機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)大教案

1、大教案課程名稱 機(jī)械制造基礎(chǔ) 任課教師：第二章 機(jī)械制造裝備 計(jì)劃學(xué)時(shí) 28 教學(xué)的目的和要求：1試學(xué)生了解機(jī)床的傳動(dòng)原理及傳動(dòng)系統(tǒng)，會(huì)分析車床和滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)；2掌握刀具切削角度的作用，了解各種刀具的功用，能正確地選擇刀具；3了解各種機(jī)床的功用，能正確地選擇機(jī)床；4了解夾具的組成及其功用，掌握工件定位原理，會(huì)正確地選擇定位元件，能進(jìn)行定位誤差的分析與計(jì)算；5了解各種夾具的功用，掌握各種夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；具有設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度夾具的能力。重點(diǎn)：1車床傳動(dòng)系統(tǒng)和滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分析；2。機(jī)床的選用原則；3。刀具切削部分的構(gòu)造和刀具角度的定義；4。常用刀具的類型及選用；5。工件定位原理；6。機(jī)床夾具的

2、設(shè)計(jì)方法。難點(diǎn)：1車床車螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈；2。滾齒機(jī)展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈；3。定位誤差的分析與計(jì)算。思考題：1機(jī)床是如何進(jìn)行分類的？機(jī)床的型號(hào)如何編制？2機(jī)床的傳動(dòng)鏈中為什么要設(shè)置換置機(jī)構(gòu)？3根據(jù)CA6140型機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，指出該機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)、縱、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及車螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線。4各類機(jī)床中，能用于加工外圓、內(nèi)孔、平面和溝槽的各有哪些機(jī)床？它們的適用范圍有何區(qū)別？5確定外圓車刀切削部分幾何形狀最少需要幾個(gè)基本角度？試畫圖標(biāo)出這些基本角度。6砂輪硬度與磨粒硬度有何不同？二者有無聯(lián)系？7刀具切削部分的材料必須具備哪些基本性能？8何謂定位誤差？產(chǎn)生定位誤差的原因有哪些？9車床夾具、鉆床夾具、銑

3、床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分別是什么？10對(duì)專用夾具的基本要求是什么？第2章 機(jī)械制造裝備2.1 金屬切削機(jī)床一、機(jī)床基本構(gòu)成、分類及型號(hào)編制1機(jī)床的基本構(gòu)成定位部分 運(yùn)動(dòng)部分 動(dòng)力部分 控制部分 冷卻、潤滑系統(tǒng) 其它裝置 以車床為例進(jìn)行說明。2機(jī)床的分類按加工性質(zhì)和所用的刀具，將機(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、鋸床及其他機(jī)床。3機(jī)床型號(hào)的編制方法（） （） （） （）/（）（）分類代號(hào)類別代號(hào)通用、結(jié)構(gòu)特性代號(hào)組代號(hào)系代號(hào)主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號(hào)主軸數(shù)或第二主參數(shù)重大改進(jìn)順序號(hào)其他特性代號(hào)企業(yè)代號(hào)機(jī)床的類別代號(hào)用漢語拼音大寫字母表示。若每類有分類，在

4、類別代號(hào)前用數(shù)字表示，但第一分類不予表示，例如磨床類分為M、2M、3M三個(gè)分類。機(jī)床的類別代號(hào)如表2-1所示。表2-1 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)床銑床刨插床拉床特種加工機(jī)床鋸床其它機(jī)床代號(hào)CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉電割其機(jī)床的通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號(hào)用字母表示。當(dāng)某種機(jī)床除普通型外，還有有關(guān)通用特性時(shí)，應(yīng)在類別代號(hào)后用相應(yīng)的代號(hào)表示。表2-2是常用的通用特性及其代號(hào)。如CM 6132型精密普通車床結(jié)構(gòu)特性代號(hào)無統(tǒng)一規(guī)定，也用漢語拼音字母表示，在不同的機(jī)床中含義也不相同，用于區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)、性能不同的機(jī)床。例如，CA6140

5、型普通車床型號(hào)中的“A”。當(dāng)機(jī)床有通用特性代號(hào)時(shí)，結(jié)構(gòu)特性代號(hào)應(yīng)排在通用特性代號(hào)之后。表2-2 通用特性代號(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)仿形輕型加重型簡式柔性加工單元數(shù)顯高速代號(hào)GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控?fù)Q仿輕重簡柔顯速機(jī)床的組別和系別代號(hào)，用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位于類代號(hào)或特性代號(hào)之后。機(jī)床的主參數(shù)表示機(jī)床的規(guī)格大小，是機(jī)床的最主要的技術(shù)參數(shù)，反映機(jī)床的加工能力，影響機(jī)床的其他參數(shù)和結(jié)構(gòu)大小，通常以最大加工尺寸或機(jī)床工作臺(tái)尺寸作為主參數(shù)。機(jī)床重大改進(jìn)序號(hào)用于表示機(jī)床的性能和結(jié)構(gòu)上的重大改進(jìn)，按其設(shè)計(jì)改進(jìn)的次序分別用漢語拼音字母“A、B、C、D”表示，附在

6、機(jī)床型號(hào)的末尾，以示區(qū)別。例如，M1432A型萬能外圓磨床，型號(hào)中的代號(hào)及數(shù)字的涵義如下：M 1 4 32 A機(jī)床類別代號(hào)（磨床類）機(jī)床組別代號(hào)（外圓磨床組）機(jī)床系別代號(hào)（萬能外圓磨床系）機(jī)床主要參數(shù)代號(hào)（最大磨削直徑320mm）重大改進(jìn)順序號(hào)（第一次改進(jìn)）二、機(jī)床的傳動(dòng)原理及傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部分必須包括三個(gè)基本部分：執(zhí)行件、運(yùn)動(dòng)源和傳動(dòng)裝置。執(zhí)行件是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件，其作用是帶動(dòng)工件和刀具，使之完成一定形式的運(yùn)動(dòng)并保持正確的軌跡，如機(jī)床主軸、刀架等；運(yùn)動(dòng)源是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的來源，它向運(yùn)動(dòng)部分提供動(dòng)力，它也是機(jī)床的動(dòng)力部分如交流電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等；傳動(dòng)裝置是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置，它

7、把運(yùn)動(dòng)源的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給執(zhí)行件，并完成運(yùn)動(dòng)形式、方向、速度的轉(zhuǎn)換等工作，從而在運(yùn)動(dòng)源和執(zhí)行件之間建立起運(yùn)動(dòng)聯(lián)系，使執(zhí)行件獲得一定的運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)裝置可以有機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)等多種形式。機(jī)械傳動(dòng)裝置由帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、絲杠螺母傳動(dòng)等機(jī)械傳動(dòng)件組成。它包括兩類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，一類是傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向固定不變的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如定比齒輪副、絲杠螺母機(jī)構(gòu)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)等，稱為定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；另一類是可變換傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如掛輪變速、滑移齒輪變速、離合器換向等，稱為換置機(jī)構(gòu)。三、車床1CA6140型普通車床(1) 機(jī)床布局； (2) 機(jī)床的主要技術(shù)性能； (3) 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床的傳

