1、2022-10-29机械零件加工表面的形成2-1机械零件加工表面的机械零件加工表面的形成形成机械零件加工表面的形成课程介绍及要求课程介绍及要求一、课程内容和目的一、课程内容和目的二、特点二、特点三、重要性三、重要性四、学习要求四、学习要求五、参考书五、参考书机械零件加工表面的形成参考书参考书n金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具n互换性与测量技术（公差）互换性与测量技术（公差）n金属切削机床金属切削机床n机械制造工艺学机械制造工艺学n机床夹具设计机床夹具设计机械零件加工表面的形成第一章第一章 绪论绪论机械制造业的作用与现状机械制造业的作用与现状机械零件加工表面的形成第二章第二章 机械零件加工表
2、面的形成机械零件加工表面的形成机械零件加工表面的形成机器的组成：机器的组成：合件合件1组件组件1合件合件2部件部件1组件组件2组件组件3部件部件3合件合件3机机 器器部件部件2零件机械零件加工表面的形成汽车的组成：汽车的组成：汽车汽车变速箱部变速箱部件件转向器部转向器部件件发动机部发动机部件件驱动桥部驱动桥部件件车架车架车厢车厢驾驶室驾驶室曲轴组件曲轴组件连杆活塞组件连杆活塞组件凸轮轴组凸轮轴组件件发动机缸发动机缸体体发动机缸盖发动机缸盖飞轮飞轮机油泵组件机油泵组件连杆合件连杆合件活塞活塞活塞活塞环环活塞销活塞销连杆体连杆体连杆盖连杆盖铜套铜套机械零件加工表面的形成机器的组成：机器的组成：合件
3、1组件1合件2部件1组件2组件3部件3合件3机机 器器部件2零件零件机械零件加工表面的形成机械零件的表面：机械零件的表面：例：例：如如 轴轴 圆柱面圆柱面 平面平面如如 箱体箱体 孔（圆柱面）孔（圆柱面）平面平面如如 齿轮齿轮 平面平面 圆柱面圆柱面 渐开线表面渐开线表面机械零件加工表面的形成机械零件的表面：机械零件的表面：机械零件的表面机械零件的表面非加工表面非加工表面 加工表面加工表面（重要的工作表面）（重要的工作表面）有一定的精度要求和粗糙度要有一定的精度要求和粗糙度要求求通过机械加工保证通过机械加工保证机械零件加工表面的形成第一节第一节 机械零件加工表面的机械零件加工表面的形成过程形成
4、过程 机械零件加工表面的形成一、工件的加工表面及其形成方法一、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零件的常用表常用表面面平平面面圆柱圆柱面面特殊表特殊表面面成型表成型表面面圆锥面圆锥面机械零件加工表面的形成图图2-1 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机械零件加工表面的形成2.2.工件表面的形成工件表面的形成 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。机械零件加工表面的形成例、工件表面的形成例、工件表面的形成图图2-2 组成工件轮廓的几何表面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
5、母线母线母线母线母线导线导线导线机械零件加工表面的形成3.3.发生线的形成发生线的形成1)1)成型法成型法利用成形刀具来形成发生利用成形刀具来形成发生线，对工件进行加工的方法。线，对工件进行加工的方法。机械零件加工表面的形成图图2-3 形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动机械零件加工表面的形成3.3.发生线的形成发生线的形成2)2)轨迹法轨迹法靠刀尖的运动轨迹来形成靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法。所需要表面形状的方法。机械零件加工表面的形成图图2-3 形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动机械零件加工表面的形成3.3.发生线的形成发生线的形成3)3)相切法相切法由圆周刀具上的
6、多个切削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点来共同形成所需工件表面形状的方法。法。机械零件加工表面的形成图图2-3 形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动机械零件加工表面的形成3.3.发生线的形成发生线的形成4)4)展成法展成法利用工件和刀具作展成切削利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。运动来形成工件表面的方法。机械零件加工表面的形成图图2-3 形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动机械零件加工表面的形成4.4.表面成型运动表面成型运动 例:车削外圆柱面的成形运动车削外圆柱面的成形运动机械零件加工表面的形成4.4.表面成型运动表面成型运动 例:常见典型表面
