七種常用金屬加工方法

..七種常用的金屬加工方法組成機(jī)器的零件大小不一。金屬切削加工方法也多種多樣。常用的形狀和結(jié)構(gòu)各不相同。有車削、鉆削、鏜削、刨削、拉削、銑削和磨削等。盡管它加工原理方面有許多共同之處。切削運(yùn)動形式不同,但由于所用機(jī)床和刀具不同,所以它有各自的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。車削1.1車削的定義英文名稱：turning定義：工件旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動,車刀作進(jìn)給運(yùn)動的切削加工方法。車削的主運(yùn)動為零件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,特別適用于加工回轉(zhuǎn)面,刀具直線移動為進(jìn)給運(yùn)動。如圖1-1所示。圖1-1車削加工示意圖由于車削比其他加工方法應(yīng)用的普遍。車床往往占機(jī)床總數(shù)的一般的機(jī)械加工車間中20%~50%甚至更多。根據(jù)加工的需要。如臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床有很多類型車床、自動車床和數(shù)控車床等。臥式車床和立式車床結(jié)構(gòu)如圖1-2,1-3,1-4所示。圖1-2臥式車床和立式車床結(jié)構(gòu)圖圖1-3轉(zhuǎn)塔車床示意圖圖1-4轉(zhuǎn)塔刀架結(jié)構(gòu)圖1.2車削的工藝特點(diǎn)：1.易于保證零件各加工面的位置精度零件各表面具有相同的回轉(zhuǎn)軸線<車床主軸的回轉(zhuǎn)軸線>——一次裝夾中加工車削時(shí),同一零件的外圓、內(nèi)孔、端平面、溝槽等。能保證各外圓軸線之間及外圓與內(nèi)孔軸線間的同軸度要求。2.生產(chǎn)率較高一般情況下車削過程是連續(xù)進(jìn)行的,不易產(chǎn)生沖擊,切削力基本上不發(fā)生變化。并且當(dāng)車刀幾何形狀、吃刀量和進(jìn)給量次走刀過程中刀齒多次切入和切出一定時(shí),切削過程可采用高速切削和強(qiáng)切削層〔公稱橫截面積是不變的切削力變化很小。車削加工既適于單件小批量生產(chǎn),生產(chǎn)效率高,也適宜大批量生產(chǎn)。3.生產(chǎn)成本較低車刀是刀具中最簡單的一種,故刀具費(fèi)用低,制造、刃磨和安裝均較方便。車床附件多,加之切削生產(chǎn)率高,裝夾及調(diào)整時(shí)間較短,故車削成本較低。4.適于車削加工的材料廣泛可以車削黑色金屬〔鐵、錳、鉻、有色金屬,非金〔除難以切削的30HRC〔洛氏硬度以上高硬度的淬火鋼件外,塑性材料<有機(jī)玻璃、橡膠等>,特別適合于有色金屬零件的精加工。某些有色金屬零件的硬度較低,塑性較大,若用砂輪磨削,軟的磨屑易堵塞砂輪,難以得到很光潔的表面。因此不宜采用磨削加工,當(dāng)有色金屬零件外表粗糙度值要求較小時(shí),而要用車削或銑削等方法精加工。1.3車削的應(yīng)用

車床上使用不同的車刀或其他刀具。如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外可以加工各種回轉(zhuǎn)表面,如圓錐面、螺紋、溝槽、端面和成形面等。加工精度可達(dá)IT8~IT7,外表粗糙度Ra值為1.6~0.8mm,精細(xì)車的尺寸公差等級可達(dá)IT6～I(xiàn)T5,表面粗糙度Ra值為0.4～0.1μm。車削常用來加工單一軸線的零件,還可以加工多軸線的零件<如曲軸、偏心軸等>或盤形凸輪,只需將刀具位置或?qū)④嚧策m當(dāng)改裝。