浅析金属切削机床机械零件表面加工成形方法及原理
零件表面的切削加工成形方法.
•分）机床的运动
机床在加工过程中，必须形成一定形状的发生线（母线和 导线），才能获取所需的工件表面形状。因此，机床必须 完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。此外，还 有多种辅助运动。
1）表面成形运动
按其组成情况不同，可分为简单 成形运动和复合成形运动二种。 •如果一个独立的成形运动是单独 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。 -------车刀车削外圆柱时属于简 单成形运动。
•如果一个独立的成形运动， 是由两个以上的旋转运动 或（和）直线运动，按某 种确定的运动关系组合而 成，则此成形运动称为复 合成形运动。 例如，用螺纹车刀车削螺 纹表面；用齿轮滚刀加工 直齿圆柱齿轮。
•成形运动中各 单元运动根据 其在切削中所 起的作用不同， 又可为主运动 和进给运动
2）辅助运动
零件表面的切削加工成形方法
（1）零件表面的切削加工成形方法
在切削加工过程中，机床上的 刀具和工件按一定的规律作相 对运动，通过刀具对工件毛坯 的切削作用，切除毛坯上多余 金属，从而得到所要求的零件 表面形状。机械零件的任何表 面都可以看作是一条线（称为 母线）沿另一条线（称为导线） 运动的轨迹。
刀具和工件之间的相对运动都是由机床来提供。
机械加工和成型技术的原理和应用
机械加工和成型技术的原理和应用机械加工和成型技术是现代工业生产中不可或缺的一部分，其主要作用是将原材料经过一系列加工和成型工艺，最终得到所需要的零部件或成品。
本文将介绍机械加工和成型技术的基本原理、常见的加工方法和应用。
一、机械加工和成型技术的基本原理机械加工和成型技术主要是利用机床，对金属等硬质材料进行镗、铣、钻、磨等加工，使其得到形状、尺寸精确的零部件或成品。
该技术的基本原理是利用机床上的刀具和工件之间的相对运动，对工件表面进行粗加工、精加工、打磨等抛光处理。
在加工过程中，首先需要选择合适的机床和刀具，根据设计图纸的要求来确定加工方法和加工工艺。
然后，根据加工精度和表面光洁度要求，确定工作台速度、切削速度、转速和工件固定方式等参数。
最后，进行粗加工和精加工，并进行必要的抛光处理，以达到设计图纸的要求。
二、机械加工的常见方法1.车削加工：车削是机械加工中最常用的方法之一，其原理是在旋转的工件上，通过加工刀具，切削掉开放几何体（例如轴类等），使其得到所需要的直径和长度。
车削加工用于加工精度要求较高、工件表面光洁度有要求的零部件或成品。
2.铣削加工：铣削加工是通过铣刀把工件表面上的一些材料切除，来形成平、斜面等基准面的工艺。
该加工方法在加工各种平面零件和曲面零件时，具有精度高、效率高、重复性好等优点。
3.钻孔加工：钻孔加工是通过钻头在工件上做旋转、推进运动，形成圆形孔洞的加工方法。
该方法是制造小孔和大孔的主要方法之一，广泛应用于航空、航天、机械、电子、光电等领域。
三、机械成型的常见方法1.拉伸成型：拉伸成型是利用力的作用，使金属材料发生塑性变形的加工方法。
通过拉压力对金属材料进行塑性变形，使其得到需要的形状，广泛应用于金属制品生产中。
2.压力成型：压力成型是利用模具对金属材料进行压制，使其发生塑性变形的加工方法。
通过控制模具的保存时间和压力大小，使金属得到所需的形状和尺寸。
3.锻造成型：这是利用金属材料的塑性变形，在锻造机床上对金属材料进行加工的加工方法。
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金属切削加工的主要设备与工具
机床
机床是金属切削加工的主要设 备，按工艺特点可分为车床、 铣床、钻床、镗床、磨床等。
刀具
刀具是金属切削加工的重要工具 ，包括车刀、铣刀、钻头、镗刀 、刨刀、磨具等。
量具和夹具
量具用于测量工件尺寸和形状，夹 具则用于工件的装夹和定位，对保 证加工精度和提高生产效率有重要 作用。
金属切削加工的质量控制
质量控制标准
根据机械加工的精度要求，制 定合理的加工工艺流程，并按 照国家或行业标准进行质量检
查。
加工过程控制
通过对加工过程的控制，如刀具 选择、切削液使用、机床调整、 工件装夹等，提高加工精度和表 面质量。
误差控制
