《第三章常用切削加工方法综述课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章常用切削加工方法综述课件.ppt（52页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、1,第一节 车削的工艺特点及其应用,一、车削的工艺特点,1. 易于保证工件各加工面的位置精度。 对于轴、套、盘类零件，由于各加工面具有同一回转轴线，并与车床主轴的回转轴线重合，可在一次装夹中加工出不同直径的外圆、内孔及端面，所以可保证各加工面间的同轴度及垂直度。,2. 切削过程比较平稳。当保证车刀的几何角度、切削深度和进给量一定时，切削层的几何参数保持一定，因此，车削时的切削力基本保持不变，所以车削时可进行高速切削，有利于提高生产效率。,2,第一节 车削的工艺特点及其应用,一、车削的工艺特点,3. 适合有色金属零件的精加工,钢铁：粗车半精车精车磨削,有色金属：粗车半精车精车精细车,4. 生产成
2、本低。许多车床夹具都作为车床附件生产，可满足一般零件装夹的要求，生产准备时间短。车刀结构简单、制造、磨刃和安装都很方便。因此，车削加工与其他加工方法相比，生产成本较低。,零件的精加工一般用到的工艺为磨削。但对于有色金属，因其本身硬度较低，塑性大，如果用砂轮磨削，磨屑易堵塞砂轮，很难达到光洁的表面。但如果我们采用切削时，以金刚石为刀具，以较小的切削深度和进给量，较高切削速度，可以达到有色金属的精加工。,3,二、工件装夹的方法,1.三爪或四爪卡盘装夹,2.花盘装夹,3.顶尖装夹,4.心轴上安装,5.中心架和跟刀架,三爪卡盘的卡爪是联动的，能以工件的外圆面自动定心，所以安装工件一般不需要找正。但由于
3、卡盘的制造误差及使用后磨损的影响，定位精度一般为0.01-0.1mm。三爪卡盘最适宜安装外形规则的圆柱形工件。四爪卡盘的四个爪可分别调整，所以安装时要花费较多的时间对工件进行找正。其定位精度可达到0.005mm。四爪卡盘夹紧力较大，适合于三爪卡盘不能安装的工件，如矩形的、不对称或较大的工件。,4,二、工件装夹的方法,2.花盘装夹,适用于外形复杂又不能使用卡盘安装的工件。如图所示弯管，需加工外圆面A及端面B，要求端面B与端面C垂直。安装工件时，先将角铁用螺栓固装在花盘上，并校正角铁平面与主轴轴线平行，再将工件安装到角铁上，找正后用压板压紧。为使花盘转动平稳，在花盘上装有平衡用的配重块。,5,二、
4、工件装夹的方法,3.顶尖装夹,在车床加工实心轴类零件时，经常使用顶尖装夹工件，装在主轴上的顶尖称为前顶尖，装在尾座上的顶尖称为后顶尖。后顶尖又分为死项尖和活顶尖。死顶尖定心准确、加工精度较高，但易磨损；活顶尖工件时同工件一起回转，高速切削时也不会磨损，但装配误差大，加工精度低。,6,二、工件装夹的方法,4.心轴上安装,适用于已加工内孔的工件。利用内孔定位，安装在心轴上，然后再把心轴安装在车床前后顶尖之间。右图为带锥度的心轴，工件小端压紧到心轴上，不要夹紧装置，定位精度较高。当工件内孔的长度与内径之比较小时，由于孔短，套装在带锥度的心轴上容易歪斜，不能保证定位的可靠性，此时可采用圆柱面心轴，工件
5、的左端靠紧在心轴的台阶上，用螺母压紧。,7,二、工件装夹的方法,5.中心架和跟刀架,加工细长轴类工件时，需要采用辅助的装夹机构。中心架适用于细长轴类工件的粗加工，跟刀架适用于半精加工和精加工。,8,9,三、车削的应用,1.车外圆面,2.车端面,粗车：,精车：,加工精度达IT8IT7，表面粗糙度值达1.60.8m,车外圆 最基本的一种加工，由工件的旋转和车刀作纵向移动完成，如轴、盘等外表面。,车端面 由工件的旋转和车刀作横向移动完成。,10,3.切断及车槽,车床上切断工件时，是用切断车刀作横向进给来完成的。图所示为切断装在卡盘上的短工件。切断刀除可切断工件外，还可车削沟槽。,11,4.钻孔、车孔
