直齿锥齿轮刨齿机(见图 直齿锥齿轮刨齿机的组成
)的上﹑下刀架作直线往复的切削运动﹐整个刀架装在摇台上﹐并随摇台作一定角度的摆动﹐与工件的相应角度的正反回转运动一起构成展成运动。摇台每上下往复摆动一次﹐就完成一个齿的切削运动。这时工件随床鞍退出﹐转过一定角度进行分齿。然后床鞍又进到工作位置﹐开始切削第二个齿。床鞍的进退由进给鼓轮控制。全部齿切削完毕后机床自动停止。工件主轴箱按工件的根锥角在床鞍上调整位置。一般直齿锥齿轮刨齿机的工件主轴与摇台等高﹐不能调整﹐只能加工直齿。有的刨齿机的工件主轴的高度可调整﹐并带有切向刀架﹐可用以刨削斜齿锥齿轮。能刨削鼓形齿的刨齿机的刀架滑板有两条可调导轨﹐使刀架的运动轨迹略呈曲线﹐以刨出鼓形。
机床: 弧齿锥齿轮铣齿机
用弧齿锥齿轮铣刀盘按展成法粗﹑精加工弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮齿部的齿轮加工机床。弧齿锥齿轮铣齿机广泛用于机器制造业﹐尤在汽车﹑拖拉机工业中使用最多。加工直径小到10毫米﹐大至2500毫米。加工精度一般为7级(JB180-60)﹐有的可达6级。弧齿锥齿轮铣齿机(见图
弧齿锥齿轮铣齿机
)的铣刀盘主轴装在偏心鼓轮内﹐用以调整铣刀盘中心的位置。偏心鼓轮装在摇台内﹐并随摇台(带着铣刀盘)作一定角度的摆动﹐与工件的相应角度的正反回转运动一起构成展成运动。摇台每上下摆动一次完成一个齿的切削﹐这时工件随床鞍退出﹐并进行分齿﹐然后床鞍又进到工作位置﹐切削第二个齿。全部齿切削完毕后机床自动停止。弧齿锥齿轮铣齿机的工件主轴箱可在立柱上作垂直位移的调整。当工件主轴与摇台中心等高时﹐可切削弧齿锥齿轮﹔偏移时可切削准双曲面齿轮﹔微量的偏移可用于调整轮齿的接触区。弧齿锥齿轮铣齿机的刀具主轴有水平固定安装的和可倾斜调整的两种。后者可减少铣刀盘的品种规格和扩大机床的工艺可能性﹐新型机床大多采用这种结构。
弧齿锥齿轮铣齿机的变型很多﹐有结构简单﹑不带展成运动的粗切机﹐也有带展成运动的粗切机﹐还有专门精切大轮的拉齿机﹑专切大轮和兼切大﹑小轮的铣齿机等。
机床:坐标镗床
具有精密坐标定位装置﹐用于加工高精度孔或孔系的一种镗床。在坐标镗床上还可进行钻孔﹑扩孔(见钻削)﹑铰孔(见铰削)﹑铣削﹑精密刻线和精密划线等工作﹐也可作孔距和轮廓尺寸的精密测量。坐标镗床适于在工具车间加工钻模﹑镗模和量具等﹐也用在生产车间加工精密工件﹐是一种用途较广泛的高精度机床。(见彩图
卧式坐标镗床)
20世纪初期﹐由于钟表仪器制造业的发展﹐需要加工孔距精度较高的设备﹐1905年在瑞士制成小型台式坐标定中心机床。1917年﹐在美国制成单柱坐标镗床。1920年瑞士制成双柱坐标镗床。当时绝大多数坐标镗床采用精密丝杠螺母﹑标准测杆(或量块)和千分表作为坐标定位装置﹐坐标定位精度仅为6～10微米。30年代﹐在德国﹑瑞士等先后出现了以线纹尺定位的光学坐标镗床﹐坐标定位精度提高到2～6微米。60年代以后﹐随着电子技术的发展﹐坐标镗床向数字显示和数字控制方向发展﹐采用光栅﹑感应同步器﹑激光干涉仪和磁栅等作为坐标定位装置﹐有的还增设了自动换刀装置。
类型 坐标镗床有单柱﹑双柱和卧式3种。
