金属切削机床概论教案.docx
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金属切削机床概论教案
教师课时授课计划（教案首页）
NO：
1
授课日期
10年9月2号
授课班级
课题：
§1-1机床在国民经济中的地位及其发展简史
§1-2机床的分类与型号
§1-3对机床的一般要求
本次授课目的与要求：
目的：
了解机床的概念和作用。
要求：
掌握机床的分类与型号编制及对机订床的一般要求。
教学方法：
理论教学。
教具、挂图：
投影、教具。
考核（或提问）：
提问。
复习旧课要点：
新课难点、重点与解决措施：
重点：
机床的分类、参数与型号编制。
难点：
机床的参数。
解决措施：
问题分解，由浅入深，反馈提问，层层推进。
课外作业（或复习题）：
P19 1、2
本课小结（或改进措施）：
本次课难点分析清楚透切，重点讲述充分，反馈调控恰当，学生对学习内容理解明白，堂上提问回答清楚正确，气氛热烈。
授课按计划顺利完成。
新课课题：
§1-1机床在国民经济中的地位及其发展简史
一．金属切削机床的定义：
P1
二．金属切削机床发展简史
1．在国民经济中的地位：
（1）高精度和高要求的加工；
（2）占机械工作总量的40~60%
（3）现代物质文明的基础。
2．发展史：
（1）石器、青铜时代出现刀具但未有；
（2）十八世纪蒸汽机的出现导至汽缸孔和镗床的发明；
（3）1797年带机动刀架的车床出现；
（4）十九世纪出现车、钻、刨、磨……等机床先后出现；
（5）二十世纪新材料新技术的不断出现使机床产生质的飞跃，四十年代发生的二次世界大战刺激了机床精度和效率的大提高。
八、九十年代数控机床和加工中心出现。
3．我国机床现状
§1-2机床的分类与型号
一.机床的分类
1．按型号编制分：
车、钻、刨、磨、镗……等共十二大类；
2．按工艺范围分：
通用、专门化、专机；
3．按重量、尺寸分：
仪表、中型、大型（100T）、重型（30T）、超重型（100T以上）。
共五类。
二.机床的技术参数与尺寸糸列见附录I表4。
1.技术参数—P3
表示机床尺寸及其工作能力的各种技术数据。
（1）主参数—机床最主要的一个技术参数，直接反映机床的工作能力并影响其它参数。
通常以最大加工尺寸或以此有关的机床部件尺寸来表示。
例：
卧式车床的主参数为床身上的最大工件的回转直径。
钻床主参数为最大钻孔直径。
升降台铣床主参数为工作台面宽度尺寸。
（2）第二主参数—为了更完整地表示机床的工作能力和加工范围，有些机床还规定有第二主参数。
例：
卧式车床的第二主参数为最大加工长度。
（3）主要工作部件的结构尺寸—P3（略讲）
（4）主要工作部件行程范围—P3（略讲）
（5）主运动、进给运动的速度和变速级数，快速空行程运动速度等。
P3（略讲）
（6）主电动机、进给电动机和各种辅助电动机的功率。
P3（略讲）
（7）机床的轮廓尺寸（长×宽×高）和重量。
P3（略讲）
***参数是用户选择和使用机床的重要技术资料，每台机床的说明书都有详细列出。
由于各行各业加工的工件大小相差悬殊。
为了更好地发挥机床的效能，每类机床都有大小不同的几种规格以适应各种工件加工的要求。
三．机床型号
是机床的产品代号，用于简明地表示机床的类型、主要技术参数、性能和结构特点等。
各国的机床型号编制方法不同。
我国是由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律排列组成。
□□○○○○□
‖‖‖‖‖‖‖
类通组系主改
别用别别参进
代特代代数号
号性号号
代
号
例一．Z3040
