機(jī)械制造技術(shù)教學(xué) 第2章 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)

1、機(jī)械制造技術(shù)教學(xué) 第2章 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)教學(xué)目的:1、了解零件表面的成形2、掌握機(jī)械加工的運(yùn)動(dòng)3、掌握切削用量和切削層參數(shù)4、掌握機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的定義教學(xué)重點(diǎn):1、掌握機(jī)械加工的運(yùn)動(dòng)2、掌握切削用量和切削層參數(shù)教學(xué)難點(diǎn):機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)的分析授課時(shí)間:課時(shí)安排:2節(jié)課教學(xué)方法:講授教學(xué)、多媒體教學(xué)教學(xué)過(guò)程:一、復(fù)習(xí)舊課:1、什么是生產(chǎn)過(guò)程、工藝過(guò)程、機(jī)械制造工藝過(guò)程?2、什么是工序、安裝、工位、工步、走刀?3、什么是生產(chǎn)綱領(lǐng)?二、引入新課定義:在機(jī)械加工中,由機(jī)床、刀具、夾具與被加工工件一起構(gòu)成了一個(gè)實(shí)現(xiàn)某種加工方法的整體系統(tǒng),這一系統(tǒng)稱為機(jī)械加工工藝系統(tǒng).對(duì)應(yīng)于不同的加工方法有不同的機(jī)械加工

2、工藝系統(tǒng),如車削工藝系統(tǒng)、銑削工藝系統(tǒng)、磨削工藝系統(tǒng)等.機(jī)械制造技術(shù)就是以表面成形理論、金屬切削理論和工藝系統(tǒng)的基本理論為基礎(chǔ),以各種加工方法、加工裝備的特點(diǎn)及應(yīng)用為主體,以機(jī)械加工工藝和裝配工藝的設(shè)計(jì)為重點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)、高郊、低成本為目的的綜合應(yīng)用技術(shù).§2-1 零件表面的成形和機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)一、零件表面的成形機(jī)械零件的表面形狀千變?nèi)f化,但大都是由幾種常見(jiàn)的表面組合而成的.這些表面包括平面、圓柱面、圓錐面、球面、螺旋面、圓環(huán)面以及成形曲面等,如課本圖所示.這些表面都可以看成是由一根母線沿著導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)而形成的,母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線.相切法:采用銑刀、砂輪等旋轉(zhuǎn)刀具加工工件時(shí),

3、刀具自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成圓形發(fā)生線,同時(shí)切削刃相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)形成其他發(fā)生線.二、機(jī)械加工的運(yùn)動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng):表面成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng). 1、表面成形運(yùn)動(dòng):根據(jù)幾何的角度來(lái)分析,為保證得到工件表面的形狀所需的運(yùn)動(dòng).根據(jù)工件表面形狀和成形方法的不同,成形運(yùn)動(dòng)有以下類型:(1)簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng):如果一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng),是由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的,則此成形運(yùn)動(dòng)稱為簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng). (2)復(fù)合成形運(yùn)動(dòng):如果一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng),是由兩個(gè)或兩個(gè)以上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng),按照某種確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成,則稱此成形運(yùn)動(dòng)為復(fù)合成形運(yùn)動(dòng). 例題例1:用外圓車刀車削外圓柱面時(shí)(見(jiàn)圖a),工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B1和刀具的直線運(yùn)動(dòng)

4、A1就是兩個(gè)簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng). 例2:車螺紋時(shí),螺紋表面的導(dǎo)線(螺旋線)必須由工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀架直線運(yùn)動(dòng)保持確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系才能形成,這也是一個(gè)復(fù)合成形運(yùn)動(dòng).從保證金屬切削過(guò)程的實(shí)現(xiàn)和連續(xù)進(jìn)行的角度看,成形運(yùn)動(dòng)可分為:主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng).(1)主運(yùn)動(dòng):使工件與刀具產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行切削的最基本運(yùn)動(dòng),稱為主運(yùn)動(dòng).主運(yùn)動(dòng)的速度最高,所以消耗的功率最大.一般機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè). 如:車削、鏜削加工時(shí)工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),銑削和鉆削時(shí)刀具的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),刨削時(shí)刨刀的直線運(yùn)動(dòng)等都是主運(yùn)動(dòng).(2)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是配合主運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對(duì)運(yùn)動(dòng).進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)配合即可完成所需的表

