机械制造中的切削加工方法与典型零件的加工工艺ppt课件.pptx

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1、,机械制造中的切削加工方法与典型零件的加工工艺,机械零件都是由若干不同类型的基本表面(例如外圆表面、内圆表面、平面、圆锥面、曲面等)构成的，零件的加工过程实际上就是获得这些表面的过程。今天我们以这些面的切削加工为主线学习机械制造中的主要切削加工方法及典型零件的加工工艺。,第一部分 机械制造中的切削加工方法 1.车削 2.铣削 3.磨削 4.钳加工 第二部分 典型零件的加工工艺编制,目 录,第一部分 机械制造中的切削加工方法,1.车削 车削是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来进行切削的，车削是最基本和应用最广泛的切削方法。1.1 车削运动 切削时，工件与刀具的相对运动称为切削运动。切削运动

2、包括主运动和进给运动。车削时主运动是工件旋转，进给运动是车刀移动。,1.2 车床的种类 车床的种类很多，主要有 仪表车床、自动车床、半自动车床、回轮车床、转塔车床、立式车床、落地车床、卧式车床、数控车床和数控车加工中心等，其中以卧式车床和卧式车加工中心应用最广泛。,1.3 车削的加工范围 车削加工范围很广，可以车外圆、端面、锥面、成型曲面、切断、切槽、滚花、钻孔、镗孔、车螺纹等。1.4 车削的特点 1）车削适合于加工各种内、外回转表面。2）车刀结构相对简单，制造容易，刃磨及拆装方便。3）车削对工件的结构、材料、生产批量等有较强的适应性，可车削各种钢材、铸铁、有色金属及尼龙等非金属。4）绝大多数

3、车削为连续切削，切削力变化小，切削过程平稳，有利于高速切削和强力切削，生产效率高。,1.5 切削用量切削用量：是在切削过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。切削速度：切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度称为切削速度。切削速度的单位为m/min或m/s.进给量：刀具在进给方向上相对工件的位移量称为进给量,进给量的单位为mm。背吃刀量：指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离（，背吃刀量的单位为mm。,1.6 车床的工艺装备工艺装备：工艺装备是产品制造工艺过程中所用的各种工具的总称，包括夹具、刀具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。车床夹具：三爪自定心卡盘（正爪、反爪）：能自动定心

4、，用于装夹外圆较小或内孔较大的零件，装夹工件不需要找正，使用方便。常用规格 160mm、200mm、250mm等。四爪单动卡盘（正爪、反爪）：四个卡爪单独沿径向移动,装夹工件时，需通过调节 各卡爪的位置进行找正。常用规格 250mm、315mm、400mm、500mm等。,前顶尖：顶尖的作用是定中心、支撑工件与承受切削时的切削力。装在主轴上，随主轴和工件一起回转，与工件中心孔无摩擦。后顶尖（固定顶尖）：后顶尖是插入尾座套筒锥孔中的顶尖，固定顶尖定心好，刚度高，切削是不易产生振动，但与中心孔有相对运动，容易发热和磨损。后顶尖（回转顶尖）：回转顶尖可克服发热和磨损的缺点，但定心精度稍差，刚度也稍低

5、。中心架：在车刚度较低的细长轴或不能穿过车床主轴孔的粗长轴工件时，采用中心架来增强刚度、保证同轴度。,跟刀架（两爪跟刀架、三爪跟刀架）：使用时，一般固定在车床床鞍上，车削时跟随在车刀后面移动。跟刀架多用于无台阶的长光轴加工，细长光轴宜选用三爪跟刀架。1.7 车削精度 粗车（拉毛坯）的加工精度可达 IT12-IT11，表面粗糙度Ra50-12.5um；精车的加工精度可达 IT8-IT6，表面粗糙度Ra1.6-0.8um。1.8 车刀的种类及应用（见图表1）1.9 常用刀具材料的性能和应用场合（见图表2）,图表1 车刀的种类及应用,图表1续,图表2 常用刀具材料的性能和应用场合,图表2续,1.10

6、 齿轮轴车削工序图例（材料45钢）,分析图样制定工艺路线：1）齿轮轴的材料为45钢，毛坯材料应为热轧圆钢。2）关注各尺寸精度，表面粗糙度，锥度等。3）圆锥表面对公共基准A-B的斜向圆跳动公差。4）制定加工工艺路线，编制工艺流程卡 齿轮轴加工顺序：下料热处理车端面车总长粗车齿轮轴左端粗车齿轮轴右端调头，精车齿轮轴左端精车齿轮轴右端。,齿轮轴（车削工序）工艺流程卡,第一部分 机械制造中的切削加工方法,2.铣削 铣削是在铣床上使用多刀刃的铣刀进行切削的一种加工方法，铣削是加工平面和键槽的主要方法之一。2.1 铣削运动 铣削的主运动是刀具的旋转运动，工件本身不动，而是装夹在机床的工作台上完成进给运动。

