机床第二章
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第二章工件装夹和机床夹具
第四节 工件在机床夹具中的定位
例2.在圆柱体上钻孔，保证孔尺寸及与外圆柱的同轴度。
第四节 工件在机床夹具中的定位
影响加工要求的自由度，必须限制；不影响加工要求
的自由度可限制，可不限制。
例及与3.图底示面，的在平一行工度件两上项铣要通求槽，。必为须保限证制尺Z寸, X6,0Y00.20mm
为保证尺寸30±0·1mm及槽侧面与B面的平行度，必须限制
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
2．夹紧元件或夹紧装置 夹紧工件，并使其在加工时在外 力作用下仍然保持工件在夹具中 正确位置的元件或装置称为夹紧 元件或夹紧装置。它一般由动力 装置（如气缸、油缸等）、中间 传力机构（如杠杆、螺纹传动副、 斜楔、凸轮等）和夹紧元件（如 卡爪、压板、压块等）组成。
X
,Leabharlann Z两个自由度，至于 Y 则可限制可不限制。
图1-12
第四节 工件在机床夹具中的定位
5.正确处理过定位： 1） 改变定位元件的结构避免过定位
如图示，把长圆柱销改成短圆柱销，即可避免了过定位。
第四节 工件在机床夹具中的定位
2. 去掉多余的定位支承，消除过定位
如图示，定位支承销3重复限制了Y 把定位支承销3撤消，
第二章 工件装夹与机床夹具
主要讲述内容： 第一节 基准的概念 第二节 工件的装夹方法 第三节 专用机床夹具的组成及其分类 第四节 工件在机床夹具中的定位 第五节 定位误差的分析与计算 第六节 工件的夹紧及夹紧装置 第七节 夹具设计的基本要求和步骤 第八节 夹具设计实例
第一节 基准的概念
一、基本概念： 1. 定位：
图1-7
第四节 工件在机床夹具中的定位
数控机床编程与操作第三版电加工机床分册第二章 数控线切割机床基本操作
第一节 数控线切割机床概述
二、数控线切割机床主要技术参数
数控电火花线切割机床的主要 技术参数包括工作台行程(纵向行 程×横向行程)、最大切割厚度、 加工表面粗糙度值、加工精度、切 割速度、加工锥度和数控系统的控 制方式等。DK77系列数控电火花线 切割机床的主要型号及技术参数见 表。
12 第 二 章 数 控 线 切 割 机 床 基 本 操 作
4．工作液循环系统
在线切割加工中，工作液对 加工工艺指标的影响很大，如对 切割速度、表面粗糙度、加工精 度等都有影响。在线切割加工中 工作液是循环使用的，工作液循 环系统由工作液箱、工作液泵、 流量控制系统、连接导管和上、 下水嘴等组成，如图所示。
10 第 二 章 数 控 线 切 割 机 床 基 本 操 作
开机操作过程
19 第 二 章 数 控 线 切 割 机 床 基 本 操 作
第一节 数控线切割机床概述
1．开机、关机 关机操作过程见表。
关机操作过程
20 第 二 章 数 控 线 切 割 机 床 基 本 操 作
第一节 数控线切割机床概述
2．手控盒操作 手控盒可以控制电极丝的启停、
工作液的开关、工作台的移动等。 线切割机床手控盒如图所示。
（4）正式加工工件前，应确认工件位置正确，以防工件碰撞丝架或 因超载碰坏丝杠、螺母等传动部件。
（5）加工时打开安全开关，将导轮及工作台防护罩安装好后方可进 行放电加工。
（6）禁止用湿手按开关或接触电气部分，防止工作液等导电物进入 电气部分。
27 第 二 章 数 控 线 切 割 机 床 基 本 操 作
二、设备的维护保养方法
（6）机床防尘罩上不要放置重物，不要随意拆卸机床。如果需要拆 卸，应防止灰尘落入。
数控机床及其维护第2章练习题答案
第2章思考与练习题答案1. 数控机床与普通机床相比，在机械传动和结构上有哪些特点？答案：（1）高刚度数控机床要在高速和重负荷条件下工作，因此，机床的床身、立柱、主轴、工作台、刀架等主要部件，均需具有很高的刚度，工作中应无变形或振动。
（2）高灵敏度数控机床通过数字信息来控制刀具与工件的相对运动，它要求在相当大的进给速度范围内都能达到较高的精度，因而运动部件应有较高的灵敏度。
（3）高抗震性数控机床的一些运动部件，除应具有高刚度、高灵敏度外，还应具有高抗振性，即在高速重切削情况下应无振动，以保证加工工件的高精度和高的表面质量。
特别要注意的是应避免切削时的谐振，因此对数控机床的动态特性提出更高的要求。
（4）热变形小机床的主轴、工作台、刀架等运动部件，在运动中常易产生热量，而工艺过程的自动化和精密加工的发展，对机床的加工精度和精度稳定性提出了越来越高的要求。
（6）可靠性机床在自动条件下工作，这就要求机床具有高可靠性，像在工作中动作频繁的刀库、换刀机构、工件交换装置等部件都具有自锁和互锁装置保证在长期工作中十分可靠。
2. 数控机床的主传动系统有哪些要求？答案：与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点：（1）转速高、功率大。
它能使数控机床进行高速、大功率切削，实现高效率加工。
随着涂层刀具、陶瓷刀具和超硬刀具的发展，数控机床切削速度也不断的提高。
（2）所选用的电机主要使用新型的交流伺服电动机，而不在采用普通的交流异步电动机或传统的直流调速电动机。
（3）变速范围大，可实现无级调速。
数控机床的主传动系统要求有较大的调速范围，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。
（4）具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低。
主传动件的制造精度与刚度高，耐磨性好；主轴组件采用精度高的轴承及合理的支承跨距，具有较高的固有频率，实现动平衡，保持合适的配合间隙并进行循环润滑。
