易學族 MS_5118 機械製造技術基礎

大家好 今天我們開始學習第一章金屬氣消過程的基礎知識 那麼我們今天要學習的是第一單元 金屬氣消過程的基本定義 那麼大家首先思考一個問題 對於一個機械零件來說 那麼它的成形方法有幾種呢 首先肯定想到的是去除成形法 去除成形法是將材料從機體中分離出去而成形 那麼我們經常所見到的車 洗 報 膜 電火花以及激光切割等都屬於去除成形法 那麼除了這種方法之外 還有送貨成形法 那麼它是指的在特定的邊界和外力約束下成形 比如說鑄造 斷壓 粉磨冶金和鑄塑成形等 那麼還有第三種方法叫做堆積成形法 是將材料有序地經過合併堆積成形 比如說我們現在所知道的快速圓形製造 焊接等 那麼這三種方法裡邊現在最常用的是哪一種呢 那麼肯定是去除成形法 那麼去除成形法現在大多數都是通過金屬氣消過程來實現的 那麼這就是引出的我們所要講的第一個定義 什麼叫做金屬氣消過程 金屬氣消過程它指的是弓箭和刀具的相互作用過程 我們要用刀具把弓箭上的多餘的金屬層切除下來 最終得到我們所要求的 零件來 那麼在這個過程中就需要得到我們所要求的 形狀精度 位置精度和尺寸精度以及零件所要求的加工表面質量 那麼為了實現金屬氣消過程 刀具和弓箭之間必須要有相對運動 我們把這個運動就叫做氣消運動 那麼氣消運動是怎麼樣來實現的呢 是由金屬氣消機牀來完成的 由金屬氣消機牀來提供刀具和弓箭之間的這個相對運動 那麼在實現金屬氣消過程中 刀具 機牀 弓箭和夾具就構成了一個完整的機械加工工藝系統 那麼金屬氣消過程的各種現象和規律 都是在這樣一個完整的機械加工工藝系統來完成的 大家先來看這樣一個動畫 這是萬元車銷的時候的這樣一個動畫 那麼在萬元車銷的時候 弓箭做旋轉運動 刀具做連續的縱向直線運動 就形成了弓箭的萬元柱表面 那麼在弓箭的萬元柱表面的形成過程中 是不是會有三個不斷變化的表面呢 那麼這三個表面分別是 第一個表面叫做待加工表面 待加工表面是即將被切去金屬層的表面 那麼在這個加工的過程中 這個金屬層是在逐漸地減小的 隨著加工的進行 待加工表面是要全部被切除掉的 第二個表面叫做已加工表面 它指的是已經切去一部分金屬所形成的新表面 這個表面在加工的過程中是逐漸增大的 最終形成我們所需要的弓箭表面 那麼在待加工表面和已加工表面之間 會存在另外一個表面叫做加工表面 也可以叫做過渡表面 這個表面指的是什麼呢 它指的是氣消刃正在加工的 正在氣消的這個表面 那麼這個加工表面或者我們說過渡表面 總是處在待加工表面和已加工表面之間的 那麼我們剛才給您的概念是萬元車消 那麼這樣一個概念對於其他加工也是適合的 比如說車端面 起消 轉消 膛孔 還有就是報平面 那麼所有的加工的時候這樣一個概念都是適合的 那麼我們還是來看車外緣 那麼在車外緣的時候金屬切削機牀的運動 弓箭在做旋轉運動 刀具在做直線運動 也就是說金屬切削機牀的基本運動有直線運動和迴轉運動 如果我們按照加工的時候刀具和弓箭所起的作用的不同 我們把運動又可以分成阻運動和進給運動 那麼什麼叫做阻運動 阻運動指的是切削金屬所必須的最主要的運動 它使刀具氣消刃及其鄰近的刀具表面切入弓箭材料 使得切削層轉變成切屑 那麼我們怎麼來判斷阻運動呢 什麼樣的運動就是這樣一個最主要的運動呢 那麼我們根據它的特點來判斷 首先第一個特點是阻運動的速度是最高的 那麼我們也知道速度要最高的話 所消耗的機牀的功率也是最多的 那麼在金屬切削的過程中任何加工過程阻運動必須有一個 而且阻運動只能有一個運動是阻運動 那麼阻運動可以是旋轉運動也可以是直線運動 下面我們來看對於車外人來說 弓箭在做旋轉運動 刀具在做直線運動 這兩個運動裡邊哪個是阻運動呢 我們要看哪個速度最高 那麼弓箭的轉速要比刀具的直線運動速度高 也就是說這兩個運動裡邊弓箭所做的旋轉運動是阻運動 那麼對於轉箱來說刀具做旋轉運動 同時刀具要沿著軸線要做直線運動 那麼這兩個運動裡邊刀具的轉動速度高 也就是說轉頭的轉動是阻運動 也就是說阻運動是旋轉運動 那麼我們再來看爆刀的時候 牛頭爆槽上爆平面 