第五章 加工方法.ppt

5金属切削加工的基本方法 目的和要求 了解各种加工的工艺特点与应用 掌握各种加工零件的结构工艺性 重点和难点 各种加工的工艺特点及结构工艺性 5 1车削的工艺特点及应用 工件装夹 使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置 装夹 安装和夹紧 5 1 1工艺特点 1 工件装夹易于保证轴 套 盘等类零件各表面的位置精度 车床装夹工件的方法有 卡盘装夹 顶尖装夹 心轴装夹 花盘 中心架装夹和跟刀架装夹 1 2000 1 5000 2 适合于有色金属的精加工用金刚石车刀3 切削过程比较平稳车削过程连续 切削力变化小4 刀具简单 制造 刃磨及装夹均方便 有利于提高加工质量和生产率 5 1 2车削的应用IT8 IT7 Ra1 6 6 3 m 单轴零件多轴零件单件小批生产成批生产大批大量生产 5 2铣削的工艺特点与应用 铣削是平面加工的主要方法之一 更换刀具来完成不同形状的加工 应用 加工平面 台阶 斜面 沟槽 成形表面 齿轮及切断等 也可以进行钻孔 铰孔和镗孔 尺寸公差一般为 IT9 IT8 表面粗糙度Ra值一般为 6 3 1 6 m 1 铣削用量铣削速度 Dnv 1000 60进给量每转进给量 指铣刀每转过一转 工件沿进给方向移动的距离 单位为mm r每齿进给量 指铣刀每转过一个刀齿 工件沿进给方向移动的距离 单位为mm z每秒钟进给量 指每秒钟工件沿进给方向移动的距离 即进给速度 单位为mm s 5 2 1铣削过程 铣削深度指平行于铣刀轴线方向上切削层的尺寸 单位为 铣削宽度指垂直于铣刀轴线方向上切削层的尺寸 单位为 2 铣削力 铣削力时刻在变化 切削厚度变化 每个刀齿受力忽大忽小 同时参与工作的刀齿数变化 切入 切离 铣削力的方向变化 在铣削过程中 瞬时总切削层横截面积及瞬时总切削力都在不断的变化 使得切削过程不平稳 加工平面 端铣法周铣法顺铣逆铣在选用铣削方式时 要充分注意到它们各自的特点和适应场合 以便保证加工质量和提高生产率 3 铣削方式 1 周铣 用圆柱铣刀的圆周刀齿加工表面 用于卧式铣床 按铣刀与工件相对运动方向可分为顺铣和逆铣 顺铣 铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同 逆铣 铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反 逆铣时 切削厚度由0 最大 铣刀后刀面在已加工表面上滑行一段距离后 才切入工件 加速后刀面的磨损 已加工表面质量 顺铣时 切削厚度由最大 0 可提高刀具耐用度2 3倍 表面质量 但是 忽大忽小的水平方向的力 会使工作台同丝杠一起向前窜动 进给量 甚至引起打刀 顺铣 逆铣 2 端铣 用端铣刀的端面刀齿加工金属表面 多用于立式铣床 端铣特点刀具刚度高 可采用机夹结构或镶硬质合金 同时工作刀齿数多 生产效率高 刀齿切入和切出时 切削厚度均不为零 避免了圆柱铣刀顺铣时打刀和逆铣时剧烈摩擦 刀具耐用度高 加工多样性差 5 2 2铣削工艺特点生产效率高振动大刀齿散热好 5 3钻削 包括扩 铰 镗削加工工艺特点与应用 5 3 1钻削的工艺特点与应用 钻孔 在实体材料的毛坯上加工孔 钻头的种类 麻花钻扁钻中心钻深孔钻群钻 1 麻花钻 麻花钻的组成 柄部 颈部 工作部分柄部装夹 传递动力 工作部分导向切削导向部分 螺旋槽的外缘棱带作用 减少摩擦 引导并保持钻头方向 切削部分的组成 两主切削刃 两副切削刃 横刃 顶角 2 两主切削刃之间的夹角 2 118 2 标准钻头 5 3 2工艺特点1 刀具刚性差原因 钻头较长 容屑槽 排屑槽对加工影响 轴线歪斜 钻头旋转孔径扩大 不圆 工件旋转 措施 用小顶角大直径钻头预钻 钻套导向 主切削刃对称 2 排屑困难原因 切屑较宽 容屑槽尺寸受到钻头刚度的限制 排屑时 切屑与孔壁摩擦 挤压大 拉毛和刮伤已加工表面 降低表面质量 切屑易阻塞在排屑槽里 钻头卡死 甚至扭断钻头 3 切削热不易传出 刀具易磨损4 钻削速度低 生产率低5 加工质量低 IT10以下 Ra12 5以上 5 