6、,在车床上钻孔时，通常将钻头装在尾座锥形孔中，用手转动尾座手轮使钻头移动进行加工；也可用夹具把钻头装夹在刀架上，进行自动进给钻孔。铸、锻或用钻头钻出来的孔，内孔表面是很粗糙的，还需要用内孔刀车削，一般称为车孔。,12,5.车圆锥面：宽刃车法 、小刀架转位 、偏移尾架法、靠模法。,宽刃车法,小刀架转位,宽刃车法 可加工不长的锥面。切削时刀具作横向和纵向进给。车刀主刀刃与工作轴线的夹角等于工件的锥面斜角。小刀架转位 小刀架可绕转盘转一个被切锥面的斜角，转动小刀架手柄，车刀即沿工件母线移动切出锥面。,13,外圆表面加工,14,第二节 钻、镗削的工艺特点及其应用,钻削加工,15,第二节 钻、镗削的工艺
7、特点及其应用,钻削：用钻头在实体零件上加工孔的方法,加工精度：IT13IT11表面粗糙度：Ra=2512.5um,刀具：钻头,设备：钻床、车床、镗床、铣床,钻床,台式钻床,立式钻床,摇臂钻床,在机器制造中，孔的加工占有很大的比重，用钻头在实体材料上加工孔称为钻孔。钻孔的精度较低，为提高精度和降低表面粗糙度，钻孔后还要继续进行扩孔加工和铰孔。对直径较大的孔，当尺寸精度及位置精度要求较高时，应进行镗孔。用镗削方法扩大工件的孔径称镗孔。,钻头的种类很多，有麻花钻、扁钻、深孔钻、中心钻等。其中麻花钻是最常用的钻头。,麻花钻由柄部、颈部、工作部分组成。柄部用以传递动力和夹持定心。钻柄有锥柄和柱柄两种。颈
8、部是工作部分和钻柄之间的连接部分。一般钻头的规格和标号都刻在颈部。,工作部分是钻头的主要部分，它包括导向部分和切削部分。导向部分在切削时起着引导钻头方向的作用，同时也是切削部分的后备。导向部分主要由两条对称的螺旋槽和刃带（棱边）组成。螺旋槽的作用是正确地形成切削刃和前角，并起着排屑和输送切削液的作用。刃带的作用是引导钻头保持切削方向，使之不偏斜。,标准麻花钻的切削部分有两个刀瓣。螺旋槽表面为钻头的前面，切屑沿此表面流出。切削部分顶端两曲面称为主后面。钻头两侧的刃带与已加工表面相对应的表面称为副后面。钻头上有两个主切削刃、两个副切削刃和一个横刃，这是钻头的重要特点。前面与主后面的交线是主切削刃；
9、前面与副后面的交线是副切削刃、即棱刃；两个主后面的交线是横刃。,18,一、钻削的工艺特点,1. 容易产生“引偏”, 预钻锥形定心坑。 用钻套导向 增强钻头的导向性,“引偏”是指加工时由于钻头弯曲而引起孔径扩大、孔不圆或孔的轴线歪斜等。产生引偏的主要原因是钻头由于形状细长，造成其刚性较差及导向性不好（导向是由钻头壁进行的，但由于要排屑和容屑和减少钻头壁的摩擦，钻头只有两条很窄的棱边与孔壁接触，使钻头的在钻削时导向性较差）。,先用小顶角大直径短麻花钻先钻一个锥形坑，然后再用所需的钻头钻孔。先钻出的孔刚度好，可起到定心的作用，再钻时不易生产引偏。,2. 排屑困难,3. 切削热不容易传散,修磨出分屑槽
10、,加切削液,相对于车削而言，钻削的排屑很难。钻是深入工件的内部，内部的容量太小，会塞死钻头甚至将钻头扭断。办法：钻一部分，退出钻头排屑，再钻；设置分屑槽，将宽的切屑分成窄条，以利于排屑。,这个与车削也不相同。车削时大部分的切削热由切屑带走，但钻削是在钻孔内进行的，切屑排除困难，而且封闭，就算用冷却液也很难完全达到孔内，这使得钻削产生的切削热难以排出，而使切削区（刀具、工件、切屑）的温度很高，这也造成了钻头较易磨损。,20,二、钻削的应用,单件、小批生产中小型工件上的小孔：台式钻床中小型工件上直径较大的孔：立式钻床大中型工件上的孔：摇臂钻床回转体工件上的孔：车床成批和大量生产：钻模、多轴钻或组合
11、机床精度高，粗糙度小的中小孔：需扩孔和铰孔,1）钻削精度和表面质量要求不高的孔；油孔2）精度和表面质量要求较高内表面，可用钻孔预加工3）钻内螺纹攻丝前所需底孔,21,多孔同时加工,22,三、扩孔与铰孔,1. 扩孔,用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工,加工精度：IT10IT9,表面粗糙度：Ra=3.21.6um,扩孔：刀齿多、无横刃，刚性较好，导向好，切削条件好，质量较高,23,扩孔,24,2. 铰孔,用绞刀对工件上已有的孔进行精加工,加工精度：IT9IT7表面粗糙度：Ra=1.60.4um,钻扩铰 是非常典型的工艺但不保证位置精度,25,铰孔,26,四、镗孔,用镗刀对已有的孔进行再加工,一般
