零件制造工艺与装备——机械制造技术(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：吴慧媛

出版社：电子工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

零件制造工艺与装备——机械制造技术试读：

前言

chenjd＠phei.com.cn徐海燕　封面设计全国高职高专院校机械类专业课程研究专家组

主任委员：

李 辉 石家庄铁路职业技术学院机电工程系主任

副主任委员：

孙燕华 无锡职业技术学院机械技术学院院长

滕宏春 南京工业职业技术学院机械工程系主任

常务委员（排名不分先后）：

柴增田 承德石油高等专科学校机械工程系主任

钟振龙 湖南铁道职业技术学院机电工程系主任

彭晓兰 九江职业技术学院机械工程系主任

李望云 武汉职业技术学院机电工程学院院长

杨翠明 湖南机电职业技术学院副院长

周玉蓉 重庆工业职业技术学院机械工程学院院长

武友德 四川工程职业技术学院机电工程系主任

任建伟 江苏信息职业技术学院机电工程系主任

许朝山 常州机电职业技术学院机械系主任

王德发 辽宁机电职业技术学院汽车学院院长

陈少艾 武汉船舶职业技术学院机械工程系主任

窦 凯 番禺职业技术学院机械与电子系主任

杜兰萍 安徽职业技术学院机械工程系主任

林若森 柳州职业技术学院机电工程系主任

李荣兵 徐州工业职业技术学院机电工程系主任

丁学恭 杭州职业技术学院机电工程系主任

郭和伟 湖北职业技术学院机电工程系主任

宋文学 西安航空技术高等专科学校机械工程系主任

皮智谋 湖南工业职业技术学院机械工程系主任

刘茂福 湖南机电职业技术学院机械工程系主任

赵 波 辽宁省交通高等专科学校机械电子工程系主任

孙自力 渤海船舶职业学院机电工程系主任

张群生 广西机电职业技术学院高等职业教育研究室主任

秘书长：

陈健德 电子工业出版社高等职业教育分社高级策划编辑

如果您有专业建设与课程改革或教材编写方面的新想法，请与我们及时联系。

电话：010-88254585，电子邮箱：chenjd＠phei.com.cn。

职业教育 继往开来（序）

自我国经济在新的世纪快速发展以来，各行各业都取得了前所未有的进步。随着我国工业生产规模的扩大和经济发展水平的提高，教育行业受到了各方面的重视。尤其对高等职业教育来说，近几年在教育部和财政部实施的国家示范性院校建设政策鼓舞下，高职院校以服务为宗旨、以就业为导向，开展工学结合与校企合作，进行了较大范围的专业建设和课程改革，涌现出一批示范专业和精品课程。高职教育在为区域经济建设服务的前提下，逐步加大校内生产性实训比例，引入企业参与教学过程和质量评价。在这种开放式人才培养模式下，教学以育人为目标，以掌握知识和技能为根本，克服了以学科体系进行教学的缺点和不足，为学生的定岗实习和顺利就业创造了条件。

中国电子教育学会立足于电子行业企事业单位，为行业教育事业的改革和发展，为实施“科教兴国”战略做了许多工作。电子工业出版社作为职业教育教材出版大社，具有优秀的编辑人才队伍和丰富的职业教育教材出版经验，有义务和能力与广大的高职院校密切合作，参与创新职业教育的新方法，出版反映最新教学改革成果的新教材。中国电子教育学会经常与电子工业出版社开展交流与合作，在职业教育新的教学模式下，将共同为培养符合当今社会需要的、合格的职业技能人才而提供优质服务。

近期由电子工业出版社组织策划和编辑出版的“全国高职高专院校规划教材·精品与示范系列”，具有以下几个突出特点，特向全国的职业教育院校进行推荐。（1）本系列教材的课程研究专家和作者主要来自于教育部和各省市评审通过的多所示范院校。他们对教育部倡导的职业教育教学改革精神理解得透彻准确，并且具有多年的职业教育教学经验以及工学结合、校企合作经验，能够准确地对职业教育相关专业的知识点和技能点进行横向与纵向设计，能够把握创新型教材的出版方向。（2）本系列教材的编写以多所示范院校的课程改革成果为基础，体现重点突出、实用为主、够用为度的原则，采用项目驱动的教学方式。学习任务主要以本行业工作岗位群中的典型实例提炼后进行设置，项目实例较多，应用范围较广，图片数量较大，还引入了一些经验性的公式、表格等，文字叙述浅显易懂，增强了教学过程的互动性与趣味性，对全国许多职业教育院校具有较大的适用性，同时对企业技术人员具有可参考性。（3）根据职业教育的特点，本系列教材在全国独创性地提出“

