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文檔簡介
銑工(技師、高級技師)胡家富主編第一章銑工工藝學編制和銑削加工工藝特點熟悉銑削工藝歸納分析方法和加工工藝的編制方法,掌握典型復雜零件的工藝編制和分析方法。了解銑削加工工藝的發(fā)展趨勢與提高銑削加工精度的措施。重點掌握常見銑削加工工藝難題的解決途徑與方法。第一章銑工工藝學編制和銑削加工工藝特點一、銑削加工工藝歸納與分析
零件上的平面,按其與基準面之間的位置關系可以分為平行面、垂直面和斜面,平面之間以及與其他表面連接而成的表面,通常稱為連接面。
1)可使用多種銑刀加工不同位置和類型的平面,銑刀的幾何形狀和幾何角度適宜于精密加工至粗加工各種精度的平面,盤狀銑刀可進行多重組合加工連接面。
2)銑床的功率大,采用端面銑削可進行強力銑削、高速銑削、階梯銑削等先進且高效率的加工。第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法1.平面銑削加工工藝歸納與分析3)銑床形式多樣,例如有臥式銑床、立式銑床、龍門銑床、萬能工具銑床等,可以加工不同位置、尺寸和形狀精度的平面和連
4)銑削加工平面的方法多樣化,適應各種平面的加工。
5)綜合應用銑床的功能、夾具的功能和銑刀的形式,可以加工復合斜面等較為復雜的平面。
6)各種形式的可轉位面銑刀具有更換刀片方便、使用壽命長、平面銑削效率高等特點。
直線成形面是由一根直母線沿一條曲線(導線)作平行移動而成的表面。2.直線成形面銑削加工工藝歸納與分析第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法1)銑削型面母線較短的盤狀和板狀直線成形面,通常在立式銑床上用指狀銑刀圓周刃進行加工。
2)精度較低的直線成形面可用按劃線方法銑削加工。
3)由等速螺旋線構成導線的直線成形面,可在分度頭或回轉工作臺與機床工作臺絲杠之間安裝交換齒輪,進行等速螺旋復合進給運動進行銑削,典型的實例為等速圓盤凸輪工作型面。
4)由較為復雜的函數和非函數曲線構成導線的直線成形面,一般需要通過對導線坐標點的細化,然后采用按坐標值逐點移動的方法進行銑削加工。第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法5)批量較大、母線較短的盤狀和板狀封閉直線成形面可采用仿形銑削加工方法。
6)形狀復雜、精度較高的直線成形面可采用數控銑床進行加工。
立體曲面是由直線成形面和曲線成形面、旋轉面和螺旋面等基本曲面構成。
1)在普通銑床上加工立體曲面,通常是將立體曲面分解為X、Y、Z三個方向的坐標位置進行加工的。3.立體曲面銑削加工工藝歸納與分析第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法2)在普通銑床上加工立體曲面通常采用銑刀的刀尖和圓周刃銑削形成曲面的素線,如曲面屬于直紋曲面,按圖樣提供的坐標數據采用立銑刀刀尖銑削形成曲面素線,由密集的素線包絡成曲面輪廓。
3)在普通銑床上加工螺旋和旋轉立體曲面,需要使用分度頭或回轉工作臺,以使銑床的聯(lián)動軸數增加后形成螺旋進給運動或旋轉進給運動。
4)比較復雜的立體曲面可以在仿形銑床進行加工,立體仿形銑床的仿形精度取決于模型和仿形儀的精度。第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法5)在普通銑床上可以制作仿形裝置加工立體曲面,仿形裝置通常包括模型、仿形銷、帶彈簧和重錘的工作臺等,以使銑刀或工件按模型的立體曲面作隨動運動,從而加工出與模型相同的立體曲面。
6)在仿形銑床上銑削立體曲面需要合理選擇銑削方式,經常使用的有輪廓仿形方式、分行仿形方式和立體曲線仿形方式。
7)立體曲面的粗、精加工通常是通過調整錐形仿形銷和銑刀的軸向位置來控制加工余量的。
4.直角溝槽銑削加工工藝歸納與分析第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法直角溝槽由三個平面組成,其截面形狀是三條直線,相鄰直線之間互相垂直。
1)使用定直徑或定寬度銑刀(如鍵槽銑刀、半圓鍵槽銑刀、盤形槽銑刀等)加工,以控制精度較高的槽寬尺寸,如與平鍵和半圓鍵配合的軸上鍵槽、具有配合精度要求的敞開式直角溝槽等。
2)軸上鍵槽的對稱位置對刀通常按精度等級的不同,分別采用不同的對刀方法。
