机械零件加工表面的形成
机械制造中的机械加工表面处理技术
机械制造中的机械加工表面处理技术机械加工是制造业中一项重要的工艺技术，通过对材料进行切削、磨削、冷加工等方式，将材料加工成所需的形状和尺寸。
然而，仅仅满足形状和尺寸要求还不足以满足实际应用的需要，往往还需要对机械零件的表面进行处理，以提高其表面质量、使用寿命和功能。
机械加工表面处理技术是通过改变零件的表面特性，改善其性能，以适应特定工作环境和使用要求。
常见的机械加工表面处理技术有热处理、电镀、喷涂、化学处理等。
1. 热处理热处理是指通过加热、保温和冷却等工艺，使材料的结构和性能发生改变的过程。
常见的热处理方法包括淬火、回火、正火、退火等。
这些方法可以优化材料的硬度、强度、韧性等性能，从而提高零件的抗疲劳和耐磨性能。
2. 电镀电镀是利用电解原理，在机械零件表面镀上一层金属或合金薄层的方法。
通过电镀可以改善零件的耐腐蚀性能、外观光洁度和导电性能，同时还能提高零件的硬度和耐磨性。
3. 喷涂喷涂是将一种涂料喷射到机械零件表面的方法。
喷涂可以提供防腐、防磨、耐高温等特殊性能，同时也可以实现美观的外观效果。
常见的喷涂方式有喷砂、喷漆、喷粉等。
4. 化学处理化学处理是利用化学反应改变机械零件表面的方法。
常见的化学处理方法有酸洗、脱脂、溶解、氧化等。
化学处理可以消除零件表面的氧化皮、污垢，增加表面的粗糙度，从而提供更好的附着力和润滑性。
除了以上常见的机械加工表面处理技术外，还有其他一些高级技术，如等离子渗氮、激光熔覆、等离子刻蚀等。
这些技术更加复杂，适用于特殊领域和高要求的机械零件制造。
在机械制造中，机械加工表面处理技术起着关键的作用。
通过适当的表面处理，不仅可以提高机械零件的质量和性能，还可以降低零件的使用成本和维护成本。
因此，制造企业需要根据实际情况选择适合的机械加工表面处理技术，以满足市场需求和提高竞争力。
总之，机械加工表面处理技术在机械制造中具有重要的地位。
通过热处理、电镀、喷涂、化学处理等方法，可以改善零件的表面性能，提高零件的质量和使用寿命，从而满足不同领域和需求的机械制造要求。
第二章机床的运动分析
二、辅助运动
1．各种空行程运动 2、切入运动 3．分度运动 4．操纵和控制运动
操纵和控制运动包 括起动、停止、变 速、换向、部件与 工件的夹紧、松开、 转位以及自动换刀、 自动测量、自动补 偿等。
三、主运动和进给运动
• 主运动 主运动是产生切削的运动。主运动可能是 简单的成形运动，也可能是复合的成形运 动。
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第二章结束
谢谢
应当指出，被形 成的表面形状，不仅取 决于刀刃形状及表面形 成方法，而且还取决于 发生线的原始位置。
第二章 机床的运动分析
§1 工件的加工表面及其形成方法 §2 机床的运动 §3 机床的传动联系和传动原理图 §4 机床常用传动机构 §5 机床运动的调整
一、表面成形运动
• 表面成形运动(简称成形运动)是保证得到 工件要求的表面形状的运动。
• 进给运动 进给运动是维持切削得以继续的运动。进 给运动可是简单运动，也可是复合运动。
• 对旋转主运动，其主轴转速的单位以r/min 表示；对直线往复主运动，其直线往复速 度的单位以双行程/min表示。
• 进给运动速度的单位用下列方法表示： mm/r，如车床、钻床、镗床等； mm/min，如铣床等； mm/双行程，如刨床等。
• 机床传动原理图的画法：
1).(画出工件、刀具示意图及其运动)； 2).画出主轴、刀架、丝杆螺母； 3).画出运动源（电动机）； 4).画出该机床上的特殊机构符号，如iv、if等； 5).用虚线代表传动比不变的传动链，把它们之间
关联的部分联接起来。 其它的中间传动件则一概不画，这样就得到
了一幅简洁明了的图形，这种图形表示了机床传 动最基本的特征。
1、成形运动的种类
• 简单成形运动 • 复合成形运动
机械加工常见的表面处理种类和作用
机械加工常见表面处理的种类基本原理和用途表面处理工艺:静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、DLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀静电喷涂：静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。
静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。
