讲课切削加工方法

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常用金属切削加工方法
武治政
工艺研究所
常用金属切削加工方法及工艺
• 车削加工 • 钻削加工
• 磨削加工
• 自动化加工 • 光整加工
车削加工
在车床上用车刀进行切削加工。
车削加工范围
可用于车外圆、车端面、车槽、切断及孔加工,还可 用于车螺纹、车锥面及回转体成形面等
车床常用附件
a. 三爪卡盘
三爪卡盘是自定心夹紧装置, 用锥齿轮传动,适用于装夹 大批量生产的中小型规则零件
切削加工工艺基础
生产过程和工艺过程
1. 生产过程
生产过程是将原材料转变为成品的一系列相互关联的劳 动过程的总和。机械产品的生产过程主要包括:
1)原材料的运输和保管;
2)生产技术准备; 3)毛坯准备; 4)机械加工; 5)热处理;
6)装配和调试;
7)表面修饰;
8)质量检验; 9)包装。 2.工艺过程 生产过程中,按一定顺序逐渐改变生产对象的形状(铸 造、锻造等)、尺寸(机械加工)、位置(装配)和性质 (热处理)使其成为预期产品的主要过程称为工艺过程。 采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表 面质量,使之成为合格零件的过程,称为机械加工工艺过程。 它是由一系列的工序组合而成的,毛坯依次通过这些工序而 变为成品。
螺纹的加工方法
单线砂轮磨螺纹时,砂轮修整较方便,加工精度较 高,并且可加工较长和螺距较大的螺纹;梳形砂轮磨螺 纹时,修整砂轮较困难,加工精度低于前者,只适于磨 削升角较小、长度较短的螺纹。但用梳形砂轮磨削时, 工件转1.3~1.5转就可完成加工,生产率比单线砂轮高。
螺纹的加工方法
4、攻螺纹与套螺纹 单件小批生产中,用手用丝锥攻丝;批量较大 时,用机用丝锥在车床、钻床或攻丝机上攻丝。对 小尺寸的内螺纹,攻丝几乎是唯一有效的加工方法。 套丝的螺纹直径一般小于 16mm,既可手工套丝, 也可在机床上进行。 由于攻丝和套丝的加工精度 低,故广泛用于加工精度不高的普通螺纹。
零件机械加工工艺规程的制订 工艺规程及其应用 将工艺过程的各项内容写成文件,用来指 导生产,组织和管理生产,这些技术文件就 是工艺规程。常用的工艺规程主要有机械加 工工艺过程卡片和机械加工工序卡片两种基 本形式。 机械加工工艺过程卡片是以工序为单位, 列出整个零件加工所经过的工艺路线(包括 毛坯、机械加工、热处理以及装配等),完 成各道工序的车间(工段),各用的机床、夹 具、刀具、量具和工时定额等内容。
磨削的工艺特点
2.砂轮有自锐作用 3.径向分力Fy较大 4.可以加工高硬度材料, 不宜加工较软的有色金 属 5.磨削温度高
磨削的应用
磨孔与绞孔或拉孔比较
磨孔与铰孔或拉孔比较,有如下特点:
(1)可以加工淬硬的工件孔;
(2)不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质量, 还可提高孔的位置精度和轴线的直线度;
螺纹的加工方法
2)梳形螺纹铣刀铣削 如图所示,加工时,工件只需转一转多一些即可 切出全部螺纹,故生产率较高, 但加工精度较低, 一般用于加工短而螺距不大的三角形内、外螺纹。
螺纹的加工方法
3、磨螺纹 螺纹磨削一般在螺纹磨床上进行,常用于淬硬螺纹 的精加工,以便修正热处理引起的变形,提高加工精 度,例如丝锥、螺纹量规、滚丝轮及精密传动螺杆上 的螺纹等。螺纹在磨削前,一般应采用车、铣等方法 进行粗加工,对小尺寸的螺纹,也可不经粗加工而直 接磨出。 磨外螺纹时,根据所用的砂轮形状不同,可分为单 线砂轮磨削和梳形砂轮磨削。
用刮刀刮除工件表面薄层的加工方法。 在普通精刨和精铣基础上由手工操作。 刮削余量为0.05~.4mm。 平面刮削的直线度可达0.0lmm/m。

三、珩磨

利用珩磨工具对工件表面施加一定压力,珩 磨工具同时作相对旋转和直线往复运动,磨 除工件表面极小余量的一种精密加工方法。
多在精磨或精镗的基础上在珩磨机上进行, 单件小批量生产也可在立式钻床上进行。 多用于加工圆柱孔。 珩磨余量一般为0.02~0.15mm。磨削轨迹 应成均匀而不重复的交叉网纹。


