一、工件表面成形方法
機(jī)械制造過(guò)程是工藝設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。在這一過(guò)程中，針對(duì)不同的要求可以采用 不同的加工方法，如鍛造、鑄造、焊接、機(jī)械加工、熱處理等。就機(jī)械加工而言，是根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求選用相應(yīng)的切削加工方法即：在機(jī)床上通過(guò)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從工件毛坯上切除多余金屬，使之形成符合要求的形狀、尺寸的表面的過(guò)程。因此，機(jī)械加工過(guò)程是工件表面的形成過(guò)程。

(一) 工件表面的構(gòu)成
機(jī)械零件的表面形狀千變?nèi)f化，但大都是由幾種常見(jiàn)的表面組合而成的。這些表面包括平面、圓柱面、圓錐面、球面、螺旋面、圓環(huán)面以及成形曲面等，如下圖1，由這些表面組成各種類(lèi)型的零件。下圖2是幾種常見(jiàn)的零件類(lèi)型。

（二）常見(jiàn)工件表面的成形方法
機(jī)械加工中，工件表面是由工件與刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和刀具切削刃的形狀共同實(shí)現(xiàn)的。相同的表面，切削刃的不同，工件和刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)也不相同，這是形成各種加工方法的基礎(chǔ)。有軌跡法、成形法、展成法、相切法等。見(jiàn)上圖3。
1、軌跡法：指的是刀具切削刃與工件表面之間為近似點(diǎn)接觸，通過(guò)刀具與工件之間的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)，由刀具刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)實(shí)現(xiàn)表面的成形。
2、成形法：是指刀具切削刃與工件表面之間為線接觸，切削刃的形狀與形成工件表面的一 條發(fā)生線完全相同，另一條發(fā)生線由刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3、展成法：是指對(duì)各種齒形表面進(jìn)行加工時(shí)，刀具的切削刃與工件表面之間為線接觸，刀 具與工件之間作展成運(yùn)動(dòng)（或稱嚙合運(yùn)動(dòng)），齒形表面的母線是切削刃各瞬時(shí)位置的的包絡(luò)線。
4、相切法:利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法
二、機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析
機(jī)床的運(yùn)動(dòng):表面成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng).
⑴表面成形運(yùn)動(dòng):形成發(fā)生線的運(yùn)動(dòng).
按組成情況不同,可分為:簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)和復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)。
按作用情況不同,可分為:主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
1、主運(yùn)動(dòng)：是刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。它使刀具的前刀面能夠接近工件，切除工件上的被切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，從而完成切屑加工。一般，主運(yùn)動(dòng)速度最高，消耗功率最大，通常只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)。例如，車(chē)削加工時(shí)，工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)。

