第15章 金属切削机床及加工

第15章 金属切削机床及加工 文档由旅行海陆空一体化搜索引擎达达搜 www.dadasou.com 分享～欢迎转载 第一节 金属切削机床的分类及型号的编制方法 一、金属切削机床的分类 金属切削机床种类繁多。我国大致可分为通用机床、专用机床和组合机床三大类。此外还有如按机床特性分为普通机床、万能机床、自动机床、半自动机床、仿形机床和数控机床等,按机床布局分为卧式机床、立式机床、龙门机床、马鞍机床、落地机床等,按机床重量分为中小型机床、大型机床和重型机床等。 二、金属切削机床型号的编制方法 编制机床型号～可以给使用部门选用和管理机床提供方便。由于本书只介绍在通用机床上的切削加工～所以～下面仅对通用机床型号编制作一些简单介绍。 1、机床型号及其 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示方法 机床型号主要反映机床的类别、主要技术规格、使用及结构特征。按照JB1838-85〈金属切削机床型号编制方法〉的规定～机床按其工作原理、结构特点及使用范围～共分十二类。每类又分为十组～每个组分为十个系,系列,。 机床型号是机床产品的代号～由汉语拼音字母及阿拉伯数字组成。,见课本, 2、机床代号及其含义 ,1,机床的类代号 机床的类代号～用汉语拼音的大写字母表示。需要时～每类还可分为若干分类。分类代号在类代号之前～是型号的首位～并用阿拉伯数字表示如“2M”中的“2”。但第一分类不标注。,2,机床的通用特性和结构及其代号 通用特性 当某类型机床～除有普通形式外～还有表31-2所列 的通用特性时～则在类代号之后加通用特性代号来区分。如CM6132中的“M”表示精密机床。若某类机床仅有某种通用特性～而无普通形式～则通用特性不表示。如C2150×6六轴棒料自动车床～由于无普通行型～故不必表示出“Z,自动,”的通用特性。 结构特性 对主参数相同而结构、性能不同的机床～在型号中加结构特性代号来区分。结构特性代号用汉语拼音字母表示。 ,3,机床的组、系代号 机床的组、系代号用两位阿拉伯字母表示～见表31-3 ,4,主参数的表示方法 机床型号中的主参数用折算值表示～当折算数值大于1时～则取整数,当折算数值小于1时～则以主参数值表示～并在前面家“0”。折算值就是机床的主参数乘以折算系数。 机床型号中其他代号～详见JB1838-85〈金属切削机床型号编制方法〉。 3、通用机床型号示例: 第二节 车床及其加工 车削加工是利用工件的旋转和刀具的直线移动加工工件的～在车床上可以加工各种回转表面。由于车削加工具有高的生产率～广泛的工艺范围以及可得到较高的加工精度等特点～所以车床在金属切削机床中占的比例最大～约占机床总数的20-35%～车床是应用最广泛的金属切削机床之一。下面以常见的CA6140型普通机床为例来 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 车床的组成及加工特点。 一、CA6140型普通机床 CA6140型普通机床是普通精度级机床。 ,一,机床的组成 图31-2是CA6140型车床外形图～其主要部件如下: ,1,主轴箱 用来支承主轴并通过变换主轴箱外部手柄的位臵 ,变速机构,～使主轴获得多种转速。装在主轴箱里的主轴是一空心件～用来通过棒料。主轴通过装在其端部的卡盘或其他夹具上带动工件旋转。 ,2,挂轮箱 是把主轴的转动传给进给箱～调换箱内的齿轮并与进给箱相配合～可获得各种不同的进给量或加工各种不同的螺纹。 ,3,进给箱,走刀箱, 主轴的转动通过进给箱内的齿轮机构传给光杠或丝杠。变换箱体外面的手柄位臵～可使光杠或丝杠得到不同的转速。 ,4,溜板箱通过其中的转换机构将光杠或丝杠的转动变为拖板的移动。经拖板实现纵向或横向进给运动。大拖板使车刀作纵向运动,中拖板使车刀作横向运动,小拖板纵向车削短工件或绕中拖板转过一定角度来加工锥体～也可以实现刀具的微调。 ,5,刀架 用来装夹刀具。 ,6,尾座 安装在床身右端的导轨上～其位臵可根据需要左右调节。它的作用是安装后顶尖以支承工件和安装各种刀具。 ,7,床身 是车床的基础零件～用来支承和安装车床的各个部件～以保证各部件间有准确的相对位臵～并承受全部切削力。车身上有四条精确的导轨～以引导拖板和尾座移动。 此外还有冷却润滑装臵、照明装臵及盛液盘等。 ,二,CA6140型车床的主要技术规格 ,见课本, ,三,车床上的运动 在车床上加工各种回转表面～必须具备下列运动。 ,1,主运动 在车床上工件的旋转为主运动。 ,2,进给运动 即刀架的纵向和横向运动以主轴转一转～刀具相对工件移动距离来表示进给运动的大小～进给运动的速度较低～以mm/r表示。 此外～还有刀具的切入、退出及返回等辅助运。 ,四,车床的传动系统 二、车床夹具简介 车床夹具是为了保证工件的位臵准确～并可靠地夹紧工件的装臵。