3)軸上鍵槽加工通常采用V形塊定位,或采用分度頭三爪自定心卡盤裝夾,以保證工件的對稱度等主要加工精度要求。第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法4)立銑刀與盤形銑刀的安裝精度一般由制造精度和找正精度保證,寬度尺寸精度要求高的鍵槽應使用百分表找正立式銑刀與主軸的同軸度、盤形銑刀側面的端面圓跳動。
銑床上加工的螺旋溝槽,通常是阿基米德線形成的螺旋槽,可分為平面螺旋溝槽和圓柱面螺旋溝槽。
1)通常采用萬能分度頭配置交換齒輪進行加工,交換齒輪的配置有分度頭側軸配置和主軸配置兩種方法,以適應不同的導程需要。5.螺旋溝槽銑削加工工藝歸納與分析第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法2)圓柱面螺旋槽銑削加工可采用盤形銑刀或指形銑刀,銑削加工時,若采用盤形銑刀應使銑刀與工件軸線成一夾角,轉過的角度按螺旋角計算,角度的轉動一般通過工作臺或立銑頭實現。
3)圓柱面螺旋槽銑削加工中存在干涉現象,銑削干涉是由不同直徑的螺旋角變動和盤形銑刀的曲率半徑引起的,干涉會影響螺旋槽的槽形。
4)使用專用銑刀銑削螺旋槽,如麻花鉆的螺旋齒槽,必須按照設計的對刀參數進行調整,以達到符合設計參數的加工要求。5)刀具圓柱面螺旋齒槽銑削時,注意掌握單角度銑刀“挑銑”和雙角度銑刀小角度錐面靠向前刀面的基本方法,同時合理調整工作臺轉角,減少銑削干涉對刀具齒槽槽形的影響。第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法二、銑削加工工藝編制的基本方法與特點
在確定銑削加工工藝過程時,應符合銑削加工的基本方法和規(guī)律,遵循銑削加工的通用守則。1.遵循銑削加工通用工藝守則第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法表1-1銑削加工通用工藝守則第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法表1-1銑削加工通用工藝守則第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法表1-1銑削加工通用工藝守則第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法
(1)確定生產類型計算生產綱領(年產量),確定生產類型,各種生產類型的工藝特點見表1-2。2.遵循工藝規(guī)程制訂的一般程序第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法表1-2各種生產類型的主要工藝特點第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法表1-2各種生產類型的主要工藝特點第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法(2)分析加工零件的工藝性
1)了解銑削加工零件的各項技術要求,并了解零件各項技術要求的制訂依據,找出主要技術要求和銑削加工關鍵,以便在擬訂工藝規(guī)程時采取適當的工藝措施加以保證。
2)審查銑削加工零件的結構工藝性及零件結構的切削加工工藝性,以達到工件便于在機床或夾具上裝夾、減少裝夾次數、減少刀具調整與進給次數、盡可能采用標準刀具,減少刀具種類、減少切削加工難度等目標。第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法(3)確定銑削加工坯件
包括確定坯件的種類、形狀、制造方法和尺寸偏差。
(4)擬定銑削工藝過程包括工藝過程的組成、選定定位基準、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序和組合工序等。
(5)銑削加工工序設計包括劃分工藝過程的組成、確定加工余量、計算工序尺寸及其公差、確定切削用量及計算工時定額等。
(6)編制工藝文件按照標準格式和要求編制工藝文件。
3.充分發(fā)揮銑削加工的高速、高效特點第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法1)平面加工采用可轉位硬質合金刀具高速銑削、階梯銑削。
2)批量生產采用多件、多工位夾具。
3)根據工件加工面特點采用銑刀組合加工方法。