Z—类别代号：
钻床类3—组别代号：
摇臂钻床组
0—系别代号：
摇臂钻床系40—主参数代号：
最大钻孔直径40MM。
例二．MM7132A
M—磨床类M—通用特性代号：
精密
7—平面及端面磨床1—卧轴矩台平面磨床系
32—工作台面宽度320MMA—第一次重大改进
§1-3对机床的一般要求
一.机床必须具备一定的功能，包括工艺范围、加工精度和表面粗糙要与加工任务相适应的要求。
二.机床必须有一定的经济性，做到成本低，高的生产效率，使用性能好，对环境污柒要小。
作业：
P191、2
广州市轻工业中等专业学校
教师课时授课计划（教案首页）
NO：
2
授课日期
10年9月3号
授课班级
08机电1班
课题：
§1-4 机床上工件表面成形方法和所需运动
（一）
本次授课目的与要求：
目的：
了解机床上工件表面成形方法和所需运动。
要求：
掌握机床上工件表面的轨迹法与成形法的成形方法。
教学方法：
理论教学。
教具、挂图：
投影、教具。
考核（或提问）：
提问。
复习旧课要点：
复习上节课机床分类与型号编制的内容。
新课难点、重点与解决措施：
重点：
机床上工件表面成形方法。
难点：
轨迹法。
解决措施：
问题分解，由浅入深，反馈提问，层层推进。
课外作业（或复习题）：
本课小结（或改进措施）：
本次课难点分析清楚透切，重点讲述充分，反馈调控恰当，学生对学习内容理解明白，堂上提问回答清楚正确，气氛热烈。
授课按计划顺利完成。
新课课题：
§1-4 机床上工件表面成形方法和所需运动
一、工件表面的成形方法
不同的机床和加工方法虽然原理有所不同，但其基本原理是相同的。
即：
通过刀具和工件之间的相对运动，切除坯件上多余金属，形成一定形状、尺寸和质量的表面，从而获得所需机械零件。
所以，工件上各个工作表面的形成过程就是金属切削加工工艺过程。
机械零件上的各种表面见图1－2。
实际上，任何的线性表面都是由一根母线沿着导线运动而成的。
图1－3a、b、c、d、e
图中1－母线，2－导线
而形成表面的母线和导线称为表面的发生线。
工件表面的形成方法：
1、轨迹法 图1－4a
由刀具的运动轨迹形成。
2、成形法 图1－4b
曲线形的母线由成形刀具的切削刃直接形成，而直线形的导线由轨迹法形成。
不同的机床和加工方法虽然原理有所不同，但其基本原理是相
同的。
即：
通过刀具和工件之间的相对运动，切除坯件上多余金属，形成
一定形状、尺寸和质量的表面，从而获得所需机械零件。
所以，工件上各个工作表面的形成过程就是金属切削加工工艺
过程。
机械零件上的各种表面见图1－2。
实际上，任何的线性表面都是由一根母线沿着导线运动而成的。
图1－3a、b、c、d、e
图中1－母线，2－导线
而形成表面的母线和导线称为表面的发生线。
工件表面的形成方法：
3、相切法 图1－4c
如铣刀、砂轮等，刀齿在柱体外表面绕轴线作旋转运动，同
时刀具作轨迹运动，切削点运动轨迹的包络线就是切削的发生线。
4、范成法（展成法）
利用一对渐开线齿轮或齿轮齿条相互啮合运动的原理，把其中
一个齿轮或齿条做成具有切削能力的刀具来完成齿形加工的一种加
工方法。
广州市轻工业中等专业学校
教师课时授课计划（教案首页）
NO：
3
授课日期
10年9月7号
授课班级
08机电1班
课题：
§1-4 机床上工件表面成形方法和所需运动
（二）
本次授课目的与要求：
目的：
了解机床上工件表面成形方法。
要求：
掌握机床上工件表面相切法与范成法的成形方法。
教学方法：
理论教学。
教具、挂图：
投影、教具。
考核（或提问）：
提问。
复习旧课要点：
复习上节课轨迹法与成形法的内容。
新课难点、重点与解决措施：