一般是随车床一起供应的。车床夹具一般可分为通用夹具和专用夹具两类。常用的卧式车床夹具有卡盘、花盘、顶尖、拨盘、鸡心夹头、心轴、中心架和跟刀架等。 1、卡盘 卡盘是应用最为广泛的卧式车床夹具。它靠背面法兰盘上的螺纹直接装在车床主轴上。用来夹持轴类、盘类、套类等件。 ,1,四爪卡盘 四爪卡盘上面对称分布着四个相同的卡爪～每一个卡爪均可单独动作～故又称为四爪单动卡盘。用方扳手旋动某个卡爪后面的螺杆～就可带动该卡爪单独沿径向移动。 用四爪卡盘夹持工件～当工件直径较大且必须夹持外圆时～可将卡爪全部反装。又因各卡爪均可单动～所以可用于夹持形状不规则工件及偏心工件。 四爪卡盘的加紧力较大～所以特别适合于粗加工及加工较大的工件。利用卡爪的“单动”性质～对工件进行轴线找正～但费时～切找正精度不易控制。 ,三,三爪卡盘 0三爪卡盘有三个相距120的卡爪～三个卡爪始终同时张开或靠拢。三个卡盘的加紧力较小不能夹持形状不规则零件～但加紧迅速方便～不需找正～具有较高的自动定心精度～特别适合于中小型工件的半精加工与精加工。 2、花盘 适用于装夹不便于再三爪或四爪卡盘装夹的一些形状不规则的工件。花盘直接旋装在主轴上。 3、顶尖、拨盘与鸡心夹头 ,1,顶尖 顶尖分前顶尖和后顶尖两种。前顶尖装在主轴锥孔内随工件一起转动～与中心孔无相对运动。 后顶尖装在尾座套筒内～又分死顶尖和活顶尖两种～车削时～死顶尖与工件中心孔由于滑动摩擦而发热～高速时会使顶尖退火。故多用镶硬质合金的顶尖。死顶尖优点是对中性刚性好～适于低速加工较高精度的工件。顶细小工件可使用反顶尖活顶尖与工件一起转动～减少摩擦～适于高速切削～它克服了死顶尖的缺点～但有一定装配误差～使加工精度降低。 ,2,拨盘与鸡心夹头 前后顶尖均不能带动工件旋转～当工件用两顶尖装夹时必须通过拨盘和鸡心夹头带动旋转。拨盘靠螺纹旋装在主轴上～拨盘带动鸡心夹头转动～工件和鸡心夹头由螺钉紧固在一起。 4、心轴 心轴是加工盘套类零件常用的夹具～按其定位表面的不同～可分为以下几种: ,1,锥度心轴 不带阶台的实体心轴有1:1000，1:1500的锥度～其特点是制造简单～加工出的零件精度较高。但在长度上无法定位～承受切削力较小～装卸不方便。 ,2,圆柱心轴 用螺帽及垫圈压紧工件～利用内孔与心轴圆柱部分较小的间隙配合来定位～加工外圆。这种心轴一次能安装多个零件～但加工精度不高。 ,3,胀力心轴 靠弹性变形所产生的胀力加紧工件并进行车削加工。装夹时把工件套在心轴上～拧紧螺帽～使开口套筒轴向移动～心轴锥部使套筒外圆胀大～就可把工件牢固撑紧。这种心轴装卸工件方便～能保证工件的同轴度要求～适于中小型零件的加工。 5中心架与跟心架 在加工细长轴时～因工件的刚性较差～容易引起振动和变形～影响加工精度。为增加工件的刚性和防止变形～常用跟刀架或中心架作工件的辅助支承。 三、卧室车床应用范围及加工特点 车床的工艺范围相当广泛～在几乎不加其他装臵的情况下～ 能完成如图31-14所示的各种工作:用中心钻钻中心孔,a,,车外圆,b,,车端面,c,,使用麻花钻钻孔,d,,镗孔,e,,用绞刀绞孔,f,,切槽和切断,g,,车螺纹,h,,用滚花刀滚花,i ,,车锥面,j,,车特形面,r ,,盘绕弹簧,l,。 1、车外圆 车外圆是最基本、最简单的切削方法。车外圆一般经过粗车和精车两个步骤。粗车的目的是使工件尽快的接近图纸上的形状和尺寸。并留有一定的精车余量。粗车精度为IT11、IT12～粗糙度为12.5μm。精车则是切去少量的金属～以获得图纸上所需的形状、尺寸和较小的表面粗糙度。精车精度为IT6，IT8。 2、车端面 车端面时～常用的车刀有偏刀和弯头车刀两种～车削时～车刀可由外圆向中心给进～。但由于用偏刀由外向中心进给时是用副切削刃进行切削～同时受切削力方向的影响～刀尖易扎入工件形成凹面～影响工件质量。因此～在精车端面时～偏刀再最后一次走刀应由中心向外进给～这样能避免下述缺点如图。用弯头车刀车端面时～由于是利用主刀刃来进行切削～所以～切削顺利～适用于加工较大端面。 车端面时～车刀的刀尖要对准中心。否则不仅改变前、后角的大小～而且在工件中心还会留有一个切不掉的凸台～把刀尖压坏或损坏。 3、切断和切槽 所谓切断是指在车床上用切断刀截取棒料或将工件从原料上切下的加工方法。切断时一般采用正车切断法～同时进给速度应均匀并保持切削的连续性。正切容易产生振动～致使切断刀折断。因此～在切断大型工件时～常采用反车切断法进行切断。反车切断法刀具对工件作用力与工件的重力G的方向一致～有效地减少了振动～而且排屑容易～减少了刀具的摩损～改善了加工条件。由于刀头切入工件较深～散热条件差～因此切钢件时应加冷却液。 圆柱面上各种形状的槽～一般是用与槽性相应的车刀进行加工。较宽的槽～可通过几次吃刀来完成～最后根据槽的要求进行精车。 4、车圆锥面 用圆锥面的配合时～同轴度高、装卸方便。锥角较小时～可以传递较大扭矩。因此圆锥面广泛用于刀具和工具。 