机械制造技术基础考试资料(pdf 7页).pdf

切削运动切削运动 用刀具切除工件上多余的金属 刀具和工件之间必须具有一定的相对运动 该运动称为切削运动 切削运动包含切削运动包含主运动主运动和和进给运动进给运动 主运动主运动 使刀具和工件产生主要相对运动 以切除工件上多余金属的基本运动称为主运动 主运动速度最高 消耗功率最大 在车削时 工件的旋转运动是主运动 在钻削 铣削和磨削时 刀具或砂轮的旋转运动是主运动 在刨削时 刀具或工作台的往复直线运动是主运动 进给运动进给运动 与主运动配合 连续不断地切除工件上多余金属 以切削出整个工件已加工表面的运动称为进给运动 合成切削运动合成切削运动 由同时进行的主运动和进给运动的合成运动称为合成切削运动 切削用量切削用量 在切削加工过程中 需要针对不同的工件材料 刀具材料和其他加工要求来选定适宜的切削速度 v 进给量 f 或进给速 度 vf值 还要选定适宜的背吃刀量 ap值 切削速度 进给量和背吃刀量切削速度 进给量和背吃刀量通常称为切削用量三要素 通常称为切削用量三要素 切削速度切削速度 v v 它是刀刃上选定点相对于工件的主运动线速度 当主运动是旋转运动时 切削速度由下式确定 m min 或 m s 1 1 d dw w 工件最大直径工件最大直径 mm mm nw 工件主运动的转速 r min 或 r s 进给量进给量 f f 进给量 f 是工件或刀具的主运动每转或每一行程时 两者在进给运动方向上的相对位移量 进给速度进给速度 v vf f 进给速度 vf是刀刃上选定点相对于工件的进给运动的速度 单位为 mm s 背吃刀量背吃刀量 a ap p 对车削和刨削而言 背吃刀量 ap 是工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离 刀具切削部分的结构要素有三个刀面 两个刀刃和一个刀尖构成 刀具切削部分的结构要素有三个刀面 两个刀刃和一个刀尖构成 1 1 前刀面前刀面 A A 刀具上切屑流过的表面 2 2 主后刀面主后刀面 A A2 2 与工件过渡表面相对的刀面 3 3 副后刀面副后刀面 A A2 2 与工件已加工表面相对的刀面 4 4 主切削刃主切削刃 S S 前刀面与主后刀面的交线 它承担主要的切削工作 并形成工 件上的过渡表面 5 5 副切削刃副切削刃 S S 前刀面与副后刀面的交线 协助主切削刃切除多余金属 形成 已加工表面 6 6 刀尖刀尖 主切削刃和副切削刃相交部分 基面基面 PrPr 通过切削刃上选定点 垂直于主运动速度方向的平面 通过切削刃上选定点 垂直于主运动速度方向的平面 切削平面切削平面 Ps Ps Ps Ps 通过切削刃 S 上选定点与 S 相切 并垂直于基面 Pr 的平面 副切削平面副切削平面 Ps Ps Ps Ps 通过副切削刃 S 上选定点与 S 相切 并垂直于基面 Pr 的平面 正交平面正交平面 PoPoPoPo 通过切削刃上选定点 同时垂直于基面 Pr 和切削平面 Ps 的平面 法平面法平面 PnPnPnPn 通过主切削刃 S 上选定点 垂直于 S 的平面 背平面背平面 PfPfPfPf 通过主切削刃上选定点 平行于进给运动方向并垂直于基面 Pr 的平面 假定工作平面假定工作平面 PpPpPpPp 通过主切削刃上选定点 垂直于 Pr 和 Pf 的平面 在正交平面在正交平面 PoPo 中测量的角度 中测量的角度 前角前角 o o 前刀面与基面之间的夹角 通过选定点的基面若位于楔形刀体的实体之 外 前角为正值 反之为负值 后角后角 o o 后刀面与切削平面之间的夹角 若通过选定点的切削平面位于楔形刀体 的实体之外 后角为正值 反之为负值 楔角楔角 o o 