零件表面机械加工成形方法的运动方式分析

摘　要：从分析各种零件表面形成方法入手，讨论了零件表面机械加工成形方法的运动方式；为寻求零件机械加工的合理方案、开拓新的机械加工方法、扩大机床设备的工艺范围及设备的更新改造提供了一种思路。
关键词：机械零件；表面形状；机械加工；运动方式

HE Wang¹,HU Zhong-ju²
(1.Changsha Blower Factory,Changsha 410000,China; 2.Machinery Department,Xiangtan Engineering college,Xingtan 411000,China)

Abstrat:Through analyzing the surface shaping method of all kinds of piece parts,the motion mode of mechanical processing shaping method is discussed. A new thought is provided for seeking a risonable plan of spare parts mechanical processing,developing a new mechanical processing method,and expanding the processing rang and equipment renewed and improved of the machine tool.
Key words:mechanical spare parts;　surface shape;　mechanical processing;　motion mode

0　前言
　　机械零件表面，不论其多么复杂，都是由外圆、内孔、平面、一般成形面、螺纹、齿形等表面组成的。相同的零件表面，可以由不同的形成方法得到，可以由刀具来完成，也可以由工件来实现。
　　由此可见，以各种零件表面的形成方法分析为基础，对零件表面机械加工方法的运动方式进行分析，对解决复杂零件的机械加工问题，开拓新的机械加工方法，扩大机床设备的加工范围及设备的更新、改造是非常有益的。

1　零件表面的机械加工形成方法
　　构成零件表面的外圆、内孔、平面、一般成形面、螺纹、齿形等表面，从形成方法来看，都是一条线(母线)沿着另一条线(导线)运动的轨迹。母线和导线被统称为形成表面的发生线。一般说来，不同的发生线将得到不同形状的表面，但有时两条发生线形状完全相同，只因母线的原始位置不同，也可形成不同的表面，如以直线为母线，以圆为导线，当母线相对于旋转轴线的原始位置不同时，所形成的表面就有圆柱面、圆锥面、双曲面等不同形状。
　　由机械加工方法形成的各种表面是通过刀具的刀刃与工件间有规律的相对运动，把工件上多余的材料去掉而得到。因此，工件表面的几何形状不仅与加工所用刀具切削刃的形状有关，而且与切削运动密切相关。
　　刀具切削刃的形状可以是一个点(实际上是一小段线)、一条与要成形的发生线形状相吻合的线，也可以是一条与要成形的发生线形状不吻合的线。当刀具切削刃的形状为一个点时，在切削过程中，刀具必须有一定的轨迹运动才能得到所要成形的发生线。若刀刃是一条与要成形的发生线形状相吻合的线，则切削加工时刀具无需作任何运动就可以得到所需形状的发生线，径向成形车刀就属于这种情况。如果切削刃是一条与所需成形的发生线形状不吻合的线，则在切削过程中，刀刃与被成形的表面相切，所需成形的发生线是刀具切削轨迹的包络线，齿轮滚刀就是这种情形^［1］。
　　由于所用刀具的切削刃形状及所采取的加工方法不同，形成发生线的方法也不相同。成形法是用成形刀具对工件进行加工的方法，此时，刀刃形状就是所需的发生线形状。展成法是利用工件与刀具作展成切削运动进行加工的方法，此时，形成发生线需要刀具与工件间进行一定规律的运动。轨迹线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，此时，刀刃作一定规律的运动形成发生线，如用靠模法车削回转成形面就是刀具按靠模的轮廓曲线运动。相切法是利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法，切削时，刀具的旋转中心按一定规律运动，切削点的运动转迹形成所要求的发生线。
　　显然，同样的表面形状可以通过不同刃形的刀具、刀具与工件间不同的相对运动形式得到；同样的刀刃形状，当刀具与工件的相对运动形式不同时，得到的工件表面形状不同；不同的刀刃形状，在通过刀具与工件间不同形式的相对运动后，有可能获得同样的表面形状。

2　零件表面机械加工成形方法的运动方式
　　刀具和工件的运动可以是直线运动、回转运动，直线运动与回转运动的复合、静止不动四种不同的形式出现。这些运动可分别由刀具或工件来完成。对刀具和工件的运动进行不同的组合，就构成了不同的加工方法(见表1)。当然，这并不是说所有的运动方式都能实现一种可行的加工方法。有时，一种运动方式也可以实现几种加工方法。例如，工件作主运动(R)，刀具完成进给运动(T)，就是在普通车床上加工外圆面的方法；刨或插平面时，刀具作平移(T)形式的主运动，工件作平移(T)形式的进给运动；刀具完成主运动(R)，工件完成进给运动(T)，既可以进行孔加工(如在卧式镗床上加工孔)，又是用周铣、端铣、周磨、端磨加工平面的方法，盘形铣刀铣齿、指状刀铣齿、成形磨齿时也是这种运动方式。这种分析，为开拓新的加工方法提供了理论基础。

表1　运动方式