机械制造技术第10次课-第四章

前次课回顾 第四章 切削加工工艺基础 切削加工概念与种类 第一节 切削加工概述 一、金属切削加工的特点和方向 二、切削运动与切削要素 第二节 金属切削刀具 一、刀具材料 二、刀具切削部分的几何参数 第三节 金属切削过程 中的物理现象 一、切屑形成与种类 二、积屑瘤 三、切削力 四、切削热 五、刀具磨损和刀具耐用度 本次课内容 第四节 普通刀具切削 加工方法综述 一、车削加工 二、钻削加工 三、镗削加工 四、铣削加工 五、刨削加工 六、插削加工 七、拉削加工 第五节 磨削加工方法综述 重点掌握 概念 特点 加工型面 加工精度 一、磨削过程 二、工艺特点 第四节 普通刀具切削加工方法综述 1、车削的工艺特点 切削平稳，精度较高 生产率高，应用广泛 刀具简单、成本较低 有色金属的精加工 一、车削加工 2、车削的应用 1) 加工各种回转表面 2) 车削加工的精度 3) 车床的种类 工件回转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。 a 粗车 5 半精车 精车 金刚石车 卧式车床 立式车床 转塔车床单件小批生产各种轴、盘、套等类零件 长径比为 成批生产外形较复杂，且具有内孔及螺纹的中小型轴、套类零件 图 4式车床所能完成的典型加工 大批、大量生产形状不太复杂的小型零件 自动车床原理图 1空心主轴， 2 传动带， 3 弹簧卡头， 4棒料， 5、 6刀架， 7分配轴， 8、 9鼓轮， 10、 11、 12、 13模板， 14盘形凸轮， 15、 16、 17拨杆， 18杠杆 第四节 普通刀具切削加工方法综述 二、钻削加工 1、钻孔 钻孔是指用钻头在 实体 材料上加工孔的一种加工方法。 浅 孔： L/D 4 麻花钻头 + 钻、车、铣、镗床 普通深孔： L/D =520 接长麻花钻头 + 钻、车、镗床 特殊深孔： L/D =20100 深孔钻头 + 深孔专用机床 1）浅孔钻 刀具：麻花钻 加工精度 切削部分结构 浅孔钻的工艺特点 容易 “ 引偏 ” 排屑困难 散热不易 尺寸精度 速钢麻花钻 5 硬质合金麻花钻 第四节 普通刀具切削加工方法综述 二、钻削加工 1、钻孔 2）深孔钻 特殊深孔钻： 错齿内排屑深孔钻 外排屑深孔钻 喷吸钻 特点： 内排屑需要受油器 装工件采用 “ 一夹一托” 比浅孔加工更困难 图 4 25 内排屑深孔钻 1 工件 2 钻头 3 钻杆 硬质合金条起导向作用 适于较大直径深孔 刀齿交错，实现碎屑 图 4钻工作原理图 1 工件 2 切削部分 3 钻杆 高压切削液将切屑从钻杆外 适于小直径深孔 图 4吸钻工作原理图 1 23456 钻头与外钻杆螺纹连接 钻头与内钻杆 紧贴在一起 喷吸 适于中等直径深孔 1 2 3 图 4孔加工示意图 第四节 普通刀具切削加工方法综述 二、钻削加工 2、扩孔 特点：扩孔钻无横刃、刀齿多、刚度大、排屑易 孔的半精加工： 扩孔是用扩孔钻扩大工件孔径的一种加工方法。 3、铰孔 铰孔加工特点： 铰刀为标准刀具，只能加工一定尺寸和公差等级的长、连续、通孔 只能保证孔本身的精度，而不能保证孔的位置精度 生产率高，尺寸一致性好，适于成批和大量生产。 加工精度： 铰孔是指用铰刀在未淬硬工件孔壁上切除微量金属层，以提高工件尺寸精度和减小表面粗糙度的加工方法。 第四节 普通刀具切削加工方法综述 二、钻削加工 4、锪孔 锪孔用锪钻加工各种沉头螺钉孔、锥孔、凸台面等的方法称为锪孔 导柱 工业齿轮减速箱 第四节 普通刀具切削加工方法综述 三、镗削加工 定义： 镗削是指镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给 运动的切削加工方法。 