单柱坐标镗床﹕主轴垂直布置﹐并由主轴套筒带动作上下移动以实现垂直进给(图1 单柱坐标镗床
)﹐有的主轴箱可沿立柱导轨上下移动以适应不同高度的工件。工作台沿滑座作纵向移动﹐滑座沿床身导轨作横向移动﹐以配合坐标定位。工作台三面敞开﹐操作方便。中小型坐标镗床大多采用这种布局形式﹐坐标定位精度为2～4微米。
双柱坐标镗床﹕两立柱上部通过顶梁连接﹐横梁可沿立柱导轨上下调整位置(图2 双柱坐标镗床
)。主轴箱沿横梁导轨作横向移动﹐工作台沿床身导轨作纵向移动﹐以配合坐标定位。大型的双柱坐标镗床在立柱上还配有水平主轴箱。采用双柱框架式结构﹐刚度很高﹐大中型坐标镗床多为这种形式﹐坐标定位精度为3～10微米。
单柱和双柱坐标镗床的主轴都垂直于工作台面﹐一般适合于加工一个方向上有孔的工件﹐如钻模﹑镗模和样板等。加工几个方向都有孔的工件时﹐则须使用万能回转工作台﹐因而工件的尺寸和重量受到限制。
卧式坐标镗床﹕两个坐标方向的移动分别为工作台横向移动和主轴箱垂直移动(图3 卧式坐标镗床
)。工作台可在水平面内回转。进给运动由纵向滑座的轴向移动或主轴套筒伸缩来实现。由于主轴平行于工作台面﹐利用精密回转工作台可在一次安装工件后很方便地加工箱体类零件四周所有的坐标孔﹐而且工件安装方便﹐生产效率较高。这种镗床适合箱体类零件的加工。
传动：轮齿修形
有意识地微量修整齿轮的齿面﹐使其偏离理论齿面的工艺措施。按修形部位的不同﹐轮齿修形可分为齿廓修形和齿向修形。
齿廓修形 微量修整齿廓﹐使其偏离理论齿廓。齿廓修形包括修缘﹑修根和挖根等(图1 齿廓修形
)。修缘是对齿顶附近的齿廓修形。通过修缘可以减轻轮齿的衝击﹑振动和噪声﹐减小动载荷﹐改善齿面的润滑状态﹐减缓或防止胶合破坏。修根是对齿根附近的齿廓修形。修根的作用与修缘基本相同﹐但修根使齿根弯曲强度削弱。採用磨削工艺修形时﹐为提高工效有时以小齿轮修根代替配对大齿轮修缘。挖根是对轮齿的齿根过渡曲面进行修整。经淬火和渗碳的硬齿面齿轮﹐在热处理后需要磨齿﹐为避免齿根部磨削烧伤和保持残餘压应力的有利作用﹐齿根部不应磨削﹐为此在切製时可进行挖根。此外﹐通过挖根可增大齿根过渡曲线的曲率半径﹐以减小齿根圆角处的应力集中。
沿齿线方向微量修整齿面﹐使其偏离理论齿面。通过齿向修形可以改善载荷沿轮齿接触线的不均匀分布﹐提高齿轮承载能力。齿向修形的方法主要有齿端修薄﹑螺旋角修整﹑鼓形修整和曲面修整等(图2
)。齿端修薄是对轮齿的一端或两端在一小段齿宽上将齿厚向端部逐渐削薄。它是最简单的修形方法﹐但修整效果较差。螺旋角修整是微量改变齿向或螺旋角β
的大小﹐使实际齿面位置偏离理论齿面位置。螺旋角修整比齿端修薄效果好﹐但由於改变的角度很小﹐因此不能在齿向各处都有显著效果。鼓形修整是採用齿向修形使轮齿在齿宽中央鼓起﹐一般两边呈对称形状。鼓形修整虽然可以改善轮齿接触线上载荷的不均匀分布﹐但是由於齿的两端载荷分布并非完全相同﹐误差也不完全按鼓形分布﹐因此修形效果也不理想。曲面修整是按实际偏载误差进行齿向修形。考虑实际偏载误差﹐特别是考虑热变形﹐则修整以后的齿面不一定总是鼓起的﹐而通常呈凹凸相连的曲面。曲面修整效果较好﹐是较理想的修形方法﹐但计算比较麻烦﹐工艺比较复杂。
