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机械毕业设计 论文

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LW01-107@车铣加工表面粗糙度的形成机理,机械毕业设计 论文

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河南科技学院本科毕业论文（设计）中期 进展情况 检查表 学生姓名 李岩 班级 机制 051 指导教师 马利杰 论文（设计）题目 车铣加工表面粗糙度的形成机理 目前已完成任务 1. 完成开题报告和外文翻译，交指导老师审查。 2. 查阅大量相关文献。 3. 基本完成论文草稿。 4. 根据草稿完善开题报告。 是否符合任务书要求进度： 符合 尚需完成的任务 1. 完善论文内容 2. 熟悉车铣加工的特点 3. 完善论文格式 能否按期完成论文（设计）： 能 存在问题和解决办法 存 在 问 题 1. 进一步研究车铣加工 2. 论文的内容不够透彻 拟 采 取 的 办 法 1. 查询资料补足内容 2. 修改更正不足内容 指导教师签 字 日期 2009 年 5 月 1 日 教学院长（系主任） 意 见 签字： 年 月 日 nts 河南科技学院本科生毕业论文（设计）任务书 题目名称 车 ： 车 铣加工表面粗糙度的形成机理 学生姓名 李岩 所学专业 机械制造及自动化 学号 20050334102 指导教师姓名 马利杰 所学专业 机械制造 职称 副教授 完成期限 2009 年 2 月 16 日至 2009 年 6 月 7 日 一、论文（设计）主要内容及主要技术指标 1 掌握车铣加工的基本原理及其特点； 2 分析普通车削外圆的表面粗糙度形成机理，并画出工艺参数对表面粗糙度的影响曲线。借助数值模拟软件对普通 车削的表面粗糙度形成过程进行模拟； 3 分析车铣外圆的表面粗糙度形成机理，并画出工艺参数对表面粗糙度的影响曲线。借助数值模拟软件对普通车削的表面粗糙度形成过程进行模拟； 4 比较车削和车铣外圆的加工特点，及其表面粗糙度的基本影响因素，提出改善两者表面粗糙度的基本方法和措施。 二、 毕业论文（设计）的基本要求 1 毕业设计 报告 ：有 400 字左右的中英文摘要，正文后有 20 篇左右的参考文献， 其中 正文中要引用 5 篇以上文献，并注明文献出处。 2 有不少于 2000 汉字的与本课题有关的外文翻译资料。 3 毕业设计 字数在 20000 字以上。 4 程序清单 和图纸。 5 作品及照片 。 三、毕业论文（设计）进度安排 1 上学期末， 下达毕业设计任务书。 2 第 1-2 周 ， 撰写开题报告， 指导教师审核开题报告和设计方案。 3 第 3-10 周 ，毕业设计单元部分设计。 4 第 11 周 ，毕业设计中期检查。 5 第 12-14 周 ，设计仿真、程序调试、线路板制作调试， 整理、撰写毕业设计报告 。 6 第 15-16 周，上交毕业设计报告 ，指导教师、评阅教师审查 、 评阅 设计报告 ， 毕业设计答辩资格审查。毕业设计 答辩 ， 学生修改整理 设计报告 。 nts 本科毕业论文中英文翻译 学生姓名： 所在院系： 机电学院 所学专业： 机械设计制造及其自动化 nts 车 床 车床主要是为了进行车外圆、车端面和镗孔等项工作而设计的机床。车削很少在其他种类的机床上进行，而且任何一种其他机床都不想车床那样方便地进行车削加工。由于车床还可以用来钻孔和铰孔，车床的多功能性可以使工件在一次装夹中进行几种加工。因此，在生产中使用的各种车床比任何种类的机床都多。 普通车床：普通车床作为最早的金属切削机床中的一种，目前仍然有许多有用的和人们所需要的特性。现在，这些机床主要用在规模较小的工厂中，进行小批量的生产，而不是进行大批量的生产。 普通车床的加工偏差主要取决于操作者的技术熟练程度。设计工程师应该认真的确定由熟练工人在普通车床上加工的试验零件的公差。在把试验零件重新设计为生产零件时，应该选用经济的公差。 转塔车床：对生产加工设备来说，目前比过去更着重评价是否具有精确的和快速的 重复 加工 能力。应用这个标准来评价具体的加工方法，转塔车床可以获得较高的质量评定。 在为小批量的零件（ 100 200 件）设计加工方法时，采用转塔车床是经济的。为 了在转塔车床上获得极可能小的公差值，设计人员应该尽量将加工工序的数目减至最少。 自动螺丝车床：自动螺丝车床通常被分为以下几种类型：单轴自动、多轴自动和自动夹紧车床。自动螺丝车床最初是用来对螺钉和类似的带有螺纹的零件进行自动化和快速加工的。但是。这种车床的用途早就超过了这个狭窄的范围。现在，它在许多类型的精密零件的大批量生产中起着重要的作用。 车床的基本部件有：床身、主轴箱部件、尾架部件、溜板部件 丝杠和光杠。 床身是车床的基础件。它通常是由于经过充分正火或时效处理的灰铸铁或者球墨铸铁之城。它是一个兼 顾的刚性框架，所有其他基本部件都安装在车床身上。通常在床身上有内外讲足平行的导轨。有些制造厂对全部四条导轨都采用导轨尖nts 顶朝上的三角形导轨（ 即山形导轨 ） ，而有的制造厂则在一组中或者两组中都采用一个三角形导轨和一个矩形导轨。 导轨要经过精密加工，以保证其直线度精度。为了抵消磨损和擦伤，大多数现代机床的导轨式经过表面淬硬的，但是在操作时还应该小心，以避免损伤导轨。导轨上的任何误差，常常意味着整个机床的精度遭到破坏。 主轴箱安装在内导轨的固定位置上，一般在床身的左端。它提供动力，并可是工件在各种速度下回转。