車外圓圖1-5車外圓的方法左偏刀主要用于需要從左向右進(jìn)給車削右邊有直角軸肩的外圓以及右偏刀無法車削的外圓。車孔車孔是用車削方法擴(kuò)大工件的孔或加工空心工件的內(nèi)表面。車盲孔和臺階孔時(shí),車刀先縱向進(jìn)給,當(dāng)車到孔的根部時(shí)再橫向從外向中心進(jìn)給車端面或臺階端面。圖1-6車孔的方法車端面車平面主要是車端面。圖〔a是用彎頭刀車平面,可采用較大背吃刀量,切削順利,表面光潔,大小平面均可切削；圖〔b是90°右偏刀從外向中心進(jìn)給車平面,適宜車削尺寸較小的平面或一般的臺肩端面；圖〔c是90°右偏刀從中心向外進(jìn)給車平面,適宜車削中心帶孔的端面或一般的臺肩端面；圖〔d是左偏刀車平面,刀頭強(qiáng)度較好,適宜車削較大平面,尤其是鑄鍛件的大平面。圖1-7車平面的方法車錐面錐面可看作是內(nèi)外圓的一種特殊形式。內(nèi)錐面具有配合緊密、拆卸方便、多次拆卸后仍能保持準(zhǔn)確對中的特點(diǎn),廣泛用于要求對中準(zhǔn)確和需要經(jīng)常拆卸的配合件上。常用的標(biāo)準(zhǔn)圓錐有莫氏圓錐、米制圓錐和專用圓錐三種。種類規(guī)格說明應(yīng)用莫氏圓錐0,1,2…6等7個(gè)號0號尺寸最小〔大端直徑9.045mm,6號最大〔大端直徑63.348mm其中錐角α/2在1°30′左右車床主軸錐孔及頂尖、鉆頭、鉸刀的錐柄等米制圓錐4,6,80,100,120,140,160,200共8個(gè)號號數(shù)系指大端直徑尺寸〔mm,各號錐度固定不變,均為1：20專用圓錐1：4,1：12,1：50,7：24等多用于機(jī)器零件或某些刀具的特殊部位。例如,1：50圓錐用于圓錐定位銷和錐鉸刀,7：24用于銑床主軸錐孔及銑刀桿的錐柄。車錐面的方法：〔1小滑板轉(zhuǎn)位法：主要用于單件小批生產(chǎn)中精度較低和長度較短〔≤100mm的內(nèi)錐面?！?尾座偏移法：用于單件或成批生產(chǎn)中軸類零件上較長的外錐面。〔3靠模法：用于成批和大量生產(chǎn)中較長的內(nèi)外錐面。〔4寬刀法：用于成批和大量生產(chǎn)中較短〔≤20mm的內(nèi)外錐面。圖1-8車錐面的方法單件小批生產(chǎn)中,各種軸、盤、套等類零件多選用適應(yīng)性廣的臥式車床或數(shù)控車床進(jìn)行加工；直徑大而長度短<長徑比L/D＝0.3～0.8>的重型零件,多用立式車床加工。成批生產(chǎn)外形較復(fù)雜,且具有內(nèi)孔及螺紋的中小型軸、套類零件時(shí),應(yīng)選用轉(zhuǎn)塔車床進(jìn)行加工。大批、大量生產(chǎn)形狀不太復(fù)雜的小型零件,如螺釘、螺母、管接頭、軸套類等時(shí),多選用半自動和自動車床進(jìn)行加工。它的生產(chǎn)率很高但精度較低。圖2-5鉆孔示意圖二、鉆削圖2-5鉆孔示意圖2.1鉆削的定義中文名稱：鉆削英文名稱：drilling其他名稱：鉆孔定義：鉆削刀具與工件作相對運(yùn)動并作軸向進(jìn)給運(yùn)動,在工件上加工孔的方法。鉆孔是一種最基本的孔加工方法。鉆孔經(jīng)常在鉆床和車床上進(jìn)行,也可以在鏜床和銑床上進(jìn)行。常用的鉆床有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。鉆孔與車削外圓相比,鉆頭工作局部處在已加工表面工作條件要困難得多,因而引起一些特殊問題。例如鉆頭的剛度和強(qiáng)度、容屑和排屑、導(dǎo)向和冷卻潤解圍中滑等,其特點(diǎn)可概括如下：1.鉆頭易引偏引偏：指加工時(shí)由于鉆頭彎曲而引起的孔徑擴(kuò)大、孔不圓或孔的軸線歪斜等,見圖2-6。原因：由于鉆頭橫刃定心不準(zhǔn),鉆頭剛性和導(dǎo)向作用較差,切入時(shí)鉆頭易偏移、彎曲。圖2-6引偏a在鉆床上鉆孔b在車床上鉆孔2.