常用加工方法综述.ppt

成形工艺基础 切削3 1 常用加工方法综述 成形工艺基础 切削3 2 1车削的工艺特点及其应用 在零件的组成表面中 回转体用的最多 因此 车削方法应用最多 车床种类也应运而生 繁多 一 车削的工艺特点1 位置精度易于保证 2 连续切削平稳高效 3 有色金属精车为好 成形工艺基础 切削3 3 4 刀具简单成本较低 5 适应广泛批量不限 二 车削的应用多种形面都可车 车床稍改应用广 粗短重件用立车 复杂小件用转塔 大批小件自动车 在车床上 利用卡盘 花盘可以加工不规则的各类工件 如弯管 曲轴 偏心轮等 成形工艺基础 切削3 4 2钻 镗削的工艺特点及其应用 孔是零件的基本表面之一 孔加工方式很多 钻孔 镗孔 扩孔 铰孔 拉孔 磨孔等等 钻孔最基本 钻孔定义 用钻头在实体材料上加工孔 常用钻床有 台床 立式钻床和摇臂钻床 一 钻削的工艺特点1 容易引偏 成形工艺基础 切削3 5 含轴线歪斜和孔径扩大 孔径不圆引偏原因 1 因麻花钻本身 细又长 钻心细 接触差 负前角 2 轴向力大 易弯曲 3 刃磨不对称 导至刚性差 成形工艺基础 切削3 6 防 引偏 的措施 1 预钻定心坑 2 钻套导向好 3 努力对称磨 2 排屑困难塞屑 划伤孔壁 卡钻头 扭断钻头改进措施 1 钻深孔时 反复退刀排屑 2 修磨分屑槽 参见补充 成形工艺基础 切削3 7 3 切削热不易散二 钻削的应用钻孔为孔的粗加工 预加工 效率低 但应用广 为保质又保量 批量生产可以应用钻模 多轴钻或组合机床 三 扩孔和铰孔1 扩孔用扩孔工具扩大工件孔径的加工 成形工艺基础 切削3 8 扩孔的特点 可由扩孔钻结构特点看到 没有横刃麻烦少 容屑槽浅刚度好 齿多棱多切削稳 大孔二钻效率高 先钻后扩更是好 2 铰孔相对扩孔铰孔有优点 1 校准孔径 修光壁 2 低速力小质量高 成形工艺基础 切削3 9 钻 扩 铰刀定径刀具 市场有售 易买好用 典型工艺 钻 扩 铰 3 锪孔和锪凸台 锪 huo 四 镗孔镗孔可在车床 镗床等多种机床上进行 本节主要介绍镗床镗孔 1 单刃镗刀镗孔 成形工艺基础 切削3 10 适应广泛又灵活 粗精孔径无限制纠正轴歪与位偏 扩孔铰孔只等闲 单刀独镗力有限 保了精度效率低 2 多刃镗刀镗孔应用较多 浮动镗刀 工作情况 浮动镗刀属多刃 镗孔质量相对高 操作简便效率高 难纠轴歪和位偏 相对单刃成本高 适合批量大径孔 成形工艺基础 切削3 11 3刨 拉削的工艺特点及其应用 刨削适合加工 平面 沟槽 成形面等 常见刨床有 牛头刨床 龙门刨床 插床等 一 刨削的工艺特点1 设备工具通用好 2 生产效率比较低 原因 1 直线往复速度低 2 刃长有限刨削慢 成形工艺基础 切削3 12 3 返程悠闲更急人 窄长表面 多刨刀加工比铣削效率高 二 刨削的应用刨削多用于 单件 小批生产或维修与模具加工中 插削简介插床 又称立式牛头刨床 主要用于加工工件的内表面 如长孔 方孔 多边形孔和孔内键槽 花键槽等 还可加工各种外表面 成形工艺基础 切削3 13 插床的工作效率较低 多用于单件小批量生产和修配工作 三 拉削 多刀齐刨是拉削拉削特点 1 一刀能完活 效率真是高 2 加工质量好 平稳光洁又准确 3 拉床 操作都简单 成形工艺基础 切削3 14 4 拉刀成本确实高 活多能摊平 多揽活5 加工范围广 6 盲 深 台孔拒 成形工艺基础 切削3 15 4铣削的工艺特点及其应用 铣削是平面加工的基本方法 常用铣床有 升降台卧式铣床 立式铣床 双端面铣床等 一 铣削的工艺特点生产率较高 多齿高速铣 易产生振动 铣削力变化 刀齿散热好 冲击损害重 二 铣削方式 成形工艺基础 切削3 16 加工平面 可以用周铣法 也可用端铣法 1 周铣法用圆柱铣刀的圆周刀齿加工平面 周铣可进一步分为 顺铣和逆铣 在切削部位刀齿的旋转方向和工件的进给方向相反时 