零件表面的成形與機(jī)械加工運(yùn)動

機(jī)制教研室機(jī)械制造技術(shù)第二章金屬切削的根本知識第一節(jié)零件外表的成形與機(jī)械加工運(yùn)動第二章金屬切削的根本知識零件外表的成形一二二一本節(jié)教學(xué)內(nèi)容機(jī)械加工運(yùn)動第一節(jié)零件外表的成形與機(jī)械加工運(yùn)動切削過程中的工件外表四三切削用量、切削時(shí)間、金屬切除率合成切削運(yùn)動與合成切削運(yùn)動速度五3整理課件本節(jié)教學(xué)要求：〔1〕掌握零件外表的成形方法〔形成發(fā)生線的四種方法〕〔2〕熟知零件機(jī)械加工中的運(yùn)動和切削用量的根本知識?！?〕掌握切削時(shí)間、金屬切除率的計(jì)算。本節(jié)教學(xué)要求第一節(jié)零件外表的成形與機(jī)械加工運(yùn)動

4整理課件本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：零件外表的成形方法第一節(jié)零件外表的成形與機(jī)械加工運(yùn)動〔1〕零件外表的成形方法〔2〕零件機(jī)械加工中的運(yùn)動和切削用量的根本知識?！?〕切削時(shí)間、金屬切除率的計(jì)算。5整理課件一、零件外表的成形第一節(jié)零件外表的成形與機(jī)械加工運(yùn)動零件外表的成形1.零件外表的構(gòu)成成形外表零件上的常見外表平面圓柱面特殊外表圓錐面6整理課件機(jī)器零件上常用的各種典型外表零件外表的成形7整理課件零件外表可以看成是由一條線〔母線〕沿著另一條線〔導(dǎo)線〕運(yùn)動〔移動或旋轉(zhuǎn)〕而形成的。母線和導(dǎo)線，統(tǒng)稱發(fā)生線。母線和導(dǎo)線相對位置不同，所形成的外表也不同。直母線、圓導(dǎo)線相對位置不同就分別形成了圓柱面、圓錐面和回轉(zhuǎn)雙曲面?？赡嫱獗恚耗妇€、導(dǎo)線可以互換，如平面、圓柱面。非可逆外表：母線、導(dǎo)線不可互換，如圓錐面、螺旋面。2.零件外表的成形零件外表的成形8整理課件零件外表的成形1-母線2-導(dǎo)線零件外表的成形9整理課件零件外表的成形零件外表的成形1-母線2-導(dǎo)線10整理課件3.零件外表成形的方法〔發(fā)生線的形成方法〕零件外表的成形零件外表成形的方法〔1〕軌跡法〔2〕成形法〔3〕相切法〔4〕展成法11整理課件零件外表的成形1-切削點(diǎn)/線2-發(fā)生線3-軌跡運(yùn)動〔1〕軌跡法〔仿形法〕利用刀具做一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動，來形成所需工件外表形狀的方法。刀具切削刃與工件外表之間為近似點(diǎn)接觸，發(fā)生線是通過刀具與工件之間的相對運(yùn)動，由刀尖的運(yùn)動軌跡來實(shí)現(xiàn)的。母線和導(dǎo)線都是由刀具的運(yùn)動軌跡形成的。12整理課件〔1〕軌跡法〔仿形法〕零件外表的成形13整理課件〔2〕成形法零件外表的成形1-切削點(diǎn)/線2-發(fā)生線

