车工及数车加工工艺ppt课件

车工及数车加工工艺 生产过程 生产过程的实质是由原材料 或半成品 变为产品的过程 因此一个工厂的生产过程 又可按车间分成若干个车间的生产过程 生产过程包括 产品设计 生产准备 原材料的运输和保管 毛坯制造 机械加工 热处理 装配和调试 检验和试车 喷漆和包装等 现有工艺手段的分类及其特点 加工方法大致可分为三大类 一切削加工包括车削 铣削 刨削 磨削 拉削 钻孔 扩孔 铰孔 研磨 珩磨 抛光 超精加工及由它们组成的自动技术 数控技术 成组技术 组合机床 流水线 自动线 特点 1 以金属材料来制造机械零件 其主要加工手段仍然是切削加工 因切削加工精度高 质量好 2 切削加工工序多 需要的设备多 投资大 二少 无切屑加工精密铸造类 压力加工类 压力光整加工 还有精密焊接 粘结技术 快速成形等 特点 采用以上方法都是为了减少切削加工 有的是精化毛坯来减少机加工量 有的是无屑成形 有的是利用新材料 新属性直接制造零件 三特种加工常见的特种加工方法有 电火花加工 线切割加工 电解加工 激光加工 超声波加工 电子束加工 离子束加工 电磁加工 水力切削等 特点 1 属于非接触式加工 能以柔克刚 刀具硬度可低于工件的硬度 加工时不存在显著的机械力 2 不是依靠机械力和机械能 而是利用电能 电化学能 光能 热能等切除材料 能量密度高 3 切削原理在这些加工中不适用 不产生宏观切屑 4 加工能量易控制和转换 易自动化 加工范围广 适应性强 金属切削加工是用刀具从金属材料 毛坯 上切去多余的金属层 从而获得几何形状 尺寸精度和表面质量都符合要求的机器零件的加工方法 分为钳工和机械加工两部分 机械加工是通过工人操作机床对工件进行切削加工 常见的加工方法有 车 钻 刨 铣 磨以及齿形加工等 零件加工工艺过程的制定 加工工艺分析我们要加工什么 对加工对象进行分析怎样进行加工 确定加工方案选择什么工具完成加工 确定工艺装备1 分析零件样图 并确定毛坯 2 确定加工方案 1 确定加工方法2 确定加工过程 制定工序3 确定工艺装备1 刀具的选择 2 设计装夹 定位方式 4 确定加工工艺参数及走刀路线5 制定工艺规程编制数控程序手工编程计算机辅助编程 零件的机械加工工艺 即零件加工的方法和步骤 选择加工基准 根据零件类型选择加工方法 就是选择加工工种选择加工步骤 就是选择各表面加工的先后顺序 零件加工工艺过程的制定 2 制定零件机械加工工艺的内容 确定毛坯类型根据零件形状 结构 材料及数量 来确定选择什么样的毛坯 确定毛坯的种类 与零件的结构形状 尺寸大小 材料的机械性能和零件的生产类型及毛坯车间的具体生产条件有关 铸件 包括铸钢 铸铁 有色金属及合金的铸件等 铸件毛坯的形状可以相当复杂 尺寸可以相当大 且吸振性能较好 但铸件的机械性能较低 一般壳体零件的毛坯多用铸件 锻件 机械性能较好 有较高的强度和冲击韧性 但毛坯的形状不宜复杂 如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件 型材 包括圆形 方形 六角形及其它断面形状的棒料 管料及板料 棒料常用在普通车床 六角车床及自动和半自动车床上加工轴类 盘类及套类等中小型零件 冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好 但直径较小 板料常用冷冲压的方法制成零件 但毛坯的厚度不宜过大 焊接件 对尺寸较大 形状较复杂的毛坯 可采用型钢或锻件焊接成毛坯 但焊接件吸振性能差 容易变形 尺寸误差大 工程塑料 它是近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯 其形状可以很复杂 尺寸精度高 但机械性能差 排列加工顺序根据零件的加工精度 表面粗糙度 热处理等全部技术要求 及毛坯的类型选择加工方法和排列加工顺序 选择机床 装卡方法 度量方法及确定加工余量 确定切削速度 进给量 背吃刀量 切深 及工时定额 填制工艺卡片 3 制定加工工艺的要求 明确几个问题不同的零件工艺不同同一种零件工艺也可能不同客观条件一定时优选比较合理的工艺方案 求优化解的过程 有时需要寻求外协加工 合理的工艺方案必须满足下列要求保证零件的全部技术要求优质生产率最高高产生产成本最低低耗有良好的劳动条件安全 车床工作的基本内容 车削加工 在车床上 利用工件的旋转运动和车刀的直线 或曲线 运动来改变毛坯的尺寸 形状 使之成为合格工件的一种金属切削方法 加工对象主要是轴类 套类 盘类回转体零件 