传动：轮系
由一系列轮子组成的传动系统。这些轮子通常是齿轮﹐也可以是摩擦轮等。按轮系中各齿轮的几何轴线是否固定可分为定轴轮系和行星轮系。
定轴轮系 各轮的几何轴线位置都固定不动﹐它的传动比为
式中na﹑nk和wa﹑wk分别为齿轮a和齿轮k的转速和角速度﹔係数(-1)m中的m为该轮系中外嚙合齿轮对数﹐m为偶数时﹐係数为正值﹐表示主动轮和从动轮转向相同﹔m为奇数时﹐係数为负值﹐表示主动轮和从动轮转向相反。m只适用於平行轴的定轴轮系。定轴轮系主要适用於下列情况﹕(1)大的传动比。一般一对齿轮的传动比不宜过大﹐例如要求实现传动比为100﹐若仅用一对齿轮﹐则大轮直径将为小轮直径的100倍﹐若採用三级的轮系﹐则大轮直径可大为减小。(2)较大的轴间距。如两轴距离较大﹐採用一对齿轮传动﹐则两齿轮直径势必很大。若在中间加一个或几个齿轮﹐齿轮尺寸即可缩小。(3)变速或变向﹐用变速机构改变轮系的传动比(见变速器)以实现变速﹔或设置中间轮以改变从动轴的转向。这种只改变从动轮转向不改变原传动比大小的中间轮称为惰轮。(4)用一个主动轴带动若干要求不同转速﹑转向的从动轴﹐或用若干从动轴带动同一主动轴。定轴轮系的效率等於串联的各对齿轮传动效率的连乘积。
行星轮系 其特点﹑应用﹑传动比和效率参见行星齿轮传动。
传动：齿轮承载能力
在齿轮传动中﹐齿轮失效前所能传递的最大允许载荷。齿轮的承载能力取决於齿轮的尺寸﹑结构﹑材质﹑製造水平﹑润滑条件﹑允许的损伤程度﹑要求的寿命和可靠度等。
齿轮的齿圈﹑轮辐和轮轂等部分通常按经验设计﹐结构尺寸的安全係数较大﹐一般很少遭受破坏。齿轮的失效主要出现在轮齿上。轮齿的失效形式主要有轮齿摺断﹑点蚀﹑胶合﹑磨损和塑性变形等(图1
齿轮轮齿的主要失效形式
)。不过﹐轮齿每一种失效形式的出现并不是孤立的﹐齿面一旦出现了点蚀或胶合﹐就会加剧齿面的磨损﹔齿面的严重磨损又将导致轮齿的摺断等。
轮齿受载后齿根处的弯曲应力最大﹐当轮齿弯曲应力超过其极限应力时就会发生过载摺断或疲劳摺断。轮齿摺断一般发生在齿根部分﹐可能一个或多个齿沿齿长整体摺断﹐也可能发生局部摺断。
在润滑良好的闭式传动中﹐齿面在过高的循环变化的接触应力作用下產生疲劳裂纹﹐裂纹不断扩展蔓延﹐导致工作齿面小块金属剥落﹐形成麻点﹐即点蚀。点蚀严重时会產生强烈振动和机械噪声﹐使齿轮不能正常工作。点蚀一般首先出现在节线附近的齿根表面。
在高速重载齿轮传动中﹐油膜会因瞬时高温而破坏﹐相嚙合齿面的金属形成局部熔焊﹐导致较软齿面上的金属撕落﹐形成沟痕。在低速重载齿轮传动中﹐有时也常因局部压应力很高﹐两接触齿面间油膜被刺破而黏著。胶合时振动和噪声增大﹐轮齿很快失效。
在闭式传动中﹐润滑油供应不足﹐油不清洁﹐齿面易產生磨损。在开式传动中﹐灰尘和各种颗粒等进入嚙合齿面会造成磨料磨损。磨损使齿厚减薄﹑侧隙加大﹐造成衝击﹐降低弯曲强度﹐严重时使轮齿过载摺断。
在过大的应力作用下﹐轮齿材料因屈服而產生的塑性流动﹐如齿面碾击塑变﹑鳞皱﹑起脊﹑齿体的歪扭和齿形剧变等。这些现象多发生在硬度低的齿轮上﹐严重时会破坏正常齿廓﹐使之失去工作能力。