它 基本上由一个安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮 -类似于卡车变速箱所组成。通过变速齿轮，主轴可以在许 多 种转速下旋转。大多数车床由 8 18 种转速，一般按等比级数排列。而且在现代机床上只需按动 2-4 个手柄，就能得到全部转速。一种正在增长的趋势是通过电气的活着机械的装置进行无极变速。 由于机床的精度在很大程度上取决于主轴，因此，主轴的结构尺寸较大，通常安装在预紧后的重型 圆锥滚子轴承或球轴承中。主轴中有一个贯穿全长的通孔，长棒料可以通过该孔送料。主轴孔的大小是车床的一个重要尺寸，因为当工件必须通过主轴 孔供料时，它确定了能够加工的棒料毛坯的最大尺寸。 尾架部件主要有三部分组成。底板与床身的内导轨配合，并可以在导轨上做纵向移动。底板上有一个可以使整个尾架部件夹紧在任意位置上的装置。尾架体安装在底板上，可以沿某种类型的键槽在底板上横向移动，使尾架能与主轴箱中的主轴对正 尾架的第三个组成部分是尾架套筒，它是一个直径通常大约在51-76mm（ 2 3 英寸）之间的钢制空心圆柱体。通常手轮和螺杆，尾架套筒可以在尾架体中纵向移入和移出几英寸。 车床的规格用两个尺寸表示。第一个称为车床床面 上最大加工直径。这是在车床上能够 旋转地工件的最大直径。它大约是两顶尖连线与导轨上最近点之间距离的两倍。第二个规格尺寸是两顶尖之间的最大距离。车床床面上最大加工直径表示在车床上能够车削的最大工件直径，而两顶尖之间的最大距离则表示在 车床上能够车削的最大工件直径，而两顶尖之间的最大距离则表示在两个顶尖之间能够安装的工件的最大长度。 普通车床是生产中最经常使用的车床种类。它们是具有前面所叙述的所有那些部件的重载机床，并且除了小刀架之外，全部刀具的运动都有激动进给。它nts 们的规格通常是：车床床面上最大加工直径为 305 610mm（ 12 24 英寸）；两顶 尖之间距离为 610 1219mm（ 24 48 英寸）。但是，床面上最大加工直径达到1270mm（ 50 英寸）和两顶尖之间距离达到 3658mm（ 12 英寸）的车床也并不少见。这些车床大部分都有切削盘和哟个安装在内部的冷却系统。小型的普通车床 车床床面最大加工直径一般不超过 330mm（ 13 英寸） -其中一些也可以被设计成台式车床，即床身可安装在工作台或柜子上。 虽然普通车床很有很多用途，是很有用的车床，但是更换和调整刀具以及测量工件花费很多时间，所以它们不适合在大量生产中应用。通常，它们的实际加工时间少于其加工时间的 30%。此外，需要技术熟练地工人来操作普通车床，这种工人的工资高而且很难雇到。然而，操作工人的大部分时间却花费在简单的重要调整和观察切削产生过程上因此为了减少或者完全不雇佣这类熟练工人，转塔车床、螺纹加工车床和其他类型的半自动和自动车床已经很好地研制出来，并已经在生产中得到广泛的应用。 nts Lathes Lathes are machine tools designed primarily to do turning, facing, and boring. Very little turning is done on other types of maching tools, and none can do it with equal facility. Because lathes also can do drilling and reaming, their versatility permits several operations to be done with a single setup of the workpiece. Consequently, more lathes of various types are used in manufacturing than any other machine tool. Engine Lathes:The engine lathe, one of the oldest metal remmoval machines, has a number of useful and highly desirable attributes. Today these lathes are used primarly in small shops where smaller quantities rather than large production runs are encountered. Tolerances for the engine lathe depend primarily on the skill of the operator. The design engineer must be careful in using tolerances of an experimental part that has been poroduced on the engine lathe by a skilled operator. In redesigning an experimental part of production, economical tolerances should be used. Turret Lathes:Production machining equipmnt must be evaluated now, more than ever before, in terms of ability to repeat accurately now,more than ever before, in