機械加工方法(各種加工方法).doc

精品文檔機械加工方法一：車削 車削中工件旋轉(zhuǎn)，形成主切削運動。刀具沿平行旋轉(zhuǎn)軸線運動時，就形成內(nèi)、外園柱面。刀具沿與軸線相交的斜線運動，就形成錐面。仿形車床或數(shù)控車床上，可以控制刀具沿著一條曲線進給，則形成一特定的旋轉(zhuǎn)曲面。采用成型車刀，橫向進給時，也可加工出旋轉(zhuǎn)曲面來。車削還可以加工螺紋面、端平面及偏心軸等。車削加工精度一般為IT8IT7，表面粗糙度為6.31.6m。精車時，可達IT6IT5，粗糙度可達0.40.1m。車削的生產(chǎn)率較高，切削過程比較平穩(wěn)，刀具較簡單。 二：銑削 主切削運動是刀具的旋轉(zhuǎn)。臥銑時，平面的形成是由銑刀的外園面上的刃形成的。立銑時，平面是由銑刀的端面刃形成的。提高銑刀的轉(zhuǎn)速可以獲得較高的切削速度，因此生產(chǎn)率較高。但由于銑刀刀齒的切入、切出，形成沖擊，切削過程容易產(chǎn)生振動，因而限制了表面質(zhì)量的提高。這種沖擊，也加劇了刀具的磨損和破損，往往導(dǎo)致硬質(zhì)合金刀片的碎裂。在切離工件的一般時間內(nèi)，可以得到一定冷卻，因此散熱條件較好。按照銑削時主運動速度方向與工件進給方向的相同或相反，又分為順銑和逆銑。 順 銑 銑削力的水平分力與工件的進給方向相同，工件臺進給絲杠與固定螺母之間一般有間隙存在，因此切削力容易引起工件和工作臺一起向前竄動，使進給量突然增大，引起打刀。在銑削鑄件或鍛件等表面有硬度的工件時，順銑刀齒首先接觸工件硬皮，加劇了銑刀的磨損。 逆 銑 可以避免順銑時發(fā)生的竄動現(xiàn)象。逆銑時，切削厚度從零開始逐漸增大，因而刀刃開始經(jīng)歷了一段在切削硬化的已加工表面上擠壓滑行的階段，加速了刀具的磨損。同時，逆銑時，銑削力將工件上抬，易引起振動，這是逆銑的不利之處。 銑削的加工精度一般可達IT8IT7，表面粗糙度為6.31.6m。 普通銑削一般只能加工平面，用成形銑刀也可以加工出固定的曲面。數(shù)控銑床可以用軟件通過數(shù)控系統(tǒng)控制幾個軸按一定關(guān)系聯(lián)動，銑出復(fù)雜曲面來，這時一般采用球頭銑刀。數(shù)控銑床對加工葉輪機械的葉片、模具的模芯和型腔等形狀復(fù)雜的工件，具有特別重要的意義。 三：刨削 刨削時，刀具的往復(fù)直線運動為切削主運動。因此，刨削速度不可能太高，生產(chǎn)率較低。刨削比銑削平穩(wěn)，其加工精度一般可達IT8IT7，表面粗糙度為Ra6.31.6m，精刨平面度可達0.02/1000，表面粗糙度為0.80.4m。 四：磨削 磨削以砂輪或其它磨具對工件進行加工，其主運動是砂輪的旋轉(zhuǎn)。砂輪的磨削過程實際上是磨粒對工件表面的切削、刻削和滑擦三種作用的綜合效應(yīng)。磨削中，磨粒本身也由尖銳逐漸磨鈍，使切削作用變差，切削力變大。當(dāng)切削力超過粘合劑強度時，圓鈍的磨粒脫落，露出一層新的磨粒，形成砂輪的“自銳性”。但切屑和碎磨粒仍會將砂輪阻塞。因而，磨削一定時間后，需用金剛石車刀等對砂輪進行修整。 磨削時，由于刀刃很多，所以加工時平穩(wěn)、精度高。磨床是精加工機床，磨削精度可達IT6IT4，表面粗糙度Ra可達1.250.01m，甚至可達0.10.008m。磨削的另一特點是可以對淬硬的金屬材料進行加工。因此，往往作為最終加工工序。磨削時，產(chǎn)生熱量大，需有充分的切削液進行冷卻。按功能不同，磨削還可分為外園磨、內(nèi)孔磨、平磨等。 五：鉆削與鏜削 在鉆床上，用鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆削孔，是孔加工的最常用方法。鉆削的加工精度較低，一般只能達到IT10，表面粗糙度一般為12.56.3m在鉆削后常常采用擴孔和鉸孔來進行半精加工和精加工。擴孔采用擴孔鉆，鉸孔采用鉸刀進行加工。鉸削加工精度一般為IT9IT6，表面粗糙度為Ra1.60.4m。擴孔、鉸孔時，鉆頭、鉸刀一般順著原底孔的軸線，無法提高孔的位置精度。鏜孔可以較正孔的位置。鏜孔可在鏜床上或車床上進行。在鏜床上鏜孔時，鏜刀基本與車刀相同，不同之處是工件不動，鏜刀在旋轉(zhuǎn)。鏜孔加工精度一般為IT9IT7，表面粗糙度為Ra6.30.8mm。 鉆削加工 鏜床加工 車床加工 六：齒面加工 齒輪齒面加工方法可分為兩大類：成形法和展成法。成形法加工齒面所使用的機床一般為普通銑床，刀具為成形銑刀，需要兩個簡單成形運動：刀具的旋轉(zhuǎn)運動和直線移動。展成法加工齒面的常用機床有滾齒機、插齒機等。 七：復(fù)雜曲面加工 三維曲面的切削加工，主要采用仿形銑和數(shù)控銑的方法或特種加工方法（見本節(jié)八）。仿形銑必須有原型作為靠模。加工中球頭仿形頭，一直以一定壓力接觸原型曲面。仿形頭的運動變換為電感量，加工放大控制銑床三個軸的運動，形成刀頭沿曲面運動的軌跡。銑刀多采用與仿形頭等半徑的球頭銑刀。數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)為曲面加工提供了更有效的方法。在數(shù)控銑床或加工中心上加工時，是通過球頭銑刀逐點按坐標(biāo)值加工而成。采用加工中心加工復(fù)雜曲面的優(yōu)點是：加工中心上有刀庫，配備幾十把刀具。曲面的粗、精加工，可用不同刀具對凹曲面的不同曲率半徑，也可選用適當(dāng)?shù)牡毒?。同時，可在一次安裝中加工各種輔助表面，如孔、螺紋、槽等。這樣充分保證了各表面的相對位置精度。 八:特種加工 特種加工方法是指區(qū)別于傳統(tǒng)切削加工方法，利用化學(xué)、物理(電、聲、光、熱、磁)或電化學(xué)方法對工件材料進行加工的一系列加工方法的總稱。這些加工方法包括：化學(xué)加工(CHM)、電化學(xué)加工(ECM)、電化學(xué)機械加工(ECMM)、電火花加工(EDM)、電接觸加工(RHM)、超聲波加工(USM)、激光束加工(LBM)、離子束加工(IBM)、電子束加工(EBM)、等離子體加工(PAM)、電液加工(EHM)、磨料流加工(AFM)、磨料噴射加工(AJM)、液體噴射加工(HDM)及各類復(fù)合加工等。 分類 原理 原理示意 特點 應(yīng)用范圍 電 火 花 加 工 電火花加工是利用工具電極和工件電極間瞬時火花放電所產(chǎn)生的高溫熔蝕工件表面材料來實現(xiàn)加工的。電火花加工機床一般由脈沖電源、自動進給機構(gòu)、機床本體及工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)等部分組成。工件固定在機床工作臺上。脈沖電源提供加工所需的能量，其兩極分別接在工具電極與工件上。當(dāng)工具電極與工件在進給機構(gòu)的驅(qū)動下在工作液中相互靠近時，極間電壓擊穿間隙而產(chǎn)生火花放電，釋放大量的熱。工件表層吸收熱量后達到很高的溫度(10000以上)，其局部材料因熔化甚至氣化而被蝕除下來，形成一個微小的凹坑。工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)強迫清潔的工作液以一定的壓力通過工具電極與工件之間的間隙，及時排除電蝕產(chǎn)物，并將電蝕產(chǎn)物從工作液中過濾出去。多次放電的結(jié)果，工件表面產(chǎn)生大量凹坑。工具電極在進給機構(gòu)的驅(qū)動下不斷下降，其輪廓形狀便被“復(fù)印”到工件上(工具電極材料盡管也會被蝕除，但其速度遠小于工件材料)。 用特殊形的電極工具加工相應(yīng)工件的電火花成形加工機床 加工硬、脆、韌、軟和高熔點的導(dǎo)電材料； 加工半導(dǎo)體材料及非導(dǎo)電材料； 加工各種型孔、曲線孔和微小孔； 加工各種立體曲面型腔，如鍛模、壓鑄模、塑料模的模膛； 用來進行切斷、切割以及進行表面強化、刻寫、打印銘牌和標(biāo)記等。 用線電極加工二維輪廓形狀工件的電火花線切割機床 電 解 加 工 電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的電化學(xué)原理對工件進行成形加工的一種方法。工件接直流電源正極，工具接負極，兩極之間保持狹小間隙(0.1mm0.8mm)。具有一定壓力(0.5MPa2.5MPa)的電解液從兩極間的間隙中高速15m/s60m/s)流過。當(dāng)工具陰極向工件不斷進給時，在面對陰極的工件表面上，金屬材料按陰極型面的形狀不斷溶解，電解產(chǎn)物被高速電解液帶走，于是工具型面的形狀就相應(yīng)地“復(fù)印”在工件上。 工作電壓小，工作電流大； 以簡單的進給運動一次加工出形狀復(fù)雜的型面或型腔； 可加工難加工材料； 生產(chǎn)率較高，約為電火花加工的510倍； 加工中無機械切削力或切削熱，適于易變形或薄壁零件的加工； 平均加工公差可達0.1mm左右； 附屬設(shè)備多，占地面積大，造價高； 電解液既腐蝕機床，又容易污染環(huán)境。 電解加工主要用于加工型孔、型腔、復(fù)雜型面、小直徑深孔、膛線以及進行去毛刺、刻印等。 激 光 加 工 對工件的激光加工由激光加工機完成。激光加工機通常由激光器、電源、光學(xué)系統(tǒng)和機械系統(tǒng)等組成。激光器(常用的有固體激光器和氣體激光器)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?，產(chǎn)生所需的激光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，照射在工件上進行加工。工件固定在三坐標(biāo)精密工作臺上，由數(shù)控系統(tǒng)控制和驅(qū)動，完成加工所需的進給運動。 不需要加工工具； 激光束的功率密度很高，幾乎對任何難加工的金屬和非金屬材料都可以加工； 激光加工是非接觸加工，工件無受力變形； 激光打孔、切割的速度很高，加工部位周圍的材料幾乎不受切削熱的影響，工件熱變形很小。 激光切割的切縫窄，切割邊緣質(zhì)量好。 激光加工已廣泛用于金剛石拉絲模、鐘表寶石軸承、發(fā)散式氣冷沖片的多孔蒙皮、發(fā)動機噴油咀、航空發(fā)動機葉片等的小孔加工以及多種金屬材料和非金屬材料的切割加工。 超 聲 波 加 工 超聲波加工是利用超聲頻(16KHz25KHz)振動的工具端面沖擊工作液中的懸浮磨料，由磨粒對工件表面撞擊拋磨來實現(xiàn)對工件加工的一種方法。超聲發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩，通過換能器將此超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C械振動，借助于振幅擴大棒把振動的位移幅值由0.005mm0.01mm放大到0.010.15mm，驅(qū)動工具振動。工具端面在振動中沖擊工作液中的懸浮磨粒，使其以很大的速度，不斷地撞擊、拋磨被加工表面，把加工區(qū)域的材料粉碎成很細的微粒后打擊下來。雖然每次打擊下來的材料很少，但由于打擊的頻率高，仍有一定的加工速度。由于工作液的循環(huán)流動，被打擊下來的材料微粒被及時帶走。隨著工具的逐漸伸入，其形狀便“復(fù)印”在工件上。 在加工難切削材料時，常將超聲振動與其它加工方法配合進行復(fù)合加工，如超聲車削、超聲磨削、超聲電解加工、超聲線切割等。這些復(fù)合加工方法把兩種甚至多種加工方法結(jié)合在一起，能起到取長補短的作用，使加工效率、加工精度及工件的表面質(zhì)量顯著提高。 九：加工方法的選擇 選擇加工方法主要考慮零件表面形狀、尺寸精度和位置精度要求、表面粗糙度要求，以及現(xiàn)有機床、刀具等資源情況、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟技術(shù)分析等因素。 三典型表面的加工路線（一）外圓表面的加工路線1粗車半精車精車： 應(yīng)用最廣，滿足ITIT7，0.8外圓可以加工2粗車半精車粗磨精磨： 用于有淬火要求ITIT6，0.16 的黑色金屬。3粗車半精車精車金剛石車： 用于有色金屬、不宜采用磨削加工的外用表面。4粗車半精車粗磨精磨研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨、或拋光在2的基礎(chǔ)上進一步精加工。目的為了減少粗糙度，提高尺寸精度，形狀和位置精度。（二）孔的加工路線1鉆粗拉精拉： 用于大批大量生產(chǎn)盤套類零件的內(nèi)孔，單鍵孔和花鍵孔加工，加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高。2鉆擴鉸手鉸： 用于中小孔加工，擴孔前糾正位置精度，鉸孔保證尺寸、形狀精度和表面粗糙度。3鉆或粗鏜半精鏜精鏜浮動鏜或金剛鏜應(yīng)用： 1）單件小批量生產(chǎn)中箱體孔隙加工。 2）位置精度要求很高的孔系加工。3）直徑比較大得孔80mm以上，毛坯上已有鑄孔或鍛孔。4）有色金屬有金剛鏜來保證其尺寸，形狀和位置精度以及表面粗糙度的要求4/鉆（粗鏜）粗磨半精磨精磨研磨或衍磨 應(yīng)用：淬硬零件加工或精度要求高的孔加工。 說明： 1）孔最終加工精度很大程度上取決于