機械制造技術(shù)任課教師：閆芳電話箱：yfqust@163.com第二章機械加工工藝系統(tǒng)機械加工運動與切削用量金屬切削機床金屬切削刀具夾具本章要點指出各種加工方法的切削運動切削用量及計算機床傳動夾具車刀及角度標注第二章機械加工工藝系統(tǒng)

第一節(jié)機械加工運動與切削用量引入：切削加工工藝都是構(gòu)成零件的各種表面的成形過程。切削加工成形過程是通過刀具與被加工零件的相對運動來完成的。這一過程是通過什么來完成的？----機械加工工藝系統(tǒng)（金屬切削機床、刀具、夾具、工件）★金屬切削機床

為刀具和工件提供運動和動力★刀具

直接對零件進行切削★夾具

安裝被加工工件，使之在機床中占有正確位置

第一節(jié)機械加工運動與切削用量

第一節(jié)機械加工運動與切削用量圖聚晶金剛石車刀實物照片圖

麻花鉆實物照片圖圓柱形銑刀,三面刃銑刀實物照片

第一節(jié)機械加工運動與切削用量圖

轉(zhuǎn)塔刀架自動換刀

第一節(jié)機械加工運動與切削用量圖

手動換刀三爪卡盤四爪卡盤萬向平口鉗回轉(zhuǎn)工作臺分度頭圖

通用夾具

第一節(jié)機械加工運動與切削用量一、機械加工運動1、成形運動定義：為得到零件表面的幾何形狀所需的運動?！锔鶕?jù)工件表面形狀和成形方法的不同★切削運動復合成形運動簡單成形運動分類：定義：刀具和工件之間的相對運動分類：主運動和進給運動切削運動為了獲得形狀精度、位置精度、尺寸精度和表面質(zhì)量都符合要求的工件，必須切除工件表面上多余的金屬層，此時刀具與工件間必須有相對運動，即切削運動。對于車削而言，切削運動就是工件作回轉(zhuǎn)運動，刀具作直線運動。依其作用的不同，可把切削運動分為主運動與進給運動。

主運動——切下切屑所需要的最基本的運動，是刀具與工件之間最主要的相對運動。◆特點：消耗功率最大，速度最高。有且僅有一個?！暨\動形式：旋轉(zhuǎn)運動（車削、鏜削的主軸運動）直線運動（刨削、拉削的刀具運動）◆運動主體：工件（車削）；刀具（銑削）。主運動圖

外圓車削的切削運動圖平面刨削的切削運動

進給運動——是指使新的金屬層不斷投入切削過程并使其在所需方向上繼續(xù)下去的運動。

◆特點：速度一般較低，功率也較少。其數(shù)量可以是一個，也可以是多個◆運動形式：連續(xù)運動：如車削；間歇運動：如刨削。

一個運動，如鉆削；多個運動，如車削時的縱向與橫向進給運動；沒有進給運動，如拉削。◆運動主體：工件，如銑削、磨削；刀具，如車削、鉆削圖

外圓車削的切削運動進給運動練習：分析如圖所示切削加工的主運動和進給運動零件不同表面加工時的切削運動

第一節(jié)機械加工運動與切削用量機床名稱主運動進給運動臥式車床工件旋轉(zhuǎn)運動車刀縱向、橫向、斜向直線移動鉆床鉆頭旋轉(zhuǎn)運動鉆頭軸向移動臥銑、立銑銑刀旋轉(zhuǎn)運動工件縱向、橫向、斜向直線移動牛頭刨床刨刀往復運動工件橫向間歇移動或刨刀垂向、斜向間歇移動龍門刨床工件往復運動刨刀橫向、垂向、斜向間歇移動外圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復移動，砂輪橫向移動內(nèi)圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復移動，砂輪橫向移動平面磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件往復移動，砂輪橫向、垂向移動機床的切削運動ve合成切削運動

合成運動——主速度與進給速度的合成，是個阿基米德螺旋線。

第一節(jié)機械加工運動與切削用量2、輔助運動定義：除主運動和進給運動外，為完成機床工作循環(huán)，需要的一些其它運動?！锟招谐踢\動

刀架、工作臺的快速接近和退出★切入運動

保證被加工面獲得所需尺寸，刀具相對于工件表面的深入運動★分度運動

使工件或刀具回轉(zhuǎn)到所需要的角度，多用于加工若干個完全相同的沿圓周均勻分布的表面★操作及控制運動

變速、換向、啟停及工件的裝夾分類：

第一節(jié)機械加工運動與切削用量

第一節(jié)機械加工運動與切削用量二、切削用量1、切削過程中工件上的表面待加工表面——加工時即將切除加工余量的工件表面。

第一節(jié)機械加工運動與切削用量

已加工表面——已被切去多余金屬而形成的工件新表面。

第一節(jié)機械加工運動與切削用量

過渡表面——正在形成的那部分表面，它是待加工表面與已加工表面的連接表面，是切削過程中不斷變化著的表面。切削速度進給量被吃刀量2、切削用量

切削速度vc

（m/s或m/min）定義：在單位時間內(nèi)，工件和刀具沿主運動方向的相對位移。注：切削速度是主運動的線速度。（1）當主運動為旋轉(zhuǎn)運動時，切削速度為：注：為了便于記憶，在計算前d與n均先化為國際標準單位m、r/s，則上式變?yōu)閙/s（2）當主運動為往復直線運動（如刨削）時，切削速度為：式中：nr—主運動每分鐘往復次數(shù)（次/min）；