在机械工程中﹐轮齿的强度计算方法主要有两种。一种是以轮齿点蚀为依据的齿面接触强度计算法﹔一种是以轮齿摺断为依据的齿根弯曲强度计算法。此外﹐对於齿面抗胶合能力也有相应的强度计算法。对於轮齿的磨损和塑性变形﹐由於缺乏试验数据和手段﹐尚无较为成熟的计算法。中国参照
ISO直齿和斜齿轮承载能力计算的基本原则﹐制定了关於渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法的国家标準。&
　　　齿面接触强度计算
由於点蚀常首先在节线附近发生﹐通常以节点处两齿廓的曲率半径p1和p2为半径﹐分别作两个圆柱体(图2 齿面接触强度计算
)﹐根据赫兹公式导出齿轮的接触强度计算公式﹐其强度条件为
式中 H为最大接触应力(兆帕)﹔Ft 为分度圆上名义切向力(牛)﹔K
为载荷係数﹐考虑工作情况﹑製造误差和弹性变形等对齿轮承载能力的影响﹔b为齿轮的工作宽度(毫米)﹔
d1为小齿轮的分度圆直径(毫米)﹔u为齿数比﹐
Z 2﹑Z 1分别为大轮和小轮的齿数﹔式中“＋”号用於外嚙合﹐“－”号用於内嚙合﹔Z
H为节点区域係数﹐主要考虑节点处齿廓曲率对接触应力的影响﹔Z E为弹性係数( )﹐考虑材料弹性模量和泊桑比对最大接触应力的影响﹔
HP为许用接触应力(兆帕)。
齿根弯曲强度计算
主要根据1892年美国W.刘易斯提出的论点(把轮齿看作悬臂樑)为基础来进行计算。轮齿在齿顶处嚙合时弯曲力臂最大﹐齿根危险截面AB
处的弯曲应力也最大(图3 齿顶嚙合受载和齿根应力图
)。由於齿轮传动重合度大於1﹐在齿顶嚙合时载荷由几对齿来分担。对较低精度的齿轮传动﹐考虑到製造误差的影响﹐仍以一对齿嚙合进行计算为宜。略去压应力和切应力后其强度条件为
式中 F 为齿根弯曲应力(兆帕)﹔m为模数(毫米)﹐对斜齿轮用法模数mn﹔yF为齿形係数﹐考虑齿形对弯曲应力的影响﹔
FP为许用弯曲应力(兆帕)。
齿面胶合计算
通常以限制接触齿面的温度作为胶合计算的依据。常用方法有两种﹕一种是计算齿面各接触点的最高瞬时温度﹐使之小於某极限温度的闪温法﹔另一种是计算齿面嚙合过程的平均温度﹐使之小於某极限温度的积分温度法。
为充分发挥齿轮的承载能力﹑减少失效﹑延长寿命和提高传动效率﹐润滑是重要环节。齿轮齿面工作时每一点的嚙合时间非常短促﹐接触应力大﹐而且常存在加工和装配误差等﹐故在一般条件下较难形成流体动压润滑状态﹐而处於边界润滑和混合润滑状态。为了提高齿轮的承载能力﹐必须改进润滑材料和使用特殊的润滑剂。一般是在齿轮装配后先加入硫﹑磷型极压添加剂﹐然后进行跑合﹐以降低齿面粗糙度﹐增加油膜厚度﹐提高润滑效果。润滑剂和润滑方式根据齿轮圆周速度和工作条件来选择。对开式﹑半开式齿轮传动﹐通常用人工定期加润滑脂或黏度大的润滑油进行润滑。对於齿轮圆周速度
v≦12米/秒的闭式齿轮传动﹐常採用浸油润滑。高速级轮齿浸入油中深度约为一个齿高﹐但不小於10毫米﹐低速级齿轮也不宜大於100毫米。当v
〉12～15米/秒时﹐应採用喷油润滑。对高速轻载齿轮﹐应选黏度较小的润滑油﹐对低速重载齿轮﹐应选黏度较大的润滑油。为了改善润滑油的性能﹐一般在润滑油中加二硫化鉬﹑石墨或氯﹑铅的烷基化合物﹑硫氰化合物等﹐有普遍採用硫-磷型极压齿轮油的趋势。