前刀面与主后刀面之间的夹角 显然有 o o o 90 在基面在基面 PrPr 中测量的角度 中测量的角度 主偏角主偏角 krkr 主切削刃在基面上的投影与假定进给方向之间的夹角 副偏角副偏角 k rk r 副切削刃在基面上的投影与假定进给反方向之间的夹角 刀尖角刀尖角 r r 主切削刃与副切削刃在基面上投影之间的夹角 显然有 kr k r r 180 在切削平面在切削平面 PsPs 中测量的角度 中测量的角度 刃倾角刃倾角 s s 主切削刃与基面之间的夹角 当刀尖是主切削刃上最低点时 刃倾角定为负值 当刀尖是主切削刃上最高点时 则刃 倾角为正值 s的正或负会改变切屑流出的方向 在副正交平面中测量的角度 在副正交平面中测量的角度 副后角副后角 o o 副后刀面与切削平面之间的夹角 副前角副前角 o o 前刀面与基面之间的夹角 参考系参考平面符号 正交平面 参考系 基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po 法平面 参考系 基面Pr 切削平面Ps 法平面Pn 背平面和假定 工作平面 参考系 基面Pr 背平面Pf 假定工作平面Pp 横车对有关工作角度的影响横车对有关工作角度的影响 切断车刀切削时 在不考虑横向进给运动的情况下 图图1 7中的 vo 及 ao 为 正交平面内的标注前角和标注后角 当考虑横向进给运动后 切削刃选定点 相对于工件的运动轨迹为一平面阿基米德螺旋线 其合成运动 ve 方向为过该 点的阿基米德螺旋线的切线方向 工作基面 Pre 应垂直于 ve 工作切削平面 Pse 应切于阿基米德螺旋线 因此 Pre 和 Pse 均相对于 Pr 和 Ps 转动了一个 角 使刀具的工作前角 工作后角变为 式 1 4 角是主运动方向与合成切削速度方向间的夹角 由图2 63可知 式 1 5 式中 f 进给量 dw 工件加工直径 mm 值随着切削刃趋近工件中心而增大 当直径很小时 值会急剧变大 可能使工作后角变为负值 此时工件常常被挤断 切削层参数切削层参数 切削厚度 切削厚度 垂直过渡表面度量的切削层尺寸称为切削厚度 切削宽度切削宽度 a a a aw w w w 沿过渡表面度量的切削尺寸称为切削宽度 切削面积 切削面积 即切削层在基面内的截面面积称为切削层面积 直角自由切削直角自由切削 直角切削 直角切削 指刀刃垂直于合成切削运动方向的切削方式 斜角切削 斜角切削 刀刃不垂直于合成切削运动方向 直角切削方式 其切屑流出方向在刀刃法平面内 而斜角切削方式 切屑流出方向不在法平面内 自由切削 自由切削 指只有一条直线刀刃参与切削 其特点是刀刃上各点切屑流出方向一致 且金属变形在二维平面内 非自由切削方式非自由切削方式 曲线刀刃或两条以上刀刃参与切削的切削方式称为非自由切削方式 直角自由切削方式 既是直角切削方式 又是自由切削方式 故称为直角自由切削方式 直角自由切削方式 既是直角切削方式 又是自由切削方式 故称为直角自由切削方式 刀具材料必须具备以下性能 刀具材料必须具备以下性能 1 高的硬度和耐磨性2 足够的强度和韧性3 高的热稳定性4 良好的物理特性5 良好的工艺性 硬质合金 硬质合金 硬质合金是用高硬度 高熔点的金属碳化物 如 WC TiC TaC NbC 等 粉末和金属粘结剂 如 Co Ni Mo 等 经高压成型后 再在高温下烧结而成的粉末冶金制品 金刚石刀具一般不易加工铁族金属 金刚石刀具一般不易加工铁族金属 因为金刚石的 C 元素与铁原子有很强的化学亲和作用 使之转化为石墨 失去切削性能 金 刚石热稳定性差 在700 800 以上硬度下降很大 无法切削 目前金刚石刀具多用于有色金属及非金属 如耐磨塑料 石材 的加工 也用于制造磨具和磨料 