那麼爆刀做往弧直線運動 弓箭要做直線運動 同樣這兩個運動都是直線運動 那麼哪個是阻運動呢 那麼爆刀的直線往弧運動速度高 也就是說爆刀的直線往弧運動是阻運動 也就可以看到在爆槽裡邊阻運動是直線運動 而且阻運動可以由弓箭來完成 也可以由刀具來完成 剛才所看到的車槽的時候 弓箭做旋轉運動是阻運動 也就是說弓箭來完成阻運動 那麼也可以由刀具來完成阻運動 我們剛才所講到的鑽孔的時候 刀具 轉頭 旋轉運動是阻運動 那麼這樣一個運動是由刀具所完成的阻運動 這有一個特例 我們可以來看一下 對於爆槽來說 爆槽分龍門爆槽和牛頭爆槽 對於龍門爆槽來說 弓箭安裝在工作臺上 工作臺帶動弓箭做往復運動 也就是說弓箭完成阻運動 而對於牛頭爆槽來說 爆刀的往復運動是阻運動 也就是說是由刀具來完成的阻運動 下面我們來看進給運動 進給運動它是使得新的金屬不斷投入切削運動 它保證切削工作能夠連續或者是反復地進行 從而切除金屬層 最終形成已加工表面 進給運動和阻運動相比 進給運動的速度較低 那麼這樣的話所消耗的功率也是較少的 那麼進給運動在運動裡邊應該有幾個呢 對於進給運動來說 基層的進給運動可以是一個 也可以是多個 甚至的話有些情況是可以沒有進給運動的 下面我們來看 對於轉箱來說 轉頭要做旋轉運動 同時轉頭要做軸向的直線運動 這兩個運動裡邊大家都知道 轉頭的轉動是阻運動 那麼轉頭的直線運動 沿著它的軸向的運動是進給運動 那麼這樣的話進給運動只有一個 也就是說是轉頭的軸向進給運動 我們下面再來看磨萬元的時候 那麼萬元磨牀上 萬元磨箱的時候 對於萬元磨箱來說 沙輪做旋轉運動 弓箭在做旋轉運動 同時工作臺在做網幅的直線運動 另外還有一個運動就是 沙輪要做沿著弓箭的徑向做一個這樣的直線運動 也就是說在萬元磨箱裡邊運動有四個 那麼這四個運動裡邊我們要來看 哪一個是阻運動呢 明顯的可以知道 對於四個運動裡邊 沙輪的轉動速度最高 也就是說沙輪的轉動是阻運動 那麼其他的三個運動 一個是萬元磨箱的時候的軸向進給運動 另外一個就是什麼呢 圓周進給運動 最後還有一個徑向進給運動 也就是說對於萬元磨箱來說 它的進給運動有三個 下面我們來看一下拉箱運動 對於拉箱來說只有一個運動 拉刀的直線運動 也就是說這個運動是阻運動 是沒有進給運動的 那麼怎麼樣就能夠把所有的餘量去除掉呢 是靠後一個刀齒 相比前一個刀齒有一定的齒身量 靠齒身量把所有的加工餘量一層一層地去除掉的 也就是說在拉箱加工裡邊是沒有進給運動的 進給運動可以是連續運動 比如說鑽孔車外緣洗平面 那麼對於車外緣來說 外緣車銷的時候還有一個進給運動 就是橫向進給運動 那麼這個進給運動它也是一個間隙的運動 進給運動可以由弓箭完成 比如說爆銷磨銷也可以由刀具完成 那我們前面所講到的車銷鑽銷 都是由刀具來完成進給運動 再有就是阻運動和進給運動 可由刀具和弓箭分別完成 也可以由刀具單獨完成 那麼大家現在思考一個問題 阻運動和進給運動可以由弓箭單獨完成嗎 那麼從目前的機牀的運動來看 阻運動和進給運動是不能由弓箭單獨完成的 也就是說阻運動和進給運動可以由刀具和弓箭分別完成 也可以由刀具單獨完成 下面我們來看車銷和洗銷的時候 刀具和弓箭同時在做運動 也就是說阻運動和進給運動是同時進行的 那我們再來看一下爆銷的時候 阻運動和進給運動是交替進行的 那麼當阻運動和進給運動同時進行時 刀具、洗銷刃上某一個點相對弓箭的運動 我們就可以給它進行合成 合成為叫做合成洗銷運動 阻運動和進給運動合成洗銷運動我們前面已經給了定義 那麼對於這三個運動來說都有相對應的速度 那麼什麼叫做阻運動的速度呢 它指的是洗銷刃上選定點相對於弓箭的阻運動的順勢速度 那麼對於阻運動速度來說也叫做洗銷速度 我們之後要提到的洗銷速度指的就是阻運動的速度 進給速度指的是洗銷刃上選定點相對於弓箭的進給運動的順勢速度 那麼合成洗銷速度指的就是刀刃上選定點相對於弓箭的合成洗銷運動的順勢速度 也就是說合成洗銷運動速度的向量等於阻運動的速度和合成 也就是說合成洗銷運動的速度就等於阻運動的速度和進給運動的速度的向量和 