传动：齿轮
能互相嚙合的有齿的机械零件。在机械传动及整个机械领域中应用极其广泛。现代齿轮技术已达到﹕齿轮模数m=0.004～100毫米﹔齿轮直径由1毫米～150米左右﹔传递功率可达100000千瓦﹔转速可达100000转/分﹔最高的圆周速度达300米/秒。
齿轮在传动中应用很早。公元前300多年﹐希腊哲学家亚里士多德在《机械问题》中就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。中国古代发明的指南车中已应用了整套的轮系。不过﹐古代的齿轮是用木料製造或用金属铸成的﹐只能传递轴间的迴转运动﹐不能保证传动的平稳性﹐齿轮的承载能力也很小。随著生產的发展﹐齿轮运转的平稳性受到重视。1674年丹麦天文学家O.罗默提出用外摆线作齿廓曲线﹐以得到运转平稳的齿轮。18世纪工业革命时期﹐齿轮技术得到高速发展﹐人们对齿轮进行了大量的研究。1733年法国数学家M.卡米发表了齿廓嚙合基本定律(见齿轮传动)。1765年瑞士数学家L.欧拉建议採用渐开线作齿廓曲线。19世纪出现的滚齿机和插齿机﹐解决了大量生產高精度齿轮的问题。1900年H.普福特在滚齿机上装上差动装置﹐能在滚齿机上加工出斜齿轮﹐从此滚齿机滚切齿轮得到普及﹐展成法加工齿轮佔了压倒优势﹐渐开线齿轮成为应用最广的齿轮。1899年O.拉舍最先实施了变位齿轮的方案。变位齿轮不仅能避免轮齿根切﹐还可以凑配中心距和提高齿轮的承载能力。1923年美国E.怀尔德哈伯最先提出圆弧齿廓的齿轮﹐1955年苏联M.A.诺维科夫对圆弧齿轮进行了深入的研究﹐圆弧齿轮遂得以应用於生產。这种齿轮的承载能力和效率都较高﹐但尚不及渐开线齿轮那样易於製造﹐还有待进一步改进。
齿轮名词术语 图中 齿轮各部分名称 标示出齿轮各部分的名称。
轮齿(齿)──齿轮上的每一个用於嚙合的凸起部分。一般说来﹐这些凸起部分呈辐射状排列。配对齿轮上轮齿互相接触﹐导致齿轮的持续嚙合运转。
齿槽──齿轮上两相邻轮齿之间的空间。
端面──在圆柱齿轮或圆柱蜗杆上垂直於齿轮或蜗杆轴线的平面。
法面──在齿轮上﹐法面指的是垂直於轮齿齿线的平面。
齿顶圆──齿顶端所在的圆。
齿根圆──槽底所在的圆。
基圆──形成渐开线的发生线在其上作纯滚动的圆。
分度圆──在端面内计算齿轮几何尺寸的基準圆﹐对於直齿轮﹐在分度圆上模数和压力角均为标準值。
齿面──轮齿上位於齿顶圆柱面和齿根圆柱面之间的侧表面。
齿廓──齿面被一指定曲面(对圆柱齿轮是平面)所截的截线。
齿线──齿面与分度圆柱面的交线。
端面齿距pt──相邻两同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
模数m──齿距除以圆周率所得到的商﹐以毫米计。
径节p──模数的倒数﹐以英寸计。
齿厚s ──在端面上一个轮齿两侧齿廓之间的分度圆弧长。
槽宽e ──在端面上一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长。
齿顶高ha──齿顶圆与分度圆之间的径向距离。
齿根高hf──分度圆与齿根圆之间的径向距离。
