機(jī)械制造基礎(chǔ)全套教案ppt課件

1、機(jī)械制造基礎(chǔ),課程介紹及要求,一、課程內(nèi)容和目的 二、特點(diǎn) 三、重要性 四、學(xué)習(xí)要求 五、參考書,參考書,金屬切削原理與刀具 互換性與測量技術(shù)（公差） 金屬切削機(jī)床 機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì),第一章 緒論,機(jī)械制造業(yè)的作用與現(xiàn)狀,第二章 機(jī)械零件加工表面的形成,機(jī)器的組成,汽車的組成,機(jī)器的組成,機(jī)械零件的表面,例,機(jī)械零件的表面,第一節(jié) 機(jī)械零件加工表面的形成過程,一、工件的加工表面及其形成方法,1. 機(jī)械零件常用的表面形狀,圖2-1 機(jī)器零件上常用的各種典型表面,2. 工件表面的形成,工件表面可以看成是一條線沿著另一條線移動或旋轉(zhuǎn)而形成的。并且我們把這兩條線叫著母線和導(dǎo)線，統(tǒng)稱發(fā)生線,

2、例、工件表面的形成,圖2-2 組成工件輪廓的幾何表面,3.發(fā)生線的形成,1) 成型法利用成形刀具來形成發(fā)生線，對工件進(jìn)行加工的方法,圖2-3 形成發(fā)生線所需的運(yùn)動,3.發(fā)生線的形成,2) 軌跡法靠刀尖的運(yùn)動軌跡來形成所需要表面形狀的方法,圖2-3 形成發(fā)生線所需的運(yùn)動,3.發(fā)生線的形成,3) 相切法由圓周刀具上的多個切削點(diǎn)來共同形成所需工件表面形狀的方法,圖2-3 形成發(fā)生線所需的運(yùn)動,3.發(fā)生線的形成,4) 展成法利用工件和刀具作展成切削運(yùn)動來形成工件表面的方法,圖2-3 形成發(fā)生線所需的運(yùn)動,4. 表面成型運(yùn)動,例: 車削外圓柱面的成形運(yùn)動,4. 表面成型運(yùn)動,例,常見典型表面成形運(yùn)動,二

3、、切削運(yùn)動與切削要素,1.切削加工中的工件表面,二、切削運(yùn)動與切削要素,2.切削運(yùn)動與切削用量,2.切削運(yùn)動與切削用量,1) 主運(yùn)動：由機(jī)床或人力提供的主要運(yùn)動，能使刀具從工件上切除金屬層使之變?yōu)榍行肌?例如：車削時(shí)，車床主軸帶動工件作的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動； 銑削時(shí)，銑床主軸帶動銑刀作的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,2.切削運(yùn)動與切削用量,1) 主運(yùn)動是一個矢量 主運(yùn)動方向：是指切削刃選定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)主運(yùn)動方向,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,1) 主運(yùn)動,主運(yùn)動方向：是指切削刃選定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)主運(yùn)動方向。 主運(yùn)動速度：也就是切削速度，是指切削刃選定點(diǎn)相對于工件主運(yùn)動的瞬時(shí)速度，用vc表示，

4、單位：m/min（或m/s,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,1) 主運(yùn)動,主運(yùn)動方向：是指切削刃選定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)主運(yùn)動方向。 主運(yùn)動速度：也就是切削速度，是指切削刃選定點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動的瞬時(shí)速度，用vc表示， 單位：m/min（或m/s）。 外圓車削時(shí)，切削速度的計(jì)算公式為,2) 進(jìn)給運(yùn)動,進(jìn)給運(yùn)動：由機(jī)床或人力提供的附加運(yùn)動，它能使把工件切削層不斷地投入切削過程,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,2) 進(jìn)給運(yùn)動,進(jìn)給運(yùn)動方向：是指切削刃選定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)進(jìn)給運(yùn)動方向,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,2) 進(jìn)給運(yùn)動,進(jìn)給運(yùn)動方向

5、：是指切削刃選定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)進(jìn)給運(yùn)動方向。 進(jìn)給運(yùn)動速度：指切削刃選定點(diǎn)相對于工件進(jìn)給運(yùn)動的瞬時(shí)速度，用vf表示，單位常取為(mm/s)或(mm/min,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,進(jìn)給運(yùn)動速度,例：外圓車削時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動速度常常用進(jìn)給量f來表述， 單位：mm/r 刨削時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動速度用每一行程多少毫米來表述， 單位為mm/str。 銑削時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動速度常用每齒進(jìn)給量f來表述， 單位：mm/z 進(jìn)給速度vf、進(jìn)給量f、每齒進(jìn)給量fz 和刀具齒數(shù)Z之間的關(guān)系如下： vf = nf= nzfz,3) 刀具的工作平面,切削過程中刀具的工作平面是指:通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)包含

6、主運(yùn)動方向和進(jìn)給運(yùn)動方向的平面，工作平面的符號為Pfe,4) 吃刀量,吃刀量是指過切削刃的兩個端點(diǎn)，且垂直于所選定的測量方向的兩平面間的距離,4) 吃刀量,確定吃刀量有三點(diǎn)要注意： 1）確定切削刃的兩個端點(diǎn)； 2）確定測量的方向； 3）確定兩界限平面,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,4) 吃刀量,在一般切削加工中，常用的吃刀量有背吃刀量asp（或ap）和側(cè)吃刀量ase（或ae）兩個，其單位為mm 。 例：車削 背吃刀量asp； 銑削 背吃刀量asp、側(cè)吃刀量ase,5) 背吃刀量,背吃刀量是指過切削刃選定點(diǎn)在垂直于工作平面方向

7、上測量的吃刀量。 例：外圓車削,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,5) 背吃刀量,背吃刀量是指過切削刃選定點(diǎn)在垂直于工作平面方向上測量的吃刀量。 例：外圓車削,切削用量三要素,背吃刀量asp、 進(jìn)給量f 切削速度vc,6)合成切削運(yùn)動,切削過程中，由主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動合成的運(yùn)動稱為合成切削運(yùn)動。 合成切削運(yùn)動方向：就是切削刃選定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)合成切削運(yùn)動的方向； 合成切削速度ve：就是切削刃選定點(diǎn)相對于工件的合成切削運(yùn)動的瞬時(shí)速度,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,二、切削運(yùn)動與切削要素,3.切削層參數(shù) 切削層：切削過程中，由刀具的一個 單一動作 所切除的工件

