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课题二平面加工

钳加工平面的方法:錾削、锯削、锉削、刮削、研磨等。概述:錾削是钳工操作中最基本的一项技能,它主要用于不便于机械加工的场合,学好它对今后锯削、锉削姿势的掌握可起到良好的作用,所以掌握錾削的操作技巧是非常重要的。一、錾削1、錾削的概念:

錾削是利用锤子锤击錾子,实现对工件切削加工的一种方法。2、应用范围:

除去毛坯的飞边、毛刺、浇冒口,切割板料、条料,开槽以及对金属表面进行粗加工等

。3、作用:

就是錾掉或錾断金属,使其达到所需的形状和尺寸。4、特点:

錾削加工具有很大的灵活性,它不受设备、场地的限制,可以在其他设备无法完成加工的情况下进行操作。目前,一般用于凿油槽,刻模具和錾断板料等方面。它是钳工需要掌握的基本操作技能之一。(1)錾子1.錾削工具

錾子一般由碳素工具钢T7或T8,经过锻造并将切削部分磨成所需的楔形后,经刃磨和热处理后制成。

其硬度要求是:切削部分为HRC52~57,头部为HRC32~42。结构:它由切削刃、斜面、柄部、头部四个部分组成,如图所示。柄部一般做成八棱形,头部近似为球面形,全长170mm左右,直径为18~20mm。斜面柄部头部切削刃60°170切削部分1)錾子的种类常用的錾子有扁錾、尖錾和油槽錾,如图所示。1、扁錾:切削部分扁平,刃较长,刃口略带圆弧形。主要用于錾削平面、去毛刺、凸缘和分割板料。2、尖錾(窄錾):切削刃较短,从刃口到錾身逐渐变窄,以防止卡住。主要用来錾削沟槽及板料的曲线分割。3、油槽錾:刃短且呈圆弧形,切削部分为弯曲状。主要用来錾削各类油槽。扁錾油槽錾尖錾从前期所学的切削知识可知:要想錾子能顺利地切削,它必须具备两个条件:一是切削部分的硬度比材料的硬度要高;二是切削部分必须做成楔形,也就是必须具有一定的切削角度。2)錾子的几何角度1、錾子切削部分的两面一刃

(1)前面:

錾子工作时与切屑接触的表面。

(2)后面:

錾子工作时与切削表面相对的表面。

(3)切削刃:

錾子前面与后面的交线。2、錾子切削时的三个角度

(1)楔角β0:前面与后面所夹的锐角。

(2)后角α0:后面与切削平面所夹的锐角。

(3)前角γ0:前面与基面所夹的锐角

3.錾削角度的作用錾削角度作用楔角β0楔角小,錾削省力,但刃口薄弱,容易崩损;楔角大,錾切费力,錾切表面不易平整。通常据材料软硬选择适当的角度。后角α0减少錾子后刀面与切削表面的摩擦,使錾子容易切入材料。其大小取决于錾子被掌握的方向。后角过大易扎刀、过小则容易滑出。前角γ0减少切屑变形,使切削轻快。前角越大切削越省力。4、錾子几何角度的选择錾削角度楔角β0后角α0前角γ0工具钢、铸铁等硬材料60°~70°结构钢等中等硬度材料50°~60°5°~8°γ0=90°-(β0+α0)铜、铝、锡等软材料30°~50°(2)手锤又称榔头

由锤头和木柄和楔子组成锤头一般由碳素工具钢制成,并经过热处理淬硬。锤柄一般由坚硬的木材制成,且粗细和强度应该适当,应和锤头的大小相称。手锤的规格通常以锤头的质量来表示,有0.25kg、0.5kg、0.75kg、1kg等几种。为了防止手锤在操作过程中脱落伤人,木柄装入锤孔后必须打入楔子。(1)錾子的刃磨与热处理

1)錾子切削刃的刃磨方法:

将錾子刃面置于旋转着的砂轮轮缘上,并略高于砂轮的中心,且在砂轮的全宽方向作左右移动。刃磨时要掌握好錾子的方向和位置,以保证所磨的楔角符合要求。前、后两面要交替磨,以求对称。刃磨时,加在錾子上的压力不应太大,以免刃部因过热而退火,必要时,可将錾子浸入冷水中冷却。

2.錾削技能2)錾子的热处理方法

合理的热处理,能保证錾子切削部分的硬度和韧性。对錾子粗磨后再热处理,有利于清楚地观察切削部分的颜色变化。热处理时,把约20mm长的切削部分加热到呈暗樱红色(约750℃~780℃)后迅速浸入冷水中冷却。浸入深度约5mm-6mm。为了加速冷却,可手持錾子在水面慢慢移动。当錾子露出水面的部分变成黑色时取出,利用余热回火。冷至黄色时入水回火称为:“黄火”—较为脆硬。冷至蓝色时入水回火称为:“蓝火”—硬度适中。(2)錾削方法一、錾子和锤子的握法1)錾子的一般握法

錾子用左手的中指、无名指和小指握持,大拇指与食指自然合拢,让錾子的头部伸出约20mm

。轻松握錾,不可过紧,以免振动过大或打伤手。錾削时,小臂要自然平放,并使錾子保持正确的后角。

錾削不同表面时,握錾方式见后续。錾子的握法续:錾子的握法随工作条件的不同而不同,常有以下几种方法。(正握法、反握法、立握法)正握法:手心向下,用虎口夹住錾身,拇指和食指自然伸开,其余三指自然弯曲靠拢,握住錾身。这种握法适于在平面上进行錾削。反握法:手心向上,手指自然握住錾柄,手心悬空。这种握法适用于小的平面或侧面錾削。立握法:虎口向上,拇指放在錾子的一侧,其余四指放在另一侧捏住錾子。这种握法适于垂直錾切工件,如在铁砧上錾断材料等。

2)手锤的握法錾削时,右手握锤有两种方法,即松握法和紧握法。1、松握法:只有大拇指和食指始终紧握锤柄。在锤打时中指,无名指和小指依次握紧锤柄;挥锤时则相反,小指、无名指和中指依次放松。这种握法锤击力大,且手还不易疲劳,如图所示。2、紧握法:用右手五指紧握锤柄,大拇指放在食指上。锤打和挥锤时,五个手指的握法不变,如图所示。3)挥锤的方法挥锤的方法有三种,即腕挥、肘挥和臂挥三种。1、腕挥:

只是手腕的运动挥锤,锤击力较小。一般用于錾削的开始和收尾,或油槽、打样冲眼等用力不大的地方。2、肘挥:

用手腕和肘部一起挥锤,它的运动幅度大,锤击力较大,应用广泛。3、臂挥:

用手腕、肘部和整个臂一起挥动,其锤击力大,用于需要大力錾削的场合。4)錾削时的步位和姿势錾削时,两脚互成一定角度,左脚跨前半步,右脚稍微朝后,身体自然站立,重心偏于右脚。右脚要站稳,右腿伸直,左腿膝盖关节应稍微自然弯曲。眼睛注视錾削处。左手握錾使其在工件上保持正确的角度。右手挥锤,使锤头沿弧线运动,进行敲击。5)錾削方法1、平面的錾削方法(宽、窄平面)

錾削平面时,主要采用扁錾。开始錾削时应从工件侧面的尖角处轻轻起錾。起錾时,将錾子向下倾斜,先錾出一小斜面,起錾后,再把錾子逐渐移向中间,使切削刃的全宽参与并按正常角度切削。当必须正面起錾时,切削刃应抵紧起錾部位,錾子仍向下倾斜,待錾出一小平面时,再按正常角度錾削。错误正确当錾削快到尽头,与尽头相距约10mm时,应调头錾削。防止工件边缘崩裂。a.宽平面的錾削方法

錾削较宽平面时,应先用窄錾在工件上錾若干条平行槽,再用扁錾将剩余部分錾去。錾削较窄平面时,应使切削刃与錾削方向倾斜一定角度。錾削余量一般为每次0.5mm~2mm。

b.錾窄平面较窄的平面可用扁錾进行,錾子的切削刃应与錾削的前进方向倾斜一个角度,使切削刃与工件有较大的接触面,以易于掌握平衡。2、錾油槽錾油槽前,首先要根据油槽的断面形状对油槽錾的切削部分进行准确刃磨,再在工件表面准确划线,然后一次錾削成形。也可以先錾出浅痕,再一次錾削成形。注意:錾削曲面油槽时,錾子的倾斜度要随曲面不断的调整,以便始终保持合适的后角。3、錾切板料