排屑困難鉆孔的切屑較寬,容屑槽尺寸又受到限制,流出時(shí)與孔壁發(fā)生劇烈摩表面,孔內(nèi)被迫卷成螺旋狀。使切屑與孔壁發(fā)生較大的摩擦,擠壓、拉毛和刮傷已加工表面,降低表面質(zhì)量。甚至?xí)行甲枞谌菪疾劾?卡死或折斷鉆頭,刀具磨損快。為了改善排屑條件,可在鉆頭上修磨出分屑槽,將寬的切屑分成窄條,以利于排屑。當(dāng)鉆深孔時(shí),應(yīng)采用合適的深孔鉆進(jìn)行加工。3.切削溫度高。由于鉆削是一種半封閉式的切削,主切削刃上近鉆芯處和橫刃上皆有很大的負(fù)前角,鉆削時(shí)所產(chǎn)生的熱量由工件吸收的很多,大量高溫切屑不能及時(shí)排出,切削液難以注入到切削區(qū),切削熱不易傳散。

切屑、刀具與工件之間的摩擦很大,因此切削溫度較高,刀具磨損大,并限制了鉆削用量和生產(chǎn)率的提高。4.精度低鉆削的精度較低,表面較粗糙,一般加工精度在IT10以下,表面粗糙度Ra值大于12.5mm,生產(chǎn)效率也較低。因此,鉆孔主要用于粗加工或預(yù)加工工序。圖2-7立式鉆床和搖臂鉆床結(jié)構(gòu)圖2.2鉆削的應(yīng)用單件、小批生產(chǎn)中,中小型工件上的小孔<D<13mm>常用臺式鉆床加工,較大的孔<D<50mm>常用立式鉆床加工；大中型工件上的孔應(yīng)采用搖臂鉆床加工,回轉(zhuǎn)體工件上的孔在車床上加工。在成批和大量生產(chǎn)中,為了保證加工精度,提高生產(chǎn)效率和降低加工成本,廣泛使用鉆模、多軸鉆或組合機(jī)床進(jìn)行孔的加工。精度高、粗糙度小的中小直徑孔<D<50mm>,在鉆削之后,常常需要采用擴(kuò)扎和鉸孔進(jìn)行半精加工和精加工。三鏜削圖3-1鏜削加工示意圖圖3-1鏜削加工示意圖3.1鏜削的定義中文名稱：鏜削英文名稱：boring其他名稱：鏜孔定義：鏜刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動,工件或鏜刀作進(jìn)給運(yùn)動的切削加工方法。SHAPE鏜削加工主要在銑鏜床、鏜床上進(jìn)行。鏜孔是對鍛出,鑄出或鉆出孔的進(jìn)一步加工,鏜孔可擴(kuò)大孔徑,提高精度,減小表面粗糙度,還可以較好地糾正原來孔軸線的偏斜。鏜孔可以分為粗鏜、半精鏜和精鏜。一般鏜孔精度達(dá)IT8～I(xiàn)T11,表面粗糙度Ra值為0.8～l.6mm；精細(xì)鏜時(shí),精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T6,表面粗糙度Ra值為0.2～0.8mm。單刃鏜刀和多刃鏜刀見圖3-2和圖3-3.在銑鏜床上鏜孔的方法如圖3-4和3-5所示。單刃鏜刀是把鏜刀頭安裝在鏜刀桿上,其孔徑大小靠調(diào)整刀頭的懸伸長度來保證,多用于單件小批生產(chǎn)中。在普通銑鏜床鏜孔,與車孔基本類似,粗鏜的的尺寸公差等級為IT12～I(xiàn)T11,表面粗糙度Ra值為25～12.5μm,半精鏜的的尺寸公差等級為IT10～I(xiàn)T9；表面粗糙度Ra值為6.3～3.2μm；精鏜的的尺寸公差等級為IT8～I(xiàn)T7,表面粗糙度Ra值為1.6～0.8μm?？烧{(diào)浮動鏜刀片〔圖3-6〔b的兩切削刃之間的距離為孔徑尺寸,可通過調(diào)節(jié)用百分尺檢測獲得。圖3-2單刃鏜刀圖3-3多刃鏜刀圖3-4用單刃鏜刀在鏜銑床上鏜孔的方法圖3-5用浮動鏜刀在鏜銑床上鏜孔的方法圖3-6在鏜銑床上加工外圓和端平面鏜孔分為一般鏜孔和深孔鏜孔,一般鏜孔在普通車床就可以,把鏜刀固定在車床尾座或者固定在小刀架上都可以。深孔鏜孔需要專用的深孔鉆鏜床,鏜刀要加上鏜稈,還要加上液壓泵站利用冷卻液把鐵屑排除。車床上鏜孔：工件旋轉(zhuǎn)、鏜刀進(jìn)給,如圖3-7所示.