（5）具有特有的刀具安装结构。
机床课件第二章机床的运动分析
《金属切削机床》
二、辅助运动
机床上除表面成形运动外，还需要辅助运动， 主要有：各种空行程运动、切入运动、分度运动、 操纵和控制运动。
《金属切削机床》
1.各种空行程运动:进给前后的快速运动和各种调位运 动。
2.切入运动:保证被加工表面获得所需要的尺寸。 3.分度运动:加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，
５－回转体成形面 ６－渐开线表面（直线成形面）
《金属切削机床》
二、表面的形成方法
机床上加工零件时，所需形状的表面是通 过刀具和工件的相对运动，用刀具的刀刃 切削出来的。
实质——借助于一定形状的切削刃、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。
《金属切削机床》
1、表面形成原理
《金属切削机床》
1.外联系传动链
（1）定义： 用于联系动力源和机床的执行器官的传动
链。 （2）功用：
·把一定的功率从动源传递给执行器官。 ·保证执行器官一定的转速（或速度）和一
定的调速范围。
·能够方便地进行运动的启动，停止，换向和
制动。
《金属切削机床》
• 外联系传动链传动比的变化，只影响生产 率或表面粗糙度，不影响发生线的性质。
《金属切削机床》
（二）表面成形运动——主运动、进给运动
成形运动按其在切削加工过程中所起的 作用，可分为 1、主运动：产生切削的运动。 2、进给运动：维持切削得以继续的运动。
➢ 在表面成形运动中，必须有而且只能有一个主运 动。进给运动可能是一个、多个、没有。 无论是主运动还是进给运动，都可能是简单运 动或复合运动。
2、形成发生线的方法
（1）轨迹法：
利用刀具作一定 规律的轨迹运动 来对工件进行加 工的方法。
二、辅助运动
机床上除表面成形运动外，还需要辅助运动， 主要有：各种空行程运动、切入运动、分度运动、 操纵和控制运动。
《金属切削机床》
1.各种空行程运动:进给前后的快速运动和各种调位运 动。
2.切入运动:保证被加工表面获得所需要的尺寸。 3.分度运动:加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，
５－回转体成形面 ６－渐开线表面（直线成形面）
《金属切削机床》
二、表面的形成方法
机床上加工零件时，所需形状的表面是通 过刀具和工件的相对运动，用刀具的刀刃 切削出来的。
实质——借助于一定形状的切削刃、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。
《金属切削机床》
1、表面形成原理
《金属切削机床》
1.外联系传动链
（1）定义： 用于联系动力源和机床的执行器官的传动
链。 （2）功用：
·把一定的功率从动源传递给执行器官。 ·保证执行器官一定的转速（或速度）和一
定的调速范围。
·能够方便地进行运动的启动，停止，换向和
制动。
《金属切削机床》
• 外联系传动链传动比的变化，只影响生产 率或表面粗糙度，不影响发生线的性质。
《金属切削机床》
（二）表面成形运动——主运动、进给运动
成形运动按其在切削加工过程中所起的 作用，可分为 1、主运动：产生切削的运动。 2、进给运动：维持切削得以继续的运动。
➢ 在表面成形运动中，必须有而且只能有一个主运 动。进给运动可能是一个、多个、没有。 无论是主运动还是进给运动，都可能是简单运 动或复合运动。
2、形成发生线的方法
（1）轨迹法：
利用刀具作一定 规律的轨迹运动 来对工件进行加 工的方法。
第二章数控机床精度及性能检验
1、直线运动定位精度 这项检测一般在空载条件下进行，对所测的每个坐
标轴在全行程内，视机床规格，分每20mm，50mm 或100mm间距正向或反向快速移动定位，在每个位置
第二章 数控机床精度及性能检验
上测出实际移动距离和理论移动距离之差。
2、直线运动重复定位精度 重复定位精度是反映轴运动稳定性的一个基本指标。
根据技术指标，测定交换刀具的时间。
第二章 数控机床精度及性能检验
（四）机床噪声
数控机床的噪声包括主轴箱的齿轮噪声，主轴电动 机的冷却风扇噪声、液压系统油泵噪声等。机床空运 转时，噪声不得超过标准规定的85dB。 （五）润滑装置
检验定时定量润滑装置的可靠性，润滑油路有无泄 露，油温是否过高，以及润滑油路到润滑点的油量分 配状况等。
就一台数控机床的个坐标轴而言，软件补偿值越大， 表明该坐标轴上影响定位误差的随机因素越多，则该 机床的综合定位精度不会太高。
第二章 数控机床精度及性能检验
5、回转工作台的定位精度 以工作台某一角度为基准，然后向同一方向快速转
动工作台，每隔30度锁紧定位，选用标准转台、角度 多面体、圆光栅及平行光管等测量工具进行测量，正 向转动和反向转动各测量一周。
第二章 数控机床精度及性能检验
在检测时，应按国家规定，即机床接通电源后， 在预热状态下，机床各坐标轴往复运动几次，主轴 按中等的转速运转十多分钟后进行。
常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角 尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪及高精度主 轴心棒等。检测工具的精度必须比所测的几何精度 高一个等级。
第二章 数控机床精度及性能检验
的允差为0.02mm。 4、综合试件切削
材料为45钢，有轴类和盘类零件，加工对象为台阶、 圆锥、凸球、凹球、倒角及割槽等内容，检验项目有 圆度、直径尺寸精度及长度尺寸精度等。
标轴在全行程内，视机床规格，分每20mm，50mm 或100mm间距正向或反向快速移动定位，在每个位置
第二章 数控机床精度及性能检验
上测出实际移动距离和理论移动距离之差。
