机械制造技术

机械制造技术主讲人：李爱芝#1.切削运动：刀具和工件之间的相对运动。1．主运动：直接切除工件上的切削层，以形成工件新表面的基本运动,或使工件和刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动。（1）速度最高，消耗的功率最多；（2）机床的主运动必须而且只有一个。2．进给运动：不断地把切削层投入切削，以逐渐切削出整个工件表面的运动。（1）一般速度较低，消耗功率较少；（2）可有一个、两个或多个，可以是连续、或间断的。1金属切削基础#2.切削用量三要素切削速度：背吃刀量：进给量f：(进给速度)cvpafv1金属切削基础#3.刀具的标注角度主剖面参考系（正交平面参考系）组成：Pr—Ps—Po1金属切削基础外圆车刀主、副切削刃上所必须标注的六个基本角度：、→确定主切削刃位置的角度;、→确定前刀面与主后刀面在主剖面内位置的角度;、→是确定副切削刃位置的角度。s0r'r'001金属切削基础外圆车刀1金属切削基础端面车刀1金属切削基础尖头刨刀1金属切削基础在基面内度量的角度在切削平面度量的角度在正交平面度量的角度s0r'r01金属切削基础4.（1-14）常用硬质合金的分类及其性能（1）K（YG）类：WC—Co类硬质合金常用牌号：①YG3、YG6、YG8；②YG3X、YG6X应用:短切屑黑色金属（铸铁）、有色金属、非金属材料。（2）P（YT）类：WC—TiC—Co类常用牌号：YT30、YT15※、YT14※、YT5.应用:加工长切屑(塑性)黑色金属（钢）。（3）M（YW）类：WC—TiC—TaC（NbC）—Co类常用的牌号：YW1、YW2。应用:加工铸铁及有色金属，也可用于加工钢→加工淬火钢、高强度钢、奥氏体钢和高温合金难加工材料。1金属切削基础#5.切削层参数：在基面内度量的切削层的尺寸。切削厚度垂直过渡表面测量的切削层尺寸。切削宽度沿过渡表面测量的切削层尺寸。切削面积切削层在基面内的截面面积DhDbDADDDbhA1金属切削基础1.习题2-3积屑瘤如何产生的？刀、屑接触面间的摩擦而导致冷焊是产生积屑瘤的原因;压力、温度是产生积屑瘤的条件。积屑瘤对切削过程的影响①影响刀具耐用度②增大实际前角，减小切削变形和切削力；③增大切削厚度，影响工件尺寸精度:积屑瘤的前端伸出切削刃之外，↑切削厚度；④增大已加工表面粗糙度值,降低加工表面质量2金属切削原理◆主切削力或切向力Fc：主运动切削速度方向的分力。切于过渡表面并垂直于基面,是计算切削功率的主要力。◆背向力、切深抗力或径向力FP：切深方向的分力。在基面内并垂直于进给方向的分力，使工件产生弯曲变形并能引起振动。◆进给抗力或轴向力Ff：进给运动方向的分力。在基面内并平行工件轴线的分力，是用于设计进给机构和计算进给功率。◆切削合力与分力关系：2.2切削力2.2-7P372金属切削原理#3.影响刀具耐用度(刀具寿命)的因素：2-16切削温度提高因素→※切削用量：刀具几何参数工件材料刀具材料T75.025.25pcTafvCT2金属切削原理用硬质合金车刀切削的碳钢，当经验公式为：结论：对刀具寿命影响最大；其次是；影响最小。所以在优选切削用量以提高生产率时，选择先后顺序：首先尽量选用大;其次根据加工条件和加工要求选取允许的最大;最后选取刀具耐用度或机床功率所允许的最大的。abGP75.0rmmf/75.075.025.25pcTafvCTcvfpapafcv2金属切削原理4.刀具的磨钝标准刀具寿命（刀具耐用度）2金属切削原理、简单运动：成形运动由单独的旋转运动或直线运动组成。A→直线运动，B→旋转运动。→在机床上，以主轴的旋转，刀架或工作台的直线移动出现。复合运动：成形运动由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，按照某种确定运动关系组合而成。#1.复合运动和简单运动含义、举例说明P80-813机床与刀具复合运动—成形运动是由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，按照某种确定的运动速度关系组合而成。如：车床上车削螺纹需要工件的旋转和成形车刀的纵向移动两个运动，两者之间需满足“工件转一转，刀具纵移一个螺纹导程”这一运动关系。