圖3-7a>鏜通孔b>鏜不通孔c>鏜槽鏜床上鏜孔：鏜刀刀桿隨主軸一起旋轉(zhuǎn),完成主運(yùn)動；進(jìn)給運(yùn)動可由工作臺帶動工件縱向移動,也可由主軸帶動鏜刀桿軸向移動完成,如圖3-8。圖3-8a>工件不動、刀具旋轉(zhuǎn)并進(jìn)給b>刀具旋轉(zhuǎn)、工件進(jìn)給四刨削4.1刨削的定義中文名稱：刨削英文名稱：planing；planingandshaping定義：刨刀與工件作水平方向相對直線往復(fù)運(yùn)動的切削加工方法。刨削是平面加工的主要方法之一.是單件小批量生產(chǎn)的平面加工最常用的加工方法。常見的刨床類機(jī)床有牛頭刨床、龍門刨床和插床等,如圖4-1和圖4-2所示。圖4-1牛頭刨龍門刨插銷加工圖4-2牛頭刨床和龍門刨床結(jié)構(gòu)圖4.2刨削的工藝特點(diǎn)1.通用性好

根據(jù)切削運(yùn)動和具體的加工要求。價(jià)格低,刨床的結(jié)構(gòu)比車床、銑床簡單。調(diào)整和操作也較方便。所用的單刃刨刀與車刀基本相同。制造、刃磨和安裝皆較方便。形狀簡單?？杉庸ご怪?、水平的平面,還可加工T型槽、V型槽,燕尾槽等。2.生產(chǎn)率較低

刨削的主運(yùn)動為往復(fù)直線運(yùn)動。加之刀具切入和切出時(shí)有反向沖擊時(shí)受慣性力的影響,一個(gè)表面往往要限制了切削速度的提高。單刃刨刀實(shí)際參加切削的切削刃長度有限,經(jīng)過多次行程才干加工進(jìn)去。加工不連基本工藝時(shí)間較長。刨刀返回行程時(shí)不進(jìn)行切削。刨削的生產(chǎn)率低于銑削。但是對于狹長外表<如導(dǎo)軌、長槽等>增加了輔助時(shí)間,加工刨削的生產(chǎn)率可能高于銑削。3.加工精度不高刨削的精度可達(dá)IT8～I(xiàn)T7,表面粗糙度Ra值為1.6～6.3mm。當(dāng)采用寬刀精刨時(shí),即在龍門刨床上進(jìn)行多件或多刀加工時(shí),用寬刃刨刀以很低的切削速度,切去工件表面上一層極薄的金屬,平面度不大于0.02/1000,表面粗糙度Ra值可達(dá)0.4～0.8mm。4.3刨削的應(yīng)用由于刨削的特點(diǎn)。維修車間和模具車間應(yīng)用較多。刨削主要用在單件小批量生產(chǎn)中,刨削主要用來加工平面,也廣泛用于加工直槽。如圖4-3所示。牛頭刨床的最大刨削長度一般不超過1000mm,因此只適于加工中、小型工件。龍門刨床主要用來加工大型工件,或同時(shí)加工多個(gè)中、小型工件。插床又稱立式牛頭刨床,主要用來加工工件的內(nèi)表面,如鍵槽、花鍵槽等,也可用于加工多邊形孔,如四方孔、六方孔等。特別適于加工盲孔或有障礙臺肩的內(nèi)表面。圖4-3刨削的應(yīng)用五拉削5.1拉削的定義中文名稱：拉削英文名稱：broaching定義：用拉刀在拉力作用下作軸向運(yùn)動,加工工件內(nèi)、外表面的方法。利用多齒的拉刀,逐齒依次從工件上切下很薄的金屬層,使表面達(dá)到較高的精度和較小的粗糙度值,如圖5-1所示。圖5-1拉削5.2拉削的工藝特點(diǎn):1生產(chǎn)率高。由于拉刀是多齒刀具,同時(shí)參加工作的刀齒數(shù)較多,同時(shí)參與切削的切削刃較長,并且在拉刀的一次工作行程中能夠完成粗—半精—精加工,大大縮短了基本工藝時(shí)間和輔助時(shí)間。2加工精度高、外表粗糙度較小。拉刀具有校準(zhǔn)部分,其作用是校準(zhǔn)尺寸,修光表面,并可作為精切齒的后備刀齒。拉削的切削速度較低,切削過程比較平穩(wěn),并可避免積屑瘤的產(chǎn)生。一般拉孔的精度為IT8～I(xiàn)T7,表面粗糙度Ra值為0.4～0.8mm。3拉床結(jié)構(gòu)和操作比較簡單。拉削只有一個(gè)主運(yùn)動。但拉削時(shí)切削速度較低。