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1、机械制造技术教学 第2章 机械加工工艺系统教学目的:1、了解零件表面的成形2、掌握机械加工的运动3、掌握切削用量和切削层参数4、掌握机械加工工艺系统的定义教学重点:1、掌握机械加工的运动2、掌握切削用量和切削层参数教学难点:机械加工运动的分析授课时间:课时安排:2节课教学方法:讲授教学、多媒体教学教学过程:一、复习旧课:1、什么是生产过程、工艺过程、机械制造工艺过程?2、什么是工序、安装、工位、工步、走刀?3、什么是生产纲领?二、引入新课定义:在机械加工中,由机床、刀具、夹具与被加工工件一起构成了一个实现某种加工方法的整体系统,这一系统称为机械加工工艺系统.对应于不同的加工方法有不同的机械加工
2、工艺系统,如车削工艺系统、铣削工艺系统、磨削工艺系统等.机械制造技术就是以表面成形理论、金属切削理论和工艺系统的基本理论为基础,以各种加工方法、加工装备的特点及应用为主体,以机械加工工艺和装配工艺的设计为重点,以实现机械产品的优质、高郊、低成本为目的的综合应用技术.2-1 零件表面的成形和机械加工运动一、零件表面的成形机械零件的表面形状千变万化,但大都是由几种常见的表面组合而成的.这些表面包括平面、圆柱面、圆锥面、球面、螺旋面、圆环面以及成形曲面等,如课本图所示.这些表面都可以看成是由一根母线沿着导线运动而形成的,母线和导线统称为发生线.相切法:采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工工件时,刀具自身的旋
3、转运动形成圆形发生线,同时切削刃相对于工件的运动形成其他发生线.二、机械加工的运动机床的运动:表面成形运动和辅助运动. 1、表面成形运动:根据几何的角度来分析,为保证得到工件表面的形状所需的运动.根据工件表面形状和成形方法的不同,成形运动有以下类型:(1)简单成形运动:如果一个独立的成形运动,是由单独的旋转运动或直线运动构成的,则此成形运动称为简单成形运动. (2)复合成形运动:如果一个独立的成形运动,是由两个或两个以上旋转运动或直线运动,按照某种确定的运动关系组合而成,则称此成形运动为复合成形运动. 例题例1:用外圆车刀车削外圆柱面时(见图a),工件的旋转运动B1和刀具的直线运动A1就是两个
4、简单成形运动. 例2:车螺纹时,螺纹表面的导线(螺旋线)必须由工件的回转运动和刀架直线运动保持确定的相对运动关系才能形成,这也是一个复合成形运动.从保证金属切削过程的实现和连续进行的角度看,成形运动可分为:主运动和进给运动.(1)主运动:使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动,称为主运动.主运动的速度最高,所以消耗的功率最大.一般机床的主运动只有一个. 如:车削、镗削加工时工件的回转运动,铣削和钻削时刀具的回转运动,刨削时刨刀的直线运动等都是主运动.(2)进给运动是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层的刀具与工件之间的附加相对运动.进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的
5、加工,根据工件表面形状成形的需要,进给运动可以是多个,也可以是一个;可以是连续的,也可以是间歇的. 2、辅助运动:实现机床的各种辅助动作,为表面成形创造条件. (1)空行程运动 刀架、工作台的快速接近和退出工件等,可节省辅助时间.(2)切入运动 为保证被加工面获得所需尺寸,刀具相对于工件表面的深入运动.(3)分度运动 使工件或刀具回转到所需要的角度,多用于加工若干个完全相同的沿圆周均匀分布的表面,也有在直线分度机上刻直尺时,工件相对刀具的直线分度运动.(4)操纵及控制运动 包括变速、换向、启停及工件的装夹等.三、切削用量和切削层参数(1)切削速度Vc切削速度vc是刀具切削刃上选定点相对于工件的
6、主运动瞬时线速度.由于切削刃上各点的切削速度可能是不同,计算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度.当主运动为回转运动时:式中:d切削刃上选定点的回转直径,mm; n主运动的转速,r/s或r/min. 当主运动为直线运动时,切削速度是刀具相对于工件的直线运动速度(2)进给速度Vf、进给量f、和每齿进给量fz进给速度Vf-切削刃上选定点相对于工件的进给运动瞬时速度,单位是mm/s或mm/min. 进给量f-刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量,用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述,单位是mm/r或mm/行程. 每齿进给量fz -后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量,单位是mm/z每齿进给量是对于
7、铣刀、拉刀等多齿刀具各进给量间的关系:Vf=nf=nfzZ(3)背吃刀量ap切削深度ap(背吃刀量)是在与主运动和进给运动方向相垂直的方向上度量的已加工表面与待加工表面之间的距离,单位mm. 主运动是回转运动时:主运动是直线运动时:ap=Hw-Hm钻孔时:式中:dw-工件待加工表面直径dm-工件已加工表面直径Hw-工件等加工表面厚度Hm-工件已加工表面厚度例:车削直径为300mm的铸铁带轮外圆,若切削速度为60m/min,试求车床主轴转速.解:根据公式实际生产中,理论上计算出的主轴转速应从车床转速表中最接近的一档选取小结:金属切削过程的实现和连续进行的角度看,成形运动可分为:主运动和进给运动,