针对误差产生的原因，采取相应的 措施，如温度变化、刀具磨损、机 床振动等，减少误差对加工质量的 影响。
进给速度
进给速度指刀具在单位时间内移动的距离。较慢 的进给速度可以减小工件表面的粗糙度，但会降 低生产效率；较快的进给速度可以提生产效率， 但可能会造成工件表面粗糙。
刀具角度
刀具的前角、后角、主偏角、副偏角等角度对切 削力和切削热有着不同的影响。选择合适的刀具 角度可以改善切削条件，提高刀具使用寿命和工 件加工质量。
金属切削加工的工艺流程：毛坯准备、工件安装定位 、刀具准备、切削加工、工件检验和清理等。
下一步的学习展望
深入学习各种金属切削加工设备的原理和特点，以便 更好地选择和应用。
学习金属切削加工的工艺流程和优化方法，以提高生 产效率和降低成本。
学习各种新型的金属切削加工技术，如高速切削、超 精密切削等，以提高加工效率和质量。
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金属切削原理的基本原理与应用探析
金属切削原理的基本原理与应用探析金属切削是指在机械加工过程中，通过刀具对金属材料进行切削加工的一种方法。
切削加工是现代工业生产中非常重要的一环，广泛应用于制造业的各个领域，如汽车制造、航空航天、机械制造等。
本文将探析金属切削原理的基本原理和应用。
一、金属切削原理的基本原理1. 切削力与材料性质的关系切削力是刀具和工件之间产生的力，它直接影响到切削加工的效率和质量。
切削力与金属材料的性质有密切关系，例如硬度、韧性和塑性等特性。
一般来说，材料硬度越高，切削力越大。
2. 切削热的生成与影响在切削过程中，由于刃口与工件接触产生摩擦，会产生大量的切削热。
切削热的大小和分布对切削加工有着重要影响。
过高的切削热可能导致刀具磨损加剧、工件变形，甚至热裂纹的产生。
因此，有效控制切削热对于提高切削加工质量至关重要。
3. 切削液的作用切削液在切削过程中起到冷却、润滑和防腐的作用。
通过降低切削热，它可以有效地控制切削加工过程中的温度，减少工件表面的热变形，提高切削加工质量和效率。
4. 切削刃部分的结构与刀具磨损切削刃是切削工具的重要部分，其结构设计直接影响到切削加工的效果。
一般来说，切削刃的设计要使切削力分布均匀，降低切削热和切削力，延长切削工具的寿命。
此外，选择合适的材料和硬度对切削刃的寿命也有很大影响。
二、金属切削的应用探析1. 汽车制造汽车制造是金属切削应用的重要领域之一。
在汽车制造中，金属切削广泛应用于发动机、底盘、车身等零部件的加工。
通过金属切削，可以精确加工出复杂形状的零部件，提高汽车的质量和性能。
2. 航空航天工业航空航天工业对金属切削的要求更为严格。
在航空航天工业中，金属切削应用于航空发动机、机翼、航天器等部件的加工。
金属切削技术的发展和应用，推动了航空航天工业的进步和发展。
3. 机械制造金属切削在机械制造领域中扮演着重要角色。
在机械制造中，金属切削应用于制造各种机床、工具以及零部件等。
通过金属切削技术，可以提高机械制造的精度和效率，满足不同行业和领域的生产需求。
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极差图是一种柱状图，用 于表示加工误差的数据分 布情况，帮助找出误差较 大的工件或工序。
因果图是一种树状图，用 于分析加工误差产生的原 因，找出影响最大的因素 并采取措施进行改进。
柏拉图是一种排列图，用 于找出影响加工误差的主 要因素，按照影响程度进 行排序，以便采取相应措 施进行改进。
通过对加工误差进行统计 分析，可以找出影响加工 质量的因素，制定改进措 施，提高加工精度和降低 成本。
金属切削加工工艺流程的设计原则和方法
设计原则
根据加工需求和工件材质等因素，制定合理的工艺流程，确保加工质量和效率。
方法
采用先进的工艺技术和设备，优化工艺流程，提高加工效率和质量。
05
金属切削加工质量的控制
加工精度和表面质量的含义及影响因素
加工精度的影响因素
加工精度受机床、刀具、夹具、工件、工 艺参数等多种因素的影响。
新一代信息技术在金属切削加工中的应用前景
1 2
云计算和大数据技术
利用云计算和大数据技术，实现对金属切削加工 过程的实时监控和数据分析，提高加工效率和精 度。
物联网技术
利用物联网技术，实现机床、刀具、工件等之间 的信息交互，提高加工过程的智能化水平。
3
虚拟现实和增强现实技术