刃磨一次可以加工數(shù)以千計(jì)的零件,刀具磨損較慢,一把拉刀又可以重磨多次。4拉刀成本高。由于拉刀的結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜,制造成精度和表面質(zhì)量要求較高。5不能拉削加工盲孔、深孔、階梯孔及有障礙的外表面,拉削不能糾正孔的位置誤差。5.3拉削的應(yīng)用雖然內(nèi)拉刀屬定尺寸刀具。但每把內(nèi)拉刀只能拉削一種尺寸和形狀的內(nèi)表面。內(nèi)拉刀可以加工各種形狀的通孔。例如圓孔、方孔、多邊形孔、花鍵孔和內(nèi)齒輪等。還可以例如鍵槽、T形槽、燕尾槽和渦輪盤上的榫槽等。外拉削可以加工平面、加工多種形狀的溝槽。成形面、外齒輪和葉片的榫頭等。如圖5-2所示圖5-2拉削加工的各種孔型六、銑削6.1銑削的定義中文名稱：銑削英文名稱：milling定義：銑刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動,工件或銑刀作進(jìn)給運(yùn)動的切削加工方法,見圖6-1。銑削是平面的主要加工方法之一。銑削時(shí),零件隨工作臺的運(yùn)銑刀的旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動。常用的升降臺臥式銑床和立式銑床,圖6-2所示。銑削大型零件的動是進(jìn)給運(yùn)動。銑床的種類很多,平面則用龍門銑床。多用于批量生產(chǎn),生產(chǎn)率較高。加工對象：平面〔水平面、垂直面、斜面、溝槽〔直角槽、鍵槽、V形槽、燕尾槽、T形槽、圓弧槽、螺旋槽、成形面、孔〔鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、銑孔和分度工作。圖6-1銑削過程示意圖圖6-2臥式、立式銑床結(jié)構(gòu)6.2銑削的工藝特點(diǎn)1.生產(chǎn)率較高銑刀是典型的多齒刀具。并且參與刀削的切削刃較銑削時(shí)有幾個(gè)刀齒同時(shí)參加工作。且無刨削那樣的空回行程,切削速度也較高。但加工狹長平面或長直刨削比銑削生產(chǎn)率高。2.振動容易發(fā)生銑刀的刀齒切入和切出時(shí)產(chǎn)生沖擊,并將引起同時(shí)工作刀齒數(shù)的增減。在切削過程中每個(gè)刀齒的切削層厚度隨刀齒位置的不同而變化,引起切削層橫截面積變化3.刀齒散熱條件較好銑刀刀齒在切離工件的一段時(shí)間內(nèi),可以得到一定的冷卻,散熱條件較好,但是,切入和切出時(shí)熱和力的沖擊將加速刀具的磨損,甚至可能引起硬質(zhì)合金刀片的碎裂。4.加工精度加工精度一般為IT8～I(xiàn)T7,表面粗糙度Ra值為1.6～3.2mm。6.3逆銑與順銑的區(qū)別逆銑時(shí),每個(gè)刀齒的切削層厚度是由零增大到最大值。刀齒接觸工件的初期,不能切入工件,而是在工件表面上擠壓、滑行,使刀齒與工件之間的摩擦加大,加速刀具磨損,同時(shí)也使表面質(zhì)量下降。順銑時(shí),每個(gè)刀齒的切削層厚度是由最大減小到零。逆銑時(shí),銑削力上抬工件；而順銑時(shí),銑削力將工件壓向工作臺,減少了工件振動的可能性,尤其銑削薄而長的工件時(shí),更為有利。順銑時(shí)忽大忽小的水平分力Ff與工件的進(jìn)給方向是相同的,工作臺進(jìn)給絲杠與固定螺母之間一般都存在間隙,間隙在進(jìn)給方向的前方。由于Ff的作用使工件連同工作臺和絲桿一起向前竄動,造成進(jìn)給量突然增大甚至打刀。而逆銑水平分力與進(jìn)給方向相反,銑削過程中工作臺絲桿始終壓向螺母,不會引起工件竄動。如圖6-3,6-4所示。