第三章-金属切削加工

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 常用金属切削加工,一,.,工件的安装,3.1,车削加工,车床是使用最广泛的机床。车床的主运动为主轴带动工件的回转运动，进给运动为车刀的直线运动。,车削加工时，工件的安装方法有：,二,.,工艺特点,容易保证加工件的位置精度；,一般为连续切削，因而切削过程平稳；,刀具结构简单；,适合有色金属的精加工；,注意：,工件长径比,L/D,4,：采用卡盘安装；,工件长径比,L/D,4,10,：采用顶尖安装；,工件长径比,L/D,10,：应采用中心架、跟刀架,等附件安装；,三,.,车削的应用,车削主要用于加工各种回转表面。,车 削 加 工 （卧 车）,3.2,铣削加工,铣削是一种加工非旋转体表面的方法。其主运动为铣刀的高速旋转，进给运动为工件及铣刀的直线运动（纵向、横向、垂直）。,一,.,铣削要素,1.,铣削速度,v,：铣刀最大直径处的切削速度。,v=,dn,2.,铣削深度：垂直于已加工表,面测量的切削层尺寸。端铣,时用,a,p,表示，周铣时用,a,e,表示。,4.,进给量：,每齿进给量：铣刀每转过一个齿，工件沿进给,方向移动的距离；,每转进给量：铣刀每转过一转，工件沿进给方,向移动的距离；,每分钟进给量：铣刀每旋转一分钟，工件沿进,给方向移动的距离。,3.,铣削宽度：垂直于进给方向测量的切削层尺寸。,端铣时用,a,e,表示，周铣时用,a,p,表示。,5.,切削厚度,a,c,：相邻刀齿主切,削刃所形成的切削表面间的,垂直距离。,6.,切削宽度,a,w,：铣刀主切削刃参加切削的长度。,7.,切削面积,A,c,：,A,c,=a,c,a,w,8.,铣削力,切向力,F,z,大致估算铣削功率,径向力,F,y,使刀轴产生弯曲变形，影响加工精度,轴向力,F,x,估算主轴向受力大小,二,.,铣削方式,1.,周铣,利用铣刀圆周齿切削。适应于卧式铣床上切,削较窄的平面、沟槽、成形面，适应性广，生产,率较低，表面粗糙度比端铣大。根据铣刀旋转方,向和工件移动之间的关系，可分为：,铣削平面的方式有,周铣,和,端铣,两,种。,顺铣,：铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相同。,顺铣有利于提高刀具耐用度和工件夹持的稳定性，但容易引起震动，只能对表面无硬皮的工件进行加工。,逆铣,：铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相反。,逆铣比顺铣使用得多，特别是对表面有硬,皮的铸、,锻件毛,坯的粗,铣。,2.,端铣,利用铣刀端部齿切削。适应于切削较大的平面，生产率较高，表面粗糙度较小。,（,1,）对称铣：工件与铣刀处于对称位置。适应于工件宽度接近于端铣刀直径且刀齿较多的情况。,（,2,）不对称铣：工件与铣刀处于不对称位置。不对称逆铣适应于较窄的工件。不对称顺铣一般不用。,端铣的加工质量比周铣好；,端铣的生产率比周铣高；,端铣的工艺适应性比周铣差；,3.,周铣与,端铣,的比较,三,.,铣削的工艺特点及应用,1.,铣削的工艺特点,（,1,）加工范围广（可铣平面、凸台、园弧面、,沟槽、螺旋槽、齿轮等）；,（,2,）铣削没有空行程，可采用比较高的切削速,度，铣刀又是多齿刀具，故生产率高；,（,4,）铣削是断续切削，容易引起振动。,（,3,）铣削加工精度高，精铣平面的精度为：,IT9,IT7,，,Ra3.2,1.6,m,。,2.,铣削的应用,铣削加工的应用,3.3,钻削和镗削加工,钻削和镗削均主要用于加工孔。,旋转体工件中心的孔通常在车床上加工，非旋转体工件上的孔，通常在钻床和镗床上加工。,一,.,钻削加工,1.,钻孔,钻孔是一种孔的粗加工方法，既适宜于单件小批量生产，也适宜于大批量生产。,（,1,）钻头,钻头是最常用的孔加工工具，由高速钢制成。,螺旋角,：钻头棱刃螺旋展开的直线与钻头轴线间的夹角。一般为,18,30,，直径小取大值。,副偏角,r,：钻头直径磨成倒锥形成。,（,2,）,麻花钻的角度,结构角度,刃磨角度,前角,0,：前刀面与基面间的夹角。钻头外缘处约为,30,，横刃上为,-50,-60,。,后角,0,：棱边与后刀面的交线和端平面间的夹角。钻头外缘处一般磨成,8,14,，靠近横刃为,20,25,。,顶角（也称锋角）,2,：两直线刀刃在中心平面上投影之间的夹角。标准麻花钻为,116,120,。,横刃斜角,：横刃与直线刀刃在端平面上投影之间的夹角。一般磨成,45,55,。,（,3,）,钻孔的工艺特点,钻头易,偏斜,；,孔径扩大（扩大量甚至达孔径的,5,10,）；,孔壁质量差；,原因,刚性差，,易产生弯曲变形,；,只有两条棱边导向，若,两主刀刃磨得不对称,则更容易偏斜或使孔径扩大；,排屑较困难，,切屑刮伤孔壁，且,切削热不易传散；,措施,尽量将两主切削刃磨得对称一致，使得轴向切削力的大小和方向相同，径向切削力互相抵消；,预钻锥形定心坑；,用钻套为钻头导向；,尽量把两刀刃磨得对称一致；,采用切削液帮助散热；,特点,没有横刃，且有预制孔，改善了切削条件；,余量少，切屑较窄，易于排屑；,刀齿较多，导向性好；,钻芯较粗，刚性较好；,可在一定程度上纠正原有孔轴线的偏斜。