2、直线运动重复定位精度 重复定位精度是反映轴运动稳定性的一个基本指标。
根据技术指标，测定交换刀具的时间。
第二章 数控机床精度及性能检验
（四）机床噪声
数控机床的噪声包括主轴箱的齿轮噪声，主轴电动 机的冷却风扇噪声、液压系统油泵噪声等。机床空运 转时，噪声不得超过标准规定的85dB。 （五）润滑装置
检验定时定量润滑装置的可靠性，润滑油路有无泄 露，油温是否过高，以及润滑油路到润滑点的油量分 配状况等。
就一台数控机床的个坐标轴而言，软件补偿值越大， 表明该坐标轴上影响定位误差的随机因素越多，则该 机床的综合定位精度不会太高。
第二章 数控机床精度及性能检验
5、回转工作台的定位精度 以工作台某一角度为基准，然后向同一方向快速转
动工作台，每隔30度锁紧定位，选用标准转台、角度 多面体、圆光栅及平行光管等测量工具进行测量，正 向转动和反向转动各测量一周。
第二章 数控机床精度及性能检验
在检测时，应按国家规定，即机床接通电源后， 在预热状态下，机床各坐标轴往复运动几次，主轴 按中等的转速运转十多分钟后进行。
常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角 尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪及高精度主 轴心棒等。检测工具的精度必须比所测的几何精度 高一个等级。
第二章 数控机床精度及性能检验
的允差为0.02mm。 4、综合试件切削
材料为45钢，有轴类和盘类零件，加工对象为台阶、 圆锥、凸球、凹球、倒角及割槽等内容，检验项目有 圆度、直径尺寸精度及长度尺寸精度等。
第二章：机床操作面板详解
报警键（MESSAGE):可显示报警信号信息。
机械操作面板
模式选择
快速进给
切削进给率
主轴倍率
主轴负载表
指示灯
编辑模式
编辑（EDIT): 以下之功能执行之前，应先将模式开关转至编辑状态。 1.程式编辑-资料的更改、插入及删除。（其中包括整 个程式删除） 2.在此程式中，按下重新设定键，则程式会回到程式开头 3.各种寻找机能
程式再启动和机械锁定
程式再启动（SRN)(特殊机能）： 此功能可使加工一半的程式或加工中断的程式得以继续进行。
机械锁定（MLK)： 机械锁定功能开启时，执行程式后，屏幕上的数字会变更，但是机械部 分不会动，但M、S、T（主轴旋转、刀具交换、切削液开启）功能均按 程式执行。
Z轴锁定和自动切电
Z轴锁定（ZNG): 当此功能开启时，Z轴指令均被忽略不计，在自动操作与手动操作时，除 了Z轴之外各轴均可自由运动，但Z轴的运动数字仍然变化显示。 自动切电（APF): 当此功能开启时,程式执行至M02、M30时，机床会自动断电。
程式键（PROG）
程式键（PROG)：可以显示程式画面和目录的画面 A) 将模式选择旋钮转到{编辑}位置，并压下【程式】键，屏幕下方会 出现两个功能键【程式】和【DIR】。 【程式】：在此画面显示程式，在此画面下可以对程式进行更改、插入、删 除。 【DIR】:此画面显示程序的目录，目录内容包括已使用的程式号码、数量、 以及程序的大小。 B)将模式选择旋钮转到{自动运行}位置时，屏幕下方会有四个功能键如 下： 【程式】：显示现在的程式。 【检视】：显示四行程式、绝对坐标（相对座标）和余移动量（剩余的移动 量），一般在工件调试和程序预演都是放在此界面。 【现单节】：显示现在正在执行的单节。 【次单节】：显示下一个要执行的单节。
机床设计 (2)
2.3 机床的传动联系和传动原理图
2.3.3 传动原理图
车 削 圆 柱 面 时 传 动 原 理 图
机 动 进 给
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
2.3 机床的传动联系和传动原理图
2.3.3 传动原理图
车 削 圆 柱 面 时 传 动 原 理 图
液 压 传 动 进 给
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
答案：卧式车床在形成螺旋表面时需要一个运动——刀具与工件间相对的螺旋运动。
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
图2-7 成形铣刀铣削螺纹
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
2.2 机床的运动
2.2.2 辅助运动
机床上除表面成形运动外，还有在切削加工过程中所 必须的其他一些运动 铣床工作台的快进或快退运动 插齿机上的让刀运动 机床的转位、分度、换向 机床夹具的夹紧与松开 自动换刀
第二章 机床的运动分析 电子工业出版社
第二章 机床的运动分析 电子工业出版社
8．何为定比机构和换置机构？并举出至少两例。
答案： 定比机构：具有固定传动比的机构。例如定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副
换置机构：可变化传动比的机构。例如齿轮变速箱、挂轮架、各类无极变速机构
10．由复合成形运动分解成的各个分运动与简单运动的区别是 什么？
答案：由复合成形运动分解成的各个分运动，虽然都是直线或旋转运动，与简单运 动相象，但其本质是不同的。复合成形运动是一个运动，它的各个部分是相互依存， 并保持着严格的相对运动关系。
第二章
机床的运动分析
电子工业出版社
9．根据图2-9卧式车床的传动原理图，以加工螺纹表面为例指 出其所表示内容。
机械制造装备设计(第2章 金属切削机床设计5-6 主轴&支承)
2.5.3 主轴部件结构设计
（二）推力轴承的位置配置型式 （2）后端配置 两个方向的推力轴承都布置在后支承处。 这类配置方案前支承处轴承较少，发热小，
