零件表面的成形与机械加工运动讲稿.ppt

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1、关于零件表面的成形关于零件表面的成形与机械加工运与机械加工运动第一页，讲稿共四十四页哦LOGO第一节第一节 零件表面的成形与机械加工运动零件表面的成形与机械加工运动第二章第二章 金属切削的基本知识金属切削的基本知识 第二页，讲稿共四十四页哦零件表面的成形零件表面的成形一一二二二二一一本本节节教教学学内内容容机械加工运动机械加工运动第一节第一节 零件表面的成形与机械加工运动零件表面的成形与机械加工运动切削过程中的工件表面切削过程中的工件表面四四三三切削用量、切削时间、金属切除率切削用量、切削时间、金属切除率切削用量、切削时间、金属切除率切削用量、切削时间、金属切除率合成切削运动与合成切削运动速度

2、合成切削运动与合成切削运动速度五五第三页，讲稿共四十四页哦本节教学要求：本节教学要求：（1 1）掌握零件表面的成形方法（形成发生线的四）掌握零件表面的成形方法（形成发生线的四种方法）种方法）（2 2）熟知零件机械加工中的运动和切削用量的基本）熟知零件机械加工中的运动和切削用量的基本知识。知识。（3 3）掌握切削时间、金属切除率的计算。）掌握切削时间、金属切除率的计算。本本节节教教学学要要求求第一节第一节 零件表面的成形与机械加工运动零件表面的成形与机械加工运动 第四页，讲稿共四十四页哦本本节节教教学学重重点点难难点点本节教学重点：本节教学重点：本节教学难点：本节教学难点：零件表面的成形方法零件

3、表面的成形方法第一节第一节 零件表面的成形与机械加工运动零件表面的成形与机械加工运动（1 1）零件表面的成形方法）零件表面的成形方法（2 2）零件机械加工中的运动和切削用量的基本知）零件机械加工中的运动和切削用量的基本知识。识。（3 3）切削时间、金属切除率的计算。）切削时间、金属切除率的计算。第五页，讲稿共四十四页哦一、零件表面的成形一、零件表面的成形第一节第一节 零件表面的成形与机械加工运动零件表面的成形与机械加工运动零零件件表表面面的的成成形形1.1.零件表面的构成零件表面的构成成形表面成形表面零件上的零件上的常见表面常见表面平面平面圆柱面圆柱面特殊表面特殊表面圆锥面圆锥面第六页，讲稿共

4、四十四页哦机器零件上常用的各种典型表面机器零件上常用的各种典型表面零零件件表表面面的的成成形形第七页，讲稿共四十四页哦 零零件件表表面面可可以以看看成成是是由由一一条条线线（母母线线）沿沿着着另另一一条条线线（导导线线）运运动动（移移动动或或旋旋转转）而而形形成成的的。母母线线和和导线，统称发生线。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。母线和导线相对位置不同，所形成的表面也不同。直直母母线线、圆圆导导线线相相对对位位置置不不同同就就分分别别形形成成了了圆圆柱柱面面、圆锥面和回转双曲面。圆锥面和回转双曲面。可可逆逆表表面面：母母线线、导导线线可可以以互互换换，如如平平面面

5、、圆圆柱面。柱面。非非可可逆逆表表面面：母母线线、导导线线不不可可互互换换，如如圆圆锥锥面面、螺螺旋面。旋面。2.2.零件表面的成形零件表面的成形零零件件表表面面的的成成形形第八页，讲稿共四十四页哦零件表面的成形零件表面的成形1-母线母线2-导线导线零零件件表表面面的的成成形形第九页，讲稿共四十四页哦零件表面的成形零件表面的成形零零件件表表面面的的成成形形1-母线母线2-导线导线第十页，讲稿共四十四页哦3.3.零件表面成形的方法零件表面成形的方法（发生线的形成方法）（发生线的形成方法）（发生线的形成方法）（发生线的形成方法）零零件件表表面面的的成成形形零件表面成零件表面成形的方法形的方法（1）

6、轨迹法轨迹法（2）成形法）成形法（3）相切法）相切法（4）展成法）展成法第十一页，讲稿共四十四页哦零零件件表表面面的的成成形形1-1-切削点切削点/线线 2-2-发生线发生线 3-3-轨迹运动轨迹运动（1 1）轨迹法（仿形法）轨迹法（仿形法）利用刀具做一定规律的轨迹运动，来形成所需工件表面形状的方法。利用刀具做一定规律的轨迹运动，来形成所需工件表面形状的方法。刀具切削刃与工件表面之间为近似点接触，发生线是通过刀具与工件之间刀具切削刃与工件表面之间为近似点接触，发生线是通过刀具与工件之间的相对运动，由刀尖的运动轨迹来实现的的相对运动，由刀尖的运动轨迹来实现的。母线和导线都是由刀具的运动母线和导线