为逆铣 相同时 为顺铣 逆铣特点 切屑厚度由薄到厚 成形工艺基础 切削3 17 切初挤滑刀损加剧 铣削力消除台窜动 防台窜黑皮用逆铣顺铣特点铣屑开始厚 铣刀能耐用 铣力压工件 稳定少振动 机台有窜动 又怕有黑皮 相对逆铣比 适合精加工 成形工艺基础 切削3 18 2 端铣用端铣刀的端面刀齿加工平面 端铣法铣平面 由于端铣刀刀杆伸出较短 刚性好 同时参与切削的刀齿较多 切削力波动小 铣削中振动小 因而可用较大的切削量铣平面 提高了生产效率 3 周铣法与端铣法的比较 简单归纳之 成形工艺基础 切削3 19 端铣多齿过程稳 刀具耐用工件光 刀杆短悬刚度好 硬质刀片铣效高 周铣刀具式样多 各种场合有采用 三 铣削的应用铣削的主要工作如图所示 有平面 台阶 沟槽 成形面 齿面加工及切断 还可以加工孔 成形工艺基础 切削3 20 5磨削的工艺特点及其应用 磨削涵义 用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法 磨床种类很多 有 外圆磨 内圆磨 平面磨床等 一 磨削工具是由磨粒组成的 其种类很多 有 砂轮 油石 砂瓦 砂布 砂纸 砂带和研磨膏等 成形工艺基础 切削3 21 砂轮最具代表 砂轮的性能由磨粒的种类和大小 结合剂的种类 硬度及组织等参数决定 1 磨料砂轮按磨料种类不同可分为两大系 GB T2476 1994规定了两系的名称和代号 1 刚玉系目前常用的有棕刚玉 A 白刚玉 WA 棕刚玉韧性大 耐压高 价格便宜 多用于加工硬度较低的塑性材料 如中 低碳钢等 成形工艺基础 切削3 22 白刚玉硬度较高 切削刃锐利 适合加工高碳钢 高速钢等 2 碳化物系最常用的有黑碳化硅 C 硬度比刚玉类磨料高 性脆而锋利 适用于加工抗拉强度低的金属及非金属材料 如灰铸铁 黄铜 铝 岩石及皮革和硬橡胶等 绿碳化硅 GC 硬度和脆性略高于黑碳化硅 适用于加工硬而脆的材料 如磨削硬质合金 成形工艺基础 切削3 23 玻璃和玛瑙等 3 超硬磨料有人造金刚石 MBD RVD 和立方氮化硼 CBN 主要用于磨削硬质合金 光学玻璃 宝石 陶瓷等高硬度材料及磨削高性能高速钢 不锈钢 耐热钢及其磨削难加工材料 2 粒度粒度表示磨料颗粒的大小 粒度用筛选法分级 以每英寸筛网长度上筛孔的数目表示 成形工艺基础 切削3 24 粒度的大小对磨削生产率和表面粗糙度都有很大的影响 一般粗磨削用粗磨粒 粒度号数小 精磨削时选用细磨粒 粒度号数较大 微粉 号数前加字母W 适用于研磨等加工 3 结合剂结合剂是将磨粒固结在一起 使之具有一定的形状和强度 便于有效的进行磨削工作 在国标GB T2484 1994中规定了结合剂的名称及代号等内容 其中 陶瓷结合剂 代号V 应用 成形工艺基础 切削3 25 最广 除切断砂轮外 大多数砂轮都用它 树脂结合剂 代号B 用于制造高速砂轮 薄砂轮等 还有橡胶结合剂 代号R 菱苦土结合剂 代号Mg 等 4 硬度硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度 磨粒容易脱落的 砂轮的硬度就低 称为软砂轮 成形工艺基础 切削3 26 磨粒难脱落的 砂轮的硬度就高 称为硬砂轮 为了适应各种不同加工需求 砂轮的硬度有软 中 硬不同级别 GB T2484 1994规定由软至硬用字母顺序排列为 A B C D E F G H J K L M N P Q R S T Y共19级 5 组织砂轮的组织指磨粒和结合剂的疏密程度 反映了磨粒 结合剂 气体三者之间的比例关系 成形工艺基础 切削3 27 砂轮组织由0 1 2 14共15个号组成 号数愈小 组织愈紧密 组织号大 砂轮不易堵塞 切削液和空气容易带入磨削区域 可降低磨削温度 减少工件变形和烧伤 也可提高磨削效率 但组织号大 