机床种类及分类详解

1.机床的作用和特点

金属切削机床是用切削加工的方法将金属毛坯加工成机器零件的工艺装备。它提供刀具和工件之间的相对运动，提供加工过程中所需的动力，经济地完成一定的机械加工工艺过程。在机床上可以加工简单的表面，如平面、圆柱面、圆锥面等，也可以加工由复杂的数学方程式描述的表面，或者用图示给定的表面。在机床上可以加工各种金属、非金属材料的工件。

机床的质量和性能直接影响机械产品的加工质量和经济加工的适应范围，而且它总是随着机械工业水平的提高和科学技术的进步而发展。例如，新型刀具的出现、电气技术和液压技术等的发展以及计算机的应用，使机床的生产率、加工精度、自动化程度不断提高，品种不断增多。机床不仅要满足性能要求，还要考虑艺术性、宜人性、工业环境的美化，使人机关系达到最佳状态。

2.机床的构成及布局

1）机床的构成

现代金属切削机床依靠大量的机械装置、电气装置、电子装置、液压装置、气动装置来实现运动和循环。机床由传动装置、动力装置、执行机构、辅助机构和控制系统组合在一起，形成统一的工艺综合体。它包括以下几个部分。

（1）支承及定位部分：连接机床上各部件并使刀具与工件保持正确的相对位置。床身、底座、立柱、横梁等都属于支承部件；导轨、工作台、刀具和夹具的定位元件属于定位部分，保证工件几何形状的实现。

（2）运动部分：为加工过程提供所需的切削运动和进给运动，包括主运动传动系统、进给运动传动系统以及液压进给传动系统等，以保证工艺参数所需切削速度、进给量的实现。例如，车床主轴箱内主运动传动系统带动主轴实现主运动，进给箱内进给运动传动系统将运动传给溜板箱，带动刀架运动。

（3）动力部分：加工过程和辅助过程的动力源，如带动机械部分运动的电动机和为液压系统、润滑系统工作提供能源的液压泵等。

（4）控制部分：用来启动和停止机床的工作，完成为实现给定的工艺过程所需的刀具和工件的运动，包括机床的各种操纵机构、电气电路、调整机构、检测装置等。

2）机床的布局

机床布局是指合理安排机床组成部件的位置以及相对于工件的位置。从便于维护，工作安全，机床零部件调整、更换和修理迅速而方便，易于排屑和观察加工过程等几个方面考虑，机床有以下几种布局形式。

（1）刀具布置在工件的前面或后面：如车床、外圆磨床等，床身是水平布置的。

（2）刀具布置在工件的侧面：如滚齿机、卧式镗床、刨齿机和卧式拉床等，所有主要部件都沿转向布局，宜制成框架结构。

（3）刀具布置在工件的上方：如卧式铣床、立式铣床、平面磨床、钻床、插床、插齿机等，采用立式布局形式，便于观察工件和加工过程。

（4）刀具相对于工件扇形布置：有几把刀具从不同的方向同时加工一个工件，如立式车床、龙门刨床、龙门铣床等。此类机床都是刚性框架，在框架上安装刀具（刀架和铣头等）。

3.机床的分类

机床的品种和规格繁多，为了便于区别、使用和管理，需要对机床进行分类和编制型号。

机床主要按加工性质和使用的刀具进行分类。根据国家标准《金属切削机床　型号编制方法》（GB/T 15375—2008），目前将机床共分为11类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床及其他机床。每一类机床又按工艺范围、布局形式和结构等分为若干组，每一组机床又分为若干个系。

在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床的其他特征进一步区分。

同类型机床按通用性程度分为通用机床（或称万能机床）、专门化机床和专用机床三类。通用机床是可以加工多种工件、完成多种多样工序的加工范围广的机床，如卧式车床、万能外圆磨床、摇臂钻床等，用于单件小批量生产或修配生产中。专门化机床是用于加工形状相似而尺寸不同的工件的特定工序的机床，如凸轮轴车床、轧辊车床等。专用机床是用于加工特定工序的机床，如加工车床导轨的专用磨床、加工主轴箱的专用镗床以及各种组合机床等。