L—往復直線運動行程長度（mm）。式中：d—作主運動的回轉(zhuǎn)體上某一點的回轉(zhuǎn)直徑（mm）

n—工件或刀具的轉(zhuǎn)速(r/s或r/min）定義：工件或刀具每轉(zhuǎn)一周（或每往復一次），沿進給方向的相對位移。進給量f

（mm/r或mm/行程）定義：指單位時間內(nèi)的進給量?！暨M給速度vf（mm/s或mm/min）進給量、進給速度與沒每齒進給量之間的關(guān)系為：定義：即多齒刀具每轉(zhuǎn)或每行程中每齒相對于工件在進給運動方向上的相對位移◆每齒進給量fz

（mm/齒）式中：z—齒數(shù)背吃刀量ap

（mm）切削深度（1）當主運動為回轉(zhuǎn)運動時定義：待加工表面與已加工表面之間的垂直距離?！?/p>

車外圓●

鉆孔（2）當主運動是直線運動時例題：

車外圓時工件加工前直徑為62mm，加工后直徑為56mm，工件轉(zhuǎn)速為4r/s，刀具每秒鐘沿工件軸向移動2mm，工件加工長度為110mm，切入長度為3mm，求vc、ap。解：

vc=πdn/1000=π·62·4/1000

=0.779m/sap=(dw-dm)/2=(62-56)/2=3mm

第二節(jié)金屬切削機床一、機床概述1、機床的作用和特點作用：制造機器的機器，被稱為工作母機★根據(jù)加工工藝方法不同分類：金屬切削機床鍛壓機床電加工機床鑄造機床熱處理機床用切削加工的方法將金屬毛坯加工成機器零件的工藝裝配提供刀具與工件之間的相對運動；提供動力

★按金屬切削機床的加工性質(zhì)和所刀具分成為11大類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨床、插床、拉床、鋸床和其它機床?！?/p>

按通用程度通用機床專門化機床專用機床第二節(jié)金屬切削機床

★

按機床重量輕型機床中型機床重型機床★

按加工精度普通精度級精密超精密級★

按自動化程度手動機動半自動化自動化第二節(jié)金屬切削機床

第一節(jié)機械加工運動與切削用量

注：1）有“□”符號者，為大寫的漢語拼音字母；

2）有“△”符號者，為阿拉伯數(shù)字；

3）有“（）”的代號或數(shù)字，當無內(nèi)容時則不表示，有內(nèi)容時應去掉括號分類代號類別代號通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號組別代號型別代號主參數(shù)或設計順序號主軸數(shù)（用“·”分開）重大改進序號同一型號機床的變型代號(用“／”分開)最大跨距、最大工件長度、工作臺長度等第二參數(shù)(用“×”分開)(△)

□

(□)

△

△

△△

(·△)

(□)

(／△)

(×△)2、機床的型號編制第二節(jié)金屬切削機床（1）機床的類別代號機床的類別代號用大寫的漢語拼音字母表示，如表1.1所示。若每類又有分類，則在類別代號之前用阿拉伯數(shù)字表示。（2）機床的特性代號機床的特性代號表示機床所具有的特殊性能，包括通用特性和結(jié)構(gòu)特性，用字母表示。當某類機床除了有普通型外，還有某種特性時，應在類別代號之后加特性代號予以區(qū)別。如表1.2所示為機床的通用特性代號。通用特性的代號在各類機床中所表示的意義相同；結(jié)構(gòu)特性代號無統(tǒng)一規(guī)定，在不同的機床中含義也不相同，用于區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機床。第二節(jié)金屬切削機床第二節(jié)金屬切削機床第二節(jié)金屬切削機床（3）機床的組別代號和系列代號機床的組別代號和系列代號用兩位阿拉伯數(shù)字表示，前者表示組別，后者表示系列。每類機床按其結(jié)構(gòu)性能及使用范圍劃分為10個組，每個組又劃分為10個系，分別用數(shù)字0～9表示。金屬切削機床的類、組劃分見表1.3所示。（4）機床主參數(shù)和設計順序號機床主參數(shù)代表機床規(guī)格的大小，用折算值（主參數(shù)乘以折算系數(shù)）表示。各類機床的主參數(shù)及折算系數(shù)見表1.4所示。第二主參數(shù)一般是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度、工作臺工作長度等等。第二主參數(shù)也用折算值表示。第二節(jié)金屬切削機床（5）機床的重大改進順序號當機床的性能及結(jié)構(gòu)布局有重大改進，并按新產(chǎn)品重新設計、試制和鑒定時，在原有機床型號的尾部，加重大改進號，以區(qū)別于原有機床型號。序號按A、B、C、……的字母順序選用。（6）其它特性代號主要用以反映各類機床的特性，如對數(shù)控機床，可用來反映不同的數(shù)控系統(tǒng)；對于一般機床可用來反映同一型號機床的變型等。其它特性代號用漢語拼音字母或阿拉伯數(shù)字或二者的組合來表示。第二節(jié)金屬切削機床（7）企業(yè)代號生產(chǎn)企業(yè)單位的代號。例如Z3040×16/S2型搖臂鉆床型號中：Z——類別代號（鉆床類）；3——組別代號（搖臂鉆床組）；0——系別代號（搖臂鉆床系）；40——主參數(shù)（最大鉆孔直徑40mm）；16——第二主參數(shù)（最大跨距1600mm）；S2——企業(yè)代號（中捷友誼機床廠代號）。第二節(jié)金屬切削機床