3 3扩孔的工艺特点及应用对工件上已有的孔进行扩孔加工钻孔铸孔锻孔冲孔用以校正孔的轴线偏差扩孔钻 导向性好刀体刚度较高一般IT10 IT9 Ra6 3 3 2生产率也比钻孔高 5 3 4铰孔的工艺特点及应用铰刀的刀齿 6 12个 刚性好 铰刀的刀齿后有校准部分 可对已加工表面进行修光 铰孔余量较小 切削速度低 IT9 IT7 手铰IT6 Ra1 6 0 4 5 3 5镗孔的工艺特点及应用对直径较大的孔和位置精度要求较高的平行或垂直孔一般IT8 IT6 Ra3 2 0 4对箱体上孔系加工多采用卧式镗床 1 工件旋转而刀具不转 刀具随镗杆伸长作进给运动 随镗杆伸长弹性变形 易使孔产生锥度 用于短而大的孔加工 2 刀具旋转而工件不转 进给由工件移动来完成 同轴度误差较小 用于长孔及箱体上同轴孔的加工 5 4磨削的工艺特点及应用 磨削 实质上是用砂轮上的磨料自工件表面层切除细微切屑的过程 5 4 1砂轮砂轮是由磨料和结合剂构成的多孔物体 磨料 担负着切削工作 具有很高的硬度良好的韧性高的耐磨性 氧化铝类 棕刚玉 碳钢 合金钢 铸铁 白刚玉 精磨 淬火钢 高碳钢 高速钢 薄壁件 碳化硅类 绿色碳化硅 硬质合金 宝石 玉石 陶瓷 黑色碳化硅 铸铁 有色金属 耐火材料 非金属材料 粒度 磨粒的大小 用每英寸长度上的孔数来表示 孔数愈多 粒度号愈大 结合剂 用来粘结磨料的物质 结合剂的性能决定了砂轮的性能强度抗冲击性耐热性抗腐蚀性常用的结合剂有 陶瓷结合剂 树脂结合剂 橡胶结合剂 硬度 指砂轮受外力作用时 磨料从砂轮上脱落的难易程度 根据工件材料的硬度来选用砂轮的硬度 选择时一般原则 硬材料 软砂轮软材料 硬砂轮特别软的材料 如 紫铜 锌等金属 特别软的砂轮精磨时 稍硬的砂轮导热性差 易产生烧伤和裂纹的材料 软一些 组织 表示磨粒 结合剂 气孔三者体积的比例关系 磨粒所占砂轮体积的百分数表示组织号 形状 平形 双面凹 双斜边 筒形 杯形 碗形 5 4 2磨削过程较锋利且凸出的磨粒 较大的切削厚度 切屑 不太凸出或磨钝的磨粒 在工件表面上刻划出细小的沟纹 在磨粒两旁隆起 较凹的磨粒 与工件表面产生滑擦 切削 刻划 滑擦 5 4 3工艺特点1 可以加工出高精度 低粗糙度的表面原因是 切削深度小 每个磨刃的切削量小2 径向力较大对工件的影响 磨孔时 出现喇叭口 磨细长轴时 出现腰鼓形措施 少吃刀或不吃刀光磨几次 直到几乎不产生火花为止 3 磨削温度高原因 砂轮转速高 砂轮与工件间产生剧烈的外摩擦 磨粒挤压工件表层 发生弹性变形 塑性变形而产生内摩擦 砂轮转速高 导热性能差 热来不及传出 温度升高800 1000 温度高 工件表面容易产生烧伤 淬硬的钢在磨削时更易发生退火 使工件表面硬度降低 对于导热性差的材料内部与表层 温度差 磨削应力和应变 工件表面产生很细小的裂纹 降低表面质量 在高温下变软的工件材料 极易堵塞砂轮 砂轮的耐用度与工件表面质量 切削液 降低磨削温度冲走细碎的切屑和碎裂或脱落的磨粒 减少砂轮与工件表面的摩擦 避免工件表面被拉毛提高工件表面质量和砂轮的耐用度 四 磨削的应用 5 5切削零件的结构工艺性零件的结构工艺性 是指在保证使用性能的前提下 设计的零件被加工的难易程度 对零件的结构要求如下 1 加工表面的几何形状应尽量简单 尽量能布局在同一平面或同一轴线上 2 应能定位准确 夹紧可靠 减少装卡次数3 合理地规定零件的精度和表面粗糙度4 应尽量使用标准刀具和通用量具5 结构应与先进的工艺方法相适应 5 5 1车削零件的结构工艺性 1 便于安装 2 简化加工面形状 3 尽量减少换刀次数 4 工件要有足够的刚度 5 减少安装次数 6 减少加工面 7 要有退刀槽 5 5 2铣削零件的结构工艺性 2 便于加工 1 各加工面应在同一平面内 3 应有足够的刚度 4 尽量选用标准工具 5 5 3钻削加工对零件结构工艺性的要求1 采用标准钻头加工 并考虑钻头的顶角2 孔的轴线应与其端面垂直 应避免在曲面上或斜面上钻孔3 铸件上钻孔的地方应和铸件的壁离开一定的距离 有操作空间 4 避免弯曲孔的加工 5 5 4磨削零件的结构工艺性 2 减少磨削面积 1 要有越程槽 5