圖6-3逆銑和順銑圖6-4逆銑和順銑時(shí)絲桿螺母間隙逆銑與順銑的確定：根據(jù)上面分析,當(dāng)工件表面有硬皮,機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)有間隙時(shí),應(yīng)選用逆銑。因?yàn)槟驺姇r(shí),刀齒是從已加工表面切入,不會崩刃；機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙不會引起振動和爬行,因此粗銑時(shí)應(yīng)盡量采用逆銑。生產(chǎn)中多用逆銑。當(dāng)工件表面無硬皮,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)無間隙時(shí),應(yīng)選用順銑。因?yàn)轫樸娂庸ず?零件表面質(zhì)量好,刀齒磨損小因此,精銑時(shí),尤其是零件材料為鋁鎂合金、鈦合金或耐熱合金時(shí),應(yīng)盡量采用順銑。6.4銑削的應(yīng)用主要用來加工平面<包括水平面、垂直面和斜面>、溝槽、成形面和切斷等。單件、小批生產(chǎn)中,加工小、中型工件多用升降臺式銑床<臥式和立式兩種>。加工中、大型工件時(shí)可以采用龍門銑床。龍門銑床與龍門刨床相似,有3～4個(gè)可同時(shí)工作的銑頭,生產(chǎn)率高,廣泛用于成批和大量生產(chǎn)中。在單件小批生產(chǎn)中,有些盤狀成形零件,也可以用立銑刀在立式銑床上加工。1.端銑對稱端銑：銑刀和工件相對對稱。不對稱端銑：銑刀和工件相對不對稱?？梢酝ㄟ^調(diào)整銑刀和工件相對位置來調(diào)節(jié)刀齒切入和切出時(shí)的切削層厚度,改善銑削過程。見圖6-5所示。圖6-5端銑2.周銑和端銑比較圖6.6周銑和端銑周銑時(shí),同時(shí)工作的刀齒數(shù)與加工余量有關(guān),一般僅有1～2個(gè)。而端銑時(shí),同時(shí)工作的刀齒數(shù)與被加工表面的寬度有關(guān),而與加工余量無關(guān)。端銑的切削過程比周銑時(shí)平穩(wěn),有利于提高加工質(zhì)量。端銑刀的刀齒切入和切出工件時(shí),雖然切削層厚度較小,但不像周銑時(shí)切削層厚度變?yōu)榱?從而改善了刀具后刀面與工件的摩擦狀況,提高了刀具耐用度,并可減小表面粗糙度。端銑刀直接安裝在銑床的主軸端部,懸伸長度較小,刀具系統(tǒng)的剛度較好,而圓柱銑刀安裝在細(xì)長的刀軸上,刀具系統(tǒng)的剛度遠(yuǎn)不如端銑刀。端銑刀可方便地鑲裝硬質(zhì)合金刀片,而圓柱銑刀多采用高速鋼制造。端銑時(shí)可以采用高速銑削,不僅大大提高了生產(chǎn)效率,也提高了已加工表面質(zhì)量。3.銑平面銑削平面是周銑和端銑的復(fù)合加工,根據(jù)銑刀的不同,一般有以下用途。〔1鑲齒端銑刀：刀齒為硬質(zhì)合金,切削速度Vc>100m/min,生產(chǎn)率高,主要加工大平面?！?套式立銑刀：高速鋼,切削速度Vc為30～40100m/min,生產(chǎn)率低,用于銑削各種中小平面和臺階面?！?圓柱銑刀：高速鋼,臥銑銑削中小平面。〔4三面刃銑刀：臥銑銑削小型臺階面和四方、六方螺釘頭等小平面。〔5立銑刀：銑削中小平面。4.銑溝槽圖6-7銑溝槽的方法七、磨削7.1磨削的定義中文名稱：磨削英文名稱：grinding定義：磨具以較高的線速度旋轉(zhuǎn),對工件表面進(jìn)行加工的方法。如圖7-1所示。通常把使用磨具進(jìn)行加工稱為磨床。常用的磨具有固結(jié)磨具<如砂輪、油石等>和涂附磨具<如砂帶、砂布等>,磨床按加工用途的不同可分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床和平面磨床等。圖7-1磨削圖7-2砂輪磨削7.1砂輪的特征要素砂輪是由一定比例的硬度很高的粒狀磨料和結(jié)合劑壓制燒結(jié)而成的多孔物體。