金属工艺学—切削方法

nullnullCH3 切削加工方法§3－1 车削加工§3－2 钻、镗加工§3－3 刨削、插削和拉削加工§3－4 铣削加工§3－5 磨削加工null§3－1 车削加工 车削加工是在车床上利用工件的旋转和刀具的移动 来加工工件，主要加工各种回转 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 面及回转体的端面。一、工件的安装1. 卡盘安装 适应于长径比L/D ＜4的工件。三爪卡盘安装 园形、六角形或棒料 四爪卡盘安装 毛坯、方形、不规则形状2. 顶尖安装 适应于长径比L/D =4～10的工件。要预先在工件 的两端面上钻出中心孔。粗车加工余量大而不均匀的 毛坯时，易用前卡后顶；精车时则必须用两顶尖安装。null3. 其他附件安装1）中心架和跟刀架 适应于长径比L/D＞的工件。仍用两顶尖安装，为 减少工件在径向切削力的作用下而产生的弯曲变形， 应当使用中心架和跟刀架作为辅助支撑。2）花盘和角铁 对不规则或大而薄的工件，或者孔或外圆与定位 基准面垂直或平行的工件，可安装在花盘上加工。null二、车外圆 车外圆是最常见的一种车削加工。外圆车刀有直 头车刀、弯头车刀和偏刀。直头车刀主要用于车光轴， 弯头车刀有45°主偏角，可车外园、端面和倒角，但 副偏角较大，加工表面粗糙，偏刀常用来车阶梯轴细 长轴。 1. 粗车 公差等级为IT13～IT11，表面粗糙度Ra 为50～12.5µm。应选用较小的前、后角和负的刃倾角。 2. 半精车 公差等级为IT10～IT9，表面粗糙度 Ra为6.3～3.2µm。可作为精度要求较低的表面终加工. 3. 精车 公差等级为IT7～IT6，表面粗糙度Ra为 1.6～0.8µm。应选用较大的前、后角和正的刃倾角。null三、车床镗孔 用镗刀镗孔是车床上加工孔的基本方法。在单 件小批生产中，公差等级为IT9～IT7，表面粗糙度 Ra为3.2～1.6µm的孔往往就用车床膛出。成批生产中 常作为铰孔、拉孔或磨孔前的预加工。直径小于10㎜ 的孔，由于膛刀钢性不足，排屑和散热不好，膛削较 为困难。 1. 粗镗 公差等级为IT11～IT10，表面粗糙度 Ra为12.5～6.3µm。 2. 半精镗 公差等级为IT10～IT9，表面粗糙度 Ra为6.3～3.2µm。null 镗孔能矫正原孔轴线的偏斜，但由于镗刀的刚性不 足，镗孔时易向外弯曲，产生“喇叭口”形孔。因此镗刀 刀杆直径易取为孔径的0.6～0.7倍，并且膛刀刀尖最好 在刀杆直径的1/3处，安装时，一般将刀尖安装得比主 轴中心线稍高一些，。 3. 精镗 公差等级为IT7～IT6，表面粗糙度Ra为1.6～0.8µm。精镗通孔时，应选用正的刃倾角，使切屑从孔前端排出，精镗盲孔时，应选用负的刃倾角，使切屑从孔口及时排出。null四、车端面 车端面时，常用弯头车刀和偏刀。弯头车刀是用主刀刃担任切削，切削顺利，适宜车削较大的端面；偏刀从外向里车端面时，由负刀刃担任切削，切削不够轻快，且刀尖易扎入工件，使工件粗糙，因此最好从中心向外车削。 车端面时，刀尖必须对准中心，以免留下凸头。null五、切槽和切断 切槽使用切槽刀，可同时加工左右两个端面，和 车端面的加工方法相似。 切削窄槽时，主刀刃宽度等于槽宽，在横向进给中一次切出。 切端工件要用切断刀，其形状与切槽刀相似，为增加刀头的强度，刀头下部做成凸园弧形。装刀时，刀尖应与工件轴线等高。切槽和切断时，切削速度和进给量均应降低。null六、车成形面 当工件数量较少时，可用双手分别控制中、小拖 板作手动进给，使车刀刀尖按预定轨迹进行运动，从 而得到成形面。 在成批生产中，对于短的成形面，一般用成形车 刀按横向进给车削，成形车刀刀刃的形状与工件表面 轮廓向符。 若成形面较长，批量又大，使用机械靠模装置来 车削成形面。null七、车锥面 车锥面时，车刀刀尖移动的轨迹必须与工件的 旋转轴线之间有一个斜角。1. 小刀架移位法 将小刀架板转一个角度，用小拖板手动进给进 行车削。能够加工锥度较大的内、外锥面 ，但锥 面长度不能太大。2. 宽刃法 车刀主刀刃与工件的夹角等于工件的半锥角， 用小拖板手动进给进行车削。只适宜加工较短的内、 外锥面 。null3. 偏移尾架架法 将尾架横向偏移距离A，使工件旋转轴线与车床主 轴线成锥角α，车刀自动纵向进给进行车削。能够加 工锥度较小（＜8°）的长锥面 ，但不能加工锥孔。4. 靠模法 对锥度较小（＜12°）、长度较长的内、外锥面， 批量较大时，可采用靠模法车削。大拖板作机动纵行进给，中拖板受靠模尺的约束作横向进给。