切屑可分为以下四种类型 切屑可分为以下四种类型 带状切屑 节状切屑 挤裂切削 粒状切屑 单元切削 崩碎切屑 切削层金属在刀具作用下变成切屑的形态大体可划分为三个变形区 切削层金属在刀具作用下变成切屑的形态大体可划分为三个变形区 第一变形区第一变形区 该区域是切屑变形的基本区 其特征是晶粒发生剪切滑移 并产生加工硬化 第二变形区第二变形区 该区是刀 屑接触区 其特征是晶粒剪切滑移剧烈呈纤维化 纤维化方向与前刀面平行 有时有滞流层 第三变形区第三变形区 该区是刀 工接触区 金属晶粒进一步剪切滑移 其方向平行已加工表面 并产生加工硬化和回弹现象 切屑变形程度的表示方法切屑变形程度的表示方法 由于切削时金属的塑性变形 使切下的切屑厚度ach通常要大于切削层厚度ac 而切屑长度 lch 却小于切削长度 lc 用切屑厚度与切屑厚度与 切削厚度之比 厚度变形系数 切削厚度之比 厚度变形系数 或切削长度与切屑长度之比 长度变形系数 切削长度与切屑长度之比 长度变形系数 来表示切屑形成时的变形程度 ccha aa chcl ll la 刀刀 屑接触面可分为两个区域 屑接触面可分为两个区域 一是粘结区 另一是滑动区 粘结区是内摩擦 滑动区是外摩擦 粘结区的内摩擦力远远大于滑动一是粘结区 另一是滑动区 粘结区是内摩擦 滑动区是外摩擦 粘结区的内摩擦力远远大于滑动 区的外摩擦力 区的外摩擦力 粘结区正应力 很大 剪应力 s 也很大 且等于材料的剪切屈服强度 摩擦力是来自切屑底层金属间内部 的剪切滑移 所以反映出是内摩擦 滑动区 都很小 在刀 屑分离处减到零 所以是外摩擦 积屑瘤积屑瘤 在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下 加工一般钢料或其它塑性材料时 常在前刀面切削处粘有剖面呈三角状 的硬块 其硬度通常是工件材料硬度的2 3倍 能够代替切削刃进行切削 这部分冷焊在前刀面的金属称为积屑瘤 积屑瘤对切削过程的影响积屑瘤对切削过程的影响 1 增大实际前角 b 使切削力减小 2 增大切削厚度 积屑瘤的产生 成长和脱落 可引起切削厚度振动 3 使加工表面粗糙度增大 4 影响刀具耐用度 积屑瘤相对稳定时 可代替刃切削 减少刀具磨损 不稳定时 可加剧刀具磨损 切削力的产生来源 切削力的产生来源 1 克服工件材料弹性变形的力 2 克服工件材料塑性变形的力 3 克服刀 屑及刀 工接触面间的摩擦力 切削力的分解 切削力的分解 F F F Fz z z z 主切削力或切向力 主切削力或切向力 它切于加工表面 并与基面垂直 用于计算刀具强度 设计机床零件 确定机床功率等 F F F Fy y y y 背向力或径向力 背向力或径向力 它处于基面内并垂直于进给方向 用于计算的工件挠度并且是产生振动的主要作用力 F F F Fx x x x 进给抗力或轴向力 进给抗力或轴向力 它处于基面内与进给方向相同 用于计算进给功率和设计机床进给机构等 影响切削力的主要因素影响切削力的主要因素 1 1 1 1 工件材料的影响工件材料的影响 2 2 2 2 切削用量的影响切削用量的影响 背吃刀量对切削力的影响 背吃刀量 ap 增大 切削力成正比增加 背向力和进给力近似成正比增加 进给量对切削力的影响 进给量 f 增大 切削力也增大 但切削力的增大与 f 不成正比 切削速度对切削力的影响 切削速度 vc 对切削力的影响分为有积屑瘤阶段和无积屑瘤阶段两种 切削力减小 3 3 3 3 刀具几何参数的影响刀具几何参数的影响 前角对切削力的影响 加工塑性材料时 前角增大 变形系数减小 因此切削力降低 加工脆性材料 加铸铁 青铜 时 由于切屑变形很小 所以前角对切削力的影响不显著 切削热的产生来源 