温升低；但主轴受热后向前伸长，影响轴向精度。 这种配置用于轴向精度要求不高的普通精度
机床，如立铣、多刀车床等。
2.5.3 主轴部件结构设计
（二）推力轴承的位置配置型式 （3）两端配置 两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支承
2.5.3 主轴部件结构设计
（三）主轴传动件位置的合理布置
合理布置传动件在主轴上的轴 向位置，可以改善主轴的受力情况 ，减少主轴变形，提高主轴的抗振 性。
主轴上传动件轴向布置时，应 尽量靠近前支承，有多个传动件时 ，其中最大传动件应靠近前支承。
2.5.3 主轴部件结构设计
（四）主轴主要结构参数的确定 主轴前、后轴径直径D1和D2，主轴内孔直径d，主轴前端悬 伸量a和主轴主要支承间的跨距L，这些参数将直接影响主 轴旋转精度和主轴刚度。
2.5.3 主轴部件结构设计 （一）主轴部件的支承数目 也可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。
角接触 球轴承 背对背
安装
2.配置型式
（1）前端配置 两个方向的推力轴承都布置在前支承处。 这类配置方案在前支承处轴承较多，发热大， 温升高；但主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度 ，精度高，对提高主轴部件刚度有利。 这种配置用于轴向精度和刚度要求较高的高精 度机床或数控机床。
离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组
件的制造和装配质量等。 刚度不足，影响机床的加工精 度、传动质量及工作的平稳性。
2.5.1 主轴部件应满足的基本要求
（3）抗振性：指抵抗受迫振动和自激振动的能力。 主轴振动有两种类型：
第二章-机床电气控制原理图
电气原理图：用图形符号、文字符号、项目 代号等表示电路的各个电气元器件之间的关系和 工作原理的图。
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机床电气
图3-32 全压启动控制线路结构图 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
机床电气
图3-33
全压启动控制线路电气原理图
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2.2.2 电气控制原理图绘制规则 机床电气
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机床电气
9、电路图中触点文字符号下面的数字表示该电器线 圈所处的图区号。 10、需要测试和拆、接外部引线的端子，应用图形符 号“空心圆”表示。电路的连接点用“实心圆”表示。 11、中性线（N）和保护接地线（PE）放在相线之下。
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机床电气
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机床电气
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机床电气
⑵ 绘制电气元件布置图时，电动机要和被拖动的机械 装置画在一起；行程开关应画在获取信息的地方， 操作手柄应画在便于操作的地方。
⑶ 各电气元件之间，上、下、左、右应保持一定间距， 以利布线和维护。
L1 L2 L3
QS
FU2 FU1
点动按钮
SB
KM
KM
M
3～
工作过程：先接通电源开关QS
按下SB KM线圈得电 KM主触头闭合 电动机M通电起动.
松开SB KM线圈断电 KM主触头复位 电动机断电停转
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2 连续运转控制电路
机床电气
L1 L2 L3 QS
短路 保护
KM
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机床电气
图3-32 全压启动控制线路结构图 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
机床电气
图3-33
全压启动控制线路电气原理图
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2.2.2 电气控制原理图绘制规则 机床电气
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机床电气
9、电路图中触点文字符号下面的数字表示该电器线 圈所处的图区号。 10、需要测试和拆、接外部引线的端子，应用图形符 号“空心圆”表示。电路的连接点用“实心圆”表示。 11、中性线（N）和保护接地线（PE）放在相线之下。
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机床电气
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机床电气
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机床电气
⑵ 绘制电气元件布置图时，电动机要和被拖动的机械 装置画在一起；行程开关应画在获取信息的地方， 操作手柄应画在便于操作的地方。
⑶ 各电气元件之间，上、下、左、右应保持一定间距， 以利布线和维护。
L1 L2 L3
QS
FU2 FU1
点动按钮
SB
KM
KM
M
3～
工作过程：先接通电源开关QS
按下SB KM线圈得电 KM主触头闭合 电动机M通电起动.