圆锥面的加工方法有以下三种: ,1,转动小刀架车锥面 车削锥度较大和较短的内、外圆锥面时～松开固定小刀架拖板的螺母～将刀架小拖板饶转盘转轴线转过某一角度,工件的半锥角,～然后锁紧螺母。摇动小拖板的手柄～使车刀沿着圆锥面母线移动～从而加工出所需的圆锥面 。 这种方法的优点是能加工锥角很大的外锥面～操作简单～调整方便～因此应用广泛。但因受小拖板行程的限制～不能加工较长的锥面～不能做机动进给～因此只适用于加工短的圆锥面～单件小批量生产。 ,2,宽刃车刀车锥面 用宽刃车刀加工较短的圆锥面～锥体长度L20，25mm。车刀安装时～切削刃应与锥面母线平行。较长的锥面不能用宽刃刀切削～否则～将引起振动～使工件表面产生波纹。 ,？,偏移尾架车锥面 在加工较长工件上的小锥度外圆锥面时～可把尾架顶尖向外偏移一定距离S～使锥面母线与车刀的纵向进给方向平行～利用车刀的自动纵向进给～来车出所需的锥面。 这种方法可以加工较长的锥面～并能采用机动进给。但只能加工半锥角较小的外锥面。因为当圆锥过大时～顶尖在工件中心孔内歪斜～接触不良～磨损也不均匀～会影响加工质量。 此外～对于一些锥面较长～精度要求较高～而批量又较大的零件还可采用靠模法车削。 5、钻孔和镗孔 在车床上钻孔～工件一般装在卡盘上～钻头则装在尾架上～此时工件的旋转为主运动。为防止钻偏～应先将工件端面车平～有时还在端面中心处先车出小坑来定中心。钻孔时动作不宜过猛～以免冲击工件或折断钻头。钻深孔时～切削不易排出～故应经常退出钻头～以清除切屑。钻钢料时应加冷却液～钻铸铁不加冷却液。镗孔是钻出或铸、锻出的孔的进一步加工。在成批大量生产中～镗孔常作为车床绞孔或滚压加工的半径加工的半精加工工序。镗孔与车外圆相似～分粗镗和精镗～必须注意的是切深进刀的方向与车外圆相反。用于车床的镗孔刀～其特点是刀杆细长～刀头较小～以便于深入工件孔内进行加工。由于刀杆钢性差～刀头散热体积小～加工中容易变形～切削用量要比车外圆小些～应采用较小的进给量和切削深度～进行多次走道完成。 6、车螺纹 螺纹按牙形分为三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹等。生产中常用的三角螺纹～其螺纹车刀切削部分的形状应与螺纹的轴向截面相符合。车削时～工件每转一转～车刀必须纵向移动一个导程,单头螺纹～导程=螺距,～才能加工出正确的螺纹。 车三角螺纹常用的方法有以下三种: ,1,直进法车螺纹 车螺纹时～经试切检查工件、螺距符合要求后～径向垂直于工件轴线进刀～重复多次～直至螺纹车好。一般为螺纹深度=0.65×螺距。这种车削方法牙形较准确。由于车刀两刃同时切削而且排屑不畅～受力大～车刀易磨损～切削会滑伤螺纹表面。 ,2,斜进法车螺纹 。当工件螺距t大于3mm时～一般采用斜进法车加工螺纹～斜进法是车刀沿螺纹牙形一侧在径向进刀的同时作轴向进给～经多次走刀完成螺纹的加工～最后采用直进法吃刀～保证螺纹的牙形角的精度。 ,3,左右进刀法 这种方法是用横拖板刻度控制螺纹车刀的垂直进刀～用小拖板的刻度控制车刀左右的微量进刀。当螺纹接近切成时～要用螺母或螺纹量规检查螺纹尺寸和加工精度是否合格。这种方法操作方便～因此应用较广。 车内螺纹的方法与车外螺纹基本相同。先车出螺纹内径～再车内螺纹。对于直径较小的内螺纹～也可在车床上用丝锥攻出。 四、其他车床简介 1、落地车床 落地车床一般用来加工直径大而长度短的盘类工件～而且这类零件上通常没有大直径的螺纹。它与普通车床的区别是:落地车床有一个大直径花盘～增大了工件转回直径～多数没有后尾座。 落地车床可分为刀架独立的和刀架装在车身上两种。落地车床广泛用于电机、机车、汽轮机和矿山机械等工业部门。 2、立式车床 在落地车床中～工件装夹在花盘的立面上～装夹、找正费时而且不方便～特别对于厚度稍大的大直径工件。此外～主轴前轴承负荷大～磨损快～使落地车床难以长期的保持工作精度。立式车床的主轴轴心线呈竖直,立式,位臵～工作台台面处于水平面内～使工件的装夹和找正比较方便。此外～由于工件及工作台的重量均匀地作用在工作台导轨或推力轴承上～所以立式车床比落地车床更能长期地保持工作精度。多数情况下落地车床已被立式车床所替代。 3、六角车床 普通车床的使用范围广～灵活性大～但是能安装的刀具较少。在加工形状比较复杂、须用多把刀具顺次的切削的工件时～要经常装卸工具～影响生产率。为了节省刀具的装卸次数～节约辅助时间～提高生产率。在普通车床的基础上将尾架去掉～安装一个可以纵向移动的多工位刀架～并在传动及结构上作相应改变～即形成了六角车床。在六角车床上～根据工件的加工工艺～预先将所用的全部刀具安装在机床上～并调整妥当,每组刀具的行程终点位臵由可 调整的挡铁控制。加工时用这些刀具轮流地进行切削～机床调整妥当后～加工每一个工件时不必再反复地装卸刀具及测量工件尺寸。因此～在成批加工复杂工件时～六角车床的生产率比普通车床高。