terms of ability to repeat accurateal and rapidly. Applying this criterion for establishing the production qualification of specific method, the turret lathe merits a high rating. In desingning for low quantities such as 100 or 200 parts, it is most economical to use the turret lathe. In achieving the optimum tolerances possible on the turret lathe. The designer should strive for a minimum of operations. Automatic Serew Machines:Generally, automtic screw machines fall into several categories; single-spindle automatics,mulltiple-spindle automatics production of screws and similar threded part,the automatic screw machine has long since nts cxceeded the confines of this narrow field, and today plays a vital role in the mass production of a variety of precision parts. The essential components of a lathe are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, carriage assembly, and the leadscrew and feed rod. The bed is the backbone of a lathe. It usually is made of well-noremalized or aged gray or nodular cast iron and provides a heavy, rigid frame on which all the other basic components are mounted. Two sets of parallel, longitudinal ways, inner and outer, are contained on the bad,usually on the upper side. Some makers use an inverted V-shape for all four ways, whereas others utilize one inverted V and one flat way in one or both sets. Theyare precision machined to assure accuracy of alignment. On most modern lathes the ways are surface-hardened to resist wear and abrasion, but precaution should be taken in operating a lathe to assure that the ways are not damaged. Any inaccuracy in them usually means that the accuracy of the entire lathe is destroyed. The headstock is mounted in a fixed position on the inner ways, usually at the left end of the bed. It provides a powered means of rotating the work at various speeds. Essentially, it consists of a hollow spindle, mounted in accurate bearings, and a set of transmission gears similar to a truck transmission through which the spindle can be rotated at a number of speeds. Most lathes provide from 8 to 18 speeds, usually in a geometric ratio, and on modern lathes all the speeds can be obtained merely by moving from two to four levers. An incereasing trend is to provide a continuousiy variable speed range through electrical or mechanical drives. Because the accuracy of a lathe is greatly