8、動(dòng)系統(tǒng)圖是表示機(jī)床全部運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)關(guān)系的示意圖，在圖中用簡單的規(guī)定符號(hào)代表各種傳動(dòng)元件。機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖畫在一個(gè)能反映機(jī)床外形和各主要部件相互位置的投影面上，并盡可能繪制在機(jī)床外形的輪廓線內(nèi)。在圖中，各傳動(dòng)元件是按照運(yùn)動(dòng)傳遞的先后順序，以展開圖的形式畫出來的。要把一個(gè)立體的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)展開并繪制在一個(gè)平面圖中，有時(shí)不得不把其中某一根軸繪成用折斷線連接的兩部分，或彎曲成一定夾角的折線；有時(shí)，對(duì)于展開后失去聯(lián)系的傳動(dòng)副，要用大括號(hào)或虛線連接起來以表示它們的傳動(dòng)聯(lián)系。傳動(dòng)系統(tǒng)圖只能表示傳動(dòng)關(guān)系，并不代表各元件的實(shí)際尺寸和空間位置。在圖中通常還須注明齒輪及蝸輪的齒數(shù)（有時(shí)也注明其編號(hào)或模數(shù)）、帶輪直徑、絲杠的

9、導(dǎo)程和頭數(shù)、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率、傳動(dòng)軸的編號(hào)等。傳動(dòng)軸的編號(hào)，通常從動(dòng)力源（如電動(dòng)機(jī)等）開始，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序，順次地用羅馬數(shù)字、表示。教材上圖2-4即為CA6140型普通車床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖。1）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的功用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及能量傳遞給主軸，使主軸以合適的速度帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。普通車床的主軸應(yīng)能變速及換向。主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)路線是：運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)V型帶傳至主軸箱中的軸。在軸上裝有雙向多片式摩擦離合器，其作用是使主軸（軸）正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。離合器左半部接合時(shí)，主軸正轉(zhuǎn)；右半部分接合時(shí)，主軸反轉(zhuǎn)；左右都不接合時(shí)，軸空轉(zhuǎn)，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。軸I的運(yùn)動(dòng)經(jīng)一軸軸，然后分成兩條路線傳給主軸：當(dāng)主軸上的

10、滑移齒輪Z50移至左邊位置時(shí)，運(yùn)動(dòng)從軸經(jīng)齒輪副直接傳給主軸，使主軸得到高轉(zhuǎn)速；當(dāng)滑移齒輪Z50向右移，使齒輪式離合器接合時(shí)，則運(yùn)動(dòng)經(jīng)軸傳給主軸，使主軸獲得中、低轉(zhuǎn)速。主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線表達(dá)式如下：看懂傳動(dòng)路線是認(rèn)識(shí)和分析機(jī)床的基礎(chǔ)。通常的方法是“抓兩端，連中間”。也就是說，在了解某一條傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線時(shí)，首先應(yīng)搞清楚此傳動(dòng)鏈兩端的末端件是什么（“抓兩端”），然后再找它們之間的傳動(dòng)聯(lián)系（“連中間”），就可以很容易地找出傳動(dòng)路線。例如，要了解車床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線時(shí)，首先應(yīng)找出它的兩個(gè)末端件電動(dòng)機(jī)和主軸；然后“連中間”，即從兩末端件出發(fā)，從兩端向中間，找出它們之間的傳動(dòng)聯(lián)系。主軸的轉(zhuǎn)速可應(yīng)用下列運(yùn)

11、動(dòng)平衡式進(jìn)行計(jì)算： 應(yīng)用上述運(yùn)動(dòng)平衡式可以計(jì)算出主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速，如：主軸的最低轉(zhuǎn)速：r/min=10 r/min主軸的最高轉(zhuǎn)速：r/min=1400 r/min主軸反轉(zhuǎn)通常不是用于切削，而是為了車螺紋時(shí)退刀。這樣，就可以在不斷開主軸和刀架間的傳動(dòng)鏈的情況下退刀，以免在下一次走刀時(shí)發(fā)生“亂扣”現(xiàn)象。為了節(jié)省退刀時(shí)間，所以主軸反轉(zhuǎn)比正轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速高。由傳動(dòng)系統(tǒng)圖可以看出，主軸正轉(zhuǎn)時(shí)，利用各滑動(dòng)齒輪軸向位置的各種不同組合，共可得種傳動(dòng)主軸的路線，但實(shí)際上主軸只能得到級(jí)不同的轉(zhuǎn)速。這是因?yàn)椋谳S到軸之間4條傳動(dòng)路線的傳動(dòng)比（Transmission ratio）分別是：其中和基本上相同，所以實(shí)際上只有3種

12、不同的傳動(dòng)比。因此，由低速路線傳動(dòng)時(shí)，使主軸獲得的有效的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)不是23 424級(jí)，而是23(41)18級(jí)。此外，主軸還可由高速路線傳動(dòng)獲得6級(jí)轉(zhuǎn)速，所以主軸共可得到24級(jí)轉(zhuǎn)速。同理，主軸反轉(zhuǎn)的傳動(dòng)路線可以有3(1十22)=15條，但主軸反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)卻只有31十(22一1)=12級(jí)。2）車螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈機(jī)床傳動(dòng)鏈按其工作性質(zhì)不同可以分為兩種，即外聯(lián)系傳動(dòng)鏈和內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。外聯(lián)系傳動(dòng)鏈?zhǔn)侵嘎?lián)系動(dòng)力源（如電動(dòng)機(jī)）和機(jī)床執(zhí)行件（如主軸、刀架、工作臺(tái)等）之間的傳動(dòng)鏈。而內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈則是聯(lián)系執(zhí)行件（如主軸）和執(zhí)行件（如刀架）之間的傳動(dòng)鏈。CA6140機(jī)床的螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)莾?nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。其末端件之間的傳

13、動(dòng)比有嚴(yán)格的要求，即兩末端件的運(yùn)動(dòng)有嚴(yán)格的比例關(guān)系。CA6140型臥式車床的螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈保證機(jī)床可以加工出米制螺紋、英制螺紋、模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋。除此之外，還可以加工非標(biāo)準(zhǔn)螺紋和較精密螺紋。米制螺紋車削時(shí)，運(yùn)動(dòng)從主軸經(jīng)過傳動(dòng)軸與軸之間在左、右螺紋換向機(jī)構(gòu)及掛輪傳到進(jìn)給箱上的軸，進(jìn)給箱中的離合器接合，及均脫開。此時(shí)傳動(dòng)路線表達(dá)式為：主軸刀架表達(dá)式中代表軸至軸間的8種可供選擇的傳動(dòng)比；代表軸至軸間的4種傳動(dòng)比。車削米制螺紋時(shí)的運(yùn)動(dòng)平衡式為 （mm）化簡后得 式中，K螺紋頭數(shù)； P螺距； 12車床絲杠（軸）的導(dǎo)程。3）縱、橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈CA6140縱向和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈，從主軸至進(jìn)給箱的傳動(dòng)路線與加