磨削時(shí)與砂輪的選擇合理與否至關(guān)重要。砂輪的性能主要取能否取得較高的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。決于砂輪的磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織及形狀尺寸等因素。這些稱為砂輪的特征要素。如圖7-2所示。7.2磨粒的切削過程〔如圖7-3所示磨削過程的實(shí)質(zhì)是切削、刻劃和摩擦拋光的綜合作用過程,由此可獲得較小的表面粗糙度值。粗磨時(shí)以切削作用為主,精磨時(shí)切削作用和摩擦拋光作用同時(shí)并存?！?砂輪表面突起高度較大和較為鋒利的磨粒,切入工件較深且有切屑產(chǎn)生,起切削作用〔圖a?！?突起高度較小和較鈍的磨粒,只能在工件表面刻畫細(xì)微的溝痕,工件材料被擠向兩旁而隆起,此時(shí)無明顯切屑產(chǎn)生,僅起刻劃作用〔圖b?！?比較凹下和已經(jīng)鈍化的磨粒,既不切削也不刻劃,只能從工件表面滑擦而過,起摩擦拋光作用〔圖c。圖7-3磨粒的磨削過程7.3磨削工藝的特點(diǎn)1.精度高、外表粗糙度小磨削時(shí),砂輪表面有極多的切削刃,并且刃口圓弧半徑較小。磨粒上較鋒利的切削刃,能夠切下一層很薄的金屬,切削厚度可以小到數(shù)微米,這是精密加工必須具備的條件之一。磨削所用的磨床,比一般切削加工機(jī)床精度高,剛度及穩(wěn)定性較好,并且具有微量進(jìn)給的機(jī)構(gòu),可以進(jìn)行微量切削,從而保證了精密加工的實(shí)現(xiàn)。磨削時(shí),切削速度很高。當(dāng)磨粒以很高的切削速度從工件表面切過時(shí),同時(shí)有很多切削刃進(jìn)行切削,每個(gè)磨刃僅從工件上切下極少量的金屬,殘留面積高度很小,有利于形成光潔的表面。加工精度為IT7～I(xiàn)T6,表面粗糙度Ra值為0.2～0.8mm。2.砂輪有自銳作用磨削過程中,磨砂輪的自銳作用是其他切削刀具所沒有的一般刀具的切削刃。如果鈍損壞,則切削不能繼續(xù)進(jìn)行,必需換刀或重磨。而砂輪由于本身的自銳性,使得磨粒能夠以較鋒利的刃囗對零件進(jìn)行切削。實(shí)際生產(chǎn)中,有時(shí)就利用這一原理進(jìn)行強(qiáng)力連續(xù)磨削以提高磨削加工的生產(chǎn)效率。磨削過程中,磨粒在高速、高壓與高溫的作用下,將逐漸磨損而變得圓鈍,圓鈍的磨粒,切削能力下降,作用于磨粒上的力不斷增大。當(dāng)此力超過磨粒強(qiáng)度極限時(shí),磨粒就會破碎,產(chǎn)生新的較鋒利的棱角,代替舊的圓鈍磨粒進(jìn)行磨削；當(dāng)此力超過砂輪結(jié)合劑的粘結(jié)力時(shí),圓鈍的磨粒就會從砂輪表面脫落,露出一層新鮮鋒利的磨粒,繼續(xù)進(jìn)行磨削。3.背向磨削力Fp較大圖7-4總磨削力及其分解圖7-5磨削加工前后工件形變?nèi)鐖D7-4所示,磨削時(shí)砂輪作用在工件的力為總磨削力F。F可分解為三個(gè)相互垂直方向的分力,即磨削力Fc、背向力Fp和進(jìn)給磨削力Ff。磨削時(shí),由于背吃刀量很小,所以磨削力Fc較小,進(jìn)給磨削力Fc則更小,一般可忽略不計(jì)。但背向磨削力Fp很大。,這是因?yàn)樯拜喌膶挾容^大,磨粒又是以很大的負(fù)前角切削的緣故。在刀具切削加工中,一般切削力Fc最大,而磨削時(shí)是背向磨削力Fp最大,這是磨削加工的一個(gè)顯著特點(diǎn)。影響：Fp作用于砂輪切入方向,砂輪以很大的力推壓工件,加速砂輪鈍化,使砂輪軸和工件均產(chǎn)生彎曲變形,工件易出現(xiàn)圓柱度誤差,直接影響工件的形狀精度和表面質(zhì)量,如圖7-5所示。解決方法：采用精磨,增加光磨次數(shù),或采用輔助支承,以消除或減少因Fp所引起的形狀誤差。