利用虚拟现实和增强现实技术，实现对加工过程 的模拟和可视化，提高加工效率和精度。
机床附属设备和工具的应用
夹具的应用：如通用夹具、专用夹具等。
刀具的应用：如车刀、铣刀、钻头等。
量具的应用：如卡尺、千分尺等。
其他附属设备和工具的应用：如切削液、冷却液等。
04
金属切削加工工艺
刀具材料和选用原则
刀具材料
根据不同的加工需求，选择合适的刀 具材料，如高速钢、硬质合金、陶瓷 等。
金属切削的原理和应用
金属切削的原理和应用1. 前言金属切削是一种常见的金属加工方式，广泛应用于制造业领域。
本文将从金属切削的原理和应用两个方面进行介绍。
2. 原理金属切削的原理是通过将刀具与工件之间相对运动，在工件表面切削出所需形状。
金属切削过程中主要包括以下几个要素：•刀具：刀具是进行金属切削的关键工具，可以根据切削材料的不同选择不同种类的刀具。
常见的刀具有平头刀、圆头刀、金属锯等。
•工件：工件是需要进行切削加工的金属材料，可以是铁、铜、铝等金属。
•切削速度：切削速度是指单位时间内切削刃通过工件表面的长度。
切削速度的选择需要考虑切削材料的硬度、刀具的耐磨性等因素。
•进给量：进给量是指切削刃在切削过程中每次进给到工件表面的量。
进给量的选择需要考虑切削材料的硬度、刀具的耐磨性等因素。
•切削力：切削力是切削过程中作用在刀具上的力，由切削材料的硬度、切削速度、刀具的材质等因素影响。
3. 应用金属切削广泛应用于制造业领域，以下是几个常见的应用场景：3.1 汽车制造金属切削在汽车制造中起着重要的作用。
汽车零部件的加工过程中，金属切削是一个关键部分，例如轮毂、车架等核心零部件的加工都需要通过金属切削来完成。
3.2 机械制造机械制造是金属切削的另一个重要领域。
在机械制造过程中，金属切削常用来加工各种类型的零部件，如轴、套、齿轮等。
金属切削可以实现精确的加工要求，能够提高机械制造产品的质量。
3.3 航空航天航空航天领域也广泛应用金属切削技术。
航空航天产品对材料要求较高，需要采用高精度的金属切削技术来加工各种复杂形状的零部件，如飞机轴承、发动机零件等。
3.4 制造设备金属切削还广泛应用于制造设备的生产中。
制造设备的加工过程中，金属切削技术可以实现对各种材料的精确加工，如钣金加工、零件加工等。
4. 总结金属切削是一种常见的金属加工方式，通过刀具与工件之间的相对运动，切削出所需形状。
金属切削在汽车制造、机械制造、航空航天和制造设备等领域都有广泛的应用。
浅谈机械加工成形原理(全文)
浅谈机械加工成形原理如果我们想要了解机械加工成形的原理，那么首要的任务就是要知道什么是机械加工、机械加工的含义、机械加工的内容、机械加工行业的进展等。
下面我们就了解一下什么是机械加工。
一、机械加工简介（一）、机械加工的概念机械加工，顾名思义，就是运用一定机械加工机器对要加工的物品进行加工，从而使要加工的物品在原来的基础上在尺寸外形和有关性能上有所改变，从而达到我们对物品加工的目的。
机械加工还有广义和狭义上的概念。
广义上的机械加工主要就是指把要加工的物品在机器上，或者说是运用一定的机械手段让物品达到我们的理想状态的一个生产制造过程；而狭义上就是指运用铣床、钻床、压铸机、车床、冲压机等有关专用的机械设备对零件进行加工制造的过程。
其实，总的来说，机械加工就是一个运用机械手段制造加工零件的过程。
（二）、机械加工的分类机械加工有冷加工和热加工两种，冷加工和热加工是按照被加工的零件加工时所处的温度状态决定的。
所谓冷加工，就是在保证被加工零件的物理性质和化学性质不变的前提下进行加工，因此，冷加工是需要在常温下进行工作的；相反，在不是常温下进行的机械加工就被叫做热加工，而这种不是常温下的温度同样也分为两种，一种是高温，一种是低温，这两种温度下的零件加工过程中，被加工零件的化学和物理性质是会改变的。
（三）、机械加工工作在一些日常生活中，我们经常能看见很多有关机械加工的工作。
例如我们会在一些建筑工地上看见工人焊接铁片、装修人员对室内进行装修过程中进行钻眼、维修公司对机电商品的维修等等。
总的来说，机械加工工作有很多，其中包括：灯丝电源绕组、金属拉拔、重型加工、激光切割、金属板材弯曲成型、等离子切割、模锻、水喷射切割、金属粘结、周密焊接等。
（四）、机械加工行业的进展的重要性在如今飞速进展的社会经济条件子下，机械加工行业成为了各个行业进展的前提，因为无论其他行业如何进展，首先最根本的就是机械加工行业。