14、工螺紋的傳動(dòng)路線相同，其后經(jīng)過齒輪副傳至光杠，再由光杠經(jīng)溜板箱中的傳動(dòng)元件，分別傳至齒輪齒條機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給絲杠，使刀架實(shí)現(xiàn)縱向或橫向進(jìn)給。其傳動(dòng)路線表達(dá)式如下：雙向離合器和分別用于控制橫向進(jìn)給和縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。 (4)機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)（三箱解剖實(shí)驗(yàn)）1）主軸箱主軸箱是用于支承主軸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并使其實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、起動(dòng)、停止、變速和換向等功用。主軸箱中通常包含有主軸部件，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，起動(dòng)、停止以及換向裝置，制動(dòng)裝置，操縱機(jī)構(gòu)和潤滑裝置等。傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 主軸部件 開停和換向裝置 制動(dòng)裝置 操縱機(jī)構(gòu)2）進(jìn)給箱進(jìn)給箱的功用是變換被加工螺紋的種類和導(dǎo)程，以及獲得所需的各種機(jī)動(dòng)進(jìn)給量。3）溜板箱溜板箱的主要功用是將

15、絲杠或光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)刀架進(jìn)給，控制刀架運(yùn)動(dòng)的接通、斷開和換向；機(jī)床過載時(shí)控制刀架自動(dòng)停止進(jìn)給，手動(dòng)操縱刀架時(shí)實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)等。溜板箱主要由以下幾部分組成：縱、橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給和快速移動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)、開合螺母及操縱機(jī)構(gòu)、互鎖機(jī)構(gòu)、超越離合器和安全離合器等?？v、橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給操縱機(jī)構(gòu)；開合螺母機(jī)構(gòu)；互鎖機(jī)構(gòu)；安全離合器。四、齒輪加工機(jī)床齒輪加工機(jī)床按加工對(duì)象的不同，分為圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床兩大類。圓柱齒輪加工機(jī)床主要有滾齒機(jī)、插齒機(jī)、車齒機(jī)等；錐齒輪加工機(jī)床有加工直齒錐齒輪的刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、拉齒機(jī)和加工弧齒錐齒輪的銑齒機(jī)；用于精加工齒輪齒面的有研齒機(jī)、剃齒機(jī)、珩齒機(jī)和磨齒

16、機(jī)等。Y3150E型滾齒機(jī)為中型滾齒機(jī)，能加工直齒、斜齒的外嚙合圓柱齒輪；用徑向切入法能加工蝸輪，配備切向進(jìn)給刀架后也可以用切向切入法加工蝸輪。滾齒機(jī)的主參數(shù)為最大工件直徑。主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈圖2-16（見教材）為Y3150E型滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖。機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈在加工直齒、斜齒圓柱齒輪和加工蝸輪時(shí)是相同的，從圖2-16可找出它的傳動(dòng)路線為：電動(dòng)機(jī)一I（滾刀主軸），其運(yùn)動(dòng)平衡式為化簡上式，得到調(diào)整公式：式中，速度箱中軸、間的傳動(dòng)比。在軸和軸之間，用滑移齒輪可以得到3個(gè)傳動(dòng)比、。滾刀轉(zhuǎn)速可根據(jù)切削速度和滾刀外徑確定，然后再利用調(diào)整公式確定的值和掛輪齒數(shù)A、B。掛輪的值也有3種：、。由和的組合，機(jī)床上

17、共有轉(zhuǎn)速范圍為40250r/min的9種主軸轉(zhuǎn)速可供選用。展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪時(shí)使用同一條展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，其傳動(dòng)路線為：滾刀主軸一合成一一（工作臺(tái)），運(yùn)動(dòng)平衡式為式中，運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。Y3150E型滾齒機(jī)使用差動(dòng)輪系作為運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu)。滾切直齒圓柱齒輪或用徑向切入法滾切蝸輪時(shí)，用短齒離合器將轉(zhuǎn)臀H（即合成機(jī)構(gòu)的殼體）與軸聯(lián)成一體。此時(shí)，差動(dòng)鏈沒有運(yùn)動(dòng)輸入，齒輪空套在轉(zhuǎn)臂上，運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)剛性聯(lián)軸器，將齒輪與掛輪e作剛性聯(lián)接，合成機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)，用長齒離合器將轉(zhuǎn)臂與齒輪聯(lián)成一體，差動(dòng)運(yùn)動(dòng)由軸傳入。設(shè)轉(zhuǎn)臂為靜止的，則與掛輪e的轉(zhuǎn)速大小相等，方向相

18、反，。若不計(jì)傳動(dòng)比的符號(hào)，則兩種情況下，經(jīng)過合成機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比相同，將運(yùn)動(dòng)平衡式化簡得到調(diào)整公式：調(diào)整公式中的掛輪e、f用于調(diào)整的數(shù)值，以便在工件齒數(shù)變化范圍很大的情況下，掛輪的齒數(shù)a、b、c、d不至相差過大，這樣能使結(jié)構(gòu)緊湊。并便于選取掛輪。e、f的選擇有3種情形：當(dāng)時(shí)，?。划?dāng)時(shí)，??；當(dāng)時(shí)，取。滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)，安裝分齒掛輪a、b、c、d應(yīng)按照機(jī)床說明書的要求使用惰輪，以使展成運(yùn)動(dòng)的方向正確。軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的末端件為工作臺(tái)和刀架，傳動(dòng)路線為工作臺(tái)一一刀架，運(yùn)動(dòng)平衡式為化簡后得換置機(jī)構(gòu)的調(diào)整公式：式中，速度箱中軸的三聯(lián)滑移齒輪的三種傳動(dòng)比：、。選擇合適的掛輪、與三聯(lián)滑移齒

19、輪相組合，可得到工件每轉(zhuǎn)時(shí)刀架的不同軸向進(jìn)給量。差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈在傳動(dòng)系統(tǒng)圖上為絲杠合成（工作臺(tái)），運(yùn)動(dòng)平衡式為滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)，使用長齒離合器將轉(zhuǎn)臂與空套齒輪聯(lián)成體后，附加運(yùn)動(dòng)自軸上的傳入，設(shè)軸上的中心輪固定，對(duì)于此差動(dòng)輪系，轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，中心輪e轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，故，式中（其中T是被加工斜齒輪螺旋線導(dǎo)程，表示齒輪的法向模數(shù)，為齒輪的螺旋角），又在展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈中求得，代入上式并簡化，得到調(diào)整公式：從差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的調(diào)整公式可以看出，其中不含工件齒數(shù)Z，這是由于差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈與展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈有一共用段（軸一一）的結(jié)果。因?yàn)椴顒?dòng)掛輪、的選擇與工件齒數(shù)無關(guān)，在加工一對(duì)斜齒齒輪時(shí)，盡管其齒數(shù)不