4)大型工件采用幾個方向銑頭或多個動力頭同時進行銑削加工的方法。
5)仿形銑削采用一個模型多個工件同時仿形銑削的方法。
6)使用成形銑刀銑削加工,一次銑成法向截面較為復雜的成形面或成形槽。
7)夾具采用氣動、液壓等快速夾緊機構。第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法
(1)與其他工種前后銜接軸、套、盤類工件通常與車削加工銜接,軸、套、盤類工件車工工序一般在銑削加工前完成,作為銑削加工的坯件。
(2)與其他工種穿插銜接箱體類工件和模具等特殊零件的加工工藝比較復雜,通常會有工種穿插銜接,銑削加工過程中常會有熱處理工序、鉗工劃線工序、鏜削加工工序等,此時應注意工種穿插安排的合理性。4.注意工種銜接和銑削工序銜接合理性第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法(3)普通銑削加工與數控銑削加工銜接
一些精度要求較高的模具型面、特殊零件會采用數控機床進行銑削加工,通常由普通銑床進行粗加工后進行精加工,或由普通機床加工精度要求不高的部位,由數控機床加工精度要求較高的部位,此時應注意基準面的轉換和選擇,以保證銑削工藝的正確和合理性。
(4)普通銑削加工工序銜接
1)作為基準的部位應先進行銑削加工。
2)余量多、分為粗精加工的部位應先粗后精進行銑削加工。第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法3)精度要求較高的銑削加工部位,為了減少其他部位加工對其的影響,應安排在其他銑削工序之后進行加工。
4)一次裝夾后,盡可能將可以加工的內容順序進行銑削加工。
5)銑削加工后會影響其他加工部位加工裝夾的應安排在后道工序銑削加工。第一節(jié)銑削加工工藝歸納分析與加工工藝編制方法一、箱體零件(C6150型車床主軸箱箱體)工藝規(guī)程分析
主軸箱體是機床的基礎零件之一,按照變速、換向等傳動要求。1.箱體零件的工藝分析第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析圖1-2C6150車床主軸箱箱體展開圖(1)軸孔精度
軸孔的尺寸誤差和幾何形狀誤差會造成第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析軸承與孔的配合不良。
(2)軸孔的相互位置精度同一軸線上各孔的同軸度誤差和軸孔端面對軸線垂直度誤差使軸和軸承裝配到箱體后產生歪斜,造成主軸徑向圓跳動和軸向竄動,也加劇了軸承磨損。
(3)軸孔和平面的相互位置精度C6150車床主軸箱的安裝基面是底面D和導向面E,決定了主軸與床身導軌的相互位置關系。
(4)平面的精度裝配基面的平面度影響主軸箱與床身連接時的接觸剛度,若在加工過程中作為定位基面時還會影響軸孔加工精度。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析(5)表面粗糙度
影響連接面的配合性質或接觸剛度,一般主軸孔為Ra0.8~1.6μm,其余孔為Ra1.6μm,裝配基面和定位基面為Ra0.8~1.6μm(磨削加工)或Ra1.6~3.2μm(刮削),其他平面為Ra1.6~6.4μm。
箱體材料常選用HT150~HT350各種牌號的灰鑄鐵,這是由于灰鑄鐵具有較好的耐磨性、可加工性、阻尼特性和經濟性特點。
2.箱體材料和毛坯3.C6150車床主軸箱零件圖樣分析第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析1)該零件為機床主軸箱,主要加工部位為平面和孔系,零件結構復雜,加工精度要求高,加工中應注意合理選擇定位基準及夾緊力。
2)箱體材料HT200,適用于金屬切削機床床身等比較重要的鑄件。
3)鑄件采用人工時效處理。
4)箱體上面的形位精度要求
①箱體上B面平面度為0.02mm。
②A面與D面的垂直度為0.02mm/100mm。
③C面與D面的垂直度為0.05mm/300mm。
④D面與W面的垂直度為0.02mm。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析5)箱體上孔系的形位精度要求
①Ⅰ軸軸孔的軸線對基準K、C的圓跳動分別為0.03mm/300mm。
②Ⅱ軸軸孔的軸線對基準G的平行度為0.03mm/300mm,對基準H的平行度為0.03mm/500mm。