比如一个产品的成形过程离不开机械加工；一个商品的包装离不开机械加工；商品的运输途径、销售途径同样离不开机械加工。
机械零件加工表面的形成和金属切削机床基本知识
一、对金属切削机床的基本要求
1. 机床的性能方面 （3）生产效率及自动化程度
生产效率即是单位时间内机床 所能加工的工件数量。
一、对金属切削机床的基本要求
1. 机床的性能方面 （3）生产效率及自动化程度
全自动 半自动 普通机床
一、对金属切削机床的基本要求
1. 机床的性能方面 （4）人机适应性
人机适应性的基本要求是可靠、 安全和舒适。
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
进给运动速度
例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量f来表述， 单位：mm / r
刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述， 单位为mm / str。
铣削时，进给运动速度常用每齿进给量f来表述， 单位：mm/z
进给速度vf、进给量f、每齿进给量fz 和刀具齿数 Z之间的关系如下：
尺寸平面里的实际横截面积，单位：mm2。
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（1）切削层公称横截面积AD（切削面积）： 切削面积是指在给定瞬间，切削层在切削层
尺寸平面里的实际横截面积，单位：mm2。
AD = asp f
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
(6)合成切削运动
切削过程中，由主运动和进给运动合成 的运动称为合成切削运动。 合成切削运动方向：就是切削刃选定点相 对于工件的瞬时合成切削运动的方向；
合成切削速度ve：就是切削刃选定点相对
于工件的合成切削运动的瞬时速度。
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
二、切削运动与切削要素
3.切削层参数 切削层：切削过程中，由刀具的一个 单一动作
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浅析金属切削机床机械零件表面加工成形方法及原理
摘要：金属切削机床是用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床。
机械零件的表面形状不外乎是几种基本形状的表面：平面、圆柱面、圆锥面以及各种成形面。
当精度和表面粗糙度要求较高时，需要在机床上用刀具经切削加工而形成。
机械零件的任何表面都可看作是一条线（称为母线）沿着另一条线（称为导线）运动的轨迹。
因此也可以说，线性表面是通过母线和导线的相对运动而形成的，或者说零件表面的成形过程也就是两条发生线形成的过程，这就是零件表面的发生线成形原理。
关键词：切削表面加工方法成形
1、零件表面发生线形成的方法分析
机械零件的表面形状不外乎是几种基本形状的表面：平面、圆柱面、圆锥面以及各种成形面。
当精度和表面粗糙度要求较高时，需要在机床上用刀具经切削加工而形成。
机械零件的任何表面都可看作是一条线（称为母线）沿着另一条线（称为导线）运动的轨迹。
平面可看作是是由一根直线（母线）沿着另一根直线（导线）运动而形成（图1a）；圆柱面和圆锥面可看作是由一根直线（母线）沿着一个圆（导线）运动而形成（图1b和c）；普通螺纹的螺旋面是由“八”形线（母线）沿螺旋线（导线）运动而形成（图ld）；直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面是由渐开线（母线）沿直线（导线）运动而形成（图1e）等等。
形成表面的母线和导线统称为发生线。
图1 零件表面的成形
1-母线2--导线
由图1可以看出，有些表面，其母线和导线可以互换，如：平面、圆柱面和直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面等，称为可逆表面；而另一些表面，其母线和导线不可互换。
如：圆锥面、螺旋面等，称为不可逆表面。
切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的，由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不同，形成发生线的方法可归纳为以下四种：