1、在台虎钳上錾切2、在铁砧或平板上錾切3、用密集排孔配合錾切

适应较大板料适应较小板料錾断小直径棒料可以在虎钳上进行,如图所示。对于较长或较大的板材,可在铁砧上錾断。4、錾断6)錾削要领1、正确使用台虎钳,工件要加紧在钳口中间。2、錾削时要保持正确的姿势和挥锤速度,做到

“稳、准、狠”。3、起錾应从工件的边缘尖角处轻轻起錾,将錾子向下倾斜,先錾出一小斜面,然后开始正常錾削,必须正面起錾时,刃口要贴住工件端面,其它同上。4、当錾削距尽头10~15mm时,必须调头錾去余下部分,以防工件崩裂。二、锉削概念:用锉刀对工件表面进行切削,使其达到零件图所要求的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法称为锉削。特点:锉削加工简便,工件范围广,多用于錾削、锯削之后。可对工件上的平面、曲面、内外圆弧、沟槽以及其他复杂表面进行加工。工艺能力:加工精度可达(0.01mm)IT7~IT8级,表面粗糙度可达Ra=0.8μm。1、锉削工具(1)锉刀:是锉削的主要工具,常用碳素工具钢T12、T13制成,并经热处理淬硬至HRC62~67。

1)锉刀的构造:锉刀由锉身和锉柄两部分组成。

(1)锉身包括锉刀面、锉刀边、锉刀尾、锉舌、锉柄等。锉刀面锉刀边锉刀尾锉刀柄锉舌面齿底齿①锉刀面:锉刀的上下两面是锉削的主要工作面。

锉刀面在前端做成凸弧形,上下两面都有锉齿,便于进行锉削。锉也在纵长方向做成凸弧形的作用是能够抵消锉削时由于两手上下摆动而产生的表面中凸现象,以使工件锉平。②锉刀边:

指锉刀的两个侧面,有齿边和光边之分。齿边可用于切削,光边只起导向作用。

有的锉刀两边都没有齿,有的其中一个边有齿。没有齿的一边叫光边,其作用是在锉削内直角形的一个面时,用光边靠在已加工的面上去锉另一直角面,防止碰伤已加工表面。③锉刀尾(舌):是用来装锉刀柄的。锉舌是不经淬火处理的。

锉柄:作用是便于锉削时握持传递推力。通常是木质制成的,在安装孔的一端应有铁箍。2)锉齿和锉纹1、锉齿锉齿是锉刀用以切削的齿型。锉削时每个锉齿相当面于一把錾子,对金属材料进行切削。

锉齿的齿形有剁齿和铣齿两种。剁齿由剁锉机剁成,铣齿为铣齿法铣成。剁齿锉刀加工方便,成本低,但刀齿较钝,相应锉削阻力大,不过刀齿不易磨损,适应切削较硬金属。铣齿锉刀加工较费时,成本较高,但刀齿锋利,由于刀齿易磨损,故只宜切削软金属。2、锉纹

锉纹是锉齿排列的图案,有单齿纹和双齿纹两种。

①单齿纹:指锉刀上只有一个方向的齿纹。单齿纹多为铣制齿,正前角切削,齿的强度弱,全齿宽同时参加切削,锉除的切屑不易碎断,甚至与锉刀等宽,故切削阻力大,需要较大切削力,因此只适用于锉削软材料及锉削窄面工件。曲齿锉指锉刀上有两个方向排列的齿纹。

双齿纹大多为剁齿,先剁上去的为底齿纹(齿纹浅),后剁上去的为面齿纹(齿纹深)。面齿纹和底齿纹的方向和角度不一样,这样形成的锉齿,沿锉刀中心线方向形成倾斜和有规律排列。锉削时,每个齿的锉痕交错而不重迭,锉面比较光滑。锉削时切屑是碎断的,从而减小切削阻力,使锉削省力。锉齿强度也高,因此双齿纹锉刀适于锉硬材料及锉削宽面工件。45°65°②双齿纹:棘齿锉主要用于软材料或精细表面的锉削。3)锉刀的种类按用途来分,锉刀可分为普通锉、特种锉和整形锉(什锦锉)三类。1、普通锉:主要用于一般工件的加工。按其断面形状不同,又分为平锉(板锉)、方锉、三角锉、半圆锉和圆锉五种。以适用于不同表面的加工。

面积较大的内外平面90°内角表面的清角<90°内表面的清角较大的内圆弧表面较小的内圆弧表面及孔2、特种锉:为加工零件上特殊表面用的,它有直的、弯曲的两种,其截面形状很多,有刀口锉、菱形锉、扁三角锉、椭圆锉、圆肚锉等。3、整形锉(什锦锉):主要用于精细加工及修整工件上难以机加工的细小部位。它由若干把各种截面形状的锉刀组成一套。4)锉刀的规格及选用按其长度可分为100、150、200、250、300、350及400mm等七种。按其齿纹可分单齿纹、双齿纹。按其齿纹粗细可分为粗齿、中齿、细齿、粗油光(双细齿)、细油光锉五种。锉刀粗细适用场合锉削余量mm尺寸精度mmRa1号(粗齿锉)0.5~10.2~0.5100~252号(中齿锉)0.2~0.50.05~0.225~6.33号(细齿锉)0.1~0.30.02~0.0512.5~3.24号(双细齿锉)0.1~0.20.01~0.026.3~1.65号(油光锉)0.1以下0.011.6~0.8锉刀的选用:合理选用锉刀,对保证加工质量,提高工作效率和延长锉刀寿命有很大的影响。一般选择原则是:根据工件形状和加工面的大小选择锉刀的形状和规格;根据材料软硬、加工余量、精度和粗糙度的要求选择锉刀齿纹的粗细。锉刀的装拆安装正确错误拆卸2、锉削操作方法1)锉刀的握法(大、中、小、什锦锉)a、大锉刀的握法:右手心抵着锉刀木柄的端头,大拇指放在锉刀木柄的上面,其余四指弯在下面,配合大拇指捏住锉刀木柄。左手则根据锉刀大小和用力的轻重,有多种姿势,如图所示。b、中锉刀的握法:右手握法与大锉刀握法相同,左手用大拇指和食指捏住锉刀前端。c、小锉刀的握法:右手食指伸直,拇指放在锉刀木柄上面,食指靠在锉刀的刀边,左手几个手指压在锉刀中部。d、更小锉刀(什锦锉)的握法:一般只用右手拿着锉刀,食指放在锉刀上面,拇指放在锉刀的左侧。2)锉削的姿势3)锉削的过程锉削时,两脚站稳不动,靠左膝的屈伸使身体做往复运动,手臂和身体的运动要互相配合,并要使锉刀的全长充分利用。大致分为四个阶段。(a)开始锉削时身体要向前倾10°左右,左肘弯曲,右肘向后。(b)锉刀推出1/3行程时,身体向前倾斜15°左右,这时左腿稍弯曲,左肘稍直,右臂向前推。(c)锉刀推到2/3行程时,身体逐渐倾斜到18°左右。(d)最后1/3行程,左腿继续弯曲,左肘渐直,右臂向前使锉刀继续推进,直到推尽,身体随着锉刀的反作用退回到15°位置。行程结束后,把锉刀略微抬起,使身体与手回复到开始时的姿势,如此反复。整个锉削过程演示行程结束后,把锉刀略微抬起,使身体与手回复到开始时的姿势,如此反复。(a)开始锉削时(b)推出1/3行程时(c)推出2/3行程时(d)最后1/3行程4)锉削力和锉削速度锉削力的正确运用,是锉削的关键。锉削的力量有水平推力和垂直压力两种。推力:主要由右手控制,其大小必须大于切削阻力才能锉去切屑。压力:是由两手控制的,其作用是使锉齿深入金属表面。

在锉削中,要保证锉出平整的表面,就必须要保证锉刀前后两端所受的力矩相等,即随着锉刀的推进左手所加的压力由大变小,右手的压力由小变大,否则锉刀不稳易摆动。锉削力的变化:注意:锉削时,对锉刀的总压力不能太大,因为锉齿存屑空间有限,压力太大只能使锉刀磨损加快。但压力也不能过小,过小锉刀打滑,达不到切削目的。一般是以在向前推进时手上有一种韧性感觉为适宜。锉削速度:一般为每分钟40次左右。太快,操作者容易疲劳,且锉齿易磨钝;太慢,切削效率低。5)锉削加工方法