8、材料層。 切削層尺寸平面：通過切削刃基點(diǎn)并垂直于該 點(diǎn)主運(yùn)動方向的平面。 切削刃基點(diǎn)：切削刃等分中點(diǎn)。 例：平行四邊形BCDF即為切削層尺寸平面，它截切削層于BCDE四邊形,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,3.切削層參數(shù),1）切削層公稱橫截面積AD（切削面積）： 切削面積是指在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實(shí)際橫截面積，單位：mm2,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,3.切削層參數(shù),1）切削層公稱橫截面積AD（切削面積）： 切削面積是指在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實(shí)際橫截面積，單位：mm2,AD=aspf,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用

9、量與切削層,3.切削層參數(shù),2）切削層公稱寬度bD（切削寬度）： 切削寬度是指在給定瞬間，在切削層尺寸平面中測量的作用主切削刃截形上兩個極點(diǎn)間的距離，單位：mm。 例：如圖2-6所示，平面cBCDF即為切削層尺寸平面，BC段為作用的主切削刃，BC兩點(diǎn)間的距離bD即為切削層公稱寬度，實(shí)際橫截面積BCDE就是切削面積,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,3.切削層參數(shù),3）切削層公稱厚度hD（切削厚度）： 切削厚度是指在同一瞬間的切削層橫截面積與其公稱切削層寬度之比，單位：mm。即,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,3

10、.切削層參數(shù),4)切削層的工藝參數(shù),圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,圖2-6 外圓車削時(shí)的加工表面、切削用量與切削層,4.材料切除率,材料切除率Q：在特定瞬間，單位時(shí)間所切 除的材料體積。 單位：mm3/s。 Q=1000vcAD =1000vchDbD =1000vcaspf,第二節(jié) 金屬切削機(jī)床基本知識,一、對金屬切削機(jī)床的基本要求,1. 機(jī)床的性能方面 （1）工藝范圍 是指機(jī)床適應(yīng)不同加工要求的能力,一、對金屬切削機(jī)床的基本要求,1. 機(jī)床的性能方面 （1）工藝范圍 1）通用機(jī)床 2）專用機(jī)床,一、對金屬切削機(jī)床的基本要求,1. 機(jī)床的性能方面 （2）加工精度 機(jī)床的加

11、工精度是指該機(jī)床加工零件表面的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的符合程度，如：零件加工表面的尺寸、形狀、位置及粗糙度,一、對金屬切削機(jī)床的基本要求,1. 機(jī)床的性能方面 （3）生產(chǎn)效率及自動化程度 生產(chǎn)效率即是單位時(shí)間內(nèi)機(jī)床所能加工的工件數(shù)量,一、對金屬切削機(jī)床的基本要求,1. 機(jī)床的性能方面 （3）生產(chǎn)效率及自動化程度 全自動 半自動 普通機(jī)床,一、對金屬切削機(jī)床的基本要求,1. 機(jī)床的性能方面 （4）人機(jī)適應(yīng)性 人機(jī)適應(yīng)性的基本要求是可靠、安全和舒適,一、對金屬切削機(jī)床的基本要求,2. 機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性方面 機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性包括兩方面： 機(jī)床制造廠的經(jīng)濟(jì)效益 機(jī)床使用廠的經(jīng)濟(jì)效益,一、對金屬切削機(jī)床的基

12、本要求,2. 機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性方面 產(chǎn)品定義、外觀設(shè)計(jì)、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、 成本核算、質(zhì)保措施、 運(yùn)輸安裝、合理使用、 維修折舊，報(bào)廢回收,一、對金屬切削機(jī)床的基本要求,2. 機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性方面 機(jī)床品種系列化、零部件通用化和標(biāo)準(zhǔn)化是生產(chǎn)和使用機(jī)床的一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)措施,二、金屬切削機(jī)床的分類,1）按機(jī)床的加工性能分類 車床C 鉆床Z 銑床X 鏜床T 磨床M 齒輪加工機(jī)床Y 拉床L 螺紋加工機(jī)床S 鋸床G 刨插床B 其他機(jī)床Q,二、金屬切削機(jī)床的分類,2）按機(jī)床的通用性分類 1）通用機(jī)床 2）專門化機(jī)床 3）專用機(jī)床,二、金屬切削機(jī)床的分類,3）按機(jī)床的自動化程度分類 1）手動機(jī)床 2）機(jī)動機(jī)

13、床 3）半自動機(jī)床 4）全自動機(jī)床,二、金屬切削機(jī)床的分類,4）按機(jī)床的工作精度分類 1）普通精度機(jī)床 2）精密機(jī)床 3）高精度機(jī)床,二、金屬切削機(jī)床的分類,5）按機(jī)床的主要工作部件數(shù)目精度分類 1）單刀機(jī)床 2）多刀機(jī)床 3）單軸機(jī)床 4）多軸機(jī)床,二、金屬切削機(jī)床的分類,6）按機(jī)床的重量和尺寸分類 1）儀表機(jī)床 2）中型機(jī)床 3）大型機(jī)床 4）重型機(jī)床 5）超大型機(jī)床,二、金屬切削機(jī)床的分類,7）按加工過程的控制方式分類 1）普通機(jī)床 2）數(shù)控機(jī)床 3）加工中心 4）柔性制造單元,三、金屬切削機(jī)床型號的編制,1. 機(jī)床的技術(shù)參數(shù)及其結(jié)構(gòu)尺寸系列 機(jī)床的技術(shù)參數(shù)是表示機(jī)床尺寸大小及加工能力的

14、各種數(shù)據(jù),三、金屬切削機(jī)床型號的編制,機(jī)床的技術(shù)參數(shù)包括： 主參數(shù) 第二主參數(shù) 主要工作部件的結(jié)構(gòu)尺寸（如工作臺面） 主要工作部件的移動行程范圍 各種運(yùn)動的速度范圍和級數(shù) 電機(jī)功率 機(jī)床輪廓尺寸,三、金屬切削機(jī)床型號的編制,主參數(shù)： 機(jī)床主參數(shù)是表示機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)，它直接反應(yīng)出機(jī)床的加工能力的大小,三、金屬切削機(jī)床型號的編制,2. 機(jī)床型號 機(jī)床型號是用來表明機(jī)床的類型、通用特性、結(jié)構(gòu)特性、主要技術(shù)參數(shù)等,2. 機(jī)床型號,（） （）（）（） 其它特性代號 重大改進(jìn)順序 主軸數(shù)或第二主參數(shù) 主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號 系代號 組代號 通用特性、結(jié)構(gòu)特性代號 類代號 分類代號,2. 機(jī)床型號,第三