7、成形运动常见典型表面成形运动机械零件加工表面的形成二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素1.1.切削加工中的工件表面切削加工中的工件表面 机械零件加工表面的形成二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素2.2.切削运动与切削用量切削运动与切削用量切削运切削运动动主运主运动动进给运动进给运动机械零件加工表面的形成2.2.切削运动与切削用量切削运动与切削用量(1)(1)主运动：主运动：由机床或人力提供的主要运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动，能使刀具从工件上切除金属层使之变为切屑。变为切屑。例如：例如：车削时，车床主轴带动工件作的旋转运动；车削时，车床主轴带动工
8、件作的旋转运动；铣削时，铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。铣削时，铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。机械零件加工表面的形成2.2.切削运动与切削用量切削运动与切削用量(1)(1)主运动是一个矢量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。运动方向。机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成(1)(1)主运动主运动主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。时主运动方向。主运动速度：也就是
9、切削速度，是指切削刃选定主运动速度：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，用点相对于工件主运动的瞬时速度，用v vc c表示，表示，单位：单位：m/minm/min（或（或m/sm/s）。）。机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成(1)(1)主运动主运动主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。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
10、点相对于工件的主运动的瞬时速度，用v vc c表示，表示，单位：单位：m/minm/min（或（或m/sm/s）。）。外圆车削时，切削速度的计算公式为外圆车削时，切削速度的计算公式为：机械零件加工表面的形成(2)(2)进给运动进给运动 进给运动：进给运动：由机床或人力提供的附加运动，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。它能使把工件切削层不断地投入切削过程。机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成(2)(2)进给运动进给运动进给运动方向：进给运动方向：是指切削刃选定点相对于工
11、件的是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。瞬时进给运动方向。机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成(2)(2)进给运动进给运动进给运动方向：进给运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。瞬时进给运动方向。进给运动速度：进给运动速度：指切削刃选定点相对于工件进给指切削刃选定点相对于工件进给运动的瞬时速度，用运动的瞬时速度，用vf表示，单位常取为表示，单位常取为(mm/s)或或(mm/min)机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量
12、与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成进给运动速度进给运动速度例：外圆车削时，例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量进给运动速度常常用进给量f来表述，来表述，单位：单位：mm/rmm/r 刨削时，刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述，单位为单位为mm/strmm/str。铣削时，铣削时，进给运动速度常用每齿进给量进给运动速度常用每齿进给量f来表述，来表述，单位：单位：mm/zmm/z 进给速度进给速度v vf f、进给量、进给量f f、每齿进给量每齿进给量f fz z 和刀具齿数和刀具齿数Z Z之间的关系如下：之间的
13、关系如下：v vf=f=n fn f=n z fn z fz z 机械零件加工表面的形成(3)(3)刀具的工作平面刀具的工作平面 切削过程中刀具的工作平面是指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方向和进给运动方向的平面，工作平，工作平面的符号为面的符号为PfePfe机械零件加工表面的形成(4)(4)吃刀量吃刀量 吃刀量是指吃刀量是指过切削刃的两个端点，过切削刃的两个端点，且垂直于所选定的测量方向的且垂直于所选定的测量方向的两平两平面间的距离面间的距离。机械零件加工表面的形成(4)(4)吃刀量吃刀量 确定吃刀量有三