职业导航

职业教育要不断进行改革，创新型教材建设是一项长期而艰巨的任务。为了使职业教育能够更好地为区域经济和企业服务，我们殷切希望高职高专院校的各位职教专家和老师提出建议，共同努力，为我国的职业教育发展尽自己的责任与义务！

中国电子教育学会

前言

本书是根据国家示范性高职院校教学改革要求，结合多年的工学结合人才培养经验编写的。随着高职院校课程改革经历课程综合化、任务驱动教学、项目教学等模式后，目前主要以职业能力培养为主线，围绕高素质技能型人才培养目标系统改革课程体系，以工作过程为导向来改革专业课程，力求更好地服务于专业、服务于岗位，与工作岗位近距离接触。

本书正是以这种课程改革为指导思想，以工作过程为导向，按照从事工艺技术员岗位所需的知识、能力、素质来选取教材内容，按照工艺技术员完成具体工作任务的工作过程来序化教材内容，紧密结合企业元素，选用企业真实的典型案例进行分析描述，内容丰富新颖。全书分为两个模块，设有11个项目。第一个模块（项目1～5）为机械加工工艺文件的识读与编制，以从事工艺技术员岗位所应具备的知识进行排序；第二个模块（项目6～11）为典型零件的工艺工装制订，按照工艺技术员完成具体任务时的工作过程进行排序。这样就系统地形成了企业工艺技术员岗位的能力。

本书采用项目教学加典型案例的形式，从生产实际出发，在突出实际应用的同时，结合理论知识分别进行论述。其实用性和针对性较强，有以下明显特点。

1.按照生产技术岗位应具备的知识能力和工作流程设计教学项目，每个项目从生产实际要求出发，设置三四个典型工作任务，通过大量的加工案例和图样，突出岗位应用能力。所选案例注重实用性和代表性，且大都从生产现场选取，符合生产实际的需要，既能使学生较快融入企业生产实际，又能为学生的可持续发展提供一定的理论基础。

2.根据职业教育的教学特点，将每个项目的目标任务与理论知识有机结合在一起，通过“教学导航”和“知识分布网络”反映每个项目的重点内容。在案例教学过程中，以“知识链接”、“想一想”、“做一做”“注意”、“思考”等方式，强化和拓展学生的知识理解能力和应用能力，既通俗易懂，内容丰富，又紧密联系生产实际。

3.以传统的机械制造方法为分析基础，重点按照单件小批量的生产类型展开加工思路，并融入大批量生产的生产类型展开分析，培养学生正确、合理地编制零件加工工艺规程的应用能力。

4.采用最新的国家标准，每个任务采用企业的工作任务单形式引出，使学生在学习过程中感受企业的氛围。

5.增添大量的精美实物图片和典型案例，增强互动性和感官认识，举一反三，达到更好地掌握技能的目的。

本书由吴慧媛、韩邦华主编，由我院机制专业聘请的专家和兼职教师——企业高级工程师袁志明、夏国锋主审。参与本书编写的有无锡职业技术学院薛庆红、许文、范祖贤等老师，全书由吴慧媛统稿和定稿。在本书编写过程中，我院友好合作企业的技术专家为本书的编写提出了宝贵的意见，在这里表示衷心的感谢！

由于编者水平和经验有限，时间仓促，书中难免有欠妥之处，恳请读者批评指正。

为了方便教师教学，本书配有免费的电子教学课件和习题参考答案，请有此需要的教师登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费注册后进行下载，有问题时请在网站留言板留言或与电子工业出版社联系（E-mail：hxedu＠phei.com.cn）。