为了进一步提高生产率～六角车床上应尽可能使用多刀同时加工。 按刀架型式不同～分为转塔式六角车床和回轮式六角车床。 第三节 钻床、镗床及其加工 钻床主要是加工孔～一般只适于加工直径在100mm以内的孔～直径更大的孔～则需在镗床上进行加工。钻削、镗削加工时～主运动是刀具的旋转运动～单位为米/分,m/min,,进给运动是刀具的轴向运动～单位为米/主轴每转,m/r,或毫米/刀具每齿(mm/z)。 一、钻床的功用和分类 钻床主要用于加工尺寸不太大～精度要求不很高的孔～主运动为刀具随主轴的转动,进给运动为刀具沿主轴轴线的运动。加工前调整好被加工工件孔的中心～使它对准刀具的旋转中心。加工过程中工件固定不动。 按JB1838-85的规定～钻床共分为摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、深孔钻床和中心孔钻床等八组二十八个系～而以摇臂钻床应用最为广泛。 1、摇臂钻床 在一些大而重的工件上加工孔～人们希望工件固定不动～移动钻床主轴～使主轴对准被加工孔～因此就产生了摇臂钻床。摇臂钻床的主轴箱5可沿着摇臂4的导轨横向调整位臵～摇臂4可沿外立柱3的圆柱面上下调整位臵～此外～摇臂4及外立柱3又可绕内立柱2转动。因此工作时～可以方便地调整主轴6的位臵～这时工件固定不动。摇臂钻床广泛地应用于单件和中、小批生产中加工大、中型零件。 2、立式钻床 如图31-26所示～加工前需调整工件在工作台上的位臵～使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心～在加工过程中工件是固定不动的。加工时主轴既旋转又作轴向进给运动～同时由进给箱传来的运动～通过小齿轮和主轴筒上的齿条～使主轴随着主轴套筒作轴向直线进给。进给箱和工作台的位臵可沿立柱上的导轨上下调整～以适 应加工不同高度的工件需要。 在立式钻床上～加工完一个孔后再加工另一个孔时～需移动工件。这对于大而重的孔件～操作很不方便。因此～立式钻床仅适用于加工中、小型工件。 3、台式钻床 台式钻床简称“台钻”～实质上是一种加工小孔的立式钻床。钻孔直径一般在15mm以下。由于加工的孔径很小～所以台转的主轴转速往往较高～最高可达到每分钟几万转。台钻小巧灵活～适用方便～适于加工小型零件上的小孔～通常用手动进给。 二、钻削的应用范围及加工特点 如图31-28所示～在钻床上可完成以下切削加工:用麻花钻钻孔,a,,用扩孔钻扩孔,b,,用绞刀铰孔,c,,用锪钻,划钻,锪锥坑,d,,锪鱼眼坑,e,,锪平面,f、g,,用丝锥攻螺纹孔,h,。虽然钻床可完成以上各种加工～但主要是用来钻孔、扩孔和铰孔。 1、钻孔加工的特点 ,1,钻孔时麻花钻深埋孔中～处于封闭状态～排削困难～故散热条件极差。再加上冷却润滑液很难到达切削区～使得刀具,在不加冷却润滑液时,吸收的热量达到总热量的一半以上～容易引起刀具磨损。 ,2,钻头是定尺寸刀具～直径受加工孔径的限制～因而钻头的强度和刚度较低。加之仅靠两条棱边导向～导向作用较差。因此～容易造成加工孔的歪斜～孔径扩大及孔不圆等弊病。故钻孔精度低～粗糙度大～其经济精度一般在IT10以下～Ra=6.3，25μm。 ,3,钻削时轴向力较大～主要是由横刃产生的。因为钻头切削刃上各点的前角随半径的减小变化很大。在横刃处前角约为负054～实际上是刮削～所以产生了很大的轴向力。 ,4,由于上述三个特点～钻孔时只能选用较小的切削用量～所以生产率低～另外受钻头直径等多种因素限制～钻孔直径一般不超 过100mm。 2、扩孔的特点 扩孔是对已钻出、铸出或锻出的孔用扩孔钻进一步加工的方法。扩孔有以下特点: ,1,因为扩孔时切削深度较小～再加上扩孔钻相当于具有3，4个刃齿的麻花钻～且无横刃～其钻尖处前角较大～在切削深度较小时仅靠钻尖处一小段主切削刃切削～故扩孔时切削力小～发热也就很少～动力消耗及因热效应引起的刀具磨损均较小。 ,2,由于有预加工的孔～故排削方便～冷却润滑条件好。 ,3,扩孔钻钻芯粗、刚性好～再加上有3，4个导向棱带～故切削平稳～可纠正的孔的轴线歪斜。 ,4,受扩钻孔直径的限制～扩孔一般只适用于直径100mm以下的孔的加工。 ,5,由于以上原因～扩孔时可采用较大的切削用量～同时能得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度。一般扩孔经济精度为IT9，IT10级～表面粗糙度Ra=3.2，6.3μm 。 3、铰孔的特点 铰孔属孔的精加工。这主要是因为绞刀的主、副偏角都很小。切削刃又多～使残留面积极小～再加上铰削深度很小,精铰时ap=0.05，0.25mm,、铰削速度很低。使切削力、切削热均很小～不产生积屑瘤。同时～铰刀上很长的刮光刃对孔壁有修刮和挤光的作用。故可以得到很高的尺寸精度和很小的表面粗糙度～使机铰的经济精度达IT7，IT8级～粗糙度为Ra=0.8，3.2μm。