零件表面的成形与机械加工运动

机制教研室机械制造技术第二章金属切削的根本知识第一节零件外表的成形与机械加工运动第二章金属切削的根本知识零件外表的成形一二二一本节教学内容机械加工运动第一节零件外表的成形与机械加工运动切削过程中的工件外表四三切削用量、切削时间、金属切除率合成切削运动与合成切削运动速度五3整理课件本节教学要求：〔1〕掌握零件外表的成形方法〔形成发生线的四种方法〕〔2〕熟知零件机械加工中的运动和切削用量的根本知识。〔3〕掌握切削时间、金属切除率的计算。本节教学要求第一节零件外表的成形与机械加工运动

4整理课件本节教学重点难点本节教学重点：本节教学难点：零件外表的成形方法第一节零件外表的成形与机械加工运动〔1〕零件外表的成形方法〔2〕零件机械加工中的运动和切削用量的根本知识。〔3〕切削时间、金属切除率的计算。5整理课件一、零件外表的成形第一节零件外表的成形与机械加工运动零件外表的成形1.零件外表的构成成形外表零件上的常见外表平面圆柱面特殊外表圆锥面6整理课件机器零件上常用的各种典型外表零件外表的成形7整理课件零件外表可以看成是由一条线〔母线〕沿着另一条线〔导线〕运动〔移动或旋转〕而形成的。母线和导线，统称发生线。母线和导线相对位置不同，所形成的外表也不同。直母线、圆导线相对位置不同就分别形成了圆柱面、圆锥面和回转双曲面。可逆外表：母线、导线可以互换，如平面、圆柱面。非可逆外表：母线、导线不可互换，如圆锥面、螺旋面。2.零件外表的成形零件外表的成形8整理课件零件外表的成形1-母线2-导线零件外表的成形9整理课件零件外表的成形零件外表的成形1-母线2-导线10整理课件3.零件外表成形的方法〔发生线的形成方法〕零件外表的成形零件外表成形的方法〔1〕轨迹法〔2〕成形法〔3〕相切法〔4〕展成法11整理课件零件外表的成形1-切削点/线2-发生线3-轨迹运动〔1〕轨迹法〔仿形法〕利用刀具做一定规律的轨迹运动，来形成所需工件外表形状的方法。刀具切削刃与工件外表之间为近似点接触，发生线是通过刀具与工件之间的相对运动，由刀尖的运动轨迹来实现的。母线和导线都是由刀具的运动轨迹形成的。12整理课件〔1〕轨迹法〔仿形法〕零件外表的成形13整理课件〔2〕成形法零件外表的成形1-切削点/线2-发生线

利用成形刀具形成外表发生线，来形成所需工件外表形状的方法。刀具切削刃与工件外表之间为线接触，切削刃的形状与形成工件外表的一条发生线完全相同，另一条发生线由刀具和工件的相对运动来实现。母线——刀具的切削刃；导线——刀具相对于工件的运动轨迹。14整理课件〔2〕成形法零件外表的成形15整理课件〔3〕相切法零件外表的成形1-切削点/线2-发生线3-轨迹运动利用边旋转刀具旋转边做轨迹运动来形成所需工件外表形状的方法。采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工工件时，刀具一边旋转一边沿一定轨迹运动，刀具的各个切削刃的运动轨迹共同形成了曲面的发生线。切削出的工件外表是刀具各点的切平面。母线——刀具切削刃；导线——刀具运动轨迹。16整理课件〔4〕展成法〔滚切法、包络法〕零件外表的成形1-切削点/线2-发生线3-轨迹运动利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件外表的方法。对各齿形外表进行加工时，刀具和工件间做展成运动即啮合运动。母线——切削刃瞬时位置的包络线；导线——刀具沿齿长方向的运动形成。17整理课件〔4〕展成法零件外表的成形18整理课件4.零件的成形方法1.材料成形工艺在加工过程中材料的形状、尺寸、性能等发生变化，而重量近似等于加工前的重量。如铸造、锻造、压力加工、粉末冶金、注塑成形等，这些方法多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。2.材料去除工艺以一定的方式从工件上去除多余的材料，得到所需形状、尺寸的零件。如切削加工、磨削加工、特种加工等。3.材料累加工艺利用一定的方式是零件的重量不断增加的工艺方法。传统的累加方法有焊接、粘接、铆接、过盈配合、电铸、电镀和快速原型制造〔RPM〕等。零件外表的成形19整理课件二、机械加工运动1.外表成形运动〔切削运动〕机械加工运动常见典型外表成形运动保证得到工件外表形状的运动，即形成发生线的运动。20整理课件根据运动之间相互关系的不同可分为：机械加工运动〔1〕简单成形运动是独立的成形运动、最根本的运动。如车外圆、刨平面的两个运动各自独立。〔2〕复合成形运动由两个或两个以上简单运动按照一定的运动关系合成的成形运动。如车螺纹，工件转一转，刀走一个螺纹导程。1.外表成形运动〔切削运动〕21整理课件机械加工运动〔1〕主运动使工件与刀具之间产生相对运动以进行切削的最根本的、最主要的运动。速度最高，消耗功率最多，通常只有一个，可以是直线或回转的。〔2〕进给运动不断把切削层投入切削的运动。保证切削连续进行的运动。速度较低，消耗功率少，可能有一个，也可以有多个，可以是直线的或回转的；可以是连续的或间歇的。根据成形运动在切削过程中所起作用的不同可分为1.外表成形运动〔切削运动〕22整理课件2.辅助运动〔1〕空行程运动刀架、工作台的快进、快退等〔2〕切入运动刀具相对于工件外表的深入运动〔3〕分度运动使工件或刀具回转到所需角度〔4〕操纵及控制运动变速、换向、起停等机械加工运动23整理课件下面切削加工中哪些是主运动，哪些是进给运动。机械加工运动24整理课件三、切削过程中的工件外表切削过程中的工件外表切削运动与切削加工中的工件外表25整理课件三、切削过程中的工件外表切削过程中的工件外表切削运动与切削加工中的工件外表26整理课件