静电喷涂的作用1、一次涂装可以得到较厚的涂层，例如涂覆100～300μm的涂层，用一般普通的溶剂涂料，约需涂覆4～6次，而用粉末涂料则一次就可以达到该厚度。
涂层的耐腐性能很好。
2、粉末涂料不含溶剂，无三废公害，改善了劳动卫生条件。
3、采用粉末静电喷涂等新工艺，效率高，适用于自动流水线涂装，粉末利用率高，可回收使用。
4、除热固性的环氧、聚酯、丙烯酸外，尚有大量的热塑性耐脂可作为粉末涂料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等。
粉末涂料开始用于防护和电气缘方面，随着科技的发展，目前已广泛使用于汽车工业、电气绝缘、耐腐蚀化学泵、阀门、汽缸、管道、屋外钢制构件、钢制家具、铸件等表面的涂装。
我国自六十年代开始粉末涂装的实验研究，并在生产上得到应用。
发展到目前已广泛得到使用。
烤漆：在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤。
镀锌：是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。
颜色有很多种，一般常见的有蓝白色、银白色等。
镀铬：在金属制品表面镀上一层致密的氧化铬薄膜，可以使得金属制品更加坚固耐用。
镀铬有两种的，一种是装饰铬，一种是硬铬。
镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械，如：模具等，镀装饰铬顾名思义，主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。
影响镀铬后表面粗糙度的因素工件表面镀铬后的表面粗糙度与以下条件有直接的关系:1、镀前基体的表面粗糙度（基体表面粗糙度值越小镀后表面粗糙度值也小）；2、镀液温度的高低（温度高镀后表面粗糙度值就大）；3、电流密度的大小（电流密度越大镀后表面粗糙度值就大）；4、镀夜浓度（镀液浓度大镀后表面粗糙度值就大）；5、电镀时间（电镀时间越长镀后表面粗糙度值就大）。
车床工件表面粗糙度的形成原因及解决措施
车床工件表面粗糙度的形成原因及解决措施表面粗糙度是机械加工中衡量加工质量的重要因素，表面粗糙度对零件和机器有着重要的意义。
但由于工件材料、切削加工方式、表面硬化等原因，造成了表面粗糙度值提高。
本文详细分析了车床工件表面粗糙度的形成原因，并提出相应的解决措施。
标签：车床工件：表面：粗糙度：原因：解决措施1.引言在实际的机械加工中，工件表面会存在许多高低不平的微小峰谷，这是因为切屑分离时塑性变形、工艺系统的振动以及刀具与已加工表面问的摩擦等因素的影响。
这些零件被加工表面上的微观几何形状误差称为表面粗糙度。
表面粗糙度对零件的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度和配合性质都有很大影响。
本文详细分析了车床工件表面粗糙度的形成原因，并提出相应的解决措施，具有一定的实际意义。
2.影响工件表面粗糙度的原因2.1工件材料性能。
塑性金属材料在加工的过程中，刀具挤压金属材料，使其产生塑性变形，切屑和工件分离是由于刀具外力的挤压，表面出现撕裂现象，这严重影响表面粗糙度。
伴随着工件材料韧性的提高，在切屑过程中材料的塑性变形也就越大，加工表面粗糙度也就越差。
脆性材料在加工时，所切削形成的铁屑为颗粒状，在切屑崩碎的过程中，加工表面容易产生细小的坑点，提高表面粗糙度值。
2.2刀具切削加工。
在普通刀具在切屑过程中，切削表面势必会产生残留面积，残留面积的高度则是影响加工表面粗糙度的主要因素。
在整个加工过程中，刀具的进给量、主偏角、副偏角、圆弧半径则是造成切削残留面积的主要因素。
砂轮磨削加工过程中，砂轮上硬质颗粒断裂后形成微刃，其分布情况和外形对表面粗糙度有着直接的影响。
因为磨削加工表面是大量微刃在金属表面切削出细小的切削痕迹构成的，所形成的切削痕迹越细小、越密集则表面粗糙度就越好，相反切削痕迹粗大、分布疏散，则表面粗糙度越差。
2.3表面冷作硬化。
在普通刀具切削或砂轮磨削过程中，表面层金属由于刀具外在切削力和材料本身的塑性，使其晶格产生剪切、滑移、拉长、扭曲、破碎，宏观的表现特点则是材料表面层变硬，屈服点提高，延生率降低。
零件加工中的表面处理技术
零件加工中的表面处理技术随着工业技术的不断进步，零件加工已不再是简单的机械生产过程，而是成为了具有高度技术含量的复合综合过程。
表面处理技术作为零件加工的重要环节，对于零件的质量、耐用性、外观等方面具有很大的影响。
本文探讨零件加工中常用的表面处理技术，分析各种技术的特点和适用范围，以期为零件制造业提供参考。