15、節(jié) 機(jī)械零件的公差與配合,一、公差與配合的基本概念,公差,加工誤差,一、公差與配合的基本概念,1. 有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和意義 （1）尺寸 尺寸是用特定單位表示長度的數(shù)字,1. 有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和意義,2）基本尺寸 基本尺寸是由設(shè)計(jì)者經(jīng)過計(jì)算或按經(jīng)驗(yàn)確定后，再按標(biāo)準(zhǔn)選取的標(biāo)注在設(shè)計(jì)圖上的尺寸,1. 有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和意義,3）實(shí)際尺寸 實(shí)際尺寸是通過測量所得的尺寸,1. 有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和意義,4）極限尺寸 極限尺寸是允許尺寸變化的兩個界限值。 其中：較大的一個稱為最大極限尺寸 較小的一個稱為最小極限尺寸,4）極限尺寸,圖2-8 公差與配合示意圖 圖2-9 公差帶圖,2. 有關(guān)“公差、偏差

16、及誤差”的術(shù)語和定義,1）尺寸偏差 尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸 偏差包括：實(shí)際偏差=實(shí)際尺寸-基本尺寸 極限偏差,極限偏差,上偏差=最大極限尺寸基本尺寸 ES（孔）、es（軸） 下偏差= 最小極限尺寸基本尺寸 EI（孔）、ei（軸,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,2）尺寸公差（公差） 尺寸公差是指尺寸允許的變動量。 尺寸公差 = 最大極限尺寸最小極限尺寸 = 上偏差下偏差,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,3）零線 零線是在公差帶圖中，確定偏差的一條基準(zhǔn)直線，也叫零偏差線,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,4）公差帶,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義

17、,4）公差帶 在公差帶圖中，由代表上、下偏差兩條直線所限定的一個區(qū)域稱為公差帶。 在國家標(biāo)準(zhǔn)中，公差帶包括： 公差帶大小 由標(biāo)準(zhǔn)公差確定 公差帶位置 由基本偏差確定,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,5）標(biāo)準(zhǔn)公差 標(biāo)準(zhǔn)公差就是國家標(biāo)準(zhǔn)所確定的公差,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,6）基本偏差 基本偏差就是用來確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零線的那個偏差,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,7）誤差 誤差是指零件的設(shè)計(jì)值X0與加工后的實(shí)測值Xi之差，用Xi表示。 即 Xi = Xi X0 式中，i = 1、2、3、n，為測量次數(shù)。 誤差Xi恒不

18、為零,3. 有關(guān)“配合”的術(shù)語和定義,1）配合 配合就是基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔與軸公差帶之間的相配關(guān)系。 基孔制 基軸制,基孔制,基孔制是基本偏差固定不變的孔公差帶，與不同基本偏差的軸公差帶形成各種配合的一種制度。 基孔制的孔為基準(zhǔn)孔，它的下偏差為零?；鶞?zhǔn)孔的代號為“H,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,基軸制,基軸制是基本偏差固定不變的軸公差帶，與不同基本偏差的孔公差帶形成各種配合的一種制度。 基軸制的軸為基準(zhǔn)軸，它的上偏差為零。基準(zhǔn)軸的代號為“h,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,2)配合類型,間隙配合 過渡配合 過盈配合,2) 配合類型,間隙配合：當(dāng)孔的公差帶在軸的公差帶之 上

19、，形成具有間隙的配合（包 括最小間隙等于零的配合,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,2)配合類型,過盈配合：當(dāng)孔的公差帶在軸的公差帶之 下，形成具有過盈的配合（包 括最小過盈等于零的配合,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,2)配合類型,過渡配合：當(dāng)孔與軸的公差帶相互交迭， 既可能形成間隙配合，也可能 形成過盈配合,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,3)配合公差,允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差。 間隙配合：配合公差=最大間隙最小間隙 過盈配合：配合公差=最大過盈最小過盈 過渡配合：配合公差=最大間隙+最大過盈,3)配合公差,配合公差=軸公差+孔公差,二、標(biāo)準(zhǔn)公差系列與基本偏差系列,1.

20、 標(biāo)準(zhǔn)公差系列 P28 表2-7,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,1）公差單位（公差因子,單位m） 當(dāng)尺寸500mm時(shí)， （mm,反映加工誤差,反映測量誤差,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,2）公差等級 標(biāo)準(zhǔn)公差共分20級: IT01、IT0、IT1、IT2、到IT18。 IT國際標(biāo)準(zhǔn)公差 （ISO Tolerance）的縮寫代號 IT7表示標(biāo)準(zhǔn)公差7級。 從IT01至IT18，公差等級依次降低，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值依次增大,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,2）公差等級 公差等級系數(shù)a（見表2-6） 標(biāo)準(zhǔn)公差的值T= ai,表2-6 尺寸500mm的IT5至IT18級標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算表 公差等級 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9

21、 IT10 IT11 IT12 公差值 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,3）基本尺寸分段,標(biāo)準(zhǔn)公差的值T= ai,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,3）基本尺寸分段 例：基本尺寸45 mm（在30mm50mm 尺寸段）的IT6與IT7的公差值。 計(jì)算基本尺寸 （mm,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,例：基本尺寸45 mm（在30mm50mm 尺寸段）的IT6與IT7的公差值。 公差單位 (mm） IT6 = 10 i = 101.5616 (mm) IT7 = 16 i = 161.5624.9725 (mm,2. 基本偏差系列,圖2-15 基本偏差系列,2. 基本

22、偏差系列,1）軸的基本偏差 請看P32 表2-9,2. 基本偏差系列,1）軸的基本偏差 有了基本偏差和標(biāo)準(zhǔn)公差，就不難求出軸的另一個偏差（上偏差或下偏差）： es = ei + IT ei = es IT,2. 基本偏差系列,1）軸的基本偏差 1）a、b、c三種用于大間隙或熱動配合； 2）d、e、f主要用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動； 3）g主要用于滑動和半液體摩擦，或用于定位配合； 4）cd、ef、fg適用于小尺寸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動件； 5）jh主要用于過渡配合，對中性好； 6）pzc主要用于過盈配合，保證軸和孔有足夠的連接強(qiáng)度,2. 基本偏差系列,2）孔的基本偏差 請看P34 表2-10,2. 基本偏差系列,2）孔

23、的基本偏差 當(dāng)基本尺寸500mm時(shí)，孔的基本偏差是從軸的基本偏差換算得來的。 孔與軸基本偏差換算的前提是： “基本偏差代號相當(dāng)時(shí)，應(yīng)保持配合相同,換算規(guī)則,1）通用規(guī)則 a）全部間隙配合AH； b）標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8的K、M、N； c）標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T7的PZC； 孔的基本偏差與軸的基本偏差數(shù)值相等，但符號相反。 但有個別例外，對公差等級IT8，基本尺寸3mm的N，其基本偏差ES=0,換算規(guī)則,2）特殊規(guī)則 a）標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8的K、M、N； b）標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T7的PZC； 孔的基本偏差要在上述基礎(chǔ)上增加一個值,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級,1. 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差與配合,圖2-17 尺寸500mm軸