三、切削过程中的工件外表切削过程中的工件外表27整理课件切削用量、切削时间与金属切除率〔一〕切削用量

四、切削用量、切削时间与金属切除率切削用量是用来表示主运动和进给运动参数的数量的，以便于调整机床。

28整理课件式中d——做主运动回转体上选定点的回转直径，mm；

n——主运动的转速，r/min。切削用量、切削时间与金属切除率1.切削速度vc

切削速度vc：主运动的线速度。〔1〕主运动为回转运动时，切削速度的计算公式为：m/min29整理课件式中

l——工作台行程（mm）t——工作台往复运动频率(r/s或r/min)切削用量、切削时间与金属切除率1.切削速度vc

2〕主运动为直线运动时,切削速度的计算公式为：m/min30整理课件切削用量、切削时间与金属切除率2.进给速度vf、进给量f

和每齿进给量fz

〔1〕每转进给量f在主运动每一转或每一行程内刀具相对于工件在进给运动方向上的相对位移量，单位是mm/r或mm/行程。31整理课件切削用量、切削时间与金属切除率2.进给速度vf、进给量f

和每齿进给量fz

〔1〕每转进给量f在主运动每一转或每一行程内刀具相对于工件在进给运动方向上的相对位移量，单位是mm/r或mm/行程。32整理课件切削用量、切削时间与金属切除率2.进给速度vf、进给量f

和每齿进给量fz

〔2〕每齿进给量fz多齿刀具每转过一个齿,刀具相对于工件在进给运动方向上的相对位移量，单位是mm/z。33整理课件切削用量、切削时间与金属切除率2.进给速度vf、进给量f

和每齿进给量fz

单位时间内刀具相对于工件在进给运动方向上的相对位移量，单位是mm/min或mm/s。进给速度vf

、进给量f

和每齿进给量fz

和刀具齿数Z之间的关系如下：〔3〕进给速度vf34整理课件背吃刀量ap：在主运动和进给运动方向相垂直的方向上测量的工件上待加工外表和已加工外表之间的垂直距离。dw——工件待加工外表直径，mm；dm——工件已加工外表直径，mm；3.背吃刀量ap

〔1〕主运动为回转运动时，

外圆车削

切削用量、切削时间与金属切除率35整理课件dm——工件孔直径，mm。

3.背吃刀量ap

钻孔〔1〕主运动为回转运动时切削用量、切削时间与金属切除率36整理课件式中Hw——工件待加工外表厚度，mm；Hm——工件已加工外表厚度，mm。〔2〕主运动为直线运动时，刨削平面切削用量、切削时间与金属切除率〔3〕背吃刀量ap37整理课件式中Hw——工件待加工外表厚度，mm；Hm——工件已加工外表厚度，mm。〔2〕主运动为直线运动时，铣削平面切削用量、切削时间与金属切除率〔3〕背吃刀量ap38整理课件切削时间是切削时直接改变工件尺寸、形状等工艺过程所需的时间。它是反映切削效率上下的一种指标。20车外圆时的切削时间〔二〕切削时间切削用量、切削时间与金属切除率39整理课件车外圆时切削时间tm可由下式计算：

式中tm——切削时间，min；

l——刀具行程长度，mm；其中lw为工件长度；l1为切入长度；l2为切出长度。

d——工件直径，mm；

Z——半径方向加工余量，mm。

切削用量、切削时间与金属切除率〔二〕切削时间40整理课件〔三〕金属切除率金属切除率Ew指每分钟切下工件材料的体积，单位为mm3/min。它是衡量切削效率上下的另一种指标。由下式计算。