2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：是配合主運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對(duì)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工，根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是多個(gè)，也可以是一個(gè)；可以是連續(xù)的， 也可以是步進(jìn)的。
⑵輔助運(yùn)動(dòng):實(shí)現(xiàn)機(jī)床的各種輔助動(dòng)作,為表面成形創(chuàng)造條件。
切入運(yùn)動(dòng)、切出運(yùn)動(dòng)、調(diào)整運(yùn)動(dòng)、分度運(yùn)動(dòng)以及其他各種空行程運(yùn)動(dòng)。
三、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系
要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程所需的各種運(yùn)動(dòng)，機(jī)床必需具備以下幾個(gè)主要組成部分：
1）執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)床上最終實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)的部件，如主軸、刀架、工作臺(tái)等，它們帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。
2）動(dòng)力源 機(jī)床上動(dòng)力源—般采用交流異步電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)等。它們?yōu)闄C(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，以克服切削阻力及摩擦阻力。機(jī)床可以幾個(gè)運(yùn)動(dòng)共用一個(gè)動(dòng)力源，也可以每個(gè)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)使用一個(gè)動(dòng)力源，前者如普通機(jī)床，后者如數(shù)控機(jī)床。
3）傳動(dòng)裝置 把動(dòng)力源的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或?qū)⑦\(yùn)動(dòng)由—個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳遞到另—個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以保持二個(gè)運(yùn)動(dòng)之間的準(zhǔn)確關(guān)系。傳動(dòng)系統(tǒng)還可以變換運(yùn)動(dòng)的方向、速度及運(yùn)動(dòng)的類(lèi)別，如將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。
由動(dòng)力源一傳動(dòng)裝置一執(zhí)行件或執(zhí)行件一傳動(dòng)裝置一執(zhí)行件構(gòu)成的傳動(dòng)聯(lián)系，稱為傳動(dòng)鏈。按傳動(dòng)鏈的性質(zhì)不同可分為：
①外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 聯(lián)系動(dòng)力源與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)鏈。它使執(zhí)行件獲得一定的速度和運(yùn)動(dòng)方向，其傳動(dòng)比的變化，只影響生產(chǎn)率或表面粗糙度，不影響加工表面的形狀和精度。因此，外聯(lián)系傳動(dòng)鏈中可以有摩擦傳動(dòng)等傳動(dòng)比不準(zhǔn)確的傳動(dòng)副。如普通車(chē)床在電機(jī)與主軸之間的傳動(dòng)鏈就是外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。
②內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 聯(lián)系一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和另一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈。它決定著加工表面的形狀和精度，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有嚴(yán)格要求。因此，內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比必須準(zhǔn)確，不應(yīng)有摩擦傳動(dòng)或瞬時(shí)傳動(dòng)比變化的傳動(dòng)副（如皮帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)）。車(chē)削螺紋時(shí)，保證主軸和刀架之間的嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)關(guān)系的傳動(dòng)鏈就是內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。
傳動(dòng)鏈中通常包含兩類(lèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：
一類(lèi)為:定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向不變)，如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等，稱為定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；
另一類(lèi)是換置機(jī)構(gòu)(可根據(jù)加工要求變換傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向）：，如掛輪變速機(jī)構(gòu)、滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)、離合器換向機(jī)構(gòu)等。
傳動(dòng)原理圖:為了便于研究機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)系,常用一些簡(jiǎn)明的符號(hào)把傳動(dòng)原理和傳動(dòng)路線表示出來(lái),這就是傳動(dòng)原理圖.
機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)(P64)
為便于了解和分析機(jī)床運(yùn)動(dòng)的傳遞、聯(lián)系情況，常采用傳動(dòng)系統(tǒng)圖。它是表示實(shí)現(xiàn)機(jī)床全部運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)示意圖。圖中將每條傳動(dòng)鏈中的具體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用簡(jiǎn)單的規(guī)定符號(hào)（見(jiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4460－84機(jī)城制圖—機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)）表示，并標(biāo)明齒輪和蝸輪的齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、絲杠導(dǎo)程、帶輪直徑、電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)速等。傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，按照運(yùn)動(dòng)傳遞或聯(lián)系順序依次排列，以展開(kāi)圖形式畫(huà)在能反映主要部件相互位置的機(jī)床外形輪廓中。