1.平面锉削方法

这是最基本的锉削,常用的方法有三种,即顺向锉法、交叉锉法及推锉法。(1)顺向锉:顺向锉是最普通的锉削方法。锉刀运动方向与工件夹持方向始终一致,面积不大的平面和最后锉光都是采用这种方法。顺向锉可得到正直的锉痕,比较整齐美观。精锉时常采用。(2)交叉锉:锉刀与工件夹持方向约呈35度,且锉痕交叉。交叉锉时锉刀与工件的接触面积增大,锉刀容易掌握平稳。由于锉痕是交叉的,容易判断锉削表面的不平程度,因而也容易把表面锉平。交叉锉法去屑较快,适用于平面的粗锉。(3)推锉:两手对称地握住锉刀,用两大拇指推锉刀进行锉削。推锉不能用于充分发挥手臂的力量,故锉削效率低,这种方法适用于较窄表面且已经锉平、加工余量很小的情况下,来修正尺寸和减小表面粗糙度。或使用顺向锉锉刀受阻的情况下。2.平面锉削平面度检验一般用钢直尺或刀口直尺作透光检验需纵、横及对角线方向逐一进行。平面度检验误差值可用塞尺检查确定(1)外圆弧面(曲面)的锉削锉刀要同时完成两个运动:锉刀的前推运动和绕圆弧面中心的转动。前推是完成锉削,转动是保证锉出圆弧形状。常用的外圆弧面锉削方法有两种:

滚锉法、横锉法3.其它表面锉削滚锉法:使锉刀顺着圆弧面锉削。此法用于精加工或余量较小时。横锉法:使锉刀横着圆弧面锉削。

此法用于粗锉外圆弧面或不能用滚锉法的情况下。(2)内圆弧面锉削锉刀要同时完成三个运动:锉刀的前推运动、锉刀的左右移动和锉刀自身的转动。否则,锉不好内圆弧面。(3)球面锉削是外圆弧面锉削中的顺向锉与横向锉的有机结合。锉削质量与质量检查1.锉削质量问题平面中凸、塌边和塌角:由于操作不熟练,锉削力运用不当或锉刀选用不当所造成。形状、尺寸不准确:由于划线错误或锉削过程中没有及时检查工件尺寸所造成。表面较粗糙:由于锉刀粗细选择不当或锉屑卡在锉齿间所造成。锉掉了不该锉的部分:由于锉削时锉刀打滑,或者没有注意带锉齿工作边和不带锉齿的光边而造成。工件被夹坏:这是由于在虎钳上夹持不当而造成的。2.锉削质量检查检查直线度:用钢尺和直角尺以透光法来检查。检查垂直度:用直角尺采用透光法检查。应先选择基准面,然后对其他各面进行检查。检查尺寸:用游标卡尺在全长不同的位置上测量几次。检查表面粗糙度:一般用眼睛观察即可。如要求准确,可用表面粗糙度样板对照检查。锉削操作要点操作时要把注意力集中在以下几方面:一是操作姿势、动作要正确;二是两手用力方向、大小变化正确、熟练。三是要经常检查加工面的平面度和直线度情况,来判断和改进锉削时的施力变化,逐步掌握平面锉削的技能:锉削操作时应注意事项如下:不准使用无柄锉刀锉削,以免被锉舌戳伤手。不准用嘴吹锉屑,以防锉屑飞入眼中。锉削时,锉刀柄不要碰撞工件,以免锉刀柄脱落伤人。放置锉刀时不要把锉刀露出钳台外面,以防锉刀落下砸伤操作者。锉削时不可用手摸被锉过的工件表面,因手有油污会使锉削时锉刀打滑而造成事故。锉刀齿面塞积切屑后,用钢丝刷顺着锉纹方向刷去锉屑。三、锯削是用手锯对材料或工件进行切断或锯槽的一种加工方法。其工作范围包括:分割各种材料或半成品;锯掉工件上多余的部分;以及在工件上开槽。1、锯削工具锯削加工时所用的工具为手锯由锯弓和锯条组成。1)锯弓:用来安装并张紧锯条,分为固定式和可调式。固定式锯弓只能安装一锯条;而可调锯弓通过调节安装距离,可以安装几种长度规格的锯条2)锯条:锯条是用来直接锯削材料或工件的工具。一般由渗碳钢冷轧制成,也有用碳素工具钢或合金钢制造的。锯条的长度以两端装夹孔的中心距来表示常用的锯条长度为300mm、宽12mm、厚0.8mm。30012(1)锯齿的切削角度:锯条的切削部分由许多均匀分布的锯齿组成,每一个齿都如同一把錾子,都具有切削作用。如图示:前角:γ0=0°后角:α0=40°楔角:β0=50°(2)锯齿的粗细锯齿的粗细是按照锯条上每25mm长度内的齿数来表示,14~18齿为粗齿,24齿为中齿,32齿为细齿。锯齿也可按齿距t大小可分为粗齿(t=1.6mm)、中齿(t=1.2mm)及细齿(t=0.8mm)三种。锯齿粗细的选择

齿数/25mm应用粗14~18软钢、黄铜、铝、铸铁等中22~24中等硬度钢、厚壁钢管、铜管细32薄片金属、薄壁管子细变中32~20一般工厂中用,易于起锯(3)锯路锯条在制造时,将全部锯齿按一定规律左右错开,并排成一定的形状,称为锯路。

锯路有波浪形和交叉形等。

锯条有了锯路以后,使工件上的锯缝宽度大于锯条背部的厚度,从而防止了“夹锯”和锯条过热,并减少锯条磨损。

交叉排列波浪排列2、锯削操作

1)工件的装夹工件伸出钳口不应过长,防止锯削时产生振动。锯线应和钳口边缘平行,并夹在台虎钳的左边,以便操作。工件要夹紧,并应防止变形和夹坏已加工表面。根据工件材料及厚度选择合适的锯条,安装在锯弓上。锯齿应向前(见图),松紧应适当,一般用两个手指的力能旋紧为止。锯条安装好后,不能有歪斜和扭曲否则锯削时易折断。

2)锯条的安装

锯削时站立姿势:身体正前方与台虎钳中心线成大约45°角,右脚与台虎钳中心线成75°角,左脚与台虎钳中心线成30°角。握锯时右手握柄,左手扶弓,见图。推力和压力的大小主要由右手掌握,左手压力不要太大。3)锯削姿势与握锯

锯削的姿势——两种直线往复式适用于锯薄形工件和直槽;上下摆动式锯割时锯弓两端作类似锉外圆弧面时的锉刀摆动一样。这种操作方式,两手动作自然,不易疲劳,切削效率较高。推程回程回程推程

4)起锯方法

起锯的方式有两种。远起锯:从工件远离自己的一端起锯,图a所示。近起锯:从工件靠近自己的一端起锯,图b所示。一般情况下采用远边起锯,因为此时锯齿是逐步切入材料,不易被卡住,起锯的方法起锯比较方便。如采用近边起锯,掌握不好时,锯齿由于突然锯入且较深,容易被工件棱边卡住,甚至崩断或崩齿。无论采用哪一种起锯方法,起锯角α以15°为宜。如起锯角太大,则锯齿易被工件棱边卡住;起锯角太小,则不易切入材料,锯条还可能打滑,把工件表面锯坏。为了使起锯的位置准确和平稳,可用左手大拇指挡住锯条来定位。起锯时压力要小,往返行程要短,速度要慢,这样可使起锯平稳。起锯要领:锯削速度(适用钢材)以每分钟往复20~40次为宜。速度过快锯条容易磨钝,反而会降低切削效率;速度太慢,效率不高。