20、同，但它們的螺旋角大小可加工得完全相等而與計(jì)算時(shí)的誤差無關(guān)，這樣能使一對(duì)斜齒齒輪在全齒長上嚙合良好。另外，由于刀架用導(dǎo)程為3的單頭模數(shù)螺紋絲杠傳動(dòng)，可使調(diào)整公式中不含常數(shù)，也簡化了計(jì)算過程。與展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈一樣，在配裝差動(dòng)掛輪時(shí)，也應(yīng)根據(jù)工件齒的旋向，參照機(jī)床說明書的要求使用惰輪，以使附加轉(zhuǎn)動(dòng)方向正確無誤。空行程傳動(dòng)鏈用快速電機(jī)使刀架快速移動(dòng)時(shí)，主電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或不轉(zhuǎn)動(dòng)都可以進(jìn)行。這是由于展成運(yùn)動(dòng)與差動(dòng)運(yùn)動(dòng)（附加轉(zhuǎn)動(dòng)）是兩個(gè)互相獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)。若主電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，則刀架快速退回時(shí)工件的運(yùn)動(dòng)是，其中的取相反的方向、較高的速度；主電機(jī)停開而刀架快速退回時(shí)，工件的運(yùn)動(dòng)為反方向、較高速度的，而為零，刀具不轉(zhuǎn)動(dòng)而沿原有

21、的螺旋線快速返回。但是，若工件需要兩次以上的軸向走刀才能完成加工，則兩次走刀之間開動(dòng)快速電機(jī)時(shí)，絕不可將展成運(yùn)動(dòng)或差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈斷開后再重新接合，否則就會(huì)造成工件錯(cuò)牙及損壞刀具。五、其它類型加工機(jī)床（簡介）22 金屬切削刀具一、刀具的類型二、刀具切削部分的構(gòu)造要素如圖2-1所示，各種復(fù)雜刀具或多齒刀具，拿出其中一個(gè)刀齒，它的幾何形狀都相當(dāng)于一把車刀的刀頭。圖 2-1 各種刀具切削部分的形狀外圓車刀的切削部分如圖2-2所示，由六個(gè)基本結(jié)構(gòu)要素構(gòu)造而成，它們各自的定義如下：1、前刀面 切屑沿其流出的刀具表面。2、主后刀面 與工件上加工表面相對(duì)的刀具表面。3、副后刀面 與工件上已加工表面相對(duì)的刀具表

22、面。前面右副切削刃左副切削刃右刀尖左刀尖主切削刃后面右副后面左副后面前面副切削刃刀尖副后面后面主切削刃圖 2-2 車刀切削部分組成要素a） 外圓車刀 b） 切槽刀4、主切削刃 前刀面與主后刀面的交線，它承擔(dān)主要切削工作，也稱為主刀刃。5、副切削刃 前刀面與副后刀面的交線，它協(xié)同主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面，也稱為副刀刃。6、刀尖 連接主切削刃和副切削刃的一段刀刃，它可以是一段小的圓弧，也可以是一段直線。三、刀具的幾何參數(shù)1刀具標(biāo)注角度的參考系刀具要從工件上切除材料，就必須具有一定的切削角度。切削角度決定了刀具切削部分各表面之間的相對(duì)位置。而要確定它們的空間位置，就應(yīng)當(dāng)建立假想的參

23、考平面坐標(biāo)系，稱為刀具標(biāo)注角度的參考系，如圖2-3所示。它是在不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小，并假定車刀刀尖與工件中心等高，刀桿中心線垂直于進(jìn)給方向并參照ISO標(biāo)準(zhǔn)建立的。該參考系是由三個(gè)互相垂直的平面組成，即：圖 2-3 刀具標(biāo)注角度的參考系（1） 基面 通過主切削刃上某一指定點(diǎn)，并與該點(diǎn)切削速度方向相垂直的平面。（2） 切削平面 通過主切削刃上某一指定點(diǎn)，與主切削刃相切并垂直于該點(diǎn)基面的平面。（3） 正交平面 通過主切削刃上某一指定點(diǎn)，同時(shí)垂直于該點(diǎn)基面和切削平面的平面。正交平面垂直與主切削刃在基面上的投影。2、刀具的標(biāo)注角度在刀具標(biāo)注角度參考系中測得的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。標(biāo)注角度應(yīng)標(biāo)注在刀具的設(shè)

24、計(jì)圖中，用于刀具制造、刃磨和測量。在正交平面參考系中，刀具的主要標(biāo)注角度有五個(gè)，其定義如下（圖2-4）：（1） 前角 在正交平面內(nèi)測量的前刀面和基面間的夾角，有正、負(fù)和零值之分。前刀面在基面之下時(shí)前角為正值，前刀面在基面之上時(shí)前角為負(fù)值。（2） 后角 在正交平面內(nèi)測量的主后刀面與切削平面的夾角，一般為正值。（3） 主偏角 在基面內(nèi)測量的主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。（4） 副偏角 在基面內(nèi)測量的副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向的夾角。（5） 刃傾角 在切削平面內(nèi)測量的主切削刃與基面之間的夾角。在主切削刃上，刀尖為最高點(diǎn)時(shí)刃傾角為正值，刀尖為最低點(diǎn)時(shí)刃傾角為負(fù)值。主切削刃與基

25、面平行時(shí)，刃傾角為零。要完全確定車刀切削部分所有表面的空間位置，還需標(biāo)注副后角，副后角確定副后刀面的空間位置。圖 2-4 車刀的標(biāo)注角度四、刀具材料1刀具材料應(yīng)具備的性能（1）高的硬度；（2）高的耐磨性；（3）足夠的強(qiáng)度和韌性；（4）高的耐熱性；（5）良好的導(dǎo)熱性和耐熱沖擊性能；（6）良好的工藝性能和經(jīng)濟(jì)性。2、常用刀具材料目前常用刀具材料有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方碳化硼以及金剛石等。碳素工具鋼及合金工具鋼，因耐熱性較差，通常只用于手工工具及切削速度較低的刀具，陶瓷、金剛石和立方氮化硼僅用于有限的場合。目前，刀具材料中用得最多的是高速鋼和硬質(zhì)合金。（1）高速鋼高速鋼

26、是含有較多鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼具有較高的硬度和耐熱性，在切削溫度達(dá)550600C時(shí)，仍能進(jìn)行切削。高速鋼按切削性能分，有通用型高速鋼和高性能高速鋼；通用型高速鋼是切削硬度在250280HBS以下的大部分結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵的基本刀具材料，應(yīng)用最廣泛。切削普通鋼料時(shí)的切削速度一般不高于4060 m/min。高性能高速鋼較通用型高速鋼有著更好的切削性能，適合于加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、鈦合金和高強(qiáng)度鋼等難加工材料。（2）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是用高硬度、難熔的金屬碳化物（WC、TiC等）和金屬粘結(jié)劑（C。、Ni等）在高溫條件下燒結(jié)而成的粉末冶金制品。硬質(zhì)合金的常溫硬度達(dá)8993HRA