24、的（方框內(nèi)的）一般常用和（圓圈內(nèi)的）優(yōu)先公差,圖2-18 尺寸500mm孔的（方框內(nèi)的）一般常用和 （圓圈內(nèi)的）優(yōu)先公差,圖2-19 基孔制優(yōu)先配合公差帶 圖2-20 基軸制優(yōu)先配合公差帶,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級,2. 基準(zhǔn)制的選用 一般情況下，應(yīng)優(yōu)先選用基孔制,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級,3. 公差與配合的選用 選擇公差與配合的主要內(nèi)容有： 1）確定基準(zhǔn)制； 2）確定公差等級； 3）確定配合種類。 選擇公差與配合的原則是在保證機(jī)械產(chǎn)品基本性能的前提下，充分考慮制造的可行性，并應(yīng)使制造成本最低,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級,4. 公差等級的選用 選用的原則如下： (1)對于

25、基本尺寸500mm的軸孔配合，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8時(shí)，國家標(biāo)準(zhǔn)推薦孔比軸低一級相配合；但當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8級或基本尺寸500mm的配合，推薦采用同級孔、軸配合。 (2) 選擇公差等級，既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要考慮加工的可能性與經(jīng)濟(jì)性,4. 公差等級的選用,1）IT01、IT0、IT1級公差一般用于高精度量塊和其它精密標(biāo)準(zhǔn)量塊的尺寸。 2）IT2IT5級公差用于特別精密的零件尺寸。 3）IT5（孔到IT6）級公差用于高精度和重要表面的配合尺寸； 4）IT6（孔到IT7）級公差用于零件較精密的配合尺寸； 5）IT7IT8級用于一般精度要求的配合尺寸； 6）IT9IT10級常用于一般要求的配合尺寸，或精度要

26、求較高的與鍵配合的槽寬尺寸。 7）IT11IT12級公差用于不重要的配合尺寸。 8）IT12IT18級公差用于未注公差的尺寸,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級,5. 配合的選用 應(yīng)盡可能選用優(yōu)先配合和常用配合,四、形狀公差與位置公差,一） 形狀公差和形狀誤差 1. 形狀公差 構(gòu)成機(jī)械零件形狀的幾何要素所允許的變動量稱為形狀公差,四、形狀公差與位置公差,一） 形狀公差和形狀誤差 2. 形狀誤差： 形狀誤差是指被測實(shí)際要素對理想要素的變動量,四、形狀公差與位置公差,形狀誤差的評定原則 最小條件：是指被測實(shí)際要素對其理想 要素的最大變動量為最小。 例,四、形狀公差與位置公差,二） 形狀公差的項(xiàng)目,二

27、） 形狀公差的項(xiàng)目,1. 直線度公差 實(shí)際被測要素對理想直線的允許變動量,1. 直線度公差,1）在給定平面內(nèi)的直線度公差帶,圖2-21 給定平面內(nèi)的直線度公差帶,1. 直線度公差,2）在給定一個方向上的直線度公差帶,圖2-22 給定一個方向上的直線度公差帶,1. 直線度公差,3）在給定相互垂直的兩個方向上的直線度公差帶,圖2-23 給定兩個方向上的直線度公差帶,2. 平面度公差,平面度公差是實(shí)際被測要素對理想平面的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域,圖2-24 平面度公差帶,3. 圓度公差,實(shí)際被測要素對理想圓的允許變動量，其公差帶是垂直于軸線的任一截面上半徑差為公差值

28、t的兩個同心圓間的區(qū)域,圖2-25 圓度公差帶,4. 圓柱度公差,實(shí)際被測要素對理想圓柱的允許變動量，其公差帶是半徑差為公差值t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域,圖2-26 圓柱度公差帶,5. 線輪廓度公差,實(shí)際被測要素對理想輪廓線的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t，對理想輪廓線對稱分布的兩等距曲線之間的區(qū)域,圖2-27 線輪廓度公差帶,6. 面輪廓度公差,實(shí)際被測要素對理想輪廓面的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t，對理想輪廓面對稱分布的兩等距曲面之間的區(qū)域，理想輪廓面由理論正確尺寸標(biāo)出,圖2-28 面輪廓度公差帶,四、形狀公差與位置公差,三） 位置公差和位置誤差 幾何要素關(guān)聯(lián)要素基準(zhǔn)要素基準(zhǔn)

29、,四、形狀公差與位置公差,三） 位置公差和位置誤差 位置公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置對基 準(zhǔn)的變動全量。 位置公差帶是限制關(guān)聯(lián)實(shí)際要素變動的區(qū)域，被測實(shí)際要素要在此區(qū)域內(nèi)才合格,四、形狀公差與位置公差,三） 位置公差和位置誤差 位置公差包括：定位位置公差 定向位置公差 跳動位置公差,1.定向位置公差平行度,被測實(shí)際要素相對于基準(zhǔn)要素的方向成0的要求,圖2-29 以平面為基準(zhǔn)的平行度公差帶,1.定向位置公差垂直度,被測實(shí)際要素相對于基準(zhǔn)要素的方向成90的要求,圖2-30 以軸線為基準(zhǔn)的 垂直度公差帶,1.定向位置公差傾斜度,被測實(shí)際要素相對于基準(zhǔn)要素的方向成一定角度的要求,圖2-31 傾斜度公差帶,

30、2.定位位置公差同軸度,要求被測實(shí)際要素與基準(zhǔn)要素同軸,圖2-32 同軸度公差帶,2.定位位置公差對稱度,要求被測實(shí)際要素與基準(zhǔn)要素共面,圖2-33 對稱度公差帶,2.定位位置公差位置度,要求被測實(shí)際要素與基準(zhǔn)要素有一定的位置關(guān)系,圖2-34 孔軸線的位置度公差帶,3.跳動位置公差,圓跳動 全跳動,3.跳動位置公差圓跳動,單個被測實(shí)際要素在任一截面上相對于基準(zhǔn)要素的允許跳動量。 根據(jù)允許變動的方向的不同，圓跳動可分為： 徑向圓跳動 端面圓跳動 斜向圓跳動,徑向圓跳動,徑向圓跳動用于控制圓柱表面任一橫截面上的跳動量,圖2-35 徑向圓跳動公差帶,端面圓跳動,端面圓跳動用于控制端面任一測量直徑處，

31、在軸向方向的跳動量,圖2-36 端面圓跳動公差帶,斜面圓跳動,斜面圓跳動用于控制圓錐面在法線方向的跳動量,3.跳動位置公差全跳動,整個被測實(shí)際要素相對于基準(zhǔn)要素的允許跳動總量。 根據(jù)允許變動的方向的不同，全跳動可分為： 徑向全跳動 端面全跳動 斜向全跳動,徑向全跳動,徑向全跳動用于控制整個圓柱表面上的跳動總量,圖2-37 徑向全跳動公差帶,端面全跳動,端面圓跳動用于控制整個端面在軸向方向的跳動總量,圖2-38 端面全跳動公差帶,四、形狀公差與位置公差,四） 形位公差的選用,四） 形位公差的選用,1) 形狀公差應(yīng)比尺寸公差?。?例如： 圓柱形零件的形狀公差（軸線直線度除外），一般情況下應(yīng)小于其尺

32、寸公差值，平行度公差值應(yīng)小于相應(yīng)的距離尺寸公差值。 圓度、圓柱度公差值約為同級的尺寸公差值的50%，故一般可按同級選取。比如，尺寸公差為IT6，則圓度、圓柱度公差也選6級。 但并不是圓度、圓柱度公差必須按尺寸公差同級選取，也可根據(jù)零件的功能要求選取相鄰級，必要時(shí)可按比尺寸公差等級高半級到2級,四） 形位公差的選用,2) 一般形狀公差應(yīng)比位置公差小： 同一要素上給定的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值。如同一平面上，平面度公差值應(yīng)小于該平面對基準(zhǔn)的平行度公差值。 (3) 表面粗糙度與形狀公差的大概的比例關(guān)系： 通常，表面粗糙度的Ra值可取為形狀公差值的(20%25,四） 形位公差的選用,4)對于制造難度

33、大的零件應(yīng)該選取較大的形位公差： 對剛性較差的零件（如細(xì)長軸）和結(jié)構(gòu)特殊的要素（如大跨距的孔或軸的同軸度公差），在保證零件功能的前提下，考慮到制造較困難，應(yīng)適當(dāng)降低1-2級形位公差值,第四節(jié) 工件的定位和夾緊,一、零件的基準(zhǔn)及其分類,什么是基準(zhǔn)？ 基準(zhǔn)就是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn)、線、面,一、零件的基準(zhǔn)及其分類,1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件設(shè)計(jì)圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)(點(diǎn)、線、面），稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),圖2-47 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)示例,一、零件的基準(zhǔn)及其分類,2. 工藝基準(zhǔn) 零件在加工、檢驗(yàn)和裝配過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn),2. 工藝基準(zhǔn),1）定位基準(zhǔn) 加

34、工時(shí)，使工件在機(jī)床或夾具中占據(jù)正確位置所用的基準(zhǔn),圖2-47 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)示例,2. 工藝基準(zhǔn),2）工序基準(zhǔn) 在工藝文件上用以確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準(zhǔn),圖2-47 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)示例,2. 工藝基準(zhǔn),3）測量基準(zhǔn) 檢驗(yàn)零件時(shí)，用以測量加工表面的尺寸、形狀、位置等誤差所依據(jù)的基準(zhǔn),圖2-47 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)示例,2. 工藝基準(zhǔn),4）裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用以確定零件、組件和部件相對于其他零件、組件和部件的位置所采用的基準(zhǔn),圖2-48 齒輪的裝配基準(zhǔn),傳動軸,傳動齒輪,鍵,基準(zhǔn)重合,在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)盡量使以上各種基準(zhǔn)重合，以消除基準(zhǔn)不重合誤差。

35、1）設(shè)計(jì)零件時(shí)應(yīng)盡量以裝配基準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以便保證裝配技術(shù)要求； 2）在制定加工工藝路線時(shí)，應(yīng)盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作工序基準(zhǔn)，以保證零件加工精度； 3）在加工和測量零件時(shí)，要盡量使定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以減少加工誤差和測量誤差,二、工件在工藝系統(tǒng)內(nèi)的安裝,定位：加工前，使工件在機(jī)床上或夾具上占有正確的加工位置的過程，稱為定位,二、工件在工藝系統(tǒng)內(nèi)的安裝,夾緊：用施加外力的形式，把工件已確定的定位位置固定下來的過程，稱為夾緊。這個定位、夾緊的過程，稱為裝夾或安裝。 例：在墻上貼畫 例：看電影,二、工件在工藝系統(tǒng)內(nèi)的安裝,裝夾或安裝：工件定位、夾緊的全過程，稱為裝夾或安裝。 小結(jié)： 定位在

36、前，夾緊在后 定位是首要的,定位 + 夾緊 = 安裝,二、工件在工藝系統(tǒng)內(nèi)的安裝,機(jī)床夾具：在機(jī)床上用來完成工件定位、夾緊任務(wù)的裝置，稱為機(jī)床夾具,二、工件在工藝系統(tǒng)內(nèi)的安裝,1.工件的找正安裝 直接找正法：是用百分表、劃針或用目測，在機(jī)床上直接找正工件，使工件獲得正確位置的方法,圖2-49 直接找正法示例 a）磨內(nèi)孔時(shí)工件的找正 b）刨槽時(shí)工件的找正,二、工件在工藝系統(tǒng)內(nèi)的安裝,1.工件的找正安裝 劃線找正法：當(dāng)零件形狀很復(fù)雜時(shí)，可先用劃針在工件上畫出中心線、對稱線或各加工表面的加工位置，然后再按劃好的線來找正工件在機(jī)床上的位置的方法,圖2-50 劃線找正法示例,二、工件在工藝系統(tǒng)內(nèi)的安裝,

37、2.使用夾具安裝工件,圖2-51 用專用夾具 安裝工件,支承板,支承板,支承釘,支承釘,支承釘,鉆套,二、工件在工藝系統(tǒng)內(nèi)的安裝,2.使用夾具安裝工件 優(yōu)點(diǎn)： 1）易于保證加工精度； 2）能大大地提高生產(chǎn)率，縮短輔助時(shí)間； 3）裝夾方便，能大大地減輕工人勞動強(qiáng)度,三、工件在夾具中的定位,1.六點(diǎn)定位原理,圖2-52 物體的六個自由度,三、工件在夾具中的定位,1.六點(diǎn)定位原理,圖2-53 六點(diǎn)定位簡圖,三、工件在夾具中的定位,1.六點(diǎn)定位原理 在機(jī)械加工中，要完全確定工件在夾具中的正確位置，必須用六個相應(yīng)的支承點(diǎn)來限制工件的六個自由度，稱為“六點(diǎn)定位原理,三、工件在夾具中的定位,2. 常見定位分

38、析,2. 常見定位分析,1） 完全定位,圖2-54 連桿鉆孔定位方案,平面支承,側(cè)擋銷,短圓柱銷,2. 常見定位分析,2） 不完全定位,圖2-54 連桿鉆孔定位方案,平面支承,側(cè)擋銷,短圓柱銷,2. 常見定位分析,3）欠定位,圖2-51 用專用夾具 安裝工件,2. 常見定位分析,4）過定位,圖2-55 過定位示意,2. 常見定位分析,4）過定位,圖2-56 滾、插齒時(shí)工件的過定位,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 主要支承 輔助支承,固定支承 可調(diào)支承 自位支承,支承釘 支承板,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 支承釘,圖2-57 支承釘和支承板,3.常見定位方

39、式及定位元件,1) 工件以平面定位 支承板,圖2-57 支承釘和支承板,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 可調(diào)支承,圖2-58 可調(diào)支承,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 自位支承：在定位時(shí)，其支承點(diǎn)的位置可隨工件定位基準(zhǔn)面位置的變化而自動與之協(xié)調(diào)，雖然自位支承與工件有兩三個接觸點(diǎn)，但只起到一個支承點(diǎn)的作用,圖2-59 自位支承,3.常見定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 輔助支承,圖2-60 輔助支承,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 定位銷 定位心軸 定心夾緊裝置,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 定位銷,圓柱銷 圓錐銷

40、,長定位銷 短定位銷,圖2-64 工件以圓柱孔定位的定位套,常見的圓柱銷結(jié)構(gòu),常見的圓錐銷結(jié)構(gòu),圖2-65 錐銷定位,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 定位心軸 錐度心軸 圓柱心軸 過盈配合心軸 間隙配合心軸,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 錐度心軸,圖2-67 錐度心軸,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 過盈配合心軸,圖2-66 圓柱心軸,3.常見定位方式及定位元件,2) 工件以圓孔定位 間隙配合心軸,圖2-66 圓柱心軸,3.常見定位方式及定位元件,3) 工件以外圓表面定位 V形塊 半圓環(huán) 定位套 支承定位,3.常見定位方式及定位元件,3)

41、 工件以外圓表面定位 V形塊,圖2-61 型塊,3.常見定位方式及定位元件,3) 工件以外圓表面定位 V形塊,圖2-62 活動V型塊的應(yīng)用,3.常見定位方式及定位元件,3) 工件以外圓表面定位 定位套,圖2-63 工件以圓孔定位的定位套,3.常見定位方式及定位元件,4) 工件以組合表面定位,圖2-68 一面兩銷定位,3.常見定位方式及定位元件,4) 工件以組合表面定位,3.常見定位方式及定位元件,P63 表2-14,四、工件的夾緊方式,1. 夾緊裝置及其組成 什么是夾緊裝置？ 將工件在夾具中夾緊、壓牢的裝置，就是夾緊裝置。 動力裝置 夾緊裝置 夾緊元件 中間遞力機(jī)構(gòu),四、工件的夾緊方式,2.

42、對夾緊裝置的基本要求 1）夾緊應(yīng)有利于工件的定位而不能破壞工件在定位時(shí)所獲得的正確位置； 2）夾緊力大小應(yīng)適當(dāng)，使夾緊作用可靠，而且能夠自鎖。 3） 夾緊后工件的變形應(yīng)盡可能小，不能因夾緊變形而影響加工精度。 4）夾緊機(jī)構(gòu)的操作要方便、迅速、省力、安全,3. 夾緊力的確定,1）確定夾緊力方向的兩個原則： a.夾緊力作用方向應(yīng)垂直于工件的主定位面,圖2-69 夾緊力方向?qū)︾M孔位置精度的影響,3. 夾緊力的確定,1）確定夾緊力方向的兩個原則： b. 夾緊力的方向應(yīng)有利于減少所需要的夾緊力,3. 夾緊力的確定,1）確定夾緊力方向的兩個原則： b. 夾緊力的方向應(yīng)有利于減少所需要的夾緊力,3. 夾緊力

43、的確定,2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇： a. 夾緊力應(yīng)作用在工件剛度最大的部位,圖2-70 夾緊力作用部位,3. 夾緊力的確定,2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇： b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)在夾具支承點(diǎn)所組成的面積之內(nèi),圖2-71 夾緊穩(wěn)定性,3. 夾緊力的確定,2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇： c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工表面，以減少和防止加工時(shí)工件的振動,3. 夾緊力的確定,3）夾緊力大小的估算,第三章 金屬切削基本知識,第一節(jié) 刀具切削部分幾何參數(shù),一、刀具切削部分的構(gòu)成,圖3-1 車刀切削部分的組成要素,刀面,前刀面 后刀面 副后刀面,刀刃,主切削刃 副切削刃 刀尖,一、刀具切削部分的構(gòu)成,圖3-2 刀尖

44、的類型,二、刀具的靜態(tài)角度,確定刀具角度的坐標(biāo)參考系： 實(shí)際合成切削運(yùn)動方向 工作參考系 進(jìn)給運(yùn)動方向 刀具實(shí)際安裝位置,二、刀具的靜態(tài)角度,確定刀具角度的坐標(biāo)參考系： 主運(yùn)動方向 靜止參考系 進(jìn)給運(yùn)動方向 刀具安裝位置,二、刀具的靜態(tài)角度,確定刀具角度的坐標(biāo)參考系： 工作參考系 工作角度 靜止參考系 靜態(tài)角度,1. 刀具靜止參考系,刀具靜止參考系是在下列假定條件下建立的： 1）刀刃上的選定點(diǎn)位于假定工件的軸平面內(nèi)，是刀具靜止參考系的原點(diǎn)； 2）過刀具切削刃選定點(diǎn)的假定的進(jìn)給運(yùn)動方向位于車刀刀體（軸線）的法平面內(nèi)并與車刀底面相平行； 3）過刀具切削刃選定點(diǎn)的假定的主運(yùn)動方向垂直于車刀刀體的底面

45、,圖3-3 車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運(yùn)動方向，vf表示假定的進(jìn)給運(yùn)動方向,1. 刀具靜止參考系,構(gòu)成刀具靜止參考系的基準(zhǔn)平面有六個： （1） 基面Pr：通過切削刃選定點(diǎn)，垂直于假定主運(yùn)動方向的平面。 車刀的基面平行于刀體底面,圖3-3 車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運(yùn)動方向，vf表示假定的進(jìn)給運(yùn)動方向,1. 刀具靜止參考系,2) 切削平面Ps：通過切削刃選定點(diǎn)，與切削刃相切，并垂直于基面的平面,1. 刀具靜止參考系,3) 正交平面Po：通過切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面,1. 刀具靜止參考系,3) 正交平面Po： 正交平面為垂直于切削刃在基面上的投影的平面。

46、 由基準(zhǔn)平面PrPsPo組成的靜止參考系稱為刀具的正交平面參考系,圖3-3 車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運(yùn)動方向，vf表示假定的進(jìn)給運(yùn)動方向,1. 刀具靜止參考系,4）法平面Pn：通過切削刃選定點(diǎn)并垂直于切削刃的平面,1. 刀具靜止參考系,4）法平面Pn：通過切削刃選定點(diǎn)并垂直于切削刃的平面。 由基準(zhǔn)平面PrPsPn組成的靜止參考系稱為刀具的法平面參考系,圖3-3 車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運(yùn)動方向，vf表示假定的進(jìn)給運(yùn)動方向,1. 刀具靜止參考系,5）假定工作平面Pf：通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面，且平行于假定進(jìn)給運(yùn)動方向的平面,1. 刀具靜止參考系,6）背平面Pp：

47、通過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和假定工作平面的平面,1. 刀具靜止參考系,6）背平面Pp：通過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和假定工作平面的平面。 由基準(zhǔn)平面PrPfPp組成的靜止參考系稱為刀具的假定工作平面背平面參考系,圖3-3 車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運(yùn)動方向，vf表示假定的進(jìn)給運(yùn)動方向,2. 刀具的靜態(tài)角度,刀具在正交平面參考系中定義的靜態(tài)角度有： （1）前角go：在正交平面Po上測量的刀具前面Ag 與基面Pr之間的夾角,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,2. 刀具的靜態(tài)角度,2）后角ao：在正交平面Po上測量的刀具后面Ag 與切削平面Ps之間的夾角,圖3 - 4 車刀的靜

48、態(tài)角度,2. 刀具的靜態(tài)角度,3）主偏角kr：在基面Pr上測量的切削平面Ps與假定工作平面Pf之間的夾角,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,2. 刀具的靜態(tài)角度,4）刃傾角ls：在切削平面Ps上測量的刀具主切削刃S與基面Pr間的夾角。 刃傾角總為銳角，其正、負(fù)值的確定原則為：當(dāng)?shù)都馕挥谥髑邢魅械淖罡唿c(diǎn)時(shí)，刃傾角為正值；反之為負(fù)值。 切削刃的選定點(diǎn)、刃傾角和主偏角這三個參數(shù)，確定了主切削刃在參考系中的位置,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,2. 刀具的靜態(tài)角度,5）副偏角kr：副偏角kr是在基面Pr上測量的副切削平面Ps與假定工作平面Pf之間的夾角。 副偏角kr一般為銳角,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,

49、2. 刀具的靜態(tài)角度,6）副后角ao：副后角ao是在副正交平面Po上測量的副后面Aa與副切削平面Ps之間的夾角,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,2. 刀具的靜態(tài)角度,上述六個角度（go、ao、kr、ls、kr、 ao）是在正交平面參考系中，確定車刀三個刀面（前面Ag、后面Aa、副后面Aa）、兩個刀刃（主切削刃S、副切削刃S）的位置所必需的六個獨(dú)立的刀具角度,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,2. 刀具的靜態(tài)角度,7）楔角 b：楔角 b是在正交平面Po上測量的前面Ag 與后面Aa 之間的夾角。 b =90-（ go + ao,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,2. 刀具的靜態(tài)角度,8）刀尖角er ：刀尖角

50、er是在基面Pr上的測量切削平面Ps與副切削平面之間的夾角。 er =180-（ kr + kr,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,2. 刀具的靜態(tài)角度,9）余偏角：余偏角是在基面Pr上測量的切削平面Ps與背平面Pp之間的夾角。 =90- kr,圖3 - 4 車刀的靜態(tài)角度,2. 刀具的靜態(tài)角度,刀具在法平面參考系中定義的靜態(tài)角度也有六個： 即： 法前角gn 法后角an 主偏角kr 刃傾角ls 副偏角kr 副法后角an 其中主偏角kr、刃傾角ls、副偏角kr同正交平面參考系中的角度完全相同，其余三個角度，即法前角gn、法后角an、副法后角an的定義不一樣,2. 刀具的靜態(tài)角度,正交平面參考系與法平

51、面參考系之間的角度換算公式,2. 刀具的靜態(tài)角度,刀具在假定工作平面背平面參考系中定義的刀具角度也有六個： 即： 側(cè)前角gf 側(cè)后角af 背前角gp 背后角ap 副側(cè)后角af 副背后角ap,2. 刀具的靜態(tài)角度,正交平面參考系與假定工作平面、背平面參考系之間的角度換算公式,三、刀具的工作角度,例1 基面Pr與工作基面Pre的比較： 基面Pr是通過切削刃上選定點(diǎn)且垂直于假定主運(yùn)動方向的平面；而工作基面Pre是通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于合成切削運(yùn)動方向的平面。二者的不同點(diǎn)在于前者的主運(yùn)動方向是假定的，而后者的合成切削運(yùn)動方向是實(shí)際存在的,三、刀具的工作角度,例二 前角go與工作前角goe的比較：

52、前角go是在正交平面Po上測量的前面Ag 與基面Pr之間的夾角；而工作前角goe 是在工作正交平面Poe中測量的前面Ag 與工作基面Pre之間的夾角。二者的差異在于定義刀具角度參考系的三個基準(zhǔn)平面都不同，原因還在于靜止參考系的基準(zhǔn)軸線是假定的，而工作參考系的基準(zhǔn)是實(shí)際存在的合成切削運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動,三、刀具的工作角度,1. 進(jìn)給運(yùn)動對刀具工作角度的影響,圖3-5 橫向進(jìn)給對工作角度的影響,三、刀具的工作角度,1. 進(jìn)給運(yùn)動對刀具工作角度的影響,圖3-5 橫向進(jìn)給對工作角度的影響,goe = go,aoe = ao,三、刀具的工作角度,2.刀具安裝位置對工作角度的影響 1)刀具安裝高低對工作角度的