松开SB KM线圈断电 KM主触头复位 电动机断电停转
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2 连续运转控制电路
机床电气
L1 L2 L3 QS
短路 保护
KM
第二章机床夹具设计基础1.1
欠定位与过定位
•欠定位——应该消除的自由度没有 消除，不允许。 •过定位——几个支承点重复限制某个 自由度，一般不允许，应用是有条件的。
正确处理过定位
•提高工件定位表面与定位元件之间的 位置精度； •改变定位元件的结构。
正确配置支承点
•一般按三、二、一布置。 •主要定位表面受力面积越大越好。
二、定位方法及定位元件 工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副。 定位方案的确定
定位与夹紧的区别： 定位是使工件占有一个正确 的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。定位与 夹紧在夹具设计中是两个非常重要的概念,两者既有 紧密联系,缺一不可,但在概念上又有严格区别: 定 位的作用是确定工件在夹具中相对于刀具处于一个 正确的加工位置,而夹紧的作用是保证工件在加工过 程中始终保持由定位所确定的正确加工位置, 夹紧 不能代替定位
（一）工件以平面定位
1、定位方式
根据平面所限制自由度的数目分为三种：
主要支承面
导向支承面 止推支承面
限制工件的三个自由度的定位平面，常用于精度比较高 的工件定位表面。
限制工件的两个自由度的定位平面，常做成窄长面。 限制一个自由度的平面，为了确保定位准确，往往将 平面面积作的尽可能小。
2、定位元件 常用支承钉和支承板作定位元件；定位基准为平面本身。
3、工件定位中的几种情况 1）完全定位 指工件的六个自由度全部被限制。
2）不完全定位 根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。
在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4个自由度，采 用四点定位可以满足加工要求。
工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求， 故只用三点定位。
Z
限制3个 自由度 X Y X a）
机械制造装备设计第二章 机床的传动设计
综上所述，转速图 可以很清楚地表示：
１、主轴各级转速的传 动路线；
２、得到这些转速所需
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
60:30 36:36 42:42 30:42 24:48
1440 r/min 1000 710 500 355
要的变速组数目及每个
250
变速组中的传动副数目； ３、各个传动比的数值；
注意：转速图上竖直线间距均 匀并不表示各轴中心距相等， 只是为了使图面美观清晰。
ⅡⅢⅣ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 3 2.1.1 .1转速图概念
(2) 各级转速的指代（主轴转速线、转速点）
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ
轴Ⅱ－Ⅲ间 的变速组ｂ
Ⅳ
1440 r/min
有 两 个 传 动 副 （ Pb ＝ 2 ） ， 其传动比依此为：
ib1=22/62=1/2.82=1/ 3，
36:36 42:42 30:42
24:48
1000
710
500
22:62 355
250
降速，向右下方倾斜三格
180
125
ib2=42/42=1=1/ ０，
90
等速，连线水平。
63
45
31.5
返回
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
轴Ⅲ-Ⅳ间 的变速组c有两 个传动副（Pc＝2），其 传动比依此为：
ic1=18/72=1/4= 1/ 4，
转速图包括一点三线：转速点，转速线，传动轴 线，传动线。
《数控机床结构原理与应用》第2章 数控机床检测装置
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2.1 概述
数控机床中测量传感器按形状一般有直线型和旋转型两种。 直线型测量工作台的直线位移。其测量精度主要取决于测量 元件的精度，不受机床传动精度的影响。旋转型测量与工作 台直线运动相关联的回转运动，间接测量工作台的直线位移。 其测量精度取决于测量元件和机床传动链两者的精度。
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2.2 编码器（码盘）
绝对式光电编码器转过的圈数则由RAM保存，断电后由后备 电池供电，保证机床的位置即使断电或断电后又移动过也能 够正确的记录下来。因此采用绝对式光电编码器进给电动机 的数控系统只要出厂时建立过机床坐标系，则以后就不用再 做回参考点的操作，而保证机床坐标系一直有效。绝对式光 电编码器与进给驱动装置或数控装置通常采用通讯的方式， 反馈位置信息。
1．增量式测量与绝对式测量 按照检测装置的编码方式可分为增量式测量和绝对式测量。 （1）增量式测量 增量式测量是只测量位移增量，即工作台每移动一个基本单
位长度单位，测量装置便发出一个测量信号，此信号通常是 脉冲形式。
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2.1 概述
其优点是检测装置比较简单，能做到高精度，任何一个对中 点均可作为测量起点，其缺点是一旦计数有误，此后结果全 错。发生故障时，事故排除后，再也找不到正确位置。典型 的增量式测量装置有光栅和增量式光电编码器。
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2.1 概述
3．数字式测量与模拟式测量 （1）数字式测量 数字式测量以量化后的数字形式表示被测的量。其特点是测
量装置简单，信号抗干扰能力强；被测量量化后转换成脉冲 个数，便于显示处理；测量精度取决于测量单位，与量程基 本无关。典型的数字式测量装置有光电编码器、接触式编码 器和光栅。 （2）模拟式测量 模拟式测量是将被测的量用连续的变量表示，如用电压变化、 相位变化来表示。在大量程内作精确的模拟式检测，在技术 上有较高的要求，数控机床中模拟式测量主要用于小量程测 量且实现高精度测量。其特点是直接对被测量进行检测，无 需量化；在小量程内可以实现高精度测量；可用于直接检测 和间接检测。典型的模拟式测量装置有旋转变压器、感应同 步器和磁栅。
2.1 概述
数控机床中测量传感器按形状一般有直线型和旋转型两种。 直线型测量工作台的直线位移。其测量精度主要取决于测量 元件的精度，不受机床传动精度的影响。旋转型测量与工作 台直线运动相关联的回转运动，间接测量工作台的直线位移。 其测量精度取决于测量元件和机床传动链两者的精度。
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2.2 编码器（码盘）