应用： 主要加工较大孔径的孔、箱体类零件上的孔以及 要求相互平行或垂直的孔系。 加工精度： 与车削相近 镗刀结构形式： 单刃镗刀，浮动镗刀 尺寸精度 镗 5 精镗 精细镗 第四节 普通刀具切削加工方法综述 三、镗削加工 1、单刃镗刀 特点： 适应性广，加工精度与直径范围宽。 可校正原有孔轴线歪斜和位置偏差。 调节费时，精度不易控制，生产率低。 2、浮动镗刀 结构： 镗刀杆、可调浮动镗刀块。 特点： 加工质量较高、生产效率较高。 刀具成本较高。 不能校正孔的轴线歪斜或位置偏差。 53 8 1、刀块； 23、调节螺钉； 4、斜板； 5、紧固螺钉 第四节 普通刀具切削加工方法综述 四、铣削加工 特点： 生产率高 。 容易产生振动 。 刀齿散热条件好 。 1、铣削的切削参数及其选择 1）每齿进给量 2）平均切削厚度 不应低于 3）铣刀刀齿数： 疏齿铣刀（ L）：直径为 80个刀片 密齿铣刀（ M）：直径为 80个刀片 特密齿铣刀（ H）：直径为 80个刀片 铣削是指铣刀旋转作主运动，工件作进给运动的加工方法。 密齿铣刀最常用；特密齿铣刀在加工稳定性好且大进给量时使用；疏齿铣刀反之。 周铣 端铣 第四节 普通刀具切削加工方法综述 四、铣削加工 1、铣削的切削参数及其选择 4）铣削方向 (周铣时 )： 顺铣 ，铣刀的旋转方向和切削的进给方向相同。 逆铣 ，铣刀的旋转方向和切削的进给方向相反。 顺铣与逆铣的比较： 逆铣时，切屑厚度从零增到最大值，初期摩擦大，加剧刀具磨损，工件表面质量下降。 顺铣时切削力使工件下压向，减少了工件振动的可能性。 顺铣时，水平切削分力会引起工件窜动，造成进给量突然增大，甚至打刀。 顺铣时，工件表面的黑皮将加剧刀具的磨损。 顺铣 逆铣 第四节 普通刀具切削加工方法综述 四、铣削加工 1、铣削的切削参数及其选择 5）周铣和端铣的比较： 端铣比周铣平稳，有利于提高加工质量。 端铣切削厚度始终大于零，有利于降低表面粗糙度。 端铣刀具系统的刚性好，可采用硬质合金刀片，速度高 端铣一般用于加工平面，周铣加工各种型面。 2、铣削的应用 铣床种类：卧式、立式、龙门、工具、专用铣床 加工表面：平面、台阶面、各种槽、型腔以及成形面等。 加工精度： 尺寸精度 铣 5 半精铣 精铣 第四节 普通刀具切削加工方法综述 五、刨削加工 1、 刨削和铣削的比较 加工质量同级，经粗、精加工之后可达到中等精度。 刨削的生产率只有在加工狭长表面时才能体现。 铣削的加工范围广，刨削仅适用于单件小批生产及修 配工作中。 2、刨削的应用 刨床种类： 牛头刨床、龙门刨床 加工表面： 平面（水平面、垂直面和斜面等） 沟槽（直角槽、燕尾槽和 加工精度： 刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法。 尺寸精度 刨 5 半精刨 精刨 第四节 普通刀具切削加工方法综述 六、插削加工 用插刀对工件作垂直（立刨）相对直线往复运动的加工方法 。 加工表面： 内表面，如键槽、花键、多边形孔等 特点与应用： 生产率低，只用于单件小批生产，成批生产被拉削代替。 第四节 普通刀具切削加工方法综述 七、拉削加工 用拉刀加工工件内、外表面的加工方法。 拉削的运动： 主运动 进给运动 球面浮动支承的作用 使工件上的孔自动地调整到与拉刀轴线一致的方向。 