抛光时线速度一般为30~50m/s。软轮与 工件之间应有一定压力。 抛光一般在磨削或精车、精铣、精刨的基 础上进行,不留加工余量。 抛光后Ra可达0.1~0.012μm,并可明显地 增加光亮度。



抛光不能提高尺寸精度、形状精度和位置 精度。 抛光主要用于表面的修饰加工及电镀前的 预加工。
机械加工工序卡是在工艺过程卡片的基础上,按每道 工序所编制的一种工艺文件。工序卡要详细记录工序内容 和加工所必须的工艺资料,如定位基准、装夹方法、工序 尺寸和公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工 时定额等。工序卡中还要画出工序简图,用于具体指导工 人操作,是大批大量生产和中批复杂或重要零件生产的必 备工艺文件。
(3)用同一个砂轮,可以磨削不同直径的孔, 灵活性较大;
(4)生产率比铰孔低,比拉孔更低。
2 无心外圆磨床磨削
(1)工件安装 (2)工件定位 (3)磨削运动
(4)磨削特点
2 无心外圆磨
主要用于成批大量生产细长光轴类零件
(二)孔的磨削 设备:内圆磨床 加工范围:圆柱孔,圆锥 孔,内台阶,端面 1 工件的夹装及磨削运动 2 特点:生产率低,质量低
扩孔
扩孔是使已加工孔、铸孔或锻孔等孔 扩大的加工过程。
刀具:麻花钻或扩孔钻
铰孔
铰孔是在扩孔或半精镗的基础上进 行的,是应用较普遍的孔的精加工方法 之一。 铰孔的加工精度可达IT8~IT6,表面 粗糙度Ra值为1.6~0.4μm。
4.锪孔
用锪钻(或带用刀具)加工平底和锥面沉孔的方法称为锪孔。 锪孔一般在钻床上进行。
1)工序:一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时 对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程,称为工序。
2)工步:工步是在加工表面和加工工具(或装配)不变的 情况下,所连续完成的那一部分工序。工步是工序的组成 单位。一道工序可由几个工步组成。只要加工表面或加工 工具改变就成为另一个工步。 3)走刀:在一个工步内,有时被加工表面需要切去较厚的 金属层,需分几次切削,这时每进行一个切削就是一次走 刀。 4)安装:在同一工序中,工件在机床或夹具中每定位和夹 紧一次,称为安装。在一道工序内,工件可能安装一次或 数次,安装次数越多,装夹误差越大。
制订工艺规程的步骤
1. 制订工艺规程的主要依据 1)产品的装配图和零件工作图; 2)产品的生产纲领; 3)现有的生产条件和资料;
5)工位:为了完成一定的工序内容, 一次装夹工件后,工件与夹具或设备的 可动部分一起相对刀具或设备的固定部 分所占据的每一个位置。 3.生产钢领与生产类型 1)生产钢领: 指企业在计划期内应当 生产的产量和进度计划。 2)生产类型: 指企业生产专业化程度 的分类。根据产品的尺寸大小和特征、 生产纲领、批量及投入生产的连续性, 机械制造业的生产类型分为单件生产、 成批生产和大量生产三种。
(三)平面磨削
1周磨
2端磨
螺纹的加工方法
铣螺纹 铣螺纹的生产率比车螺wenku.baidu.com高,在成批和大量生 产中应用很广。铣螺纹一般是在专门的螺纹铣床上 进行,我们公司是在数控机床上进行的,数控机床 攻螺纹,绞孔等,根据所用铣刀的结构不同,可分 为以下两种方法: 1)盘形螺纹铣刀铣削
如图所示, 这种加工方法的加工精度较低,一 般只适于粗加工尺寸较大的传动螺纹,而精加工需 采用车削或磨削。
钻孔的加工特点
排屑困难 排屑过程中,切屑与孔壁发生 较大的摩擦,挤压、拉毛和刮伤已 加工表面,降低表面质量;切屑可 能阻塞在钻头的容屑槽里,卡死钻 头,甚至将钻头扭断。
• (3)切削热不易传散 • 钻孔 工件 52.5%, 钻头14.5%, • 切屑 28%, 介质5% • 车削 工件 4%, 刀具 20%, • 切屑 75%, 介质 1%
光整加工 方法综述
光整加工的定义:光整加工是指在精
车、精镗、精铰、精磨的基础上,旨 在获得比普通磨削更高尺寸加工精度 (IT6~IT5或更高)和更小的表面粗糙 度(Ra0.1~0.01μm)的研磨、珩磨、 超精加工和抛光等加工,从广义上讲, 它还包括刮削、宽刀细刨和金刚石刀 具切削等。
二、刮削
车床常用 附件3
钻削加工
钻削加工在切削加工中应用很广,主要有钻孔、 扩孔、锪(huò )孔、铰孔等。
钻孔
钻孔是用钻头在实体材料上加工孔的方法 钻孔加工精度低,尺寸精度一般为IT10~IT11, 表面粗糙度值为Ra 50μm ~12.5μm。 a.钻床 台钻 加工D<12mm的孔
立钻 加工D<50mm的孔,中小型工件钻孔
磨削
• 砂轮
• 磨削过程
• 磨削的工艺特点
• 磨削的应用
磨削的工艺特点
1.精度高、表面粗糙度小
• 磨削所用的磨床,比一般切削加工机床精度高, 刚性及稳定性较好 • 磨削时,切削速度很高 • 一般磨削精度可达IT7~IT6,表面粗糙度为Ra 0.2~0.8μm,当采用小粗糙度磨削时,粗糙度可以 达Ra 0.008~0.1μm。
摇臂钻 加工大型多孔件
钻孔加工特点 刚度差(因为有两条又宽又深的螺旋槽) 导向性差(只有两条很窄的棱带与孔壁接触导向) 切削条件差(钻孔时,孔内的实体材料要全部变成卷 曲的切屑,体积急剧膨胀。而钻孔又属于半封闭式切削, 切削只能沿钻头的螺旋槽从孔口排出,致使切屑与孔壁剧 烈摩擦,一方面划伤和拉毛已加工的孔壁,一方面产生了 大量的切削热,半封闭切削又使切削液难以进入切削区 域。) 轴向力大(主要因为横刃的存在) 另外,钻头的两条主切削刃手工刃磨难以准确对称, 致使钻孔具有易引偏、孔径易扩大和孔壁质量差等工艺问 题。
工艺上的解决办法
• 钻孔时钻头容易产生偏移,当钻头回 转时将使钻出的孔中心位置发主偏差,为 了防止和减少钻头的偏移问题,在工艺上 常采取如下措施来解决:钻孔前先加工端 面,保证端面与钻削进给方向垂直;先用 刚性较好的尖顶钻头预钻,仔细刃磨钻头, 使其切削刃对称,适当减小进给量,采取 工件回转的钻削方式。避免在曲面上钻孔。
三、镗削加工
镗刀旋转作主运动,工件或镗刀作进给运动的切削加工方法称 为镗削加工。镗削加工主要在铣镗床、镗床上进行。
在铣镗床上镗孔的方法:单刃镗刀是把镗刀头安装在镗刀杆上, 其孔径大小靠调整刀头的悬伸长度来保证,多用于单件小批生产中。 在普通铣镗床镗孔,与车孔基本类似,粗镗的的尺寸公差等级为 IT12~IT11,表面粗糙度Ra值为25~12.5μm,半精镗的的尺寸公 差等级为IT10~IT9;表面粗糙度Ra值为6.3~3.2μm;精镗的的尺 寸公差等级为IT8~IT7,表面粗糙度Ra值为1.6~0.8μm。 可调浮动镗刀片的两切削刃之间的距离为孔径尺寸,可通过调 节用百分尺检测获得。
b.四爪卡盘
•四爪卡盘安装
•四个爪可以分别调整,故安装 时需要花费较多的时间对工件进 行找正。当使用百分表找正时, 定位精度可达0.005mm
c. 花盘 d.在两顶尖间安装
车床常用附 件2
e. 跟刀架
跟刀架装在车床刀架的大拖板上,与整个刀架 一起移动,用来车削细长的光轴,以增加轴的刚 度,避免加工时由于刚度不够而产生形状误差