机床还可以按自动化程度分为手动机床、机动机床、半自动机床和自动机床。

机床还可以按质量和尺寸分为仪表机床、中型机床、大型机床（质量达10 t）、重型机床（质量在30 t以上）和超重型机床（质量在100 t以上）。

当然，随着机床的不断发展，机床分类方法也在不断发展。

4.机床型号的编制

机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、主要技术参数、性能和结构特点等。《金属切削机床　型号编制方法》（GB/T 15375—2008）规定：机床的型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律排列组成，适用于各类通用机床和专用机床（组合机床除外）。

通用机床的型号构成如图2-6所示。

图2-6　通用机床的型号构成

在图2-6中，△表示数字；○表示大写汉语拼音字母表示大写汉语拼音字母，或阿拉伯数字，或两者兼有之；有“（）”的代号或数字，无内容时不表示，有内容时不带括号。

1）机床的类代号(www.xing528.com)

机床的类代号用大写汉语拼音表示。例如，“车床”的汉语拼音是“chechuang”，所以用“C”表示，读作“车”。当需要时，每一类可分为若干个分类，分类的表示方法是在类代号前用阿拉伯数字表示，但当分类是“1”时不予表示。例如，磨床分为M、2M、2M三个分类。机床的类代号如表2-1所示。

表2-1　机床的类代号

2）机床的特性代号

机床的特性代号表示机床具有的特殊性能，包括通用特性代号和结构特性代号。

（1）通用特性代号：当某类型机床除有普通型外，还有某种通用特性时，应在类代号后用字母表示。表2-2所示为机床的通用特性代号。

表2-2　机床的通用特性代号

（2）结构特性代号：无统一规定，也用字母表示，在不同机床中含义不相同，用于区别主参数相同而结构不同的机床。

3）机床组别和系别代号

机床的组别和系别代号用两位数字表示，前位表示组别，后位表示系列。每类机床分为十个组，每个组又分十个系，分别用0～9表示。表2-3所示为机床的组别代号。

表2-3　机床的组别代号

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4）机床的主参数

机床的主参数、第二主参数都是用数字表示的。主参数表示机床的规格大小，是机床最主要的技术参数，反映机床的加工能力，影响机床的其他参数和结构大小，通常以最大加工尺寸或机床工作台尺寸作为主参数。某些机床当无法用主参数表示时，采用设计顺序号表示。第二主参数的作用是更完善地表示机床的工作能力和加工范围。主参数、第二主参数均用折算系数表示。主要机床的主参数和折算系数如表2-4所示。

表2-4　主要机床的主参数和折算系数

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5）机床的重大改进顺序号

机床的重大改进顺序号用于表示机床性能和结构上的重大改进，以与原型区别，按A，B，C，…的字母顺序选用。

6）机床的其他特性代号

机床的其他特性代号用于反映机床的特性，如数控机床控制系统的不同、同一型号机床的变形等，用字母阿拉伯数字或二者相结合来表示。

5.机床精度的概念

机床本身的精度直接影响到零件的加工精度。因此，机床的精度必须满足加工的要求。

（1）机床的精度包括几何精度、传动精度和位置精度。

几何精度包括床身导轨的直线度、工作台台面的平面度、主轴的旋转精度、刀架和工作台等移动的直线度、刀架移动方向与主轴轴线的平行度等。这些都决定着刀具和工件之间相对运动轨迹的准确性，从而也就决定了被加工零件表面的形状精度以及表面之间的相对位置精度。传动精度是指机床内联系传动链两端件之间运动关系的准确性，它决定着复合运动轨迹的精度，从而直接影响了被加工表面的形状精度（如螺纹的螺距误差）。位置精度是机床运动部件，如工作台、刀架和主轴箱等，从某一起始位置运动到预期的另一位置时所到达的实际位置的准确程度，这对于自动机床、坐标镗床等来说有很高要求。

（2）机床的精度有静态精度和动态精度之分。

静态精度是在无切削载荷以及机床不运动或运动速度很低的情况下检测的。静态精度检验的内容包括精度检验项目、检验方法和允许的误差范围。动态精度是机床在载荷、温升、振动等作用下的精度。动态精度除了与静态精度密切有关外，在很大程度取决于机床的刚度、抗振性和热稳定性等。