编者

2010年1月职业导航

课程导入

机械制造工业的发展和进步，主要取决于机械制造技术水平的发展与进步。制造技术是完成制造活动所施行的一切手段的总和。这些手段包括运用一定的知识、技能，操纵可以利用的物质、工具，采取各种有效的方法等。制造技术是制造企业的技术支柱，是制造企业持续发展的根本动力。在科学技术飞速发展的今天，现代工业对机械制造技术的要求也越来越高，这也就推动了机械制造技术不断向前发展。所以制造技术作为当代科学技术发展最为重要的领域之一，各发达国家纷纷把先进制造技术列为国家的高新关键技术和优先发展项目，给予了极大的关注。

传统的机械制造过程是一个离散的生产过程，它是以“制造技术”为核心的一个狭义的制造过程。随着科学技术的发展，传统的机械制造技术与计算机技术、数控技术、微电子技术、传感技术等相互结合，形成了以系统性、设计与工艺一体化、精密加工技术、产品生命全过程制造和人、组织、技术三结合为特点的先进制造技术，其涉及的领域可概括为与新技术、新工艺、新材料和新设备结合的领域。制造技术的发展方向主要在以下几个方面。（1）制造系统的自动化。机械制造自动化的发展经历了单机自动化、自动线、数控机床、加工中心、柔性制造系统、计算机集成制造和并行工程等几个阶段，并进一步向柔性化、集成化、智能化方向发展。CAD/CAPP/CAM/CAE（计算机辅助设计/计算机辅助工艺规程/计算机辅助制造/计算机辅助分析）等技术进一步完善并集成化，为提高生产效率，改善劳动条件，保证产品质量，实现快速响应提供了必要的保证。（2）精密工程与微型机械。精密工程包括精密和超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、纳米技术等。它在超精密加工设备，金刚石砂轮超精密磨削，先进超精密研磨抛光加工，去除、附着、变形加工等原子、分子级的纳米加工，微型机械的制造等领域取得了进展。（3）特种加工。利用声、光、电、磁、原子等能源实现的物理的、化学的加工方法，如超声波加工、电火花加工、激光加工、电子束加工、电解加工等，它们在一些新型材料、难加工材料的加工和精密加工中取得了良好的效果。（4）表面工程技术。表面工程技术即表面功能性覆层技术，它通过附着（电镀、涂层、氧化）、注入（渗氮、离子溅射、多元共渗）、热处理（激光表面处理）等手段，使工件表面具有耐磨、耐蚀、耐疲劳、耐热、减摩等特殊的功能。（5）快速成形制造（RPM）。它利用离散、堆积、层集成形的概念，把一个三维实体零件分解为若干个二维实体制造出来，再经堆积而构成三维实体零件。利用这一原理与计算机辅助三维实体造形技术和CAM技术相结合，通过数控激光机和光敏树脂等介质实现零件的快速成形。（6）智能制造技术。智能制造技术把专家系统、模糊理论、人工神经网络等技术应用于制造中解决多种复杂的决策问题，提高制造系统的实用性和技术水平。（7）敏捷制造、虚拟制造、精良生产、清洁生产等概念的提出和应用。

先进制造技术是以传统的加工技术和技术理论为基础，结合科技发展的最新成果而发展起来的。了解和掌握基本的制造技术理论和方法为后续的学习和掌握先进制造技术知识提供基础平台。

在机械制造行业，一个产品、一个零件要被制造出来，方法很多，如加工一个零件，被加工表面类型不同，所采用的加工方法也不同；同一个被加工表面，精度要求和表面质量要求不同，所采用的加工方法和加工方法的组合也不同，但都需要制造用的图纸、制造用的工艺技术文件资料。每个制造企业可能拥有自己的企业技术标准，有自己表达加工要求的方法，但图的表达方式是共性的，工艺技术文件的某些必要的内容是共性的，制定这些工艺技术文件的方法思路是共性的。因而本课程的主要内容包括：（1）各种加工方法和由这些方法构成的加工工艺。（2）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。工艺系统的构成是加工方法选择和加工工艺设计时必须考虑的问题。（3）为了保证加工精度和加工表面质量，需要对加工工艺过程的有关技术参数进行优化选择，实现对加工过程的质量控制。

想一想

请看图0-0、表0-1～表0-3，思考如下问题。（1）这个零件图与三张表是什么关系?（2）这三张表之间又有什么关联?分别起什么作用?（3）这三张表内的每项内容分别代表什么含义?如何读懂它?如何填写?填表的方法与思路是什么?（4）生产过程中是不是必须要有这三张表?