利用成形刀具形成外表發(fā)生線，來形成所需工件外表形狀的方法。刀具切削刃與工件外表之間為線接觸，切削刃的形狀與形成工件外表的一條發(fā)生線完全相同，另一條發(fā)生線由刀具和工件的相對運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)。母線——刀具的切削刃；導(dǎo)線——刀具相對于工件的運(yùn)動軌跡。14整理課件〔2〕成形法零件外表的成形15整理課件〔3〕相切法零件外表的成形1-切削點(diǎn)/線2-發(fā)生線3-軌跡運(yùn)動利用邊旋轉(zhuǎn)刀具旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運(yùn)動來形成所需工件外表形狀的方法。采用銑刀、砂輪等旋轉(zhuǎn)刀具加工工件時(shí)，刀具一邊旋轉(zhuǎn)一邊沿一定軌跡運(yùn)動，刀具的各個(gè)切削刃的運(yùn)動軌跡共同形成了曲面的發(fā)生線。切削出的工件外表是刀具各點(diǎn)的切平面。母線——刀具切削刃；導(dǎo)線——刀具運(yùn)動軌跡。16整理課件〔4〕展成法〔滾切法、包絡(luò)法〕零件外表的成形1-切削點(diǎn)/線2-發(fā)生線3-軌跡運(yùn)動利用工件和刀具作展成切削運(yùn)動來形成工件外表的方法。對各齒形外表進(jìn)行加工時(shí)，刀具和工件間做展成運(yùn)動即嚙合運(yùn)動。母線——切削刃瞬時(shí)位置的包絡(luò)線；導(dǎo)線——刀具沿齒長方向的運(yùn)動形成。17整理課件〔4〕展成法零件外表的成形18整理課件4.零件的成形方法1.材料成形工藝在加工過程中材料的形狀、尺寸、性能等發(fā)生變化，而重量近似等于加工前的重量。如鑄造、鍛造、壓力加工、粉末冶金、注塑成形等，這些方法多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。2.材料去除工藝以一定的方式從工件上去除多余的材料，得到所需形狀、尺寸的零件。如切削加工、磨削加工、特種加工等。3.材料累加工藝?yán)靡欢ǖ姆绞绞橇慵闹亓坎粩嘣黾拥墓に嚪椒?。傳統(tǒng)的累加方法有焊接、粘接、鉚接、過盈配合、電鑄、電鍍和快速原型制造〔RPM〕等。零件外表的成形19整理課件二、機(jī)械加工運(yùn)動1.外表成形運(yùn)動〔切削運(yùn)動〕機(jī)械加工運(yùn)動常見典型外表成形運(yùn)動保證得到工件外表形狀的運(yùn)動，即形成發(fā)生線的運(yùn)動。20整理課件根據(jù)運(yùn)動之間相互關(guān)系的不同可分為：機(jī)械加工運(yùn)動〔1〕簡單成形運(yùn)動是獨(dú)立的成形運(yùn)動、最根本的運(yùn)動。如車外圓、刨平面的兩個(gè)運(yùn)動各自獨(dú)立?！?〕復(fù)合成形運(yùn)動由兩個(gè)或兩個(gè)以上簡單運(yùn)動按照一定的運(yùn)動關(guān)系合成的成形運(yùn)動。如車螺紋，工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀走一個(gè)螺紋導(dǎo)程。1.外表成形運(yùn)動〔切削運(yùn)動〕21整理課件機(jī)械加工運(yùn)動〔1〕主運(yùn)動使工件與刀具之間產(chǎn)生相對運(yùn)動以進(jìn)行切削的最根本的、最主要的運(yùn)動。速度最高，消耗功率最多，通常只有一個(gè)，可以是直線或回轉(zhuǎn)的。〔2〕進(jìn)給運(yùn)動不斷把切削層投入切削的運(yùn)動。保證切削連續(xù)進(jìn)行的運(yùn)動。速度較低，消耗功率少，可能有一個(gè)，也可以有多個(gè)，可以是直線的或回轉(zhuǎn)的；可以是連續(xù)的或間歇的。根據(jù)成形運(yùn)動在切削過程中所起作用的不同可分為1.外表成形運(yùn)動〔切削運(yùn)動〕22整理課件2.輔助運(yùn)動〔1〕空行程運(yùn)動刀架、工作臺的快進(jìn)、快退等〔2〕切入運(yùn)動刀具相對于工件外表的深入運(yùn)動〔3〕分度運(yùn)動使工件或刀具回轉(zhuǎn)到所需角度〔4〕操縱及控制運(yùn)動變速、換向、起停等機(jī)械加工運(yùn)動23整理課件下面切削加工中哪些是主運(yùn)動，哪些是進(jìn)給運(yùn)動。機(jī)械加工運(yùn)動24整理課件三、切削過程中的工件外表切削過程中的工件外表切削運(yùn)動與切削加工中的工件外表25整理課件三、切削過程中的工件外表切削過程中的工件外表切削運(yùn)動與切削加工中的工件外表26整理課件