绝对式光电编码器转过的圈数则由RAM保存，断电后由后备 电池供电，保证机床的位置即使断电或断电后又移动过也能 够正确的记录下来。因此采用绝对式光电编码器进给电动机 的数控系统只要出厂时建立过机床坐标系，则以后就不用再 做回参考点的操作，而保证机床坐标系一直有效。绝对式光 电编码器与进给驱动装置或数控装置通常采用通讯的方式， 反馈位置信息。
1．增量式测量与绝对式测量 按照检测装置的编码方式可分为增量式测量和绝对式测量。 （1）增量式测量 增量式测量是只测量位移增量，即工作台每移动一个基本单
位长度单位，测量装置便发出一个测量信号，此信号通常是 脉冲形式。
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2.1 概述
其优点是检测装置比较简单，能做到高精度，任何一个对中 点均可作为测量起点，其缺点是一旦计数有误，此后结果全 错。发生故障时，事故排除后，再也找不到正确位置。典型 的增量式测量装置有光栅和增量式光电编码器。
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2.1 概述
3．数字式测量与模拟式测量 （1）数字式测量 数字式测量以量化后的数字形式表示被测的量。其特点是测
量装置简单，信号抗干扰能力强；被测量量化后转换成脉冲 个数，便于显示处理；测量精度取决于测量单位，与量程基 本无关。典型的数字式测量装置有光电编码器、接触式编码 器和光栅。 （2）模拟式测量 模拟式测量是将被测的量用连续的变量表示，如用电压变化、 相位变化来表示。在大量程内作精确的模拟式检测，在技术 上有较高的要求，数控机床中模拟式测量主要用于小量程测 量且实现高精度测量。其特点是直接对被测量进行检测，无 需量化；在小量程内可以实现高精度测量；可用于直接检测 和间接检测。典型的模拟式测量装置有旋转变压器、感应同 步器和磁栅。
第二章机床及其附件概论
3.机床的组别和系别代号
每类机床分10组（从0～9组），每组又分10系（从0～9 型）
4.主要参数代号
机床的主参数一般用两位数字表示，其反映机床加工性能的 主要参数。常用主参数的折算值（1/10或1/100或1/1）来表示。
机床的统一名称和组、系划分，以及型号中主参数的表示方 法，见GB/T15375——1994《金属切削机床型号编制方法》。
1/100 1/10 1/100 1/100 1/100 1/10
龙门刨床
20
最大刨削宽度
1/100
单柱坐标镗床
21
工作台面宽度
1/10
例：
C A 6 1 40
机床类别代号（车床类）
机床特性代号（结构特性）
机床组别代号（落地及卧式车床组）
机床系别代号（卧式车床系）
机床主参数代号（最大车削直径400mm）
丝杠
溜板箱
刀架
主轴箱 挂轮箱
刀架
底座
进给箱
溜板箱
尾架
丝杠 光杠
3.普通车床的尺寸系列 1)普通车床的主参数
是床身上最大工件的回转直径，它表征该车床可以加 工的工件的直径尺寸范围。
普通车床制成床身上最大工件回转直径分别为250mm、 320mm、400mm、500mm、630mm、800mm、1000mm、 1250mm等8个品种，以满足不同零件的加工需求。自小到 大按一定规律变化排列的尺寸系列，叫做机床的尺寸系列。
常用机床组系代号及主参数
机床名称 卧式车床 单柱立式车床 摇臂钻床 台式钻床
组系代号 61 51 30 40
主参数 床身最大回转直径
最大车削直径 最大钻孔直径 最大钻孔直径
折算系数 1/10 1/100 1 1
第二章机床操作面板详解
第二章机床操作面板详解第二章机床操作面板详解在现代工业生产中，机床是起到举足轻重作用的关键设备。
而机床的操作面板，则是实现机床控制和操作的核心界面。
本章将对机床操作面板进行详解，以帮助读者更好地理解和掌握机床的操作方法。
一、操作面板的基本组成机床操作面板是机床的控制台，通常由以下几个基本部分组成：1. 电源开关：用于控制机床的电源开关，通过打开或关闭电源，可以实现机床的启动和停止。
2. 模式选择：包括手动模式和自动模式两种选择，手动模式用于手动操控机床的运动，自动模式用于自动化操作。
3. 运动控制：用于控制机床运动的按钮，包括各轴的进给速度调节、进给方向选择以及启动和停止按钮等。
4. 参数设定：用于设定机床工作的相关参数，包括工作速度、加工尺寸等。
5. 显示器：显示器会显示机床的各种状态信息，如当前的加工进度、加工速度、轴的位置等。
6. 报警指示灯：当机床发生异常情况时，报警指示灯会亮起，提示操作人员进行相应的处理。
二、操作面板的使用方法在使用机床操作面板时，需要按照以下步骤进行操作：1. 打开电源开关，确保机床供电正常。
2. 根据需要选择工作模式，手动模式或自动模式。
3. 根据加工要求，设定相关参数，如进给速度、加工尺寸等。
4. 通过运动控制按钮控制机床的运动，包括进给速度调节、进给方向选择以及启动和停止按钮等。
5. 在加工过程中，通过显示器监控机床的运行状态，如加工进度、加工速度等。
6. 当机床发生异常情况时，根据报警指示灯的亮起进行相应的处理，可以是停机、检修或报警解除等。
三、操作面板的注意事项在使用机床操作面板时，需要注意以下事项：1. 熟悉机床的操作面板布局和功能，理解各个按钮和指示灯的作用。
2. 严格按照操作流程进行操作，避免操作错误导致机床故障或工件损坏。
3. 在操作之前，确保机床和操作面板的电源是关闭的，以免发生安全事故。
4. 定期检查机床操作面板的功能和连接线路，确保其正常工作。
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➢ 形成发生线2需要两个成形运动:刀具的旋
转运动；刀具与工件之间的相对移动 精品课件 《金属切削机床》
（4）展成法：利用工件和刀具作展成运动的加
工方法。
• 刀具：插齿刀、齿轮滚刀和花键滚刀。 • 切削刃是与需要形成的发生线共轭的切削线。
➢形成发生线2需要一个复合成形运动(展成运动)
精品课件
《金属切削机床》
的方法。
➢ 切削刃1与所需形成 的发生线2完全吻合
2 1
形成发生线 2不需要有成形运动
精品课件
《金属切削机床》
（3）相切法：利用刀具 边旋转边作轨迹运动来对 工件进行加工的方法。
•刀具：铣刀、砂轮等旋 转加工刀具。 •垂直于刀具旋转轴线的 截面内，切削刃也可看 作是点, 当该切削点绕着 刀具轴 线作旋转运动， 刀具轴线沿着发生线的 等距线作轨迹运动
精品课件
《金属切削机床》
（二）表面成形运动——主运动、进给运动
成形运动按其在切削加工过程中所起的 作用，可分为 1、主运动：产生切削的运动。 2、进给运动：维持切削得以继续的运动。
研究——机床所应具有的各种运动及其相互关系。
目的——用科学简便的方法，根据机床的运动规律来 分析、比较各类机床的传动系统，以便合理使用机床 和设计机床。
机床运动分析过程：表面——运动——传动——机
构——调整。
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《金属切削机床》
§2-1 工件表面形成方法
一、工件的表面形状