③Ⅲ軸軸孔的軸線對基準C的平行度為0.03mm/300mm,對基準V的平行度為0.03mm/200mm。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析④Ⅳ軸軸孔內表面對基準H的平行度為0.03mm/300mm,Ⅳ軸各軸孔表面對基準C的同軸度為0.006mm;Ⅳ軸各軸孔的圓度均為0.005mm,每孔內表面相對側母線的平行度為0.01mm;Ⅳ軸軸孔的軸線對基準D和W的平行度為0.03mm/650mm。
⑤Ⅴ軸軸孔的軸線對基準Q、N的平行度均為0.02mm/200mm。
⑥Ⅵ軸軸孔的軸線對基準N的平行度為0.02mm/200mm。
4.C6150車床主軸箱箱體機械加工工藝過程(見表1-3)第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析表1-3C6150車床主軸箱箱體機械加工工藝過程第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析表1-3C6150車床主軸箱箱體機械加工工藝過程第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析表1-3C6150車床主軸箱箱體機械加工工藝過程第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析
1)主軸箱的主要加工表面是平面和孔,由于車床主軸箱的尺寸不大,剛性較好,所以平面加工一般困難不大,為盡可能減少裝配時的刮削量,平面精加工時的精度和表面粗糙度要求比較高。
2)軸孔加工時,由于刀具與輔助工具(如鉸刀和鏜桿)的尺寸受到孔徑的限制,所以剛性差、容易變形,影響孔加工的精度和效率。
3)定位基準選擇時,考慮到孔系加工的精度要求高、需要經過多次安裝、箱體零件有較大面積的平面,因此有必要采用統(tǒng)一基準。5.箱體加工工藝分析第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析①中小批生產以底面為統(tǒng)一基準,即圖1-1所示的底面D和導向面E。采用這種定位方式加工定位基準、裝配基準和設計基準重合時沒有定位誤差。箱體頂面開口向上,便于在加工過程中測量孔徑,也便于安裝、調整刀具和觀察加工情況。但箱體內隔板上軸孔加工時需用支承和導向。由于箱體底部是封閉的,只能采用圖1-3所示的吊架式鏜模,鏜模設有定位銷定位,但剛性比較差、制造安裝精度比較低。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析圖1-3吊架式鏜模示意圖
a)裝配圖b)吊架
1—鏜模板2—壓板3—吊架4—鏜套5—定位板6—定位插銷第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析②批量大時,采用頂面及兩個銷孔作為統(tǒng)一基準,如圖1-?4所示,此時工件箱口朝下,中間導向支承架可直接固定在夾具體上。夾具剛性好,有利于保證相互位置要求,工件裝卸方便。但箱體頂面向下無法在加工過程中觀察,不便于測量孔和調整刀具,通常需要采用定尺寸刀具直接獲得工件尺寸。此法的主要缺點是基準不重合,由于主軸軸線對安裝基準的平行度間接保證,所以精度較難達到,必須在裝配時進行修刮。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析圖1-?4箱體頂面定位的鏜模4)加工順序安排時應掌握以下要點第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析①人工時效工序安排。為了消除鑄造內應力,防止加工后的變形,需進行時效處理。時效處理一般應安排在粗加工平面和軸孔之后。精加工之前,對于普通機床的箱體可在毛坯鑄造后即進行時效處理,而在粗加工后、精加工之前存放一段時間,以消除加工內應力。
②粗精分開,先粗后精。箱體零件主要是平面和軸孔加工,應盡可能把粗、精加工分開,并分別在不同機床上進行。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析③先加工平面,后加工軸孔,符合箱體加工的一般規(guī)律。其中主軸箱體正面(俗稱排擋面)的磨削應放在最后,以達到外觀
④緊固螺孔等小孔的加工在軸孔精加工之后,符合先加工重要表面、后加工次要表面的原則。與軸孔相交的油孔,必須在軸孔精加工后鉆出,以免軸孔精鏜時產生斷續(xù)切削和振動。