又如：滚齿时需要工件的旋转和滚刀的旋转两个运动，两者之间需满足“滚刀转一转，工件转过转”这一运动关系。对机械传动的机床，复合运动是通过内联系传动链来实现的；对数控机床，复合运动则是通过运动轴的联动来实现的。ZK3机床与刀具■按传动链性质不同分为：●外联系传动链●内联系传动链#2.机床的传动链联系动力源（如电动机）和机床执行件→主轴、刀架、工作台之间的传动链，使执行件得到运动，并能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。车削螺纹，从电动机→车床主轴的传动链，决定螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的成形。联系复合运动之内的各个分解部分，传动链所联系的执行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证运动的轨迹→执行件之间有严格的传动比要求。卧式车床上用螺纹车刀车螺纹，联系主轴→刀架之间的螺纹传动链。车螺纹的进给运动传动链3机床与刀具#3齿轮加工方法■成形法：用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿→所用刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。〓在铣床上用盘状模数铣刀和指状模数铣刀铣齿轮；〓刨床或插床上用成形刀具插削或刨削齿轮。3机床与刀具■范成法→包络法或展成法〓利用齿轮的啮合原理进行的→把齿轮啮合副（齿条－齿轮、齿轮－齿轮）中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而范成切出齿廓。刀具切削刃在各瞬时位置的包络线形成了工件的齿廓线。3机床与刀具主参数;基本参数：■尺寸参数\■运动参数\■动力参数#4.机床的主要技术参数3机床与刀具磨削方式端面磨削：用砂轮端面磨削特点：接触面积大，生产率↑，散热条件↓，↑应用：主要用于粗磨加工和半精磨加工周边磨削（圆周磨削）：用砂轮圆周磨削特点：接触面积小，生产率↓，散热条件↑，↓应用：主要用于精磨加工RaRa#5.平面磨床的主要类型、磨削方式及运动？3机床与刀具卧轴矩台平面磨床：需要二个表面成形运动：①砂轮的旋转——主运动②矩形工作台的纵向往复移动——进给运动③砂轮架的横向进给运动④砂轮架周期性沿垂直于工件被磨削表面的方向进给→切入运动砂n1f2f3f3机床与刀具卧轴圆台平面磨床：需要二个表面成形运动砂n②圆形工作台——圆周进给运动③砂轮架--径向进给运动④砂轮架--周期性切入运动3f→磨削各种零件①砂轮的旋转——主运动2f1f3机床与刀具立轴矩台平面磨床：②矩形工作台——纵向进给运动1f③砂轮架——周期性切入运动3f①砂轮的旋转——主运动砂n3机床与刀具立轴圆台平面磨床：砂n②圆形工作台——圆周进给运动③砂轮架——周期性切入运动①砂轮的旋转——主运动1f3f3机床与刀具精基准的选择遵循原则：5条原则■基准重合原则；■基准统一原则（基准不变）；■互为基准的原则；■自为基准的原则；■便于装夹的原则。4机械加工工艺规程的制定■1基准重合原则：用被加工表面的设计基准作为定位基准。目的：避免基准不重合引起的基准不重合误差。自为基准的原则：用加工表面本身作为定位基准。4机械加工工艺规程的制定基准统一原则在工件的加工过程中使各个工序的定位基准相同。■常用的统一基准①轴类零件常用其端面的两个中心孔；②盘套类零件常用其端面和与端面垂直孔（中心线）组合定位；③箱体类零件常用“一面两孔”，或三个互相垂直表面组合定位。4机械加工工艺规程的制定#2.加工阶段的划分P199粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段#3.划分加工阶段的好处（原因）P199-200（1）及时发现毛坯缺陷，避免浪费工时。（2）有利于保证加工质量。（3）有利于合理使用设备和安排操作工人。（4）便于组织生产（安排热处理工序）。（5）精加工和光整加工安排在后，避免表面磕碰损坏。