一、化学处理技术化学处理技术是利用酸、碱等化学物质将零件表面腐蚀、氧化或还原，以改善、修饰、保护、增强金属表面性能的方法。
其中最常见的化学处理技术包括镀铬、镀锌、磷化和阳极氧化等。
1. 镀铬：镀铬是目前最常见的表面处理技术之一，主要是利用电解沉积法将铬层沉积到零件表面，形成具有防腐、耐磨、光亮度高、色彩稳定等特点的铬层。
镀铬技术适用于各种金属材料，如铁、铜、铝等。
2. 镀锌：镀锌技术适用于镀锌零件的防锈、耐蚀等要求较高的场合。
主要原理是将锌层电沉积到钢材表面，形成具有良好耐腐蚀性的锌层。
对于冶金行业、建筑工程等领域，镀锌技术也已得到广泛应用。
3. 磷化：磷化技术的作用是通过在钢材表面形成一层磷酸盐膜，以降低钢材表面的摩擦系数、增强耐磨性和延长使用寿命。
适用于机械、汽车、电子等行业中对耐腐蚀性、耐磨性和硬度要求较高的部件。
4. 阳极氧化：阳极氧化是指在金属表面形成一层氧化铝薄膜，以提高金属零件的防腐蚀、保护和装饰效果。
适用于铝合金零件、电子元器件和汽车等领域。
二、机械处理技术机械处理技术是指采用机械加工的方式对零件表面进行加工处理的技术。
机械处理技术适用范围广，处理方法也比较多样，常见的有研磨、抛光、划痕、喷砂等。
1. 研磨：研磨是指通过研磨机将零件表面进行平整、光洁处理。
这种技术适用于对表面光洁度要求较高的零件加工。
2. 抛光：抛光技术是通过磨料对零件表面进行喷射和抛光处理，以便为其赋予镜面效果、提高表面硬度和耐腐蚀性等性能。
3. 划痕：划痕技术是一种通过磨料对零件表面进行切割，形成高亮晶体的表面加工方式。
机械零件加工表面的形成
机械零件加工表面的形成1. 引言机械零件的表面形成是指在工艺操作过程中，通过不同的加工手段和方法，使得零件的表面达到特定的形状和加工质量的过程。
正确的表面加工能够提高零件的精度和质量，增强零件的耐磨性和耐腐蚀性，同时也美化了零件的外观，提高了产品竞争力。
2. 表面加工方法2.1 机械加工机械加工是指通过机械设备对零件的表面进行磨削、车削、铣削等加工方法。
机械加工可以获得较高的加工精度和表面质量，适用于各种材料的加工。
常见的机械加工方法包括平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、车削、铣削等。
2.2 热处理热处理是指通过加热和冷却等操作，改变零件的组织结构和性能。
在热处理过程中，零件表面会形成一层不同材质和性质的氧化膜或者硬化层，从而改变零件的表面硬度和摩擦性能。
常见的热处理方法有淬火、回火、渗碳等。
2.3 表面涂层表面涂层是指通过在零件表面涂覆一层保护性或者功能性的薄膜来改善零件的表面性能。
涂层能够提高零件的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能，并且可以改变零件的颜色和外观。
常见的涂层方法有喷涂、浸涂、电镀、喷电等。
2.4 化学处理化学处理是指通过化学反应来改变零件表面的化学成分和性质。
化学处理可以通过溶液中的化学物质与零件表面的物质发生反应，形成一层新的物质，从而改变零件的表面硬度、抗腐蚀性和耐热性。
常见的化学处理方法有酸洗、镀膜、氧化等。
2.5 表面打磨和抛光表面打磨和抛光是指通过机械或化学方法，去除零件表面的凹凸不平和粗糙度，使得零件表面更加光滑和平整。
表面打磨和抛光能够提高零件的外观质量和触感，同时也可以减少零件的摩擦和磨损。
常见的打磨和抛光方法有研磨、抛光膏、超声波抛光等。
3. 表面形成的影响因素3.1 材料的性质材料的性质直接影响着加工表面的形成方式和难度。
不同的材料具有不同的硬度、韧性和热膨胀系数等特性，在加工过程中会对切削力和工具磨损等产生影响，从而影响表面形成质量。
3.2 加工手段和工艺不同的加工手段和工艺会对加工表面的形成产生影响。
机械零件的成形方法
本 零件表面的成形的方法（形成发生线的四种方法） 节 教 学 重 点 难 点
.
第三节 机械零件的成形方法
一、零件的成形方法
1.材料成形工艺
零
在加工过程中材料的形状、尺寸、性能等发生变化，而
件 重量近似等于加工前的重量。如铸造、锻造、压力加工、粉
的 末冶金、注塑成形等，这些方法多用于毛坯制造，但也可直
机械制造技术
第一章 机械制造过程概述
机制教研室
第一章 机械制造过程概述
第三节 机械零件的成形方法
第三节 机械零件的成形方法
一
零件的成形方法
本
节
教
二
零件表面的成形
学
内
容
.
第三节 机械零件的成形方法
本节教学要 求：
本
掌握零件表面的成形的方法（形成发生线的
节 四种方法）
教
学
要
求
.