……

本课程以这些问题为切入点，导出一个零件加工常用的切削加工机床与加工刀具，机械加工工艺文件的识读与编制的思路与方法；再以一些典型零件为案例，介绍工艺编制与实施的具体应用。

生产工艺是通过长期生产实践的理论总结而形成的，它来源于生产实践，服务于生产实践。因此，本课程的学习必须密切联系生产实践，在实践中加深对课程内容的理解，在实践中强化对所学知识的应用。图0-0 万向节滑动叉零件图表0-1 机械加工工艺过程卡表0-2 机械加工工艺卡（续表）表0-3 机械加工工序卡（以一道工序为例）

项目1 识读机床的方法

教学导航

想一想右边图1-1所示机床是何种机床?这种机床能加工何种零件?机床上的参数、铭牌是何意思?

机床怎样实现零件的切削加工?图1-1……

零件的加工离不开机械加工设备，不同的机械加工设备具有不同的加工作用，所以我们首先必须学会认识这些机械加工设备，知道它实现加工所必需的运动。

知识链接

机械加工设备分为热加工设备（毛坯加工设备）、冷加工设备（金属切削机床）和电加工设备，这里重点介绍冷加工设备（金属切削机床）。

任务1.1 认识机床的分类与型号

金属切削机床是用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“工作母机”或“工具机”，习惯上简称为机床。在机械制造工业中，切削加工是将金属毛坯加工成具有一定尺寸、形状和精度的零件的主要加工方法，尤其是在加工精密零件时，目前主要是依靠切削加工来达到所需的精度要求。所以，金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产率。

金属切削机床的品种和规格繁多，为了便于区别、使用和管理，必须对机床加以分类，编制型号，给予每台机床一个特定的名称代号。1.1.1 机床的分类

在国家标准GB/T 15375—2008《金属切削机床 型号编制方法》中，把机床按其工作原理划分为：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11类。这种分类方法是我国机床传统的分类方法。

除此之外，常对机床进行如下分类，如表1-1所示。表1-1 机床其他分类方法1.1.2 机床型号的编制方法

目前我国的机床型号是按国家标准GB/T 15375—2008《金属切削机床 型号编制方法》编制的：采用由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成的方式，来表示机床的类别、主要技术参数、性能和结构特点等。1.通用机床的型号

型号由基本部分和辅助部分组成，中间用“/”隔开，读做“之”，前者需要统一管理，后者纳入型号与否由企业自定，型号构成如下。

其中，“△”表示阿拉伯数字，“○”表示大写汉语拼音字母，（）表示可选项，◎ 表示大写汉语拼音字母或阿拉伯数字。

1）机床类别代号

机床的类别代号用大写的汉语拼音字母表示。必要时，每类可分为若干分类，分类代号在类别代号之前，居于型号的首位，用阿拉伯数字表示，但第一分类代号前的“1”省略。例如，磨床类分为M、2M、3M三类。

普通机床的类别和分类代号如表1-2所示。表1-2 普通机床类别和分类代号

2）机床的特性代号

机床的特性代号表示机床具有的特殊性能，包括通用特性和结构特性。

当某类型机床除有普通型机床的特性外，还具有下列某种通用特性时，则在类别代号之后加上通用特性代号予以区别。如果某类型机床仅有某种通用特性，而无普通型机床特性时，则此种通用特性不必表示。如C1312型单轴转塔自动车床，由于这类自动车床没有“非自动”型，所以不必用“Z”表示通用特性。

当一个型号中需同时使用两至三个通用特性代号时，一般按重要程度排列顺序。

机床的通用特性代号见表1-3。表1-3 机床的通用特性代号

对主参数值相同而结构、性能不同的机床，在型号中加结构特性代号予以区分。根据各类机床的具体情况，对某些结构特性代号，可以赋予一定含义。但结构特性代号与通用特性代号不同，它在型号中没有统一的含义，只在同类机床中起区分机床结构、性能不同的作用。当型号中有通用特性代号时，结构特性代号应排在通用特性代号之后。结构特性代号用汉语拼音字母表示，当单个字母不够用时，可将两个字母组合起来使用，如AD、AE等。