7、铣削刀具比较复杂，一般为多刃刀具。,2.2 铣床的种类 铣床的种类很多，常用的有万能滑枕铣床、立式升降台铣床、万能工具铣床、龙门铣床、数控铣床和加工中心等，我所以万能滑枕铣床和立式加工中心应用最广泛。,2.3 铣削的加工范围 在铣床上使用各种不同的铣刀可以完成平面（平行面、垂直面、斜面）、台阶、槽（直角槽、V形槽、T形槽、燕尾槽等）、切断、镗孔和特形曲面等的加工，。2.4 铣削的加工特点 1）铣削是切削加工中最主要的加工方法之一，常用于各种零件的半成型和成型加工，特别是板类零件的加工。2）铣削具有较高的加工精度，其经济加工精度一般为IT9-IT7，表面粗糙度Ra值达12.5-1.6um，精密铣

8、加工精度可达IT5，表面粗糙度值可达Ra0.4um,2）铣加工中心特别适合模具等形状复杂的组合体零件的加工。2.5 工件的装卡 铣削加工中，工件的装卡非常重要，大体可分为四类：机用虎钳装卡、压板和螺栓装卡、分度头装卡、专用夹具装卡。2.6 铣床附件及配件（图表3）2.7 铣刀的种类及用途（图表4）,图表3 铣床附件及配件,图表3 铣床附件及配件,图表4 铣刀种类及用途,2.8 齿轮轴铣削工序图例（材料45钢）,分析图样制定工艺路线：1）齿轮轴的材料为45钢，毛坯经过调质处理、车削加工。2）选择铣床、铣刀、分度头、尾座等，设计装夹方式。加工键槽、齿面要注意：找正、装卡、加工一次完成，保证键槽与轴

9、线的对称度要求和位置要求。3）制定加工工艺路线，编制工艺流程卡齿轮轴齿部、键槽的加工顺序：半成品装卡、找正、夹紧对刀、选择加工参数完成齿面、键槽的加工。,齿轮轴（铣削工序）工艺流程卡,立式加工中心+回转工作台,3.磨削 磨削是用砂轮或其它模具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法，其主运动是砂轮的旋转运动。,第一部分 机械制造中的切削加工方法,3.1 磨床的种类 磨床的种类很多，主要有外圆磨床、内圆磨床、平面及端面磨床、工具磨床、导轨磨床、曲轴磨床等，应用最多的是平面磨床和外圆磨床。3.2 磨削运动 平面磨床：磨头主轴上砂轮的回转运动是主运动；进给运动包括工作台的纵向进给运动、砂轮的横向和垂直

10、进给运动。外圆磨床：磨头主轴上砂轮的回转运动是主运动；进给运动包括工件的圆周进给运动、工作台的纵向进给运动、砂轮架的横向进给运动。,3.3 磨削加工的特点 1）加工精度高，磨削加工主要用于精加工,磨削精度可达到IT6-IT4，表面粗糙度可达到Ra0.8-0.2um。2）磨削可以对淬硬的工件进行加工，硬度越高相对应的表面光洁度越好。3.4 磨削的加工范围 在各类磨床上能实现：外圆加工、内孔加工、平面加工、螺纹加工、齿轮加工、导轨加工和花键加工等。磨削可以加工未淬火钢、铸铁、铜、铝等，也可以加工淬硬钢、高速钢、钛合金、硬质合金以及非金属材料。,3.5 磨削用砂轮的特性1）磨料的种类：砂轮中磨粒的材

11、料称为磨料，它是砂轮的主要成分。按成分一般分为氧化物系AIO（白刚玉、棕刚玉）、碳化物系SiC（绿碳化硅、黑碳化硅）和高硬磨料系CBN（人造金刚石、立方氮化硼）三类。2）粒度F：表示磨料颗粒尺寸大小的参数称为粒度，根据加工零件表面粗糙度要求和加工材料的力学性能选择。砂轮的粒度代号(F4F220)，通常采用F46、F60。3）砂轮的硬度：是指结合剂黏结磨料颗粒的牢固程度，它表示砂轮在外力的作用下磨料颗粒从砂轮表面脱落的难易程度。砂轮的硬度等级代号（AY）。常用L、K。,3.7 齿轮轴的磨削工序图例（材料45钢）,分析图样制定工艺路线：1）半成品齿轮轴的材料为45钢，毛坯经过调质处理，齿部经高频淬