14、点要注意：确定吃刀量有三点要注意：1 1）确定切削刃的两个端点；）确定切削刃的两个端点；2 2）确定测量的方向；）确定测量的方向；3 3）确定两界限平面。）确定两界限平面。机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成(4)(4)吃刀量吃刀量 在一般切削加工中，常用的吃刀在一般切削加工中，常用的吃刀量有背吃刀量量有背吃刀量a aspsp（或（或a ap p）和侧吃刀量）和侧吃刀量a asese（或（或
15、a ae e）两个，其单位为）两个，其单位为mm mm。例：车削例：车削 背吃刀量背吃刀量a aspsp；铣削铣削 背吃刀量背吃刀量a aspsp、侧吃刀量、侧吃刀量a asese机械零件加工表面的形成(5)(5)背吃刀量背吃刀量背吃刀量是指背吃刀量是指过切削刃选定点在垂直过切削刃选定点在垂直于工作平面方向上测量的吃刀量。于工作平面方向上测量的吃刀量。例：外圆车削例：外圆车削机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成(5)(5)背吃刀量背吃刀量背吃刀量是指背吃刀量是指过切削刃选定点在垂直过切削刃选定点在垂
16、直于工作平面方向上测量的吃刀量。于工作平面方向上测量的吃刀量。例：外圆车削例：外圆车削机械零件加工表面的形成切削用量三要素切削用量三要素 背吃刀量背吃刀量a aspsp、进给量进给量f f 切削速度切削速度v vc c机械零件加工表面的形成(6)(6)合成切削运动合成切削运动 切削过程中，由主运动和进给运动合成切削过程中，由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。的运动称为合成切削运动。合成切削运动方向：合成切削运动方向：就是切削刃选定点相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；对于工件的瞬时合成切削运动的方向；合成切削速度合成切削速度v ve e：就是切削刃选定点相对就是切削
17、刃选定点相对于工件的合成切削运动的瞬时速度。于工件的合成切削运动的瞬时速度。机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素3.3.切削层参数切削层参数切削层：切削层：切削过程中，由刀具的一个切削过程中，由刀具的一个 单一动作单一动作 所切除的工件材料层。所切除的工件材料层。切削层尺寸平面：切削层尺寸平面：通过通过切削刃基点切削刃基点并垂直于该并垂直于该 点主运动方向的平面。点主运动方向的平面。切削刃基点：切削刃基点：切削刃等分中点。切削刃等分中点。例：平行四边形例：
18、平行四边形BCDF即为切削层尺寸平面，它即为切削层尺寸平面，它截切削层于截切削层于BCDE四边形。四边形。机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成3.3.切削层参数切削层参数（1）切削层公称横截面积）切削层公称横截面积AD（切削面积）：（切削面积）：切削面积切削面积是指在给定瞬间，切削层在切削层是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积，单位：尺寸平面里的实际横截面积，单位：mm2。机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
19、机械零件加工表面的形成3.3.切削层参数切削层参数（1）切削层公称横截面积）切削层公称横截面积AD（切削面积）：（切削面积）：切削面积切削面积是指在给定瞬间，切削层在切削层是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积，单位：尺寸平面里的实际横截面积，单位：mm2。AD=asp f 机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成3.3.切削层参数切削层参数（2）切削层公称宽度）切削层公称宽度bD（切削宽度）：（切削宽度）：切削宽度切削宽度是指在给定瞬间，在切削层尺寸是指在给定瞬间，在切削层尺寸平面中测
20、量的作用主切削刃截形上两个极点间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：的距离，单位：mm。例：如图例：如图2-6所示，平面所示，平面cBCDF即为切削层尺寸即为切削层尺寸平面，平面，BC段为作用的主切削刃，段为作用的主切削刃，BC两点间的两点间的距离距离bD即为切削层公称宽度，实际横截面积即为切削层公称宽度，实际横截面积BCDE就是切削面积。就是切削面积。机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成3.3.切削层参数切削层参数（3）切削层公称厚度）切削层公称厚度hD（切削厚度）：（切削厚度）
21、：切削厚度切削厚度是指在同一瞬间的切削层横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：截面积与其公称切削层宽度之比，单位：mm。即。即 机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成3.3.切削层参数切削层参数(4)切削层的工艺参数切削层的工艺参数机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层机械零件加工表面的形成图图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层2022-10-29机械零件加工表面的形成