车削的主运动是工件的旋转 进给运动是由刀具的直线移动 车削加工的精度一般为IT11 IT7 表面粗糙度Ra可达12 5 0 8 m 在各类金属切削机床中 车床是应用最广泛的一类 约占机床总数的50 车外圆 端面 切槽和切断 钻中心孔 钻孔 镗孔 铰孔 车削各种螺纹 车削内外锥面 车削成型面以及滚花 车床的加工内容 车床的加工内容 1 切断刀2 90 左偏刀3 90 右偏刀4 弯头车刀5 直头车刀6 成型车刀7 宽刃精车刀8 外螺纹车刀9 端面车刀10 内螺纹车刀11 内槽车刀12 通孔车刀13 盲孔车刀 车床常用车刀的种类 测试题 在车床上加工下列工件表面 试选择刀刃具并写出刀刃具名称 填入表内 CA6140卧式车床的结构 床头箱 卡盘 刀架 尾座 床身 溜板箱 光杠 丝杠 床腿 进给箱 溜板箱 溜板箱 尾座 普通车床的组成部分及作用 主轴箱 用来带动车床主轴及卡盘转动 变换箱外的手柄位置 可以使主轴得到各种不同的转速 进给箱 内含进给运动的齿轮变速机构 通过调整外部手柄的位置 可获得所需要的各种不同的进给量 光杠 用来把进给箱的运动传给溜板箱 使溜板和车刀按要求的速度作直线走刀运动 丝杠 用来车削螺纹 使溜板和车刀按要求的速比作很精确的直线移动 普通车床的组成部分及作用 溜板箱 是车床进给运动的操纵箱 通过改变手柄位置 经溜板部分使刀具作纵向和横向走刀 刀架和溜板 刀架和溜板是夹持车刀做纵向或横向移动的 有大溜板 中溜板 小溜板 转盘和方刀架组成 1 大溜板 可沿导轨做纵向移动 2 中溜板 可沿大溜板上的导轨做横向移动 3 小溜板 纵向车削较短的工件或车削锥体 4 方刀架 用于夹持和转换刀具 普通车床的组成部分及作用 尾座 在尾架套筒内装上顶尖可支顶较长工件 也可安装切削刀具 如钻头 中心钻 铰刀等 床身 联接机床各部件并保证相对位置 床身上面有两条精确的导轨 溜板和尾座可沿着导轨移动 CA6140车床的型号说明 机床的类别代号 机床通用特性代号 车床的附件 三爪卡盘 三爪自定心卡盘 安装在主轴端部 用来夹持圆柱形 正三边形 正六边形工件 三爪卡盘能自动定心 不需要花很多时间去校正 安装效率比四爪卡盘高 但夹紧力没有四爪卡盘大 三爪卡盘可装成正爪和反爪 三爪卡盘有正 反两副卡爪 有的只有一副 可以正反通用 必须注意 用正爪装夹工件时 工件直径不能太大 一般卡爪伸出卡盘圆周不超过卡爪长度的1 3 否则卡爪与平面螺纹只有1 2牙啮合 受力时使卡爪上的牙齿碎裂 所以装夹大直径工件时尽量采用反爪装夹 较大的空心工件需车外圆时 可使三个卡爪作离心移动 把工件撑住内孔车削 另外 应用三爪卡盘装夹已经过精加工表面时 被夹住的工件表面应包一层铜皮 以免夹伤工件表面 车床附件 三爪自定心卡盘 四爪单动卡盘 安装在主轴端部 用来夹持四边形或不规则的工件 四爪单动卡盘的优点是夹紧力大 缺点是校正比较麻烦 四爪卡盘也可装成正爪和反爪 车床附件 四爪卡盘 车床附件 花盘 花盘 花盘安装在主轴端部 有些外形复杂和不规则外形的工件用三 四爪卡盘也无法夹持时 而用花盘固定 这时 工件的压紧需要螺栓 压板等协助紧固 1 平衡铁2 轴承座3 角铁4 划针盘5 压板 1 连杆2 圆形压板3 压板4 V形架5 花盘 花盘上装夹工件 车床附件 中心架 中心架 固定在床身上作为加工工件的支承 并且减少工件在加工中的弯曲变形 一般用来较长轴类零件的支承 中心架的三个支承爪前端镶有铸铁 青铜 这些材料摩擦系数小 不易和钢件咬合 中心架的使用 加工细长轴时 由于工件本身的刚性变差 在车削时 工件受切削力 自重和旋转时离心力的作用 会产生弯曲 振动 严重影响其圆柱度和表面粗糙度 同时 在切削过程中 工件受热伸长产生弯曲变形 车削很难进行 严重时会使工件在顶尖间卡住 此时需要用中心架支承工件 车床附件 跟刀架 跟刀架 安装在刀架的溜板上 并且随溜板一起做纵向移动 跟刀架随着刀具的移动而移动 既可以平衡切削力 径向力 又可以防止工件变形 中心架和跟刀架 车床附件 顶尖 a 固定顶尖 死顶尖 b 回转顶尖 活顶尖 数控车床 数控机床的加工特点对加工对象的适应性强加工精度高自动化程度高 劳动强度低生产效率高良好的经济效益有利于现代化的生产管理 数控车床的主要工对象 1 精度要求高的零件零件的精度要求主要指尺寸 形状 位置和表面等精度要求 其中的表面精度主要指表面粗糙度 由于数控车床刚性好 制造和对刀精度高 并能方便 精确地进行人工补偿和自动补偿 所以能加工尺寸精度要求较高的零件 有些场合能达到以车代磨的效果 另外 