手铰更高～分别为IT6，IT7级和Ra=0.4，0.8μm ～但它不能校正孔的轴线～而且一般只能加工直径80mm以下的孔。 三、镗床 镗床主要是用镗刀进行镗孔～由于镗床的主轴、工作台等部件刚度好～精度较高～所以在镗床上可加工出尺寸、形状和位臵精度均较高的孔～尤其适合加工箱体类结构复杂、外形尺寸较大的工 件。 镗床主要有下列几类:卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床、立式镗床、深孔镗床、落地镗床等。 1、卧式镗床 在卧式镗床上进行镗孔、车端面和凸缘、钻孔、铣平面、车内螺纹等加工～如图31-29所示。这种机床通用性好、应用广泛～所以习惯上又称万能镗床。 卧式镗床的外型如图19-30所示。加工时～刀具安装在主轴3或平旋盘4上。主轴箱1可获得各级转速和进给量～同时还可沿立柱2的导轨上下移动。工件安装在工作台5上～同工作台一起随下滑座7或上滑座5作纵向或横向移动。可用工作台绕上滑座的导轨调整角度以加工互相成一定角度的孔或平面。当镗刀杆伸出较长时～可用后立柱10上的支承9来支承镗杆～以提高镗杆的刚度。当刀具装在平旋盘4的径向刀架上时～刀具可以作径向进给以车削端面。 2、落地镗床 在加工某些庞大而笨重的工件时～我们希望工件在加工过程中固定不动～运动由机床部件来实现。因此～在卧式镗床的基础上～又产生了落式镗床。落式镗床没有工作台～工件直接固定在地面的平板上。镗轴的位臵～是由立柱沿床身导轨作横向移动及主轴箱沿立柱导轨作上下移动～来进行调整的。落地镗床较大～它的镗轴直径往往在125mm上。落地镗床是用于加工大型零件的重型机床～因此它具有下列主要特点: ,1,万能性大。大型工件装夹及找正困难而且费时～因此希望尽可能在一次安装中将全部表面加工出来～所以落地镗床的万能性较大～机床可以进行镗、铣、钻等各种工作 。 ,2,由于机床庞大～为使操纵方便起见～通常是用悬挂式操纵板或操纵台集中操纵, ,3,为了观察部件位移方便～落地镗床大多备有移动部件,立 柱、主轴箱及镗轴,位移的数码显示装臵～以节省观察及测量位移的时间和减轻工人劳动强度。 第四节 铣床及其加工 一、铣床的功能与分类 铣床是用铣刀进行切削加工的机床。铣床的主运动是铣刀的旋转运动～铣床的主参数是工作台的宽度。和刨床相比～它的切削速度高～而且是多刃连续切削～所以生产率较高。目前铣床在很多场合上取代了刨床工作。 ,一,卧式铣床 卧式铣床的主轴与工作台平行。为扩大机床的应用范围～有的卧式铣床的工作台可以在水平面内旋转一定角度～故称为万能卧式铣床。 在生产中应用最广泛的是X62W卧式升降台铣床。加工时～工件安装在工作台上～铣刀装在铣刀心轴上～在机床主轴的带动下旋转。工件随工作台作纵向进给运动,滑座沿升降台上部的导轨移动～实现横向进给运动。升降台可沿车身导轨升降～以便调整工件与刀具的相对位臵。横梁的前端可安装吊架～用来支承铣刀心轴的外伸端～以提高心轴刚性。横梁可沿床身顶部水平导轨移动～调整其伸出长度。进给变速箱可变换工作台、滑座和升降台的进给速度。 ,二,立式铣床 立式升降台铣床与卧式铣床的主要区别是:立式铣床的主轴与工作台垂直。如图31-33所示。有些立式铣床为了加工需要～可以把立铣头旋转一定的角度～其他部分与卧式升降台相同。 卧式及立式铣床都是通用机床～常适用于单件及成批生产中。 二、铣床附件 为了扩大铣床的加工范围～ 铣床一般均配有附件。常用附件有以下几种: ,一,平口钳 铣削加工常用平中钳夹紧工作。它具有结构简单、夹紧可靠和使用方便等特点～广泛用于装夹矩形工件。生产中常用的是可调整的回转式平中钳。 ,二,回转工作台 回转工作台主要用来加工带有内外圆弧面工件及对工件分度。分为手动进给和机动进给两种。 图31—34所示为机动回转工作台。传动轴可与铣床的传动装臵相联结～以实现机动进给。扳动手柄可以接通或断开机动进给。调整挡块2的位臵～可以使转盘1自动停止在预定位臵上。若将手轮5上～可进行手动进给。 ,三,、分度头 分度头是铣床上最常用的标准附件～常用分度头的格规有FW250、FW320、FW100、FW500等多种。规格代号中的F表示分度头～W表示万能～数字表示分度头能加工最大直径。 1、分度头的结构 如图31—35所示。工作时～ 将分度头固定在铣床的纵向工作台上并利用纵向工作台中间一条T形槽,该槽精度最高,和一长导向键保证分度头主轴与纵向工作台的方向一致。主轴前端有莫氏锥孔以便插入顶尖1支承工件。主轴外部有螺纹为了旋装卡盘以装夹工件。球形扬头可带支主轴在-5度至95度范围内任意回转。分度盘上有多圈数目不同的准确等分的孔～摇动分度手柄～通过分度头内部的蜗秆和齿轮机构带动主轴旋转～并利用与分度手轮一同旋转的定位销将分度手柄固定在分度盘的某一孔的位臵上。定位销每次在同一孔圈上转过相同的孔数～则主轴转过相同角度～从而实现对工件进行分度。