注意 结构特性代号中通用特性已用的字母和“I、O”两个字母不能用。结构特性的代号字母是根据各类机床的情况分别规定的，在不同型号中的意义可不一样。

3）机床的组、系代号

标准中将每类机床划分为十个组，每个组又划分为十个系（系列）。组、系划分的原则是：在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的机床即为同一组；在同一组机床中，其主参数相同，主要结构及布局形式相同的机床即为同一系。

机床的组代号用一位阿拉伯数字表示，位于类代号或通用特性代号、结构特性代号之后；机床的系代号用一位阿拉伯数字表示，位于组代号之后。

4）机床主参数、主轴数、第二主参数和设计顺序号

机床主参数代表机床规格的大小，位于组、系代号之后，用折算值表示。

例如，CA6140的主参数是床身上最大工件的回转直径，主参数折算系数是1/10，40是主参数代号，所以表示该机床床身上最大工件的回转直径是400 mm。

某些普通机床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。设计顺序号由l起始，当设计顺序号小于10时，则在设计号之前加“0”。

对于多轴机床，其主轴数应以实际数值列入型号，位于主参数之后，用“×”分开，读做“乘”，单轴省略。

第二主参数（多轴机床的主轴数除外）一般不予表示，如有特殊情况，可在型号中表示，一般以折算成两位数为宜，最多不超过三位数。

5）机床重大改进顺序号

当对机床的结构、性能有更高的要求，需要按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部加重大改进顺序号，以区别于原机床型号。序号按A、B、C…字母（但“I、O”两个字母不得选用）的顺序选用。

注意 常用机床组、系代号及主参数详见附录A。

综合上述普通机床型号的编制方法，举例如下。2.专用机床型号

专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号构成。设计顺序号按该单位的设计顺序号排列。

例如，B1—100表示北京第一机床厂设计制造的第100种专用机床——铣床。

做一做请说出以下机床型号的含义：C6136A、Z3040、MG1432A、Y3150E。

任务1.2 分析机床的运动

知识分布网络

想一想零件的表面形状各异，它们是如何形成的?机床与零件之间有什么样的运动可实现不同表面的加工?1.2.1 零件表面成形方法1.零件加工表面的形状

机械零件的表面形状多种多样，但构成其内外轮廓表面的通常是几种简单、基本表面的组合：平面、圆柱面、圆锥面、球面和成形表面等，如图 1-2 所示的就是机器零件上常用的各种表面。这些表面大都可以经济地在机床上进行加工、又能获得所需精度，它们都属于“线性表面”。图1-2 机器零件上常用的各种表面

知识链接

所谓“线性表面”，都是以一条线为母线，以另一条线为轨迹（称为导线）运动而形成的。如图1-2中，平面是以一条直线为母线，以另一条直线为轨迹，作平移运动而形成的；圆柱面是以一条直线为母线，以圆为轨迹，作旋转运动而形成的。

形成平面、圆柱面和直线成形表面的母线和导线的作用可以互换，称为可逆表面。而形成螺纹面、圆环面、球面和圆锥面的母线和导线则不能互换，称为非可逆表面。形成工件上各种表面的母线和导线统称为发生线。2.零件表面成形方法

零件表面形状的形成是在机床加工零件时，工件和刀具彼此间协调地相对运动，用刀具切削刃切削出来的，即借助一定形状的切削刃以及切削刃与被加工表面之间按一定规律的相对运动，形成所需的母线和导线，从而生成所要加工的表面。常见机床上形成发生线的方法有以下四种。（1）轨迹法。母线和导线都是刀具切削刃端点（刀尖）相对于工件的运动轨迹，刀具切削刃与被加工表面为点接触。如图1-3（a）所示，刀尖的运动轨迹和工件回转运动结合，形成了回转成形面所需的母线和导线。（2）成形法。采用各种成形刀具加工，刀具的切削刃形状与被加工表面的母线形状一致，导线是由刀具切削刃相对于工件的运动形成的。如图1-3（b）所示，刨刀切削刃形状与工件曲面的母线相同，刨刀的直线运动形成直导线。（3）展成法。利用工件和刀具作展成切削运动实现对工件的加工。如图1-3（c）所示，插齿加工时，刀具与工件间作展成运动即啮合运动，切削刃各瞬时位置的包络线是齿形表面的母线，导线是由刀具沿齿长方向的运动形成的。（4）相切法。针对铣刀、砂轮等旋转刀具，加工时切削刃上多个切削点轮流与工件接触，刀具中心是按一定规律作轨迹运动的。如图1-3（d）所示，铣刀加工工件时，刀具自身的旋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。图1-3 工件表面成形方法1.2.2 机床的运动

