机械类-刨削加工

粗刨
IT12～IT11
25～12.5μm
半精刨
IT10～IT9
6.3～3.2μm
精刨
IT8～IT7
3.2～1.6μm （直线度可达0.04~0.08mm/m）
4.刨削特点(与铣削 相比较): (1)加工质量一般 同等级,精粗、精 加工后均可达到中等 精度。但二者又略有 区别,加工大平面时, 刨削因无明显接刀痕而优于铣削。 (2)生产率一般铣削高于刨削,但加工窄长平面除外。 (3)加工范围铣削比刨削广泛的多。 (4)工时成本铣削高于刨削。 (5)应用(生产批量)铣削比刨削广泛。
4.机床:砂带磨床、卧式车床、立式车床 5.加工范围:大、中型尺寸的外圆、内圆、平面
五、 磨削工艺特点(与普通刀具切削加工相比): 1.加工精度高:磨削属于高速多刃切削,其切削刃刀尖圆弧半径比
一般车刀、铣刀、刨刀小的多,能在工件表面切下一层很薄的材料; 磨削过程是磨粒切削、刻划和滑擦的综合作用过程,有一定的研磨抛 光作用;磨床比一般机床加工精度高,刚度和稳定性好,且具有微量调 节机构。
第五节 磨削加工方法综述
用砂轮或涂覆磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称
为磨削加工。一般在磨床上进行。磨削加工可分为普通磨削、无心 磨削、高效磨削、低粗糙度磨削和砂带磨削等。
一、普通磨削
(1)机床:普通磨床 (2)加工范围:外圆、内圆、锥面、平面 (3)按照砂轮粒度号和切削用量的不同,普通磨削可分为粗磨和精磨。 粗磨的尺寸公差等级为IT8～IT7,表面粗糙度Ra值为0.8~0.4μm;精 磨的尺寸公差等级为IT6～IT5,表面粗糙度Ra值为0.4~0.2μm。 1.磨外圆 (1)机床:普通外圆磨床、万能外圆磨床 (2)磨削方法:纵磨法和横磨法
大轮为工作砂轮,起切削作用。小轮为导轮,无切削能力。两轮与 托板构成V形定位面托住工件。由于导轮的轴线与砂轮轴线倾斜β角 ( β＝1°～6°),v导分解成v工和v进。 v工带动工件旋转, v进带动工件轴 向移动。为使导轮与工件直线接触,把导轮圆周表面的母线修整成双 曲线。无心纵磨法主要用于大批量生产中磨削细长光滑轴、销钉、
研磨不能提高表面间地位置精度,生产率低。
5.加工范围:研磨可加工钢、铸铁、铜、铝及其合金、半导体、陶瓷、 玻璃、塑料等材料;可加工常见地各种表面,且不需要复杂和高精度 设备,方法简便可靠,容易保证质量。
四、珩磨
1.定义:利用珩磨工具对工件表面施加一定压力,珩磨工具同时做相 对旋转和直线往复运动,切除工件极小余量地一种精密加工方法。 2. 机床:珩床 3.加工对象:圆柱孔 4.珩磨余量:0.02~0.15mm 5.珩磨孔径范围:15～500mm 孔深径比可达10以上 6.应用:大批量生产中发动机 气缸孔、连杆大头孔、各种 液压装置地铸铁套和钢套地孔。 不宜加工有色金属。
到45m/s以上时称为高速磨削。生产率可提高30％～40％,砂轮耐用 度提高0.7～1倍,工件表面粗糙度Ra值可稳定达到0.8～0.4 μm。 2.缓进给深磨削
缓进给深磨削的深度为普通磨削的100～1000倍,可达3～30mm, 是一种强力磨削方法。大多经一次行程磨削完毕。
优点:生产率高,砂轮磨 损小,磨削质量好。
小套等零件的外圆。
2.无心横磨法 导轮的轴线与砂轮轴线平行,工件不作轴向移动。无心横磨法主
要用于磨削带台肩而又较短的外圆、锥面和成形面等。
三、高效磨削
常见加工方法:高速磨削、缓进给深磨削、恒压力磨削、宽砂轮与多 砂轮磨削
1.高速磨削 普通磨削砂轮线速度通常在30～35m/s以内。当砂轮线速度提高
工件上精度较高的平面(如导轨面), 以代替刮削和导轨磨削。
三、研磨
(1)定义:利用研磨工具和研磨剂,从 工件上研去一层极薄表面层的精密加工方法。 (2)研磨剂由磨料、研磨液及辅料调配而成。①磨料一般只用微粉。 ②研磨液用煤油或煤油加机油,起润滑、冷却以及使磨料能均匀分布 在研具表面的作用。③辅料指油酸、硬脂酸或工业用甘油等强氧化 剂,能使工件表面生成一层极薄的疏松氧化膜,以提高研磨效率。
3.拉平面