切削热的产生来源 剪切区 切屑与前刀面的接触区 后刀面与切削表面的接触区的切屑变形功和前 后刀面的摩擦功 切削热的传出切削热的传出 切削热是通过切屑 工件 刀具和周围介质向外传出 切削区的温度 切削区的温度 切削区的平均温度称为切削温度 在切削变形区 工件 切屑和刀具上的切削温度分布 即切削温度场 切削温度的测量方法 切削温度的测量方法 自然热电偶法 人工热电偶法 切削区的温度分布切削区的温度分布 刀 削接触面上的温度高且梯度很大 前刀面和后刀面上的最高温度点都不在切削刃上 而是在离切削刃有一 定距离的地方 刀具材料和工件材料的导热系数越小 前后刀面上的温度越高 影响切削温度的主要因素影响切削温度的主要因素 切削用量的影响 切削用量的影响 1 切削速度 vc 对切削温度 的影响最大 但随着进给量 f 的增大 切削速度 v c 对切削温度的影响程度减小 2 进给量 f 对切削温度 的影响比切削速度 v c 小 3 背吃刀量 a p 对切削温度 的影响很小 刀具几何参数对切削温度的影响刀具几何参数对切削温度的影响 工件材料对切削温度的影响工件材料对切削温度的影响 刀具磨损对切削温度的影响刀具磨损对切削温度的影响 刀具的三种磨损形式 刀具的三种磨损形式 前刀面磨损 后刀面磨损 边界磨损 刀具正常磨损的原因主要是机械磨损和热 化学磨损 前者是由工件材料中硬质点的刻划作用引起的磨损 后者则是由粘结 扩散 腐蚀等引起的磨损 刀具磨损五种机理 原因刀具磨损五种机理 原因 硬质点磨损 粘结磨损 扩散磨损 化 学磨损 热电磨损 刀具的磨损过程分为三个阶段 刀具的磨损过程分为三个阶段 初期磨损阶段 正常磨损阶段 急 剧磨损阶段 初期磨损阶段 刀具的磨钝标准刀具的磨钝标准 刀具磨损到一定的限度不能继续使用 这个磨损 限度成为磨钝标准 ISO 标准统一规定以1 2背吃刀量处的后刀面上测定的磨损带宽磨损带宽度度 VBVBVBVB 作为刀具的磨钝标准 自动化生产中的精加工刀具 则常以沿工件径向的刀具磨损尺寸作为刀具的磨钝标准 称为径向磨损量径向磨损量 NBNBNBNB 刀具耐用度 刀具耐用度 指刀具刃磨后开始切削 一直到磨削达到刀具的磨钝标准所经过的切削时间 用 T 表示 合理耐用度选择的原则合理耐用度选择的原则是根据优化目标确定的 一般按最大生产率 最低成本和最大利润为目标选择刀具耐用度 刀具的破损刀具的破损 在切削加工中 刀具有时未经过正常的磨损阶段 就发生损坏而不能继续正常工作 这种情况称为刀具破损 刀具破损的主要形式 刀具破损的主要形式 崩刃 剥落 碎断 裂纹破损 刀具破损的原因 刀具破损的原因 脆性破损 机械冲击负荷 热冲击 塑性破损 高温高压导致刀具表层材料发生塑性流动而丧失切削能力 前角的选择功用前角的选择功用 增大前角 可减少切削变形 从而减少切削力 切削热和切削功率 提高刀具的使用寿命 但增大前角 会使切 削刃强度降低 容易造成崩刃 另一方面使散热情况变坏 致使切削温度增高 刀具使用寿命下降 选择合理刀具前角可遵循下面几条原则 根据工件材料和刀具材料的种类和性质 选择合理刀具前角可遵循下面几条原则 根据工件材料和刀具材料的种类和性质 加工塑性材料 如钢 应选较大的前角 加工脆性材料 如铸铁 应选较小前角 工件材料的强度和硬度大时 切削力大 温度较 高 宜选较小前角 反之 强度和硬度小时 选较大前角 刀具材料的强度及韧性较高时 如高速钢 可选较大前角 反之 强度及韧性较低 如硬质合金 陶瓷 时 可选较小前角 后角的选择功用后角的选择功用 增大后角 可降低切削力和切削温度 改善已加工表面质量 但增大后角也会使切削刃和刀头的强度降低 减少 了散热面积和容热体积 加速刀具磨损 合理选择后角应遵循的原则 根据切削厚度 粗 