機械制造基礎(chǔ)_1.2_機械加工表面的成形

1、機械與汽車工程學(xué)院零件成形方法零件成形方法1零件成品重量初始物料重量，m0 如鑄造、鍛造、沖壓、粉末冶金、注塑等。零件成品重量零件毛坯重量，m0 去除部分材料改變零件尺寸，減小重量。 如切削加工、電火花加工等。成形過程中，零件重量逐步增加，m0 傳統(tǒng)累加法通過焊接、粘接或鉚接等不可 拆卸連接形成零件。 快速成形技術(shù)(RPM)通過微元疊加方式形 成零件。 機械與汽車工程學(xué)院機械加工即切削加工，必須具備三個條件：機械加工即切削加工，必須具備三個條件：刀具與工件之間要有刀具與工件之間要有相對運動相對運動，即表面成形運動；即表面成形運動； 刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù)，即切削角度等；刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù)，

2、即切削角度等； 刀具材料應(yīng)具有一定的切削性能。刀具材料應(yīng)具有一定的切削性能。機械與汽車工程學(xué)院工件的種類工件的種類機械與汽車工程學(xué)院1）工件）工件表面的表面的基本基本形狀形狀: 成形面、成形面、螺旋面螺旋面 外外圓圓柱柱、內(nèi)內(nèi)圓柱、圓柱、平面平面 圓錐錐面面、圓環(huán)面、球面、圓環(huán)面、球面機械與汽車工程學(xué)院發(fā)生線法：任何表面都可看作由母線沿著導(dǎo)線運動而形發(fā)生線法：任何表面都可看作由母線沿著導(dǎo)線運動而形成成。母線母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱和導(dǎo)線統(tǒng)稱為為發(fā)生發(fā)生線線。母線和導(dǎo)線母線和導(dǎo)線可以互換的可以互換的表面，稱為表面，稱為可逆表面。可逆表面。反之為不可反之為不可逆表面。逆表面。2）工件表面形成方法）工件表面形

3、成方法機械與汽車工程學(xué)院母線相對旋轉(zhuǎn)軸線位置不同，所產(chǎn)生的表面也不同母線相對旋轉(zhuǎn)軸線位置不同，所產(chǎn)生的表面也不同2）工件表面形成方法）工件表面形成方法機械與汽車工程學(xué)院（1）軌跡）軌跡法法即即發(fā)生發(fā)生線形成線形成方法方法，有有四種：四種：2）工件表面形成方法）工件表面形成方法特點特點：切削切削刃與被加工表面刃與被加工表面點接觸點接觸； 刀尖刀尖規(guī)律曲線運動軌跡為規(guī)律曲線運動軌跡為母線。母線。機械與汽車工程學(xué)院（2）成形）成形法法特點特點：刀刃為母線刀刃為母線。2）工件表面形成方法）工件表面形成方法機械與汽車工程學(xué)院（3）展）展成法成法特點特點：刀具與刀具與工件工件作范成運動作范成運動，即，即相

4、對運動相對運動具有具有嚴(yán)格傳動比關(guān)系嚴(yán)格傳動比關(guān)系。刀具刀刃刀具刀刃形成的包絡(luò)線為母線。形成的包絡(luò)線為母線。2）工件表面形成方法）工件表面形成方法機械與汽車工程學(xué)院特點：特點：旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)刀具中心沿規(guī)律刀具中心沿規(guī)律曲線運動；曲線運動； 刀刀緣形成的包絡(luò)線為緣形成的包絡(luò)線為母線。母線。（4）相切）相切法法2）工件表面形成方法）工件表面形成方法機械與汽車工程學(xué)院即形成發(fā)生線的即形成發(fā)生線的運動運動。簡稱簡稱成形運動成形運動。簡單成形運動：簡單成形運動：獨立的旋轉(zhuǎn)運動或直線運動。獨立的旋轉(zhuǎn)運動或直線運動。復(fù)合成形運動：復(fù)合成形運動：由兩個或兩個以上的旋轉(zhuǎn)運動或直線運動嚴(yán)由兩個或兩個以上的旋轉(zhuǎn)運動或直線

5、運動嚴(yán)格按照某種運動關(guān)系組合而成的成形運動格按照某種運動關(guān)系組合而成的成形運動。如：車螺紋機械與汽車工程學(xué)院在機床上在機床上表面表面成形成形運動分運動分主主運動運動和和進給進給運動運動。1 1）主運動）主運動 是刀具與工件之間最主要的相對運動是刀具與工件之間最主要的相對運動，功耗最大，功耗最大，速度最高。有且僅有一個。速度最高。有且僅有一個。運動形式運動形式： 旋轉(zhuǎn)運動，如車削、鏜削的主軸運動，旋轉(zhuǎn)運動，如車削、鏜削的主軸運動， 直線運動，如刨削、拉削的刀具運動；直線運動，如刨削、拉削的刀具運動；運動主體運動主體： 工件，如車削，工件，如車削， 刀具，如銑削。刀具，如銑削。機械與汽車工程學(xué)院2