平面拉刀可做成整体式(加工较小平面),但更多做成镶齿式(加工 大平面),镶嵌硬质合金刀片,以提高拉削速度,且便于刃磨合调整。拉 削可加工单一的敞开的平面,也可加工组合平面。
拉削加工特点: (1)拉削在一次行程内完成粗、精加工,生产率很高; (2)切削稳定,加工质量好(拉刀属于定形刀具,拉床采用液压传动); (3)刀具制造复杂,工时成本 高; (4)拉圆孔与精车孔和精镗孔 相比,适应性差。 (5)广泛应用于大批大量生产 中。
2.拉孔内单键槽
键槽拉刀为扁平状,上部为刀齿。与工件的正确位置由导套保证。 导套的圆柱1插入拉床端部的孔内,圆柱2套放工件,矩形槽3与键槽拉 刀刀体宽度一致,并按滑动配合选取。键槽拉刀工作时由矩形槽定位、 导向。拉刀底部垫有一定厚度的垫片,以便调节工作键槽的深度,并 用它来补偿键槽拉刀重磨后齿高的减少量。
面、螺纹、齿形等多种表面,还可刃磨各种刀具。
第六节 精密加工方法综述
精密加工指在一定发展时期,加工精度和表面质量达到较高程度 的加工工艺。当前是指零件的加工精度为1～0.1 μm,表面粗糙度Ra 值为0.1~0.008 μm的加工技术,主要指研磨、珩磨、超精加工和抛 光等。从广义角度看,也包括刮削、宽刀细刨和金刚石刀具切削等。
一、刮削
(1)定义:用刮刀刮除工件表面薄层的加工方法。 (2)刮削余量:0.05~0.4mm (3)平面刮削的质量常用25mm×25mm方框内均布的点数来衡量。 (4)特点:劳动强度大、操作技术要求高、生产率低 (5)应用:单件小批生 产中加工各种设备的导轨 面、要求较高的固定结合 面、滑动轴承轴瓦以及平 板、平尺等检具。还用于 某些外露表面的修饰加工。
七、抛光
(1)定义:用涂有抛光膏的软轮(抛光轮)高速旋转对工件进行微弱切 削,从而降低工件表面粗糙度,提高光亮度的一种精密加工方法。 (2)软轮用皮革、毛毡、帆 布等材料叠制而成,具有一定 弹性。抛光膏由较软的磨料 (氧化铁、氧化铬等)和油脂 (油酸、硬脂酸、煤油、石蜡) 调制而成。 (3)抛光不能提高尺寸精度、形状精度和位置精度。 (4)抛光主要用于表面的修饰加工及电镀前的预加工。
五、低粗糙度磨削
(1)定义:工件表面粗糙度Ra值低于0.2 μm的磨削工艺。 (2)类型:精密磨削、超精密磨削、镜面磨削
六、超精加工
(1)定义:用极细磨料的油石,以恒定压力(5～20Mp)和复杂相对运动 对工件进行微量切削,以降低表面粗糙度为主要目的的精密加工方法。 (2)加工方法:工件 以较低速度旋转,油 石做往复振动和纵向 进给 (3)加工范围:大批 量生产中加工曲轴、 凸轮轴的轴径外圆、 飞轮、离合器盘的 端平面以及滚动轴承的滚道等。
2.可加工高硬材料:磨削可加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构
材料,还可加工难切削的高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等 难加工材料。但对于塑性很大、硬度很低的有色金属及其合金,因其 屑末易堵塞砂轮气孔而使砂轮丧失切削能力,一般不宜磨削,而多采 用刀具切削精加工。
3.应用越来越广泛:磨削可加工内圆、外圆、平面、锥面、成形
纵磨法:加工精度高,Ra值较小,生产率低, 广泛用于ຫໍສະໝຸດ Baidu种类型的 生产中;
横磨法:加工精度低,Ra值较大,生产率高, 只适用于大批量生产中磨削刚度较好、精度较低、长度较
短的轴类零件上的外圆表面和成形面。
2.磨内圆(包括内锥面) (1)机床:内圆磨床、万能外圆磨床 (2)特点: ①由于磨内圆砂轮受孔径限制,切削速度难以达到磨外圆的速度; ②砂轮轴直径小,悬伸长,刚度差,易弯曲变形和振动,且只能采用较小 的背吃刀量; ③砂轮与工件成内切圆接触,接触面积大,磨削热多,散热条件差,表面 易烧伤; ④磨内圆比磨外圆生产率低,加工精度和表面质量难以控制。
2.手工研磨内圆 内圆研具由锥度调节杆和开口锥套组成。
3.手工研磨平面
4. 研磨特点:
(1)微细性:研磨是在良好的预加工基础上进行的0.01~0.1 μm切削;
(2)随机性:研磨过程中工件与研具的接触是随机的,可使高点相互修 整,逐步减少误差;