1）動力部分：動力源，為機床提供動力2）運動部分（傳動系統(tǒng)）★作用把動力源輸出的運動進行變換、傳遞，使刀具和工件獲得所需的切削速度、進給量?！?/p>

組成主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)和液壓進給系統(tǒng)★

傳動形式機械、液壓、氣動、電氣機械傳動包括帶傳動、齒輪傳動、渦輪蝸桿傳動、齒輪齒條傳動和絲桿螺母傳動3、機床的構(gòu)成第二節(jié)金屬切削機床

齒輪傳動是目前機床中應用最多的一種傳動方式，這種傳動方式種類多，如直齒、斜齒、人字齒、圓弧齒輪傳動等，最常見的是直齒圓柱齒輪。

采用這種方式，只能由蝸桿帶動蝸輪傳動，其傳動的優(yōu)點是：可獲得較大的降速比，傳動平穩(wěn)、噪音小，結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點是傳動效率低，并需要良好的潤滑條件。

齒輪齒條傳動機構(gòu)可將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動（當齒輪為主動輪時），也可將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動（當齒條為主動件時），在實際運用中，以前者居多。齒輪齒條傳動的效率很高，但制造精度不高時，傳動的平穩(wěn)性和準確性較差。

絲桿、螺母傳動可使旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動，例如在車床上車螺紋時，絲桿旋轉(zhuǎn)，合上開合螺母后，刀架便作縱向運動。其傳動的優(yōu)點是工作平穩(wěn)，無噪音，其缺點是傳動效率較低。

3）支撐及定位部分★作用：

①安裝或支撐固定的或運動的部件，如床身，底座，立柱等②使刀具和工件保持正確的相對位置，如導軌，工作臺，用于刀具和夾具的定位原件4）控制部件★作用

啟動和停止機床的工作，改變機床各種運動的大小、方向、相互關(guān)系，改變機床各部分的工作狀態(tài)★組成

各種操作機構(gòu)、電器電路、調(diào)整機構(gòu)、檢測裝置3、機床的構(gòu)成第二節(jié)金屬切削機床

主電機及變速機構(gòu)主軸箱進給箱卡盤中心架溜板箱尾架絲桿光桿圖

臥式車床的基本結(jié)構(gòu)及運動1—主軸箱2—夾盤3—刀架4—后頂尖5—尾座6—床身7—光杠8—絲杠9—溜板箱10—底座11—進給箱XZn

◆普通車床（1）運動源

提供運動和動力的裝置。異步電動機、直流交流電機、伺服電機（2）傳動裝置

把動力源的運動和動力傳遞給執(zhí)行件，還需完成變速、變向、改變運動形式等任務。機床的傳動裝置有機械、液壓、電氣、氣壓等多種形式。（3）執(zhí)行件

執(zhí)行機床運動的部分，如主軸、刀架、工作臺，其任務是帶動工件或刀具完成一定形式的運動。第二節(jié)金屬切削機床4、機床的傳動系統(tǒng)與傳動原理傳動鏈N傳動鏈3傳動鏈2傳動鏈1傳動系統(tǒng)運動源傳動裝置執(zhí)行件運動源傳動裝置執(zhí)行件運動源傳動裝置執(zhí)行件運動源傳動裝置執(zhí)行件◆傳動鏈：由運動源、執(zhí)行件和兩者之間的傳動裝置構(gòu)成傳動聯(lián)系，稱為傳動鏈?！魝鲃酉到y(tǒng)：各種運動的傳動鏈的總和。分為主傳動系統(tǒng)和進給傳動系統(tǒng)?！舴诸?(1)有級變速:①

傳動比和傳動方向固定不變的定比傳動機構(gòu)，如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等；

②按加工要求可以變換傳動比和傳動方向的傳動機構(gòu)，稱為換置機構(gòu)，如掛輪變速機構(gòu)、滑移齒輪變速機構(gòu)和離合器變速機構(gòu)等。(2)無級變速:

液壓傳動-磨床主軸箱溜板箱進給箱ⅠⅢⅡⅣⅤⅥ注：假想線代表定比傳動機構(gòu)，棱形塊代表換置機構(gòu)?！魝鲃釉韴D：為了便于研究機床的傳動系統(tǒng)聯(lián)系，常用一些