null§3－2 钻、镗加工 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、钻孔 钻孔是一种孔的粗加工方法，既适宜于单件小批 生产，也适宜于大批量生产。钻孔的尺寸公差等级为 IT13～IT11，表面粗糙度Ra为50～12.5µm。1. 麻花钻的结构null2. 麻花钻的角度1）结构角度 螺旋角β 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 钻头直径磨成倒锥形成。null2）刃磨角度 前角β 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α 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 °。 锋角2Φ 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Ψ 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°。null3. 钻孔的工艺特点1）钻头易偏斜 横刃较长，负前角较大，钻头定心作用差；钻芯 较细，刚性较差，易产生弯曲变形。2）孔径扩大 与钻头引偏有关，但主要是由于两主刀刃磨得不 对称所造成。扩大量可达孔径的5～10﹪。3）孔壁质量差排屑困难，切屑刮伤孔壁。 通常可修磨横刃，使横刃变短；磨出分屑槽来克 服上述缺点。null二、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。扩孔的尺寸公差等级为T10～IT9，表面粗糙 度Ra为6.3～3.2µm。 特点： 1）没有横刃，改善了切削条件； 2）切屑较窄，易于排屑； 3）刀齿较多，导向性好； 4）钻芯较粗，刚性较好； 5）可一定程度上纠正原有孔轴线的偏斜。null三、铰孔 铰孔可用手铰或在钻、车、镗床上进行机铰。手铰的质量较高，尺寸公差等级可达IT6，表面粗糙度Ra可达0.4µm。1.铰刀 切削部分 Ф0.5～1.5°(手铰）/5～15°(机铰） Kr：3～5°（铸铁）/15°（钢） γ一般为0°，α：5～8°； 修光部分 倒锥量为0.04～0.06㎜/100㎜, α取0°工作部分结构:null特点：1）铰孔的质量取决于铰刀,与机床关系不大； 2）铰孔精度较高,但适用性不如镗孔； 3）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； 4）非标尺寸的孔、浅孔、盲孔、阶梯孔均不适 于铰削； 5）铰孔是以工件原有孔为导向,不能纠正原有 孔轴线的偏斜。四、锪孔和锪凸台 用锪钻在已有的孔上锪出锥形或柱形的沉孔为锪孔，用锪刀加工孔端凸台为锪凸台。null五、镗床上加工1. 镗床及坐标装置卧式镗床的主要组成部件为： 1）主轴和平旋盘 主轴可作旋转运动和径向运 动，其前端的锥孔用来安装镗杆或其他刀具。平旋盘 可作旋转运动。 2）主轴箱 主轴箱内装有主轴、变速和变向机 构、操作机构。 3）前立柱 前立柱固定在床身上，主轴箱可沿 其垂直导轨移动，调节高低位置及作垂直进给运动。 4）后立柱 后立柱沿床身导轨移动位置，以适 应不同长度镗杆的需要。。null2. 镗刀 1）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来适 应不同孔径的需要。多用于单件小批生产。 2）多刃镗刀 在刀体上安装两个以上的镗刀片。 3）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。3. 镗床加工工艺特点 1）是加工大、中形非旋转体零件上孔系及端面 的通用机床，如加工机座、箱体、支架等。 2）加工范围广泛 3）不仅保证孔本身的精度，还能保证孔的位置 精度。公差等级为IT8～IT7，粗糙度Ra1.6～0.8µm。 null§3－3 刨削、插削和拉削加工一、刨削加工 利用刨刀在刨床上（牛头刨床、龙门刨床）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。1. 刨削加工举例2. 刨削加工工艺特点1）牛头刨床结构简单，刨削加工费用低； 2）刨床通用性好，可方便地更换刨刀； 3）刨削加工精度不高； 4）刨削不是连续加工，生产率低。null二、插削加工 插床在结构原理上与牛头刨床同属一类，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。 插床主要用于单件下批生产中，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 。 