(3)针对性:手工研磨可通过检测工件,有针对性地变动研磨位置,掌握 研磨时间,有效地控制加工质量。
4.插削孔内单键槽:首先在工件孔的端面 上划出键槽加工线,采用卡盘或压板螺 栓装卡,将工件安装在插床圆形工作台 上,并找正使工件孔的轴线与圆形工作 台的回转轴线重合。
键槽插刀一般采用平头成形插刀。
当键槽宽度较小时,可用宽度等于槽宽 的插刀,一次走刀插到槽宽尺寸。
七、拉削加工
(1)定义:用拉刀加工工件内、外表面 的方法称为拉削加工。
(4)研具(研磨工具),是研磨剂的载体,用以涂敷和镶嵌磨料,发挥切削 作用。要求研具材料比待研材料软,常用铸铁做研具。 (5)尺寸公差等级IT5～IT3,表面粗糙度值可达0.1~0.008 μm 1.手工研磨外圆
工件安装在车床顶尖间或卡盘上,在加工表面上涂上研磨剂,再把 研具套上,工件低速旋转,手握研具轴向往复移动。外圆研具由研磨 环和研磨夹组成。
(2)机床:卧式拉床、立式拉床 (3)主运动:拉刀的直线运动。
无进给运动,其进给靠拉刀每齿升 高量来实现。
(4)加工范围:内表面(各种型孔)、外表面(平面、半圆弧面、 表面等)
组合
1.拉圆孔
拉削孔径一般为8～125mm,孔的深径比L/D≤5。 工件不需要夹紧,只以已加工过的一个端面为支承面。 工件端面与拉削孔的轴线不垂直时,依靠图中所示的球面浮动支 承装置自动 调节,始终 使受力方向 与端面垂直, 以防止拉刀 崩刃和折断。 装置中的弹 簧是为了保 持球面贴合, 避免从装置 体上脱落。
3.磨平面 (1)机床:平面磨床 (2)加工方法:周磨法、端磨法 ①周磨法:加工精度高,表面粗糙度Ra值小,但生产率较低,多用于单 件小批生产中,大批大量生产中亦可使用。 ②端磨法:生产率较高,但加工质量略差于周磨法,多用于大批大量生 产中磨削精度要求不太高的平面。
二、无心磨削
(1)机床:无心磨床 (2)加工方法:纵磨法、横磨法 1.无心纵磨法
四、砂带磨削
1.定义:利用砂带,根据加工要求以相应的接触方式对工件进行加工 的方法称为砂带磨削。是一种新型高效工艺方法。
2.砂带制作特点: 砂带所用磨料大多是精选出来的针状磨粒,应用静 电植砂工艺,使磨粒均直立于砂带基体且锋刃向上,定向整齐均匀排 列,因而磨粒具有良好的等高性,磨粒间容屑空间大,磨粒与工件接触 面积小,且可使所有磨粒均参加切削。 3.砂带磨削特点:效率高、磨削热少,散热条件好。砂带磨削的工件, 其表面变形强化程度和残余应力均大大低于砂轮磨削。
削的砂轮宽度为50mm左右,而宽砂轮外圆磨削砂轮的宽度可达 300mm,平面磨削可达400mm,无心磨削可达1000mm。宽砂轮外圆 磨削采用横磨法,主要用于大批量生产中,如磨削花键轴、电机轴等。 尺寸公差等级可达IT6,Ra值可达0.4 μm。
多砂轮磨削是宽砂轮磨削的另一种形式。主要用于大批量生产 中外圆和平面的磨削。近年来,内圆磨床也开始采用这种方法,用来 磨削零件上的同轴孔系。
刨削加工
1.定义:用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法称 为刨削加工。
2.铣削加工机床:牛头刨床:加工中小型工件
龙门刨床:加工大型工件或同时加工多个中型工件
3.加工对象:平面(水平面、垂直面、斜面)、沟槽(直角槽、V形槽、 燕尾槽、T形槽)、直线型成形面
刨削种类
尺寸公差等级
表面粗糙度Ra
二、宽刀细刨
(1)定义:在普通精刨的基础上,通过改善切削条件,使工件获得较高形 状精度和较低表面粗糙度的一种平面精密加工方法。 (2)机床:龙门刨床 (3)加工方法:低切速(vc<5m/min)、大进给量 (4)加工条件:机床精度高、刚度好,
刀具刃口平直光洁,施用合适切削液 (5)应用:成批和大量生产中加工大型
缺点:设备费用高。
3.恒力磨削 横磨法 的特殊形式。磨削时,无论外界因素如磨削余量、工件材
料硬度、砂轮钝化程度等如何变化,砂轮始终以预定的压力压向工件, 直到磨削结束为止。恒压力磨削加工质量稳定,生产率高,避免砂轮 超负荷工作,操作安全。
4.宽砂轮与多砂轮磨削 宽砂轮磨削是用增大磨削宽度来提高磨削效率的。普通外圆磨