8、但是各种机床的主运动和进给运动都不一样.作业布置:见教材P48教学课题:第2章 机械加工工艺系统(续)教学目的:1、金属切削机床的分类和型号编制方法2、金属切削机床的主要技术参数3、数控机床的概述教学重点:金属切削机床的分类和型号编制方法和机床的主要技术参数教学难点:机床型号的编制授课时间:课时安排:2节课教学方法:讲授教学、多媒体教学教学过程:一、复习旧课:1、零件的表面成形的方法2、工件表面的成形方法和机床所需的运动以及各种运动之间的联系3、切削用量和切削层参数二、引入新课:2-2 金属切削机床金属切削机床是用刀具切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器,它是制造机器的机器,所以又称为工作
9、母机,习惯上简称为机床.机床是机械制造的基础机械,其技术水平的高低,质量的好坏,对机械产品的生产率和经济效益都有重要的影响.金属切削机床诞生到现在已经有一百多年了,随着工业化的发挥咱,机床品种越来越多,技术也越来越复杂.我国第三次工业普查的结果表明,截止到1995年底,我国机床拥有量为383.52万台,其中金属切削机床为298.39万台,已占机床总数的77.80%.一、机床的分类机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类,根据国家制定的机床型号编制方法,机床分为11大类:车床,钻床,镗床,磨床,齿轮加工机床,螺纹加工机床,铣床,刨插床,拉床,锯床和其他机床.在每一类机床中,又按工艺范围,布局型式和
10、结构性能分为若干组,每一组又分为若干个系(系列).除了上述基本分类方法外,还有其它分类方法:按照万能性程度,机床可分为:通用机床:这类机床的工艺范围很宽,可以加工一定尺寸范围内的多种类型零件,完成多种多样的工序.如,卧式车床,万能升降台铣床,万能外圆磨床等.专门化机床:这类机床的工艺范围较窄,只能用于加工不同尺寸的一类或几类零件的一种(或几种)特定工序.如,丝杆车床,凸轮轴车床等.专用机床:这类机床的工艺范围最窄,通常只能完成某一特定零件的特定工序.如,加工机床主轴箱体孔的专用镗床,加工机床导轨的专用导轨磨床等.它是根据特定的工艺要求专门设计,制造的,生产率和自动化程度较高,使用于大批量生产.
11、组合机床也属于专用机床.2.按照机床的工作精度,分为普通精度机床,精密机床和高精度机床.3.按照重量和尺寸,可分为仪表机床,中型机床(一般机床),大型机床(质量大于10t),重型机床(质量在30t以上)和超重型机床(质量在100t以上).4.按照机床主要器官的数目,可分为单轴,多轴,单刀,多刀机床等.5.按照自动化程度不同,可分为普通,半自动和自动机床.自动机床具有完整的自动工作循环,包括自动装卸工件,能够连续的自动加工出工件.半自动机床也有完整的自动工作循环,但装卸工件还需人工完成,因此不能连续地加工.二、机床的型号编制机床的型号是机床产品的代号,用以表明机床的类型,通用和结构特性,主要技术
12、参数等.GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法规定,我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成.1.通用机床的型号编制1) 通用机床型号的表示方法为:注:有( )的代号或数字,当无内容时,不表示,若有内容,则不带扩号; 有符号者,为大写的汉语拼音字母; 有 符号者,为阿拉伯数字;有 符号者,为大写的汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有2)机床的类别代号 : 类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床 螺纹加工机床 铣床 刨插床 拉床 锯床 其他 机床代号 C Z T M 2M 3M Y S X B L G Q读音 车钻镗磨二磨 三磨 牙丝铣刨拉割其3)机床的特性代号 : 通用特性
13、 高精度 精密 自动 半自动 数控 加工中心(自动换刀) 彷型 轻型 加重型 简式或经济型 柔性加工单元 数显 高速代号 G M Z B K H F Q C J R X S读音 高密自半控换彷轻重简柔显速结构特性代号 为区别主参数相同而结构不同的机床,在型号中用汉语拼音字分.如:CA6140中的A机床的组别,系别代号 (或见书P57) 机床的主参数,设计顺序号和第二参数机床主参数:代表机床规格的大小,在机床型号中,用数字给出主参数的折算数值(1/10或1/150)设计顺序号:当无法用一个主参数表示时,则在型号中用设计顺序号表示.第二参数:一般是主轴数,最大跨距,最大工作长度,工作台工作面长度等,它也用折算值表示.机床的重大改进顺序号当机床性能和结构布局有重大改进时,在原机床型号尾部,加重大改进顺序号A,B,C.等.其他特性代号:用以反映各类机床的特性.用数字或字母或阿拉伯数字来表示. 企业代号:生产单位为机床厂时,由机床厂所在城市名称的大写汉语拼音字母及该厂在该城市建立的先后顺序号,或机床厂名称的大写汉语拼音字母表示.