由于数控车床的运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现 所以它能加工直线度 圆度 圆柱度等形状精度要求高的零件 由于数控车床一次装夹能完成加工的内容较多 所以它能有效提高零件的位置精度 并且加工质量稳定 数控车床具有恒线速度切削功能 所以它不仅能加工出表面粗糙度小而均匀的零件 而且还适合车削各部位表面粗糙度要求不同的零件 一般数控车床的加工精度可达0 001mm 表面粗糙度Ra可达0 16 m 精密数控车床可达0 02 m 数控车床的主要工对象 2 表面粗糙度值小的零件数控车床具有恒线速切削功能 能加工出表面粗糙度值小而均匀的零件 困为在材质 精车余量和刀具已定的情况下 表面粗糙度取决于进给量和切削速度 切削速度变化 致使车削后的表面粗糙度不一致 使用数控车床的恒线切削功能 就可选用最佳线速度来切削锥 球面和端面等 使车削后的表面粗糙度值即小又一致 数控车床的主要工对象 3 表面轮廓形状复杂的零件由于数控车床具有直线和圆弧插补功能 部分数控车床还有某些非圆弧曲线插补功能 所以它可以车削由任意直线和各类平面曲线组成的形状复杂的回转体零件 包括通过拟合计算处理后的 不能用方程式描述的列表曲线 如图4 1所示的壳体零件封闭内腔的成型面 在普通车床上是无法加工的 而在数控车床上则很容易加工出来 成型内腔零件示意图 数控车床的主要工对象 4 带特殊螺纹的零件数控车床具有加工各类螺纹的功能 包括任何等导程的直 锥和端面螺纹 增导程 减导程以及要求等导程与变导程之间平滑过渡的螺纹 通常在主轴箱内安装有脉冲编码器 主轴的运动通过同步带1 1地传到脉冲编码器 采用伺服电动机驱动主轴旋转 当主轴旋转时 脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统 使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步关系 即实现加工螺纹时主轴转一转 刀架Z向移动工件一个导程的运动关系 而且车削出来的螺纹精度高 表面粗糙度值小 普通车床与数控车床的区别 数控车床与普通车床的加工对象结构及工艺有着很大的相似之处 但由于数控系统的存在 也有着很大的区别 与普通车床相比 数控车床具有以下特点 1 采用了全封闭或半封闭防护装置数控车床采用封闭防护装置可防止切屑或切削液飞出 给操作者带来意外伤害 2 采用自动排屑装置数控车床大都采用斜床身结构布局 排屑方便 便于采用自动排屑机 3 主轴转速高 工件装夹安全可靠 数控车床大都采用了液压卡盘 夹紧力调整方便可靠 同时也降低了操作工人的劳动强度 4 可自动换刀数控车床都采用了自动回转刀架 在加工过程中可自动换刀 连续完成多道工序的加工 5 主 进给传动分离数控车床的主传动与进给传动采用了各自独立的伺服电机 使传动链变得简单 可靠 同时 各电机既可单独运动 也可实现多轴联动 数控车床的结构 1 数控车床的组成 1 车床主机即数控车床的机械部件 主要包括床身 主轴箱 刀架 尾座 进给传动机构等 2 数控系统即控制系统 是数控车床的控制核心 其中包括CPU 存储器 CRT等部分 3 驱动系统即伺服系统 是数控车床切削工作的动力部分 主要实现主运动和进给运动 4 辅助装置是为加工服务的配套部分 如液压 气动装置 冷却 照明 润滑 防护和排屑装置 2 床身和导轨的布局 数控车床的布局形式 a 水平床身前置刀架 b 水平床身斜滑板 c 倾斜床身 d 立式床身 数控车床的结构 数控车床的构造 数控车床 CK6140数控车床 数控车床的回转刀架 数控车床的尾座 车床文明生产与操作规程 1 工作时应穿工作服 戴袖套 女同志应戴工作帽 将长发塞入帽子里 夏季禁止穿裙子 短裤和凉鞋上机操作 2 工作时不能离工件太近 以防切屑飞入眼中 为防切屑崩碎飞散 必须戴防护眼镜 3 工作时必须集中精力 注意手 身体和衣服不能靠近正在旋转的机件 如工件 带轮 皮带 齿轮等 4 工件和车刀必须装夹牢固 否则会飞出伤人 5 凡装卸工件 更换刀具 测量加工表面及变换速度时 必须先停车 6 车床运转时 不得用手去摸工件表面 尤其是加工螺纹时 严禁用手抚摸螺纹面 以免伤手 严禁用棉纱擦抹转动工件 7 应用专用铁钩清除铁屑 绝不允许用手直接清除 8 在车床上操作不准戴手套 9 毛坯棒料从主轴孔尾端伸出不得太长 并应使用料架或挡板 防止甩出后伤人 10 不准用手去刹住转动着的卡盘 11 不要随意拆装电气设备 以免发生触电事故 12 工作中若发现机床 电气设备有故障 应及时申报 由专业人员检