1)平面加工。
2)孔系加工。
3)主軸孔的精加工。6.箱體加工主要工序分析第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析二、連桿(6135柴油機連桿)工藝規(guī)程分析
如圖1?5所示,6135柴油機連桿由連桿體、連桿蓋、定位套、活塞銷軸承和螺釘等組成。
(1)定位方式如圖1-6與圖1-7所示,連桿體和連桿蓋用螺釘或螺栓連接,定位方法一般有兩種:圖示是用定位套定位,另一種是用定位銷定位。(2)接合面剖分形式圖1-5所示為接合面斜剖形式,這樣連桿大頭外形尺寸較小,能從氣缸中通過,裝配較方便;另一種是直剖形式,即連桿體和連桿蓋的接合面垂直于桿身對稱面。1.連桿結構分析2.連桿體和連桿蓋零件圖樣和加工工藝過程分析第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析圖1-5連桿裝配圖第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析(3)連桿的材料常采用45鋼或40Cr鋼,第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析也有采用球墨鑄鐵的。
(4)連桿機械加工的主要技術要求
1)大、小頭孔的精度。
2)大、小頭兩孔中心距影響到氣缸的壓縮比,進而直接影響柴油機的效率,所以規(guī)定了較高的精度要求。
3)兩孔軸線的平行度誤差會使活塞在氣缸中傾斜,致使氣缸壁磨損不均勻,縮短柴油機的使用壽命,同時也會造成曲軸頸邊緣磨損。
4)大頭孔兩端面對其軸線的垂直度誤差會使曲軸的軸頸產生邊緣磨損,所以具有一定的精度要求。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析5)兩螺釘孔(定位孔)的平行度及對接合面的垂直度誤差會使連桿體和蓋的接合面結合不良,影響螺釘的承載能力,并引起大頭孔軸瓦與曲軸的曲軸頸配合不良,從而產生不均勻磨損。
(5)加工順序安排
1)大頭孔:粗鏜(拉、擴)、半精鏜、精鏜、珩磨。
2)小頭孔:鉆、粗鏜、半精鏜(或鉆、拉)、壓入活塞銷軸承后再精鏜。
3)兩端面:粗銑、精銑(或拉)、粗磨、精磨。
4)定位孔:鉆、擴、鉸、精鏜。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析5)在工序安排上首先把定位基準面加工好,一般為先銑后磨。
(6)定位基準選擇
大部分工序采用統(tǒng)一的定位基準——一個指定的端面、小頭孔及工藝凸臺,端面面積大,定位比較穩(wěn)定,有利于保證連桿的加工精度。
由于連桿的外形不規(guī)則,為定位需要,在連桿的大頭作出工藝凸臺(俗稱工藝搭子)作為輔助基面。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析(7)確定合理的夾緊方法連桿的桿身細長,剛性差、易變形,加工過程中一般應使夾緊力的方向與連桿端面平行或垂直于大頭端面,如粗、精銑削兩平面,夾緊力方向與端面平行;又如加工大、小頭孔,夾緊力垂直于工件大頭端面,并由定位元件直接承受,避免連桿產生彎曲或扭轉變形,以保證孔加工的形狀位置精度。
6135柴油機連桿的生產類型屬于大批生產,采用流水線加工。3.機械加工工藝過程第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析表1-?4連桿加工工藝過程第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析表1-?4連桿加工工藝過程第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析表1-?4連桿加工工藝過程第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析表1-?4連桿加工工藝過程第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析表1-?4連桿加工工藝過程第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析
(1)兩端面加工