全齿高h──齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
齿宽b──轮齿沿轴向的尺寸。
端面压力角at ── 过端面齿廓与分度圆的交点的径向线与过该点的齿廓切线所夹的锐角。
分类 齿轮可按齿形﹑齿轮外形﹑齿线形状﹑轮齿所在的表面和製造方法等分类。
(1)齿轮的齿形包括齿廓曲线﹑压力角﹑齿高和变位。表 齿轮按齿形分类表 为齿轮按齿形的分类。
渐开线齿轮比较容易製造﹐因此现代使用的齿轮中渐开线齿轮佔绝对多数﹐而摆线齿轮和圆弧齿轮应用较少。在压力角方面﹐以前有些国家採用过14.5°和15°﹐但是多数国家已统一规定为20°。小压力角齿轮的承载能力较小﹔而大压力角齿轮﹐虽然承载能力较高﹐但在传递转矩相同的情况下轴承的负荷增大﹐因此大压力角齿轮仅用於特殊情况。齿高已标準化﹐一般均採用标準齿高。变位齿轮优点较多﹐已遍及各类机械设备中。
(2)齿轮按其外形分为圆柱齿轮﹑锥齿轮﹑非圆齿轮﹑齿条﹑蜗杆-蜗轮。
(3)按齿线形状齿轮分为直齿轮﹑斜齿轮﹑人字齿轮﹑曲线齿轮。
(4)按轮齿所在的表面齿轮分为外齿轮﹑内齿轮。外齿轮齿顶圆比齿根圆大﹔而内齿轮齿顶圆比齿根圆小。
(5)按製造方法齿轮分为铸造齿轮﹑切製齿轮﹑轧製齿轮﹑烧结齿轮等。
材料和热处理对齿轮的承载能力和尺寸﹑重量有很大的影响。20世纪50年代前多用碳钢﹐60年代改用合金钢﹐而70年代多用表面硬化钢。齿面按硬度可区分为软齿面和硬齿面两种。
(1)软齿面﹕齿面硬度HB&#﹐在调质或正火热处理之后进行精切齿。这种齿轮承载能力较低﹐但製造比较容易﹐跑合性好﹐用於传动尺寸和重量无严格限制以及小量生產的一般机械中。因为配对的齿轮中小轮负担较重﹐为使大小齿轮工作寿命大致相等﹐小轮齿面硬度比大轮的高HB20～50。
(2)硬齿面﹕齿面硬度HB〉350。这种齿轮承载能力高﹐在齿轮精切之后进行淬火﹑表面淬火或渗碳淬火﹐一般齿面硬度HRC45～65。但在热处理中﹐齿轮不可避免地產生变形﹐因此在热处理之后须进行磨削﹑研磨或精切﹐以消除因变形產生的误差﹐提高齿轮的精度。如果硬齿面齿轮精度不够﹐其承载能力往往不如软齿面的。经渗氮处理的齿面硬度HV&#﹐抗胶合能力较高。由於渗氮时温度较低﹐齿轮的变形很小﹐可不再进行机械加工﹐但渗氮层较薄﹐适於製造小尺寸的齿轮﹐但不能承受衝击载荷或磨料磨损。
製造齿轮常用的钢有调质钢﹑淬火钢﹑渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低﹐用於尺寸较大的齿轮。灰铸铁机械性能较差﹐可用於轻载的开式齿轮传动中。球墨铸铁可部分地代替钢製造齿轮。塑料齿轮用於轻载和要求噪声低的地方﹐与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。