5、面幾何形狀的加工,根據(jù)工件表面形狀成形的需要,進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是多個(gè),也可以是一個(gè);可以是連續(xù)的,也可以是間歇的. 2、輔助運(yùn)動(dòng):實(shí)現(xiàn)機(jī)床的各種輔助動(dòng)作,為表面成形創(chuàng)造條件. (1)空行程運(yùn)動(dòng) 刀架、工作臺(tái)的快速接近和退出工件等,可節(jié)省輔助時(shí)間.(2)切入運(yùn)動(dòng) 為保證被加工面獲得所需尺寸,刀具相對(duì)于工件表面的深入運(yùn)動(dòng).(3)分度運(yùn)動(dòng) 使工件或刀具回轉(zhuǎn)到所需要的角度,多用于加工若干個(gè)完全相同的沿圓周均勻分布的表面,也有在直線分度機(jī)上刻直尺時(shí),工件相對(duì)刀具的直線分度運(yùn)動(dòng).(4)操縱及控制運(yùn)動(dòng) 包括變速、換向、啟停及工件的裝夾等.三、切削用量和切削層參數(shù)(1)切削速度Vc切削速度vc是刀具切削刃上選定點(diǎn)

6、相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)線速度.由于切削刃上各點(diǎn)的切削速度可能是不同,計(jì)算時(shí)常用最大切削速度代表刀具的切削速度.當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí):式中:d切削刃上選定點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑,mm; n主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速,r/s或r/min. 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)時(shí),切削速度是刀具相對(duì)于工件的直線運(yùn)動(dòng)速度(2)進(jìn)給速度Vf、進(jìn)給量f、和每齒進(jìn)給量fz進(jìn)給速度Vf-切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度,單位是mm/s或mm/min. 進(jìn)給量f-刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量,用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來(lái)表述,單位是mm/r或mm/行程. 每齒進(jìn)給量fz -后一個(gè)刀齒相對(duì)于前一個(gè)刀齒的進(jìn)給量,單位是mm/z每齒

7、進(jìn)給量是對(duì)于銑刀、拉刀等多齒刀具各進(jìn)給量間的關(guān)系:Vf=nf=nfzZ(3)背吃刀量ap切削深度ap(背吃刀量)是在與主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相垂直的方向上度量的已加工表面與待加工表面之間的距離,單位mm. 主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí):主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)時(shí):ap=Hw-Hm鉆孔時(shí):式中:dw-工件待加工表面直徑dm-工件已加工表面直徑Hw-工件等加工表面厚度Hm-工件已加工表面厚度例:車削直徑為300mm的鑄鐵帶輪外圓,若切削速度為60m/min,試求車床主軸轉(zhuǎn)速.解:根據(jù)公式實(shí)際生產(chǎn)中,理論上計(jì)算出的主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)從車床轉(zhuǎn)速表中最接近的一檔選取小結(jié):金屬切削過(guò)程的實(shí)現(xiàn)和連續(xù)進(jìn)行的角度看,成形運(yùn)動(dòng)可分為:主運(yùn)動(dòng)

8、和進(jìn)給運(yùn)動(dòng),但是各種機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都不一樣.作業(yè)布置:見(jiàn)教材P48教學(xué)課題:第2章 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)(續(xù))教學(xué)目的:1、金屬切削機(jī)床的分類和型號(hào)編制方法2、金屬切削機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)3、數(shù)控機(jī)床的概述教學(xué)重點(diǎn):金屬切削機(jī)床的分類和型號(hào)編制方法和機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)教學(xué)難點(diǎn):機(jī)床型號(hào)的編制授課時(shí)間:課時(shí)安排:2節(jié)課教學(xué)方法:講授教學(xué)、多媒體教學(xué)教學(xué)過(guò)程:一、復(fù)習(xí)舊課:1、零件的表面成形的方法2、工件表面的成形方法和機(jī)床所需的運(yùn)動(dòng)以及各種運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)系3、切削用量和切削層參數(shù)二、引入新課:§2-2 金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床是用刀具切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器,它是制造機(jī)

9、器的機(jī)器,所以又稱為"工作母機(jī)",習(xí)慣上簡(jiǎn)稱為機(jī)床.機(jī)床是機(jī)械制造的基礎(chǔ)機(jī)械,其技術(shù)水平的高低,質(zhì)量的好壞,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益都有重要的影響.金屬切削機(jī)床誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有一百多年了,隨著工業(yè)化的發(fā)揮咱,機(jī)床品種越來(lái)越多,技術(shù)也越來(lái)越復(fù)雜.我國(guó)第三次工業(yè)普查的結(jié)果表明,截止到1995年底,我國(guó)機(jī)床擁有量為383.52萬(wàn)臺(tái),其中金屬切削機(jī)床為298.39萬(wàn)臺(tái),已占機(jī)床總數(shù)的77.80%.一、機(jī)床的分類機(jī)床主要是按加工方法和所用刀具進(jìn)行分類,根據(jù)國(guó)家制定的機(jī)床型號(hào)編制方法,機(jī)床分為11大類:車床,鉆床,鏜床,磨床,齒輪加工機(jī)床,螺紋加工機(jī)床,銑床,刨插床,拉床,鋸床和其