27、，760時(shí)其硬度為7785HRA，在8001000時(shí)硬質(zhì)合金還能進(jìn)行切削，刀具壽命比高速鋼刀具高幾倍到幾十倍，可加工包括淬硬鋼在內(nèi)的多種材料。但硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和韌性比高速鋼差，常溫下的沖擊韌性僅為高速鋼的1/81/30，因此，硬質(zhì)合金承受切削振動(dòng)和沖擊的能力較差。硬質(zhì)合金是最常用的刀具材料之一，常用于制造車刀和面銑刀，也可用硬質(zhì)合金制造深孔鉆、鉸刀、拉刀和滾刀。尺寸較小和形狀復(fù)雜的刀具，可采用整體硬質(zhì)合金制造，但整體硬質(zhì)合金刀具成本高，其價(jià)格是高速鋼刀具的810倍。ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）把切削用硬質(zhì)合金分為三類：P類、K類和M類。P類（相當(dāng)于我國YT類）硬質(zhì)合金由WC、TiC和Co組成，也稱

28、鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金。這類合金主要用于加工鋼料。常用牌號(hào)有YT5（TiC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5）、YTl5（TiC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15）等，隨著TiC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)相應(yīng)減少，硬度及耐磨性增高，抗彎強(qiáng)度下降。此類硬質(zhì)合金不宜加工不銹鋼和鈦合金。K類（相當(dāng)于我國YG類）硬質(zhì)合金由WC和Co組成，也稱鎢鈷類硬質(zhì)合金。這類合金主要用來加工鑄鐵、有色金屬及其合金。常用牌號(hào)有YG6（鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6）、YG8（鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8）等，隨著鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增多，硬度和耐磨性下降，抗彎強(qiáng)度和韌性增高。M類（相當(dāng)于我國YW類）硬質(zhì)合金是在WC、TiC、Co的基礎(chǔ)上再加入TaC（或NbC）而成。加入TaC（或NbC）后，改善

29、了硬質(zhì)合金的綜合性能。這類硬質(zhì)合金既可以加工鑄鐵和有色金屬，又可以加工鋼料，還可以加工高溫合金和不銹鋼等難加工材料，有通用硬質(zhì)合金之稱。常用牌號(hào)有YWl和YW2等。涂層刀具是在高速鋼或硬質(zhì)合金基體上涂覆一層難熔金屬化合物，如TiC、TiN、Al2O3等。涂層一般采用CVD法（化學(xué)氣相沉積法）或PVD法（物理氣相沉積法）。涂層刀具表面硬度高、耐磨性好，其基體又有良好的抗彎強(qiáng)度和韌性。涂層硬質(zhì)合金刀片的壽命可提高13倍以上，涂層高速鋼刀具的壽命可提高1.510倍以上。隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，涂層刀具的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。（3）其它刀具材料 陶瓷 有兩大類，Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷。刀具陶瓷的硬

30、度可達(dá)到9195HBA，耐磨性好，耐熱溫度可達(dá)1200（此時(shí)硬度為80HRA），它的化學(xué)穩(wěn)定性好，抗粘結(jié)能力強(qiáng)，但它的抗彎強(qiáng)度很低，僅有0.70.9GPa，故陶瓷刀具一般用于高硬度材料的精加工。 人造金剛石 它是碳的同素異形體，是通過合金觸媒的作用在高溫高壓下由石墨轉(zhuǎn)化而成。人造金剛石的硬度很高，其顯微硬度可達(dá)10000HV，是除天然金剛石之外最硬的物資，它的耐磨性極好，與金屬的摩擦系數(shù)很??；但它的耐熱溫度較低，在7008000 C時(shí)易脫碳，失去其硬度；它與鐵族金屬親合作用大，故人造金剛石多用于對(duì)有色金屬及非金屬材料的超精加工以及作磨具磨料用。立方氮化硼 它是由立方氮化硼經(jīng)高溫高壓轉(zhuǎn)變而成。其

31、硬度僅次于人造金剛石達(dá)到80009000HV，它的耐熱溫度可達(dá)1400 C，化學(xué)穩(wěn)定性很好，可磨削性能也較好，但它的焊接性能差些，抗彎強(qiáng)度略低于硬質(zhì)合金，它一般用于高硬度、難加工材料的精加工。五、常用刀具1、車刀圖 2-5 車刀的類型與用途1 45彎頭車刀 290外圓車刀 3 外螺紋車刀 475外圓車刀5 成形車刀 690左切外圓車刀 7 割槽刀 8 內(nèi)孔槽刀9 內(nèi)螺紋車刀 10 盲孔鏜刀 11 通孔鏜刀b)d)c)a)圖 2-6 車刀的結(jié)構(gòu)a） 整體式 b） 焊接式 c） 機(jī)夾式 d） 可轉(zhuǎn)位車刀車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體式、焊接式和機(jī)械夾固式整體車刀，如圖2-6所示。2、孔加工刀具（1）麻花鉆

32、麻花鉆是應(yīng)用最廣泛的孔加工刀具，特別適合于30以下的孔的粗加工，有時(shí)也可用于擴(kuò)孔。麻花鉆直徑規(guī)格為0.180mm。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的結(jié)構(gòu)如圖2-7a）所示，其柄部是鉆頭的夾持部分，并用來傳遞扭矩；鉆頭柄部有直柄與錐柄兩種，前者用于小直徑（12）鉆頭，后者用于大直徑（12）鉆頭。鉆頭有兩條主切削刃、兩條副切削刃和一條橫刃，如圖2-7b）所示；螺旋槽表面為鉆頭的前刀面，切削部分頂端的錐曲面為后刀面；刃帶為副后刀面；橫刃是兩主后刀面的交線。導(dǎo)向部分有兩條對(duì)稱的螺旋槽和刃帶，螺旋槽用來形成切削刃和前角，并起排屑和輸送切削冷卻液作用；刃帶起導(dǎo)向和修光孔壁的作用；刃帶有很小的倒錐，由切削部分向柄部每l00mm長

