2.1零件表面的成形与机械加工运动

1-切削点/线
2-发生线
（2）成形法
零 件 表 面 的 成 形
（3）相切法 利用旋转刀具边旋转边做轨迹运动来形成所需工
件表面形状的方法。
零 件 表 面 的 成 形 母线——刀具切削刃；导线——刀具运动轨迹。
1-切削点/线
2-发生线
3-轨迹运动
（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。 母线——切削刃瞬时包络线；导线——刀具沿齿 零 长方向的运动。 件 表 面 的 成 形
当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上 某一点相对工件的运动称为合成切削运动。其大小 与方向用合成切削运动速度向量表示。 合成切削运动 速度向量等于主运 动速度与进给运动 速度的向量和。即
ve vc vf
第一节 零件表面的成形与机械加工运动
思考题与习题： 思 考 题 与 习 题 P77 2.1、2.2、2.3
零 件 表 面 的 成 形
二、机械加工运动
1.表面成形运动（切削运动）
机 械 加 工 运 动
保证得到工件表面形状的运动，即形成发生线的 运动。
常见典型表面成形运动
1.表面成形运动（切削运动）
根据运动之间相互关系的不同可分为： （1）简单成形运动 机 械 加 工 运 动 是独立的成形运动、最基本的运动。如车 外圆、刨平面的两个运动各自独立。
（三）金属切除率
切 削 用 量 、 切 削 时 间 与 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。 它是衡量切削效率高低的另一种指标。由下式 计算。
E w 1000 a p fv c
五、合成切削运动与合成切削运动速度
合 成 切 削 运 动 与 合 成 切 削 运 动 速 度
3.背吃刀量ap
切 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 削 工件上待加工表面和已加工表面之间的垂直距离。 用 量 （1）主运动为回转运动时， 、 dw dm 切 外圆车削 a p 削 2 时 1 钻孔 a d 间 p m 2 与 金 dw——工件待加工表面 属 直径，mm； 切 dm——工件已加工表面 除 直径，mm； 率
（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.表面成形运动（切削运动）
根据成形运动在切削过程中所起作用的不同可分为
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基 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。
切 （1）每转进给量f 削 用 在主运动每一转 量 或每一行程内刀 、 切 具相对于工件在 削 进给运动方向上 时 间 的相对位移量， 与 单位是mm/r或 金 属 mm/行程。 切 除 率
2.进给速度vf 、进给量f 和每齿进给量fz
切 （1）每转进给量f 削 用 在主运动每一转 量 或每一行程内刀 、 切 具相对于工件在 削 进给运动方向上 时 间 的相对位移量， 与 单位是mm/r或 金 属 mm/行程。 切 除 率
1.切削速度vc
切 削 用 量 、 切 削 时 间 与 金 属 切 除 率
2）主运动为直线运动时, 切削速度的计算公式为：
vc 2 lt 1000
m/min
式中 l——工作台行 程（mm） t——工作台往 复 运 动 频 率 (r/s 或 r/min)
2.进给速度vf 、进给量f 和每齿进给量fz
车外圆时的切削时间
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（二）切削时间
切 车外圆时切削时间tm可由下式计算： 削 用 lZ dlZ 量 tm vf ap 1000 a p fv c 、 切 削 时 式中 tm——切削时间，min； 间 l——刀具行程长度，mm；其中lw为工件长度； 与 l1为切入长度；l2为切出长度。 金 属 d——工件直径，mm； 切 Z——半径方向加工余量，mm。 除 率
1.切削速度vc
切 切削速度v ：主运动的线速度。 c 削 用 （1）主运动为回转运动时， 量 切削速度的计算公式为： 、 切 dn vc m/min 削 1000 时 间 式中 d——做主运动 与 回转体上选定点的回 金 属 转直径，mm； 切 n——主运动的 除 转速，r/min。 率
切 削 过 程 中 的 工 件 表 面
切削运动与切削加工中的工件表面
三、切削过程中的工件表面
切 削 过 程 中 的 工 件 表 面
切削运动与切削加工中的工件表面
三、切削过程中的工件表面
切 削 过 程 中 的 工 件 表 面