第三节 机械零件的成形方法
成 接成形零件。
形 方 法
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、电铸和电镀
等。近几年才发展起来的快速原型制造（RPM）。
的
快速成形是将零件以微元叠加方式逐渐累积生成。将
成 零件的三维实体模型数据经计算机分层切片处理，得到各
形 层截面轮廓，按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层 方 的箔材（LOM叠层法，图1.7）；或固化一层层的液态树 法 脂（SLA光固化法图1.8）；或烧结一层层的粉末材料
01 机械加工工艺系统的基本知识
刀刃为旋转刀具（铣刀或砂轮）上的切削点1，刀具 作旋转运动的同时，其中心按一定规律运动，切削点 1的运动轨迹（如图中的曲线3）与工件相切，形成了 发生线2。 由于刀具上有多个切削点，发生线2是刀具上所有的 切削点在切削过程中共同形成的。 形成发生线需要二个成形运动：刀具的旋转运动和
展成法
2019/3/6
重庆人文科技学院
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形成发生线的方法可归纳为四种：
c.轨迹法
利用刀具作一定的轨迹运动对工件进行加 工的方法。 刀刃为切削点1，它按一定轨迹运动，形 成所需的发生线2。 形成发生线需要一个运动。
轨迹法
2019/3/6
重庆人文科技学院
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形成发生线的方法可归纳为四种：
d.相切法
（1）主运动
机床上形成切削速度并消耗大部分
动力的运动。
速度高，消耗的功率大。
任何一种机床，必定有、且通常只 有一个主运动。
主运动可能是简单运动，也 可能是复合的成形运动。
（2）进给运动
• 机床上维持切削加工过程连续不断进行 的运动。 • 速度较低，消耗的功率较小。 • 一台机床的进给运动可能有一个或几个。
2. 金属切削机床型号的编制方法
机床品种多，用机床型号表示。通用机床型号的组成： 由基本部分和辅助部分组成，中间用“／”隔开，读作 “之”前者需统一管理，后者纳入型号与否由企业自定。
代号顺序依次为：类代号，通用特性和结构特性代号， 组代号，型代号，主参数代号，重大改进顺序代号。
（1）类代号 用大写汉语拼音字母表示，位于型号之前。表1机 床类别代号表。
第二节 金属切削机床与数控机床的基本知识
机械零件加工表面的形成概述
第二章 机械零件加工表面的形成第一节 机械零件加工表面的形成过程一、工件的加工表面及其形成方法:1. 机械零件常用的表面形状2.工件表面的形成:工件表面可以看成是一条线沿着另一条线移动或旋转而形成的。
并且我们把这两条线叫着母线和导线，统称发生线。
3.发生线的形成1)成型法——利用成形刀具来形成发生线，对工件进行加工的方法。
2)轨迹法——靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法.3)相切法——由圆周刀具上的多个切削点来共同形成所需工件表面形状的方法。
4)展成法——利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。
4. 表面成型运动二、切削运动与切削要素:1.切削加工中的工件表面 2.切削运动与切削用量(1) 主运动：由机床或人力提供的主要运动，能使刀具从工件上切除金属层使之变为切屑。
例如：车削时，车床主轴带动工件作的旋转运动；铣削时，铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。
主运动是一个矢量,主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。
主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度，用vc 表示，单位：m/min （或m/s ）。
外圆车削时，切削速度的计算公式为： .dw:工件或切削刃上选定点的直径，计算时常以工件待加工表面的直径来计算。
(2) 进给运动:由机床或人力提供的附加运动，它能使把工件切削层不断地投入切削过程。
进给运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。
进给运动速度：指切削刃选定点相对于工件进给运动的瞬时速度，用vf 表示，单位常取为(mm/s)或(mm/min).进给运动速度:例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量f 来表述,单位：mm/r ；刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述，单位为mm/str 。
铣削时，进给运动速度常用每齿进给量f 来表述，单位：mm/z 。
进给速度vf 、进给量f 、每齿进给量fz 和刀具齿数Z 之间的关系如下：vf=nf= nzfz 。
18工件表面成形方法 - 18工件表面成形方法
1 6.5/7 （0.8125） （1.625） （3.25） （6.5）
2 7/7 （0.875） 1.75
3.5
7
14
28
56 112
3 8/7
1
2
4
8
16
32
64 128
4 9/7 (1.125)
2.25
4.5