图2 形成发生线的方法
（1）轨迹法它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。
切削刃与被加工表面为点接触，发生线为接触点的轨迹线。
图2a中母线Al（直线）和导线A2，（曲线）均由刨刀的轨迹运动形成。
采用轨迹法形成发生线需要一个成形运动。
（2）成形法它是利用成形刀具对工件进行加工的方法。
切削刃的形状和长度与所需形成的发生线（母线）完全重合。
图2b中，曲线形母线由成形刨刀的切削刃直接形成，直线形的导线则由轨迹法形成。
（3）相切法它是利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。
见图2c中，采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工时，在垂直于刀具旋转轴线的截面内，切削刃可看作是点，当切削点绕着刀具轴线作旋转运动B1，同时刀具轴线沿着发生线的等距线作轨迹运动A2时，切削点运动轨迹的包络线，便是所需的发生线。
为了用相切法得到发生线，需要二个成形运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运动。
（4）展成法它是利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。
切削加工时，刀具与工件按确定的运动关系作相对运动（展成运动或称范成运动），切削刃与被加工表面相切（点接触），切削刃各瞬时位置的包络线，便是所需的发生线。
例如，图2d所示，用齿条形插齿刀加工圆柱齿轮，刀具沿箭头A1方向所作的直线运动，形成直线形母线（轨迹法），而工件的旋转运动B21和直线运动A22，使刀具能不断地对工件进行切削，其切削刃的一系列瞬时位置的包络线，便是所需要渐开线形导线（见图2e）。
用展成法形成发生线需要一个成形运动（展成运动）。
1.2 对零件表面形成发生线方法的正确认识
零件某一表面的两条发生线形成的方法可以不一样，也可以一样。
要根据所采用的具体加工方法来对某一表面的成形运动和成形原理进行具体分析，并不是由表面本身来确定。
例如，对圆柱面利用尖头车刀进行加工时，对成形圆弧沟槽利用成形圆弧车刀进行车削时，是由轨迹法形成作为导线的圆，由成形法形成和刀具圆弧刃吻合的弧线（即母线），作为导线的直线和作为母线的圆都是由轨迹法形成的。
以上的这些方法不是形成表面的方法，仅仅是实现一条发生线的方法。
从成形原理来看，各种表面的母线沿导线运动的规律各不相同，有的很复杂，如斜齿轮齿廓面、螺纹面和圆锥面，有的很简单，如圆柱面和平面等。
有些表面的导线和母线之间不能交换，否则无法形成表面或形成希望得到的表面，此类表面称为不可逆表面；有些表面的导线和母线之间能够交换，此类表面称为可逆表面。
通过分析可见，表面的成形原理和成形运动要根据所采用的具体加工方法具体分析，而不是由表面本身确定。
还应特别注意的是：前述四种方法仅仅是实现发生线的方法，而非形成表面的方法。
2、探讨机床上零件表面成形的原理
2.1 探讨简单表面成形的原理
简单表面的加工方法（即成形方法）通常是多种的，因为一般而言，简单表面都是可逆表面，其母线和导线之间可以交换，线性简单。
简单表面的导线简单的形成线、圆或直线，母线沿着导线做平行移动。
2.2 探讨复合表面成形的原理
实现导线的运动是复合运动，并不是简单的圆周运动或直线运动，是指由2个或2个以上的简单运动复合而成的运动。
复合表面是不可逆的表面，其导线各不相同，所以母线沿着导线的运动规律也比较复杂。
3、结语
通过对复杂表面和简单表面的定义，从而准确的描述了斜齿圆柱齿轮齿廓面、螺纹面、圆锥面等典型的复杂表面的成形原理，对形成复杂表面的要件进行了构建，对于制造装备的技术研发和运动分析，尤其是对设计自由度数控加工机床的运动方案而言，该成形理论有着非常重要的指导意义。
通过系统的划分和归纳机床上零件表面的成形原理，尤其是进一步探究了复杂表面的成形原理，从而对表面成形原理在机械加工中的理论进行了完善。
参考文献：
[1]张明松.《机械加工成形原理的探讨》[J].机床与液压，2010/22.
[2]失璇.《机械加工的成形原理分析》[J].科技资讯，2011（27）.。