精加工 选择 合理选择后角应遵循的原则 根据切削厚度 粗 精加工 选择 1 粗加工或承受冲击载荷时 切削刃应该有足够强度 应取较小后角 精加工时可适当增大后角 应提高刀具使用寿命和加工表 面质量 2 工件材料强度 硬度高时 宜取较小后角 对于有尺寸精度要求的刀具 则宜减小后角 以减小 NB 值 工件材料的切削加工性 工件材料的切削加工性 是指在一定的切削条件下 工件材料切削加工的难易程度 材料的相对加工性 材料的相对加工性 通常以 b 0 735GPa 的正火状态下45号钢的刀具耐用度 T 60min 允许的切削速度 V60为基准 记作 V60 j 其他各种材料的 V60 与之相比 比值 Kr 即为这种材料的相对加工性 工件材料的切削加工性衡量指标 工件材料的切削加工性衡量指标 1 刀具耐用度或一定耐用度下允许的切削速度刀具耐用度或一定耐用度下允许的切削速度 v v v v 在相同切削条件下 刀具使用寿命高 切削加工性好 2 2 2 2 切削力和切削温度 切削力和切削温度 在相同切削条件下 切削力大或切削温度高 则切削加工性差 3 3 3 3 已加工表面质量 已加工表面质量 易获得好的加工表面质量 则切削加工性好 精加工时常用此指标 4 4 4 4 断屑的处理性能 断屑的处理性能 在相同切削条件下 以所形成的切屑是否便于清除作为一项指标 切削液三大种类 切削液三大种类 水溶液 乳化液和切削液 切削液四大机理 切削液四大机理 冷却作用 润滑作用 清洗作用 防锈作用 切削用量的选择原则切削用量的选择原则 计算计算 金属切削机床金属切削机床 简称机床 是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器 是制造机器的机器 又称为 工作母机 机床的传统分类方法 主要是按加工性质和所用刀具进行分类 根据我国制定的机床型号编制方法 目前将机床分为 车床 钻床 镗床 磨床 齿轮加工机床 螺纹加工机床 铣床 刨插床 拉床 锯床 其他机床 同类机床按应用范围 通用性程度 又可分为 1 通用机床 2 专门化机床 3 专用机床 同类型机床按工作精度又可分为 普通精度机床 精密机床和高精度机床 机床还可按自动化程度分为 手动 机动 半自动和自动机床 机床还可按重量与尺寸分为 仪表机床 中型机床 大型机床 10t 重型机床 30t 和超重型机床 100t 机床的类别和分类代号 机床的通用特性代号 MG1432A 型高精度万能外圆磨床 任何规则表面都可以看作是母线沿着导线运动的轨迹 母线和导线母线和导线统称为形成表面的发生线 如果形成表面的母线和导线互换 形成表面的性质不改变 则称为可逆表面 如果形成表面的母线和导线不可以互换 则形成不可逆表面 形成发生线的方法 形成发生线的方法 1 1 1 1 成形法 成形法 利用成形刀具对工件进行加工的方法 2 2 2 2 展成法 展成法 利用工件和刀具作展成切削运动而进行加工的方法 3 3 3 3 轨迹法 轨迹法 利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法 4 4 4 4 相切法 相切法 利用旋转中心按一定轨迹运动的旋转刀具对工件进行加工的方法 复合运动复合运动 为了得到要求导程的螺旋线 运动的两个部分 B11和 A12必须保持严格的相对运动关系 即工件每均匀转一周 刀具均 匀移动工件一个导程的距离 这种各个部分之间必须保持严格相对运动关系的运动称为复合的表面成形运动 简称复合运动 插齿机加工原理插齿机加工原理 为插齿刀和工件模拟一对圆柱齿轮的啮合过程 产生渐开线 母线 靠展成法 需要一个展成运动 这个展成运 动也可分解为插齿刀的旋转运动 B11和工件的旋转运动 