重点：
机床上工件表面相切法与范成法的成形方法。
难点：
机床上工件表面相切法与范成法的成形方法。
解决措施：
问题分解，由浅入深，反馈提问，层层推进。
课外作业（或复习题）：
本课小结（或改进措施）：
本次课难点分析清楚透切，重点讲述充分，反馈调控恰当，学生对学习内容理解明白，堂上提问回答清楚正确，气氛热烈。
授课按计划顺利完成。
§1-4机床上工件表面成形方法和所需运动
二、机床的运动
机床加工工件时，为了获得所需表面，都需要刀具和工件作
相对运动（除成形法外），这种运动称为表面成形运动。
各种表面的成形运动的组成用图1－5、6、7解释
机床加工过程除完成成形运动外，还需要完成其它一系列运动。
如：
安装工件、开车、车刀快速趋近工件、径向切入……的一系列辅助运动。
辅助运动的作用：
实现机床加工过程中所必需的各种辅助动作，为表面形成创造
条件。
广州市轻工业中等专业学校
教师课时授课计划（教案首页）
NO：
4
授课日期
10年9月9号
授课班级
08机电1班
课题：
§1-4 机床上工件表面成形方法和所需运动（三）
本次授课目的与要求：
目的：
了解机床上工件表面成形所需的运动。
要求：
掌握各种运动的概念与作用。
教学方法：
理论教学。
教具、挂图：
投影、教具。
考核（或提问）：
提问。
复习旧课要点：
复习上节课范成法与相切法的内容。
新课难点、重点与解决措施：
重点：
简单运动与复合运动。
难点：
复合运动。
解决措施：
问题分解，由浅入深，反馈提问，层层推进。
课外作业（或复习题）：
P19 2 4
本课小结（或改进措施）：
本次课难点分析清楚透切，重点讲述充分，反馈调控恰当，学生对学习内容理解明白，堂上提问回答清楚正确，气氛热烈。
授课按计划顺利完成。
辅助运动一般包括：
1、切入运动
刀具相对工件切入一定深度，以保证工件达到要求的尺寸。
2、分度运动
多工位工作台、刀架等的周期转位或移位，以便依次加工工件
上各个表面或依次使用不同刀具对工件进行顺序加工。
3、调位运动
加工开始前机床有部件的移位以调整刀具和工件之间的正确相
对位置。
4、其它各种空程运动
如切削前后刀具的快速趋近和退回、开车、停车、变速、变向、
装夹、松开工件。
广州市轻工业中等专业学校
教师课时授课计划（教案首页）
NO：
5
授课日期
10年9月10号
授课班级
08机电1班
课题：
§1-5机床的传动原理
本次授课目的与要求：
目的：
了解机床的传动原理。
要求：
掌握传动链的概念和传动原理图的阅读方法。
教学方法：
理论教学。
教具、挂图：
投影、教具。
考核（或提问）：
提问。
复习旧课要点：
复习上节课简单运动和复合运动的内容。
新课难点、重点与解决措施：
重点：
传动链的概念与传动原理图的阅读方法。
难点：
传动链的分析。
解决措施：
问题分解，由浅入深，反馈提问，层层推进。
课外作业（或复习题）：
P20 9
本课小结（或改进措施）：
本次课难点分析清楚透切，重点讲述充分，反馈调控恰当，学生对学习内容理解明白，堂上提问回答清楚正确，气氛热烈。
授课按计划顺利完成。
新课课题：
§1-5机床的传动原理
一.机床必须具备的三个基本部分
1.执行件—执行机床运动的部件。
如主轴、刀架、工作台等。
其任务是装夹刀具和工件并直接带动它们完成一定形式运动，保证运动轨迹的准确性。
2.运动源—为执行件提供运动和动力的装置。
如各式电动机等。
3.传动装置—传递运动和动力的装置，通过它把执行件和运动源或执行件和另一个执行件之间联糸起来，使执行件获得一定速度和方向的运动，并使有关执行件之间保持某种确定的运动关系。