12、镗孔精度：IT8IT7，Ra=1.60.8um,精细镗精度：IT7IT6，Ra=0.80.2um,回转体零件上的孔车床上镗,箱体类零件上的孔或(垂直或平行)孔系镗床上镗,在镗床上还可加工平面、沟槽、钻、扩、铰孔等,1. 镗孔,27,镗孔可校正孔轴线，保证位置精度，适应性广,2. 镗刀及镗孔的工艺特点,28,镗孔,29,第三节 刨、拉削的工艺特点及其应用,一、刨削的工艺特点,1)生产率较低,2)通用性好,刨削常用于单件小批生产及修配中,二、刨削的应用,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=6.31.6um,主要用于加工平面，也可加工各种沟槽、成形面等,牛头刨床：适于加工中、小型零件,龙门刨床
13、：适于加工大型零件,插床：主要加工齿轮、内表面(如键槽、花键)等,30,31,刨削平面,32,三、拉削,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=0.40.8um,用拉刀在拉床加工工件的工艺,拉削是用拉刀在拉床加工工件的工艺。它是利用多齿的拉刀，依次从工件上切下很薄的切削层，从而提高工件精度及光洁度。,（1）生产效率高 其速度不快，但由于多齿，同时拉刀的长度较大，工件一次参与切削的刃数量多。（2）拉削加工范围广 根据拉刀齿的形状不同，可以加工不同形状的孔。除了能加工封闭的孔之外，拉削还能开口孔。（3）加工精度高，表面粗糙度较小 拉刀后面具有校准部分，可起校准及修光作用。另外，拉刀速度不快，运行
14、平衡，切削力变化不大，使得它加工出的工件具有较高精度及小的粗糙度。（4）拉床结构简单 拉床的运动的主运动为拉刀的直线运动，进给运动来至于拉刀齿的逐渐升高来实现的。（5）拉刀价格昂贵 刃比较多，而且加工较困难，并且拉刀的精度要求高，使之价格较昂贵。,35,36,拉削,37,第四节 铣削的工艺特点及其应用,一、铣削的工艺特点,1. 生产率较高 同时参加切削的刀齿数较多,2. 容易产生振动 铣刀的每个刀齿相当于一把车刀，铣削是断续切削，切削厚度与切削面积随时在变化，因此在切削过程中，切削力是变化的，切削过程不平稳，容易产生振动。,3. 刀齿散热条件好 铣刀有很多个齿，工件时只有几个齿参加切削，而没切
15、削的齿得到充分的散热。,使用旋转的多刃刀具（铣刀）加工工件的过程称为铣削。铣削加工也是由两个基本运动组成，铣刀的旋转运动是主运动，固定在铣床工作台上的工件运动是进给方向。,常用铣床,立式铣床-端铣,卧式铣床-周铣,38,二、铣削方式,顺铣：接触处铣刀旋转方向与工件进给方向相同,逆铣：接触处铣刀旋转方向与工件进给方向相反,1. 周铣法,顺铣,逆铣,刀具耐用,工件表面质量高,工件的夹持稳定,工件表面质量低,刀具磨损快,宜铣削有黑皮的表面,（1）顺铣刀具使用寿命高 逆铣时，每个刀齿的切削层厚度都是从零开始，逐渐增大，因此在真正切入工件前，刀具的刀齿部总是在已加工表面先滑行一段距离，这段滑行就使得刀具
16、的磨损加大。而顺铣的刀齿是直接切入工件，就没有逆铣的上述磨损。（2）工件的表面质量 顺铣时切削力将工件压向工件台，使工件装夹牢固，能提高加工表面的质量；而逆铣时，切削力有将工件及工作台上抬的趋势，使得工件台产生振动，从而降低了加工表面质量。（3）顺铣忽大忽小的水平分力，使得工件有时会向前产生串动，造成进给量突然增大，甚至打刀。,39,2. 端铣法,根据铣刀与工件相对位置的不同分为对称铣削法和不对称铣削法,目的是改善铣削过程,40,3. 周铣法与端铣法的比较,1）端铣同时工作的刀齿数多，铣削过程平稳，其加工质量比周铣高2）端铣系统刚性好，可进行强力、高速切削，其生产率比周铣高3）铣平面大都用端铣