齿轮正向重载﹑高速﹑高精度和高效率等方向发展﹐并力求尺寸小﹑重量轻﹑寿命长和经济可靠。齿轮理论和製造工艺的发展方向是﹕(1)进一步研究轮齿损伤的机理﹐这是建立可靠的强度计算方法的依据﹐是提高齿轮承载能力﹐延长齿轮寿命的理论基础﹔(2)发展以圆弧齿廓为代表的新齿形﹔(3)研究新型的齿轮材料和製造齿轮的新工艺(包括成型工艺和热处理工艺)﹔(4)对中﹑小型齿轮採用冷成型加工﹑精密铸造和粉末冶金等工艺方法﹐在保证精度的前提下提高生產率和降低成本﹔(5)考虑齿轮的弹性变形﹑製造和安装误差以及温度场的分布﹐进行轮齿修形﹐以改善齿轮运转的平稳性﹐并在满载时增大轮齿的接触面积﹐从而提高齿轮的承载能力﹔(6)摩擦﹑润滑理论和润滑技术是基础性工作﹐研究弹性流体动压润滑理论﹐推广採用合成润滑油和在油中适当地加入极压添加剂(见润滑剂)﹐这不仅可提高齿面的承载能力﹐而且也能提高传动效率﹔(7)改进齿轮传动的结构﹐例如採用行星传动或把单轮驱动改为多个小轮同时驱动中央大轮的挠性多点嚙合传动﹐以提高齿轮的承载能力。
&&&&&&&传动：模数
相邻两轮齿同侧齿廓间的齿距t与圆周率π的比值(m＝t/π)﹐以毫米为单位。模数是模数制轮齿的一个最基本参数。模数越大﹐轮齿越高也越厚﹐如果齿轮的齿数一定﹐则轮的径向尺寸也越大。模数系列标準是根据设计﹑製造和检验等要求制订的。对於具有非直齿的齿轮﹐模数有法向模数mn﹑端面模数ms与轴向模数mx的区别﹐它们都是以各自的齿距(法向齿距﹑端面齿距与轴向齿距)与圆周率的比值﹐也都以毫米为单位。对於锥齿轮﹐模数有大端模数me﹑平均模数mm和小端模数m1之分。对於刀具﹐则有相应的刀具模数mo等。标準模数的应用很广。在公制的齿轮传动﹑蜗杆传动﹑同步齿形带传动和棘轮﹑齿轮联轴器﹑花键等零件中﹐标準模数都是一项最基本的参数。它对上述零件的设计﹑製造﹑维修等都起著基本参数的作用(见圆柱齿轮传动﹑蜗杆传动等)。
传动：渐开线
平面上一动直线沿固定圆作纯滚动时﹐此直线上任意点的轨跡为该圆的渐开线(见图 渐开线的形成 )。这一动直线BK 称为发生线﹐固定圆O
1称为基圆。K 的轨跡A 1K 为O 1的渐开线。基圆越大﹐渐开线在相同压力角ak的某点K处的曲率半径也越大﹐如B 2K 大於B 1K
。当基圆趋於无穷大时﹐BK 趋於无穷大﹐渐开线亦趋於直线AK 。基圆内无渐开线。渐开线常用於齿轮轮齿的工作齿廓和花键工作齿廓。
传动：圆柱齿轮传动
用於传递平行轴间动力和运动的一种齿轮传动。圆柱齿轮传动的传递功率和速度适用范围大﹐功率可从小於千分之一瓦到10万千瓦﹐速度可从极低到
300米/秒。这种传动工作可靠﹐寿命长﹐传动效率高(可达0.99以上)﹐结构紧凑﹐运转维护简单。但加工某些精度很高的齿轮﹐需要使用专用的或高精度的机床和刀具﹐因而製造工艺复杂﹐成本高﹔而低精度齿轮则常发生噪声和振动﹐无过载保护作用。
按轮齿与齿轮轴线的相对关係﹐圆柱齿轮传动可分为直齿圆柱齿轮传动﹑斜齿圆柱齿轮传动和人字齿圆柱齿轮传动3种。按嚙合形式可分为﹕外嚙合齿轮传动﹐由两个相嚙合的外齿轮组成﹐两轮转向相反﹔内嚙合齿轮传动﹐由一个内齿轮和一个外齿轮组成﹐两轮转向相同﹔齿轮齿条嚙合传动﹐由一个外齿轮和齿条组成﹐可将齿轮的转动变为齿条的直线运动﹐而且外齿轮的节圆圆周速度等於齿条的移动速度。
齿廓形成 如图1 渐开线圆柱齿轮齿廓曲面的形成 所示﹐平面S
沿半径为rb的基圆柱作纯滚动时﹐其上与基圆柱母线NN 平行的某一条直线KK
的轨跡所形成的渐开线曲面即渐开线直齿圆柱齿轮的齿面。若直线KK 与母线NN
