零件表面的切削加工成形方法

    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。请看书上P3.的图1，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。

normal align=center>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)。