B12 例例3 13 13 13 1用成形车刀车削成形回转表面 用成形车刀车削成形回转表面 母线 母线 曲线 由成形法形成 不需要成形运动 导线 导线 圆 由轨迹法形成 需要1个成形运动 B 因此 形成表面的成形运动总数为1个 B 是一个简单运动 例例3 23 23 23 2用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面 用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面 母线 母线 渐开线 由展成法形成 需要1个复合的表面成形运动 可分解为滚刀旋转运动 B11和工件旋转运动 B12两个部分 B11和 B12之间必须保持严格的相对运动关系 导线导线 直线 由相切法形成 需要2个独立的成形运动 即滚刀旋转运动和滚刀沿工件轴向移动 A2 其中滚刀的旋转运动与展成运 动的一部分 B11重合 所以形成表面所需的成形运动的总数只有2个 一个是复合运动 B11和 B12 另一个是简单运动 A2 机床必须具备以下机床必须具备以下3 3 3 3个基本部分 个基本部分 1 执行件 执行件 执行机床运动的部件 其任务是带动工件或刀具完成一定形式的运动 并保持其运动的准确性 2 2 2 2 动力源 动力源 提供运动和动力的装置 是执行件的运动来源 一般为电机 3 3 3 3 传动装置 传动装置 传递运动和动力的装置 把动力源的运动和动力传给执行件 传动链传动链按功用可分为主运动传动链和进给运动传动链等 按性质可以分为外联系传动链和内联系传动链 外联系传动链外联系传动链 联系动源和机床执行件 使执行件得到运动 并能改变运动的速度和方向 但不要求动源和执行件之间有严格的传 动比关系 如 车削螺纹时 从电机到车床主轴的传动链就是外联系传动链 它只决定车削螺纹的速度 不影响螺纹表面的成形 内联系传动链内联系传动链 联系复合运动之内的各个分解部分 内联系传动链所联系的执行件相互之间的相对速度有严格的传动比要求 用来 保证准确的运动关系 如 在卧式车床上用螺纹车刀车螺纹时 联系主轴 刀架之间的螺纹传动链 就是一条传动比有严格要求的内联系传动链 如 用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮时 为了得到正确的渐开线齿形 滚刀均匀地转1 K 转时 K 是滚刀头数 工件就必须均匀地 转1 Z 转 Z 为齿轮齿数 联系滚刀旋转 B11和工件旋转 B12的传动链 必须保证两者的严格运动关系 否则就不能形成正确的渐 开线齿形 所以这条传动链也是内联系传动链 计算 机床的传动路线 主轴转速级数 转速值计算 机床的传动路线 主轴转速级数 转速值 车削螺纹 车削螺纹 CA6140CA6140CA6140CA6140 型车床可以车削米制 模数制 英制和径节制四种标准的常用螺纹 型车床可以车削米制 模数制 英制和径节制四种标准的常用螺纹 车削米制螺纹时 车削米制螺纹时 进给箱中的离合器 M3和 M4脱开 M5接合 挂轮用 车削模数螺纹时 车削模数螺纹时 在车削米制螺纹传动路线的基础上 将挂轮更换 即可引入 因子 要车削英制螺纹时要车削英制螺纹时 将进给箱中的离合器 M3和 M5接合 M4脱开 同时 XVI 轴左端的滑移齿轮 Z25移至左面位置 与固定在 XIV 轴上的齿轮36啮合 车削径节螺纹时 车削径节螺纹时 在车削英制螺纹传动路线的基础上 将挂轮更换为 以引入特殊因子 开合螺母机构作用 开合螺母机构作用 车螺纹时 进给箱将运动传递给丝杠 合上开合螺母 丝杠就可带动溜板箱和刀架运动 开合螺母结构及操作过程开合螺母结构及操作过程 十字形槽作用 十字形槽作用 