第8章 机械零件常用的加工方法

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机床的运动机床的运动可以分为表面成形运动和辅助运动其中表面成形运动是形成工件表面所必需的刀具与工件之间的相对运动
第8章 机械零件常用的加工方法
8.1 金属切削机床基础 8.2 外圆表面加工 8.3 内圆表面加工方法 8.4 平面加工 8.5 齿轮加工
8.1 单向异步电动机
8. 1. 1机床的分类
机床主要按加工性质和所用刀具进行分类.机床可分为12大 类:车床、钻床、锁床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、 铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其他机床。在 每类机床中又可按工艺特性和结构特性示同细分为若干组.每 一组又可细分若干系。
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8.1 单向异步电动机
2.机床的传动链 在机床上.使运动源和执行件以及两个有关执行件之间保持运 动联系的一系列顺序排列的传动件.称为传动链。根据传动链 性质的不同.传动链可分为内、外联系2种。 (1)内联系传动链。传动链的首末件之间有严格的运动关系 的传动链称为内联系传动琏。 (2)外联系传动链。外联系传动链是联系动力源和机床执行 件之间的传动链。它使执行件得到预定速度的运动.并传递一 定的动力。它不影响工件表面形状的形成.只影响工件表面粗 糙度或加工效率.因此不要求有严格的传动比。 3.机床传动原理图 机床传动原理图是用一些简单的符号来表明机床在实现某种 表面成形运动时传动联系的示意图。
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8.1 单向异步电动机
8. 1. 4机床的传动原理
1.机床传动系统的组成 (1)执行件:执行机床的运动的部件.通常为主轴、刀架、工 作台。 (2)运动源:为执行件提供运动和动力.通常为电动机。 (3)传动装置:传递运动和动力、变速变向.如齿轮、链轮、 丝杠等.另外还有液压和气压传动。
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8.2 外圆表面加工
(2)车床必须具备的成形运动。主运动为工件的旋转运动。 进给运动为刀具的直线运动进给运动分为3种形式:纵向进给 运动、横向进给运动、斜向进给运动在多数加工情况下.工件 的旋转运动与刀具的直线运动为两个相互独立的简单成形运 动.而在加工螺纹时.由于工件的旋转与刀具的移动之间必须 保持严格的运动关系.因此它们组合成一个复合成形运动—螺 纹轨迹运动.习惯上常称为螺纹进给运动。另外.加工回转体 成型面时.纵向和横向进给运动也组合成一个复合成形运动. 因为刀具的曲线轨迹运动是依靠纵向和横向两个直线运动之 间保持严格的运动关系而实现的。
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8.1 单向异步电动机
(4)机床主参数、第二主参数。机床主参数代表机床规格大 小.用折算值表示.位于系代号之后。 (5)机床的重大改进顺序号。当机床的结构、性能有重大改 进和变化时.在原机床型号的尾部加改进顺序号.以区别于原 型号。 (6)其他特性代号其他特性代号主要用以反映各类机床的特 性。 (7)企业代号。企业代号包括机床生产厂及机床研究所单位 代号.置于机床型号尾部.用“一”分开。若机床型号无其他 特性代号.而仅有企业代号时.则示加“‘一”.直接写在 “‘/”后面。
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8.2 外圆表面加工
(3)车床的分类车床的种类很多.按用途和结构的不同.主要分 为以下几类:卧式车床、立式车床、转塔车床、自动车床和 半自动车床、仿形车床、专门化车床。
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8.2 外圆表面加工
8.2.3外圆表面的磨削加工
1.外圆磨削加工的工艺特点及应用范围 (1)磨粒硬度高.它能加工一般金属切削刀具所不能加工的工 件表面。 (2)磨削加工能切除极薄、极细的切屑.修正误差的能力强.加 工精度高.加工表面粗糙度小。 (3)磨粒在砂轮上随机分布.同时参加磨削的磨粒数相当多.磨 痕轨迹纵横交错.容易磨出表面粗糙度小的光洁表面。 (4)由于大负前角磨粒在切除金属过程中消耗的摩擦功大.再 加上磨屑细薄.切除单位体积金属所消耗的能量.磨削要比车 削大得多。
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8.1 单向异步电动机
按照机床的工作精度.可分为普通精度机床、精密机床和高精 度机床。 按照机床质量和尺寸.可分为仪表机床、中型机床、大型机床、 重型机床和超重型机床。 按照机床主要工位的数目.可分为单轴、多轴、单刀、多刀机 床等。 按照自动化程度.可分为普通、半自动和自动机床。自动机床 具有完整的自动工作循环.包括自动装卸工件.能够连续地自 动加工出工件半自动机床也具有完整的自动工作循环.但装卸 工件还需人工完成.因此示能连续地加工。