10、他機(jī)床.在每一類機(jī)床中,又按工藝范圍,布局型式和結(jié)構(gòu)性能分為若干組,每一組又分為若干個(gè)系(系列).除了上述基本分類方法外,還有其它分類方法:按照萬(wàn)能性程度,機(jī)床可分為:通用機(jī)床:這類機(jī)床的工藝范圍很寬,可以加工一定尺寸范圍內(nèi)的多種類型零件,完成多種多樣的工序.如,臥式車床,萬(wàn)能升降臺(tái)銑床,萬(wàn)能外圓磨床等.專門化機(jī)床:這類機(jī)床的工藝范圍較窄,只能用于加工不同尺寸的一類或幾類零件的一種(或幾種)特定工序.如,絲桿車床,凸輪軸車床等.專用機(jī)床:這類機(jī)床的工藝范圍最窄,通常只能完成某一特定零件的特定工序.如,加工機(jī)床主軸箱體孔的專用鏜床,加工機(jī)床導(dǎo)軌的專用導(dǎo)軌磨床等.它是根據(jù)特定的工藝要求專門設(shè)計(jì),制

11、造的,生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度較高,使用于大批量生產(chǎn).組合機(jī)床也屬于專用機(jī)床.2.按照機(jī)床的工作精度,分為普通精度機(jī)床,精密機(jī)床和高精度機(jī)床.3.按照重量和尺寸,可分為儀表機(jī)床,中型機(jī)床(一般機(jī)床),大型機(jī)床(質(zhì)量大于10t),重型機(jī)床(質(zhì)量在30t以上)和超重型機(jī)床(質(zhì)量在100t以上).4.按照機(jī)床主要器官的數(shù)目,可分為單軸,多軸,單刀,多刀機(jī)床等.5.按照自動(dòng)化程度不同,可分為普通,半自動(dòng)和自動(dòng)機(jī)床.自動(dòng)機(jī)床具有完整的自動(dòng)工作循環(huán),包括自動(dòng)裝卸工件,能夠連續(xù)的自動(dòng)加工出工件.半自動(dòng)機(jī)床也有完整的自動(dòng)工作循環(huán),但裝卸工件還需人工完成,因此不能連續(xù)地加工.二、機(jī)床的型號(hào)編制機(jī)床的型號(hào)是機(jī)床產(chǎn)品的代

12、號(hào),用以表明機(jī)床的類型,通用和結(jié)構(gòu)特性,主要技術(shù)參數(shù)等.GB/T15375-94金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法規(guī)定,我國(guó)的機(jī)床型號(hào)由漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律組合而成.1.通用機(jī)床的型號(hào)編制1) 通用機(jī)床型號(hào)的表示方法為:注:有"( )"的代號(hào)或數(shù)字,當(dāng)無(wú)內(nèi)容時(shí),不表示,若有內(nèi)容,則不帶擴(kuò)號(hào); 有""符號(hào)者,為大寫的漢語(yǔ)拼音字母; 有"" 符號(hào)者,為阿拉伯?dāng)?shù)字;有" "符號(hào)者,為大寫的漢語(yǔ)拼音字母或阿拉伯?dāng)?shù)字或兩者兼有2)機(jī)床的類別代號(hào) : 類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床 螺紋加工機(jī)床 銑床 刨插床 拉床 鋸床

13、 其他 機(jī)床代號(hào) C Z T M 2M 3M Y S X B L G Q讀音 車鉆鏜磨二磨 三磨 牙絲銑刨拉割其3)機(jī)床的特性代號(hào) : 通用特性 高精度 精密 自動(dòng) 半自動(dòng) 數(shù)控 加工中心(自動(dòng)換刀) 彷型 輕型 加重型 簡(jiǎn)式或經(jīng)濟(jì)型 柔性加工單元 數(shù)顯 高速代號(hào) G M Z B K H F Q C J R X S讀音 高密自半控?fù)Q彷輕重簡(jiǎn)柔顯速結(jié)構(gòu)特性代號(hào) 為區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床,在型號(hào)中用漢語(yǔ)拼音字分.如:CA6140中的"A"機(jī)床的組別,系別代號(hào) (或見(jiàn)書P57) 機(jī)床的主參數(shù),設(shè)計(jì)順序號(hào)和第二參數(shù)機(jī)床主參數(shù):代表機(jī)床規(guī)格的大小,在機(jī)床型號(hào)中,用數(shù)字給出主參數(shù)的折算數(shù)值(1/10或1/150)設(shè)計(jì)順序號(hào):當(dāng)無(wú)法用一個(gè)主參數(shù)表示時(shí),則在型號(hào)中用設(shè)