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 。(3) 切削过程中刀具的工作平面：通过切削刃选定点并同时包含

主运动方向和进给运动方向的平面，工作平面的符号为Pfe 。(4)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。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。在一般切削加工中，常用的吃刀量有背吃刀量asp （或ap ）和侧吃刀量ase （或ae ）两个，其单位为mm 。例：车削背吃刀量asp ；

铣削背吃刀量asp 、侧吃刀量ase 。背吃刀量 （dw:待加工表面直径，dm:已加工表

面直径）是指过切削刃选定点在垂直于工作平面方向上测量的吃刀量。切削用量三要素：背吃刀

量asp 、进给量f 、切削速度vc 。(6)合成切削运动：切削过程中，由主运动和进给运动合成的

运动称为合成切削运动。合成切削运动方向：就是切削刃选定点相对于工件的瞬时合成切削运动

1000

w c n d v π=2m

w p d d s -=αD D b A h D

=

的方向；合成切削速度ve：就是切削刃选定点相对于工件的合成切削运动的瞬时速度。3.切削层参数：切削层：切削过程中，由刀具的一个单一动作所切除的工件材料层。切削层尺寸平面：通过切削刃基点并垂直于该点主运动方向的平面。切削刃基点：切削刃等分中点。例：平行四边形BCDF即为切削层尺寸平面，它截切削层于BCDE四边形。（1）切削层公称横截面积AD（切削面积）：是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积，单位：mm2。AD=aspf。（2）切削层公称宽度bD（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。（3）切削层公称厚度hD（切削厚度）：是指在同一瞬间的切削层横截面积与其公称切削层宽度之比，单位：mm。即。(4)切削层的工艺参数4.材料切除率Q：在特定瞬间，单位时间所切除的材料体积。单位：mm3/s。 Q=1000vc AD

= 1000vc hD bD

= 1000vc aspf

第二节金属切削机床

一、对金属切削机床的基本要求:1. 机床的性能方面:（1）工艺范围:是指机床适应不同加工要求的能力。 1）通用机床 2）专用机床（2）加工精度:是指该机床加工零件表面的实际几何参数与理想几何参数的符合程度，如：零件加工表面的尺寸、形状、位置及粗糙度。（3）生产效率及自动化程度:生产效率即是单位时间内机床所能加工的工件数量。全自动机床、半自动机床、普通机床。（4）人机适应性：人机适应性的基本要求是可靠、安全和舒适。 2. 机床的经济性方面：两方面：机床制造厂的经济效益、机床使用厂的经济效益。产品定义、外观设计、结构设计、工艺设计、成本核算、质保措施、运输安装、合理使用、维修折旧，报废回收。机床品种系列化、零部件通用化和标准化是生产和使用机床的一项重要的技术经济措施。

二、金属切削机床的分类：（1）按机床的加工性能分类：车床C、钻床 Z、铣床X 、镗床T、磨床M 、齿轮加工机床Y、拉床L、螺纹加工机床S、锯床G 、刨插床B、其他机床Q。（2）按机床的通用性分类：1）通用机床2）专门化机床 3）专用机床。（3）按机床的自动化程度分类：1）手动机床2）机动机床3）半自动机床4）全自动机床。（4）按机床的工作精度分类：1）普通精度机床 2）精密机床3）高精度机床。（5）按机床的主要工作部件数目精度分类：1）单刀机床 2）多刀机床3）单轴机床4）多轴机床。（6）按机床的重量和尺寸分类:1）仪表机床2）中型机床3）大型机床 4）重型机床 5）超大型机床.（7）按加工过程的控制方式分类:1）普通机床2）数控机床3）加工中心4）柔性制造单元.

三、金属切削机床型号的编制:1.机床的技术参数及其结构尺寸系列:机床的技术参数是表示机床尺寸大小及加工能力的各种数据。2、机床的技术参数包括：主参数、第二主参数、主要工作部件的结构尺寸（如工作台面）、主要工作部件的移动行程范围、各种运动的速度范围和级数、电机功率、机床轮廓尺寸。主参数：机床主参数是表示机床规格大小的一种参数，它直接反应出机床的加工能力的大小。3、机床型号：机床型号是用来表明机床的类型、通用特性、结构特性、主要技术参数等。

（△）分类代号,○类代号,（○）通用特性、结构特性代号,△组代号,△系代号,△主参数或设计顺序号,（Ⅹ△）主轴数或第二主参数,（○）重大改进顺序,（）其它特性代号.

例：1、C A 6 1 40:C 类代号（车床）,A 通用特性（重大改进序号）,6组代号（卧式车床）,1系代号（1）,40主参数（最大加工直径320mm）.

2、X 6 2：X铣床,6组：卧式升降台铣床 ,2主参数（主轴直径20mm）.

3、Y 3 1 50 E：Y齿轮加工机床,3组：滚齿机,1系代号（1）,50主参数（最大工件直径500mm）,E 重大改进序号.

4、Z 5 25：Z钻床,5组：立式钻床,25主参数（最大钻孔直径25mm）.