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零件表面形成原理及机床基本知识

（一）零件表面的形成方法及所需运动

1.零件表面的形状

机器零件的构造形状尽管千差万别，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

由曲面按一定位置关系构成的。

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形状可分为四类：

⑴旋转表面

⑵纵向表面

⑶螺旋表面

⑷复杂曲面

2.零件表面的形成方法及所需的成形运动

研究零件表面的形成方法，应首先研究表面发生线的形

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

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在切削加工中，为获得所需工件表面形状，必须使刀具

和工件按上述四种方法之一完成各自的运动。用来形成被加

工表面形状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

带开工件的转动，钻床主轴带动钻头的转动，铣床工作台带

开工件的直线运动等。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根据工件的形状配合主运动使

切削得以继续的运动。根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

需有一些辅助运动，以实现加工中的各种辅助动作，例如切

入运动、分度运动、操纵和控制运动等。

（二）机床的基本构造和传动

1.金属切削机床的基本构造

机床的基本构造包括如下几个部分：

（1）动力源机床动力源一般采用交流异步电动机、步

进电机、直流或交流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提供动力。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

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件，如主轴、刀架和工作台等，它们带开工件或刀具旋转或

移动。

（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准确传动关系。传动机构还

可以改变运动方向、运动速度及运动形式（例如将旋转运动

变为直线运动）。

（4）控制系统和伺服系统控制系统是指数控机床上由

计算机及相应的软、硬件构成的控制系统。它对机床运动开

展控制，实现各运动之间的准确协调。伺服系统根据控制系

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构造，属于机床的根底部分。

我们在分析一台机床时，一定要从认识这台机床的基本

构造入手。

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。根据传动联

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