dependent on the spindle, it is of heavy construcition and mounted in heavy bearings,usually prealoaded tapered roller or ball types.The spindle has a hole extending through its length, through which long bar stock can be fed. The size of this hole is an important dimension of a lathe because it determines the maximum size of bar stock that can be machined when the material must be fed through spindle. The tailstork assembly consists, essentially, of three part. A lower casting fits on the inner ways of the bed and can slide longitudinlly thereon, with a means for nts clamping the entire assembly in any desired location. An upper casting fits on the lower one and can be moved transversely upon it,on some type of keyed ways, to permint alingning the tailstock and headstock spindles. The third major component of the assembly is the tailstock quill. The is a hollow steel cylinder, usually about 51 to 76mm in diameter, that can be means of a handwhell and screw. The size of a lathe is designated by two dimensions. The first is known as the swing. This is the maximum diamenions. The first is known as the swing. This the maximum diameter of work that can be rotated on a lathe. It is approximately twice the distance between the line connecting the lathe centers and the nearest point on the ways. The second size dimension is the maximum diameter between centers. The swing thus indicates the maximum workpiece diameter that can be turned in the lathe, while the distance between centers indicates the maximum length of workpiece that can be mounted between centers. Engine lathes are the type most frequently used in manufacturing. They are heavy-duty machine tools with all the components described previously and have power drive for all tool movements except on the compound rest. They commonly range in size from 305 to 610mm swing and from 610 to 1219mm center distances, but swing up to 1270mm and center distances up to 3658mm are not uncommon. Most have chip pans abd a built-in coolant circulating system. Smaller engine lathes with swings usually not over 330mm also are available in bench type, designed for the bed to be mounted on a bench or cabinet. Although engine lathes are versatile and very useful, because of the time required for changing and setting tools and for making measurements on the workpiece, they are not suitable for quantity