锯削时最好使锯条的全部长度都能进行锯割,一般锯弓的往复长度不应小于锯条长度的三分之二。

5)锯削速度和往复长度

(1)扁钢、型钢:在锯口处划一周圈线,分别从宽面的两端锯下(锯长不够),两锯缝将要结接时,轻轻敲击使之断裂分离。(2)圆管:选用细齿锯条,当管壁锯透后随即将管子沿着推锯方向转动一个适当角度,再继续锯割,依次转动,直至将管子锯断。3、锯削加工方法防止将管料夹扁(3)棒料:如果断面要求平整,则应从开始连续锯到结束,若要求不高,可分几个方向锯下,以减小锯切面,提高工作效率。(4)薄板:锯削时尽可能从宽面锯下去,若必须从窄面锯下时,可用两块木垫夹持,连木块一起锯下,也可把薄板直接夹在虎钳上(锯缝沿钳口装夹),用手锯作横向斜推锯(以避免崩齿)。锯薄板当锯缝的深度超过锯弓高度时,应将锯条转90°重新装夹,当工件侧面尺寸较大无法放置锯弓时,可把将锯齿朝向锯内装夹进行双向锯削。锯深缝(5)深缝:1)崩齿原因(1)起锯角度太大或近起锯时用力过大。造成切削力突然增大。(2)锯削时突然加大压力,棱边处锯齿扎刀造成崩齿。(3)锯削薄料和薄壁管子时,锯齿选的太粗,在锯同时也会产生扎刀而使锯齿崩裂。4.锯削废品分析1.锯条安装的过紧或过松。2.工件装夹不牢固或位置不正确造成工件松动或抖动。3.锯缝歪斜过多,强行借正。4.压力太大,速度过快,锯条被卡死。5.新换的锯条在旧的锯缝中容易被卡住造成折断。6.工件在被锯断时,没有减速和减力,失去平衡而折断。2)锯条折断原因(1)装夹工件时,锯缝线没有按竖直线放置。(2)锯条安装太松或扭曲。(3)锯削时用力不正确和锯削速度、频率太快,使锯条左右摆动。(4)使用了磨损不均的锯条。(5)起锯时尺寸控制不准确或起锯时锯路发生歪斜。(6)锯削过程中眼睛视线没有观察锯条是否与锯线重合。3)锯缝不直或尺寸超差5.锯削操作时的注意事项如下:锯条要装得松紧适当,锯削时不要突然用力过猛,防止工件中锯条折断从锯弓上崩出伤人。工件夹持要牢固,以免工件松动、锯缝歪斜、锯条折断。要经常注意锯缝的平直情况,如发现歪斜应及时纠正。歪斜过多纠正困难,不能保证锯削的质量。工件将锯断时压力要小,避免压力过大使工件突然断开,手向前冲造成事故。一般工件将锯断时要用左手扶住工件断开部分,以免落下伤脚。在锯削钢件时,可加些机油,以减少锯条与工件的摩擦,提高锯条的使用寿命。在锯削过程中锯齿崩落后,应将邻近几个齿都磨成圆弧,才可继续使用,否则会连续崩齿直至锯条报废。四、刮削

刮削是用刮刀从工件表面上刮去一层很薄的金属的方法。1.概述(1)刮削原理刮削是在工件或校准工具上涂一层显示剂,经过推研,使工件上较高的部位显示出来,然后用刮刀刮去较高部分的金属层;经过反复推研、刮削、最终使工件达到要求的尺寸精度、形状精度及表面粗糙度,所以刮削也称刮研。1)经过多次反复地受到刮刀负前角的推挤起到了压光作用,因此表面很光,同时表面组织变得比原来紧密。2)刮削后的工件表面,型成比较均匀的微浅凹坑,创造了良好的存油条件。3)刮削切削量小、产生热量小、装夹没有变形等特点,能获得很高的精度(形位尺寸、接触、传动、表面粗糙度)。4)刮削分:粗刮、细刮、精刮和刮花。5)劳动强度大、生产效率低。(2)刮削的特点及应用2.刮削工具及显点刮削的主要工具有刮刀、校准工具及显示剂等。(1)刮刀刮削的主要工具,分平面刮刀和曲面刮刀两种。刀具材料:T10A、T12A或GCr15锻制而成

刀头部分具有足够的硬度(60HRC),刃口必须锋利,用钝后,可在油石上修磨。

1.平面刮刀:主要用来刮削平面和外表面;常见直头、弯头两种。也可按所刮表面精度要求不同,分为粗刮刀、细刮刀和精刮刀三种。

2.曲面刮刀:主要用来刮削内表面。三角刮刀、柳叶刮刀、蛇头刮刀(2)校准工具校准工具也称标准检具,它是用来磨合研点和检验刮削面准确性的工具。常用校准工具有标准平板、校准直尺、角度直尺三种,如下页图所示。①标准平板:标准平板主要用来检验较宽的平面,其面积尺寸有多种规格。选用时,它的面积一般应不大于刮削面的3/4。②校准直尺:校准直尺有桥氏直尺和工字形直尺两种,主要用来校验狭长的平面。③角度直尺:角度直尺主要用来校验和磨合燕尾形或V形面的角度。校准平板角度直尺校准直尺(3)显示剂工件和校准工具对研时所加的涂料为显示剂。

作用:显示工件误差的位置和大小。

常用显示剂:红丹粉和蓝油。红丹粉广泛用于铸铁和钢制成的工件上。蓝油用于精密工件和有色金属及其合金制成的工件上。刮削时显示剂的使用方法:粗刮时,可调得稀些,涂在标准研具表面上,这样显示出的研点较大,便于刮削;精刮时,可调得稍稠些,涂在工件表面上,应薄而均匀,这样显示出的研点细小,便于提高刮削精度。红丹粉:成分有两种。一种是氧化铁,呈褐红色称为铁丹。另一种是氧化铅,呈枯黄色称为铅丹。颗粒较细,使用时,用机油和牛油调合而成。红丹粉广泛用于铸铁和钢的工件上,因为它没有反光、显点清晰、其价格又较低廉,最常用的一种。蓝油:是用普鲁士蓝粉和蓖麻油及适量的机油调节混合而成。用蓝油研点小而清楚,故用于精密工件或有色金属和铜合金、铝合金的工件上。有时候为了使研点清楚,与红丹粉同时使用。使用时,将红丹粉涂在工件表面,基准面上涂以蓝油。(4)刮削余量因每次的刮削量很少,所以要求机械加工后所留下的刮削余量不能太大,一般约在0.05~0.4mm。具体数值依情况而异。规律为:刮削面积大,刮削前加工误差大,工件结构刚性差,刮削余量大。(5)平面刮削的显点方法显点方法应根据工件的形状和刮削面积的大小确定。显点前,先用油石去工件表面毛刺,再涂上显示剂;①中小型工件显点:刮削推研时,一般是标准平板固定,将工件被刮削的平面涂上显示剂后在平板上推研。注意施力要均匀,运动轨迹一般为8字形或螺旋形。如工件被刮削面小于平板,研点时不应超出平板;被刮削面等于或大于平板时,允许工件超出平板,超出部分小于工件长度的三分之一。②大型工件的显点:一般是工件固定不动,显示剂涂在工件被刮削的平面上,用标准平板在工件被刮面上进行推研。校准工具移动的距离不易过大,超出工件的长度要小于自身的1/5.

工件研板③形状不对称工件的显点该种工件推研时一定要根据工件的形状,在不同位置施以不同大小及方向的力,以避免工件重量的不平衡对推研表面产生的附加压力,而造成被研表面不平。标准平板3.刮削精度的检查用边长为25mm的正方形方框,罩在被检查面上,根据在方框内的研点数目的多少来表示,点数越多,说明精度越高。刮削精度包括尺寸精度、形状和位置精度,接触精度、配合间隙及表面粗糙度等。接触精度的检验方法:各种平面接触精度研点数平面种类边长为25mm正方形面积内的接触点数应用举例一般平面2~5较粗糙机件的固定结合面5~8一般结合面8~12机器台面、一般基准面、机床导向面、密封结合面12~16机床导轨及导向面、工具基准面、量具接触面精密平面16~20精密机床导轨、平尺20~251级平板、精密量具超精密平面>250级平板、高精度机床导轨、精密量具滑动轴承的研点数高精度精密普通重要普通重要普通mm≤12025201612885>12016108662每25mm×25mm内的研点数机床或精密机械主轴轴承锻压设备和通用机械的轴承动力机械和冶金设备的轴承轴承直径

4.刮削技能1)平面刮削姿势目前采用的刮削姿势有手刮法和挺刮法两种(1)手刮法:

右手握刀柄,左手四指向下握住近刮刀头部约50mm处,刮刀与被刮削表面成25°~30°角度。同时,左脚前跨一步,上身随着往前倾斜,使刮刀向前推进,左手下压,落刀要轻,当推进到所需要位置时,左手迅速提起,完成一个手刮动作。将刮刀柄放在小腹右下侧肌肉处,左手在前,手掌向下;右手在后,手掌向上,在刮刀前部距刀刃约80mm处握住刀身,左手下压,利用腿部和臀部力量,使刮刀向前推进,在推动到位的瞬间,同时用双手将刮刀提起,完成一次刮点。(2)挺刮法曲面的刮削2)刮削步骤(分类)(1)粗刮当工件表面还留有较深的加工刀痕,工件表面严重生锈,或刮削余量较多(如0.2㎜以上)的情况下,都需要进行粗刮。粗刮的目的是:用粗刮刀在刮削面上均匀地铲去一层较厚的金属,使其很快去除刀痕、锈斑或过多的余量。因此刮削时可采用长刮法,刮削的刀迹连成长片。在整个刮削面上要均匀地刮削,刮削的方向一般应顺工件长度方向。有的刮削面有平行度要求时,刮削前应先测量一下,根据前道加工所遗留的凹凸误差情况,进行不同量的刮削,消除显著的不平行情况,提高刮削效率。当粗刮到每边长为25㎜的正方形面积内有3-4个研点,点的分布要均匀,粗刮即告结束。(2)细刮细刮主要是使刮削面进一步改善不平现象,用细刮刀在工件上刮去稀疏的大块研点。刮削时,可采用短刮刀法(刀迹长度约为刀刃的宽度)刮削。随着研点的增多,刀迹逐步缩短。在每刮一遍时,须保持一定方向,刮第二遍时要交错刮削,以消除原方向的刀迹,否则刀刃容易在上一遍刀迹上产生滑动,出现的研点会成条状,不能迅速达到精度要求。为了使研点很快增加,在刮削研点时,把研点的周围部分也刮去。这样当最高点刮去后,周围的次高点就容易显示出来了。经过几遍刮削,次高点周围的研点又会很快显示出来,可提高刮削效率。在刮削过程中,要防止刮刀倾斜而划出深痕。随着研点的逐渐增多,显示剂要涂布得薄而均匀。合研后显示出有些发亮的研点(俗称硬点子)应该刮重些,如研点暗淡(俗称软点子)应该刮轻些,直至显示出研点软硬均匀。在整个刮削面上,每边长为25㎜的正方形面积内出现12-15个研点时,细刮即告结束。(3)精刮在细刮的基础上,通过精刮增加研点,使工件符合精度要求。刮削时,用精刮刀采用点刮法刮削。精刮时,更要注意落刀要轻,起刀要迅速挑起。要每个研点上只刮一刀不应重复,并始终交叉地进行刮削。当研点逐渐增多到每边长为25㎜的正方形面积内有20点以上时,可将研点分为三类,分别对待。最大最亮的研点全部刮去;中等研点在其顶点刮去一小片;小研点留着不刮。这样连续刮几遍,待出现的点数达到要求即可。在刮到最后两三遍时,交叉刀迹大小应该一致,排列应该整齐,以增加刮削面美观。(4)刮花刮花的目的主要是美观和积存润滑油。常见的花纹有:斜纹花纹、鱼鳞花纹和燕形花纹等。3)原始平板的刮削一般采用渐近法刮削,即不用标准平板,而以三块(或三块以上)平板依次循环互研互刮,直至达到要求。具体方法如下:1.先将三块平板单独进行粗刮,去除机械加工的刀痕和锈斑。对三块平板分别编号为1、2、3,按编号次序进行刮削,其刮削循环步骤及方法见下页图。2.一次循环3.二次循环4.三次循环原始平板循环刮研法12231323213131321212未刮刮后未刮未刮刮后刮后一次循环二次循环三次循环N次循环互研互刮互研单刮下互研互刮上为基准(分别为1、2、3)循环规律+-+++++-------++++原始平板循环刮研法的解释推研时应先直研(纵、横向)以消除纵向起伏产生的平面度误差,几次循环后必须对角推研,以消除平面扭曲产生的平面度误差。如此循环,次数越多,则平板越紧密。直到三块平板中任取两块推研,不论是直研还是对角研都能得到相近的清晰的研点,且每块平板上任意25mm×25mm内达到20个点以上,Ra≤0.8,且刀迹排列整齐美观刮削即告完成。对角研点方法4)刮削面质量缺陷分析缺陷形式特征产生原因深凹痕刮削面研点局部稀少或刀迹与显示研点高低相差太多1.粗刮时用力不均、局部落刀太重或多次刀迹重叠2.刀刃磨的弧形过大撕痕刮削面上有粗糙的条状刮痕,较正常刀迹深1.刀刃不光洁和不锋利2.刀刃有缺口或裂纹振痕刮削面上出现有规则的波纹多次同向刮削,刀迹没有交叉划道刮削面上划出深浅不一的直线研点时夹有砂粒、铁屑等杂质,或显示剂不清洁刮削面精度不准确显点情况无规律的改变且捉摸不定1.推磨研点时压力不均,研具伸出工件太多,按出现的假点刮削造成2.研具本身不准确(1)刮削前,工件的锐边、锐角必须去掉,防止碰手。(2)脚踏板安防要可靠,防止人跌倒受伤。(3)挺刮时,刮刀柄应安装可靠,防止木柄破裂,刀柄伤人。(4)工件要装夹牢固,大型工件要安放平稳,搬动时要注意安全。(5)刮削工件边缘时,不能用力过大过猛,以免失控。(6)刮刀用后,用纱布包裹好妥善安放。

5)刮削的注意事项五、研磨研磨是一种微量加工的工艺方法。研磨借助于研具与研磨剂(一种游离的磨料),在工件的被加工表面和研具之间上产生相对运动,并施以一定的压力,从工件上去除微小的表面凸起层,以获得很低的表面粗糙度和很高的尺寸精度、几何形状精度。尺寸公差等级可达IT5~IT3,Ra值可达0.1~0.008m。1.研磨的分类1)湿研磨—又称敷砂研磨

研磨过程中将研磨剂涂抹于研具表面,磨料在研具和工件间随机地滚动或滑动,形成对工件表面的切削作用。加工效率较高,但加工表面的几何形状和尺寸精度及光泽度不如干研磨,多用于粗研和半精研平面与内外圆柱面。2)干研磨—又称嵌砂研磨

在研磨之前,先将磨粒均匀地压嵌入研具工作表面一定深度,称为嵌砂。研磨过程中,研具与工件保持一定的压力,并按一定的轨迹做相对运动,实现微切削作用,从而获得很高的尺寸精度和低的表面粗糙度。干研磨时,一般不加或仅涂微量的润滑研磨剂。一般用于精研平面,生产效率不高。3)半干研磨

采用糊状研磨膏,类似湿研磨。研磨时,根据工件加工精度和表面粗糙度的要求,适时地涂敷研磨膏。各类工件的粗、精研磨均适用。2.研具研具既是研磨剂的载体,使游离的磨粒嵌入研具工作表面发挥切削作用。磨粒磨钝时,由于磨粒自身部分碎裂或结合剂断裂,磨粒从研具上局部或完全脱落,而研具工作面上的磨料不断出现新的切削刃口,或不断露出新的磨粒,使研具在一定时间内能保持切削性能要求。同时研具又是研磨成形的工具,自身具有较高的几何形状精度,并将其按一定的方式传递到工件上。(1)研具的材料

研具材料性能要求:硬度应比被研工件低,组织均匀且最好有小孔,具有较高的耐磨性和稳定性等。常用的研磨材料有:1)灰铸铁

晶粒细小,具有良好的润滑性;硬度适中,磨耗低;研磨效果好;价廉易得,应用广泛。2)球墨铸铁

比一般铸铁容易嵌存磨料,可使磨粒嵌入牢固、均匀,同时能增加研具的耐用度,可获得高质量的研磨效果。3)软钢

韧性较好,强度较高;常用于制作小型研具。如研磨小孔、窄槽等。4)各种有色金属及合金。如铜、黄铜、青铜、锡、铝、铅锡金等,材质较软,表面容易嵌入磨粒,适宜做软钢类工件的研具。5)非金属材料。如木、竹、皮革、毛毡、纤维板、塑料、玻璃等。除玻璃以外,其他材料质地较软,磨粒易于嵌入,可获得良好的研磨效果。(2)研具种类

1)研磨平板

用于研磨平面,有带槽和无槽两种类型。带槽的用于粗研,无槽的用于精研,模具零件上的小平面,常用自制的小平板进行研磨。不同形状的工件需要不同形状的研具,常用的研具有:研磨平板、研磨棒、研磨套。

