你必须知道的机床基本知识是什么?

机床的定义是什么?

机床是加工金属或其他材料的毛坯或工件以获得所需的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。

各种机械产品的零件通常都是用机床加工的。机床是用来制造机器的机器，也是可以制造机床本身的机器。这是机床区别于其他机器的主要特点。

机床有哪些分类?

• 金属切割机:用于切割金属。
• 木工机械:用于切割木材。
• 特种加工机床:用物理、化学等方法对工件进行特殊加工的机床。
• 锻造机械:狭义的机床仅指应用最广泛、切割金属数量最多的机床。

金属切削机床的分类方法有哪些?

• 按加工方法或加工对象:可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工刀具、螺纹加工刀具、花键加工刀具、铣床、刨床、插床、拉床、专用加工刀具、锯床、雕刻机等。每一类按其结构或加工对象分为若干组，每组又分为若干类型。
• 根据工件的尺寸和机床的重量:可分为仪器机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。
• 按加工精度:可分为普通精密机床、精密机床和高精度机床。
• 按自动化程度:可分为手动机床、半自动机床和自动机床。
• 根据机床的自动控制方式:可分为仿形机床、程序控制机床、数字控制机床、自适应控制机床、加工中心和柔性制造系统。
• 根据机床的应用范围:可分为通用、专用和专用机床。
• 在专用机床中，有一种以标准通用部件为基础，配以根据工件的具体形状或加工工艺设计的少量专用部件的自动或半自动机床，称为组合机床。
• 对于一个或几个零件的加工，按工艺顺序排列一系列机床，并配备机床与机床之间的自动上下料装置和自动工件转移装置。这样一组工具机就是切削。加工自动化生产线。
• 柔性制造系统是由一组数控机床和其他自动化加工设备组成的。由电子计算机控制，可自动加工不同工艺的工件，能适应多品种生产。

机床是机械工业的基本生产设备，它的品种、质量和加工效率直接影响到其他机械产品的生产技术水平和经济效益。因此，机床工业的现代化水平和规模，以及拥有的机床数量和质量是衡量一个国家工业发展程度的指标之一。

机床是如何工作的?

机床的切削过程是通过刀具与工件之间的相对运动来实现的，其运动可分为表面成形运动和辅助运动两种。

表面成形运动是获得工件所需表面形状和尺寸的运动，它包括运动、进给运动和下冲运动。运动是从工件毛坯中剥离多余材料起主要作用的运动，它可以是工件的旋转运动(如车削)，直线运动(如规划)，或刀具的旋转运动(如铣削和钻孔)或直线运动(如切入和拉削)。

进给运动是刀具与待加工工件相互运动，使切削能继续进行，如车削外圆时刀柄沿机床导轨滑动的运动，其作用是在每个切削行程中从工件表面切削一定厚度的材料，如车削外圆时小刀柄的横向切削运动。辅助运动主要包括刀具或工件的快速接近和退出，机床零件位置的调整，工件分度，刀架的分度，夹紧材料的进给，启动，移动，换向，停止和自动换刀的运动。

各种类型的机床通常由以下基本部件组成:支承部件，用于安装和支撑其他部件和工件，并承受其重量和切削力，如床身和立柱。变速机构用于改变主运动的速度。进料机构用于改变进料量。主轴箱是用来安装机床主轴的。有刀架、刀匣、控制和操作系统、润滑系统和冷却系统。

机床附件包括机床附件，如机床装卸装置、机械手和工业机器人，以及机床附件，如卡盘、吸盘夹头、虎钳、转盘和分度头。机床技术性能的指标最终可归结为加工精度和生产效率。加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量和机床的精度保持度。生产率关系到加工时间和辅助时间，以及机床的自动化程度和运行可靠性。这些指标一方面取决于机床的静态性能，如静态几何精度和刚度。另一方面，它与机床的运动精度、动刚度、热变形、噪声等动态特性有较大的关系。

影响机床稳定加工的其他因素:

机床是对金属进行切削和磨削加工，并使其成为加工者所要求的形状和尺寸的机器。应用于机械、汽车、电子、模具、航空航天等领域，是非常重要的基础工业。机械工业也是制造业发展的基石。任何制造活动都需要精密的机器和设备来完成。

平衡形式:

机床主轴在加工过程中的上下运动，会产生重力、加速度、温升等，影响机床的定位和重复性。为了提高加工精度和加工速度，必须消除配重系统产生的惯性。

• 配重块配重:配重体的重量用来抵消主轴单元的重量，从而增加机床的快速横移速度，减轻丝杠的负荷，减少电机负荷。
• 气动气缸配重:外部空气压力通过单向阀进入气缸的入口，从气缸的出口到气缸的入口，主轴单元的重量由活塞向上的推力抵消。
• 液压缸配重:将液压传递给配重液压钢，再传递给主轴机组，给予主轴机组向上的力，达到减轻主轴机组重量的目的。
• 氮气配重:无需外部动力设备，节能，响应特性好，适合高速切削，占地面积小，平衡力稳定，同时主轴箱的重量直接传递到柱底座，减少柱变形。
• 伺服电机配重:螺杆放大，主轴不通过配重。伺服电机直接带动螺杆带动主轴上下运动。

机床热稳定性核心技术:

目前机床的冷却控制方法采用恒温恒流量控制。即使温度可以控制在±0.2°C甚至更小的范围内，也不可能根据不同的负载改变冷却目标，这使得预热时间更长，产生的热量更少。该误差还随负载转换而变化。以维护主轴热悬垂为控制目标，在机器初始冷启动或上下料时迅速加热传热流体，缩短机器预热时间，保持主轴悬垂长度。在连续加工过程中，传热流体也被迅速冷却。因此，无论主轴转速和负载如何变化，系统都将以预设的目标悬垂进行补偿，而不是以固定温度进行冷却控制。除了缩短预热时间外，还可以减少机床因载荷变化而产生的几何变化，提高机床的加工精度。

冷却系统以预先设定的最佳加工温度点(由实验得到)作为温度跟踪目标。在机器初始冷启动或上下料期间(低于加工温度点)，按设定的温升和热位移模型曲线加热冷却介质，缩短机器预热时间，保持加工温度。在连续加工过程中(高于加工温度点)，温度也会根据温升和热位移模具模型曲线进行冷却。根据机床的实际负载控制冷却机的流量或温度，可以有效地提高占空率，并保持机床的精度快速稳定。

机床的未来发展趋势:

进一步应用电子计算机技术、新型伺服驱动元件、光栅、光纤等新技术，简化机械结构，改进和扩展自动化工作功能，使机床适合纳入柔性制造系统。提高动力主运动和进给运动的速度，并相应提高结构的动、静刚度，以适应新型刀具的需要，提高切削效率。提高加工精度，发展超精密加工机床，满足电子机械、航空航天等新兴产业的需求。开发专用加工机床，满足难加工金属材料和其他新型工业材料的加工。