（以自行车为例说明上述三个部件的概念和作用。
）
二.机床的传动装置形式
机械、液压、电气、气压等多种形式。
三.机械传动形式：
皮带、齿轮、齿条、丝杆螺母等传动件实现运动的传递。
四.传动链—P10
使执行件与运动源或一个执行件与另一个有关执行件保持运动联系的一系列顺序排列的传动件。
（举例：
自行车传动链。
）
传动链中常见的两类传动机构：
（1）.定比传动机构—传动比和传动方向固定不变的传动机构。
如：
定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杆螺母副等。
（2）.换置机构—根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传动机构。
如：
挂轮变速机构、滑移变速机构、离合器换向机构等。
（取模型说明上述两种机构。
）
五.成形运动
工件是由各种表面组成，加工另件就是获取工件上的各种表面，获取工件表面时，刀具和工件都必须进行相应的运动，此时的运动就是成形运动。
（1）.简单运动
如果获取工件表面的成形运动只有一个运动，那么这个运动就是简单运动。
如：
尖头车刀车外圆时，工件的旋转和刀具的直线移动。
（2）.复合运动
如果获取工件表面的成形运动由二个相互之间必须有严格的运动关系的运动组成，那么这个运动就是复合运动。
如：
螺纹车刀车螺纹时的工件旋转运动和刀具的直线移动。
它们两者都有严格的运动关系。
六.传动原理图
以假想线代表传动链中所有的定比传动机构，菱形代表所有的换置
机构，以及其它简单的符号表示机床传动链传动路线的简单图形。
七.传动链的传动路线
找出传动路线的步骤：
（1）首先找出运动源与执行件。
（2）然后从运动源开始向执行件方向顺序查找。
（3）写出传动路线。
例：
P11图1-8
a）图：
1.写出铣刀旋传的传动路线；2.写出工作台移动的传动路线。
（外传动链）
解：
1.铣刀的传动路线：
（a）两端件：
电动机—铣刀
（b）传动链：
电动机—1—2—uv—3—4—铣刀。
（c）换置机构：
uv改变铣刀的旋转方向和运动的大小。
2.工作台的传动路线：
（a）两端件：
电动机—工作台
（b）传动链：
电动机—5—6—uf—7—8—工作台。
以上是简单运动的传动链。
b）图：
实现复合运动的传动链。
（内传动链）
车螺纹的复合运动传动链：
（1）两端件：
主轴—刀架
（2）传动链：
主轴—4—ux—6—7—刀架。
c）图：
车锥形螺纹的复合运动传动链：
一.纵向进给传动链：
（1）两端件：
主轴—纵向刀架
（2）传动链：
主轴—4—5—ux—6—7—纵向刀架。
横向进给传动链：
二.横向进给传动链：
（1）两端件：
纵向刀架—横向刀架
（2）传动链：
纵向刀架—7—8—ux—9—横向刀架。
广州市轻工业中等专业学校
教师课时授课计划（教案首页）
NO：
6
授课日期
10年9月14号
授课班级
08机电1班
课题：
§1-6机床的传动系统与运动计算
（一）
本次授课目的与要求：
目的：
了解机床的传动系统。
要求：
掌握机床传动系统图中的传动链的分析方法。
教学方法：
理论教学。
教具、挂图：
投影、教具。
考核（或提问）：
提问。
复习旧课要点：
复习上节课传动链的概念的内容。
新课难点、重点与解决措施：
重点：
传动系统图的符号和传动链的分析。
难点：
传动系统图的传动链的分析。
解决措施：
问题分解，由浅入深，反馈提问，层层推进。
课外作业（或复习题）：
P19 5
本课小结（或改进措施）：
本次课难点分析清楚透切，重点讲述充分，反馈调控恰当，学生对学习内容理解明白，堂上提问回答清楚正确，气氛热烈。