为了加工出所需要的具有一定几何形状、尺寸精度和表面质量的工件，机床必须使刀具和工件完成一系列的运动，机床在加工过程中完成的各种运动，按其功用可分为表面成形运动和辅助运动两类。1.表面成形运动

为保证得到工件表面的形状所需的运动，称为表面成形运动（简称为成形运动）。根据工件表面形状和成形方法的不同，成形运动可分为简单成形运动和复合成形运动；根据成形运动在切削过程中所起的作用不同，它又可分为主运动和进给运动。

1）简单成形运动

简单成形运动是独立的成形运动，也是最基本的成形运动，即由单独的旋转运动或直线运动构成。如车外圆时，由工件的旋转运动和刀具的直线运动两个独立的运动形成圆柱面。

2）复合成形运动

复合成形运动是由两个或两个以上简单运动按照一定的运动关系合成的成形运动。如图1-3（c）所示，展成法加工齿轮时，刀具的旋转和被加工齿轮的旋转必须保持严格的相对运动关系，才能形成所需的渐开线齿面，因而这是一个复合成形运动。同理，车螺纹时，螺纹表面的导线（螺旋线）必须由工件的旋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。

注意 复合成形运动分解的各个部分也是直线运动或旋转运动，与简单成形运动相像，但有本质区别。前者的各个部分必须保持严格的相对运动关系，是相互依存，不是独立的；而简单成形运动之间是互相独立的，没有严格的相对运动关系。

3）主运动

主运动是切除工件上的被切削层，使之转变为切屑的主要运动。它是切削加工中速度最高，消耗功率最大的运动。任何一种机床，必定有且通常只有一个主运动，它可以由工件完成，也可以由刀具完成，可以是旋转运动，如图1-4所示。

4）进给运动

进给运动是依次或连续不断地把被切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。它的速度较低，消耗功率较少。在切削运动中，进给运动可以有一个或几个，也可能没有，它可以由刀具完成，也可以由工件完成，它可以是连续性的运动，如图1-4所示。图1-4 车削运动和工件的加工表面

知识链接（1）我们常说的切削运动就是指主运动和进给运动。（2）主运动和进给运动可以同时进行（如车削、铣削），也可以交替进行（如刨削）。当切削加工中同时存在主运动和进给运动时，切削刀刃上选定点相对工件的运动是主运动和进给运动的合成，称为合成切削运动，如图1-4中的v。e（3）切削过程中，工件上的切削层不断地被刀具切除变成切屑，同时在工件上形成新表面，在新表面形成的过程中，工件上形成三个不断变化着的表面，如图1-4所示，它们分别是：

① 待加工表面：即将被切去的表面。它随着切削运动的进行逐渐减小，直至全部切去。

② 已加工表面：经切削形成的新表面，它随着切削运动的进行逐渐扩大。

③ 过渡表面：切削刃正在切削的表面，称为过渡表面。该表面的位置始终在待加工表面与已加工表面之间不断变化。

表面成形运动是机床上最基本的运动，其轨迹、数目、行程和方向等，在很大程度上决定着机床的传动和结构形式。不同工艺方法加工不同形状的表面，所需要的表面成形运动是不同的，从而产生了各种类型的机床。2.辅助运动

机床在加工过程中除完成表面成形运动之外，还需完成其他系列运动，这些与表面成形过程没有直接关系的运动，称为辅助运动。它为表面成形创造条件，一般包括以下几种类型。

1）空行程运动

它是指进给前后刀架、工作台的快速接近和退出工件等快速运动，可节省辅助时间。例如，在进给开始前刀具快速运动至与工件接近处，进给结束后刀具又快速退回原位。

2）切入运动

它是使刀具切入工件从而保证工件被加工表面获得所需要的尺寸的运动，一个表面切削加工的完成一般需要数次切入运动。

3）分度运动

它是当在工件上加工若干个完全相同的均匀分布表面时，为使表面成形运动得以重复进行而由一个表面过渡到另一个表面所作的运动。例如，车削多头螺纹，在车完一条螺纹后，工件相对于刀架要回转 360°/k（k 为螺纹头数），再车下一条螺纹。这个工件相对于刀架的旋转运动即为分度运动。

