1、第二章、 機械加工工藝系統2.1 零件表面的成形與機械加工運動一、零件表面的成形工件的加工表面及其形成方法1. 機械零件常用的表面形狀零件的常用表面平面圓柱面特殊表面成型表面圓錐面2. 工件表面的形成 工件表面可以看成是一條線沿著另一條線移動或旋轉而形成的。并且我們把這兩條線叫著母線和導線，統稱發生線。1、 成型法利用成形刀具來形成發生線，對工件進行加工的方法。2、 軌跡法靠刀尖的運動軌跡來形成所需 要表面形狀的方法。 3、 相切法由圓周刀具上的多個切削點來共同形成所需工件表面形狀的方法4、 展成法利用工件和刀具作展成切削運動來形成工件表面的方法。三、切削用量與切削層參數1、切削速度，是指切削

2、刃選定點相對于工件的主運動的瞬時速度，用vc表示， 單位：m/min（或m/s）。 外圓車削時，切削速度的計算公式為：進給速度：指切削刃選定點相對于工件進給運動的瞬時速度，用vf表示，單位常取為(mm/s)或(mm/min) 2、進給量f每齒進給量f進給速度vf、進給量f、每齒進給量fz 和刀具齒數Z之間的關系如下： vf = nf= nzfz2.2 工件一、概述二、工件的安裝與基準安裝基準工藝基準：定位基準裝配基準測量基準設計基準：在零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準，稱為設計基準。設計、零件圖上的基準，零件圖上的基準。工藝基準：零件在加工和裝配過程中所使用的基準，稱為工藝基準。工藝基

3、準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、定位基準和工序基準。定位基準：加工時，使工件在機床或夾具中占據一正確位置所用的基準，稱為定位基準。在加工中作定位用，可分為粗基準和精基準兩種。裝配基準：裝配時用以確定零件在部件或產品中位置的基準稱為裝配基準。測量基準：零件檢驗時，用以測量已加工表面尺寸及位置的基準，稱為測量基準。工序基準：在工藝文件上用以標定加工表面位置的基準，稱為工序基準。其加工尺寸叫做工序尺寸2.3 金屬切削機床一、機床概述1、機床的作用和特點 用金屬切削機床刀具切削的方法將金屬毛坯加工成零件的機器 制造機器的機器機床的分類按加工性質、刀具： 車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺

4、紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機床、鋸床、其它機床 機床的分類、型號和技術參數 按應用范圍（通用性程度）：通用機床專門化機床專用機床機床的分類臥式車床、萬能升降臺銑床絲桿車床、曲軸車床、凸輪軸車床機床主軸箱專用鏜床、組合機床加工范圍廣，通用性強 用于單件小批生產工藝范圍窄 用于某類零件特定工序的加工工藝范圍最窄 用于特定工序的加工、大批量生產按重量與尺寸：儀表機床中型機床（一般機床）大型機床（10t30t）重型機床（30t100t）超重型機床（大于100t）機床的分類按機床主要工作部件的數目：單軸多軸單刀多刀（）（） （）（）/ （）（-）分類代號機床的型號類別代號 通用特性、結構特

5、性代號組代號系代號主參數或設計順序號主軸數或第二主參數重大改進順序號其它特性代號企業代號類別 車床 鉆床 鏜床 磨 床 齒輪加工機床 螺紋加工機床 銑床 刨插床 拉床 特種加工機床 鋸床 其它機床 代號CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車鉆鏜 磨 2磨 3磨 牙 絲 銑 刨 拉 電 割 其 機床的型號（1）機床的類別代號（2）機床的特性代號通用特性高精度精密自動半自動數控加工中心仿形輕型加重型簡式或經濟型柔性加工單元數顯高速代號GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控換仿輕重簡柔顯速機床的型號通用特性代號（2）機床的特性代號機床的型號結構特性代號對于結構、性能不同的機床加結構特性代號予以區別

6、為避免混淆，通用特性代號已用的字母及“I”、“O”都不能作為結構特性代號結構特性代號在機床型號中沒有統一的含義（3）機床的組別代號和系列代號 機床的型號按其結構性能及使用范圍每類機床劃分為10個組每個組又劃分為10個系分別用數字09表示。 金屬切削機床的類、組劃分表機床的型號（4）機床主參數和設計順序號機床主參數代表機床規格的大小用折算值（主參數乘以折算系數）表示第二主參數一般指主軸數、最大跨距、最大工件長度、工作臺工作長度等。第二主參數也用折算值表示 機床的型號（5）機床的重大改進順序號當機床的性能及結構布局有重大改進時加重大改進號A、B、C （6）其它特性代號（7）企業代號高精度萬能外圓磨

7、床M類別代號（磨床類）G通用特性（高精度）1組別代號（外圓磨床組）4系別代號（萬能外圓磨床系）32主參數（最大磨削直徑320mm）A重大改進順序號（第一次重大改進）MG1432A【例】： C A 6 1 4 0 主參數（最大加工直徑320mm） 系代號 （1） 組代號（臥式車床） 通用特性（重大改進序號） 類代號（車床） X 6 2 主參數（主軸直徑20mm） 組：臥式升降臺銑床 銑床 Z 5 25 主參數（最大鉆孔直徑25mm） 組：立式鉆床 鉆床 Y 3 1 50 E 重大改進序號 主參數（最大工件直徑500mm） 系代號 （1） 組：滾齒機 齒輪加工機床 機床的技術性能指標（1）機床的工