33、度上直徑減小0.030.12mm，以減小鉆頭與孔壁的摩擦。麻花鉆的兩個(gè)刃瓣由鉆芯連接在一起，為了增加鉆頭的強(qiáng)度和剛度，鉆芯制成正錐如圖2-7c）。主切削刃副后刀面（棱邊）橫刃副切削刃前刀面(螺旋槽)后刀面鉆芯頸部扁尾柄部工作部分導(dǎo)向部分a)b)c)圖 2-7 標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的結(jié)構(gòu)麻花鉆的主要幾何參數(shù)有：螺旋角、頂角2（主偏角）、前角、后角、橫刃長度、橫刃斜角等。由于標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的結(jié)構(gòu)所限，使它存在著許多問題。如前角變化太大，從外緣處的+30到鉆芯處減至-30，橫刃前角約為-60；副后角為零，加劇了鉆頭與孔壁間的摩擦；主切削刃長，切屑較寬，排屑困難；橫刃長，定心困難，軸向力大，切削條件很差等。因此在使

34、用時(shí)經(jīng)常要進(jìn)行修磨，以改變標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆切削部分的幾何形狀，提高鉆頭的切削性能。主要修磨方法有：將橫刃磨短并增大橫刃前角；將鉆頭磨成雙重頂角；將兩條主切削刃磨成圓弧刃或增開分屑槽等。如有條件，可按群鉆進(jìn)行修磨，將大大改善麻花鉆的切削效能，提高加工質(zhì)量和鉆頭的使用壽命。（2）擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆是對(duì)工件已有孔進(jìn)行再加工，以擴(kuò)大孔徑和提高加工質(zhì)量的加工工具。擴(kuò)孔鉆的刀齒一般有34個(gè)，故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；由于擴(kuò)孔余量較小，容屑槽較淺，刀體強(qiáng)度和剛性較好；擴(kuò)孔鉆沒有橫刃，改善了切削條件。整體式擴(kuò)孔鉆的擴(kuò)孔范圍為1032mm；套式擴(kuò)孔鉆的擴(kuò)孔范圍為中2580 mm。（3）鉸刀機(jī)用鉸刀可分為帶柄的（加工直徑為120

35、mm用直柄，加工直徑為1032mm用錐柄）和套式的。手用鉸刀柄部為直柄，工作部分較長，導(dǎo)向作用較好。鉸刀由工作部分、頸部及柄部組成。工作部分又分為切削部分與校準(zhǔn)（修光）部分。鉸刀切削部分的主偏角對(duì)孔的加工精度、表面粗糙度和鉸削時(shí)軸向力的大小影響很大。值過大，切削部分短，鉸刀的定心精度低，還會(huì)增大軸向力；值過小，切削寬度增寬，不利于排屑。（4）鏜刀 單刃鏜刀 單刃鏜刀一般均有尺寸調(diào)節(jié)裝置。如圖2-8所示。在精鏜機(jī)床上常采用微調(diào)鏜刀以提高調(diào)整精度（圖2-9）。 雙刃鏜刀（圖2-10） 雙刃鏜刀兩邊都有切削刃，工作時(shí)可以消除徑向力對(duì)鏜桿的影響，工件的孔徑尺寸與精度由鏜刀徑向尺寸保證。鏜刀上的兩個(gè)刀片

36、徑向可以調(diào)整，因此，可以加工一定尺寸范圍的孔。雙刃鏜刀多采用浮動(dòng)連接結(jié)構(gòu)，圖2-8 單刃鏜刀 圖2-9 微調(diào)鏜刀圖 2-10 雙刃鏜刀3、銑刀圓柱銑刀面銑刀面銑刀如圖2-11所示，主切削刃分布在圓柱或圓錐表面上，端面切削刃為副切削刃，銑刀的軸線垂直于被加工表面。主要用在立式銑床或臥式銑床上加工臺(tái)階面和平面，特別適合較大平面的加工。a） b） c）圖 2-11 面銑刀a）整體式刀片 b）鑲焊接式硬質(zhì)合金刀片 c）機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片1不重磨可轉(zhuǎn)位夾具 2定位座 3定位座夾具 4刀片夾具立銑刀立銑刀一般由34個(gè)刀齒組成，圓柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布著副切削刃，工作時(shí)不能沿銑刀軸線

37、方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它主要用于加工凹槽，臺(tái)階面以及利用靠模加工成形面。鍵槽銑刀鍵槽銑刀的外形與立銑刀相似，不同的是它在圓周上只有兩個(gè)螺旋刀齒，其端面刀齒的刀刃延伸至中心，因此在銑兩端不通的鍵槽時(shí)，可以作適量的軸向進(jìn)給。六、刀具選用在切削過程中，刀具的切削能力，直接影響著生產(chǎn)率、加工質(zhì)量及加工成本，而刀具的切削能力，主要取決于刀具材料的性能和刀具的合理幾何參數(shù)。1.刀具種類的選擇刀具種類主要根據(jù)被加工表面的形狀、尺寸、精度、加工方法、所用機(jī)床及要求的生產(chǎn)率等進(jìn)行選擇。2.刀具材料的選擇刀具材料主要根據(jù)被加工工件材料、刀具形狀和類型及加工要求等進(jìn)行選擇。高速鋼的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、韌性好、工藝性好、刃磨性好

38、，常用于復(fù)雜、小型、剛性差（如鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等）及中、低速切削的各種刀具和精加工的刀具。硬質(zhì)合金的特點(diǎn)是硬度高、熱硬性高、耐磨性好，但較脆，常用于剛性好、刃形簡單的刀具，其選擇為：YG類（ISO的K類）：數(shù)字越大韌性越好；切鑄鐵、有色金屬、非金屬、高溫合金YT類（ISO的P類）：數(shù)字越小韌性越好；切碳素鋼、合金鋼YW類（ISO的M類）：數(shù)字越大韌性越好；切耐熱鋼、不銹鋼、普通鋼和鑄鐵YN類：數(shù)字越大韌性越好；切鋼和鑄鐵粗加工：選韌性好、耐沖擊的材料。精加工：選硬度高、耐高溫、細(xì)晶粒的材料。陶瓷的特點(diǎn)是硬度高，耐高溫，可高速切削，但脆性大，常用于鋼、鑄鐵、有色金屬材料的精加

39、工、半精加工。人造金剛石的特點(diǎn)是硬度高、與金屬摩擦系數(shù)小，但不太耐高溫、不宜切黑色金屬，常用于高硬度耐磨材料、有色金屬、非金屬的超精加工或作磨具。立方氮化硼CBN的特點(diǎn)是硬度高、耐高溫，磨削性也較好，但焊接性能差些，抗彎強(qiáng)度較硬質(zhì)合金低些，常用于加工高溫合金、淬硬鋼、冷硬鑄鐵。3.刀具角度的選擇刀具角度的選擇直接影響切削效率、刀具壽命、表面質(zhì)量和加工成本。因此必須重視刀具角度的合理選擇，以充分發(fā)揮刀具的切削性能。刀具角度的選擇主要包括刀具的前角、后角、主偏角和刃傾角的選擇。（1）前角前角對(duì)切削的難易程度有很大影響。增大前角能使刀刃變得鋒利，使切削更為輕快，并減小切削力和切削熱。但前角過大，刀刃