17、，而周铣的适应性强，可铣削平面、沟槽和成形面等,41,二、铣削的应用,加工精度：IT8IT7，表面粗糙度：Ra=6.31.6um,加工中、大型工件或同时加工多个中小型工件：龙门铣床单件、小批生产小、中型工件：升降台式铣床,单件小批生产盘状成形零件在立式铣床上加工 角度沟槽用相应的角度铣刀在卧式铣床上加工 T型槽和燕尾槽用专用槽铣刀在立式铣床上铣削 曲线外形或内槽可用圆形工作台在立式铣床上加工在卧式铣床上可用锯片铣刀切断,42,铣削,43,第四节 磨削的工艺特点及其应用,用砂轮作为刀具磨削工件的工艺过程，即磨削,砂轮有自行推陈出新、保持自身锋锐的自锐性,（1）磨料 是砂轮组成的主要成分。砂轮是通
18、过磨料进行切削加工的。磨料具有高硬度、高耐磨性和高耐热性。常用的磨料有氧化物系（如刚玉）、碳化物系（碳化硅）和超硬件材料（如人造金刚石和立方氮化硼）。磨料颗粒的大小称为粒度，是砂轮的重要参数。粒度影响着磨削加工的质量和生产率。（2）结合剂 是把磨粒固结成磨具的材料。结合剂的种类和性能影响着砂轮的强度、韧性、自锐性等。常用的结合剂有陶瓷结合剂、橡胶结合剂、金属结合剂等。（3）硬度 砂轮的硬度与我们平时所说的硬度概念不同，它是指磨粒在外力作用下从砂轮表面脱落的难易程度。如不易脱落，则砂轮硬，反之，则砂轮软。砂轮有着与其它刀具不一样的性质，叫做自锐性。一般刀具在用过段时间后，有磨损，就要换刀或重磨。
19、但砂轮本身具有自锐性磨钝后的磨粒在磨削力的作用下破碎，产生新的锋利的棱角。也就是能使砂轮总以较锋利的刃口对工件进行切削。,44,一、磨削过程,即砂轮的磨粒从工件表面切除细微金属层的过程，包括磨粒滑擦表面，磨粒刻划出沟痕、形成隆起，切下切屑三个阶段,磨削时，锋利凸出的磨粒切下切屑；不太凸出或磨纯的磨粒刻划、挤压表面；凹下的磨粒滑擦表面,45,二、磨削的工艺特点,1. 精度高、表面粗糙度小,4. 磨削温度高；8001000,2. 砂轮具自锐作用,3. 背向磨削力Fp较大,一般磨削精度：IT7IT6，Ra=0.20.8m精磨：Ra=0.0080.1m,可强力连续磨削，提高生产效率,在车削运动中，背向
20、力最小。但在磨削中，背吃刀量小，砂轮与工件接触宽度大，使得背向力较大。背向力大的结果使得磨削会使工件产生变形，因此影响加工精度，最后磨削要少吃刀或不吃刀。,采用大量的切削液：冷却、润滑、冲洗,磨削钢件时用切削液是苏打水或乳化液磨削铸铁、青铜时用吸尘器清除尘屑,46,三、磨削的应用,磨削可以加工各种外圆面、内孔、平面、成形面，如齿轮齿面；还可刃磨各种刀具,磨削可加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料，也能加工高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等难切削材料，但不宜加工塑性较大的有色金属,47,1. 外圆磨削,纵磨法磨外圆时，工件随工作台作纵向进给运动。每单行程或每住复行程了时，砂轮作周期性的横向进
21、给，逐步磨去工件径向的全部磨削余量。横磨法磨外圆时，工件不作纵向进给运动。砂轮以缓慢的速度连续地相对于工件作横向进给运动，直至磨去工件的全部径向磨削余量。生产中经常将纵磨法和横磨法联合使用。如，先分段采用横磨法粗磨，只留下0.01-0.03mm的余量，再采用纵磨法磨削到尺寸。这样既发挥了横磨法生产效率高的优势，又利用了纵磨法加工精度高的优势。,48,2. 内圆磨削,磨孔与铰孔或拉孔相比较：1）可以加工淬硬的工件孔2）不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质量，还可提高孔的位置精度和轴线的直线度3）用同一个砂轮可以磨削不同直径的孔，灵活性较大4）生产率比铰孔低，比拉孔更低,49,磨孔,50,3. 平面磨削,周磨：多用于加工质量要求较高的工件,端磨：多用于加工质量要求不高的工件，或替代铣削作为精磨前的预加工,51,磨削平面,52,谢谢,