2)研磨棒

主要用于圆柱孔的研磨,分固定式和可调式两种。固定式研磨棒制造容易,但磨损后无法补偿,多用于单件工件的研磨。分有槽的和无槽的两种结构,有槽的用于粗研,无槽的用于精研。3)研磨环(研套)

主要研磨外圆柱表面。研磨环的内径比工件的外径大(0.025~0.05)mm,当研磨环内径磨大时,可通过外径调解螺钉使调节圈的内径缩小。当研磨环的内孔和研磨棒的外圆做成圆椎形时,可用于研磨内外圆椎表面。3.研磨剂研磨剂是由磨料、研磨液及辅料按一定比例配制而成的混合物。常用的研磨剂有液体和固体两大类。液体研磨剂:由研磨粉、硬脂酸、煤油、汽油、工业用甘油配制而成;固体研磨剂:是指研磨膏,由磨料和无腐蚀性载体,如硬脂酸、肥皂片、凡士林配制而成。磨料粗细的选择:一般要根据所要求的加工表面粗糙度来选择,从研磨加工的效率和质量来说,要求磨料的颗粒要均匀。粗研时:为了提高生产率,用较粗的粒度,如:W28~W40。精研时:用较细的粒度,如:W5~W27。精细研磨时:用更细的粒度,如:W1~W3.5。(1)磨料磨料的种类很多,在研磨中起切削作用,研磨的精度和效率和磨料有密切关系。具体特性及适用范围见下页表系列磨料名称代号特性适用范围棕刚玉A棕褐色,硬度高,韧性大,价格便宜粗、精研磨钢、铸铁和黄铜白刚玉WA白色,硬度比棕刚玉高,韧性比棕刚玉差精研磨淬火钢、高速钢、高碳钢及薄壁零件铬刚玉PA玫瑰红或紫红色,韧性比白刚玉高,磨削粗糙度值低研磨量具、仪表零件等单晶刚玉SA淡黄色或白色,硬度和韧性比白刚玉高研磨不锈钢、高钒高速钢等强度高、韧性大的材料氧化铝系磨料的系列与用途表2-7系列磨料名称代号特性适用范围黑碳化硅C黑色有光泽,硬度比白刚玉高,脆而锋利,导热性和导电性良好研磨铸铁、黄铜、铝、耐火材料及非金属材料绿碳化硅GC绿色,硬度和脆性比黑碳化硅高,具有良好的导热性和导电性研磨硬质合金,宝石、陶瓷、玻璃等硬材料碳化硼BC灰黑色,硬度仅次于金刚石,耐磨性好精研磨和抛光硬质合金、人造宝石等硬质材料人造金刚石无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色,硬度高,比天然金刚石略脆,表面粗糙粗、精研磨硬质合金、人造金刚石、人造宝石等硬质材料天然金刚石硬度最高,价格昂贵其它氧化铁红色至暗红色,比氧化铬软精研磨或抛光钢、玻璃等材料氧化铬深绿色碳化物系金刚石系表2-7续磨料的系列与用途(3)辅助材料辅助材料是一种黏度较大和氧化作用较强的混合脂。其作用是:使工件表面形成氧化膜,加速研磨进程。常用的辅助材料有油酸、脂肪酸、硬脂酸和工业甘油。磨料不能直接用于研磨,必须加注研磨液和辅助材料调和后才能使用。研磨液主要是将磨料均匀的分布在研具表面,并具有润滑和冷却作用。常用的研磨液有煤油、机油、工业用甘油、动物油等。(2)研磨液4.研磨技术要求(1)研磨轨迹正确处理研磨的运动轨迹是提高研磨质量的重要条件。在平面研磨中。一般要求﹕①工件相对研具的运动﹐要尽量保证工件上各点的研磨行程长度相近﹔②工件运动轨迹均匀地遍及整个研具表面﹐以利于研具均匀磨损﹔③运动轨迹的曲率变化要小﹐以保证工件运动平稳﹔④工件上任一点的运动轨迹尽量避免过早出现周期性重复。(2)研磨压力及速度为了减少切削热﹐研磨一般在低压低速条件下进行。粗研的压力不超过0.3兆帕﹐精研压力一般采用0.03~0.05兆帕。粗研速度一般为20~120米/分﹐精研速度一般取10~30米/分。

(3)手工研磨运动轨迹的形式手工研磨的运动轨迹,一般采用直线、直线与摆动、螺旋线、8字形等几种,如图示:共同点是:工件加工面与研具作相密合的滑移运动,研磨效果好、研具磨损均匀、使用寿命较长。1)直线3)螺旋线4)8字形2)摆动式直线1)直线研磨运动轨迹采用这种轨迹研磨可获得较好的平直度,如研磨刀口形直尺、刀口形直角尺等。1)直线2)摆动式直线2)摆动式直线研磨运动轨迹由于轨迹不能交叉,容易产生重叠,使工件难以获得很小的表面粗糙度值,但可获得较高的几何精度,故常用于有节台的狭长平面的研磨。3)螺旋线研磨运动轨迹适应于圆柱形或圆片形工件的端面研磨,能得到较好的平面度和很小的表面粗糙度值。3)螺旋线4)8字形4)8字形研磨运动轨迹工件运动轨迹为8字形或仿8字形,可使研磨表面保持均匀研削,有利于提高工件的研磨质量,且能均匀使用研具。(2)平面研磨C)研磨实例研磨工具研磨前应清洁平板,然后在平板上加适量的研磨剂,把工件研磨表面贴合在平板上,沿平板的全部表面采用一定的研磨轨迹进行研磨。为了使工件研削的均匀,要经常变换工件的运动方向。这种无周期性的运动轨迹,可使磨料不断在新的方向上起研削作用,以提高研磨效率。研磨方法:研磨平面一般在精磨之后进行。手工研磨平面时,研磨剂涂在研磨平板(研具)上,手持工件作直线往复运动或8字形运动。研磨一定时间后,将工件调转90°~180°,以防工件倾斜。对于工件上局部待研的小平面、方孔、窄缝等表面,也可手持研具进行研磨。批量较大的简单零件上的平面亦可在平面研磨机上研磨。狭窄平面研磨研磨狭窄平面时,为防止工件歪斜使平面度无法保证。必须使用金属块作导靠,金属块的工作面与导靠面必须具有很好的垂直度。对于较大较重或接触面较大的工件,为了减轻研磨阻力,可以加些润滑油或硬脂酸起润滑作用,同时也可以减少工件发热,防止工件变形。(也可用C型夹头将几个工件夹在一起以增大被研面,保持工件的平稳)其它常用的平面研磨运动轨迹研磨外圆一般在精磨或精车基础上进行。手工研磨外圆可在车床或钻床上进行,工件和研具之间涂上研磨剂,工件由机床主轴带动旋转,研具用手扶持作轴向往复移动进行全长研磨。手工研磨外圆1)研磨外圆柱面(3)圆柱面的研磨研磨套的内径应比工件外径大0.025~0.05mm,长度为孔径的1~2倍。工件的转速:d<80mm时:n=100r/mind>100mm时:n=50r/min

且往复速度要适中,研磨出的轨迹为45°交叉线。太快或太慢都影响工件的精度和耐磨性。研磨外圆柱面的技术要求研磨套移动速度2)研磨内圆柱表面研磨内圆需在精磨、精铰或精镗之后进行,一般为手工研磨。研具为开口锥套,套在锥度心轴上,并装夹在车床或钻床主轴上,研磨剂涂于工件与研具之间,手扶工件作轴向往复移动。研磨一定时间后,向锥度心轴大端方向调整锥套,使之直径胀大,以保持对工件孔壁的压力。研磨棒的外径应比工件内径小0.01~0.025mm,长度为工件长度的1.5~2倍。研磨时需调节研磨棒与工件配合的松紧程度,一般以手把持工件不感觉费力为宜。配合太紧易将孔口拉毛,太松易将孔研磨成椭圆形。同时需及时清理孔口过多的研磨液,以避免形成喇叭口。研磨后,将工件清洗干净,冷却至室温才可进行测量。研磨内圆柱表面的操作要领研磨的工艺特点及应用④研磨广泛用于单件小批生产中加工各种高精度型面,并可用于大批大量生产中。①设备简单,精度要求不高。②加工质量可靠。可获得很高的精度和很低的Ra