7、都是由刀具的运动轨迹形成的。轨迹形成的。第十二页，讲稿共四十四页哦（1 1）轨迹法（仿形法）轨迹法（仿形法）零零件件表表面面的的成成形形第十三页，讲稿共四十四页哦（2 2）成形法）成形法零零件件表表面面的的成成形形1-1-切削点切削点/线线 2-2-发生线发生线 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。刀具切削刃与工件表面之间为线接触，切削刃的形状与形方法。刀具切削刃与工件表面之间为线接触，切削刃的形状与形成工件表面的一条发生线完全相同，另一条发生线由刀具和工件成工件表面的一条发生线完全相同，另一条发生线由刀具和工件的相对运

8、动来实现。的相对运动来实现。母线母线刀具的切削刃；导线刀具的切削刃；导线刀具相对于工刀具相对于工件的运动轨迹。件的运动轨迹。第十四页，讲稿共四十四页哦（2 2）成形法）成形法零零件件表表面面的的成成形形第十五页，讲稿共四十四页哦（3 3）相切法）相切法零零件件表表面面的的成成形形1-1-切削点切削点/线线 2-2-发生线发生线 3-3-轨迹运动轨迹运动 利用边利用边旋转刀具旋转刀具旋转边做轨迹运动来形成所需工件表面形状的方旋转边做轨迹运动来形成所需工件表面形状的方法。采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工工件时，刀具一边旋转一边沿一法。采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工工件时，刀具一边旋转一边沿一定轨迹运动，

9、刀具的各个切削刃的运动轨迹共同形成了曲面的发生线。定轨迹运动，刀具的各个切削刃的运动轨迹共同形成了曲面的发生线。切削出的工件表面是刀具各点的切平面。切削出的工件表面是刀具各点的切平面。母线母线刀具切削刃；导线刀具切削刃；导线刀具运动轨迹。刀具运动轨迹。第十六页，讲稿共四十四页哦（4 4）展成法）展成法（滚切法、包络法）（滚切法、包络法）零零件件表表面面的的成成形形1-1-切削点切削点/线线 2-2-发生线发生线 3-3-轨迹运动轨迹运动 利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。对各齿利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。对各齿形表面进行加工时，刀具和工件间做展成运动即啮合

10、运动。形表面进行加工时，刀具和工件间做展成运动即啮合运动。母线母线切削刃瞬时位置的包络线；导线切削刃瞬时位置的包络线；导线刀具沿齿长方向的运动形成。刀具沿齿长方向的运动形成。第十七页，讲稿共四十四页哦（4 4）展成法）展成法零零件件表表面面的的成成形形第十八页，讲稿共四十四页哦4.4.零件的成形方法零件的成形方法1.1.材料成形工艺材料成形工艺 在在加加工工过过程程中中材材料料的的形形状状、尺尺寸寸、性性能能等等发发生生变变化化，而而重重量量近近似似等等于于加加工工前前的的重重量量。如如铸铸铸铸造造造造、锻锻锻锻造造造造、压压压压力力力力加加加加工工工工、粉粉粉粉末末末末冶冶冶冶金金金金、注注

11、注注塑塑塑塑成成成成形形形形等等，这这些些方方法法多多用用于于毛毛坯坯制制造造，但但也也可直接成形零件。可直接成形零件。2.2.材料去除工艺材料去除工艺 以以一一定定的的方方式式从从工工件件上上去去除除多多余余的的材材料料，得得到到所所需需形形状状、尺尺寸寸的的零零件件。如如切切削削加加工工、磨磨削削加加工工、特特种种加加工工等。等。3.3.材料累加工艺材料累加工艺 利利用用一一定定的的方方式式是是零零件件的的重重量量不不断断增增加加的的工工艺艺方方法法。传传统统的的累累加加方方法法有有焊焊接接、粘粘接接、铆铆接接、过过盈盈配配合合、电电铸铸、电镀和快速原型制造电镀和快速原型制造（RPM）等。

