零件表面形成原理及机床基本知识机械制造.pdfVIP

零件表面形成原理及机床基本学问-机械

制造

（一）零件表面的形成方法及所需运动

1.零件表面的外形

机器零件的结构外形尽管千差万别，但其轮廓都是由一些单一的几

何表面（例如：平面、内、外旋转表面等）及自由曲面按肯定位置关

系构成的。

零件表面可以看作是一条线（称为母线）沿另一条线（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（成形线）。常见

的零件表面按其外形可分为四类：

⑴旋转表面

⑵纵向表面

⑶螺旋表面

⑷简单曲面

2．零件表面的形成方法及所需的成形运动

争辩零件表面的形成方法，应首先争辩表面发生线的形成方法。表

面发生线的形成方法可归纳为以下四种：

（1）轨迹法

（2）成形法

（3）相切法

（4）展成法

在切削加工中，为获得所需工件表面外形，必需使刀具和工件按上

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述四种方法之一完成各自的运动。用来形成被加工表面外形的运动称

为表面成形运动，成形运动由机床的主运动和进给运动组成。

(1)主运动它是机床上形成切削速度并消耗大部分切削动力的运动。

主运动可由工件或刀具来实现，例如车床主轴带动工件的转动，钻床

主轴带动钻头的转动，铣床工作台带动工件的直线运动等。主运动可

以是旋转运动，也可以是直线运动。

(2)进给运动进给运动是依据工件的外形协作主运动使切削得以连

续的运动。依据刀具相对于工件被加工表面运动方向的不同，进给运

动可分为纵向进给、横向进给、圆周进给、径向进给和切向进给运动

等。

除了上述表面成形运动之外，为完成工件加工，机床还需有一些帮

助运动，以实现加工中的各种帮助动作，例如切入运动、分度运动、

操纵和把握运动等。

（二）机床的基本结构和传动

1．金属切削机床的基本结构

机床的基本结构包括如下几个部分：

（1）动力源机床动力源一般接受沟通异步电动机、步进电机、直

流或沟通伺服电动机及液压驱动装置等，它们为机床执行机构的运动

供应动力。可以是几个运动共用一个动力源，也可以是一个运动单独

使用一个动力源。

（2）运动执行机构运动执行机构是机床执行运动的部件，如主轴、

刀架和工作台等，它们带动工件或刀具旋转或移动。

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（3）传动机构传动机构将机床动力源的运动和动力传给运动执行

机构，或将运动由一个执行机构传递到另一个执行机构，以保持两个

运动之间的精确传动关系。传动机构还可以转变运动方向、

运动速度及运动形式（例如将旋转运动变为直线运动）。

（4）把握系统和伺服系统把握系统是指数控机床上由计算机及相

应的软、硬件构成的把握系统。它对机床运动进行把握，实现各运动

之间的精确协调。伺服系统依据把握系统给出的速度和位

置指令驱动机床进给运动部件，完成指令规定的动作。

（5）支承系统支承系统是机床的机械本体，包括床身、立柱及相

关机械连接在内的支承结构，属于机床的基础部分。

我们在分析一台机床时，肯定要从生疏这台机床的基本结构入手。

2．金属切削机床的传动

机床为了获得所需的运动，需要通过传动机构把执行机构（例如机

床主轴）和动力源，或者把执行机构和执行机构（例如把机床主轴和

刀架）连接起来，构成机床传动联系。构成机床传动联系的一系列传

动件称为传动链。依据传动联系的性质，传动链可分为以下两类：

（1）外联系传动链机床动力源和运动执行机构之间的传动联系称

为外联系传动链。外联系传动链的作用是使执行机构按预定的速度

运动，并传递肯定的动力。外联系传动链传动比的变化只影响执行机

构的运动速度，不影响发生线的性质，外联系传动链不要求动力源与

执行机构间有严格的传动比关系。例如，在车床上用轨迹法车削圆柱

面时，主轴的旋转和刀架的移动是电动机分别经由两条外传动链传动

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的，两者之间不要求严格的传动比关系。

（2）内联系传动链执行件与执行件之间的传动联系称为内联系传

动链。内联系传动链的作用是将两个或两个以上的单独运动组成复合

的成形运动，内联系传动链所联系的各执行件之间的相对运动有严格

要求，例如，在车床上用螺纹车刀车螺纹时，为了保证所加工螺纹的