40、和刀尖的強(qiáng)度下降，刀具導(dǎo)熱體積減少，影響刀具使用壽命。前角的大小對(duì)表面粗糙度、排屑和斷屑等也有一定影響。工件材料的強(qiáng)度、硬度低，前角應(yīng)選得大些，反之小些；刀具材料韌性好（如高速鋼），前角可選得大些，反之應(yīng)選得小些（如硬質(zhì)合金）；精加工時(shí)，前角可選得大些。粗加工時(shí)應(yīng)選得小些。（2）后角后角的主要功用是減小后刀面與工件間的摩擦和后刀面的磨損，其大小對(duì)刀具耐用度和加工表面質(zhì)量都有很大影響。一般，切削厚度越大，刀具后角越??；工件材料越軟，塑性越大，后角越大。工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小后角，尺寸精度要求較高的刀具，后角宜取小值。（3）主偏角主偏角的大小影響切削條件和刀具壽命。在工藝系統(tǒng)剛性很好時(shí)，減

41、小主偏角可提高刀具耐用度、減小已加工表面粗糙度，所以r宜取小值；在工件剛性較差時(shí)，為避免工件的變形和振動(dòng)，應(yīng)選用較大的主偏角。（4）副偏角副偏角r的作用是可減小副切削刃和副后刀面與工件已加工表面之間的摩擦，防止切削振動(dòng)。r的大小主要影響已加工表面粗糙度，為了降低工件表面粗糙度，通常取較小的副偏角。（5）刃傾角刃傾角s主要影響刀頭的強(qiáng)度和切屑流動(dòng)的方向。當(dāng)s0時(shí)，切屑流向待加工表面；s0時(shí)切屑流向已加工表面；s=0切屑沿主剖面方向流出。增大s可增加實(shí)際工作前角和刃口鋒利程度，可提高加工質(zhì)量。選用負(fù)刃傾角，可提高刀具強(qiáng)度，改變刀刃受力方向，提高刀刃抗沖擊能力，但過大負(fù)刃傾角會(huì)使背向力增大。一般鋼、

42、鑄鐵精加工時(shí)s = 0+5，粗加工時(shí)s = 05。在加工高硬質(zhì)、高強(qiáng)度金屬，加工斷續(xù)表面或有沖擊載荷時(shí)取s = 515。2.3 機(jī)床夾具一、概述1機(jī)床夾具的定義機(jī)械加工中，在機(jī)床上用以確定工件位置并將其夾緊的工藝裝備稱為機(jī)床夾具（簡稱為夾具）。2機(jī)床夾具的功用（1）保證被加工表面的位置精度；（2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；（3）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍；（4）降低對(duì)工人的技術(shù)要求和減輕工人的勞動(dòng)。3機(jī)床夾具的分類（1）通用夾具通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。通用夾具的特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，不需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來安裝定形狀和尺寸范圍內(nèi)的不同工件。采用這類夾具

43、可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而降低產(chǎn)品加工的制造成本。其缺點(diǎn)是工件定位精度不高，對(duì)工人操作水平要求較高，生產(chǎn)效率較低。主要用于多品種的單件小批生產(chǎn)。（2）專用夾具專用夾具是針對(duì)某一個(gè)工件的某道工序加工要求而專門設(shè)計(jì)、制造的專用裝置。此類夾具的特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，生產(chǎn)率高。缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)制造周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代后，只要被加工工件尺寸形狀變化，夾具即報(bào)廢。（3）可調(diào)夾具可調(diào)夾具是根據(jù)待加工的零件結(jié)構(gòu)相似、尺寸不同的特點(diǎn)，而專門設(shè)計(jì)制造的一種夾具。在使用該夾具時(shí)，只需調(diào)整或更換原夾具上的個(gè)別定位元件或夾緊元件便可使用。目的是減少設(shè)計(jì)和制造專用夾具和數(shù)量。適宜多品種小批量生產(chǎn)的應(yīng)用

44、。（4）組合夾具組合夾具是用一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件及合件組裝成的專用夾具。這些元件和合件具有精度高、耐磨、可完全互換、組裝及拆卸方便迅速等特點(diǎn)。夾具用完后即可拆卸，將元件清洗分類存放在夾具庫里，留待組裝新的夾具。（5）自動(dòng)線夾具一類為工位固定式夾具；一類為隨行夾具。機(jī)床夾具也可按所適用的機(jī)床不同分為鉆床夾具、車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鏜床夾具、拉床夾具、插床夾具和齒輪加工機(jī)床夾具等。按所使用的動(dòng)力源，機(jī)床夾具又可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具及離心力夾具等。二、機(jī)床夾具的組成1定位元件和裝置。 如圖2-12 中的定位銷6。圖2-12 夾具的組成部分1快換鉆

45、套 2導(dǎo)向套 3鉆模板 4開口墊圈5螺母 6定位銷 7夾具體2夾緊裝置。如圖2-12 中的螺母5和開口墊圈4。3對(duì)刀、引導(dǎo)元件和裝置這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對(duì)刀元件，如對(duì)刀塊。用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為導(dǎo)引元件。如圖2-12 中的快換鉆套1。4夾具體。如圖2- 12中的夾具體7。5其它元件及裝置三、工件在夾具的中的定位工件在夾具中定位的任務(wù)是使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置。在擬定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)，首先要解決工件在夾具中的定位問題，它包括下列三項(xiàng)基本任務(wù)： 從理論上進(jìn)行分析，如何使同一批工件在夾具中

46、占據(jù)一致的正確位置； 選擇合適的定位元件，設(shè)計(jì)相應(yīng)的定位裝置； 保證有足夠的定位精度，即工件在夾具中定位時(shí)雖有一定誤差，但仍能保證工件的加工要求。1基準(zhǔn)及其類型將用來確定加工對(duì)象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線或面稱為基準(zhǔn)。從設(shè)計(jì)和工藝兩方面看，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)用來標(biāo)注尺寸（或角度）的起始位置稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。簡言之，設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)就是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。（2）工藝基準(zhǔn)零件在加工和裝配過程中所采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)又進(jìn)一步可分為：工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn) 在工序圖上用來確定本道工序所加工的表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)

47、，稱為工序基準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)工序基準(zhǔn)時(shí)，主要應(yīng)考慮以下三個(gè)方面的問題：1）首先考慮用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)；2）所選工序基準(zhǔn)應(yīng)盡可能用于工件的定位和工序尺寸的檢驗(yàn)；3）當(dāng)采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)有困難時(shí)，可另選工序基準(zhǔn)，但必須可靠地保證零件的設(shè)計(jì)尺寸和技術(shù)要求。定位基準(zhǔn) 在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)，它是獲得零件尺寸的直接基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)還可以進(jìn)一步分為：粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)及輔助基準(zhǔn)。使用未經(jīng)機(jī)械加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)；使用已經(jīng)過機(jī)械加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)；而零件上僅僅是根據(jù)機(jī)械加工工藝需要專門設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)，稱為輔助基準(zhǔn)。測量基準(zhǔn)；裝配基準(zhǔn)。作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面有時(shí)在工件上并不