12、火处理。2）零件为台阶轴，轴阶尺寸公差要求较高20（0.006mm），表面粗糙度Ra1.6。3）锥度为1:10的锥面相对于A-B的斜向圆跳动为0.01mm。4）制定加工工艺路线，编制工艺流程卡 齿轮轴齿部、轴端的磨削加工顺序：半成品修研两端中心孔粗磨、精磨、掉头粗磨、精磨完成加工。,齿轮轴（磨削工序）工艺流程卡,3.7 齿轮轴图例（材料45钢）,4.钳加工 在机械产品的生产制造过程中，钳工是不可缺少的工种之一。其特点是以手工操作为主，灵活性强，主要担负着机械加工方法不能解决的的某些工作。4.1 钳工常见的基本操作：划线、錾削、锉削、锯削、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、铆接、弯曲、刮削、研磨、螺纹攻丝

13、等。4.2 钳工专业基础知识,第一部分 机械制造中的切削加工方法,1）划线：是指根据图样和技术要求，在毛坯或半成品上用划线工具划出加工界限（或基准线）的过程。划线的作用：确定工件各加工面的加工位置和加工余量，使加工有明显的尺寸界线（特别是大型铸件）。便于复杂工件在机床上安装，按线找正定位。能全面检查毛坯的尺寸，及时发现不合格的毛坯。采用借料划线可使误差不大的毛坯得到补救。在板料上划线排料，可以提高材料利用率。,常用的划线工具：划线平台、划针、划规（单脚规)、钢板尺、直角尺、高度游标尺、划线盘、分度头、方箱、V型铁、样冲等。2)錾削：是钳工用手锤敲击錾子对工件进行切削加工的一种方法，一般用碳素工

14、具钢锻成（T7A），常用錾子的分类及应用：扁 錾：主要用来錾平面、去毛刺和分割板料。尖 錾：主要用来錾削沟槽及分割曲线板料。油槽錾：常用来錾切平面或曲面上的油槽。,3)锉削：用锉刀对工件表面进行切削加工，使工件达到所要求的尺寸、形状和表面粗糙度，这种工作称为锉削。锉削的加工范围：锉削的加工范围很广，可以锉削工件的外表面、内孔、沟槽和各种形状复杂的表面，装配过程中个别零件的修配，锉削是钳工的一项重要基本操作，钳工技能大赛传统比赛项目。锉刀材料：一般用高碳工具钢(T12、T13）制成，经过热处理，硬度达HRC6267，锉刀是专业厂生产的一种标准工具。,锉刀的种类：锉刀分普通锉、特种锉和整形锉（什锦

15、锉或组锉）三类。普通锉按其断面形状不同，又可分为平锉（板锉）、方锉、三角锉、半圆锉和圆锉五种。特种锉有刀口锉、菱形锉、扁三角锉、椭圆锉、圆肚锉等。整形锉通常以5把、6把、8把、10把、12把位一组。锉刀的规格：分尺寸规格和齿纹的粗细规格。锉刀的尺寸规格：圆锉刀以直径表示；方锉刀以方形尺寸表示；其它锉刀以锉身长度表示。,锉刀齿纹的粗细规格：按锉刀齿纹的齿距大小表示：1号锉纹：齿距为2.30.83mm,粗锉刀。2号锉纹：齿距为0.770.42mm,中粗锉刀 3号锉纹：齿距为0.330.25mm,细锉刀 4号锉纹：齿距为0.250.20mm,双细锉刀 5号锉纹：齿距为0.200.16mm,油光锉.锉

16、刀齿纹粗细规格选择，决定于工件材料的性质、加工余量的大小、加工精度和表面粗糙度要求的高低。,4）锯削：是指用手锯在零件上锯槽、锯掉多余部分或进行分割的工作。手锯是钳工进行锯割的工具，由锯弓和锯条组成。5）钻孔：钻孔是钳工用钻头在工件上加工出孔的方法。钻孔一般可以达到公差等级IT1110级，表面粗糙度可达Ra5012.5um，钻孔只能加工表面精度要求不高的孔。钻头的种类：钻孔使用的钻头种类较多，有麻花钻、深孔钻、中心钻、扁钻等，麻花钻是最常见的一种钻头。,麻花钻的材料：麻花钻用高速钢W18Cr4V制成，淬火硬度HRC6268，柄部硬度HRC3035。6）铰孔：铰孔是装配钳工在装配中常用的加工方法