連桿大、小頭端面是連桿機械加工的主要定位基準,按基準先行的原則,兩端面加工安排在各加工階段開始時進行。圖1-8在立式雙頭回轉銑床上銑削連桿兩端面4.主要工序分析第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析(2)大、小頭孔加工
大、小頭孔是連桿機械加工的重要工序,其加工精度對連桿質量有較大影響。
小頭孔是連桿加工的定位基面,一般經過鉆、擴、鉸三道工序。第二節(jié)典型零件銑削加工工藝編制和分析一、銑削加工的發(fā)展趨勢1)銑削加工的發(fā)展與多種因素有關,總的來看,銑削朝著兩個方向發(fā)展:一是以提高生產率為目的的強力銑削;一是以提高精度為目的的精密銑削。
2)由于銑削效率比磨削效率高,特別是對大平面及長寬都比較大的導軌面采用精密銑削代替磨削將大大提高生產率,因此以銑代磨成為平面與導軌加工中的一種趨勢。
3)由于銑削是多刃刀具的斷續(xù)切削,容易產生振動,從而降低了加工表面質量和精度,并影響生產率。
4)高速銑削是提高生產效率的重要手段,隨著刀具材料的發(fā)展,銑削速度也不斷提高。第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施二、提高銑削加工精度的途徑和措施
(1)銑削振動對加工精度的影響銑削振動是銑削加工的斷續(xù)切削特點和銑削方式(逆銑或順銑)、工藝系統(tǒng)剛性引起的,銑削振動直接影響銑削加工精度。
1)多切削刃刀具斷續(xù)切入工件加工表面,切削力不斷變化,引起工藝系統(tǒng)周期性振動。
2)逆銑時銑刀在切入工件加工表面時有一段滑移距離,使得刀桿抬起,切入加工表面后刀桿又被拉下,引起周期性銑削振動。
3)銑床因主軸、工作臺導軌、傳動機構等間隙引起銑削振動,影響加工精度。1.影響銑削加工精度的因素分析第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施4)銑床夾具在銑削過程中因剛性不足引起銑削振動。
5)銑刀刀桿較長、銑刀直徑或長度尺寸較大引起銑削振動。
6)工件剛性不足,或定位、夾緊不當引起銑削振動。
(2)銑床精度對銑削加工精度的影響
1)銑床主軸位置和運動精度差,如立式銑床的主軸對工作臺面的垂直度誤差大,影響加工平面的平面度;又如銑床主軸徑向圓跳動大,影響加工表面粗糙度。
2)銑床工作臺精度差,如工作臺面平面度差,會影響工件和夾具的安裝精度;工作臺橫向移動對工作臺面的平行度差,會影響工件銑削的平行度和垂直度等。第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施3)銑床的工作精度差,會綜合性地影響工件的銑削加工精度。
4)銑床使用的附件和輔具精度差,如萬能銑床換裝的立銑頭精度差,影響工件加工精度;又如換裝的插頭精度差,會影響插削加工的精度等。
5)數顯銑床的檢測裝置誤差大,會直接影響工件移距精度,影響加工尺寸控制。
(3)銑刀及其安裝精度對銑削加工精度的影響第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施1)銑刀材料選用不當,會引起刀具切削部分過早磨損,如在銑削鑄鐵時選用了YT類的硬質合金,銑削加工淬火鋼時選用高速鋼銑刀等會直接影響加工的正常進行,使得銑削加工尺寸精度難以控制。
2)銑刀形式、結構參數選用不當,會影響銑削過程的穩(wěn)定性和尺寸精度控制,如銑削車床光軸上的直角長槽時選用立式銑刀加工,致使銑刀在銑削過程中因轉速高、行程長等因素中途磨損,從而影響槽寬尺寸精度控制。第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施3)銑刀的幾何精度差,如用于鍵槽銑削的鍵槽銑刀,其刀尖部分外圓尺寸磨損后未修磨到位,殘留的部分會直接影響鍵槽的截形,使得鍵槽底部尺寸變小,形狀變異。
4)銑刀幾何角度選用不當,如前角選用不當,致使銑削過程切屑排出不順暢,影響工件表面質量。
5)銑刀安裝精度差,如盤形銑刀安裝選用的刀軸過長、銑刀安裝的位置離主軸距離過大、支架軸承調整不當間隙過大等,造成銑刀跳動,引起銑削振動和加工尺寸難以控制。
(4)工件裝夾不當對銑削加工的影響第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施1)加工薄形工件,設置的定位、夾緊部位不合理,使用的夾緊力過大會引起工件變形,影響加工精度。
2)加工細長軸缺少輔助支承,引起工件變形。