9
18
36
72 144
5 9.5/7 (1.1875) (2.375) (4.75) (9.5)
第三章 金属切削机床与刀具
机械制造 技术基础
3.3 车床与车刀
第三章 金属切削机床与刀具
机械制造 技术基础
3.3 车床与车刀
CA6140 型卧式车床的公制螺纹表（导程s，mm）
c
正常螺距 1
扩大螺距 4 16 4 16 16 16
a b
Ⅰ 1/8
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
ⅢⅠⅣⅡⅢⅣ
1/4
1/2
1
1/2 1/8 1 1/4 1/2 1
所采用的公比φ 为 E1 10 时，就会使其等比数列中每隔E1级后
的数值恰好是前面数值的10倍。
所采用的公比φ 为 2 E2 时，若主轴的转速中有一转速为n，
则每隔E2级就会出现一个转速2n。
φ =1.06是公比φ 数列的基本公比，其它六个公比都可以由基 本公比派生出来。（表）
第三章 金属切削机床与刀具
（2）表面成形方法
切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运 动得到的，由于使用的刀具切削刃形状和采用的加工方法 不同，形成发生线的方法也不同，概括起来有以下四种： 有轨迹法、成形法、展成法、相切法。
①轨迹法
工件的加工表面及其形成方法
机械制造工程学专题题号：学院：班级：姓名：学号：工件的加工表面及其形成方法工件在被切削加工过程中，通过机床的传动系统，使机床上的工件和刀具按一定规律作相对运动，从而切削出所需要的表面形状。
零件表面是由若干个表面元素组成的，这些表面元素是：平面、圆柱面、圆锥面、成形表面（螺旋面）等。
从几何观点来看，任何表面都可以看作是一条线沿着另一条线移动或旋转而形成的。
如一条直线沿着另一条直线运动形成了平面，一条直线沿着一个圆运动则形成了圆柱面。
这两条线分别被称为母线和导线，统称为发生线。
母线和导线的运动轨迹形成了工件表面，因此分析工件加工表面的形成方法关键在于分析发生线的形成方法。
1.切削刃的形状与发生线的关系发生线的形成，是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的。
因此，机床在切削加工时，刀刃和工件相接触部分的形状和工件表面成形有着密切的关系。
所谓切削刃的形状是指刀刃和工件相接触部分的形状。
切削加工时，切削刃和工件接触的形状是一个切削点或一条切削线，根据刀刃形状和需要成形的发生线的关系可分为三种形式：刀刃的形状为一切削点；刀刃的形状为一切削线，且与需要成形的发生线的形状完全吻合；刀刃的形状为一条切削线，且与需要成形的发生线的形状不吻合。
2.发生线的形成方法发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对运动得到的。
由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不同，形成发生线的方法可归纳为四种。
为了获得所需的工件表面形状，必须使刀具和工件按这四种方法之一来完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。
（1）轨迹法轨迹法是利用刀具作一定规律的轨迹运动来对工件进行加工的方法。
此时刀刃的形状为一切削点，形成发生线只需要一个独立的成形运动。
（2）成形法成形法是利用成形刀具对工件进行加工的方法。
刀刃为一切削线，它的形状和长短与需要形成的发生线完全重合。
因此，采用成形法形成发生线不需成形运动。
（3）相切法相切法是利用刀具边旋转边作轨迹运动来对工件进行加工的法。
机械零件加工表面的形成过程
2.切削运动与切削用量
(1) 主运动是一个矢量
主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主 运动方向。
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(1) 主运动
主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬 时主运动方向。
主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定
(4) 吃刀量
吃刀量是指过切削刃的两个端点， 且垂直于所选定的测量方向的两平 面间的距离。
(4) 吃刀量
确定吃刀量有三点要注意： 1）确定切削刃的两个端点； 2）确定测量的方向； 3）确定两界限平面。
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
机械零件加工表面的形成过程
一、工件的加工表面及其形成方法
1. 机械零件常用的表面形状
零件的 常用表面
平面 圆柱面
圆锥面 成型表面 特殊表面
பைடு நூலகம்
图2-1 机器零件上常用的各种典型表面
2. 工件表面的形成
工件表面可以看成是一条线沿着另一条 线移动或旋转而形成的。并且我们把这两
条线叫着母线和导线，统称发生线。
尺寸平面里的实际横截面积，单位：mm2。
AD = asp f
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（2）切削层公称宽度bD（切削宽度）： 切削宽度是指在给定瞬间，在切削层尺寸