那我們可以看到合成洗銷速度是VE 阻運動速度的話呢是VC 而進給速度的是VF 那麼VE就等於VC和VF的向量和在金屬洗銷過程中 我們需要針對不同的弓箭材料 不同的刀具材料和其他的加工條件來選擇合適的洗銷速度 進給量還要選擇合適的備至刀量 那麼我們就把洗銷速度 進給量和備至刀量就叫做洗銷用量三要素 洗銷用量三要素是很重要的參數 它是調整機牀 計算洗銷力 計算洗銷功率 計算工事定額以及覈算工序成本 所必須的參數 洗銷用量三要素第一個要素指的就是洗銷速度 也就是說我們前面所說到的阻運動的速度VC 大家知道 對於阻運動來說 大部分阻運動都是迴轉運動 下面我們就來看阻運動是迴轉運動的時候如何來算洗銷速度 那麼我們來看對於迴轉體來說 刀具或者是弓箭上我們給它要計算母儀點的洗銷速度 如何來計算呢 VC就等於πDN除以1000 那麼也就是說 在這裡頭D指的是刀具或者弓箭上母儀點的迴轉的速度 在這個公式裡邊 D指的是刀具或弓箭上母儀點的迴轉直徑 而N指的就是弓箭或者刀具的轉速 那麼對於洗銷速度來說 它的單位我們可以是米每秒或者是米每分 這兒要注意一個問題 刀具上各個點的洗銷速度值是不同的 也就是說我們在刀具或者是弓箭上所取得這個點的位置不同的話 那麼刀刃上各個點的洗銷速度是不同的 那麼我們如何來選擇洗銷速度值 也就是說計算哪一個點的速度作為我們的洗銷速度呢 考慮到刀具的磨損和已加工表面的質量的因素 我們在計算的時候應該取最大的切削速度值 對於外源車銷來說 必然要計算待加工表面的速度 而對於車銷孔的時候我們就應該計算已加工表面的速度值 那麼鑽孔的時候就要計算鑽頭外進出的速度值 下面我們來看第二個要素進給量 跟進給量相關的 還有就是進給速度 每尺進給量 下面我們先來看什麼叫做進給速度 進給速度指的是單位時間內的進給量 它的單位就是毫米每秒或者是毫米每分鐘 那麼什麼叫做進給量呢 進給量指的是 弓箭或者刀具每旋轉一週的時候 刀具和弓箭它們兩者沿著進給運動方向的相對位移量 下面我們來看這樣一個圖片 對於車銷的時候 弓箭做旋轉運動 刀具做進給運動 那麼當弓箭轉一圈的時候 轉一週的時候 那麼刀具走了這樣一個位移量 我們給它就叫做 進給量 從圖中我們可以看到我們所塗的紅的這樣一段線段就是進給量 它的單位就是 毫米每轉 那麼對於洗刀 攪刀 齒輪滾刀這樣一些多尺刀具來說 我們還要給它規定每尺進給量 每尺進給量指的就是後一個刀齒相對於前一個刀齒的進給量 它的單位是毫米每尺 那麼根據它們三個的概念 那麼我們是不是可以找見它們三者之間的關係呢 那麼它們的關係就是 進給速度vf等於進給量乘以轉數 那麼也等於每尺進給量fz乘以尺數乘以轉數 那麼我們根據這樣一個式子 如果說已知其中的一個參數的話 就可以計算出來另外兩個參數值 下面我們看第三個要素是倍制到量ap 那麼對於車銷和報銷加工來說 倍制到量ap它指的是工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距離 下面我們看這樣一個圖 這是車外緣的時候 那麼這個表面叫做待加工表面 這個表面叫做已加工表面 那麼它們待加工表面和已加工表面的垂直距離就是ap值 這是報銷的時候 那麼對於報銷來說 我們明顯的可以知道這個表面叫做已加工表面 那麼這個表面叫做待加工表面 待加工表面和已加工表面的垂直距離就是倍制到量ap的大小 那麼對於外緣車廂來說 ap值如何來計算 下面我們就可以根據ap就等於2分之dw減去dm 在這dw指的就是待加工表面的直徑 而dm呢就是已加工表面的直徑 那麼對於鑽孔來說 那麼ap值就等於2分之dm 也就是說待加工表面直徑的二分之一是 鑽孔的加工的時候的倍制到量值 這就是我們今天第一單元的內容 那麼我們講解了什麼叫做金屬氣泡過程 氣泡運動工藝系統 那麼還講解了工件上存在的表面 待加工表面 已加工表面和過渡表面 那麼什麼叫做主運動 什麼叫做進給運動 什麼叫做合成氣泡運動 那麼最後我們還給大家講解了氣泡用料三要素 氣泡速度 進給量和倍制到量 那麼我們今天學習就到這裡 下節課再見