17、。用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度值的方法称为铰孔。铰孔是一种精加工方法，铰削后孔的公差等级可达IT9IT7,表面粗糙度值可达Ra1.60.4um。铰刀：铰孔用的刀称为铰刀。由柄部、颈部和工作部分组成。,铰刀的分类如下：按使用方式：手用铰刀（直柄）、机用铰刀（锥柄）。按结构可分：整体式铰刀、可调节式铰刀。按切削材料：高速钢铰刀、硬质合金铰刀。按用途可分：圆柱铰刀、圆锥铰刀、螺旋槽铰刀。,铰孔时，内孔尺寸扩大和表面粗糙度大的原因是什么？（1）铰孔时内孔尺寸扩大的原因是：铰刀直径太大，铰刀刃口径向跳动大；铰刀和工件轴线不重合；铰削速度过高，产生积屑瘤和使铰刀温度

18、升高；铰削余量太大。（2）表面粗糙度大的原因是：铰刀刃不锋利或刀刃上有崩口、毛刺；铰削余量过大或过小；切削速度选择不当，产生积屑瘤；切削液选择不当（采用非水溶性切削液时，铰出的孔表面粗糙度大）。,为什么铰孔时铰刀不宜反转？铰刀反转时，铰刀后角会使切屑卡在孔壁和铰刀刀齿的后面之间，将孔壁划伤。同时铰刀易磨损，甚至造成崩刃。铰削余量如何确定？选择铰削余量时应考虑孔径的大小、材料的软硬、孔的尺寸精度和表面粗糙度要求、铰刀类型等。另外，铰削余量的确定于上道工序的加工质量有很大关系，对于铰削精度要求高的孔，必须经过扩孔后再铰孔。,第二部分 典型零件的加工工艺编制,1.台板类零件 2.圆盘类零件3.深孔类

19、零件 4.轴类零件5.精密类零件,1、台板类零件,零件功用：主要用于设备主要功能部件的安装 基板，是设备的装配基准。结构特点：零件平面度、平行度要求较高，孔 位相对位置要求精确。常用材料：Q235、45号钢、2A12、A5052 等。,典型零件1,*工作台板材料：45号钢 外型尺寸：2340mm1210mm20mm,*工作台板材料：45号钢 外型尺寸2340mm1210mm20mm,*工作台板工艺流程,2、圆盘类零件,零件功用：主要用于元器件在多工位工序间 的周转加工。结构特点：零件平面度、平行度要求较高，重复定位精度要求高。常用材料：2A12、A5052、6061等。,*圆盘材料：2A12

20、外型尺寸：1170mm25mm,典型零件2,*圆盘材料：2A12 外型尺寸：1170mm25mm,*圆盘工艺流程,3、深孔类零件,零件功用：主要用于液晶玻璃切割平台。结构特点：零件平面度、平行度要求较高，且内腔气路贯穿、阻断结构复杂。常用材料：2A12、A5052、6061、7075等。,典型零件3,*台板 材料：2A12 外型尺寸：1280mm980mm50mm,*台板 材料：2A12 外型尺寸：800mm660mm50mm,*台板工艺流程,4、轴类零件,零件功用：它主要起支承传动件和传递扭矩的 作用。结构特点：是旋转体零件，主要由内外圆柱面 内外圆锥面、螺纹、键等组成。常用材料：45号钢、

21、40Cr、GCr15、65Mn、38CrMoAI等。,常用毛坯：圆棒料、锻件、铸件等。热处理：a、圆棒料常采用调质处理；b、锻件、铸件常采用正火或退火处理；c、高精度的轴常采用调质加表面淬火；d、精密主轴常采用调质加表面氮化。例如：45棒料 调质处理2832HRC 45锻件 正火处理220280HB,轴类零件加工重点：保证各主要加工尺寸及公差要求；保证各阶梯轴的同轴度要求；保证轴肩端面对轴线的垂直度要求；保证各阶梯轴键槽的位置度要求。一般轴类零件加工常用的主要定位基准：两中心孔定位，两顶尖装夹。,典型零件4,*传动主轴 材料：45号钢外型尺寸：60mm1507mm,*传动主轴 材料：45号钢 外型尺寸：60mm1507mm,*传动主轴工艺流程,5、精密类零件,零件功用：一般为设备关重件，对设备功能实 现起至关重要的作用结构特点：结构复杂，形状、位置公差要求均 较高。常用材料：2A12、7075、45号钢、40Cr、GCr15等,典型零件5,*冲头架 材料：7075 外型尺寸：415mm210mm35mm,*冲头架 材料：7075 外型尺寸：415mm210mm35mm,*冲头架工艺流程,*刀盘 材料：2A12 外型尺寸：200mm45mm,*刀盘 材料：2A12 外型尺寸：200mm45mm,*刀盘工艺流程,谢 谢,