4机械加工工艺规程的制定光整加工阶段：从工件上不切除或切除极薄的金属层，用以获得很光洁的表面或强化其表面的加工过程。如珩磨、抛光、研磨---属于光整加工阶段目的：进一步提高尺寸精度、形状精度和降低表面粗糙度值，以上。※不能用来提高位置精度→自为基准的加工方法。mRa32.06IT4机械加工工艺规程的制定4.工序的集中和分散为便于组织生产、安排计划和均衡机床负荷，常将工艺过程划分为若干个工序，划分工序有两种不同的原则：■工序集中：工序数少而各工序的加工内容多→将零件的加工内容集中在少数几道工序中完成。■工序分散：工序数多而各工序的加工内容少→将零件的加工内容分散到很多道工序中完成。4机械加工工艺规程的制定5.（5-6）机械加工顺序安排原则◆先基准面后其它(基准先行)◆先粗后精◆先主后次◆先面后孔如多缸柴油机机体的加工：（1）先粗铣底顶面、两侧面、两端面，再半精、精铣加工顶、底面；用面定位然后钻-铰定位销孔；用底面和定位销孔定位精铣两端面、两侧面；（2）加工主要的孔系——如主轴孔系、缸孔粗、半精镗加工，再加工次要表面，如水孔、油孔、螺纹孔，最后完成主要表面的精加工和光整加工。4机械加工工艺规程的制定5.机床夹具设计#1.六点定位原理、定位形式工件在夹具空间中有六个自由度，这六个自由度需要用夹具上按一定要求布置的六个(不重复)定位支承点来消除，其中每个支承点相应地消除一个自由度。4.2工件定位的基本原理工件的合理定位是否一定要限制其在夹具中的六个自由度?工件定位时需要限制的自由度的数目是由工件在该工序的加工要求和本工序加工前的坯件几何形状所决定的；工件定位时，影响加工要求的自由度必须加以限制，不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可以不限制，视具体情况而定，如考虑定位的稳定性、夹具结构简单、夹紧方便、安全等。P193工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位→工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。完全定位与部分定位#定位形式5.机床夹具设计●欠定位工件被限制的自由度少于六个，但不能保证加工要求的定位称为欠定位。●过定位（重复定位）工件的同一自由度被二个或二个以上的支承点重复限制的定位→过定位。在确定夹具的定位方案时，绝对不允许采用（）。A．不完全定位B．过定位C．欠定位D．完全定位在确定夹具的定位方案时，工件被限制的自由度少于6个，但能够满足加工要求的定位情况称为（）。A．不完全定位B．过定位C．欠定位D．完全定位5.机床夹具设计#3.工件的定位和夹紧的概念定位：确定工件夹具中（或在机床上）占据正确位置的过程。夹紧：把工件在夹具中占据的正确位置固定下来，并使其在外力作用下不发生变动的操作。装夹：定位和夹紧的全过程。5.机床夹具设计#4.（9-6）解决的主要问题：过定位问题——应避免过定位。定位元件：两块长条支承板、一个短圆柱销、一个短削边销（菱形小）如何限制工件的自由度：图9-20、、箱体类零件常用一面两孔作为精基准，采用的定位销:一个短圆柱销和一个短菱形销■5作业8-9（e）：支承板：、、，短圆柱销：※、，固定V形块：、※；有过定位现象；消除过定位措施：固定V形块→活动V形块。ZXYXYZX5.机床夹具设计ZXYXYZ底面的支承板2：短圆柱销1限制：挡销3限制:无过定位5.机床夹具设计8-9（a）5.机床夹具设计9-4（c）5.机床夹具设计6.机械加工精度#1.10-6（a）、（b）、（c）■锥形圆柱度误差(c)●因素：1）毛坯误差复映；2）车床导轨与主轴回转轴线在水平面内有平行度误差；3）刀具受热变形；4）刀具磨损。●改进措施：提高毛坯精度\提高工艺系统刚度\增加走刀次数或工作行程数；提高机床导轨导向精度；刀具达到热平衡；及时换刀，合理采用切削液和选用刀具材料。6.机械加工精度■鞍形圆柱度误差（b）●因素：1）机床变形（或机床刚度不足）；2）毛坯误差复映；3）车床导轨与主轴回转轴线在垂直面内有平行度误差；4）导轨在水平面出现向前凸直线度误差。●改进措施：提高机床刚度；提高毛坯精度\提高工艺系统刚