机械加工重点

形状公差 位置精度 数字越大 表面越粗糙 切削运动 刀具和工件的相对运动 切削运动分为主运动和进给运 动 主运动 提供切削可能性的运动 主运动只有一个 进给运动 提供连续切削可能性的运动 进给运动可以有多个 切削用量包括切削速度 进给量和背吃刀量 背吃刀量 已加工表面和待加工表面之间的垂直距离 用 ap 表示 切削速度 100060 sm dn v 背吃刀量mm 2 d d minmax v 切削速度 d 工件直径 n 工件转速 dmax 待加工表面直 径 dmin 已加工表面直径 p 背吃刀量 切削用量的合理选择问题 1 粗加工按 ap f v 的顺序选择 粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多余金属 只 留后续工序的加工余量 所以应根据毛坯尺寸首先选择 p 粗加 工不必考虑表面粗糙度 在 p确定后 选取大的 f 减少走刀时 间 p和 f 确定后 在机床功率和刀具耐用度允许的前提下选择 v 2 精加工按 v f p的顺序选择 精加工的主要目的是保证产品质量和降低零件的表面粗糙度 因此首先应选择尽可能高的 v 然后选择达到表面粗糙度要求的 f 最后再根据精加工余量决定 p 为了研究刀具的几何角度 建立三个辅助平面 基面 通过主 切削刃上的某一点 与该点切削速度方向垂直的面 切削平面 通 过主切削刃上的某一点 与该点加工表面相切的面 正交平面 通 过主切削刃上 一般加工韧性材料 应取较大的前角 加工脆性材料 应取较 小的前角 前角的取值范围常在 5 25 之间 车刀的几何角度 前角 在正交平面中 前刀面与基面之间的夹角 后角 在正交平面中 主后刀面与切削平面之间的夹角 主偏角 Kr 在基面上 主切削刃的投影与进给方向的夹角 副偏角 Kr 在基面上 副切削刃的投影与进给反方向的夹角 刃倾角 s 在切削平面中 主切削刃与基面之间的夹角 当刀尖在主切削刃上最高点时 s 为正值 反之为负值 刀具角度的合理选择问题 原则 粗加工时 为了提高切削效率 切削力会较大 因此强 度要高 精加工时 切削力较小 为了保证零件质量因此刀具较锋 利 粗加工 前角 后角均小 强度高 精加工 前角 后角均大 刀具锋利 主偏角 车台阶轴取 90 度 既车外圆又车端面 取 45 度 副偏角 为降低表面粗糙度 取小值 一般为 5 15 度 刃倾角 粗加工常取负值 精加工取正值 金属的切屑类型 常见的切屑有如下三种 a 带状切屑 用大前角刀具 高切削速度 小进给量加工塑性 材料时出现 形成带状切屑时 切削力平稳 表面光洁 但切屑连 续不断 不安全或容易刮伤已加工表面 b 节状切屑 用低切削速度 大进给量加工中等硬度的钢材时 出现 形成这种切屑时 金属经弹性变形 塑性变形 挤裂和切离 阶段 是典型的切削过程 但切削力波动大 工件表面粗糙 c 崩碎切屑 加工铸铁 黄铜等脆性材料时出现 形成这种切 屑时 切削热和切削力均集中在刀刃和刀尖 刀具容易磨损 积屑瘤的影响 1 保护切削刃 粗加工时 希望产生积屑瘤 2 本身不断形成和脱落 会引起振动 影响工件表面粗糙度 精加工不希望产生积屑瘤 切削力 1 切向力 切削力 Fz 总切削力在主运动方向上的正投影 其大小约占总切削力的 95 99 是三个分力中最大的 消耗功率最 多的分力 它是机床动力 重要零件的强度和刚度设计和校核的主 要依据 2 轴向力 进给力 Fx 总切削力在进给方向上的正投影 其大小约占总切削力的 1 5 它是设计和验算机床进给机构必须的 参数 3 径向力 背向力 Fy 总切削力在垂直工作平面上的分力 它作用在工件刚性较差的方向 容易使工件变形 同时引起振动 影响加工精度 所以加工刚性较差的工件 如细长轴 时 应该力 求减少切削力 皮带传动 如果考虑皮带与皮带轮之间的滑动 其传动比为 i d1 d2 n2 n1 式中 d1 主动皮带轮的直径 d2 被动皮带轮的直径 n1 主 动皮带轮的转速 n2 被动皮带轮的转速 滑动系数 约为 0 98 传动比 i z1 z2 n2 n1 涡轮 蜗杆传动的优点是 可获得较大的降速比 传动平稳 噪音小 结构紧凑 其缺点是传动效率低 并需要良好的润滑条件 齿轮齿条传动机构可将旋转运动转变为直线运动 当齿轮为主 动轮时 也可将直线运动转变为旋转运动 当齿条为主动件时 在实际运用中 以前者居多 齿轮齿条传动的效率很高 但制造精 度不高时 传动的平稳性和准确性较差 丝杆 螺母传动的优点是工作平稳 无噪音 其缺点是传动效 率较低 如果工件的转速加快 进给量是否会变化 答 所谓进给量 是指主轴转一圈 一个工作循环 刀架沿进 给方向移动的距离 只要进给箱的挂轮手柄没有调整 