production. Often the actual chipproduction time is less than 30% of the total cycle time. In addition, a skilled machinist is required for all the operations,and such persons are costly and often in short supply. However, much of the operators time is consumed by simple, repetitious adjustments and in watching chips being made. Consequently, to reduce or eliminate the amount of skilled labor that is required, turret lathes, screw machines, and other types of semiautomatic and automatic lathes have been highily developed nts and are widely used in manufacturing. nts 河南科技学院毕业论文（设计）课题审核表 院（系）名称 机电学院 专业名称 机电技术教育、机械设计制造及其自动化 指导教师 姓名及职称 马利杰 副教授 课题名称 车铣加工表面粗糙度的形成机理 课题来源 自选课题 立题理由 和所具备 的条件 切削参数与加工零件表面质量关系密切。为了掌握微小型车铣加工的表面粗糙度变化规律 ,对微小型车铣加工的铣削转速、工件转速、轴向进给量以及切削深度等四个独立的重要切削参数进行试验研究。试验结果表明 ,铣削转速和工件转速的变化对粗糙度值的影响最明显的 ,铣削转速越高表面粗糙 度值越低 ,工件转速提高表面粗糙度增大 ,也就是说铣削转速和工件转速的变化对粗糙度值的影响程度刚好相反。 车铣技术是近年来发展起来的一种先进的金属切削技术 .由于车铣加工可以大幅度提高切削加工的效率和质量 ,缩短生产周期 ,降低加工成本 ,这项技术已经成为金属切削领域的研究热点 .随着科学技术的不断进步 ,各种高强度、超高强度等材料的广泛使用给切屑的控制带来了更大的困难 .车铣加工是间断切削 ,因此 ,无论 加工何种材料的工件都能得到较短的切屑 ,易于自动除屑 ,可以应用车铣技术粗加工外圆以取代现有的车削外圆工艺 .切屑形成机理的研究既是切削机理研究的重要组成部分 ,也是切削机理研究的基础 . 教研室 审批意见 教研室主任签字： 年 月 日 毕业论文（设 计）工作领导 小组审批意见 组长签字： 年 月 日 注：本表经教务处复审后存院（系）备查 nts 河南科技学院 2009 届本科毕业论文（设计） 论文题目：车铣加工表面粗糙度的形成机理 学生姓名： 李岩 所在院系： 机电学院 所学专业： 机械设计制造及其自动化 导师姓名： 马利杰 完成时间： 2009 年 5 月 20 日 nts 摘 要 通过对 车削与车铣加工的比较，分析车铣加工时的一些特点及一般的加工工序与加工步骤。 综合考虑了刀具几何参数、刀具与工件的相 对运动以及切削用量对已加工表面轴向残留面积高度的影响，建立了 正交车铣已加工表面轴向残留面积高度的理论计算模型和计算公式，并据此提出了已加工表面粗糙度理 论值得计算方法。研究结果表明，理论轴向残留面积高度是影响实际 正交车铣已加工表面粗糙度的主要因素。 关键词 ：切削； 车铣；已加工表面粗糙度 nts Formation Mechanism of Surface Roughness in Turn-milling Process ABSTRACT Hight speed turn-milling technology is an advanced machining technology , which can make the turning workpiece be cut effciently and pricisely . The process of forming surface is complex , so the research on surface roughness of machined workpiece with theory and experiment is very important .The influence of the cutter geometry parameters , the relative movement and cutting regime on the axial residual areas height is taken into account synthetically .The theoretical calculating model and formula can be used to calcul ate the axtial residual areas height of the machined workpiece by high speed orthodgonal turn-milling are founded . On the basis of this , the method by which the theoretical surface roughnss of machined workpiece can be calculated is given .The experiment results show that theoretical axial residual areas height is the main factor that influences the theoretical surface roughness of workpiece machined by high sp or thodgonal turn-milling . Key words: High speed cutting ; High speed turn-milling ; Machined surface roughness nts nts目 录 1 绪论 . 