不易保持砂轮的轮廓形状 普通磨常用4 7号组织的砂轮 二 砂轮的形状 尺寸和代号为便于选用砂轮 在砂轮的非工作表面上印有特性代号 如 成形工艺基础 切削3 28 砂轮1 300 50 75 A60L5V 35m sGB2485按砂轮技术条件标准规定其标志含义为 外径300mm 厚度50mm 孔径75mm 磨料为棕刚玉 代号A 粒度60 硬度为L 5号组织 陶瓷结合剂 代号V 最高工作速度35m s的平形砂轮 代号1 成形工艺基础 切削3 29 技术条件标准号为GB T2485 1994 三 SG砂轮 人造金刚石和立方氮化硼砂轮1 SG砂轮20世纪80年代 美国推出两种新的陶瓷刚玉磨料Cubitron 3M公司 和SG Norton Cubitron经过化学陶瓷处理 SG经过晶体凝胶化处理 干燥固化后破碎成颗粒 最后烧结成磨料 这与原来的刚玉 A WA等 经熔炼后冷却固化 然后破碎的制法不同 成形工艺基础 切削3 30 SG韧性好 为棕刚玉A 白刚玉WA的2 2 5倍 晶体很小 0 1 0 2 m 而原来的刚玉为5 10 m 耐磨 自锐性好 磨粒锋利 形状保持好 寿命长 但它的制造成本高 目前常用的是SG与WA 或A 的混合砂轮 其中SG所占比例有100 50 30 20 10 等多种 分别称为SG SG5 SG3 SG2 SG1砂轮 成形工艺基础 切削3 31 纯SG砂轮用于粗磨 SG5 SG3 SG2和SG1砂轮用于精磨 除此以外 还有SG与GC 绿碳化硅 混合的砂轮以及SG与CBN 立方氮化硼 混合的砂轮 后者称为CVSG 在发达国家已普遍采用 2 人造金刚石砂轮人造金刚石砂轮由磨料层 过渡层和基体三部分组成 磨料层由人造金刚石磨粒和结合剂组成 厚度约为1 5 5mm 起磨削作用 成形工艺基础 切削3 32 过渡层不含人造金刚石 单由结合剂组成 其作用是使磨料层与基体牢固地结合在一起 并使磨料层能全部得到使用 基体起支承磨削层的作用 并通过它将砂轮紧固在磨床主轴上 基体常用铝 钢 铜或胶木等制造 人造金刚石砂轮用于磨削超高硬度的脆性材料 如硬质合金 花岗石 宝石 光学玻璃和陶瓷等 还可磨削一定韧性的热喷焊耐磨焊接 成形工艺基础 切削3 33 如NiCr15C NiWC35等 人造金刚石砂轮中金刚石的含量用浓度表示常用的浓度有150 100 75 50 和25 五种 所谓100 浓度 是指磨料层每立方厘米体积中含有4 39克拉 1克拉 0 2g 金刚石 50 浓度是指每cm2中含有2 2克拉金刚石 高浓度人造金刚石砂轮适于粗磨 小面积磨削和成形磨削 成形工艺基础 切削3 34 低浓度人造金刚轮适于精磨和大面积磨削 青铜结合剂 代号M 的人造金刚石砂轮常采用100 150 的浓度 树脂结合剂的人造金刚石砂轮常采用50 75 的浓度 3 立方氮化硼砂轮由于立方氮化硼磨粒非常锋利又非常硬 其寿命是刚玉磨粒的100倍 因而在立方氮化硼砂轮上只有一薄层立方氮化硼 成形工艺基础 切削3 35 立方氮化硼砂轮用于磨削超硬的高韧性的 难加工钢材 如高钒高速钢 耐热合金等 但需采用经改制的特殊水剂切削液而不能采用普通的水剂切削液 三 磨削过程磨削实质 滑擦 刻划 切削 三作用综合之 自锐性 脱落露新 破碎生新但 失去微刃等高性 损坏形状准确性 成形工艺基础 切削3 36 四 磨削的工艺特点1 精度高粗糙度小 因 刀刃锋利 切层薄细 磨床 精度高 刚度好 可微调 保证精细加工 2 砂轮有自锐作用 可强力连续磨削 3 背向力Fp较大 因 砂轮接触宽 磨粒负前角 成形工艺基础 切削3 37 要注意 背向力过大会造成 加工细长轴生 腰鼓形 增加走刀次数降低效率 4 磨削温度比较高会 烧伤工件 软化磨屑 堵塞砂轮 足量冷却液冲洗 最关键的一条 5 磨削高硬件 成形工艺基础 切削3 38 五 