成一角度βb﹐则所形成的轨跡为一渐开线螺旋面﹐即渐开线斜齿圆柱齿轮的齿面﹐βb为基圆柱上的螺旋角。
由齿廓曲面形成过程可知﹐渐开线直齿圆柱齿轮嚙合时﹐齿廓曲面的接触线是与轴线平行的直线﹐在嚙合过程中整个齿宽同时进入和退出嚙合﹐轮齿上所受的力也是突然加上或卸掉﹐故传动平稳性差﹐衝击和噪声大。渐开线斜齿圆柱齿轮嚙合时﹐齿面的接触线是逐渐由短变长﹐以后又逐渐由长变短﹐直至脱离嚙合﹐轮齿上所受的力也是逐渐由小到大﹐再由大到小﹐同时嚙合的轮齿对数多﹐故传动较平稳﹐衝击和噪声小﹐适用於高速和重载传动。但斜齿圆柱齿轮传动时產生轴向分力F
X(图2 斜齿和人字齿圆柱齿轮的受力分析 )﹐它由轴和轴承承担。为减小传动时的轴向分力F
X﹐螺旋角不宜过大﹐一般取分度圆柱上的螺旋角β＝8°～15°。人字齿圆柱齿轮的一部分齿宽为右螺旋齿﹐另一部分为左螺旋齿。根据製造方法不同﹐左﹑右螺旋齿中间有带退刀槽和不带退刀槽的两种结构。前者可在普通滚齿机上加工﹐后者需用专用设备加工。人字齿轮除具有斜齿轮的长处外﹐由於其两部分轮齿的左﹑右螺旋角大小相等﹐方向相反﹐可使轴向力F
X互相抵消﹔但是製造稍困难些。人字齿圆柱齿轮传动常用於传递大功率﹑大转矩的重型机械中﹐其螺旋角可比斜齿轮大些﹕β＝15°～45°﹐常用30°左右。
除產生氧化皮外﹐还会减少钢的表层碳含量﹐形成脱碳层﹐降低锻件表层的硬度和强度。氧化皮的產生更不利於精密锻造。为避免或减少氧化引起的各种问题和损失﹐20世纪以来人们对锻坯少无氧化加热作了许多研究﹐研究成果已用於工业生產。
最大镗孔直径(毫米)
主轴中心线至工作表面距离(毫米)
工作台荷重(公斤)
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外包装箱直径
端面平直度
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外包装箱直径
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500-200000
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主轴端面至工作台面距离(毫米)
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外包装箱直径
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镗轴直径铣轴直径
主轴箱行程(毫米)
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滑枕行程(公斤)
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外包装箱直径
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最大镗孔直径
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