机械制造工程学第1章

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1、主要内容金属切削过程及表面质量金属切削机床与常用刀具机械制造工艺与产品质量机械制造工程学教师信息任课教师：张春雷Tel:13908084344E-mail:cl68zh@163.com课程信息总学时：48学时其中课堂讲授：44学时实验：2次（4学时）考试安排：专业统考参考教材1、《机械制造工程原理》清华大学出版社冯之敬2、《机械制造工程学》成都科技大学出版社梁新德等第1章金属切削加工中的基本定义金属切削刀具和工件按一定规律作相对运动，通过刀具上的切削刃切除工件上多余的(或预留的)金属，从而使工件的形状、尺寸精度及表面质量都合乎预定要求，这样的加工称为金属切削加工。在金属切削加工过程中有

2、两个基本要素：一个是成形运动，另一个是刀具。1.1工件表面的形成方法和成形运动1.1.1表面成形方法1.被加工工件的表面形状零件表面是由若干个表面元素组成的，这些表面元素是：(a)平面、(b)直线成形表面、(c)圆柱面、(d)圆锥面、(e)球面、(f)圆环面、(g)螺旋面等。2.工件表面的形成方法各种典型表面都可以看作是一条线(称为母线)沿着另一条线(称为导线)运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线。平面圆柱面圆柱面圆锥面螺旋面圆柱面平面圆锥面圆柱面平面平面圆柱面渐开线表面回转体成型面圆柱面平面母线导线导线母线导线母线母线导线导线母线3.发生线的形成方法及所需的运动发生线是由刀具的切削

3、刃与工件间的相对运动得到的。形成发生线的方法可归纳为四种。(1)成形法；(2)展成法；(3)轨迹法；(4)相切法1.1.2表面成形运动为了获得所需的工件表面形状，必须使刀具和工件按上述四种方法之一完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。1.表面成形运动分析表面成形运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。例如用车刀车削外圆柱面，形成母线和导线的方法，都属于轨迹法。工件的旋转运动B1，产生母线(圆)；刀具的纵向直线运动A2产生导线(直线)。运动B1和A2就是两个表面成形运动。产生母线产生导线(1)成形运动的种类简单运动复合运动(2)零件表面成形所需的成形运动形成表面所需要的成形运动，就是形成母

4、线及导线所需要的成形运动的总和。为了加工出所需的零件表面，机床就必须具备这些成形运动。例1-1用普通车刀车削外圆母线——圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动B1。导线——直线，由轨迹法形成，需要一个成形运动A2。表面成形运动的总数为两个，即Bl和A2，都是简单的成形运动。例1-2用成形车刀车削成形回转表面母线——曲线，由成形法形成，不需要成形运动。导线——圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动B1。表面成形运动的总数为一个——Bl，是简单的成形运动。例1-3用螺纹车刀车削螺纹母线——车刀的刀刃形状与螺纹轴向剖面轮廓的形状一致，故母线由成形法形成，不需要成形运动。导线——螺旋线，由轨迹法形成，需要一

5、个成形运动。这是一个复合运动。例1-4用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面母线——渐开线，由展成法形成，需要一个成形运动，是复合运动，可分解为滚刀旋转B11和工件旋转B12两个部分，B11和B12之间必须保持严格的相对运动关系。导线——直线，由相切法形成，需要两个独立的成形运动，即滚刀的旋转运动和滚刀沿工件的轴向移动A2。2.切削运动及切削用量要进行切削加工，金属切削机床必须为形成工件表面提供两种最主要的相对运动，即主运动和进给运动。(1)主运动及切削速度主运动是刀具和工件之间产生的最主要的相对运动，它是刀具切削刃及其毗邻的刀面切入工件材料，使切削层金属转变成切屑，从而形成新鲜表面的运动。在表面成

6、形运动中，必须有而且只能有一个主运动。一般地，主运动消耗的功率比较大，速度也比较高。由于切削刃上各点的运动情况不一定相同，所以在研究问题时，应选取切削刃上某一个合适的点作为研究对象，该点称为切削刃上选定点。主运动方向：切削刃上选定点相对工件的瞬时主运动方向。切削速度V：切削刃上选定点相对工件的主运动的瞬时速度。(m/s或m/min)(2)进给运动及进给量由机床或人力提供的，使主运动能够继续切除工件上多余金属以形成工件表面所需的运动称为进给运动。进给运动的特点:速度低；消耗的机床功率少；一般不唯一，即各种切削加工可以有一个或多个进给运动。进给量f:刀具或工件的主运动每转一转，或一个双行程，工件

7、和刀具在进给运动方向上的相对位移量。每齿进给量fz:多齿刀具每转一齿，工件和刀具在进给运动方向上的相对位移量。Vf=f•n=fz•z•n（mm/s或mm/min）进给运动方向：切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给运动的方向。进给速度Vf：切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。(3)合成切削运动由同时进行的主运动和进给运动合成的运动。合成切削运动方向：切削刃上选定点相对于工件的瞬时合成切削运动的方向。合成