插削精度比刨削差，表面粗糙度Ra6.3～1.6µm。null三、拉削加工 拉削是一种大批量生产的加工方法，主要用于加 工各种截面形状的通孔和孔内键槽，也用于加工工件 的外表面。拉削的公差等级为IT8～IT7，粗糙度为 Ra13.2～0.8µm。 拉削加工是在拉床上进行的，拉刀的直线运动为 主运动，其进给运动是靠拉刀的齿升量来实现的。1. 拉刀 1）组成 柄部、颈部、过渡锥、前导部、切削部 分、校准部分、后导部、支托部 2）刀齿的几何形状null2. 拉削的工艺特点1）在一次行程中切出全部加工余量，生产率高； 2）加工质量高； 3）拉刀制造复杂，成本高，一把拉刀只能加工一 种规格尺寸的孔或槽。四、 刨、插、拉削零件的结构工艺性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到越程槽。null§3－4 铣削加工 铣削是一种加工非旋转体表面的方法。铣削的公 差等级为IT9～IT8，粗糙度为Ra3.2～1.6µm。 一、铣削过程1. 铣削要素1）铣削速度v 铣刀最大直径处的切削速度。v = πdn2）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 铣刀每旋转过一分钟，工件沿 进给方向移动的距离。null 3）铣削深度 垂直于以加工表面测量的切削层 尺寸。端铣时用ap 表示，周铣时用ae 表示。 4）铣削宽度 垂直于进给方向测量的切削层尺 寸。端铣时用ae 表示，周铣时用ap 表示。 5）切削厚度ac 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aw 铣刀主切削刃参加切削的长度。 7）切削厚度Ac Ac = ac × aw null2. 铣削力切向力Fz 大致估算铣削功率 径向力Fy 使刀轴周产生弯曲变形，影响加工精度 轴向力Fx 估算主轴向受力大小二、铣削方式 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：1. 周铣null 1）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。 2）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。null2. 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。null三、铣削的工艺特点及应用1. 铣削的工艺特点加工范围广；（平面、凸台、园弧面、沟槽、螺 旋槽、齿轮等）2）铣削没有空行程，铣刀又是多齿刀具，生产率高；4）铣削成本较刨削高。3）加工精度高，精铣平面IT9～IT7，Ra3.2～1.6µm。 null§3－5 磨削加工一、砂轮及磨削过程1. 砂轮的特性 砂轮的特性是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组 织、形状和尺寸等因素决定的. 1）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、一定的韧性，并且 碎裂后棱角必须锋利。 2）粒度 是磨料颗粒的大小，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（＜40µm）用 显微测量法分类，粒度号表示磨粒的尺寸。null 3）结合剂 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。 4）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。 5）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。 6）形状和尺寸 根据机床类型和磨削加工的需要， 砂轮制成各种标准的形状和尺寸。null2. 磨削过程Ⅰ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。Ⅱ阶段：磨粒切入工件表面，刻划出沟痕并形成 隆起。Ⅲ阶段： 切削厚度增加某一临界值，切下切屑。二、磨削的工艺特点1. 磨削可以加工用刀具无法切削加工的硬材料；2. 精度高、粗糙度低（IT6～IT5，Ra0.8～0.1µm）。 3. 磨削温度高，磨削过程中必须使用充足的切削液；4. 径向分力较大，约为主切削力的1.5～3倍；5. 可以磨削多种类型的表面。