机械零件加工表面的形成及制造技术管理基础

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械制造技术,基础,刘英 副教授,重庆大学,课程介绍及要求,一、课程内容和目的,二、特点,三、重要性,四、学习要求,五、参考书,参考书,金属切削原理与刀具,互换性与测量技术（公差）,金属切削机床,机械制造工艺学,机床夹具设计,第,一,章,绪论,机械制造业的作用与现状,第,二,章,机械零件加工表面的形成,机器的组成：,合件1,组件1,合件2,部件1,组件2,组件3,部件3,合件3,机 器,部件2,零件,汽车的组成：,汽车,变速箱部件,转向器部件,发动机部件,驱动桥部件,车架,车厢,驾驶室,曲轴组件,连杆活塞组件,凸轮轴组件,发动机缸体,发动机缸盖,飞轮,机油泵组件,连杆合件,活塞,活塞环,活塞销,连杆体,连杆盖,铜套,机器的组成：,合件1,组件1,合件2,部件1,组件2,组件3,部件3,合件3,机 器,部件2,零件,机械零件的表面：,例：,如 轴 圆柱面,平面,如 箱体,孔（圆柱面）,平面,如 齿轮 平面,圆柱面,渐开线表面,机械零件的表面：,机械零件的表面,非加工表面,加工表面,（重要的工作表面）,有一定的精度要求和粗糙度要求,通过机械加工保证,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,零件的,常用表面,平面,圆柱面,特殊表面,成型表面,圆锥面,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,。,例、工件表面的形成,图2-2 组成工件轮廓的几何表面,导线,导线,导线,导线,母线,导线,母线,母线,母线,母线,母线,母线,导线,导线,导线,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。,图2-3 形成发生线所需的运动,3.发生线的形成,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。,图2-3 形成发生线所需的运动,3.发生线的形成,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。,图2-3 形成发生线所需的运动,3.发生线的形成,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。,图2-3 形成发生线所需的运动,4. 表面成型运动,例:,车削外圆柱面的成形运动,4. 表面成型运动,例:,常见典型表面成形运动,二、切削运动与切削要素,1.切削加工中的工件表面,二、切削运动与切削要素,2.切削运动与切削用量,切削运动,主运动,进给运动,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。,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，是指切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度，用,v,c,表示，,单位：,m/min,（,或,m/s,）。,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，是指切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，用,v,c,表示，,单位：,m/min,（,或,m/s,）。,外圆车削时，切削速度的计算公式为,：,(2) 进给运动,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。,图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层,(2) 进给运动,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。,图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层,(2) 进给运动,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,v,f,表示，单位常取为,(,mm/s),或,(,mm/min),图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层,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,v,f、,进给量,f、,每齿进给量,f,z,和刀具齿数,Z,之间的关系如下：,v,f =,nf,=,nzf,z,(3) 刀具的工作平面,切削过程中刀具的工作平面是指:,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,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,(4) 吃刀量,在一般切削加工中，常用的吃刀量有背吃刀量,a,sp（,或,a,p）,和侧吃刀量,a,se（,或,a,e）,两个，其单位为,mm,。,例：车削 背吃刀量,a,sp；,铣削 背吃刀量,a,sp、,侧吃刀量,a,se,(5) 背吃刀量,背吃刀量是指,过切削刃选定点在垂直于工作平面方向上测量的吃刀量。,例：外圆车削,图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层,(5) 背吃刀量,背吃刀量是指,过切削刃选定点在垂直于工作平面方向上测量的吃刀量。,例：外圆车削,切削用量三要素,背吃刀量,a,sp、,进给量,f,切削速度,v,c,(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的方向；,合成切削速度,v,e：,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,。,图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层,二、切削运动与切削要素,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。,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,（1）切削层公称横截面积,A,D（,切削面积）：,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：,mm,2,。,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,（1）切削层公称横截面积,A,D（,切削面积）：,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：,mm,2,。,A,D=,a,sp,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,b,D（,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,c,BCDF,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,b,D,即为切削层公称宽度，实际横截面积,BCDE,就是切削面积。,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,（3）切削层公称厚度,h,D（,切削厚度）：,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,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,3.切削层参数,(4)切削层的工艺参数,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,4.材料切除率,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：,mm,3,/s。,Q,=1000,v,c,AD,=1000,v,c,hD,bD,=1000,v,c,a,sp,f,