4）操纵及控制运动

它包括变速、换向、启停及工件的装夹等。控制运动是接通或断开某个传动链，从而改变运动部件速度的运动。控制运动一般为简单的回转或往复运动，在普通机床上多为手动，在半自动机床、自动机床和某些齿轮机床上则为自动。

5）调位运动

根据工件的尺寸大小，在加工之前调整机床上某些部件的位置，以便加工。

注意 辅助运动虽然不参与表面成形过程，但对机床整个加工过程是不可缺少的，同时对机床的生产率和加工精度也有很大影响。

做一做

以你所熟悉的一类机床为例，分析该机床上什么是它的表面成形运动，什么是主运动、进给运动，它都有哪些辅助运动。你能给大家讲讲吗?

任务1.3 分析机床的传动

知识分布网络

想一想机床上所谓的这些运动是如何执行的?机床内部都具有什么样的装置能实现运动?1.机床的传动组成

在机床上为实现加工过程中所需的各种运动，必须具备以下三个基本组成部分。

1）执行件

执行件是执行机床运动的部件，如主轴、刀架和工作台等。它的任务是带动刀具或工件完成一定形式的运动，并保持准确的运动轨迹。

2）运动源

运动源是提供运动和动力，实现机床上执行件运动的动力来源。运动源通常采用交流电动机、直流电动机、伺服电动机、变频调速电动机和步进电动机等。机床上可以有一个或多个运动源。

3）传动件

传动件是将运动源的运动和动力按一定要求传递给执行件的零件或装置，如齿轮、胶带轮、丝杠、摩擦离合器、液压传动和电气传动元件等。传动件还可实现变换运动性质、方向和速度。2.机床的传动链

把运动源和执行件或把执行件之间联系起来的一系列传动件，构成了一个传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件称为“传动链”。一条传动链的两端元件称为首末端件，每一条传动链并不都需要运动源。

根据传动联系的性质，传动链分为外联系传动链和内联系传动链两类。

外联系传动链是联系运动源和执行件之间的传动链。它的作用是给机床的执行件提供动力和转速，并能改变运动速度的大小和转动方向。但它不要求运动源和执行件之间有严格的传动比关系。例如，用普通车床车削外圆，从电动机到主轴之间由一系列零部件构成的传动链就是外联系传动链。

注意 外联系传动链没有严格的传动比要求，因此可以采用皮带和皮带轮等摩擦传动或采用链传动。

内联系传动链是联系复合运动各个分解部分之间的传动链，所联系的执行件之间必须具有严格的相对运动关系。例如，用普通车床车削螺纹，主轴和刀架的运动就构成了一个复合成形运动，所以联系主轴和刀架之间，由一系列零部件构成的传动链就是内联系传动链。

注意 设计机床内联系传动链时，各传动副的传动比必须准确，不应有摩擦传动（带传动）或瞬时传动比变化的传动件（如链传动）。3.机床的传动原理

为了便于分析研究机床的传动联系，常用一些简单的符号把运动源和执行件或不同执行件之间的传动联系表示出来，这就是传动原理图。它主要表示了与表面成形运动有直接关系的运动及其传动联系。因此，采用它作为工具来研究机床的传动联系，重点突出，简洁明了，能比较容易掌握机床的传动系统，尤其对那些运动较为复杂的机床（如齿轮机床）来说，利用传动原理图则更有必要。图1-5所示为传动原理图中常使用的一部分符号，其中表示执行件的符号还没有统一的规定，一般可用较直观的简单图形来表示。

下面以用螺纹车刀车削螺纹为例，说明传动原理图的画法（见图1-6）。

第一步，画出机床上的执行件。该机床的执行件共有两个，成形运动的两端件一是主轴（夹持工件）与螺纹车刀，二是为运动提供动力的电动机。

第二步，画出相应的换置机构，并标出相应的传动比。由于机床上可以加工不同螺距的螺纹，因此，在主轴和刀具之间应有一换置机构i；由于刀具和工件的材料、尺寸不同以及加工时所要求的精度和V表面粗糙度不同等因素的影响，展成运动的速度也是不一样的。因此，在电动机和主轴之间也应有一换置机构i。X图1-5 传动原理图中常用的符号

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