三、切削過程中的工件外表切削過程中的工件外表27整理課件切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率〔一〕切削用量

四、切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率切削用量是用來表示主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動參數(shù)的數(shù)量的，以便于調(diào)整機(jī)床。

28整理課件式中d——做主運(yùn)動回轉(zhuǎn)體上選定點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑，mm；

n——主運(yùn)動的轉(zhuǎn)速，r/min。切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率1.切削速度vc

切削速度vc：主運(yùn)動的線速度?！?〕主運(yùn)動為回轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，切削速度的計(jì)算公式為：m/min29整理課件式中

l——工作臺行程（mm）t——工作臺往復(fù)運(yùn)動頻率(r/s或r/min)切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率1.切削速度vc

2〕主運(yùn)動為直線運(yùn)動時(shí),切削速度的計(jì)算公式為：m/min30整理課件切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率2.進(jìn)給速度vf、進(jìn)給量f

和每齒進(jìn)給量fz

〔1〕每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f在主運(yùn)動每一轉(zhuǎn)或每一行程內(nèi)刀具相對于工件在進(jìn)給運(yùn)動方向上的相對位移量，單位是mm/r或mm/行程。31整理課件切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率2.進(jìn)給速度vf、進(jìn)給量f

和每齒進(jìn)給量fz

〔1〕每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f在主運(yùn)動每一轉(zhuǎn)或每一行程內(nèi)刀具相對于工件在進(jìn)給運(yùn)動方向上的相對位移量，單位是mm/r或mm/行程。32整理課件切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率2.進(jìn)給速度vf、進(jìn)給量f

和每齒進(jìn)給量fz

〔2〕每齒進(jìn)給量fz多齒刀具每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒,刀具相對于工件在進(jìn)給運(yùn)動方向上的相對位移量，單位是mm/z。33整理課件切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率2.進(jìn)給速度vf、進(jìn)給量f

和每齒進(jìn)給量fz

單位時(shí)間內(nèi)刀具相對于工件在進(jìn)給運(yùn)動方向上的相對位移量，單位是mm/min或mm/s。進(jìn)給速度vf

、進(jìn)給量f

和每齒進(jìn)給量fz

和刀具齒數(shù)Z之間的關(guān)系如下：〔3〕進(jìn)給速度vf34整理課件背吃刀量ap：在主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動方向相垂直的方向上測量的工件上待加工外表和已加工外表之間的垂直距離。dw——工件待加工外表直徑，mm；dm——工件已加工外表直徑，mm；3.背吃刀量ap

〔1〕主運(yùn)動為回轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，

外圓車削

切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率35整理課件dm——工件孔直徑，mm。

3.背吃刀量ap

鉆孔〔1〕主運(yùn)動為回轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率36整理課件式中Hw——工件待加工外表厚度，mm；Hm——工件已加工外表厚度，mm。〔2〕主運(yùn)動為直線運(yùn)動時(shí)，刨削平面切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率〔3〕背吃刀量ap37整理課件式中Hw——工件待加工外表厚度，mm；Hm——工件已加工外表厚度，mm。〔2〕主運(yùn)動為直線運(yùn)動時(shí)，銑削平面切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率〔3〕背吃刀量ap38整理課件切削時(shí)間是切削時(shí)直接改變工件尺寸、形狀等工藝過程所需的時(shí)間。它是反映切削效率上下的一種指標(biāo)。20車外圓時(shí)的切削時(shí)間〔二〕切削時(shí)間切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率39整理課件車外圓時(shí)切削時(shí)間tm可由下式計(jì)算：

式中tm——切削時(shí)間，min；

l——刀具行程長度，mm；其中l(wèi)w為工件長度；l1為切入長度；l2為切出長度。

d——工件直徑，mm；

Z——半徑方向加工余量，mm。

切削用量、切削時(shí)間與金屬切除率〔二〕切削時(shí)間40整理課件〔三〕金屬切除率金屬切除率Ew指每分鐘切下工件材料的體積，單位為mm3/min。它是衡量切削效率上下的另一種指標(biāo)。由下式計(jì)算。