第四节 普通刀具切削加工方法综述 七、拉削加工 主要特点 生产率高 加工质量好 拉刀耐用度高 加工形状较复杂的内、外表面，尤其加工内表面 拉床只有直线运动，结构简单，工作平稳，操作方便 加工精度 应用：形状较复杂的内、外表面的大批量加工。 尺寸精度 拉 精拉 第五节 磨削加工方法综述 一、磨削过程 1) 磨削过程的本质： 磨削是一种切削加工过程。砂轮表面上分布的每个磨粒相当于多刃铣刀的一个刀齿，磨削可以看作是具有极多微小刀齿铣刀的一种超高速铣削 2) 负前角的大小及其危害 刚修整后的刚玉砂轮，前角平均为 削一段时间后增大到 有何危害？ 用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。 磨具：由结合剂或粘接剂将许多细微、坚硬而形状不规则的磨料磨粒按一定要求粘接而成的工具。 磨具有砂轮、砂带等。 图 4砂轮结构示意图 图 4轮磨粒切削时的前、后角 面 砂轮硬度？ 第五节 磨削加工方法综述 一、磨削过程 3) 磨粒的切削过程 比较凸起且锋利的磨粒，起 切削作用， 材料被切削 不太凸起或较钝的磨粒，起 刻划作用， 材料塑性变形 比较凹下的磨粒，起 摩擦抛光作用， 材料弹性变形 图 4 磨粒的磨削过程 第五节 磨削加工方法综述 二、磨削的工艺特点 1、加工精度高， 刃口圆弧半径小，切削厚度数微米 切削速度很高，磨粒多，每个磨刃切削下来的金属少，表面光洁 磨床比一般机床的精度高，刚性及稳定性更好 尺寸精度 磨 精磨 主剖面 主后刀面 前刀面 刃口圆弧半径 2、砂轮具有自锐性 砂轮磨损变钝后，磨粒破碎，产生新的较锋利的棱角 圆钝的磨粒从砂轮表面脱落，露出新鲜锋利的磨粒 第五节 磨削加工方法综述 磨削力 给力 向力 c= 背向力加速砂轮钝化，使砂轮和工件均产生弯曲变形 精磨时，需要一定的 光磨 次数或采用辅助支承，以消除或减小因 光磨 是指工件磨到接近最后尺寸时不再吃刀的磨削。 图 4 磨削力及其分解 二、磨削的工艺特点 3、背向磨削力 4、磨削温度高 磨削区瞬时高温达 800 1000C 高温使淬火钢件表面退火，降低硬度。切削液可能使工件发生二次淬火，工件表层产生张应力及微裂纹，减低零件的表面质量 磨削时需施加大量切削液，以降低磨削温度。 本次课小结 第四节 普通刀具切削 加工方法综述 一、车削加工 二、钻削加工 三、镗削加工 四、铣削加工 五、刨削加工 六、插削加工 七、拉削加工 第五节 磨削加工方法综述 重点掌握 概念 特点 加工型面 加工精度 一、磨削过程 二、工艺特点 第 三 章 作 业 讲 解 6 12 22 23 24 25（ a） 26 27 6 断裂原因： 结 422焊条： 非铸铁焊条，焊缝含碳量高， P、 产生热裂；熔合区易产生白口组织与淬硬组织，抗拉能力差；加之焊件刚性大，从而导致裂纹的出现。 钢芯铸铁焊条： 无论是氧化型钢芯铸铁焊条，还是高钒钢芯铸铁焊条，其焊缝的塑性都比较好，但熔合处都有白口组织，也容易产生裂纹。 焊接方法： 左图焊接接头需要机加工并保证机械性能，宜采用热焊法，并采用相应的铸铁焊条 (如 右图焊接接头不需要机加工，可采用冷焊法，但应采用镍基铸铁焊条或铜基铸铁焊条（如 。 12 焊缝有 交叉 应力集中严重，且焊缝收缩困难 22 原材料： 低碳钢 s=195 b=150 焊接方法： 焊条电弧焊 接头形式： 23 24 焊缝不对称 25 1）腹板和翼板的焊缝位置如图 2）腹板、翼板焊缝：对接接头， 埋弧自动焊 /手弧焊（平焊） 腹板和翼板之间焊缝： 埋弧自动焊 3）腹板（翼板）和筋板之间焊缝： 焊条电弧焊