四、切削用量、切削时间与金属切除率
切 （一）切削用量 削 用 切削用量是 量 用来表示主 、 切 运动和进给 削 运动参数的 时 间 数量的，以 与 便于调整机 金 床。 属 切 除 率
2.辅助运动
（1）空行程运动 机 械 加 工 运 动 （2）切入运动 （3）分度运动
刀架、工作台的快进、快退等 刀具相对于工件表面的深入运动 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
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
三、切削过程中的工件表面
（2）主运动为直线运动时，
刨削、铣削平面
ap H
w
H
m
式中 Hw——工 件待加工表面厚度， mm； Hm——工件已 加工表面厚度，mm。
（二）切削时间
切 削 用 量 、 切 削 时 间 与 金 属 切 除 率
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。 它是反映切削效率高低的一种指标。
本知识。
（3）切削时间、金属切除率的计算。
本节教学难点：
零件表面的成形方法
第一节 零件表面的成形与机械加工运动
一、零件表面的成形
1.零件表面的构成
零 件 表 面 的 成 形 平面 圆柱面 零件上的 常见表面 圆锥面
成形表面
特殊表面
机器零件上常用的各种典型表面
零 件 表 面 的 成 形
2.零件表面的成形 零件表面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，所形成的表面也 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。 可逆表面：母线、导线可以互换，如平面、 圆柱面。 非可逆表面：母线、导线不可互换，如圆锥 面、螺旋面。
2.进给速度vf 、进给量f 和每齿进给量fz
切 削 用 量 、 切 削 时 间 与 金 属 切 除 率
（2）每齿进给量fz
多齿刀具每转
过一个齿,刀பைடு நூலகம் 相对于工件在 进给运动方向 上的相对位移
量，单位是
mm/z。
2.进给速度vf 、进给量f 和每齿进给量fz
切 （3）进给速度vf 削 单位时间内刀具相对于工件在进给运动方向上的 用 量 相对位移量，单位是mm/min或mm/s。 、 切 进给速度vf 、进给量f 和每齿进给量fz 和刀具齿数 削 Z之间的关系如下： 时 间 与 v f nf nf z z 金 属 切 除 率
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机械制造技术
第二章 金属切削的基本知识
机制教研室
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第二章 金属切削的基本知识 第一节 零件表面的成形与机械加工运动
第一节 零件表面的成形与机械加工运动
一 本 节 教 学 内 容
一 二
零件表面的成形 机械加工运动 切削过程中的工件表面
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
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件表面形状的方法。
零 件 表 面 的 成 形 母线和导线都是由刀具的运动轨迹形成的。 1-切削点/线
2-发生线
3-轨迹运动
（1）轨迹法（仿形法）
零 件 表 面 的 成 形
（2）成形法 利用成形刀具形成表面发生线，来形成所需工件 表面形状的方法。 母线——刀具的切削刃；导线——刀具相对于工 零 件的运动轨迹。 件 表 面 的 成 形
（3）背吃刀量ap
切 削 用 量 、 切 削 时 间 与 金 属 切 除 率
（2）主运动为直线运动时，
刨削、铣削平面
ap H
w
H
m
式中 Hw——工 件待加工表面厚度， mm； Hm——工件已 加工表面厚度，mm。
（3）背吃刀量ap
切 削 用 量 、 切 削 时 间 与 金 属 切 除 率
二 三 四 五
第一节 零件表面的成形与机械加工运动
本节教学要求：
本 节 教 学 要 求 （1）掌握零件表面的成形方法（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 的基本知识。 （3）掌握切削时间、金属切除率的计算。
第一节 零件表面的成形与机械加工运动
本节教学重点：
本 节 教 学 重 点 难 点 （1）零件表面的成形方法 （2）零件机械加工中的运动和切削用量的基
1-切削点/线 2-发生线 3-轨迹运动
（4）展成法
零 件 表 面 的 成 形
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。