四、機(jī)床的分類(lèi)
機(jī)床主要是按加工方法和所用刀具進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)國(guó)家制定的機(jī)床型號(hào)編制方法，機(jī)床分為11大類(lèi)：
車(chē)床，鉆床，鏜床，磨床，齒輪加工機(jī)床，螺紋加工機(jī)床，銑床，刨插床，拉床，鋸床和其他機(jī)床。
在每一類(lèi)機(jī)床中，又按工藝范圍，布局型式和結(jié)構(gòu)性能分為若干組，每一組又分為若干個(gè)系（系列）。
除了上述基本分類(lèi)方法外，還有其它分類(lèi)方法：
1.按照萬(wàn)能性程度，機(jī)床可分為：
①通用機(jī)床： 這類(lèi)機(jī)床的工藝范圍很寬，可以加工一定尺寸范圍內(nèi)的多種類(lèi)型零件，完成多種多樣的工序。如，臥式車(chē)床，萬(wàn)能升降臺(tái)銑床，萬(wàn)能外圓磨床等。
②專(zhuān)門(mén)化機(jī)床：這類(lèi)機(jī)床的工藝范圍較窄，只能用于加工不同尺寸的一類(lèi)或幾類(lèi)零件的一種（或幾種）特定工序。如，絲桿車(chē)床，凸輪軸車(chē)床等。
③專(zhuān)用機(jī)床： 這類(lèi)機(jī)床的工藝范圍最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序。如，加工機(jī)床主軸箱體孔的專(zhuān)用鏜床，加工機(jī)床導(dǎo)軌的專(zhuān)用導(dǎo)軌磨床等。它是根據(jù)特定的工藝要求專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，制造的，生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度較高，使用于大批量生產(chǎn)。組合機(jī)床也屬于專(zhuān)用機(jī)床。
2.按照機(jī)床的工作精度，可分為普通精度機(jī)床，精密機(jī)床和高精度機(jī)床。
3.按照重量和尺寸，可分為儀表機(jī)床，中型機(jī)床（一般機(jī)床），大型機(jī)床（質(zhì)量大于10t），重型機(jī)床（質(zhì)量在30t以上）和超重型機(jī)床（質(zhì)量在100t以上）。
4.按照機(jī)床主要器官的數(shù)目，可分為單軸，多軸，單刀，多刀機(jī)床等。
5.按照自動(dòng)化程度不同，可分為普通，半自動(dòng)和自動(dòng)機(jī)床。自動(dòng)機(jī)床具有完整的自動(dòng)工作循環(huán)，包括自動(dòng)裝卸工件，能夠連續(xù)的自動(dòng)加工出工件。半自動(dòng)機(jī)床也有完整的自動(dòng)工作循環(huán)，但裝卸工件還需人工完成，因此不能連續(xù)地加工。
五、機(jī)床的型號(hào)編制
機(jī)床的型號(hào)是機(jī)床產(chǎn)品的代號(hào)，用以表明機(jī)床的類(lèi)型，通用和結(jié)構(gòu)特性，主要技術(shù)參數(shù)等。GB/T15375-94《金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法》規(guī)定，我國(guó)的機(jī)床型號(hào)由漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律組合而成。
1.通用機(jī)床的型號(hào)編制
1） 通用機(jī)床型號(hào)的表示方法為：
(★)--⑴ ● --⑵ (●)--⑶ ▲--⑷ ▲--⑸ ▲-- ⑹ (?！?--⑺ (●)--⑻/ (◆)--⑼ (＃◆)--⑽
其中： ⑴:分類(lèi)代號(hào) ⑵:類(lèi)代號(hào) ⑶:通用特性,結(jié)構(gòu)性代號(hào) ⑷:組代號(hào)
⑸:系代號(hào) ⑹:主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號(hào) ⑺:主軸數(shù)或第二參數(shù)
⑻:重大改進(jìn)順序號(hào) ⑼:其他特性代號(hào) ⑽:企業(yè)代號(hào)
注:①有"()"的代號(hào)或數(shù)字,當(dāng)無(wú)內(nèi)容時(shí),則不表示.若有內(nèi)容則不帶括號(hào)；
②有"●"符號(hào)者,為大寫(xiě)的漢語(yǔ)拼音字母；
③有"▲"符號(hào)者,為阿拉伯?dāng)?shù)字;
④有"◆"符號(hào)者,為大寫(xiě)漢語(yǔ)拼音字母,或阿拉伯?dāng)?shù)字,或兩者兼有之.

2）機(jī)床的類(lèi)別代號(hào) :

1） 機(jī)床的特性代號(hào) :

2） 結(jié)構(gòu)特性代號(hào) 為區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床,在型號(hào)中用漢語(yǔ)拼音字分.
如:CA6140中的"A"
3） 機(jī)床的組別,系別代號(hào) (或見(jiàn)書(shū)P57)
4） 機(jī)床的主參數(shù),設(shè)計(jì)順序號(hào)和第二參數(shù)
機(jī)床主參數(shù):代表機(jī)床規(guī)格的大小,在機(jī)床型號(hào)中,用數(shù)字給出主參數(shù)的折算數(shù)值(1/10或1/150)
設(shè)計(jì)順序號(hào):當(dāng)無(wú)法用一個(gè)主參數(shù)表示時(shí),則在型號(hào)中用設(shè)計(jì)順序號(hào)表示.
第二參數(shù):一般是主軸數(shù),最大跨距,最大工作長(zhǎng)度,工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度等,它也用折算值表示.
5） 機(jī)床的重大改進(jìn)順序號(hào)
當(dāng)機(jī)床性能和結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)時(shí),在原機(jī)床型號(hào)尾部,加重大改進(jìn)順序號(hào)A,B,C....等.
6） 其他特性代號(hào):用以反映各類(lèi)機(jī)床的特性.用數(shù)字或字母或阿拉伯?dāng)?shù)字來(lái)表示。
7） 企業(yè)代號(hào):生產(chǎn)單位為機(jī)床廠時(shí),由機(jī)床廠所在城市名稱的大寫(xiě)漢語(yǔ)拼音字母及該廠在該城市建立的先后順序號(hào),或機(jī)床廠名稱的大寫(xiě)漢語(yǔ)拼音字母表示。