四、超精加工

这里所说的超精加工是指用极细磨粒的油 石,以恒定压力(5~20Mpa)和复杂相对 运动对工件进行微量磨削,以降低表面粗 糙度为主要目的的光整方法。 外圆超精加工时,工件以较低的速度 (v=10~50m/min)旋转,油石一方面以 12~25Hz的频率、1~3mm的振幅作往复 振动,另一方面以0.1~0.15mm/r的进给 量纵向进给;油石对工件表面的压力,靠 调节上面的压力弹簧来实现。

只能切除微观凸锋,一般不留或只留很小 的加工余量(0.003~0.01mm)。超精加 工Ra可达0.1~0.01μm。 常用于大批大量生产中加工曲轴、凸轮轴 的轴颈外圆、飞轮、离合器盘的端平面以 及滚动轴承的滚道等。

六、抛光

用涂有抛光膏的软轮(即抛光轮)高速旋转 对工件进行微弱切削,从而降低工件表面粗 糙度,提高光亮度的一种光整加工方法。 软轮用皮革、毛毡、帆布等材料叠制而成, 具有一定的弹性,以便工作时能按工件表面 形状变形,增大抛光面积或加工曲面。抛光 膏由较软的磨料(氧化铁、氧化铬等)和油 脂(油酸、硬脂酸、石蜡、煤油等)调制而 成。
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