1 1.1 车铣加工的特点及分类 . 1 1.2 车铣加工技术的国内外研究进展 . 3 1.3 本文主要研究内容 . 4 2 车铣的加工形式分析 . 4 2.1 运动分析 . 4 2.2 水平运动模型 . 5 3 车削及车铣加工表面粗糙度的影响因素分析 . 8 3.1 切削加工中的表面粗糙度及其控制 . 8 3.1.1 残留面积产生的粗糙度 . 9 3.1.2 切削过程中不稳定因素产生的粗糙度 . 10 3.1.3 影响表面粗糙度的主要因素 . 11 3.2 车削加工的表面粗糙度 . 12 3.2.1 车削的主要加工范围 . 12 3.2.2 影响车削加工表面粗糙度的主要因素 . 13 3.3 车铣轴向残留面积高度计算 . 14 3.3.1 无偏心正交车铣轴向残留面积高度计算 . 14 3.3.2 偏心正交车铣轴向残留面积高度计算 . 17 3.4 车铣加工和车削加工的比较与改进措施 . 20 4 结 论 . 20 致 谢 . 22 参考文 献 . 23 nts 1 1 绪论 车铣 技术是 20世纪 80年代初在发达国家发展起来的一种新型的机械加工方法，它以全新的概念开辟了机械加工领域的新纪元，并成为 20世纪 90年代以来西方各国竞相研究和开发的热点高新技术之一。 车铣加工将车削和铣削加工有机结合在一起，利用车铣合成运动对工件进行加工，特别适合大型轧辊、发电机转子、曲轴等大型、精密复杂回转体零件的高效粗加工和精密加工，是实现所谓“全部加工”和“一次性完成的加工”的先进制造工艺。采 用告诉车铣技术不但可以大幅度提高生产效率，而且加工精度和加工表面的完整性都大大优于传统的机械加工，是 一 种高金属去除率的“整体制造”技术，被世界公认为最具技术带动性、高技术覆盖面广的关键先进制造技术，具有广阔的发展和应用前景，事机械制造流域的重要发展方向。 1.1 车铣加工的特点及分类 传统的车削和铣削加工中，离心力对卡盘和刀具的影响河大，工艺性和经济性往往成为切削速度和加工精度提高的瓶颈而制约其进一步发展。高速车铣加工技 术则是将工件的旋转运动和刀具的旋转运动相结合，同时给予刀具和工件 旋转运动的先进加工方法， 它充分发挥了高速铣削力小、加工过程产生的热量对工件影响小、加工表面质量好等优势， 一 次装夹就可以完成平面和槽、圆柱表面和孔加工等工序，形为误差较小。由于其具有加工速度快、加工表面质量高、刀具和工件残留热应力小、切削短、易实现加工过程自动化等优点，起研究应用范围日益扩大，用于回转对称零件的精密加工时甚至可以代替磨削加工，因此，它是今后将车削、铣削和钻削加工综合在一起而大力发展的新技术，是对传统机械加工方法和概念的拓展和提升。 如图 1 所示， 根据刀具几何形状和切削运动的不同，车铣加工大致可分为轴向车铣 (coaxialturn-milling)和正交车铣 (orthogonal turn-milling)两种形式，按照铣刀与工件相对运动方向的不同又可以分为顺铣和逆铣两种情况。轴向车铣时，刀具和工件的轴线平行，铣刀作高速旋转运动，工件作低速回转。该方法适合于回转对称工件内、外表面的加工，正交车铣中刀具的 轴线于工件的轴线相垂直，主要用于 轴对称回转体的外表面加工。在高的切削熟读条件下将车削和铣削技术相组合，是的车铣加工具有以下优点： nts 2 图 1 车铣 加工 示意图 一 （ 1）由于工件转速低，车铣加工过程切削力小，离心力对工件变形 影响小，轴线方向的振动频率小，加工表面尺寸、形状精度高，尤其适合薄壁零件的加工。 （ 2）车铣加工属多刃切削，整个加工过程中总是同时有多个切削刃于工件保持接触，切削振动小，减少了刀具的磨损，对大型回转体毛胚的粗加工十分有益，使用多刃刀具，提高了加工效率，降低了成本。 （ 3）车铣是间断切削，切削较短，易于排屑，甚至在加工塑性材料时也是如此。同时，间断切削使刀具有一定得冷却时间，刀具切削温度相对较低，切削区的热量不断由切削快速带走，使被加工工件的表面残留的热量很小，加工表面基本上午热应力产生热变形。 （ 4）当刀具 于工件的速比足够大时，可获得很高的表面质量，可与磨削相媲美；通过对切削参数进行优化，还可以对大型非对称工件和小直径零件进行加工。 （ 5）切削速度是由工件和刀具的回转速度共同合成，从而不需要使工件高速旋转就能实现高速切削，有利于对大型回转体工件进行高速切削，以及实现难加工材料的干式切削。 nts 3 （ 6）需车、铣、钻、镗等不同方法进行加工的工件能在 1 次装夹中完成加工，不需要更换机床，缩短生产周期，避免重复装夹的误差。 （ 7）与传统车削相比，车铣极易实现高速切削，而高速切削的一切优点可在车铣中得以体现。如切削力比传统切削 可下降 30%。机床和刀具承受的负荷小，也有利于机床精度的保持。 1.2 车铣加工技术的国内外研究进展 车铣加工技术是由德国于 20世纪 80年代最早研究开发的。