常用的机械零件都是由一个或几个简单表 面组成,这些简单表面归纳为: • 回转体表面：内，外圆柱面，圆锥面 • 纵切表面：平面 • 成形表面：螺纹，螺纹表面，渐开线表面
导线：直线，轨迹 法。需要1个简单成 形运动—车刀直线 平移A2。
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《金属切削机床》
例：用成形车刀车外圆
母线：直线， 由成型法形成， 不需要成形运动；
导线：圆， 轨迹法，需要一 个简单成形运 动—工件旋转B1。
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《金属切削机床》
例：用螺纹车刀车螺纹
母线：
螺纹轴向剖面轮廓形， 车刀的刀刃形状与它的 形状一致，即由成型法 形成，因而不需运动；
导线：
螺旋线，由轨迹法形成， 需要一个复合的成形运动—螺旋运动，分解为两个
简单运动：工件旋转B11 和刀具移动A12。 B11和A12必须严格保持相对关系。
精品课件
《金属切削机床》
例：车削锥螺纹
母线： “∧”形线， 由成型法形成， 因而不需运动；
导线： 圆锥螺旋线， 轨迹 法，是复合成形运动， 分解为三个简单运动： 工件旋转B11 、刀具 沿工件轴向移动A12、刀 具沿工件径向移动A13。
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《金属切削机床》
展 成 运 动
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《金属切削机床》
2、形成发生线的方法
（1）轨迹法：
利用刀具作一定 规律的轨迹运动 来对工件进行加 工的方法。
刀具：尖头车刀、刨刀。
切削刃与被加工表面为点接触（实际是短弧线）
形成发生线2需要一个成形运动 。
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《金属切削机床》
（2）成形法：利用成形刀具对工件进行加工
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《金属切削机床》
例：用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮
➢母线：渐开线
展成法形成，需要一个
复合成形运动，可分解为滚
刀旋转B11和工件旋转B12两 部分，B11和B12必须严格保 持相对关系。
➢导线：直线
由相切法形成，需要两个独立的简单成形运动，即
滚刀旋转（与展成运动的B11重合）和滚刀沿工件轴向
的移动A2。
第二章 机床的运动分析
本章学习的内容
§ 2-1 工件表面形成方法 § 2-2 机床的运动 § 2-3 机床的传动 § 2-4 机床运动的调整
精品课件
《金属切削机床》
机床作为机械中的一个突出典型，运动、结构要求高。 以机床为例，学习设计机器的一般方法。
机床种类繁多，不在于掌握多少台机床，而是掌握— —基本知识和分析机床方法。
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《金属切削机床》
构成机械零件外形轮廓的常用表面 １－平面 ２－圆柱面 ３－圆锥面 ４－螺旋面（成形面）
５－回转体成形面 ６－渐开线表面（直线成形面）
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《金属切削机床》
二、表面的形成方法
机床上加工零件时，所需形状的表面是通 过刀具和工件的相对运动，用刀具的刀刃 切削出来的。
实质——借助于一定形状的切削刃、切削
（一）简单成形运动、复合成形运动 按组成情况的不同，成形运动分为：
➢ 简单成形运动：由单独的旋转运动（B）或 直线运动（A）构成的独立的成形运动 。
➢ 复合成形运动：由两个或两个以上的旋转运动
或（和）直线运动，按照某种确定的运动关系组 合而成的独立的成形运动。
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《金属切削机床》
例：车外圆
母线：圆，轨迹法。 需要1个简单成形 运动—工件旋转B1；
§2.2 机床的运动
按运动的功用分为：
➢ 表面成形运动（基本运动）：机床上的刀具和工件， 为了直接形成被加工工件表面的运动。
形成母线和导线所需运动数之和，即为成形运动
的数目。
➢ 非表面成形运动（辅助运动）：机床上除成形运动
外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作 。
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《金属切削机床》
一、表面成形运动
精品课件
《金属切削机床》
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《金属切削机床》
➢有些表面的两条发生线完全相同，只因母线 的原始位置不同，也可形成不同的表面。
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《金属切削机床》
三、发生线的形成
• 切削刃形状——切削刃与工件成形表面相接触部分的形状。
点刀刃、线刀刃
1、切削刃的形状与发生线的关系
同样一条发生线，采用不同刀刃形状，有不同的形成方法。
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。
精品课件
《金属切削机床》
1、表面形成原理
从几何学的观点看，任何一个表面，都可以看作 是一条线（母线）沿着另一条线（导线）运动的 轨迹。这两条曲线叫做该表面的发生线。
有些表面的导线和母线是可以互换的，叫可逆表 面；有些表面的导线和母线则不可互换，叫不可 逆表面。（锥面、球面、圆环面、螺旋面均为不 可逆表面）
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《金属切削，从而产生了各种不同类型的机床。
➢ 用同一种工艺方法和刀具结构加工相同表面，由于具 体加工条件不同，表面成形运动在刀具和工件之间的 分配也往往不同。
例：车削圆柱面，根据工件形状、尺寸和坯料形式等具 体条件不同，表面成形运动可以:
转运动；刀具与工件之间的相对移动 精品课件 《金属切削机床》
（4）展成法：利用工件和刀具作展成运动的加
工方法。
• 刀具：插齿刀、齿轮滚刀和花键滚刀。 • 切削刃是与需要形成的发生线共轭的切削线。
➢形成发生线2需要一个复合成形运动(展成运动)
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的方法。
➢ 切削刃1与所需形成 的发生线2完全吻合
2 1
形成发生线 2不需要有成形运动
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（3）相切法：利用刀具 边旋转边作轨迹运动来对 工件进行加工的方法。
•刀具：铣刀、砂轮等旋 转加工刀具。 •垂直于刀具旋转轴线的 截面内，切削刃也可看 作是点, 当该切削点绕着 刀具轴 线作旋转运动， 刀具轴线沿着发生线的 等距线作轨迹运动