磨削应用与发展磨削不仅用于精细加工 而且广泛用于粗荒加工 1 外圆磨削1 在外圆磨床上 纵磨法特点 磨削力小 生热少 散热好 精度高 适应广 效率较低 横磨法 成形工艺基础 切削3 39 窄面宽轮连续横进 高效 生热多 适合刚性轴 综合磨法先横磨 再纵磨 深磨法大切深 慢纵磨 2 无心外圆磨床磨外圆无心外圆磨削使用的是无心外圆磨床 无心外圆磨床的结构完全不同于一般的外圆磨床 其工作原理如图 成形工艺基础 切削3 40 无心外圆磨特点 不用中心孔 易装夹 易于自动化 效率高 细长光轴优点突出 有槽有面 无心难磨 带孔者难保同心度 调整复杂 单件不宜 2 孔的磨削 成形工艺基础 切削3 41 通常在内圆磨床或万能外圆磨床上磨削内圆 磨内孔也分为纵向法和横向法 与铰孔和拉孔相比 磨孔有特点 宜加工淬硬孔 保证精度要求 孔径不限 灵活 比铰 拉效率低 与磨外圆相比 成形工艺基础 切削3 42 表面粗糙 生产率低 速度低 润滑差轴细刚度差 轮小转速低 砂轮不耐用 3 平面磨削平面磨分为 周磨与端磨 周磨精加工 端磨粗加工 成形工艺基础 切削3 43 按工作台分 矩形工作台立轴圆形工作台卧轴4 磨削发展简介 高精度 小粗糙度磨削它包括精密磨削 Ra0 10 0 05 m 超精磨削 Ra0 025 0 012 m 和镜面磨削 Ra0 008 m 可以代替研磨加工 省工又省力 进行精磨时 成形工艺基础 切削3 44 要求磨床精度和运动平稳性较高 合理选用工艺参数 砂轮要经精细修整 保证砂轮磨粒具有微刃和微刃等高性 高效磨削有高速磨削 强力磨削和砂带磨削 特点 生产率高 高速磨削是指磨削速度 轮 50m s的磨削形式 由于磨削速度高 单位时间内通过磨削区的磨粒数 成形工艺基础 切削3 45 增多 磨屑厚度变薄 切削负荷减小 砂轮的耐用度也提高 由于磨粒切削厚度小 工件表面残留面积的高度小 因此表面精细 粗糙度值也小 同时 磨削中的背向力FP也变小 特别有利于保证刚度较差工件的加工精度 强力磨削以大磨削深度和小纵向进给速度磨削 又称缓进深切磨削或深磨 成形工艺基础 切削3 46 适于加工各种成形面或沟槽 特别能有效的加工耐热合金等难切削材料 还可以从铸 锻毛坯件直接磨出合乎要求的零件 效率很高 砂带磨削应用广 发展快 不仅制造业 而且广泛运用于建筑装饰业中 砂带磨削设备结构简单 制造方便 磨削时砂轮回转为主运动 工件由输送带带动作进给运动 磨地板 砂带机移动 工件 成形工艺基础 切削3 47 经过支承板上方的磨削区即完成加工 砂带磨削效率高 加工质量好 磨削热少 具有 冷态磨学 之美称 对材料 加工尺寸适应范围广 综合成本低 又适应各种复杂形面 小结 成形工艺基础 切削3 48 本章内容很多 又是本课程的重点核心 课堂上 进行了分析 讨论 并归纳出了各节的要点 请同学们 课后整理一下 结合教材内容 看看还有哪些遗漏 不足 不够清楚的 提出来 我们进行进一步的讨论与切磋 作业P72复习题 思考与练习题 成形工艺基础 切削3 49 成形工艺基础 切削3 50 成形工艺基础 切削3 51 成形工艺基础 切削3 52 成形工艺基础 切削3 53 成形工艺基础 切削3 54 成形工艺基础 切削3 55 成形工艺基础 切削3 56 成形工艺基础 切削3 57 成形工艺基础 切削3 58 成形工艺基础 切削3 59 成形工艺基础 切削3 60 成形工艺基础 切削3 61 成形工艺基础 切削3 62 成形工艺基础 切削3 63 成形工艺基础 切削3 64 成形工艺基础 切削3 65 成形工艺基础 切削3 66 群钻群钻是倪志福同志在长期的生产实践和科学实验中 不断总结经验 改变钻头切削刃的几何形状和性能 而创造出来的一种新型钻头见图示 群钻头的特点是 主切削刃分为三段 外刃 内刃 圆弧刃 横刃变短 变尖 在一边外刃上磨出分