12、等。零零件件表表面面的的成成形形第十九页，讲稿共四十四页哦二、机械加工运动二、机械加工运动1.1.表面成形运动（切削运动）表面成形运动（切削运动）机机械械加加工工运运动动常见典型表面成形运动常见典型表面成形运动 保证得到工件表面形状的运动，即形成发生线的运保证得到工件表面形状的运动，即形成发生线的运动。动。第二十页，讲稿共四十四页哦根据运动之间相互关系的不同可分为：根据运动之间相互关系的不同可分为：机机械械加加工工运运动动（1 1）简单成形运动）简单成形运动 是是独立的成形运动、独立的成形运动、最基本的运动。如车最基本的运动。如车外圆、刨平面的两个运动各自独立。外圆、刨平面的两个运动各自独立。

13、（2 2）复合成形运动）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。一个螺纹导程。1.1.表面成形运动（切削运动）表面成形运动（切削运动）第二十一页，讲稿共四十四页哦机机械械加加工工运运动动（1 1）主运动）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使工件与刀具之间产生相对运动以进行切削的最基本的的、最主要的运动。最主要的运动。速度最高，消耗功率最多速度最高，消耗功率最多，通常只有一个，可以是，通常只有一个，可以是直线直线或或回转的

14、。回转的。（2 2）进给运动）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。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。以是直线的或回转的；可以是连续的或间歇的。根据成形运动在切削过程中所起作用的不同可分为根据成形运动在切削过程中所起作用的不同可分为1.1.表面成形运动（切削运动）表面成形运动（切削运动）第二十二页，讲稿共四十四页哦2.2.辅助运动辅助运动（1 1）空行程运动空行程运动 刀架、工作台的刀架、工作台的快进、快退快进、

15、快退等等（2 2）切入运动切入运动 刀具相对于工件表面的深入运动刀具相对于工件表面的深入运动（3 3）分度运动分度运动 使工件或刀具回转到所需角度使工件或刀具回转到所需角度（4 4）操纵及控制运动操纵及控制运动 变速、换向、起停等变速、换向、起停等 机机械械加加工工运运动动第二十三页，讲稿共四十四页哦下面切削加工中哪些是主运动，哪些是进给运动。下面切削加工中哪些是主运动，哪些是进给运动。机机械械加加工工运运动动第二十四页，讲稿共四十四页哦三、切削过程中的工件表面三、切削过程中的工件表面切切削削过过程程中中的的工工件件表表面面切削运动与切削加工中的工件表面切削运动与切削加工中的工件表面第二十五页

16、，讲稿共四十四页哦三、切削过程中的工件表面三、切削过程中的工件表面切切削削过过程程中中的的工工件件表表面面切削运动与切削加工中的工件表面切削运动与切削加工中的工件表面第二十六页，讲稿共四十四页哦 三、切削过程中的工件表面三、切削过程中的工件表面切切削削过过程程中中的的工工件件表表面面第二十七页，讲稿共四十四页哦切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率（一）切削用量（一）切削用量 四、切削用量、切削时间与金属切除率四、切削用量、切削时间与金属切除率切削用量是用切削用量是用来表示主运动来表示主运动和进给运动参和进给运动参数的数量的，数的数量的，以便于调整机以便于调整机床。床。第二

17、十八页，讲稿共四十四页哦式中式中 d做主运动回做主运动回转体上选定点的回转直转体上选定点的回转直径，径，mm；n主运动的转主运动的转速，速，r/min。切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率1.1.切削速度切削速度vc 切削速度切削速度vc：主运动的线速度。主运动的线速度。（1 1）主运动为回转运动时，）主运动为回转运动时，切削速度的计算公式为：切削速度的计算公式为：m/min第二十九页，讲稿共四十四页哦式中 l工作台行程（mm）t工作台往复 运 动 频 率(r/s或r/min)切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率1.1.切削速度切削速度vc 2 2）

18、主运动为直线运动时）主运动为直线运动时,切削速度的计算公式为：切削速度的计算公式为：m/min第三十页，讲稿共四十四页哦切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率2.2.进给速度进给速度vf、进给量、进给量f 和每齿进给量和每齿进给量fz （1）每转进给量）每转进给量f在主运动在主运动每一转每一转或每一行程内刀或每一行程内刀具相对于工件在具相对于工件在进给运动方向上进给运动方向上的相对位移量，的相对位移量，单位是单位是mm/r或或mm/行程。行程。第三十一页，讲稿共四十四页哦切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率2.2.进给速度进给速度vf、进给量、进给量f