目前，对车铣技术的研究主要集中在道具的磨损机理、表面质量和加工表面的完整性、切削形成机理以及硬质材料切削等方面。对滚柱轴承座圈进行了高速车铣加工，研究了轴向车铣和正交车铣中切削条件、刀具和工件相对位置以及刀具几何形状等几何精度和加工表面质量的影响，加工表面粗糙度达到aR0.5 以下。 1 美国 研究了高硬度材料的取、进给度的优化，以及车铣加工中切削的形成机理。当以优化的参数用 CBN 刀具切削 100Cr62（ HRC62）时，工件表面粗糙度Rz gn，所以 角很小，由（ 20）和（ 21）可知 1rk rk ， 即rdk rk同时，由于角 很小， nts 17 ,rd r dk k r r 当 g dn k mnz（ k,m 为 1 的不可约整数）时，切削过程中，工件转动 k转铣刀刀齿在圆周上的啮合方位才能实现重合。但对于 mk 的高速正交车铣，刀具每转一个齿间角工件所转角度 很小，所以，当工件每转过一转后，虽然刀齿与工件啮合方位与前一转不重复，但根据对前述假想副切削刃的分析，仍可近似用式（ 17） -（ 19）计算其已加工表面轴向残留面积高度。 综上所述，对于 无 偏心高速 正交车铣，其理论轴向残留面积高度可用式（ 17）-（ 19）来计算。而且，从上述分析可知，在计算无偏心高度正交车铣理论向残留面积高度时可省略附加副偏角 2rk 的影响，所以，理论 上采用逆铣还是顺铣方式对已加工表面粗糙度没有太大影响。 3.3.2 偏心正交车铣轴向残留面积高度计算 偏心量 0e 的偏心正交车铣轴向残留面积高度的计算模型如图 11 所示，其中，0L为 铣刀端面刃（副切削刃）长度。 与无偏心高度高速正交铣的分析相同，由于dngn，偏心高速正交车铣工件已加工表面轴向残留面积高度可由图 11A-A 剖面来计算。 图 11 中， A-A 剖面上残留面积高度可由铣刀中心在 1O 刀齿处于 FO1 位置时主切削刃在 A-A 剖面的投影与铣刀中心在 2O 、刀齿副切削刃从 EO2 转至 FO2 对EF 切削所形成的轮廓线决定。在此引入 A-A 剖面内假想切削刃的概念。定义刀齿处于 FO1 位置时主切削刃在 A-A 剖面上的投影为假想主切削刃，刀尖在 A-A剖面上的投影轮廓为假想刀尖；在 A-A 剖面上，轮廓与铣刀中心在 2O ，刀齿副切削刃从 EO2 转至 FO2 切削 EF 后的轮廓重合的线段定义为假想副切削刃。相应的假 想主偏角、假想副偏角、假想刀尖圆弧半径分别用rak、rak和ar表示。 根据投影关系，可以得出 nts 18 ()a 0 De r L (b) Dr L e r (c)刀刃在 AA 剖面投影模型 图 11 偏心正交车铣轴向残留面积高度计算模型 t a na r c t a n c o srra kk 式中：rk为刀齿主偏角， 22c o s rer 当 0De r L 或Dr L e r 且 m a x 22m a x22zzzfff r e 时， A-A 剖面上假想副切削刃的副偏角rak可由下式确定： nts 19 1 2 1 t a n, a r c t a n rr a r r r zkk k k k L f 式中： L 为铣刀中心在 2O 时，对 EF 线段进行切削的刀齿副切削刃长度， 12 22 c o s zL r e r f ， rk 为刀齿副偏角。 从图 11 可见 2rk 与逆铣、顺铣无关，均为 12 2 2 22t a na r c t a nirzR R Rk f 式中： ;gi i idn n 为副切削刃切削 F 点时从 EO2 所转过的角度，2i EO F ，可由作图求出； R 为工件已加工表面半径。 当刀齿处于 FO1 位置时，刀尖圆弧刃在 A-A 剖面上的投影为一椭圆圆弧短，起长轴半径为 r，段轴半径为 cosr 高速正交车铣加工所用工具为立铣刀，副偏角很小，所以，参与已加工表面残留面积高度形成的圆弧刃高度很小，当刀齿圆弧刃向 A-A 剖面投影成椭圆弧后，参与已加工表面残留面积高度形成的椭圆弧部分可近似用其顶点的曲率圆弧代替，如图 11（ c）所示。设曲率圆弧半径为ar则根据文献 16 可得 2co sarr 按假想切削刃将rak、rak、ar代替式（ 17） -（ 19）中的 ,rrk k r，即可计算偏心正交车铣已加工表面轴向残留面积高度。从图 11（ c）可以看出，偏心量 e越大，ar越小，轴向残留面积高度越大。 对于Dr L e r ， 且 max 2zz ff 的情况（见图 11（ b） ,副切削刃在切削EF 段时，在 I 点 2 1 2O I O O形成一残留面积高度极值点，其大小为 t a n t a nf i rh r e R k （ 22） 式中：giidn n，2i EO I 显然式（ 22）要求 t a n iDr e R L 在确定了工件已加工表面轴向残留面积高度后，就可以计算由轴向残留面积高度决定的理论轮廓算术平均偏差aR。根据文献 17 ，轮廓最大 高度是aR的 47nts 20 倍，即 47fahR 3.4 车铣加工和 车削加工的比较 与改进措施 车削是通过工件旋转进行切削的一种加工方式。 在车床上可以加工各种回转体表面 。 车削加工表面粗糙度主要取决于刀具刀尖部分的几何形状；刀具与工件之间之间相对运动的进给速度；切削振动产生的刀具与工件之间的相对位置变化等。因此改善进给量；背吃刀量；切削速度等因素就可以很好的改善车削表面粗糙的加工质量。 车铣加工将车削和铣削加工有机结合在一起，利用车铣合成运 动对工件进行加工，特别适合大型轧辊、发电机转子、曲轴等大型、精密复杂回转体零件的高效粗加工和精密加工，是实现所谓“全部加工”和“一次