,2.,扩孔,扩孔,是用扩孔钻对已钻出、锻出或铸出的孔进行半精加工。,3.,铰孔,铰,孔,是孔的精加工方法。可用手铰或在钻、车、镗床上进行机铰。手铰的质量较高。,特点,铰孔的质量取决于铰刀，与机床关系不大；,机铰时铰刀与机床主轴采用浮动连接，并用钻套来引导铰刀；,铰孔是以工件原有孔为导向，不能纠正原有孔轴线的偏斜。,铰孔精度较高，但适用性不如镗孔；,非标尺寸的孔以及浅孔、盲孔、阶梯孔等均不适于铰削；,单刃镗刀,：镗刀头垂直或倾斜安装在镗刀杆上，用于镗通孔和盲孔。可调节刀头的悬伸长度,二,.,镗削加工,1.,镗刀,镗床常用来加工大、中型非回转体上较大的孔与孔系，用于孔的半精加工和精加工，不但能保证孔本身的精度，而且能保证孔的位置精度及孔与孔之间的尺寸精度。,来适应不同孔径的需要。多用于单件小批量生产。,多刃镗刀,：,在刀体上安装两个以上的镗刀片。,浮动镗刀,：,刀片不固定在镗刀杆上，而是插在杆的方槽中沿径向自由滑移。,（,a,）,工件作旋转运动（主运动），刀具作直线运动（进给运动）；,（,b,）工件不动，刀具作旋转运动（主运动）和直线运动（进给运动）；,（,c,）刀具作旋转运动（主运动），工件作直线运动（进给运动）；,2.,镗削的加工方式,2.,镗削加工的应用,镗削加工的应用,刨床通用性好，可方便地更换刨刀；,刨床的主运动和进给运动都是直线运动，因此，刨削加工的直线度精度较好；,刨削不是连续加工，有空行程，生产率低。,3.4,刨削、插削和拉削加工,一,.,刨削加工,利用刨刀在刨床上进行切削加工，主要用来,加工各种平面（平行面、垂直面、斜面），各种,截面形状的直线形沟槽（矩形槽、,T,形槽、,V,形,槽、燕尾槽），以及直母线成形面等。,刨削加工,工艺特点,二,.,插削加工,原理,插床在结构原理上与牛头刨床属于同一,类，插削过程相同于刨削。只是插削是在垂,直方向上进行切削，向下为工作行程，向上,为空行程。但,插削精度比刨削稍差。,用途,插床主要用于单件小批量批生产中，加,工工件的内表面，如孔内方槽、方孔、花键,槽等，也可加工工件的外表面，如直母线成,形面。,特点：,拉床只有主运动（拉刀的直线运动），其进给运动靠拉刀的结构保证（后一个刀齿比前一个刀齿高一个齿升量），故拉床结构简单。,拉刀一次走刀即可完成粗加工、半精加工、精加工，工艺时间短，生产率高。,加工精度高，表面粗糙度好。,拉刀的使用寿命长，但结构复杂。,三,.,拉削加工,拉削加工,是在拉床上利用多齿的拉刀，逐齿依次从工件上切下很薄的金属层，得到所需工件的一种大批量生产的加工方法。主要用来加工各种形状的通孔、通槽、平面及成形表面等。,有足够的刚度以减少刨削时的变形；,便于装夹；,零件加工面应尽可能布置在同一平面上；,尽量减少刨削面积；,在刨削平面的前端应留有刨刀越程槽。,四,.,刨削、插削和拉削零件的,结构工艺性,磨料,：,是砂轮的主要组成部分,直接担负切削工作。应具有高硬度、高耐热性和一定的韧性，并且碎裂后棱角必须锋利。,粒度,：指磨料颗粒的大小，分成磨粒和微粉两组。磨粒用筛选法分类，粒度号以磨粒所能通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数表示。微粉（,40m,）用显微测量法分类，粒度号表示磨粒的尺寸。,3.5,磨削加工,一、砂轮,砂轮是由磨料颗粒用粘接剂粘接、压型、烧结而成，其特性主要由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定,.,粘接剂,：将磨料粘结成具有一定形状和足够强度的砂轮。砂轮的强度、抗冲击能力、耐热、耐蚀能力，主要取决于结合剂的性能。,硬度,：砂轮表面上的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。一般磨削硬材料选用软砂轮，磨削软材料选用硬砂轮。有色金属一般不易磨削。,组织,：砂轮的紧密程度。组织号用磨料所占体积百分比表示，共分,13,号。,0,4,号属紧密，,5,8,属中等，,9,12,号属疏松。,形状和尺寸,：根据机床类型和磨削加工的需要，将砂轮制成各种标准的形状和尺寸。,二、磨削过程,阶段,：磨粒从工件表面滑擦而过，只有弹性变形而无塑性变形。,阶段,：磨粒切入工件表面，刻划出沟痕并形成隆起。,阶段,：切削厚度增加某一临界值，切下切屑。,（,1,）磨削加工的精度高，表面粗糙度好。,砂轮表面有很多微小切削刃，且刃口极锋利，故可切削很薄的金属层；,磨削的切削速度高（,v,30m/s,）,;,磨床的精度高，刚性好；,（,2,）砂轮有自锐性，可连续强力切削。,（,3,）径向切削力大（磨削细长轴类零件时，应防止因工件变形而影响精度）。,（,4,）磨削温度高，工件易烧伤（磨削热多，且,80%,90%,传入工件，而砂轮的导热性差,）。,（,5,）不宜加工较软材料的工件。,三、磨削的工艺特点,磨削方法,四、磨削方法与磨削加工的应用,磨削的应用,