19、 和每齿进给量和每齿进给量fz （1）每转进给量）每转进给量f在主运动每一转在主运动每一转或或每一行程每一行程内刀具内刀具相对于工件在进给相对于工件在进给运动方向上的相对运动方向上的相对位移量，单位是位移量，单位是mm/r或或mm/行程行程。第三十二页，讲稿共四十四页哦切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率2.2.进给速度进给速度vf、进给量、进给量f 和每齿进给量和每齿进给量fz （2）每齿进给量）每齿进给量fz多齿刀具每转过多齿刀具每转过一个齿一个齿,刀具相刀具相对于工件在进对于工件在进给运动方向上给运动方向上的相对位移量，的相对位移量，单位是单位是mm/z。第三十三页

20、，讲稿共四十四页哦切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率2.2.进给速度进给速度vf、进给量、进给量f 和每齿进给量和每齿进给量fz 单位时间内刀具相对于工件在进给运动方向上的相对位移单位时间内刀具相对于工件在进给运动方向上的相对位移量，单位是量，单位是mm/min或或mm/s。进给速度进给速度vf、进给量、进给量f 和每齿进给量和每齿进给量fz 和刀具齿数和刀具齿数Z之之间的关系如下：间的关系如下：（3）进给速度）进给速度vf第三十四页，讲稿共四十四页哦 背吃刀量背吃刀量ap：在主运动和进给运动方向相垂直的方向上测量的工件上待加在主运动和进给运动方向相垂直的方向上测量的工

21、件上待加工表面和已加工表面之间的垂直距离。工表面和已加工表面之间的垂直距离。dw工件待加工表面工件待加工表面直径，直径，mm；dm工件已加工表面工件已加工表面直径，直径，mm；3.3.背吃刀量背吃刀量ap （1 1）主运动为回转运动时，）主运动为回转运动时，外圆车削外圆车削 切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率第三十五页，讲稿共四十四页哦dm工件孔直径，工件孔直径，mm。3.3.背吃刀量背吃刀量ap 钻孔钻孔（1 1）主运动为回转运动时）主运动为回转运动时切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率第三十六页，讲稿共四十四页哦式中式中 Hw工件待工件待加工表

22、面厚度，加工表面厚度，mm；Hm工件已加工件已加工表面厚度，工表面厚度，mm。（2 2）主运动为直线运动时，）主运动为直线运动时，刨削平面刨削平面切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率（3 3）背吃刀量）背吃刀量ap 第三十七页，讲稿共四十四页哦式中式中 Hw工件工件待加工表面厚度，待加工表面厚度，mm；Hm工件已加工件已加工表面厚度，工表面厚度，mm。（2 2）主运动为直线运动时，）主运动为直线运动时，铣削平面铣削平面切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率（3 3）背吃刀量）背吃刀量ap 第三十八页，讲稿共四十四页哦 切削时间是切削时直接改变工件尺寸、

23、形状等工艺过程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。所需的时间。它是反映切削效率高低的一种指标。它是反映切削效率高低的一种指标。20车外圆时的切削时间车外圆时的切削时间（二）切削时间（二）切削时间切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率第三十九页，讲稿共四十四页哦车外圆时切削时间车外圆时切削时间tm可由下式计算：可由下式计算：式中式中 tm切削时间，切削时间，min；l刀具行程长度，刀具行程长度，mm；其中；其中lw为工件长度；为工件长度；l1为为切入长度；切入长度；l2为切出长度。为切出长度。d工件直径，工件直径，mm；Z半径方向加工余量，半径方向加工

24、余量，mm。切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率（二）切削时间（二）切削时间第四十页，讲稿共四十四页哦（三）金属切除率（三）金属切除率 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。它是衡量切削效率高低的另一种指标。由下式计算。切切削削用用量量、切切削削时时间间与与金金属属切切除除率率第四十一页，讲稿共四十四页哦五、合成切削运动与合成切削运动速度五、合成切削运动与合成切削运动速度 合合成成切切削削运运动动与与合合成成切切削削运运动动速速度度 当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某一点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。削运动速度向量表示。合成切削运动速合成切削运动速度向量等于主运动速度向量等于主运动速度与进给运动速度的度与进给运动速度的向量和。即向量和。即 第四十二页，讲稿共四十四页哦思思考考题题与与习习题题思考题与习题：思考题与习题：P77 2.1、2.2、2.3第一节第一节 零件表面的成形与机械加工运动零件表面的成形与机械加工运动第四十三页，讲稿共四十四页哦感谢大家观看第四十四页，讲稿共四十四页哦