(a)(b)
图13-4辅助时间与基本时间重合的示例
⑶提高机床操作的机械化与自动化水平,实现集中控制、自动调速与变速以缩短开、停机床和改变切削用量的时间。
⑷采用先进的检测设备,实施在线主动检测。 ⒊缩短布置工作地时间的工艺措施
⑴采用快速换刀、自动换刀及机外对刀装置,可以节省刀具的装卸和对刀的辅助时间。
⑵采用机夹刀具和硬质合金刀具,以减少换刀和刃磨时间。 ⑶利用压缩空气吹切屑。
⒋缩短准备与终结时间的工艺措施
把结构形状、技术条件和工艺过程相似的工件组织起来,采用成组工艺和成组夹具,可以明显缩短准备与终结时间。有条件时也可选用准备终结时间极短的先进加工设备,如数控机床、加工中心等。 (二)实施机床多台的看管
多台机床看管是一种先进的劳动组织措施。一个工人同时管理几台机床可以提高生产率是显而易见的,但应满足两个必要条件:一是若一人看管M台机床,则任意(M–1)台机床上的工人操作时间之和,应小于另一台机床的机动时间;二是每台机床都要有自动停车装置。 (三)采用先进的工艺方法 1.毛坯准备
采用冷挤压、热挤压、粉末冶金、精密锻造、爆炸成形等新工艺,可以大大提高毛坯精度,减少机械加工工作量,节省原材料,可以明显地提高生产率。
2.特种加工
对特硬、特韧、特脆等难加工材料或复杂型面,采用特种加工方法能极大地提高生产率。如用电解加工一般锻模,可以将加工时间从40~50小时减少到1~2小时。
3.采用少无切削加工 如冷挤压齿轮、滚压丝杠等。 4.改进加工方法
减少手工和低效率加工方法。如大批量生产中以拉削、滚压代替铣、铰、磨削,以精刨、精磨、金刚镗代替刮研等。 (四)提高机械加工的自动化程度
广义地讲,自动化制造系统(AutomaticManufacturingSystem—AMS)是由一定范围的被加工对象、一定柔性和自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体,它接受外部信息、能源、资金、配套件和原材料等,在人和计算机控制系统的共同作用下,实现一定程度的柔性自动化制造,最后输出产品、文档资料、废料和对环境的污染。采用自动化制造系统可以有效改善劳动条件,显着提高劳动生产率,大幅度提高产品的质量,有效缩短生产周期,并能显着降低制造成本。
课后作业:
1-8、1-9、1-10、1-11 教学课程:切削运动和切削要素 教学目的:
1.掌握切削运动的概念、组成 ?2.掌握切削用量三要素
3.掌握选择切削用量的基本原则 4.了解切削层横截面要素包括的内容 教学重点:??? 1.切削运动的组成 2.切削用量三要素 教学难点:???
切削用量三要素和切削横截面要素的计算?? 教学过程: 复习提问:
1.什么叫金属切削加工?
?2.金属切削加工的主要方法有哪些? 新课讲授:
一、切削运动
定义:指在切削过程中刀具与工件之间的相对运动。 包括:主运动和进给运动。 1.主运动
定义:指由机床或人力提供的主要运动,它促使刀具和工件之间产生相对运动,从而使刀具前面接近工件。
特点:速度最高,消耗的功率最大。 2.进给运动
定义:指由机床或人力提供的运动,它使刀具与工件产生附加的相对运动,加上主运动,即可不断地或连续地切削,并得出具有几何特性的加工表面。
通常,主运动只有一个,而进给运动可能有多个。 3.切削过程中工件上三个不断变化的表面 (1)待加工表面??工件上有待切除的表面。
(2)已加工表面??工件上经刀具切削后产生的表面。 (3)过渡表面????工件上由切削刃形成的那部分表面。 二、切削要素
包括:切削用量和切削层横截面要素。 1.切削用量
包括:切削速度、进给量和背吃刀量三个要素
(1)切削速度(?c)??指切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度,单位m/s。
当主运动是旋转运动时,可按下式计算:
?dwn(m/min) ?c?1000?60n—工件或刀具每分钟转速(m/min);
dw—工件待加工表面直径或刀具的最大直径(mm)。
当主运动是往复直线运动时
?c?2Ln(m/min)
1000n——主运动每分钟的往复次数(str/min)。
(2)进给量f???指在进给运动方向上刀具相对工件的位移量,单位是mm/r
L—往复直线运动的行程长度(mm);
或mm/行程。
(3)背吃刀量??指在通过切削刃上基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量,单位是mm。
如车外圆、镗孔、扩孔、铰孔等时,可按下式计算: 钻削加工时
式中:dm—工件已加工表面的直径,mm。
选择切削用量的基本原则:首先尽量选择较大的背吃刀量,其次在工艺装备和技术条件允许的情况下选择最大的进给量;最后根据刀具耐用度确定合适的切削速度。
2.切削层横截面要素
定义:指刀具与工件相对移动一个进给量时,相邻两个过渡表面之间的切削层。
包括:切削宽度、切削厚度和切削面积
(1)切削宽度(aw)???指刀具切削刃与工件的接触长度,单位是mm。 (2)切削厚度(ac)???指刀具或工件每移动一个进给量时,刀具切削刃相邻的两个位置之间的距离,单位是mm。
(3)切削面积(Ac)???指切削层横截面的面积,单位是mm2?。 课后作业:
2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6 教学课程:切削力 教学目的:
1.掌握总切屑力的来源 ?2.理解总切削力的分解 3.理解影响总切削力的因素 教学重点:???
1.总切削力的分解 2.影响总切削力的因素 教学难点:???
总切削力的分解? 教学过程: 复习提问:
1.什么叫切削运动?
?2.切削用量包括哪个三要素? 3.选择切削用量的基本原则? 新课讲授:
切削时将刀具切入工件,使工件发生变形而成为切屑所需要的力,称为切削力。切削力对机床、夹具和刀具的设计和使用,都具有很重要的意义。
一、 总切削力的来源
在切削过程中,被切层金属产生弹性变形和塑形变形,就有变形抗力作用在刀具上,其方向分别与前面、后面垂直,如下图中Ffy和Fna;切屑与刀具前面相摩擦,已加工表面与刀具后面相摩擦,产生了摩擦阻力,其方向与刀具的相对运动方向相反,如图中Fnr和Ffa。这里的变形抗力和摩擦阻力就是总切削力的来源。
二、总切削力的分解
将总切削力Fr分解为三个互相垂直的分力: 1.主切削力Fc(切向力)
总切削力在主运动方向上的投影。消耗动力最多,占机床总功率的95%~99%。
2.走刀抗力Ff(轴向力/进给力)
总切削力在进给方向上的投影。它一般只消耗总功率的1%~5%。 3.吃刀抗力Fp(径向力/背向力)
总切削力在吃刀方向上的投影。因为这个方向上运动速度为零,所以不做功。但它一般作用在工件刚度较弱的方向上,容易使工件变形,引起振动,影响加工精度。
各切削力的关系:
三、影响总切削力的因素