值。但一般不能提高加工面与其他表面之间的位置精度。③可加工各种钢、淬硬钢、铸铁、铜铝及其合金、硬质合金、陶瓷、玻璃及某些塑料制品等。研磨常见缺陷分析缺陷形式缺陷产生原因表面粗糙度不合格1.磨料太粗2.研磨液不当3.研磨剂涂的薄而不匀表面拉毛清洁不利,研磨剂有杂质平面成凸形或孔口扩大1.研磨剂涂得太厚2.孔口及边缘挤出的研磨剂未及时擦去3.研磨棒伸出孔口太长孔的圆柱度不合格1.研磨时没有更换方向2.研磨时没有调头薄形工件拱曲变形1.工作发热温度超过50°仍继续研磨2.夹持过紧引起变形课题四孔加工孔加工是钳工的重要操作技能之一。孔加工的方法主要有两类:一类是在实心材料上加工出孔,即用麻花钻、中心钻等进行孔加工,称为钻孔。另一类是对已加工好的孔进行再加工,即用扩孔钻、锪钻和铰刀进行扩孔、锪孔和铰孔。一、钻孔

钻孔是用钻头在实体工件上加工孔的一种加工方法。在钻床上加工时,工件固定不动,刀具作旋转运动(主运动)的同时沿轴向移动(进给运动)。钻孔的经济加工精度:尺寸精度一般在IT13~11,表面粗糙度为Ra50~12.5μm。1、麻花钻麻花钻是钻孔用的主要刀具,用高速钢制造,工作部分热处理淬硬至HRC62~65。(1)麻花钻的组成柄部、颈部及工作部分。1)柄部:是钻头的夹持部分,用以传递扭矩和轴向力。柄部有直柄和锥柄两种形式,钻头直径小于12mm时制成直柄,钻头直径大于12mm时制成莫氏锥度的圆锥柄。2)颈部:是柄部和工作部分的连接部分,是磨削柄部时砂轮的退刀槽,也是打印商标和钻头规格的地方。直柄钻头一般不制有颈部。

切削部分由两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃及两个前刀面和两个后刀面组成。以完成切削任务。3)工作部分:包括切削部分和导向部分。切削部分担负主要切削工作导向部分的作用是当切削部分切入工件后起导向作用,也是切削部分的后备部分,导向部分有两条螺旋槽和两条棱边,螺旋槽起排屑和输送切削液作用,棱边起导向、修光孔壁作用。

标准高速钢麻花钻

2κr(2)麻花钻

工作部分的几何角度1)螺旋角β

指钻头最外缘处螺旋线的切线与钻头轴线的夹角。标准麻花钻的螺旋角在18°~30°之间。麻花钻螺旋角从外缘到中心逐渐减小,即外缘处螺旋角β最大,越近中心,螺旋角β越小。γf轴向力和扭矩切削轻快切削刃强度和散热条件刀具寿命

螺旋角的大小不仅影响排屑情况,而且它就是钻头的轴向前角。标准麻花钻的螺旋角β=18°~30°。钻削不同材料时螺旋角的适合角度:黄铜、软青铜:β=10°~17°

轻合金、紫铜:β=35°~40°

高强度钢、铸铁:β=10°~15°

β螺旋角对切削过程的影响2)主后刀面

指钻头顶部的螺旋圆锥面。3)顶角2κr

指两主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角

。主切削刃长度单位切削刃上的负荷及轴向力钻尖强度有利于散热,提高钻头耐用度和定心作用。而扭矩2κr顶角对切削过程的影响标准麻花钻:2κr=118°±2°其中:2κr=118°时,两主切削刃为直线。2κr>118°时,两主切削刃为曲线,内凹。2κr<118°时,两主切削刃为曲线,外凸。加工不同材料时顶角的选择加工材料顶角加工材料顶角钢、铸铁116~118塑料80~90钢铸件120~125铝合金90~100锰钢130~150紫铜125~130不锈钢135~150黄铜、青铜130~1404)前角γo

是在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角

。由于钻头的前刀面是螺旋面,且各点处的基面和正交平面位置亦不相同,故主切削刃上各处的前角也是不相同的,由外缘向中心逐渐减小。最外缘处约为30°,靠近横刃处约为-30°,横刃的前角为-60°~-55°。在图样上,钻头的前角不予标注,而用螺旋角表示。螺旋角越大,前角也越大。5)侧后角αƒ是在假定工作平面内(圆柱面)测量的切削平面与主后刀面之间的夹角

。钻削中实际起作用的是侧后角。其大小将直接影响后刀面的摩擦及主切削刃的强度。为改善切削条件,并能与切削刃上变化的前角相适应,而使各点的楔角大致相等,标准麻花钻的后角也是变化的,外缘处最小为8°-14°,靠近钻头中心处的后角最大,一般为20°-25°。

6)后角α0在正交平面P0内测量的后面与切削平面Ps的夹角7)横刃钻头两主切削刃的连线。横刃太长,轴向力增大,太短又会影响钻头的强度。8)横刃角度

横刃角度包括横刃斜角ψ、横刃前角γoψ、和横刃后角αoψ。标准麻花钻的ψ=50°~55°,由于横刃前角为负值,因此横刃的切削条件很差,切削时因产生强烈的挤压而产生很大的轴向力。所以对于直径较大的麻花钻,一般都需要修磨横刃。横刃切削角度8)棱边棱边起导向、修光孔壁作用。有“倒锥”(防扎刀)。刃磨时,观察两条主切削刃,如刃磨角度正确则为直线,如大于标准角度,则呈内凹曲线,相反,则呈外凸曲线。也可拿标准样板进行检验。标准麻花钻一般只刃磨两个主后面,并同时磨出顶角、后角及横刃斜角。(3)标准麻花钻的刃磨1)刃磨出顶角2κr=116°~118°

3)刃磨后角,以获得正确的横刃斜角,

ψ=50°~55°

4)主切削刃,刀尖和横刃应锋利,不允许有钝口、崩刃。刃磨时要仔细观察,为避免视觉误差,要将钻头旋转180°反复观察。

2)两条主切削刃必须与轴线对称,长度相等,且与轴线的夹角也应相等,并为直线。操作方法⑴拿平钻头,使钻头中心线在水平面上,并与砂轮外圆面母线形成等于二分之一顶角的夹角κr。⑵将需刃磨的切削刃转到水平位置,靠向砂轮的外圆,使接触线位于与砂轮中心等高的砂轮外圆面上。操作方法⑶刃磨时,一手握住钻头作支点,另一手使钻头柄部按顺时针方向绕轴心线旋转,并向下摆动。根据钻头后角的大小,在旋转钻头的同时,控制钻头靠向砂轮的吃刀速度,磨出钻头后面及要求的横刃斜角ψ。按此法磨2~3次即可。⑷将钻头反转180度,支点不动,用同样方法刃磨另一切削刃的后面。(往复交替刃磨两主切削刃至要求)刃磨时,应使两切削刃的形状对称,并注意冷却。

麻花钻加工特点:三差一大

刚度差:

导向性差:

切削条件差:轴向力大:

因为有两条又宽又深的螺旋槽,大大削弱了钻头的强度。因为只有两条很窄的棱带与孔壁接触进行导向。钻孔时,孔内的实体材料要全部变成卷曲的切屑,体积急剧膨胀。而钻孔又属于半封闭式切削,切削只能沿钻头的螺旋槽从孔口排出,致使切屑与孔壁剧烈摩擦,一方面划伤和拉毛已加工的孔壁,一方面产生了大量的切削热,半封闭切削又使切削液难以进入切削区域。主要因为横刃负前角的影响使轴向力增大。另外,钻头的两条主切削刃手工刃磨难以准确对称,致使钻孔具有易引偏、孔径易扩大和孔壁质量差等工艺问题。2.群钻针对标准高速钢麻花钻存在的缺陷,在实践中采取多种措施修磨麻花钻的结构。如修磨横刃,减少横刃长度,增大横刃前角,减小轴向受力状况;修磨前刀面,增大钻芯处前角;修磨主切削刃,改善散热条件;在主切削刃后面磨出分屑槽,利于排屑和切削液注入,改善切削条件;等等。用麻花钻综合修磨而成的新型钻头,即“群钻”。①修磨横刃,使其为原长1/5~1/7,增大该处前角,减少横刃的不利影响。②直径大于15mm的钻头,磨分屑槽,切屑变窄便于排出。③在两个主切削刃上磨出对称凹圆弧面,改善定心性能。