下一页 返回Leabharlann 8.2 外圆表面加工8.2.2外圆表面的车削加工
1.车削的工艺特点 (1)易于保证零件各加工表面的位置精度。 (2)生产率较高。 (3)生产成本较低。 (4)适于车削加工的材料广泛。
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8.2 外圆表面加工
2.车削加工的种类 车削加工一般可分为4种:粗车、半精车、精车和精细车。 (1)粗车。它主要用于零件的粗加工.作用是去除工件上大部 分加工余量和表层硬皮.为后续加工作准备。 (2)半精车。在粗车的基础上对零进行半精加工.进一步减少 加工余量.提高表面光洁度. (3)精车。在半精车的基础上对零件进行精加工. (4)精细车。主要用于有色金属的精加工。
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8.2 外圆表面加工
车刀在结构上可分为整体车刀、焊接车刀和机械夹固式车刀。 整体车刀主要是整体高速钢车刀.截面为正方形或矩形.使用 时可根据不同用途进行刃磨。整体车刀耗用刀具材料较多一 般只用作切槽、切断刀使用。焊接车刀是将硬质合金刀片用 焊接的方法固定在普通碳钢刀体上。它的优点是结构简单、 紧凑、刚性好、使用灵活、制造方便.缺点是由于焊接产生的 应力会降低硬质合金刀片的使用性能.有的甚至会产生裂纹。 机械夹固车刀简称机夹车刀.根据使用情况不同又分为机夹重 磨车刀和机夹可转位车刀。
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8.2 外圆表面加工
8. 2. 1外圆表面的加工方法
具有外圆表面的典型零件有轴类、盘类和套类零件。外圆表 面加工中.根据表面成形方法不同有轨迹法和成形法2种.根据 使用加工设备不同有车削、磨削和光整加工3种.其中车削加 工常用于外圆表面的粗加工和半精加工;磨削加工用于外圆表 面的精加工;而光整加工用于外圆表面的超精加工。在大批量 生产中.有的外圆表面还可采用拉削加工.如曲轴外圆表面粗 加工。
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8.2 外圆表面加工
5.车床 (1)主要技术参数。机床的主要技术参数包括机床的主参数 和基本参数。卧式车床的主参数是床身上最大工件回转直径。 主参数值相同的卧式车床.往往有几种不同的第二主参数.卧 式车床的第二主参数是最大工件长度。机床的基本参数包括 尺寸参数、运动参数和动力参数。
4.车刀的种类和用途 车刀按用途分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、 切槽刀等多种形式。外圆车刀用于加工外圆柱面和外圆锥面. 它分为直头和弯头2种。弯头车刀通用性较好.可以车削外圆、 端面和倒棱。外圆车刀又可分为粗车刀、精车刀和宽刃光刀. 精车刀刀尖圆弧半径较大.可获得较小的残留面积.以减小表 面粗糙度;宽刃光刀用于低速精车。当外圆车刀的主偏角为 90°时.可用于车削阶梯轴、凸肩、端面及刚度较低的细长 轴。外圆车刀按进给方向又分为左偏刀和右偏刀。
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8.2 外圆表面加工
2.砂轮的特性与选择 砂轮是由磨料、结合剂混合.经过高温、高压制造而成;是由 磨料、结合剂、孔隙三要索组成的非均质体. 其中.磨具表面 无数高硬度的锋利磨粒作为刀具起切削作用.在砂轮高速旋转 时.磨粒切除工件上一层薄金属.形成光洁精确的加工表面;结 合剂钻结磨粒使磨具形成适于不同加工要求的各种形状.并在 磨削过程中保持形状稳定;孔隙用来容屑、散热.均匀产生自 砺效果.避免整块崩落失去砂轮合适的廓形。磨料、粒度、结 合剂、组织、硬度、形状和尺寸是砂轮的六大特性.对砂轮安 全有很大影响。
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8.1 单向异步电动机
机床的加工过程中.需要有多少个运动就应该有多少条传动链。 所有这些传动链和它们之间的相互联系就组成了一台机床的 传动系统。分析传动系统也就是分析各传动链.分析各传动链 时.应按下述步骤进行。 (1)根据机床所具有的运动.确定各传动链两端件。 (2)根据传动链两端件的运动关系.确定计算位移量。 (3)根据计算位移量及传动链中各传动副的传动比.列出运动 平衡式。 (4)根据运动平衡式.推导出传动链的换置公式。 传动链中换置机构的传动比一经确定.就可根据运动平衡式计 算出机床执行件的运动速度或位移量。
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8.1 单向异步电动机
8. 1.5机床的传动系统和运动计算
为便于了解和分析机床运动的传递、联系情况.常采用传动系 统图。它是表示实现机床全部运动的传动示意图。图中将每 条传动链中的具体传动机构用简单的规定符号表示.并标明齿 轮和蜗轮的齿数、蜗杆头数、丝杠导程、带轮直径、电动机 功率和转速等。传动链的传动机构.按照运动传递或联系顺序 依次排列.以展开图形式画在能反映主要部件相互位置的机床 外形轮廓中.