扇形板的作用是保证分度手柄每次转过相同孔数。 2、分度头的功用 ,1,把工件安装成需要的角度 松开球形杨头的紧固螺钉～可调整主轴的角度。如铣斜面时及铣圆锥齿轮时即需如此。 ,2,分度 利用分度头可进行等分与不等分分度～以加工键槽、齿轮轮齿等。 ,3,铣螺旋槽时连续转动工件 将纵向工作台进给丝杠的转动～利用挂轮传给分度头主轴即可实现。 3、分度方法 ,1,简单分度法 直接利用分度盘上的孔圈不需利用分度盘的附加转动即能进行分度的方法。 分度盘的正反面都有几圈精确等分的定位孔。 分度头手柄转数与主轴转数之比叫分度头定数。FW250的分度定数为40～即分度手柄转一圈～主轴转过1/40圈。若要进行Z等分～即欲使主轴转过1/Z圈～则分度头手柄所转的圈数应为 N=40/Z圈 显然～若Z=2、4、5、8、10、20、40～手柄转过的圈数均为整数～利用任意一孔圈均可简单分度。否则按下述办法进行: N为真分数 Z=65时 N=40/65=8/13=24/39圈 N为假分数 Z=27时 N=40/27=1×,26/54,圈 24/39圈～即手柄在孔数为39的孔圈中转过24各孔距。 1×,26/54,圈～即手柄转过1圈后还在孔数为54的孔圈中转过26各孔距。 ,2,其它分度法 除简单分度法外～较常用的还有差动分度法、近似分度法、复式分度法等。 三、铣削的应用范围及加工特点, ,一,在铣床上的加工范围相当广泛～如图31-36所示。 1、铣水平面、斜平面、垂直平面,可在各式铣床上进行, ,1,在卧式铣床上用圆柱铣刀铣水平面～如图a所示。 ,2,在立式或龙门铣床上用端铣刀铣水平面～如图b所示。 ,3,在卧式铣床上用角铣刀铣斜面,图g,相当于铣V形槽的一个斜面～并可用单角铣刀,。 ,4,在卧式铣床上将工件倾斜安装～用圆柱铣刀铣斜面～如图c所示。 ,5,在立铣或龙门铣上将主轴回转一角度～用端铣刀铣斜面～ 如图d所示。 ,6,在立铣或龙门铣上将工件倾斜安装～用端铣刀铣斜面～如图e所示。 ,7,在卧铣或龙门铣上用端铣刀铣垂直面～如图f所示。 2、在卧式铣床上用角铣刀铣V形槽～如图g所示。 3、铣沟槽 ,1,在立式或龙门铣床上用立铣刀铣削,图h, ,2,用槽铣刀在卧式铣床上铣削,图n,铣键槽, 4、在卧式或龙门铣床上用三面刃盘铣刀铣台阶～如图i所示。 5、在卧式铣床上用三面刃组合铣刀铣两侧面～如图j所示。 6、在卧式铣床上用片铣刀切断～如图k所示。 7、在卧式铣床上用成形铣刀铣特形面～如图l所示。 8、在立式铣床上使用分度头用立铣刀铣凸轮～如图m所示。 9、在卧式铣床上使用分度头用槽铣刀铣花键槽～如图n所示～铣单键槽时则不用分度头。 10、在卧式铣床上用与螺旋槽法截面廓形相适应的成形盘铣刀铣螺旋面～如图0所示。 11、先在卧式铣床上用三面刃盘铣刀或先在立铣上用立铣刀铣出T形槽的垂直槽～然后用T形槽铣刀在立铣床上铣出T形槽的水平槽～如图p 12、先在立式铣床上用立铣刀铣出矩形直槽～然后用立式燕尾槽铣刀铣出燕尾面～如图q所示。 此外～在铣床上还可以加工圆锥齿轮。 ,二,铣削加工的特点 1、铣削加工的优点: 铣刀是多刃刀具～一般来说同一时刻只有几个刀齿参与工作～其它刀齿均处于非工作状态。这样每一刀齿均有较充分的冷却时间～因而提高铣刀耐用度。 因铣刀是多刃刀具～铣削工作量由多个刀齿平均负担～所以可 采用大的进给量。 主运动是旋转运动～无惯性限制所以可采用高速切削。 由于上述原因～使铣削生产率、铣刀耐用度均比刨削高～加工精度比刨削约高难度1，2级～粗糙度与刨削大致相同。 2、铣削加工的缺点: 铣刀每一刀齿均是周期性地参加切削～故每一刀齿在切入与切离时会造成冲击现象～这是影响铣刀耐用度、切削速度的提高～使加工精度和粗糙度不高。 铣削时～切削厚度和切削面积是变量～因此切削力周期性变化～容易引起振动。 铣削经济精度为IT9，IT10～表面粗糙度为1.6，3.2μm。 第五节 刨削、插削、拉削及其加工 一、刨削 刨床主要用于各种平面、沟槽和成形表面的加工。刨床主运动是刀具或工作台的直线往复运动～换向时惯性力较大。这限制了主运动速度的提高,单位m/min,。因空行程不进行切削～故生产率较低。在大批量生产中～逐渐被铣削和拉削代替。但因结构简单、调整方便。在单件生产和维修中仍采用刨削。 1、牛头刨床 牛头刨床在单件小批生产及修配加工中应用较为广泛。它的主参数是指最大刨削长度。 刨削时～工件装夹在工作台上。工作台沿床身垂直导轨作上下移动～沿横梁导轨作水平移动～调整工作相对于刀具的位臵。刨刀装夹于刀架上～靠滑枕沿床身水平导轨作水平往复运动～形成主运动。进给运动是在空行程中通过棘轮机构间歇转动带动工作台沿横梁水平导轨移动来实现。摇动刀架上方的手柄可调节吃刀深度～或实现刨侧面时的手动垂直,或斜向,进给。主运动速度～进给运动速度～主运动的行程长短以及主运动的起、终点位臵～均可利用相 应的手柄来调节。 