标准型群钻群钻的刃磨经过综合修磨而成的群钻,切削性能显著改善。钻削轴向力比标准麻花钻下降35%~50%,转矩降低10%~30%,切削轻快省力;改善了散热、断屑及冷却润滑条件,耐用度比标准麻花钻提高了3~5倍;另外,生产率、加工精度、表面质量都有所提高。群钻的与普通麻花钻的比较(2)薄板群钻

在薄板上钻孔,如在0.1~1.5mm的薄钢板、马口铁皮、薄铝板、黄铜皮和纯铜皮上钻孔,是不能够使用普通钻头的,否则钻出的孔会出现不圆,成多角形。孔口飞边、毛刺很大,甚至薄板扭曲变形,孔被撕破。大的薄板件很难固定在机床上,若用手握住薄板钻孔,当普通麻花钻的钻心刚钻透时,钻头立即失去定心能力,工件发生抖动,切削刃突然多切,“梗”入薄板,手扶不住就要发生事故。常用薄板钻的结构形状薄板钻又称为三尖钻,用薄板钻钻削时钻心先切入工件,定住中心起到箝制作用,两个锋利的外尖转动包抄,迅速把中间的圆片切离。得到所需要的孔。钻心尖应高于外缘刀尖0.5~1.5mm,两圆弧槽深应比板厚再深1mm。

自带中心导向钻的组合钻头对于深孔加工,由于排屑、散热困难,宜采用冷却液内喷麻花钻、错齿内排屑深孔钻、喷吸钻等特殊专用钻头。冷却液内喷麻花钻群钻的演变

m/min3.钻削用量钻削用量包括切削深度、进给量和切削速度。(1)切削速度:麻花钻切削刃外缘处的线速度

(2)进给量ƒ:麻花钻每转一周,钻头与工件在进给 方向给方向上的相对位移量。因麻花钻是双刃刀具实际用每齿进给量表示;ƒz=ƒ/2(mm/z)(3)背吃刀量αp

指工件以加工表面与待加工表面的垂直距离,钻孔时的背吃刀量为麻花钻直径的一半。

αp=d/2(mm)4.钻削的工艺特点(1)钻削背吃刀量大,金属切除效率高。(2)钻头在半封闭的状态下进行切削的,切削 量大,排屑困难。(3)摩擦严重,产生热量多,散热困难,转速 高、切削温度高,不易冷却,致使钻头磨 损严重。(4)挤压严重,所需切削力大,容易产生孔壁 的冷作硬化。(5)钻头细而悬伸长,加工时容易产生弯曲和 振动。(6)钻孔精度低,尺寸精度为IT13~IT11,表 面粗糙度Ra为50~12.5μm。

二、扩孔1.扩孔用扩孔工具扩大工件原有孔径的方法扩孔工具扩孔钻、麻花钻

背吃刀量1)扩孔钻扩孔

αp=(D-d)/2(mm)比钻削小的多2)扩孔钻与麻花钻的比较

扩孔可在一定程度上校正原孔轴线的偏斜,扩孔的精度可达IT10~IT9,表面粗糙的Ra值可达6.3~3.2μm,属于半精加工。扩孔常用作铰孔前的预加工,对于质量要求不高的孔,扩孔也可作孔加工的最终工序。

1)刀齿数多(3~4个),故导向性好,切削平稳;

2)刀体强度和刚性较好;

3)没有横刃,改善了切削条件。因此大大提高了切削效率和加工质量。扩孔切削用量1.扩孔的加工余量扩孔的加工余量一般为0.5mm~4mm。扩孔余量一般为孔径的1/8左右。2.扩孔时的进给量扩孔时的进给量为钻孔时进给量的1.5~2倍。3.扩孔时的切削速度切削速度为钻孔时的1/2。麻花钻扩孔与钻孔的差别1.参与切削的主切削刃只是靠外缘的一部分,而这部分切削刃的前角为正值,故切削性能好。2.钻孔时横刃参与切削,而扩孔时,横刃不参加切削,消减了大部分的轴向抗力。3.背吃刀量大大减小。4.切屑也比钻孔时少,且易于排出,冷却问题也相应的得到改善。麻花钻扩孔三、锪孔用锪钻或锪刀刮平孔的端面或切出沉孔的方法锪孔的目的是为了安装沉头螺钉,锥形锪钻还可用于清除孔端毛刺锪孔时的注意事项(1)锪孔时的进给量应为钻孔时的2~3倍,切削速度为钻孔时的1/3~1/2为宜。应尽量减少震动以获得较小的表面粗糙度值。(2)用麻花钻锪孔时,钻头应尽量短,并俢磨外圆处前刀面,以减小前角,以防震动和扎刀还要磨出较小的后角,防止锪出多角形表面。(3)在导柱处和切削表面上加注切削液,用以冷却。四、铰孔

用铰刀从被加工孔的孔壁上切除微量金属,使孔的精度和表面质量得到提高的加工方法,称为铰孔。铰孔精度可高达IT9~IT7级,Ra1.6~0.8ūm。

铰孔是孔的精加工方法之一,常用作直径不很大、硬度不太高的工件上孔加工的最后一道工序。1.铰刀(1)铰刀的组成铰刀由柄部、颈部和工作部分组成。1)颈部、柄部作用同麻花钻、扩孔钻相同。柄部有锥、直柄和方榫形三种。2)工作部分由引导锥、切削部分、校准部分和倒锥组成。引导锥l1—引导铰刀头部进入孔内,导向角κ一般为45°。切削部分l2—担负切除铰孔余量的作用。校准部分l3—有棱边ba1,起定向、修光孔壁、保证铰刀直径和便于测量等。倒锥l4—减少铰刀和以加工表面的摩擦。一般为γ0=0°、α0=6°~8°、κr=12°~15°。具体角度视加工材料不同而不一样,且由制造时形成。刀具的齿数一般为4~8齿,为测量方便,多取偶数。刀具的切削部分与修光部分的过渡处易磨损,且直接影响表面粗糙度值的大小。不能有尖棱,每一个齿一定要磨的等高。铰刀的角度:(2)铰刀的种类铰刀可分为手用铰刀和机用铰刀两种。手用铰刀为直柄,其工作部分较长,主偏角较小,一般为40′~4°,导向性好,可防止铰孔时铰刀歪斜。机用铰刀的特点是工作部分较短,而颈部较长,主偏角较大,κr=15°分为直柄、锥柄和两种。(2)铰刀的种类铰刀按切削部分的材料不同又可分为高速钢和硬质合金两种。铰刀按外部形状又分为直槽铰刀、锥铰刀、可调铰刀和螺旋槽铰刀等。螺旋槽铰刀特别适于铰削带有键槽的内孔。可调节圆柱铰刀圆锥铰刀(3)铰刀的选择铰刀分为三个精度等级,分别用于不同精度孔的加工(H7、H8、H9)。在选用时,应根据被加工孔的直径、精度和机床夹持部分的型式来选用相应的铰刀。铰孔生产率高,容易保证孔的精度和表面粗糙度,但铰刀是定值刀具,一种规格的铰刀只能加工一种尺寸和精度的孔,且不宜铰削非标准孔、台阶孔和盲孔。对于中等尺寸以下较精密的孔,钻—扩—铰是生产中经常采用的典型工艺方案。2.铰削用量(1)铰削余量铰削余量不宜太大或太小。余量太大,铰削时负荷大,增加切削热,使铰刀直径涨大,孔径也随着扩涨,且工件表面粗糙;余量太小,上道工序的加工刀痕不能去除,同时,由于铰削余量太小,铰刀啃刮严重,增加铰刀磨损。铰孔直径<55~2021~3233~5051~70铰削余量0.1~0.20.2~0.30.30.50.8高速钢铰刀铰孔时的铰削余量(2)机铰时的进给量ƒ铰削钢件或铸铁件时:进给量ƒ=0.5~1㎜/r左右。

(钢件取小值、铸铁件取大值)(3)机铰时的切削速度ν用高速钢铰刀铰削钢件时:ν=4~8m/min,

铸铁件:ν=6~10m/min,

铜件时:ν=8~12m/min,3.切削液对铰孔质量的影响铰削时必须选用适当的切削液来减少磨檫并降低刀具和工件的温度,以避免或减少引起铰刀的变形,影响铰削质量。加注乳化液:孔径略小于铰刀尺寸,Ra值较小。加注切削油:孔径略大于铰刀尺寸,Ra值较大。不加切削液:孔径最大,Ra值最大。4.铰孔时切削液的选用加工材料切削液钢10%~20

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