主轴到进给 箱的传动比没有变化 进给量就不会发生变化 问题 今欲在铣床上加工一个 12 等分的零件 分度手柄应转多 少圈 用分度盘的哪个孔圈 扇形夹应张开多少个孔距 已知 分度盘孔圈孔数有 24 25 28 30 37 解 因为主轴上固定有齿数为 40 的蜗轮 它与单头蜗杆相啮合 当分度手柄转一圈的同时 主轴 工件 转动了 1 40 转 即 设工件等分数为 Z 则每次分度时 工件应转过 1 Z 因此手柄 转数 根据题中已知条件 可选孔圈数 24 扇形夹张开孔距为 8 孔 可选孔圈数 30 扇形夹张开孔距为 10 孔 车削的工艺特点 1 粗加工 经济精度可达到 IT10 表面粗糙度在 25 12 5 之间 精加工 经济精度可达 IT7 左右 表面粗糙度 Ra6 3 1 6 之间 2 易于保证相互位置精度要求 一次装夹可加工几个不同的表 面 避免安装误差 3 刀具简单 制造 刃磨和安装方便 容易选用合理的几何形状 和角度 有利于提高生产率 4 应用范围广泛 几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端 面 均可以用车削方法达到要求 5 可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工 有色 金属的高精度零件不适合采用磨削 铣削的工艺特点 1 铣削加工的精度可达 IT10 IT7 表面粗糙度可达 6 3 1 6 左 40 401 1 工件转速 手柄转速n 40 401 1 工件转速 手柄转速n 40 401 1 工件转速 手柄转速n 3 1 3 12 40401 40 zz n 右 2 生产效率高 铣刀是多刀齿刀具 铣削时有几个刀齿同时参加 切削 主运动是刀具的旋转 所以铣削的生产效率比刨削高 3 容易产生振动 铣刀的刀齿切入和切出时产生振动 加工过程 中切削面积和切削力变化较大 4 刀齿的散热条件较好 在刀具旋转过程的不切削时间内 刀具 可以得到一定的冷却 5 与刨床相比 铣床价格高 适用于批量生产 牛头刨床的摆杆机构的特点 返回行程比工作行程时间快 刨削加工的工艺特点 1 加工精度通常为 精刨 IT7 IT10 粗糙度 Ra 为 6 3 1 6 之 间 2 通用性好 刨床简单 价格低 调整和操作简便 刨刀形 状简单 制造 刃磨方便 3 生产率一般比较低 主运动为往复直线运动 返回行程不参加 切削 4 适用于单件小批生产 镗孔加工的工艺特点 1 镗床主要用于加工大型工件或形状复杂工件上的孔和孔系 例 如变速箱 发动机缸体等 2 镗孔尺寸公差等级可达 IT8 IT7 表面粗糙度值一般为 1 6 0 8m 3 镗孔可以校正孔原有的轴线偏差或位置偏差 钻削的工艺特点 1 钻削属于低精度 IT11 IT13 和高表面粗糙度的 Ra50 12 5 加工方法 2 容易产生 引偏 是加工过程中由于钻头弯曲产生孔径扩大 孔不圆等缺陷 原因是刀具呈细长状 刚性较差 3 排屑困难 钻孔在半封闭的状态下进行 切下来的切屑沿刀具 两侧的螺旋槽上升 容易与已经加工出的表面发生摩擦和挤压 刮伤已加工表面 降低表面质量 4 切削热不容易传散 切削液难以传到切削区 限制切削速度的 提高 磨削的工艺特点 1 磨削的精度高 IT6 IT5 粗糙度低 Ra0 8 0 2 砂轮表面有 极多的切削刃同时参加切削 2 可以加工一些难以加工的材料 如淬火钢 高速钢以及毛坯的 清理 3 切削速度高 30m s 以上 切削温度高 1000 以上 使用 冷却液 4 砂轮有自锐作用 这是其它刀具所不具备的 即磨粒不断脱落 新的磨粒又是锋利的 5 磨削力的径向分力较大 因此 在达到尺寸以后 还要进行多 次无进给磨削 齿轮加工概述 齿轮应用广泛 常见的有圆柱齿轮 圆锥齿轮及蜗杆蜗轮等 其中以渐开线圆柱齿轮应用最广 圆柱齿轮中 齿向平行于轴线 的称直齿轮 齿向呈螺旋线形状的称斜齿轮 其齿廓曲线通常采 用渐开线 为了保证齿轮的传动质量 对齿轮加工提出下列要求 1 传动运动的准确性 为保证齿轮传动速比的准确性 应要 求齿轮一转内转角误差不超过允许值 为此 在齿轮加工中 分 齿应均匀 2 传动的平稳性 所谓传动平稳 是指振动和噪音小 冲 击要小 因此 应限制局部齿形的制造误差 以限制瞬时速比的 变动量 3 载荷分布的均匀性 为避免造成齿面应力集中 局部磨 损 影响使用寿命 4 齿侧间隙 指齿轮副在工作状态下 非工作齿面间应有 一定的间隙 以补偿齿轮的加工和安装误差 补偿热变形 保证 齿轮能自由回转和贮存润滑油 齿侧间隙是由工作条件确定的 制造时 通过控制齿轮齿厚来获得 为了适应机械产品不同的需要 我国将渐开线圆柱齿轮分为 12 个精度等级