第2章 机械加工工艺系统

形成发生线的方法:

（1）轨迹法

（2）成形法

（3）展成法

（4）相切法

二、机械加工的运动

1、表面成形运动

从几何的角度来分析，为保证得到工件表面的形状所需的运动，称为成形运动。根据工件表面形状和成形方法的不同，成形运动有以下类型：

（1）简单成形运动：一个成形运动是由单独的旋转运动或直线运动构成的。

（2）复合成形运动：一个成形运动，是由两个或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成。

从保证金属切削过程的实现和连续进行的角度看，成形运动可分为：

（1）主运动：切除切屑所需的基本运动。

3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。（通常只有一个主运动）。

（2）进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。

3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多个。（可以是连续的，也可以是断续的。）

成形运动是机床最基本的运动。

2、辅助运动

除成形运动外，为完成机床工作循环，还需一些其它的辅助运动：

（1）空行程运动刀架、工作台的快速接近与退出工件等，可节省辅运动。

（2）切入运动保证被加工面获得所需尺寸，刀具相对互动式件表面的深入运动。

（3）分度运动使工件或刀具回转到所需要的角度。

（4）操纵及控制运动包括变速、换向、起停及工件的装夹等。

常见机床的切削运动

三、切削用量和切削层参数

1、切削过程中工件上的表面

正在加工的工件表面，根据其所处的状态分为：

（1）待加工表面：即将进入切削加工的表面。

（2）已加工表面：已经加工完成的表面。

（3）加工表面（过渡表面）：切削刀具正在进行切削加工的表面。

2、切削用量

切削用量三要素：

（1）切削速度v c：切削速度是主运动的线速度(m/s或m/min)

主运动为旋转运动v c =πd n/1000

往复运动v c = 2Lnr /1000

（2）进给量：刀具相对工件沿进给方向移动的距离。

1）进给速度v f（mm/min）

进给速度v f = n f = n f z z （mm/s 或mm/min)

2）进给量f（mm/r）

3）每齿进给量f z（mm/z）

（3）背吃刀量（切削深度）a p（mm）：已加工表面与待加工表面间的距离。

车削外圆时a p = (dw-dm)/2

钻孔时a p = dm/2

2.3 金属切削机床

一、机床概述

1、机床的作用和特点

金属切削机床是用切削加工的方法将金属毛坯加工成机器零件的工艺装置，它提供刀具与工件之间的相对运动，提供加工过程中所需的动力，经济地完成一定的机械加工工艺。

2、机床的构成及布局（图2-5，P26）

机床由传动装置、动力装置、执行机构、辅助机构和控制系统联合在一起，形成统一的工艺综合体。它包括以下几部分：

（1）支承及定位部分

（2）运动部分

（3）动力部分

（4）控制部分

机床的布局是指合理安排机床各组成部件的位置以及相对于被加工零件的位置。从便于维护、工作安全、机床零部件调整、更换和修理迅速而方便、易于排屑及易于观察加工过程等几方面考虑，有如下几种布局：

（1）刀具布置在被加工零件的前面或后面；

（2）刀具布置在工件的侧面；

（3）刀具布置在工件的上方；

（4）刀具相对于工件扇形布置。

3、机床的分类和型号编制

按通用性程度分为：

（1）通用机床即万能机床

（2）专门化机床

（3）专用机床

按机床重量分为：轻型机床、中型机床、重型机床。

按加工精度分为：普通精度级、精密和超精密级机床。

按自动化程度分为：手动、机动、半自动化和自动化机床。

二、机床的传动系统和传动原理

传动系统是一台机床运动的核心，它决定机床的运动和功能。

机床的传动系统就是各种运动的传动链综合。

图2-3卧式车床传动原理图

实现有级变速方式有两类传动机构：一类是传动比和传动方向固定不变的定传动比传动机构；另一类是可变换传动比和传动方向的传动机构。

传动装置把运动源的运动和动力传给执行件，并完成运动形式、方向、运动量的转换等工作，从而在运动源和执行件间建立起运动联系，使执行件获得所需运动。

2.4 刀具

一、刀具的类型

金属切削刀具是完成切削加工的重要工具，它直接参与切削过程，从工件上切除多余的金属层。

根据用途和加工方法不同，刀具有如下几大类（P31）：

（1）切刀类

（2）孔加工刀具

（3）拉刀类

（4）铣刀类

（5）螺纹刀具

（6）齿轮刀具

（7）磨具类

（8）组合刀具、自动线刀具

（9）数控机床刀具

（10）特种加工刀具

二、刀具的结构及几何参数

金属切削刀具包含刀柄和切削部分，刀柄是指刀具上的夹持部分，切削部分是刀具上直接参加切削工作的部分。

各类金属切削刀具切削部分的形状和几何参数，都可由外圆车刀切削部分演变而来，因此，我们以外圆车刀为例研究金属切削刀具的几何参数。

1、刀具切削部分的组成

常用车刀主偏角形式

E、刃倾角λS：在切削平面内测量的，主切削刃与基面的夹角。刀尖位于主切削刃最高点为正，反之为为负或为零。

主运动

切削平面

进给运动

正交平面

向

刃倾角的作用：

（1）影响排屑方向：λS＞0 °排向待加工表面；

λS＜0 °排向已加工表面；

λS =0 °前刀面上卷曲。

（2）影响切入切出的稳定性；

（3）影响背向分力大小。