平面中测量的作用主切削刃截形上两个极点间 的距离，单位：mm。 例：如图2-6所示，平面cBCDF即为切削层尺 寸平面，BC段为作用的主切削刃，BC两点间 的距离bD即为切削层公称宽度，实际横截面 积BCDE就是切削面积。
机械零件加工表面的形成概述
机械零件加工表面的形成概述第二章 机械零件加工表面的形成第一节 机械零件加工表面的形成过程一、工件的加工表面及其形成方法:1. 机械零件常用的表面形状2.工件表面的形成:工件表面能够看成是一条线沿着另一条线移动或者旋转而形成的。
同时我们把这两条线叫着母线与导线，统称发生线。
3.发生线的形成1)成型法——利用成形刀具来形成发生线，对工件进行加工的方法。
2)轨迹法——靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法.3)相切法——由圆周刀具上的多个切削点来共同形成所需工件表面形状的方法。
4)展成法——利用工件与刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。
4. 表面成型运动二、切削运动与切削要素:1.切削加工中的工件表面 2.切削运动与切削用量(1) 主运动：由机床或者人力提供的要紧运动，能使刀具从工件上切除金属层使之变为切屑。
比如：车削时，车床主轴带动工件作的旋转运动；铣削时，铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。
主运动是一个矢量,主运动方向：是指切削刃选定点相关于工件的瞬时主运动方向。
主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定点相关于工件主运动的瞬时速度，用vc 表示，单位：m/min （或者m/s ）。
外圆车削时，切削速度的计算公式为： .dw:工件或者切削刃上选定点的直径，计算经常以工件待加工表面的直径来计算。
(2) 进给运动:由机床或者人力提供的附加运动，它能使把工件切削层不断地投入切削过程。
进给运动方向：是指切削刃选定点相关于工件的瞬时进给运动方向。
进给运动速度：指切削刃选定点相关于工件进给运动的瞬时速度，用vf 表示，单位常取为(mm/s)或者(mm/min).进给运动速度:例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量f 来表述,单位：mm/r ；刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述，单位为mm/str 。
铣削时，进给运动速度常用每齿进给量f 来表述，单位：mm/z 。
进给速度vf 、进给量f 、每齿进给量fz 与刀具齿数Z 之间的关系如下：vf=nf= nzfz 。
01_切削加工与零件表面成形方法
切削加工概述切削加工介绍与零件表面成形方法1.切削加工介绍切削加工是利用切削工具从工件毛坯上切除多余的部分，使获得的零件具有符合图样要求的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面质量的加工方法。
切削加工的特点：•加工的精度和粗糙度范围广泛；•加工零件材料、形状、尺寸和重量范围较大；• 加工生产率较高；1.切削加工介绍切削加工分类机工：通过工人操纵机床设备来进行切削加工。
方法：车削、钻削、镗削、铣削、刨削、拉削、磨削、珩磨、超精加工和抛光等。
钳工：一般是通过工人手持工具来进行切削加工。
方法：划线、錾切、锯削、锉削、刮削、研磨、钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹、机械装配和设备修理等。
机械加工（简称机工）钳工加工（简称钳工）2.零件的种类可分为六大类零件轴类零件盘套类零件 支架箱体类零件（1）轴类零件（2）盘套类零件（3）支架箱体类零件2.零件的种类可分为六大类零件 机身机座类零件 六面体类零件 特殊类零件（4）六面体类零件（5）机身机座类零件（6）特殊类零件3.零件表面的构成三种基本零件表面：•1）回转面（圆柱面、圆锥面、回转成形面等）•2）平面（大平面、端面、环面等）•3）成形表面（渐开面、螺旋面等）组成零件常见的表面：外圆、内孔、平面、锥面、螺纹、齿形、成形面以及各种沟槽等有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）•从几何学角度，零件上各种表面都可由一条线（称为母线）沿另一条线（称为迹线）运动形成。
•母线和迹线统称为发生线。
•母线和迹线的相对位置不同，所形成的表面也不同。
1）零件表面的形成原理2）零件表面的获得方法•切削加工中，发生线是由工件和刀具之间的相对运动及刀具切削刃的形状共同实现的。
•相同形状的表面，若切削刃的形状不同，工件和刀具之间的相对运动也不相同，这是形成各种加工方法的基础。
•按表面形成过程的特点，主要的切削加工方法 ：成形法与包络法有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）（1）成形法加工：利用成形刀具，在一定的切削运动下，由刀具形状获得零件所需表面的方法。
零件表面的形成方法
机械零件的表面形状不外乎是几种基本形状的表面：平面、圆柱面、圆锥面以及各种成形面。
当精度和表面粗糙度要求较高时，需要在机床上用刀具经切削加工而形成。
机械零件的任何表面都可看作是一条线(称为母线)沿着另一条线(称为导线)运动的轨迹。
请看书上P3.的图1，平面可看作是是由一根直线(母线)沿着另一根直线(导线)运动而形成；圆柱面和圆锥面可看作是由一根直线(母线)沿着一个圆(导线)运动而形成；普通螺纹的螺旋面是由“八”形线(母线)沿螺旋线(导线)运动而形成；直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面是由渐开线(母线)沿直线(导线)运动而形成等等。
形成表面的母线和导线统称为发生线。
可以看出，有些表面，其母线和导线可以互换，如：平面、圆柱面和直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面等，称为可逆表面；而另一些表面，其母线和导线不可互换。
如：圆锥面、螺旋面等，称为不可逆表面。
切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的，由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不同，形成发生线的方法可归纳为以下四种： (1)轨迹法它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。
切削刃与被加工表面为点接触，发生线为接触点的轨迹线。
(2)成形法它是利用成形刀具对工件进行加工的方法。
切削刃的形状和长度与所需形成的发生线(母线)完全重合。
图2b中，曲线形母线由成形刨刀的切削刃直接形成，直线形的导线则由轨迹法形成。
(3)相切法它是利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。
采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工时，在垂直于刀具旋转轴线的截面内，切削刃可看作是点，当切削点绕着刀具轴线作旋转运动B1，同时刀具轴线沿着发生线的等距线作轨迹运动A2时，切削点运动轨迹的包络线，便是所需的发生线。
为了用相切法得到发生线，需要二个成形运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运动。
(4)展成法它是利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。
切削加工时，刀具与工件按确定的运动关系作相对运动(展成运动或称范成运动)，切削刃与被加工表面相切(点接触)，切削刃各瞬时位置的包络线，便是所需的发生线。
机械加工表面成形1
– 自由切削：只有一条直线切削刃参加切削的情况。此时，切削刃上个点的 切屑流动方向基本相同，且与切削刃基本垂直。 – 非自由切削：自由切削以外的其它情况均称为非自由切削。非自由切削时， 切削刃上各点的切屑流向不一致，会产生相互干涉。
非自由切削
直角自由切削
斜角切削
七、切削方式
直角切削与斜角切削
3）辅助运动(定位和调整运动) 辅助运动(定位和调整运动)
使工件或刀具进入正确加工位置的运动。如调 整切削深度，工件分度、切入运动、空行程运 动、操纵及控制运动等。
三、切削时的工件表面
在切削过程中，工件上通常存在着三个不断变化的切削表面即： －待加工表面（工件上即将被切除的表面）、 －已加工表面（工件上已切去切削层而形成的新表面）、 －过渡表面即加工表面（工件上正被刀具切削着的表面，介于 已加工表面和待加工表面之间）。
1）主运动
直接切除工件上的切削层，以形成工件新表面的基本 运动。 。 主运动的特点是 主运动的特点是:
切除工件上多余金属，形成工件新表面所必需的运动 主运动的速度最高、消耗功率最大。 主运动只有一个。 运动形式可是旋转或直线运动 可由工件完成，也可由刀具完成 主运动的速度通常以VC 表示，称作切削速度。
–1.轨迹法 –2.成形是刀具切削刃与工件表面之间为近似点接 触，发生线是通过刀具与工件之间的相对运动，由刀 具刀尖的运动轨迹来实现的。如图1.2-3所示。 工件表面的发生线（母线和导线）均由轨迹运动生成。
轨迹法
2.成形法
采用成形刀具时，如图所示，切削刃1的形状与所需的生 成的曲线母线2的形状一致，即工件的一条发生线是通过 刀刃的形状直接获得的，因此加工时勿需任何运动，便可 获得所需的发生线。 另一条发生线由刀具与工件的相对运动来实现。如图所示。
机械制造工程学(卓越)第一章 金属切削的基本要素
机械制造工程学
教师: 季国顺
2019年11月16日
杭州电子科技大学机械电子工程研究所数控技术实验室
第一章 金属切削的基本要素
1.1 工件表面的形成方法和成形运动 1.2 加工表面和切削用量三要素 1.3 刀具角度 1.4 切削层参数 1.5 刀具材料
杭州电子科技大学机械电子工程研究所数控技术实验室
一、刀具切削部分的结构要素
归结起来： “三面两刃一尖”
后刀面Aα 前刀面Ar 副后刀面Aα’
交线
主切削刃s
连接部分
刀尖
交线
副切削刃s’
杭州电子科技大学机械电子工程研究所数控技术实验室
1. 刀具标注角度参考坐标系
前提条件： 不考虑进给运动； 车刀刀尖与工件中心等高； 刀杆中心线与进给方向垂直； 刀具的安装面与基面 Pr 平行；
杭州电子科技大学机械电子工程研究所数控技术实验室
例1-5 螺旋槽铣刀铣削加工螺杆，如图1-8d所示。 母线：空间曲线，铣刀刀齿回转面与螺旋槽面相切形成，分解为：刀盘 的回转运动B1和铣刀轴线沿螺杆轴线的螺旋复合运动B21A22 导线：螺旋线，由螺旋复合运动B21A22形成，与母线形成运动的一部 分重合。
3. 切削深度 外圆车削切削深度
钻削切削深度
ap
dw
dm 2
mm
ap
dm 2
mm
(1-3) (1-4)
杭州电子科技大学机械电子工程研究所数控技术实验室
1.3 刀具角度
1.3 .1刀具切削部分的结构要素
前刀面 A 加工时，切屑流经的表面。 后刀面 A 与主切削刃毗邻，且与工件过渡表面相对的刀具表面。 副后刀面 A 与副切削刃毗邻，且与工件已加工表面相对的刀具表面。 切削刃 S 前刀面上直接进行切削的边锋。有主切削刃 S 和副切削刃 S 。 刀尖 主、副切削刃相衔接处很短的一段切削刃，通常也称为过渡刃。 有点刀尖、圆弧刀尖和倒角刀尖三种。
零件表面的形成方法
零件表面的形成方法
金属切削机床的工作原理是使金属切削刀 具和工件产生一定的相对运动，以形成具 有一定形状、一定尺寸精度和表面质量的 零件表面。
一、零件表面的形状
机械零件常用的表面形状
零件的 常用表面
平面 圆柱面
圆锥面 成型表面 特殊表面
机器零件上常用的各种典型表面
二. 工件表面的形成
母线
组成零件轮廓的几何表面
螺纹的生成线是由“Λ”形线（母线）和螺旋线（导线）
直齿圆柱齿轮生成线是渐开线（母线）和直线（导线）
三.发生线的形成及所需运动
1）切削刃的形状为一 个切削点，形成点接触 2）切削刃的形状为一 个一段曲线，形状吻合 形成线接触。 3）切削刃的形状为一 个一段曲线，形状不吻 合形成共轭关系。
形成发生线所需的运动
4) 展成法——利用工件和刀具作展成切削运 动来形成工件表面的方法。
形成发生线所需的运动
四、零件表面成形所需的成形运动
车削所需的表面成形运动： 母线为直线，导线为圆，因此，形成表面的 成形运动总数为一个，是一个简单成形运动。
螺纹车刀车削螺纹： 母线—成形刀刃，不需要成形运动。 导线—螺旋线，由轨迹法形成，需要一个 复合成形运动B11A12。 表面成形运动的总个数为1个，是复合成 形运动。
滚齿加工的成形运动： 母线（轮齿的渐开线）是滚刀切削刃的包络线， 由B11和B12构成。 导线事沿齿长方向的直线，由相切法形成，即需 滚刀旋转并向下的直线运动B11+A2 滚切直齿圆柱齿轮时共需两个运动，即展成运动 B11+B12和滚刀沿工件轴向移动的直线运动A2
本意：两头牛背上的架子称为轭，轭 使两头牛同步行走。共轭即为按一定 的规律相配的一对。
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《机械零件加工表面的形成》教案
一、教学基本要求与目标
1. 机械加工的基础知识
了解切削运动、切削用量、加工表面及其形成方法和机床型号的表示方法。
2. 机械零件的观察与配合
1）掌握基本尺寸、极限尺寸、公差、偏差、误差、零线、公差带、标准公差、基本偏差的概念，掌握配合及其类型、基孔制、基轴制的概念。
2）了解标准公差系列及基本偏差系列，掌握按基本尺寸及公差等级查标准公差及基本偏差的方法，掌握公差与配合的选用原则。
3）掌握常用的形状公差（如平面、直线度、圆度、圆柱度）的意义和标注方法。
4）掌握常用的位置公差（如平行度、垂直度、同轴度、对称度、圆跳动的定义和标注方法。
3. 工件在工艺系统内的安装
1）掌握设计基准、工艺基准等的概念；了解工件在系统内安装的方法。
2）掌握六点定位原理（包括完全定位、不完全定位、过定位、欠定位）。
3）掌握工件定位方式及其定位元件及结构，包括平面定位、圆柱孔定位、外圆柱面定位和“一面两销”定位等。
4）了解工件的夹紧方式，包括夹紧力的大小、方向、作用点的确定
原则。
达到目的：
使学生了解和掌握机械加工过程的基本常识，为后续内容的学习打下基础。
二、重点
1. 零件公差的应用。
2. 工件六点定位原理。
三、方法与手段
利用多媒体，通过典型零件公差标注和工件定位案例分析，使学生掌握教学内容。
四、内容与学时分配
第一节机械零件加工表面的形成过程（1学时）
第二节金属切削机床基本知识（1学时）
第三节机械零件的公差与配合（7学时）
第四节工件的定位和夹紧（7学时）
五、课外学习要求
1. 作业一：零件配合公差的计算与公差带图。
2. 作业二：零件形状位置公差的标注。
3. 作业三：工件定位方式的分析。
《金属切削基本知识》教案
一、教学基本要求与目标
1. 了解车刀结构，掌握刀具标注角度参考系中的正交平面参考系内刀具几何角度的标注方法。
2. 掌握切削力的形成、分解及影响因素。
3. 掌握切削热的来源、传散影响因素。
4. 熟悉刀具磨损及使用寿命的概念。
5. 熟悉工件材料的加工性、刀具材料、刀具几何参数及切削用量的选择方法。
6. 掌握砂轮特性及其影响因素，了解磨削运动、磨削力的特点及其磨削过程。
达到目的：使学生了解和掌握金属切削原理的基本理论，为后续内容的学习打下基础。
二、重点
1. 切削用量与切削力、切削温度、刀具寿命、加工质量的关系。
2. 刀具几何参数与切削力、切削温度、刀具寿命、加工质量的关系。
三、方法与手段
利用多媒体、课程教学和切削实验，使学生掌握教学内容。
四、内容与学时分配
第一节刀具切削部分几何参数（3学时）
第二节金属切削过程的基本规律（6学时）
第三节选择合理的切削条件（4学时）
第四节磨削（2学时）
五、课外学习要求
1. 作业一：机械制造技术基础复习思考题第8、9题。
2. 作业二：机械制造技术基础复习思考题第14、16、18、22题。
成人学校教案《机械加工》。