在空行程时～为防止刀具与工件之间摩擦～将被刨刀抬起～工作行程时～再靠自重或利用电磁装臵将刨刀复位。 牛头刨床的刀架可绕水平轴转过一定角度实现刨斜面。 2、龙门刨床 工件装夹在工作台上～工作台沿床身导轨作直线往复运动,主运动,。侧刀架可沿立柱导轨上下移动,垂直进给,以加工垂直面～上刀架可沿横梁导轨作水平移动,水平进给,以加工水平面～同时横梁又可带动全部上刀架沿立柱导轨上下移动以调节刨刀高度。另外～所有刀架均可转过一个角度以刨削斜面～其简图如31-39所示。其主参数是指最大刨削宽度。 龙门刨床主要用来加工大平面～尤其是长而窄的平面～也可用来加工沟槽或同时加工几个中、小型零件的平面。由于巨型工件装夹较费时～所以大型龙门刨床往往还有铣头和磨头等附件～以便使工件在一次安装中完成刨、铣及磨等工作。这种机床又称为龙门刨铣床或龙门刨铣磨床。这种机床的工作台既可作快速的主运动～又可作慢速的进给运动。 二、刨削的应用范围及加工特点: 刨削主要完成水平面、垂直面、斜面、直槽、燕尾槽、T形槽及成形面的加工～如图31-40所示。刨削加工有如下特点: 1、在牛头刨床上刨削时～滑枕处于悬臂状态～悬臂越长则刚性越差～再加冲击引起的振动～使刨削精度降低。牛头刨床刨削的经济精度为IT10，IT11级～表面粗糙度为R,1.6，3.2μm。只能满足一般使用要求～龙门刨削则不存在上述不利因素。 2、刨削的主运动为往复直线运动～受惯性限制～使刨削速度很难提高～再加上空程时不切削～所以刨削生产率较低～一般只适用于单件小批生产及修配。 但加工型平面～尤其是大型狭长平面～龙门刨削现在仍是生产中使用的主要方法之一,另一种大型平面的加工方法是在龙门铣床 上铣削～具有很高的生产率, 三、插床 插床的外形如图31-41。滑枕可沿立柱的导轨作上下往复运动～使刀具实现主运动。工件安装在圆工作台上～圆工作台可带动工件回转～作间歇的圆周进给。上滑座和下滑座可分别带动工件作纵向和横向进给。插床的生产率较低～通常只用于单件、小批生产中插削槽、平面及成型表面等。插麻的主参数是指最大插削长度～单位mm。 四、拉床 拉床是指用拉刀进行加工的机床。拉床用于加工通孔、平面及成形表面。图19-42是适于拉削的一些典型表面。 拉削时拉刀使被加工表面在一次走刀中成形～所以拉闲的运动比较简单～它只有主运动～没有进给运动。切削时～拉刀作低速平稳的直线运动～同时拉刀承受的切削力也很大～所以拉床的主运动通常是由液压驱动的。拉刀或固定拉刀的滑座往往是由油缸的活塞杆带动的。拉床主参数指额定拉力。 拉削属封闭切削～排屑、冷却润滑困难。由于拉刀同时工作的齿较多～所以切削力大。但拉削速度较低,为3，8m/min,。采用液压传动～工作平稳～薄的切削层～高精度的拉刀～可获得较高的精度,IT6，IT8,和较小的粗糙度,0.1，1.6μm,。拉削时～每一刀齿只工作一次～拉刀的耐用度和使用寿命很高。拉刀所有刀齿通过后～即完成全部粗、精加工,所以生产率高。 第六节 磨床及其加工 一、磨床 磨床用砂轮作切削工具～对工件表面进行切削加工的精密加工的机床。 磨削时～以砂轮的高速旋转做主运动～工件低速旋转作圆周进给～同时作轴向进给～每次行程完后～砂轮作横向切深移动。 磨床的种类很多目前生产中应用较多的有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床和工具磨床等。 1、外圆磨床 它由床身、头架、工作台、砂轮架、内磨臵、床身垫板、滑鞍、尾架、横向进给装臵、液压传动系统装臵和冷却装臵等组成。床身用来安装各种部件～其内部装臵有液压传动装臵和其它装臵～床身上有两条相互垂直的导轨:纵向导轨和横向导轨。纵导轨安装工作台～ 磨床工作台的纵向往复运动～是由机床的液压传动装臵来实现的。液压传动具有较大范围内无级调速、机床运转平稳、无冲击振动、操作简单方便。 2、平面磨床 根据砂轮磨削方式的不同～分为用砂轮圆周面进行磨削的及砂轮端面进行磨削的两类平面磨床。根据工作台形状不同～平面磨床又可分为矩形工作台和圆形工作台两类。普通平面磨床的主要类型有卧轴矩台式、卧轴圆台式、主轴矩台式和立轴圆台式4种。它是由床身、工作台、砂轮架、立柱、液压传动系统等部件组成。在磨削时～工件安装在工作台上～工作台在床身水平纵向导轨上～由液压传动作纵向直线往复运动～也可用手轮移动进行高速调整。工作台上装有电磁吸盘或其它夹具以装夹工件。砂轮架沿滑座的燕 尾导轨作横向间歇进给运动～滑座和砂轮架一起可沿立柱的导轨作垂直间歇切入进给运动。 二、砂轮 砂轮是磨削加工的重要工具～它是由磨料和结合剂焙烧而成的多孔物体。砂轮的特性取决于磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状尺寸及制造工艺的不同。砂轮对磨削加工的精度、表面粗糙和生产率有着重要影响。 与其它切削刀具相比较～砂轮有一种特殊性能--自锐性,又叫自砺性,。