六、機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)（主參數(shù)和基本參數(shù)））
主參數(shù)：代表機(jī)床規(guī)格的大小，在機(jī)床型號(hào)中，用阿拉伯?dāng)?shù)字給出的是主參數(shù)折算值（1/10或/100）。
基本參數(shù)：包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。
1. 尺寸參數(shù)：機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)尺寸 。
2. 運(yùn)動(dòng)參數(shù)：機(jī)車(chē)執(zhí)行中的運(yùn)動(dòng)速度，包括主運(yùn)動(dòng)的速度范圍、速度列表和進(jìn)給量的范圍，進(jìn)給數(shù)列以及空行程速度等。
各類(lèi)主要機(jī)床的主參數(shù)和折算系數(shù)

⑴主運(yùn)動(dòng)參數(shù)
1.主軸轉(zhuǎn)數(shù)：對(duì)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，其主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)數(shù)。計(jì)算公式為：
n=1000v/(π*d)
主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，如：插床，刨床。其主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是機(jī)床工作臺(tái)或滑枕的每分鐘往復(fù)次數(shù)。
2.主軸最低和最高轉(zhuǎn)數(shù)的確定
專(zhuān)用機(jī)床用于完成特定的工藝，主軸只需一種固定的轉(zhuǎn)速。
通用機(jī)床的加工范圍較寬，主軸需要變速，需要確定其變速范圍既最低和最高轉(zhuǎn)數(shù)。采用分級(jí)變速時(shí)，還應(yīng)確定轉(zhuǎn)速的級(jí)數(shù)。
Nmin=1000Vmin/πDmax Nmax=1000Vmax/(π*Dmin)
變速范圍為：Rm=Nmax/Nmin;
3.有級(jí)變速時(shí)主軸轉(zhuǎn)速序列
無(wú)級(jí)變速時(shí)，Nmax與Nmin之間的轉(zhuǎn)速是連續(xù)變化的
有級(jí)變速時(shí)，應(yīng)該在Nmax和Nmin確定后，再進(jìn)行轉(zhuǎn)速分級(jí)，確定各中間級(jí)轉(zhuǎn)速。
主運(yùn)動(dòng)的有級(jí)變速的轉(zhuǎn)速數(shù)列一般采用等比數(shù)列。滿足nj+1=nj? ；nz=n*?z-1
4.標(biāo)準(zhǔn)公比?
為了便于機(jī)床設(shè)計(jì)和使用，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)公比值：
1.06,1.12,1.26,1.41,1.58,1.78,2.00
其中，?=1.06時(shí)公比數(shù)列的基本公比，其他可以由基本公比派生而來(lái)。
⑵進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)
進(jìn)給量：
a.大部分機(jī)床（如車(chē)，鉆床等）：進(jìn)給量用工件或刀具每轉(zhuǎn)的位移（mm/r)表示；
b.直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)床（如刨，插床）：進(jìn)給量以每以往復(fù)的位移量表示；
c.銑床和磨床：進(jìn)給量以每分鐘的位移量（mm/min)表示。

⑶動(dòng)力參數(shù)
機(jī)床的動(dòng)力參數(shù)是指驅(qū)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和空行程運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率。
①主傳動(dòng)功率：
P主=P切+P空+P附
1、切削功率P切：與加工情況.工件和刀具材料及切削用量的大小有關(guān)。
P切=Fz*Vc/60000
2、空載功率P空：是指機(jī)床不進(jìn)行切削，及空轉(zhuǎn)時(shí)所消耗的功率。
3、附加功率P附：指機(jī)床進(jìn)行切削時(shí)，因負(fù)載而增加的機(jī)械摩擦所耗的功率。
②進(jìn)給傳動(dòng)功率：通常也采用類(lèi)比和計(jì)算相結(jié)合的方法來(lái)確定。
③空行程功率：指為節(jié)省零件加工的輔助時(shí)間和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在機(jī)床移動(dòng)部件空行程時(shí)快速移動(dòng)所需的傳動(dòng)功率。其大小由移動(dòng)部件重量和部件啟動(dòng)時(shí)的慣性力決定。