53、影響,gpe = g p + q p,ape = a p q p,三、刀具的工作角度,2.刀具安裝位置對工作角度的影響 2)刀桿軸線與進(jìn)給方向不垂直的影響,kre =kre Gr,kre =kre -（ Gr,第二節(jié) 金屬切削過程基本規(guī)律,一、金屬切削過程,1. 切屑的形成,圖3-10 金屬切削過程中的滑移線和流線,1. 切屑的形成,圖3-12 切屑類型,1. 切屑的形成,圖3-10 金屬切削過程中的滑移線和流線,1. 切屑的形成,衡量切屑變形程度的方法 ：切屑厚度壓縮比h,圖3-13 切屑厚度壓縮比h的計(jì)算,2. 積屑瘤,圖3-15 積屑瘤與切削刃的金相顯微照片,2. 積屑瘤,圖3-16 積

54、屑瘤高度及其實(shí)際工作前角,2. 積屑瘤,1）積屑瘤對切削過程的影響： 1)積屑瘤包圍著切削刃，可以代替前面、后面和切削刃進(jìn)行切削，從而保護(hù)了刀刃，減少了刀具的磨損。 2)積屑瘤使刀具的實(shí)際工作前角增大，而且，積屑瘤越高，實(shí)際工作前角越大，刀具越鋒利。 3)積屑瘤前端伸出切削刃外，直接影響加工尺寸精度。 4)積屑瘤直接影響工件加工表面的形狀精度和表面粗糙度,2. 積屑瘤,2）積屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性,2. 積屑瘤,2）積屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度,圖3-17 切削速度對積屑瘤的影響,2. 積屑瘤,2）積屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度； 3）刀具前

55、角,2. 積屑瘤,2）積屑瘤的成因： 1）工件材料的塑性； 2）切削速度； 3）刀具前角； 4）冷卻潤滑條件,二、切削力,1.總切削力的分解和切削功率 （1）總切削力的分解 1）切削力Fc 2）背向力Fp 3）進(jìn)給力Ff,1.總切削力的分解和切削功率,1）總切削力的分解,1.總切削力的分解和切削功率,2）切削功率,單位：kw,Fc切削力，單位：N； vc切削速度，單位：m/min,1.總切削力的分解和切削功率,2）切削功率,單位：kw,c機(jī)床傳動效率，一般，取c=0.750.85,二、切削力,2. 切削力的經(jīng)驗(yàn)公式 切削力,2. 切削力的經(jīng)驗(yàn)公式,切削力 背向力 進(jìn)給力 切削時(shí)消耗的功率,2.

56、 切削力的經(jīng)驗(yàn)公式,計(jì)算舉例： 用YT5硬質(zhì)合金車刀外圓縱車b=630MPa的熱軋45鋼，車刀幾何參數(shù)為go =10、kr =75、ls =5，切削用量為asp=2mm、f=0.3mm/r、vc=100m/min。 試計(jì)算切削力Fc、Fp、Ff 及切削功率Pc,2. 切削力的經(jīng)驗(yàn)公式,解： 查表3-2得： CFC=2795 xFC =1.0 yFC =0.75 zFC =-0.15,2. 切削力的經(jīng)驗(yàn)公式,解,2. 切削力的經(jīng)驗(yàn)公式,解,當(dāng)b =630MPa時(shí),2. 切削力的經(jīng)驗(yàn)公式,續(xù),按kr =75查表3-4，得,按go =10查表3-4，得,按ls =-5查表3-4，得,2. 切削力的經(jīng)

57、驗(yàn)公式,續(xù),二、切削力,3. 影響切削力的因素 總切削力的來源有兩個方面： 一是克服被加工材料對彈性變形和塑性變形的抗力； 二是克服切屑對刀具前面的摩擦阻力和工件表面對刀具后面的摩擦阻力,3. 影響切削力的因素,1）工件材料的性能對切削力有顯著的影響。 工件材料的硬度或強(qiáng)度愈高，材料的剪切屈服強(qiáng)度也愈高，發(fā)生剪切變形的抗力也愈大，故切削力也愈大,3. 影響切削力的因素,2）切削用量對切削力的影響。 a）背吃刀量asp 和進(jìn)給量f對切削力的影響,二、切削力,標(biāo)準(zhǔn)切削試驗(yàn)：刀具材料P10，工件材料45鋼b=650Mpa，車刀幾何參數(shù)為go =10、kr =45、ls =0,即，asp增大一倍，F(xiàn)C

58、也增大一倍；而f 增大一倍，F(xiàn)C只能增大68%80,二、切削力,由此可見，從減小切削力和節(jié)省動力消耗的觀點(diǎn)出發(fā)，在切除相同余量的條件下，增大 f 比增大asp 更為有利,3. 影響切削力的因素,2）切削用量對切削力的影響。 b）切削速度Vc對切削力的影響,切削塑性材料時(shí),3. 影響切削力的因素,2）切削用量對切削力的影響。 b）切削速度Vc對切削力的影響,3. 影響切削力的因素,3）刀具幾何參數(shù)對切削力的影響。 a） 前角go對切削力的影響,刀刃鋒利,前角go,變形抗力,切削力,3. 影響切削力的因素,3）刀具幾何參數(shù)對切削力的影響。 a） 前角go對切削力的影響,圖3-25 前角對切削力的影

59、響 asp=4mm f=0.25mm/r,3. 影響切削力的因素,3）刀具幾何參數(shù)對切削力的影響。 b） 主偏角kr 對切削力的影響,3. 影響切削力的因素,3）刀具幾何參數(shù)對切削力的影響。 c）刃傾角ls 對切削力的影響,ls,背前角gp,側(cè)前角,gf,Fp,Ff,3. 影響切削力的因素,3）刀具幾何參數(shù)對切削力的影響。 d）刀尖圓弧半徑re 對切削力的影響,3. 影響切削力的因素,3）刀具幾何參數(shù)對切削力的影響。 e）使用切削液 對切削力的影響,三、切削熱和切削溫度,1.切削熱的來源與傳出,圖3-29 切削熱的來源與傳出,三、切削熱和切削溫度,1.切削熱的來源與傳出,式中 Q單位時(shí)間產(chǎn)生的

60、熱量，單位：J/s； Fc切削力，單位：N； vc切削速度單位：m/s,三、切削熱和切削溫度,1.切削熱的來源與傳出,圖3-30 不同切削速度下的熱量傳出比例,三、切削熱和切削溫度,1.切削熱的來源與傳出,三、切削熱和切削溫度,2. 切削溫度的分布,a） 法平面內(nèi)的切削溫度分布 b）刀具前面上的切削溫度分布 圖3-33 切削溫度的分布,三、切削熱和切削溫度,3.影響切削溫度的主要因素 (1)工件材料 工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，總切削力越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，切削溫度也就越高。 工件材料的導(dǎo)熱性好，從切屑和工件傳出的切削熱相應(yīng)增多，切削區(qū)的平均溫度降低。 例如，合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度普遍高于4