常见机加工设备及工艺

1 常见机加工设备及相关内容 沈左安 目 录 1. 机加工基本概念及相关内容 2. 常见机加工设备及工艺简介 3 机加工基本概念及相关内容1 4 1. 机加工概念 2. 刀具 机加工基本概念及相关内容 5 机加工是机械加工的简称，是指通过机械精确加工去除材料的加工工艺 。 主要分为两类： 手动加工：适合进行小批量、简单的零件生产。 数控加工：适合于大批量、形状复杂的零件。 目前发货的主要进度划分 机加工基本概念及相关内容 6 前刀面：切屑流经过的表面。 主后刀面：不工件切削表面相对的表面。 副后刀面：不工件已加工表面相对的表面。 主切削刃：前刀面不主后刀面的交线 担负主要的切削工作。 副切削刃：前刀面不副后刀面的交线 担负少量的切削工作，起一定的修光作用。 刀尖：主切削刃不副切削刃的相交部分 一般为一小段过渡圆弧。 目前发货的主要进度划分 机加工基本概念及相关内容 7 （ 1）按照丌同用途可以分为：外圆车刀，端面车刀，切断刀，镗孔刀，成形车刀和螺纹车刀 1、 90车刀：用来车削工件的外圆 ,阶台和端面。 2、 75外圆车刀：可转位车刀 3、 45车刀：用来车削工件的外圆 4、切断刀：用来切断工件或工件上切出的沟槽。 5、镗孔刀：用来车削工件的内孔。 6、螺纹车刀：用来车削螺纹 7、成形车刀：用来车削阶台处的圆角 ,圆槽或车削特殊形状工件。 目前发货的主要进度划分 机加工基本概念及相关内容 8 （ 2）按刀具材质分类： 合金工具钢、高速钢、硬质合金钢、新型刀具材料（主要为金属陶瓷、金刚石等超硬材质） 车刀材料应具备以下性能： 是刀具材料应具备的基本特征。刀具材料的硬度要高于被加工材料的硬度，一般地说常温硬度须在 即材料抵抗磨损的能力，是刀具材料的机械性能、组织结构和化学性能的综合反映。一般说来硬度愈高，耐磨性就愈好。 指在高温下能保持材料硬度、耐磨性、强度和韧性丌变而丌失切削性能。高温硬度愈高，则刀具切削性能愈好，允许的切削速度就愈高。它是衡量刀具材料性能的主要标志。同时，在高温下还应具有抗氧化、抗粘结的能力，即具有良好的化学稳定性； 为了承受冲击力、切削力和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性。 为了便于刀具的制造 ,要求刀具材料具有良好的锻造、焊接、热处理、高温塑性变形和磨削加工等 目前发货的主要进度划分 机加工基本概念及相关内容 9 合金工具钢：硬度及耐磨性较高，适合制造刃形较复杂的低速刀具 高速钢：高速钢制造刀具其显著的特点是制造工艺简单、韧性好、容易磨成锋利的刃口，所以常常用高速钢制造各种复杂精密的刀具。如车刀、铣刀、铰刀和齿轮刀具等，最常见的刀具材质 硬质合金钢：其特点是硬度很高 ;耐磨性和耐热性好，多用于制造简单的高速切削刀具 新型刀具材料（主要为金属陶瓷、金刚石等超硬材质）：用于精加工、半精加工或对特殊材料进行加工，其生产效率和加工质量都很高 目前发货的主要进度划分 机加工基本概念及相关内容 10 常见机加工设备简介 2 11 6代表卧式 1代表基本型 40代表最大旋转直径 一、车床 12 2. 数控车床 /加工中心 1就是卧式车床， 32就是车床的最大回转直径为32020、车床 13 车床是作迚给运动的车刀对作旋转主运动的工件迚行切削加工的机床。车床的加工原理就是把刀具和工件安装在车床上，由车床的传动和变速系统产生刀具与工件的相对运动，即切削运动，切削出合乎要求的零件。 普通机床的优点 ： 加工灵活性大 ， 适应性强 ， 易于维护 ， 适合小批量加工 。缺点是加工精度不高 ， 对人的技术要求较高 ， 容易受到人为因素的影响 ，另外工人的劳动强度大 。 数控机床 的 优点 ： 加工精度高 ， 具有较高的加工质量； 可迚行多坐标的联动 ，能加工形状复杂的零件； 加工零件改变时 ， 一般只需要更改数控程序 ，节省生产准备时间； 机床本身的精度高 、 刚性大 ,可选择有利的加工用量 ， 生产率高 （ 一般为普通机床的 35倍 ） ； 机床自动化程度高 ， 可以减轻劳动强度； 批量化生产 ， 产品质量容易控制；数控机床缺点 ： 对操作人员的素质要求较低 ， 对 维护人员 的技术要求较高 。 但其加工路线不易控制 ， 不像普通机床一样直观 。 其维修不便 ， 技术要求较高 。 一、车床 14 刀痕粗糙 积屑瘤 划伤和拉毛 一、车床 15 6表示 组别 (5为立式铣床， 6为卧 式铣床 )， 1表示型别（万能 升降台铣床型）， 32指主参 数（工作台宽度 320 二、铣床 16 二、铣床 17 铣床的工作原理是依靠刀具旋转，工件在工作台上秱动或旋转，达到加工的目的。通常铣刀旋转运动为主运动，工件（和）铣刀的秱动为迚给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件迚行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 （ 1）轴位置不同，卧式的主轴水平布置 ，立式的主轴垂直布置，除了主轴布置不同以外，他们的加工范围也不同，卧式刚度相对好些。 （ 2）立式铣床用的铣刀相对灵活一些，适用范围较广。 二、铣床 18 （ 3）卧式铣床一般都带立铣头，虽然这个立铣头功能和刚性不如立式铣床强大，但足以应付立铣加工。这使得卧式铣床总体功能比立式铣床强大。立式铣床没有此特点，不能加工适合卧铣的工件。生产率要比卧式铣床高。立式铣床是一种通用金属切削机床。机床的主轴锥孔可直接或通过附件安装各种圆柱铣刀、成型铣刀、端面铣刀、角度铣刀等刀具。 削的缺陷及消除方法 二、铣床 19 1床身 2工作头架 3工作台 4内圆磨具 5砂轮架 6尾座 7液压控制箱 三、磨床 20 （ 1）砂轮边缘磨削 精度高、生产率低 （ 2）砂轮端面磨削 工作台无往复冲击 三、磨床 21 金属磨削的实质是工件被磨削的金属表层，在无数磨粒瞬间的挤压，摩擦作用下生产变形，而后转为磨屑，并形成光洁表示的过程。金属磨屑过程可分为：三个阶段，砂轮表示的磨粒与工件材料接触，为弹性变形成为第一阶段，磨粒继续切入工件，工件材料进入塑性变形的第二阶段，材料晶粒发生滑移。使塑性变形不断增大，当力达到工件的强度极限时，被磨削层材料。产生挤裂，即进入第三阶段，最后被切离。 粗糙度大 精度低 磨削烧伤 三、磨床 22 刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面迚行刨削的直线运动机床。使用刨床加工，刀具较简单，但生产率较低（加工长而窄的平面除外），因而主要用于单件，小批量生产及机修车间，在大批量生产中往往被铣床所代替。 四、刨床 23 滑枕带着刨刀，作 直线往复运动的刨 床，因滑枕前端的 刀架形似牛头而得 名。牛头刨床主要 用于单件小批生产 中刨削中小型工件 上的平面、成形面和沟槽 四、刨床 24 龙门刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作台上装夹多个零件同时加工，是工业的母机。龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动，空行程速度大于工作行程速度。横梁 上一般装有两个 垂直刀架，刀架 滑座可在垂直面 内回转一个角度 ，并可沿横梁作 横向迚给运动 四、刨床 25 龙门刨工作时是工件随工作台运动，牛头刨工作时则是刀具往复运动 刨削加工是用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法，主要用于零件的外形加工。刨削加工的精度为 面粗糙度 刨削可以在牛头刨床或龙门刨床上迚行，刨削的主运动是变速往复直线运动。因为在变速时有惯性，限制了切削速度的提高，并且在回程时不切削，所以刨削加工生产效率低。但刨削所需的机床、刀具结构简单，制造安装方便，调整容易，通用性强。因此在单件、小批生产中特别是加工狭长平面时被广泛应用。 四、刨床 26 四、刨床 27 立式钻床上用秱动 工件的办法来对准 孔中心和主轴，因 而操作不便，生产 率不高，常用于单 件、小批量生产。 五、钻床 28 摇臂钻床，也可以称为摇臂钻。摇臂钻 是一种孔加工设备，可以用来钻孔、扩 孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式 的加工。按机床夹紧结构分类，摇臂钻 可以分为液压摇臂钻床和机械摇臂钻床 在各类钻床中，摇臂钻床操作方便、灵 活，适用范围广，具有典型性，特别适 用于单件或批量生产带有多孔大型零件 的孔加工，是一般机械加工车间常见的 机床。 五、钻床 29 （ 1） 立式钻床的主轴箱固定在床身顶部 主轴的中心位置不能作前后左右的移动。只适宜在工件上加工单一的孔。在比较大的工件上钻削很多孔时 当钻完一个孔 再钻另一个孔时 必须移动工件 使钻孔位置对正中心 才能继续钻孔。 （ 2） 臂安装在立柱上 摇臂可在立柱上面上下移动和转动 摇臂可以回转 360度 主轴箱能够在摇臂上作大范围移动 很容易把钻轴的中心对准工件上孔的中心。 在钻削大型和重型的多孔工件时 就可以免去搬移工件而直接移动摇臂和主轴箱进行加工 提高了工作效率。 五、钻床 30 钻削是孔加工的一种基本方法，钻孔经常在钻床和车床上进行，也可以在镗床或铣床上进行。常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。 钻削的应用很广泛，但是由于钻削的精度较低，表面较粗糙，一般加工精度在 面粗糙度 m ，生产效率也比较低。因此，钻孔主要用于粗加工，例如精度和粗糙度要求不高的螺钉孔、油孔和螺纹底孔等。但精度和粗糙度要求较高的孔，也要以钻孔作为预加工工序。 五、钻床 31 孔径大于规定尺寸：由于钻头两主切片削刃长短不等、顶角与钻头轴线不对称、钻头摆动（钻床主轴本身摆动、钻头夹装不正确、钻头弯曲）等因素所引起 钻孔偏移：由于划线或洋冲冲眼不准确、钻孔时开始未对正、工件装夹不稳固、钻头横刃太长、移动孔距不准确等因素所引起 钻孔歪斜：由于钻头与工件加工部位表面不垂直，工件表面不平或有硬物，进给量不均匀、太大使钻头弯曲，横刃太长导致轴向力太大、定心不良等因素所引起 孔壁粗糙：