6、 2）進給運動）進給運動把切削層不斷投入切削的運動，使主運動能夠把切削層不斷投入切削的運動，使主運動能夠繼續(xù)進行，以形成新表面。繼續(xù)進行，以形成新表面。速度較低，功耗較少速度較低，功耗較少。運動形式運動形式： 旋轉(zhuǎn)運動、直線運動或兩者組合。旋轉(zhuǎn)運動、直線運動或兩者組合。 連續(xù)的，如車削連續(xù)的，如車削； 間歇間歇的，如刨削。的，如刨削。 一個運動，如鉆削一個運動，如鉆削； 多多個運動，如車削時的縱向與橫向進給運動個運動，如車削時的縱向與橫向進給運動； 沒有沒有進給運動，如拉削。進給運動，如拉削。運動主體運動主體： 工件，如銑削、磨削，工件，如銑削、磨削， 刀具，如車削、鉆削。刀具，如車削、鉆削。

7、機械與汽車工程學(xué)院3 3）合成）合成切削切削運動運動Ve主運動與進給運動同主運動與進給運動同時進行時，刀具切削刃時進行時，刀具切削刃上一點相對工件的運動。上一點相對工件的運動。 合成速度向量等于主合成速度向量等于主運動速度與進給運動速運動速度與進給運動速度的向量度的向量和和Ve=Vc+Vf 機械與汽車工程學(xué)院輔助輔助運動運動：1 1）空空行程行程運動運動( (趨進、退刀、返回趨進、退刀、返回)；2 2）切入運動切入運動( (調(diào)整切削深度調(diào)整切削深度 ) ) ；3 3）定位）定位和調(diào)整運動和調(diào)整運動( (分度、轉(zhuǎn)位、變速、換刀、測分度、轉(zhuǎn)位、變速、換刀、測量、補償量、補償，使工件或刀具進入正確加

8、工位置，使工件或刀具進入正確加工位置) )；4 4）操縱操縱及控制及控制運動運動。機械與汽車工程學(xué)院v加工表面加工表面nf f已加工表面已加工表面過渡表面過渡表面待加工表面待加工表面d dw wd dm m切削過程中，工件切削過程中，工件上有三個不斷變化的上有三個不斷變化的表面。表面。1.1. 待待加工加工表面表面: :即將即將被切除的表面被切除的表面。2.2. 己加工己加工表面表面: :切削切削后形成的新表面。后形成的新表面。3.3. 過渡表面過渡表面: :正被切正被切削的削的表面。在下表面。在下一切削行程將被一切削行程將被切除切除。機械與汽車工程學(xué)院切削用量三要素：切削用量三要素：。切削切

9、削層參數(shù)層參數(shù)：v切削切削要素要素機械與汽車工程學(xué)院l切削速度切削速度 ( (m/s) m/s) 切削刃上選定點切削刃上選定點相對工件相對工件的主運動的瞬時的主運動的瞬時線線速度。速度。 各各點不同，取點不同，取最大最大值值。式中：式中：dwdw工件工件待加工待加工表面直徑表面直徑(mm)(mm)； n n轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(r/min)(r/min)。切削用量切削用量主運動為旋轉(zhuǎn)主運動為旋轉(zhuǎn)運動運動時（如車削時（如車削）機械與汽車工程學(xué)院 進給量進給量f-刀具在進給運動方向上相對工件的位移量刀具在進給運動方向上相對工件的位移量。單位為：單位為： mm/r或或mm/行程。行程。對于多刃刀具對于多刃刀具，

10、每齒進給量每齒進給量fz mm/z進給進給速度速度Vf ：切削刃上選定點相對于工件的進給運動切削刃上選定點相對于工件的進給運動瞬時速度瞬時速度。mm/s/60/60fzvfnzf n切削用量切削用量機械與汽車工程學(xué)院l 切削深度切削深度a ap p（背吃力背吃力量）量） ( (mm)mm)已已加工表面與待加工表面之間的加工表面與待加工表面之間的垂直距離垂直距離。車外圓時車外圓時：d dm md dw wf fn1 12 2f fa ap pKrKr2mwpdda切削層切削層刀具沿刀具沿進給運動方向每移動進給運動方向每移動 f或或 fz時時，切下，切下的工件材料層。的工件材料層。 切削切削層參數(shù)層參數(shù)切削層的截面尺寸切削層的截面尺寸。切削用量切削用量假設(shè)：假設(shè)：刀尖為主、副切削刃的實際交點，且刀尖為主、副切削刃的實際交點，且s0，Kr=0，則切削層截面為平行四邊形；，則切削層截面為平行四邊形；切削層參數(shù)切削層參數(shù)測量平面：測量平面：基面基面。機械與汽車工程學(xué)院