48、一定實(shí)際存在（如孔和軸的軸心線，兩平面之間的對(duì)稱中心面等），而常常是由某些具體表面來體現(xiàn)的，這些表面稱為定位基面。工件以回轉(zhuǎn)表面（如孔、外圓）定位時(shí)，回轉(zhuǎn)表面的軸心線是定位基準(zhǔn)；而回轉(zhuǎn)表面就是定位基面。工件以平面定位時(shí)，其定位基準(zhǔn)與定位基面一致。如圖2-13 所示為各基準(zhǔn)之間的關(guān)系。圖2-13 各基準(zhǔn)之間的關(guān)系2六點(diǎn)定位原理任何未定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都具有六個(gè)自由度，分別用、表示，（如圖2-14 所示）。工件定位的任務(wù)就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。如果按圖2-15 所示設(shè)置六個(gè)固定點(diǎn)，工件的三個(gè)面分別與這些點(diǎn)保持接觸，工件的六個(gè)自由度都被限制了。這些用來限制工件自由度的固

49、定點(diǎn)，稱為定位支承點(diǎn)，簡稱支承點(diǎn)。圖2-14 工件在空間的自由度 圖2- 15 工件的六點(diǎn)定位工件的六點(diǎn)定位原理是指用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)去限制工件的六個(gè)自由度，使工件在空間得到唯一確定的位置的方法。表2- 中列出了常用定位元件所能限制的自由度。（詳見教材）3工作定位時(shí)的幾種現(xiàn)象（1）完全定位工件的六個(gè)自由度完全被限制的定位稱為完全定位。圖2-16 a所示為用立銑刀采用定程法加工六面體工件上的槽，要求保證工序尺寸A、B、C，保證槽的側(cè)面和底面分別與工件的側(cè)面和底面平行。（2）不完全定位根據(jù)加工要求，并不需要限制工件全部自由度的定位，稱為不完全定位。如圖2-16 b所示，在工件上銑通槽，要求保證

50、工序尺寸A、B及槽的兩側(cè)面分別平行于側(cè)面和底面，那么加工時(shí)只要限制除以外的其余五個(gè)自由度就行了。圖2-16 不同加工表面的要求a） 完全定位 b） 不完全定位（3）欠定位根據(jù)加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度未被限制，這樣的定位方式稱為欠定位。在夾具設(shè)計(jì)中欠定位是不允許的。例如在圖2- 16a中，若沒有被限制，出現(xiàn)欠定位，就無法保證C尺寸的精度。（4）過定位工件的同一自由度被二個(gè)或二個(gè)以上的支承點(diǎn)重復(fù)限制的定位方式，稱為過定位。過定位將會(huì)使工件的定位精度受到影響，定位不確定或使工件（或定位件）產(chǎn)生變形。所以在一般情況下，過定位是應(yīng)該避免的。加工時(shí)工件的定位需要限制幾個(gè)自由度，完全由工件的加工要求所

51、決定。4常見定位方式及定位元件（詳見教材）（1）工件以平面定位機(jī)械加工中，利用工件上一個(gè)或幾個(gè)平面作為定位基面來定位工件的定位方式，稱為平面定位，如機(jī)座、箱體盤蓋類零件，多以平面作定位基準(zhǔn)。以平面作定位基準(zhǔn)所用定位元件主要是基本支承，包括固定支承（支承釘、支承板）、可調(diào)支承和自位支承，另外還有輔助支承。（2）工件以圓孔定位工件上（如套筒、法蘭盤、撥叉等）以孔作為定位基準(zhǔn)的定位方式。工件以圓孔定位所用定位元件有定位銷、定位心軸等。（3）工件以外圓柱面定位工件以外圓表面定位在生產(chǎn)中較常用到，如軸套類零件等。經(jīng)常使用的定位元件有V形塊、定位套、半圓定位座等。 V形塊工件以外圓表面支承定位常用的定位元

52、件是V形塊。V形塊兩斜面之間的夾角。一般取、或，其中最多。夾角V形塊結(jié)構(gòu)已標(biāo)準(zhǔn)化。V形塊定位的特點(diǎn)是：1）對(duì)中性好；2）可用于非完整外圓表面的定位。V形塊有長短之分，又有固定和活動(dòng)之分，其中活動(dòng)V形塊在可移動(dòng)方向上對(duì)工件不起定位作用。定位套筒工件以外圓柱面在定位套筒（圓孔）中定位，與前述的孔在心軸或定位銷上的定位情況相似，只是外圓與孔的作用正好對(duì)換。 半圓孔定位（4）工件以組合表面定位在實(shí)際生產(chǎn)中為滿足加工要求，有時(shí)采用幾個(gè)定位面相結(jié)合的方式進(jìn)行定位，稱之為組合表面定位。常見的組合形式有：兩頂尖孔、一端面一孔、一端面一外圓、一面兩孔等，與之相對(duì)應(yīng)的定位元件也是組合式的。例如，長軸類零件采用雙頂

53、尖組合定位；箱體類零件采用一面雙銷組合定位。4定位誤差的分析與計(jì)算使用夾具加工工件時(shí)，影響被加工零件位置精度的誤差因素很多，其中來自夾具方面的有：定位誤差，夾緊誤差，對(duì)刀或?qū)蛘`差以及夾具的制造與安裝誤差等；來自加工過程方面的誤差有：工藝系統(tǒng)（除夾具外）的幾何誤差，受力變形，受熱變形，磨損以及各種隨機(jī)因素所造成的加工誤差。上述各項(xiàng)因素所造成的誤差總和應(yīng)當(dāng)不超過工件允許的工序公差，才能使工件加工合格。可以用下列加工誤差不等式表示它們之間的關(guān)系：式中，與定位有關(guān)的誤差，簡稱定位誤差；與夾具有關(guān)的其它誤差，簡稱夾具安裝誤差； 加工過程誤差；工件的工序公差。（1）定位誤差及其產(chǎn)生的原因定位誤差是指一批工件在夾具中定位時(shí)，工件的工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向或加工要求方向上的最大變化量。引起定位誤差的原因有兩項(xiàng)，一項(xiàng)是基準(zhǔn)不重合誤差，另一項(xiàng)是基準(zhǔn)位移誤差。 基準(zhǔn)不重合誤差在定位方案中，若工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而造成的加工誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，以表示。如圖2-17所示，其中圖a）為工序工序簡圖，圖b）是加工示意圖。圖2-17 基準(zhǔn)不重合誤差顯然，基準(zhǔn)不重合誤差的大小等于因定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的加工尺寸的變動(dòng)范圍。即：S是定位基準(zhǔn)E與工序基準(zhǔn)F間的距離尺寸，稱為定位尺寸。這樣，當(dāng)工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工尺寸的方向相同時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差等于定位尺寸的公差。即：注意：當(dāng)