授课按计划顺利完成。
新课课题：
§1-6机床的传动系统与运动计算
一.机床的传动系统
—机床全部成形运动和辅助运动的各传动链组成机床的传动
系统。
1．传动链的类型：
主运动传动链、进给运动传动链、范成运动传动链、分度运动传动链等。
2．传动系统图
将机床全部传动链用规定符号画在机床的外形轮廓中，此图叫传动系统图。
3．查找传动链的方法
（1）首先找出传动链的两端件；
（2）从运动源开始向执行件按顺序查找；（3）在离合器、换置机构的地方注意换向、变速、接通各断开的工作原理。
（4）计算变速级数时要注意重合的传动比。
4．以图1—9所示万能升降台铣床的传动系统为例进行分析：
（1）主运动传动链
A．两端件：
电动机—主轴
B．传动路线：
见P14
主电动机（7.5KW，1450r/min）和主轴Ⅴ。
传动链上各元件：
弹性联轴器、固定齿轮、滑移齿轮、多片式电磁制动器M1。
主运动传动链的传动路线表达式：
电动机－Ⅰ－
－Ⅱ－
－Ⅲ－
－Ⅳ－
－Ⅴ
式中：
＿＿定比齿轮副。
在Ⅱ轴~Ⅴ轴之间有三个滑移齿轮变速机构可使主轴变换3×3×2＝18级不同的转速。
广州市轻工业中等专业学校
教师课时授课计划（教案首页）
NO：
7
授课日期
10年9月16号
授课班级
08机电1班
课题：
§1-6机床的传动系统与运动计算
（二）
本次授课目的与要求：
目的：
了解机床的传动系统各传动链的阅读方法。
要求：
掌握机床各种进给运动相应传动链的分析方法。
教学方法：
理论教学。
教具、挂图：
投影、教具。
考核（或提问）：
提问。
复习旧课要点：
复习上节课机床传动系统各种符号和传动链的内容。
新课难点、重点与解决措施：
重点：
各种进给运动的传动链的分析。
难点：
各种进给运动的传动链的分析。
解决措施：
问题分解，由浅入深，反馈提问，层层推进。
课外作业（或复习题）：
P19 6
本课小结（或改进措施）：
本次课难点分析清楚透切，重点讲述充分，反馈调控恰当，学生对学习内容理解明白，堂上提问回答清楚正确，气氛热烈。
授课按计划顺利完成。
新课课题：
§1-6机床的传动系统与运动计算
（2）纵向进给传动链
A．两端件：
主轴—刀架（纵向进给）
B．传动路线：
见P14
（3）横向进给传动链
A．两端件：
主轴—刀架（横向进给）
B．传动路线：
见P15
（4）垂直进给传动链
A．两端件：
主轴—刀架（垂直进给）
B．传动路线：
见P15
（5）快速空行程传动链
A．两端件：
主轴—刀架（快速空行程）
B．传动路线：
见P15
进给传动链
传动链的端件：
三条进给传动链的一个端件都是进给电动机，另一端件分别为工作台［纵向进给丝杆（ⅩⅦ轴）和横向进给丝杆（床鞍ⅩⅤ轴）］和升降台（垂直进给丝杆ⅩⅧ轴）。
三个方向进给运动的接通与断开分别由三个离合器M7、M6、M5控制。
进给传动链的传动路线表达式：
电动机－
（Ⅵ）－
－Ⅶ－
－Ⅷ－
－Ⅸ－
－M3－Ⅹ－
－Ⅺ－
－Ⅻ－
ⅩⅢ
利用Ⅶ~Ⅹ轴之间的变速机构可使工作台变换3×3×2＝18级不同的进给速度。
工作台的换向由改变电动机旋转方向实现。
3、快速空行程传动链（辅助运动传动链）
其两端件与进给运动传动链相同。
接合电磁离合器M4而脱开M3，进给电动机的运动由
传给Ⅹ轴，以后按与进给运动相同的传动路线传到工作台、床鞍、升降台。
由于这传动路线的传动比大于进给路线的传动比，所以获得快速运动。
利用离合器M7、M6、M5可接通纵向、横向和垂直三个方向中任一方向的快速运动。
快速运动方向的变换同样由进给电动机改变旋转方向实现。
作业：
P195
广州市轻工业中等专业学校