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（二）表面成形运动——主运动、进给运动
成形运动按其在切削加工过程中所起的 作用，可分为 1、主运动：产生切削的运动。 2、进给运动：维持切削得以继续的运动。
研究——机床所应具有的各种运动及其相互关系。
目的——用科学简便的方法，根据机床的运动规律来 分析、比较各类机床的传动系统，以便合理使用机床 和设计机床。
机床运动分析过程：表面——运动——传动——机
构——调整。
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§2-1 工件表面形成方法
一、工件的表面形状
常用的机械零件都是由一个或几个简单表 面组成,这些简单表面归纳为: • 回转体表面：内，外圆柱面，圆锥面 • 纵切表面：平面 • 成形表面：螺纹，螺纹表面，渐开线表面
导线：直线，轨迹 法。需要1个简单成 形运动—车刀直线 平移A2。
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例：用成形车刀车外圆
母线：直线， 由成型法形成， 不需要成形运动；
导线：圆， 轨迹法，需要一 个简单成形运 动—工件旋转B1。
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例：用螺纹车刀车螺纹
母线：
螺纹轴向剖面轮廓形， 车刀的刀刃形状与它的 形状一致，即由成型法 形成，因而不需运动；
导线：
螺旋线，由轨迹法形成， 需要一个复合的成形运动—螺旋运动，分解为两个
简单运动：工件旋转B11 和刀具移动A12。 B11和A12必须严格保持相对关系。
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例：车削锥螺纹
母线： “∧”形线， 由成型法形成， 因而不需运动；
导线： 圆锥螺旋线， 轨迹 法，是复合成形运动， 分解为三个简单运动： 工件旋转B11 、刀具 沿工件轴向移动A12、刀 具沿工件径向移动A13。
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展 成 运 动
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2、形成发生线的方法
（1）轨迹法：
利用刀具作一定 规律的轨迹运动 来对工件进行加 工的方法。
刀具：尖头车刀、刨刀。
切削刃与被加工表面为点接触（实际是短弧线）
形成发生线2需要一个成形运动 。
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（2）成形法：利用成形刀具对工件进行加工
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例：用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮
➢母线：渐开线
展成法形成，需要一个
复合成形运动，可分解为滚
刀旋转B11和工件旋转B12两 部分，B11和B12必须严格保 持相对关系。
➢导线：直线
由相切法形成，需要两个独立的简单成形运动，即
滚刀旋转（与展成运动的B11重合）和滚刀沿工件轴向
的移动A2。
第二章 机床的运动分析
本章学习的内容
§ 2-1 工件表面形成方法 § 2-2 机床的运动 § 2-3 机床的传动 § 2-4 机床运动的调整
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机床作为机械中的一个突出典型，运动、结构要求高。 以机床为例，学习设计机器的一般方法。
机床种类繁多，不在于掌握多少台机床，而是掌握— —基本知识和分析机床方法。
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构成机械零件外形轮廓的常用表面 １－平面 ２－圆柱面 ３－圆锥面 ４－螺旋面（成形面）
５－回转体成形面 ６－渐开线表面（直线成形面）
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二、表面的形成方法
机床上加工零件时，所需形状的表面是通 过刀具和工件的相对运动，用刀具的刀刃 切削出来的。
实质——借助于一定形状的切削刃、切削
（一）简单成形运动、复合成形运动 按组成情况的不同，成形运动分为：
➢ 简单成形运动：由单独的旋转运动（B）或 直线运动（A）构成的独立的成形运动 。
➢ 复合成形运动：由两个或两个以上的旋转运动
或（和）直线运动，按照某种确定的运动关系组 合而成的独立的成形运动。
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例：车外圆
母线：圆，轨迹法。 需要1个简单成形 运动—工件旋转B1；
§2.2 机床的运动
按运动的功用分为：
➢ 表面成形运动（基本运动）：机床上的刀具和工件， 为了直接形成被加工工件表面的运动。
形成母线和导线所需运动数之和，即为成形运动
的数目。
➢ 非表面成形运动（辅助运动）：机床上除成形运动
外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作 。
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一、表面成形运动
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➢有些表面的两条发生线完全相同，只因母线 的原始位置不同，也可形成不同的表面。
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三、发生线的形成
• 切削刃形状——切削刃与工件成形表面相接触部分的形状。
点刀刃、线刀刃
1、切削刃的形状与发生线的关系
同样一条发生线，采用不同刀刃形状，有不同的形成方法。
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。
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1、表面形成原理
从几何学的观点看，任何一个表面，都可以看作 是一条线（母线）沿着另一条线（导线）运动的 轨迹。这两条曲线叫做该表面的发生线。
有些表面的导线和母线是可以互换的，叫可逆表 面；有些表面的导线和母线则不可互换，叫不可 逆表面。（锥面、球面、圆环面、螺旋面均为不 可逆表面）
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《金属切削，从而产生了各种不同类型的机床。
➢ 用同一种工艺方法和刀具结构加工相同表面，由于具 体加工条件不同，表面成形运动在刀具和工件之间的 分配也往往不同。
例：车削圆柱面，根据工件形状、尺寸和坯料形式等具 体条件不同，表面成形运动可以: