unit章機(jī)械加工方法與切削機(jī)床

1、第1章 機(jī)械加工方法與切削機(jī)床1.2 切削加工方法與機(jī)床一、車削與車床1）車削加工加工范圍：內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、螺紋、溝槽、端面、成形面、偏心軸、單頭或多頭蝸桿等。精度指標(biāo)：普通車削 IT8IT7 Ra6.3-1.6 ( 4-6)精密車削 IT6IT5 Ra0.4-0.1 ( 8-10)超精密車削 Ra0.04 ( 11以上) 車床加工典型工序外圓柱面外圓錐面螺紋端面溝槽內(nèi)圓錐面內(nèi)圓柱面旋轉(zhuǎn)曲面中心孔鉆孔滾花 工藝特點(diǎn)： 易于保證工件各加工面的位置度切削過程比較平穩(wěn)（切削力穩(wěn)定、慣性小、沖擊?。?可用于有色金屬零件的精密和超精密加工刀具形式比較簡單，刀具制作比較容易生產(chǎn)成本較低2）車床 臥

2、式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、自動(dòng)和半自動(dòng)車床、仿形車床、數(shù)控車床等。臥式車床：中小型零件加工。立式車床：大型或重型零件加工。轉(zhuǎn)塔車床：形狀比較復(fù)雜的小型零件加工，不能加工螺紋。圖1.2 CA6140普通型臥式車床1、11-床腿；2-進(jìn)給箱；3-主軸箱；4-床鞍；5-中滑板；6-刀架；7-回轉(zhuǎn)盤8-小滑板；9-尾座；10-床身；12-光杠；13-絲杠；14-溜板箱圖1.4 普通轉(zhuǎn)塔車床及加工零件1-主軸箱 2-前刀架 3-床身 4-前刀架溜板箱 5-轉(zhuǎn)塔刀架二、 銑削與銑床1） 銑削（主運(yùn)動(dòng)為刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)帶動(dòng)）加工范圍：平面（水平、垂直面、斜面）、溝槽、復(fù)雜曲面（成形或球頭銑

3、刀的成形運(yùn)動(dòng)）等。精度指標(biāo)：普通銑削 IT8IT7 Ra6.3-1.6 ( 4-6) 工藝特點(diǎn)： 刀具比較復(fù)雜，一般為多刃刀具，需專門廠家制作 切削過程中易產(chǎn)生振動(dòng)，影響表面質(zhì)量的提高 可極大提高生產(chǎn)率 銑削的散熱條件較好銑削方式立銑法（端銑法）：由銑刀的端面刃工作。臥銑法（周銑法）：由銑刀的外圓柱刀刃工作。逆銑：銑削的主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相反。 缺點(diǎn)：切削厚度從零逐漸開始增大，切削之初存在切削刃在加工表面的擠壓滑行過程，加劇刀具的磨損；逆銑將工件上抬，易引起振動(dòng)。順銑：銑削的主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相同。 缺點(diǎn)：切削力容易引起工件和工作臺(tái)一起向前竄動(dòng)，使進(jìn)給量突然增大，引

4、起打滑；銑削有硬皮的鑄件和鍛件時(shí)，首先接觸工件外皮，加劇刀具的磨損。2）銑床 升降臺(tái)式銑床、床身式銑床、龍門銑床、工具銑床、仿形銑床、數(shù)控銑床等。升降臺(tái)式銑床：工作臺(tái)升降。適于單件小批量中小型零件加工。床身式銑床：刀具升降，工作臺(tái)不升降。適于大批量中等尺寸零件加工。龍門銑床：大型零件加工。圖1.10 立式升降臺(tái)銑床1-立銑頭 2-主軸 3-工作臺(tái) 4-床鞍 5-升降臺(tái)圖1.8 臥式升降臺(tái)銑床1-床身 2-懸臂 3-銑刀心軸 4-掛架 5-工作臺(tái) 6-床鞍 7-升降臺(tái) 8-底座圖1.11 雙軸圓形工作臺(tái)銑床1-主軸 2-立柱 3-圓工作臺(tái) 4-滑座 5-底座圖1.9 萬能升降臺(tái)銑床 圖1.12

5、龍門銑床1-床身 2、8-臥銑頭 3、6-立銑頭 4-立柱 5-橫梁 7-控制器 9-工作臺(tái)三、 刨削與刨床1） 刨削（刨刀作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)）加工范圍：加工平面、加工直槽、加工工件的內(nèi)表面（鍵槽、花鍵槽、方孔、三角形孔、內(nèi)齒直齒輪等）精度指標(biāo)：普通刨削 IT8IT7 Ra6.3-1.6 ( 4-6)精密刨削 平面度0.02/1000 Ra0.8-0.4 工藝特點(diǎn)： 生產(chǎn)率低，有空行程。2） 刨床 牛頭刨（中小型零件的單件生產(chǎn)） 龍門刨（加工大型工件） 插削（加工工件的內(nèi)表面如鍵槽、花鍵槽、多邊形孔等，還可加工漸 開線齒面）圖1.16 插床圖1.15 牛頭刨床圖1.14 龍門刨床四、 鉆、擴(kuò)、鉸、

6、鏜（孔加工）精度指標(biāo)：鉆 IT10 Ra12.5-6.3 (3)擴(kuò) IT10IT9 Ra6.3-3.2 ( 4)鉸 IT9IT6 Ra1.6-0.4 ( 6- 8)鏜 IT9IT7 Ra1.6-0.8 ( 6- 7) 加工方式： 單件小批生產(chǎn)中小型零件D13,臺(tái)式鉆床 中小型零件13D50,立式鉆床大型零件 搖臂鉆床（沈陽 中捷搖臂鉆）大批量生產(chǎn)中，廣泛采用鉆模、多軸鉆或組合機(jī)床 加工。（大連柴油機(jī)廠）圖1.22 立式鉆床 圖1.23 搖臂鉆床 工藝特點(diǎn)a）鉆孔加工精度低，表面質(zhì)量差，用于粗加工。容易產(chǎn)生“引偏”。排屑困難。不易散熱。b）擴(kuò)孔（半精加工，鉸孔前的預(yù)加工）剛性較好。導(dǎo)向性較好。切

7、削條件較好。c）鉸孔（精加工）剛性和導(dǎo)向性好，容易保證孔的尺寸精度和形狀精度。不能校正原有孔的軸線偏斜。鉆-擴(kuò)-鉸不能保證孔與孔之間的尺寸精度和位置精度。鏜削加工 鏜床鏜孔：鏜刀隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，形成主切削運(yùn)動(dòng)，工件軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。車床鏜孔：工件旋轉(zhuǎn)形成主切削運(yùn)動(dòng)，刀具軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工藝特點(diǎn)加工箱體、機(jī)座、支架等大型零件上已有預(yù)孔的孔和孔系?？捎行У匦Ｕ椎妮S線偏斜，保證孔和孔系的位置精度。能獲得較高的精度和較低的表面粗糙度。加工范圍廣泛。加工效率低。2） 鏜床臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。圖1.26 臥式鏜床圖1.27 立式單柱坐標(biāo)鏜床 擴(kuò)孔、鉸孔與鏜孔的區(qū)別擴(kuò)孔、鉸孔無法提高原

8、底孔軸線的位置精度和直線度。鏜孔后的軸線以鏜桿的回轉(zhuǎn)軸線決定，因此可以校正原底孔軸孔軸線的位置精度。五、 磨削與磨床 1） 磨削加工 定義：用砂輪或涂覆磨具以較高的線速度對工件表面進(jìn)行加工的方法。 運(yùn)動(dòng)：砂輪的旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng) 工藝特點(diǎn) 加工精度高，表面粗糙度小 可加工高硬度材料 徑向分力大 磨削溫度高 砂輪具有自銳性2） 磨床的種類 外圓磨床無心磨床外圓磨床 特點(diǎn)：工件置于砂輪和導(dǎo)輪之間并用托板支承定位，工件中心略高于兩輪中心的連線，在導(dǎo)輪的摩擦力作用下旋轉(zhuǎn)。無心磨削示意圖無心磨削 內(nèi)圓磨床 平面磨床臥軸矩臺(tái)平面磨床立軸圓臺(tái)平面磨床1.3 齒輪加工方法1、齒輪齒形加工方法成形法普通銑床展成法滾齒

9、機(jī)、插齒機(jī)等2. 齒輪加工機(jī)床1）銑齒：銑床或銑齒機(jī)2）滾齒：滾齒機(jī)3）插齒：插齒機(jī)4）剃齒：剃齒機(jī)5）珩齒：珩齒機(jī)6）磨齒：磨齒機(jī)7）研齒：研齒機(jī)圖1.38 盤狀和指狀銑刀銑齒圖1.41 滾齒加工 圖1.44 插齒加工 圖1.47 剃齒原理 圖1.51 展成法磨齒 圖1.50 成形法磨齒 圖1.54 研齒原理 齒形加工方法選擇加工方案精度等級(jí)齒面表面粗糙度Ra/m適用范圍成形法銑齒9級(jí)以下6.33.2 單件小批生產(chǎn)中加工直齒和螺旋齒輪及齒條展成法插齒871.6 各種批量生產(chǎn)中加工內(nèi)外圓柱齒輪、雙聯(lián)齒輪、扇形齒輪、短齒條等，但插削斜齒只適用于大批量生產(chǎn)滾齒873.21.6 各種批量生產(chǎn)中加工直