8、藝范圍（2）機床的技術參數（3）機床的精度與剛度尺寸參數能加工工件的最大幾何尺寸運動參數能提供運動速度的范圍、數列動力參數電動機額定功率、額定轉速幾何精度運動精度制造精度、相互位置精度回轉運動、直線運動、傳動精度剛度受力作用下抵抗變形的能力工件、刀具、精度、規模車床的傳動原理圖車床的傳動原理內聯系傳動鏈:主軸45if67絲杠外聯系傳動鏈：電動機12iv34主軸 車床的傳動框圖車床的傳動原理一、刀具的類型2.4 刀具二、刀具的結構及幾何參數：1、刀具切削部分的組成刀面前刀面后刀面副后刀面刀刃主切削刃副切削刃刀尖刀尖的類型 1）.正交平面參考系(1)基面pr(2)切削平面ps(3)正交平面po2、

9、刀具的幾何角度1基面pr過切削刃選定點垂直于該點切削速度方向的平面，車刀的基面可理解為平行刀具底面的平面。2切削平面ps過切削刃選定點與切削刃相切并垂直于基面的平面。3正交平面po與正交平面參考系過切削刃選定點同時垂直于切削平面與基面的平面稱為正交平面。pr、ps、po組成一個正交的正交平面參考系。4法平面 pn5假定工作平面pf 、背平面ppprpspo1）主偏角r 主切削刃在基面上的投影與進給運動速度vf 方向之間的夾角。2）副偏角r 副切削刃在基面上的投影與進給運動速度vf反方向之間的夾角。刀尖角r 主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度。r=180-(r r)r是標注角度是

10、否正確的驗證公式之一。4）刃傾角s 主切削刃與基面之間的夾角。5)前角O 前面與基面之間的夾角。6)后角o 后面與切削平面之間的夾角。楔角o 前面與后面之間的夾角，它是個派生角。 它與前角、后角有如下的關系：o90(Oo)o也是判斷標注是否正確的驗證式之一。正交平面作圖分析!刀具的幾何角度2）刀具工作參考系及幾何角度與靜態系統中正交平面參考系建立的定義和程序相似，不同點就在于它以合成切削運動e或刀具安裝位置條件來確定工作參考系的基面pre。 由于工作基面的變化，將帶來工作切削平面pse的變化，從而導致工作前角oe、工作后角oe 的變化。在工作正交平面參考系中，一般考核刀具工作角度(oe 、oe

11、 、re、re、oe 、se)的變化，對刀具角度設計補償量以及對切削加工過程的影響情況。用刃傾角s=0車刀車削外圓時，由于車刀的刀尖高于工件中心，使其基面和切削平面的位置發生變化，工作前角oe增大，而工作后角oe減小。若切削刃低于工件中心，則工作角度的變化情況正好相反。加工內表面時，情況與加工外表面相反。（1)刀尖安裝位置對工作前、后角的影響（2）進給運動對工作前、后角的影響三、刀具材料1. 刀具材料應具備的性能（1）高的硬度和耐磨性（2）足夠的強度和韌性（3）高的耐熱性與化學穩定性（4）有鍛造、焊接、熱處理、磨削加工等良好的工藝性（5）導熱性好，有利于切削熱傳導，降低切削區溫度，延長刀具壽命

12、，便于刀具的制造，資源豐富，價格低廉。刀具材料 2. 常用刀具材料工具鋼包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼。硬質合金有鎢鈷類硬質合金、鎢鈦鈷類硬質合金和鎢鈦鉭（鈮）類硬質合金。陶瓷超硬刀具材料 推廣使用新型刀具材料如涂層刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼等。 高速鋼和硬質合金的主要物理力學性能見表常用刀具材料分為：工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼），硬質合金，超硬刀具材料（包括陶瓷，金剛石及立方氮化硼等）高速鋼高速鋼特別適用于制造結構復雜的成形刀具，孔加工刀具例如各類銑刀、拉刀、齒輪刀具、螺紋刀具等；由于高速鋼硬度，耐磨性，耐熱性不及硬質合金，因此只適于制造中、低速切削的各種刀具。高速鋼按其

13、性能分成兩大類：普通高速鋼和高性能高速鋼。硬質合金硬質合金大量應用在剛性好，刃形簡單的高速切削刀具上，隨著技術的進步，復雜刀具也在逐步擴大其應用。鎢鈷類硬質合金是由WC和 Co燒結而成，代號為YG，一般適用于加工鑄鐵和有色金屬等脆性材料。鎢鈦鈷類硬質合金是以WC為基體，添加TiC，用Co作粘結劑燒結而成，代號為YT，一般適用于高速加工鋼料。添加鉭（鈮）類硬質合金是在以上兩種硬度合金中添加少量其它碳化物（如TaC 或NbC）而派生出的一類硬質合金，代號為YW，既適用加工脆性材料，又適用于加工塑性材料。常用牌號YW1、YW2。 2.5 夾具概述一、夾具概念及構成機床夾具的組成定位元件夾緊裝置對刀、

14、引導元件其它裝置或元件夾具體連接元件二、夾具的分類按使用特點分：（1）通用夾具（2）專用夾具（3）成組夾具（4）組合夾具 （5）隨行夾具按使用機床分：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具按動力源分：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等三、工件在夾具中的定位 1、六點定位原理 未定位工件在空間有六個自由度， 定位就是限制其自由度。合理布置六個定位支承點，使工件上的定位基面與其接觸，一個支承點限制工件一個自由度，使工件六個自由度被完全限制，在空間得到唯一確定的位置，此即六點定位原理。 六點定位原理定位與夾緊的區別： 定位是使工件占有一個正確的位置，夾緊是使工件保持這個正確位置。(1)完全定位與不完全定位工件的六個自由度被完全限制的定位稱完全定位，允許少