金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論 一、機(jī)床的運(yùn)動學(xué)原理 機(jī)床的基本工作原理：通過刀具與工件之間的相對運(yùn)動，由刀具切除工件加工表面多余的金屬材料，形成工件加工表面的幾何外形和尺寸。工件加工表面幾何外形的形成取決于機(jī)床的運(yùn)動功能，而幾何尺寸則取決于機(jī)床的運(yùn)動行程。幾何表面的形成原理：任何一個表面都可以看是一條曲線（或直線）沿著另一條曲線（或直線）運(yùn)動的軌跡。這兩條曲線（或直線）稱為該表面的發(fā)生線，前者稱為母線，后者稱為導(dǎo)線。工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具切削刃與工件接觸并產(chǎn)生相對運(yùn)動而形成的。常見的四種方法為：1）軌跡法；2）成形法；3）相切法；4）展成法（滾切法）。

2、加工表面的形成方法是母線形成方法和導(dǎo)線形成方法的組合。加工表面形成所需的刀具與工件之間的相對運(yùn)動也是形成母線和導(dǎo)線所需相對運(yùn)動的組合。為了完成工件表面的加工，機(jī)床上需要設(shè)置各種運(yùn)動，每個運(yùn)動的功能是不同的。1）表面成形運(yùn)動（簡稱成形運(yùn)動）成形運(yùn)動又分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。主運(yùn)動也可稱為切削運(yùn)動。它是形成加工表面必不行少的成形運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動是維持切削得以連續(xù)的運(yùn)動。2）非成形運(yùn)動機(jī)床運(yùn)動功能式表示機(jī)床的運(yùn)動個數(shù)、形式、功能及排列挨次，是描述機(jī)床運(yùn)動功能最簡潔的表達(dá)形式。如銑床的運(yùn)動功能式為：W/XfYfZfCp/T。在機(jī)床的運(yùn)動功能式中添加上“” 符號后，可稱為機(jī)床運(yùn)動安排式。如臥式升降臺銑床的運(yùn)

3、動安排式為：W/XfYfZfCp/T。機(jī)床運(yùn)動原理圖是表達(dá)機(jī)床運(yùn)動功能式的圖形，是熟悉、分析和設(shè)計(jì)機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。左下圖所示為立式銑床的運(yùn)動原理圖。機(jī)床傳動原理圖是同時(shí)表示機(jī)床的動力源與執(zhí)行件、不同執(zhí)行件之間的運(yùn)動及傳動關(guān)系的簡圖。右上圖所示為臥式車床的傳動原理圖。傳動原理圖對采納機(jī)械式變速傳動的機(jī)床是必要的。二、精度為保證被加工工件加工后達(dá)到所要求的精度和表面粗糙度，并能在機(jī)床長期使用中保持這種狀態(tài)，機(jī)床本身必需具備的精度稱為機(jī)床精度。機(jī)床精度包括：1）幾何精度；2）運(yùn)動精度；3）傳動精度；4）定位精度和重復(fù)定位精度；5）工作精度；6）精度保持性。三、剛度機(jī)床剛度指機(jī)床系統(tǒng)反抗變形的

4、力量。機(jī)床剛度相應(yīng)地分為靜剛度及動剛度。機(jī)床的靜剛度是指機(jī)床在靜載荷作用下反抗變形的力量，而動剛度則是抗振性的一部分。習(xí)慣上所說的剛度一般是指靜剛度。機(jī)床整機(jī)剛度是指整臺機(jī)床在靜載荷作用下，各構(gòu)件及結(jié)合面反抗變形的綜合力量。四、振動機(jī)床抗振力量指機(jī)床在動態(tài)力（交變載荷）作用下反抗振動的力量。它包括兩個方面：反抗受迫振動的力量和反抗自激振動的力量。前者習(xí)慣上稱為抗振性，后者常稱為切削穩(wěn)定性。機(jī)床振動會降低加工精度、工件表面質(zhì)量和刀具耐用度，影響生產(chǎn)率并加速機(jī)床的損壞，而且會產(chǎn)生噪聲，使操疲憊等。五、熱變形機(jī)床在工作時(shí)受到內(nèi)部熱源和外部熱源的影響，使機(jī)床的溫度高于環(huán)境溫度，稱之為溫升。由于機(jī)床各部

5、位溫升不同，不同材料的熱膨脹系數(shù)不同，機(jī)床各部分的變形不同，導(dǎo)致機(jī)床產(chǎn)生熱變形。它不僅會破壞機(jī)床的原始幾何精度，加快運(yùn)動件的磨損，甚至?xí)绊懻＿\(yùn)轉(zhuǎn)。六、噪聲機(jī)床工作時(shí)各種振動頻率不同，振幅也不同，它們將產(chǎn)生不同頻率和不同強(qiáng)度的聲音。這些聲音無規(guī)律地組合在一起即成噪聲。隨著現(xiàn)代機(jī)床切削速度的提高，功率的增大，自動化功能的增多，噪聲污染問題也越來越嚴(yán)峻。機(jī)床噪聲源主要來自四個方面：1）機(jī)械噪聲；2）液壓噪聲；3）電磁噪聲；4）空氣動力噪聲。七、低速運(yùn)動平穩(wěn)性機(jī)床上的運(yùn)動部件，在作低速運(yùn)動（低速進(jìn)給或微小位移）時(shí)產(chǎn)生的運(yùn)動不平穩(wěn)性稱為爬行。機(jī)床運(yùn)動部件產(chǎn)生爬行，將會影響機(jī)床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。爬行是個很簡單的現(xiàn)象，它是由摩擦產(chǎn)生的自激振動現(xiàn)象。其產(chǎn)生的主要緣由是相對滑動表面間存在著動、靜摩擦因數(shù)之差，以及摩擦因數(shù)隨相對滑動速度的增加而急劇下降。為防止爬行現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)低速運(yùn)動部件時(shí)，應(yīng)削減靜、動摩擦系數(shù)之差，提高傳動機(jī)構(gòu)的剛度和降低移動件的質(zhì)量等。消退