10、齒、斜齒外嚙合圓柱齒輪和蝸輪剃齒760.80.4 大批量生產(chǎn)中滾齒或插齒后未經(jīng)淬火的齒輪精加工珩齒761.60.4 大批量生產(chǎn)中高頻淬火后齒形精加工磨齒630.80.2 單件小批生產(chǎn)中淬硬或不淬硬齒形的精加工研齒0.40.2 淬硬齒輪的齒形精加工，可有效的減小齒面的Ra值1.4 數(shù)控加工與數(shù)控機(jī)床和加工中心1.4.1 數(shù)控加工工作原理：按照加工零件圖紙要求，編制加工程序；用規(guī)定的代碼和程序格式，把加工程序轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控機(jī)床能接受的信息；把這種信息記錄在信息載體，輸送給數(shù)控裝置；數(shù)控裝置對輸入的信息進(jìn)行處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出數(shù)字信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)部件，并控制相關(guān)動(dòng)作，自動(dòng)加工出符

11、合圖紙要求的工件?？刂品绞剑篘C和CNC。1.4.2 數(shù)控機(jī)床（也稱數(shù)字控制機(jī)床） 以數(shù)字量作為指令信息形式，通過計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)裝置控制的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的組成1）機(jī)床本體：機(jī)械部分2）數(shù)控系統(tǒng)控制系統(tǒng)：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)伺服系統(tǒng)：伺服驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)位置測量系統(tǒng)（測量反饋裝置）：采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1）具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和通用性2）獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量3）有較高的生產(chǎn)效率4）改善勞動(dòng)條件5）便于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理1.4.3 加工中心 備有刀庫，具有自動(dòng)換刀功能，工件一次裝夾后能夠進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心的特點(diǎn)1）工序集中2）自動(dòng)換刀3）加工精

12、度高4）生產(chǎn)效率高。加工中心的分類立式加工中心臥式加工中心龍門式加工中心 萬能加工中心圖1.55 加工中心1-5 特種加工方法與機(jī)床（自學(xué)） 種類：化學(xué)、電化學(xué)、電化學(xué)機(jī)械加工，電火花加工，超聲波加工、激光束加工，離子束加工、電子束加工，磨料流加工，磨料噴射加工，液體噴射加工及各類復(fù)合加工 特點(diǎn) 可加工超硬脆材料和精密微細(xì)零件 靠電能、化學(xué)能、聲能、光能、熱能等去除多余材料 可獲得很低的表面粗糙度，殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響度遠(yuǎn)小于一般金屬切削加工 加工范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng) 各種加工方法易復(fù)合形成新工藝方法，便于推廣應(yīng)用特種加工 1、電火花加工 加工原理 工藝特點(diǎn) 適應(yīng)性強(qiáng)，可加工任何導(dǎo)電的硬脆、

13、軟韌及難切削加工材料 “無切削力”，方便地加工難加工的小孔、窄槽、薄壁件和各種特殊及復(fù)雜形狀截面的型孔、型腔等 工件表面硬度高，表面潤滑性和耐磨性較好，特別適用于模具制造 一般加工速度較慢電火花加工原理示意圖切割各宗高硬度的導(dǎo)電材料切割形狀很復(fù)雜的模具幾乎沒有切削力，切割極薄或易變形的工件 金屬絲電極，故不需制造成型電極電火花線切割加工 2、電解加工 加工原理 工藝特點(diǎn) 工作電壓小，電流大 應(yīng)用范圍廣 生產(chǎn)率較高 工具電極可長期使用 適于加工易變形或薄壁件 加工精度難以控制 附屬設(shè)備多，造價(jià)高 電解液腐蝕機(jī)床，污染環(huán)境 3、激光加工 加工原理 工藝特點(diǎn) 無加工工具，不存在工具磨損、斷屑、排屑問題 幾乎可加工任何難加工的金屬和非金屬，加工異形孔 非接觸加工，工件無受力變形 效率高，工件