光磨：工件磨到接近最后尺寸〔余量一般為0.005~0.01mm>時(shí)不再吃刀的磨削。光磨可提高工件的形狀精度,降低表面粗糙度。磨削質(zhì)量隨著光磨次數(shù)的增多而提高。4.磨削溫度高磨削速度高,為一般切削加工的1020倍,且為負(fù)前角切削,這樣高的切削速度下,磨削時(shí)滑擦、刻劃和切削3個(gè)階段所消耗的能量絕大擠壓和摩擦較嚴(yán)重。局部轉(zhuǎn)化為熱量,加上磨粒多,又因?yàn)樯拜啽旧淼膫鳠嵝院懿?大量的磨削熱在短時(shí)間內(nèi)傳散不出去,磨削區(qū)形成瞬時(shí)高溫,并且大部分磨削熱將傳入零件。一般有80％切削熱傳入工件〔刀具切削低于20％,而且瞬時(shí)聚集在工件表層,形成很大的溫度梯度。工件表層溫度可高達(dá)1000℃以上,而表層1mm以下接近室溫。當(dāng)局部溫度很高時(shí),表面易產(chǎn)生熱變形,甚至燒傷。因此,磨削時(shí)需施加大量切削液,以降低磨削溫度。5．表面變形強(qiáng)化和殘余應(yīng)力嚴(yán)重與刀具切削加工相比,雖然磨削的表面變形強(qiáng)化和殘余應(yīng)力層要淺很多,但程度更為嚴(yán)重。影響零件的加工工藝、加工精度和使用性能。解決方法：及時(shí)用金剛石工具修整砂輪,施加足夠切削液,增加光磨次數(shù)。7.4磨削的應(yīng)用1外圓磨削：一般在普通外圓磨床或萬能外圓磨床上進(jìn)行,外圓磨削有縱、橫、綜合、深磨法等,如圖7-6所示。圖7-6外圓磨削圖解縱磨法主運(yùn)動：砂輪高速旋轉(zhuǎn)圓周進(jìn)給運(yùn)動：工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；縱向進(jìn)給運(yùn)動：工件和磨床工作臺的往復(fù)直線運(yùn)動；橫向進(jìn)給運(yùn)動：砂輪周期性橫向進(jìn)給。特點(diǎn)：每次磨削量小,磨削力小,產(chǎn)生的熱量少,散熱條件較好。加工精度和表面質(zhì)量好。適應(yīng)性強(qiáng),生產(chǎn)率較低。應(yīng)用：單件小批生產(chǎn),精磨,特別是細(xì)長軸的磨削。實(shí)際中用的最多。橫磨法切削運(yùn)動：工件不作縱向移動,砂輪以慢速作連續(xù)的橫向進(jìn)給。特點(diǎn)：生產(chǎn)率高。工件與砂輪接觸面積大,磨削力較大,發(fā)熱量多,磨削溫度高,工件易發(fā)生變形和燒傷。應(yīng)用：成批及大量生產(chǎn),尤其是工件上的成形表面。加工表面不太寬且剛性較好的工件。軸的磨削。綜合磨法先用橫磨法將工件表面分段進(jìn)行粗磨,相鄰兩段間有5～10mm的搭接,工件上留下0.0l～0.03mm的余量,然后用縱磨法進(jìn)行精磨。綜合了橫磨法和縱磨法的優(yōu)點(diǎn)。深磨法磨削時(shí)用較小的縱向進(jìn)給量、較大的背吃刀量<一般為0.3mm左右>,在一次行程中切除全部余量。前端錐面進(jìn)行粗磨,圓柱部分精磨和修光。應(yīng)用：大批大量生產(chǎn)中加工剛度較大的工件,且被加工表面兩端有較大的距離,允許砂輪切入切出。2在無心外圓磨床上磨外圓圖7-7無心外圓磨削磨削時(shí),工件放在兩個(gè)砂輪之間,下方用托板托住,不用頂尖支持。較小的一個(gè)用橡膠結(jié)合劑做的,磨粒較粗,稱為導(dǎo)輪；另一個(gè)是用來磨削工件的砂輪,稱為磨削輪。導(dǎo)輪軸線相對于砂輪軸線傾斜一角度,以比磨削輪低得多的速度轉(zhuǎn)動,靠摩擦力帶動工件旋轉(zhuǎn)。工件一方面旋轉(zhuǎn)作圓周進(jìn)給,另一方面作軸向進(jìn)給運(yùn)動,如圖7-7所示。無心外圓磨床特點(diǎn)：工件兩端不需預(yù)先打中心孔,安