3)選用的通用夾具精度差,如平口虎鉗的定鉗口與虎鉗底面基準不垂直,引起矩形工件裝夾誤差,影響加工精度。
4)使用的專用夾具設計不合理、制造精度差,工件裝夾操作不合理,使得工件裝夾精度差,影響加工精度。
(5)銑削加工工藝步驟、操作調整不當對銑削加工精度的影響
1)銑削余量分配不合理。第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施2)切削用量選用不當。
3)銑削方法不符合規(guī)定的銑削工藝步驟。
4)銑削調整失誤,如工件找正精度差、等分工件分度計算操作錯誤、尺寸測量誤差引起調整差錯等。
5)較復雜、加工步驟較多的零件安排的加工順序錯誤,引起工件變形、尺寸鏈換算錯誤等。
(1)控制和避免銑削振動
1)盡可能選用剛性足夠的工藝系統(tǒng),如足夠的機床功率、剛性好的夾具、合理的銑刀結構尺寸、合理的夾緊方式、夾緊力等。2.提高銑削加工精度的途徑和方法第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施2)銑削操作前合理調整機床各部位的間隙,加工中注意鎖緊不使用的進給方向等。
3)選用合理的刀具切削角度和銑削用量。
4)如前述,采用先進的抑振措施。
(2)選用先進銑刀,控制銑刀及其安裝精度
1)選用各種先進可轉位刀具和整體銑刀,改善銑削過程的排屑、控制欠切和過切現象。
2)在銑削前預先測量銑刀的尺寸精度、幾何精度和成形銑刀的齒廓形狀精度。
3)檢測銑刀安裝輔具的精度,安裝過程進行精度檢測,保證銑刀安裝后的回轉精度。第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施(3)選用精度相應的夾具,合理選擇工件裝夾方式
1)小型、薄形等易變形工件裝夾應預先設定裝夾方案,合理選擇夾緊位置、夾緊力大小和夾緊裝置形式。
2)等分精度要求高的工件選用的分度頭或回轉臺應預先檢測等分精度,必要時應采用光學分度裝置。
3)使用專用夾具批量加工,注意首件留有銑削余量進行試加工,以檢測夾具精度。
4)大型工件裝夾應遵循組機加工工藝方法,預先設計裝夾方案,設置夾緊位置應防止變形,保證工件在銑削中保持正確的加工位置。
(4)選用相應精度的銑床,檢測銑床精度第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施1)根據加工精度選用相應精度的銑床。
2)使用銑床應預先檢測機床的精度,特別是對加工部位有直接影響的精度應重點檢測。
3)對機床工作臺位移精度的檢測直接影響工件加工尺寸精度的控制,通常可通過借助百分表等測微量儀進行控制。
4)使用精度稍低于需求的銑床加工,應通過合理的間隙調整、精度檢測,借助精度較高的測微量儀,以提高機床工作臺的位移精度。
(5)選用先進的銑削加工方法第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施1)平面銑削可選用強力、階梯銑削法提高加工效率和加工精度。
2)能采用展成加工方法的盡可能采用展成銑削,如滾子鏈輪的輪齒銑削可在立式銑床上用立式銑刀采用展成方法進行加工,以提高銑削加工精度。
3)采用旋風和高速銑削方法,提高球面、花鍵等零件的銑削加工精度。
4)靈活使用標準銑刀改制、組合等方法,提高銑削加工效率和尺寸、形狀精度。
5)靈活運用大型機床組合加工方法,提高大型工件的加工精度。第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施6)采用光學、電測技術提高測量檢驗精度,有效控制精加工余量,以提高銑削精加工的尺寸控制精度。
7)形狀比較復雜的零件表面采用數控加工模型,普通銑床配置仿形裝置,或在仿形銑床上進行仿形銑削,以提高型面加工精度。第三節(jié)銑削加工發(fā)展趨勢與提高加工精度的措施一、大型零件和小型零件銑削加工
大型零件的銑削加工是拼組機床加工的主要內容,也是銑工工藝的難點之一。
(1)拼組銑削加工的特點
1)大型零件絕大部分不作運動,即使運動也是簡單的回轉運動或間隙分度運動,如銑削大型齒輪需要進行間隙分齒運動。
2)拼組機床沒有專用的機座。
3)拼組的機床部件根據零件的加工部位就位。
4)加工裝置是按零件加工部位的要求,用通用機床或部件拼組而成的。1.大型零件拼組機床銑削加工第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*(2)適用范圍