为了避免同时接通纵向和横向的运动 在盖2上开有十字形槽以限制操纵手柄1的位置 互锁机构作用互锁机构作用 为了避免损坏机床 在接通机动进给或快速移动时 开合螺母不应闭合 反之 合上开合螺母时 也不许接通机动 进给或快速移动 互锁机构结构及工作原理互锁机构结构及工作原理 超越离合器作用及工作原理 超越离合器作用及工作原理 为了避免光杠和快速电动机同时传动 XXII 轴而造成损坏 在溜板箱左端的齿轮56与 XXII 轴之间装 有超越离合器 由光杠传来的低速进给运动的传动过程 标准高速钢麻花钻主要由工作部分 颈部和柄部等三部分组成 工作部分担负切削与导向工作 柄部是钻头的夹持部分 用于传递 扭矩 麻花钻有两条主切削刃 两条副切削刃和一条横刃 在主切削刃上半径不同的点的螺旋角不相等 钻头外缘处的螺旋角最大 越靠近钻头中心 其螺旋角越小 麻花钻主切削刃各点前角变化很大 从外缘到钻心 前角逐渐减小 对标准麻花钻 前角由30 减小到 30 由于铰削的切削余量小 同时为了提高铰孔的精度 通常铰刀与机床主轴采用浮动联接 所以铰刀只能修正孔的形状精度 提高孔 径尺寸精度和减小表面粗糙度 不能修正孔轴线的歪斜 铣床 铣床 是主要用铣刀进行加工的机床 铣刀旋转为主运动 工件或铣刀的移动为进给运动 圆周铣削方式 圆周铣削方式 1 1 1 1 逆铣 逆铣 铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相反时 称为逆铣 2 2 2 2 顺铣 顺铣 铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相同时 称为顺铣 端铣平面时的铣削形式 端铣平面时的铣削形式 1 1 1 1 对称铣削 对称铣削 切入 切出时切削厚度相同 2 2 2 2 不对称逆铣 不对称逆铣 切入时切削厚度最小 切出时切削厚度最大 3 3 3 3 不对称顺铣 不对称顺铣 切入时切削厚度最大 切出时切削厚度最小 磨削 磨削 用磨料磨具 砂轮 砂带 油石或研磨料等 作为工具对工件表面进行切削加工的方法统称为磨削 砂轮 砂轮 砂轮是用结合剂把磨料粘结起来 经压坯 干燥和焙烧的方法制成的 砂轮的特性由下列参数来确定 砂轮的特性由下列参数来确定 磨料 粒度 结合剂 硬度 组织及形状尺寸 粒度分为磨粒及微粉二类 粒度分为磨粒及微粉二类 磨粒用筛选法分级 如粒度60 的磨粒 表示其大小正好能通过1英寸长度上孔眼数为60的筛网 直径 小于40 m 的磨粒称为微粉 微粉按实际尺寸大小表示 如尺寸为28 m 的微粉 其粒度号标为 W28 砂轮的硬度砂轮的硬度是指磨粒在外力作用下自砂轮表面上脱落的难易程度 砂轮硬 磨粒难以脱落 砂轮软 磨粒容易脱落 磨屑形成过程可划分三个阶段 磨屑形成过程可划分三个阶段 滑擦阶段 刻划阶段和切屑形成阶段 砂轮磨损有三种基本形态 砂轮磨损有三种基本形态 磨耗磨损 破碎磨损及脱落磨损 外圆磨床主要用于磨削圆柱形或圆锥形的外圆或内孔 外圆磨削法外圆磨削法分为纵向进给磨削法和横向进给磨削法 平面磨床主要用于磨削各种平面 平面磨削方法平面磨削方法分为周面磨削法 轮缘磨削法 和端面磨削法 平面磨床的工作台有矩形和圆形两种 前者适宜加工长工件 但工作台作往复运动 较易发生震动 后者适宜加工短工件或圆工件 的端面 工作台连续旋转 无往复冲击 平面磨床可分为四类 卧轴矩台式 立轴矩台式 立轴圆台式和卧轴圆台式 内圆磨床主要有普通内圆磨床 无心内圆磨床和行星运动内圆磨床 为了避免磨削出棱圆形工件 工件的中心应高于磨削砂轮与导轮中心的连心线 因为 这样就使工件和导轮及砂轮的接触 相当于 在假想的 V 形槽中转动 工件的凸起部分和形槽的两侧面不可能对称的接触 