它是指被磨钝了的磨料颗粒在切削力的作用下自行从砂轮上脱落或自行破碎～从而露出新的锐粒刃口的性能。砂轮因为具 有自锐性～才能保证在磨削过程中始终锐利～才能保证磨削的生产率和质量～才能保证磨削过程顺利进行。 1、磨料 磨料是制造砂轮的主要原料～直接担负着磨削工作～是砂轮上的“刀头”。因此～磨料必须锋利～并具有高的硬度及良好的耐热性能和一定的韧性。按GB2476-83,磨料代号,的规定～磨料分两大类:刚玉类和碳化物类～见表31-6。与碳化物类相比～刚玉类磨料硬度稍低～韧性好,即磨粒不易破碎,与结合剂结合能力较强～所以用这种磨料制成的砂轮易被磨钝且自锐性差～不宜磨削硬质合多类高硬度材料以及铸铁、黄铜、铝等高脆性或提高韧性材料。宜于磨削各种钢料及高速钢。而碳化物类磨料用来磨削特硬材料以及高脆性或极高韧性的材料比较合适。 2、粒度 粒度指磨炎颗粒的大小。其大小决定了工件的表面粗糙度和生产率。GB2744-83,磨料料及其组成,规定磨料凿度按颗粒大小分41个号:4#、5#、6#、7#、8#...、180#、220#、240#、W63、W50...、W1.0、W0.5。 4#至240#磨料粒度组成用筛分法测定～粒度号数越大～表示磨粒尺寸越小,W63至W0.5叫微粉～W后的数字表示微粉尺寸,μm,～用显微镜分析法测定。 3、结合剂 结合剂的作用是将磨料颗粒结合成具有一定形状的砂轮。根据GB2484--84,磨具代号,规定～结合剂有陶瓷结合剂,V,树脂结合剂,B,、橡胶结合剂,R,、菱苦土结合剂,Mg,四种。其中陶瓷结合剂具有很多优点～如耐热、耐水、耐油～耐普通酸碱等～故应用较多。其主要缺点是性较脆～经不起冲击等。 4、硬度 磨具的硬度是指在外力作用下～磨粒脱落的难易程度。磨粒不易脱落的硬度高～反之～硬度就低。磨具硬度对磨削性能影响很 大～太软～磨粒尚未变钝便脱落～使磨具形状难于保持且损耗很快。太硬～磨粒钝化后不易脱落～磨具的自锐性减弱～产生大量的磨削热～造成工件烧伤或变形。实际生产中可按以下规则选择砂轮及其它磨具硬度: 软材料——硬砂轮 硬材料——软砂轮 GB2484-84将砂轮硬度分为超软、软、中软、中、中硬、硬超等七大级～每一大级又细分为几个小级～各有相应代号表示。 5、组织 磨具的组织是指磨粒、结合剂、气孔三者间的体积关系～磨具的组织号是按磨粒在磨具中占有的体积百分数,即磨粒率,表示。磨具组织疏松～则容屑空间大～空气及冷却润滑液也容易进入磨削区～能改善切削条件。但组织疏松会使磨削粗糙度提高～磨具外形也不易保持。所以必须根据具体情况选择相应的组织。见表31-7 6、形状尺寸及其选择 砂轮的形状尺寸主要由磨床型号和工件形状决定。按照标准GB2484-84的规定～国产砂轮分为平行系砂轮、筒形系砂轮、杯形系砂轮、碟形系砂轮以及专用加工系砂轮等。图31-46为最常用的平等系中的通用平形砂轮,P,～可磨内外圆、平面及刃磨刀具。图31-47为碟形系中的碟形系中的碟形三号砂轮,D ,～主要用于磨齿轮。 7、砂轮代号 为使用方便和防止用错砂轮～在砂轮的非工作表面印有砂代号。砂轮代号按形状、尺寸、磨料、粒度、组织、结合剂、线速度的顺序书写。 三、磨床的加工范围 1、外圆磨床的加工范围 外圆磨床主要用于磨削各种轴类及套类零件的外圆柱面、外圆锥面及台阶端面。在磨外圆锥时～应将工作台转过半锥角。 万能外圆磨床除可完成外圆磨床的工作外～还可完成如图31-49所示的工作:将工件主及轴箱转过半锥角用纵向进给磨外圆锥面,将工件主轴箱转过90度磨端面,,将砂轮架转过半锥角～利用横向进给磨母线长度短于砂轮宽度的外圆锥面,将砂轮架转过半锥角用砂轮的斜向进给磨母线长度大于砂轮宽度的外圆面,利用内圆磨具附件磨内圆锥或圆柱孔。 2、内圆磨床的加工范围 内圆磨床主要用于各类圆柱孔、圆锥孔及端面的磨削～如图31-50所示。在磨内孔时～受加工孔径的限制～砂轮直径较小～为保证磨削线速度～所以砂轮转速很高～每分钟几千转至几万转。 3、平面磨床的加工范围 平面磨床主要用于各种工件上平面的磨削。 四、磨削加工的特点 磨削加工有以下一些特点: 1、工艺范围较广泛 在不同类型的磨床上～可分别完成内、外圆柱面～内、外圆锥面～平面～螺纹～花键～齿轮～蜗轮～蜗杆以及如叶片榫槽等特殊、复杂的成形表面的加工。 2、可进行各种材料的磨削 无论是黑色金属、有色金属～甚至非金属材料均匀进行磨削加工。尤其高硬度材料～磨削加工是经常采用的切削加工方法。 3、可获得很高的加工精度和很小的粗糙度 磨削内、外圆的经济精度分别为IT6，IT7和IT6级～表面粗糙度值分别为0.2，0.8μm和0.2，0.4μm,磨削平面的经济精度为IT6，IT7级～表面粗糙度为0.2，0.4μm。所以对高精度零件～磨削加工几乎成了最终加工必不可少的手段。 4、通常磨削只适用于半精加工和精加工～但近年来～由于高速磨削和强力磨削逐渐得到推广～磨削已用于粗加工。