教师课时授课计划（教案首页）
NO：
8
授课日期
10年9月17号
授课班级
08机电1班
课题：
§1-6机床的传动系统与运动计算（三）
本次授课目的与要求：
目的：
了解机床传动系统的运动计算。
要求：
掌握机床传动系统的运动计算。
教学方法：
理论教学。
教具、挂图：
投影、教具。
考核（或提问）：
提问。
复习旧课要点：
复习上节课进给传动链分析的内容。
新课难点、重点与解决措施：
重点：
机床传动系统的运动计算。
难点：
机床传动系统的运动计算。
解决措施：
问题分解，由浅入深，反馈提问，层层推进。
课外作业（或复习题）：
P19 6 7
本课小结（或改进措施）：
本次课难点分析清楚透切，重点讲述充分，反馈调控恰当，学生对学习内容理解明白，堂上提问回答清楚正确，气氛热烈。
授课按计划顺利完成。
新课课题：
§1-6机床的传动系统与运动计算
二．机床的运动计算
需要计算的两种情况：
1.需要确定执行件的运动速度和位移量；
2.确定传动链的中的换置机构中的传动比。
机床传动系统的运动计算是各传动链独立进行。
计算步骤：
（1）确定传动链的两端件：
（2）确定传动链的两端件的计算位移：
（3）列出运动平衡式：
（4）计算或推导公式。
例1根据图1-9所示传动系统，计算工作台纵向进给速度：
（1）传动链两端件进给电动机---工作台
（2）计算位移电动机1410r/min----工作台纵向进给速度Vf纵（mm/min）
（3）运动平衡式见P15
（4）计算进给速度Vmax=1180mm/min
Vmin=23.5mm/min
例2：
根据图1-10所示螺纹进给传动链，确定挂轮变速机构的换置
公式。
（1）传动链两端件主轴---刀架
（2）计算位移主轴1转----刀架移动L
（3）运动平衡式见P16
（4）换置公式
作业：
P195
广州市轻工业中等专业学校
教师课时授课计划（教案首页）
NO：
9
授课日期
10年9月21号
授课班级
08机电1班
课题：
§1-7 机床的精度
本次授课目的与要求：
目的：
了解机床的精度要求。
要求：
掌握机床的精度概念与影响。
教学方法：
理论教学。
教具、挂图：
投影、教具。
考核（或提问）：
提问。
复习旧课要点：
复习上节课机床的运动计算的内容。
新课难点、重点与解决措施：
重点：
机床的精度概念与影响。
难点：
机床精度对机床加工的影响。
解决措施：
问题分解，由浅入深，反馈提问，层层推进。
课外作业（或复习题）：
P20 10
本课小结（或改进措施）：
本次课难点分析清楚透切，重点讲述充分，反馈调控恰当，学生对学习内容理解明白，堂上提问回答清楚正确，气氛热烈。
授课按计划顺利完成。
新课课题：
§1-7 机床的精度
在机床上所加工的零件，不但保证一定的几何形状，还必须满
足一定的加工精度要求。
机床的精度包括：
1、几何精度
是指机床某些基础零件工作面的几何形状精度；决定机床加工
精度的运动部件的运动精度；决定机床加工精度的零、部件之间及其运动轨迹之间的相对位置精度等。
有机床床身导轨的直线度，工作台台面的在前面度，主轴的旋
转精度，刀架和工作台等移动的直线度，车床刀架移动方向与主轴轴线的平行度等。
图1－11为机床加工误差举例。
图1－11a为由于车床主轴的轴向窜动，使车出的端面产生平面
度误差。
图1－11b为车床刀架移动方向与主轴轴线的平行度误差，使车
出的圆柱面为中凹的回转双曲面。
图1－11c为铣床主轴轴线对工作台面的平行度误差，使铣出的
平面与底部的定位基准平面产生平
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