因此 就可使工件在多次运动中 逐步磨圆 超精研的工作原理 超精研的工作原理 超精研加工中有三种运动 工件低速回转运动1 磨条轴向进给运动2和磨条高速往复振摆运动3 超精研的切削过程可划分为四个阶段 1 强烈切削阶段 2 正常切削阶段 3 微弱切削阶段 4 自动停止切削阶段 研磨加工的基本原理研磨加工的基本原理 是通过介于工件与硬质研具间磨料或研磨液的流动 在工件和研磨剂之间产生机械摩擦或机械化学作用来去 除微小加工余量的 珩磨头的油石具有三种运动珩磨头的油石具有三种运动 旋转运动 往复运动和施加压力的运动径向运动 旋转和往复运动是珩磨的主要运动 径向加压运动 是油石的进给运动 珩磨头与机床主轴采用浮动联接 以保证余量均匀 珩磨头与机床主轴采用浮动联接 以保证余量均匀 因此 珩磨能够修正几何误差而不能修正位置误差 通常所说的抛光与研磨并没有本质上的区别 只是其工具由软质软质材料制成 如无纺布等 砂带磨削 砂带磨削 是砂带在一定工作压力下与工件接触 并作相对运动 进行磨削或抛光 砂带是在带基上粘接植砂而构成 齿轮的切削加工 按形成齿形的原理可分为两大类 齿轮的切削加工 按形成齿形的原理可分为两大类 成形法和展成法 母线 渐开线 用成形法形成 不需成形运动 导线用相切法形成 需要两个成形运动 由于同一模数的铣刀是按被加工工件齿数范围分号的 每一号铣刀的齿形是按该号中最少齿数的齿轮齿形确定的 因此 用这把铣 刀铣削同号中其他齿数的齿轮时齿形有误差 圆柱齿轮的加工方法主要有 滚齿 插齿等 锥齿轮的加工方法主要有 刨齿 铣齿等 精加工齿轮齿面的方法有 磨齿 剃齿 珩齿 研齿等 齿轮加工机床绝大多数采用展成法 插齿加工原理 插齿加工原理 插齿机加工原理为模拟一对圆柱齿轮的啮合过程 其中一个是工件 另一个是齿轮形刀具 插齿刀 它与被加工齿轮的模数和压 力角相同 直齿插齿刀的切削刃在插齿刀前端面上的投影是渐开线 当插齿刀沿其轴线方向往复运动时 切削刃的轨迹象一个直齿 圆柱齿轮的齿面 这个假想的齿轮称为 产形 齿轮 插齿开始时 插齿刀和工件除作展成运动外 还要作相对的径向切入运动 直到全齿深为止 然后 工件再旋转一周 全部轮齿就切削完毕 插齿刀与工件分开 机床停止 插齿刀在往复运动的回程时不切 削 为了减少刀刃的磨损 还需要有让刀运动 即刀具在回程时径向退离工件 切削时复原 机床的传动原理 机床的传动原理 B11和 B12是一个复合运动 需要一条内联系传动链和一条外联系传动链 插齿刀 B11 8 9 ux 10 11 工件 B12 是内联系传动链 展成运动传动链 插齿刀的往复运动 A2是一个外联系传动链 即电动机 1 2 uv 3 5 4 曲柄偏心轮这是主运动链 插齿刀的本质 插齿刀的本质 是基圆相同 且变位系数由大到小依次排列而成的无穷片变位齿轮的组合体 滚齿原理 滚齿原理 滚齿加工是根据展成法原理来加工齿轮轮齿的 滚齿加工的原理为模拟一对交错轴斜齿轮副啮合滚动的过程 将其中的一个齿轮的 齿数减少到一个或几个 轮齿的螺旋倾角很大 就成了蜗杆 再将蜗杆开槽并铲背 就成了齿轮滚刀 当机床使滚刀和工件严格地 按一对斜齿圆柱齿轮啮合的传动比关系作旋转运动时 滚刀就可在工件上连续不断地切出齿来 滚刀的本质 滚刀的本质 应是一个齿数很少 螺旋角很大的变位斜齿圆柱齿轮 蜗轮飞刀实际 蜗轮飞刀实际 是单齿的蜗轮滚刀 滚齿机的运动分析 滚齿机的运动分析 用滚刀加工直齿圆柱齿轮 用滚刀加工直齿圆柱齿轮 两个表面成形运动 滚刀的旋转运动 B11和工件的旋转运动 B12 三条传动链 展成运动传动链 主运动传动链 进给运动传动链 滚切斜齿圆柱齿轮 滚切斜齿圆柱齿轮 形成渐开线的展成运动传动链和主运动传动链与滚切直齿轮时完全相同 展成运动传动链