1)適用于單件或某些小批大型零件的銑削加工。
2)適用于缺乏與大型零件適應的大型專用、通用設備的場合。
3)適用于大型設備的現場維修銑削加工。
拼組機床銑削加工的工藝裝配通常包括三個部分:切削部件、傳動部件和支承部件。2.大型零件拼組銑削加工常用的工藝裝備第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*圖1-9機床拼組加工常用部件(1)切削部件
用于銑削的切削部件要求具有一定的直第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*線或回轉運動的精度與剛度,如動力頭主軸的徑向圓跳動一般應小于0.03mm;主軸的徑向剛度一般為100~300N/μm,規(guī)格較大的主軸應取較大值。
(2)傳動部件
用于銑削加工的傳動部件要求體積小、重量輕,有適合各種加工的切削速度或進給量,如銑鏜動力頭、回轉工作臺等,主切削功率一般在3~17kW。
(3)支承部件
用于銑削加工的支承部件要有一定的剛度和導向精度,導向尺寸應注意通用化,以便于拼接和互換。
3.大型零件拼組加工機床的定位、裝夾和測量第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*(1)拼組機床加工的定位方法
1)按照工件上所需加工的表面劃線定位。
2)利用工件上已加工表面定位。
3)根據已定位的機床部件來調整加工另一表面的機床部件的位置,定位時一般可按機床部件的主軸、導軌或平整的基面進行測量和調整。
4)必要時可以制造輔具保證機床部件的安裝精度。
(2)拼組機床部件和大型工件裝夾注意事項
1)穩(wěn)固可靠,使其在加工中不致引起相對位置的變化,若工件上沒有合適的裝夾部位時,可在其非工作面上用焊接或裝配的方法,臨時增加一些裝夾基面。第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*2)防止裝夾變形對加工精度的影響,如圖1-10所示,橫梁緊固時應夾壓在梁壁上面,不能夾壓在導軌面上,否則會影響加工精度。圖1-10裝夾基準面的選擇
a)臨時裝夾基準面b)夾壓部位選擇第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*表1-5拼組機床加工部分位置精度測量方法(3)拼組機床加工的測量測量是拼組加工的一個關鍵環(huán)節(jié),是機床部件拼組時的正確定位、加工中調整和控制機床部件的運動精度以及加工精度檢查的主要依據。第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*表1-5拼組機床加工部分位置精度測量方法第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*表1-5拼組機床加工部分位置精度測量方法第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*
(1)1200軋機機架內窗口平面銑削加工
如圖1-11所示,機架內窗口平面加工時,雙面銑削頭裝在雙立柱上,立柱裝在帶有回轉盤的雙向滑座上。圖1-111200軋機機架內窗口平面的銑削加工
1—工件(軋機機架)2—雙立柱3—雙面銑削頭
4—銑刀5—上滑座6—下滑座7—床身4.典型零件拼組機床銑削加工實示例第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*(2)精密球面的銑削加工
1)心軸兩端用固定頂尖支承定位,以保證工件具有較高的回轉精度。
2)心軸上有卸荷裝置,頂尖上受的載荷小可以減輕心軸頂尖孔的磨損。
3)刀架回轉臺采用Y38型滾齒機的工作臺,從而保證刀架有較高的回轉精度。圖1-12精密球面的銑削加工
1—回轉工作臺2—心軸3—球面工件
4—卸荷裝置5—刀具6—刀架第四節(jié)銑削加工工藝難題解決途徑與方法*4)注意精心調整回轉臺軸線和工件軸線在同一平面內,且相交于球心。
(3)大模數圓柱齒輪的銑削加工如圖1-13所示,用拼組機床銑削加工模數m=22,齒數Z=192的大模數圓柱齒輪,分度盤用滾輪定位,齒坯以止口為定位基準,夾緊時采用8塊壓板將工件夾緊在分度盤上。圖1-13大模數圓柱齒輪的銑削
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