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8.1 单向异步电动机
切削加工中.发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到 的.由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不同.形成 发生线的方法可归纳为以下4种。 (1)轨迹法 (2)成形法。 (3)相切法 (4)展成法
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8.1 单向异步电动机
2.机床的运动 机床的运动可以分为表面成形运动和辅助运动,其中表面成 形运动是形成工件表面所必需的刀具与工件之间的相对运动。 表面成形运动按其组成情况不同.可分为简单的和复合的2种。 如果一个独立的成形运动是由单独的旋转运动或直线运动构 成的.则此成形运动称为简单成形运动。如果一个独立的成形 运动.是由两个或两个以上的旋转运动或(和)直线运动.按照 某种确定的运动关系组合而成.则称此成形运动为复合成形运 动。 根据其在切削中所起作用的不同.表面成形运动可分为主运动 和进给运动。主运动是指在切削过程中起主要作用的运动.其 特点是运动速度高.消耗的机床功率最大. 进给运动是指不断 将工件投人切削的运动.其特点是速度较低.如车床上刀具的 纵向和横向进给运动. 机床在加工过程中还需要一系列辅助运动.以实现机床的各种 辅助动作.为表面成形创造条件它的种类很多一般包括切入运 动、分度运动、调位运动、各种空行程运动。
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8.1 单向异步电动机
除上述基本分类方法外.还可根据其他特征进行分类。 按照工艺范围的宽窄.可分为通用机床(或称为万能机床)、专 门化机床和专用机床3类。通用机床的工艺范围很宽.可完成 多种类型零件的示同工序的加工.适于单件小批量生产. 专门 化机床的工艺范围较窄.它是为加工某种零件或某种工序而专 门设计和制造的.适于大批量生产. 专用机床的工艺范围最窄. 它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造的.
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8.1 单向异步电动机
2.专用机床的型号编制 (1)专用机床型号表不方法。专用机床的型号一般由设计单 位代号和设计顺序号组成。 (2)设计单位代号。它包括机床生产厂和机床研究单位代号. 位于型号之首。 (3)专用机床的设计顺序号。按该单位的设计顺序号排列.位 于设计单位代号之后.并用“一”隔开.读作“至”。
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8.1 单向异步电动机
8.1.2机床型号的编制方法
1.通用机床型号的编制方法 (1)类代号用大写的汉语拼音字母表示.并按汉字名称读音。 (2)机床的组、系代号组、系代号用2个阿拉伯数字表示.前 者表示组.后者表示系。 (3)机床的通用特性及结构特性代号。通用特性代号有统一 的固定含义.它在各类机床型号中所表示的意义相同。
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8.1 单向异步电动机
8. 1. 3机床的运动与传动原理
1.零件表面的切削加工成形方法 机械零件的表面有以下几种基本形状:平面、圆柱面、圆锥面 以及各种成形面。当精度和表面粗糙度要求较高时.需要在机 床上用刀具经切削加工而形成。机械零件的任何表面都可看 作是一条线沿着另一条线运动的轨迹。如平面可看作是由一 根直线沿着另一根直线运动而形成;圆柱面和圆锥面可看作是 由一根直线沿着一个圆运动而形成;普通螺纹的螺旋面可看作 是由“‘八”形线沿螺旋线运动而形成.直齿圆柱齿轮的渐开 线齿廓表面可看作是由渐开线沿直线运动而形成.形成表面的 母线和导线统称为发生线
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8.2 外圆表面加工
3.车削加工工艺范围 卧式车床的工艺范围相当广泛.可以车削内外圆柱面、圆锥面、 环形槽、回转体成型面.车削端面和各种常用的米制、英制、 模数制、径节制螺纹.还可以进行钻中心孔、钻孔、扩孔、铰 孔、攻螺纹、套螺纹和滚花等工作.
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8.2 外圆表面加工
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