模块二金属切削加工.ppt

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1、模块二金属切削加工,课题五 刨削加工、插削加工、拉削加工,知识点,刨床、刨削加工插床、插削加工拉床、拉削加工,技能点,了解刨床的结构、掌握刨削加工的应用及加工特点了解插床的结构、掌握插削加工的应用及加工特点了解拉床的结构、掌握拉削加工的应用及加工特点,一.课题分析,除了车削、铣削、钻削及磨削加工等方法,还有其他很多机械加工方法,如刨削加工、插削加工和拉削加工,他们在切削加工中也有很大的作用。如刨削加工对平面、沟槽加工的加工,特别是狭长平面的加工具有很能大的优势;插削对孔内键槽、花键等的加工具有优势;拉削在大批量加工直通孔等零件上具有很高的效率。因此,认识和了解刨削加工、插削加工和拉削加工对机械

2、制造专业的从业人员而言,也具有很重大的意义。,刨削是平面加工的主要方法之一。在刨床上可以刨平面(水平面、垂直平面和斜面)、沟槽(直槽、V形槽、燕尾槽和T形槽)和曲面等,一.相关知识,(一)刨削加工,1、概述,刨削的主要内容a)刨水平面 b)垂直平面 c)斜面 d)直槽 e)T形槽 f)曲面,牛头刨床a)外形图 b)运动示意图1-工作台 2-横梁 3-刀架 4-滑枕 5-床身 6-底座,2、刨床,(1)床身 床身用以支承刨床的各个部件。床身的顶部和前侧面分别有水平和垂直导轨。滑枕连同刀架可沿水平导轨作直线往复运动(主运动);横梁连同工作台可沿垂直导轨实现升降。床身内部有变这机构和驱动滑枕的摆动导

3、杆机构。(2)滑枕 前端装有刀架,用来带动刨刀作直线往复运动,实现刨削。,(3)刀架 用来装夹刨刀和实现刨刀沿所需方向移动。刀架与滑枕连接部位有转盘,可使刨刀按需要偏转一定角度。转盘上有导轨,摇动刀架手柄,滑板连同刀座沿导轨移动,可实现刨刀的间隙进给(手动)或调整切削深度。刀架上的抬刀板在刨刀回程时抬起,以防止擦伤工件和减小刀具的磨损。,(4)工作台 用来安装工件,可沿横梁横向移动和与横梁一起沿床身垂直导轨升降,以便调整工件位置。在横向进给机构驱动下,工作台可实现横向进给运动。横向进给机构采用曲柄摇杆机构。刀架每直线往复运动一次,连杆4使带有棘爪的摇杆5绕棘轮6轴线摆动一次,棘爪推动棘轮,与棘

4、轮连接在一起的丝杠7同时转动一定角度,从而完成工作台的横向进给运动。,(1)刨刀的装夹 刨刀属单刃刀具,其几何形状与车刀大致相同。由于刨刀在切入工件时须受较大的冲击力,所以刀杆截面积一般比较大。为避免刨削时产生“扎刀”而造成工件报废,刨刀常制成弯颈形式。刨刀装夹时应注意:位置要正,刀头伸出长度应尽可能短,夹紧要牢固。,两种刨刀的刨削情况a)弯颈刨刀不易扎刀(粗刨)b)直杆刨刀容易扎刀(精刨),(2)工件的装夹1)平口钳装夹 较小的工件可用固定在王作台上的平口钳装夹。平口钳在工作台上位置应正确,必要时应用百分表找正。装夹工件时应注意工件高出钳口或伸出钳口两端不宜太多,以保证夹紧可靠。,2)压板装

5、夹 较大的工件可且于工作台上,用压板、螺栓、挡块等直接装夹。,(3)刨平面 1)刨水平面 刨削水平面时,进给运动由工作台(工件)横向移动完成,切削深度由刀架控制。刨刀一般采用两侧刀刃对称的尖头刀,以便于双向进给,减少刀具的磨损和节省辅助工时。,刨水平面,2)刨垂直平面 刨削垂直平面时,摇动刀架手柄使刀架滑板(刀具)作手动垂直进给,吃刀量通过工作台的横向移动控制。刨刀采用偏刀。为保证加工平面的垂直度,加工前应将刀架转盘刻度对准零线,位置精度要求较高时,在刨削时应按需要微调纠正偏差。为防止刨削时刀架碰撞工件,应将刀座偏转一适当的角度。,偏刀的几何形状,刨垂直平面时偏转刀座,3)刨倾斜平面 刨倾斜平

6、面有两种方法:一是倾斜装夹工件,使工仵被加工斜面处于水平位且,用刨水平面的方法加工;一是将刀架转盘旋转所帑角度,摇动刀架手柄使刀架滑板(刀具)作手动倾斜进给,旋转刀架 盘刨倾斜平面,(3)刨沟槽 1)刨直槽和V形槽 刨直槽时,如果沟槽宽度不大,可用宽度与槽宽相当的直槽刨刀直接刨到所需宽度,旋转刀架手柄实现垂直进给;如果沟槽宽度较大,则可横向移动工作台,分几次刨削达到所需槽宽。刨V形槽时,应根据工件的划线找正,先用直槽刀刨出底部直槽,然后换装偏刀,倾斜刀架和偏转刀座,用刨斜面的方法分别刨出V形槽两侧面。,刨V形槽a)刨V形槽底部直槽 B)刨V形槽斜面,2)刨燕尾槽 刨燕尾槽的方法与刨V形槽相似,

7、采用左、右偏刀按划线分别刨削燕尾斜面。,刨燕尾槽a)刨燕尾槽用角度偏刀 a)加工顺序,3)刨T形槽 刨T形槽辅用直槽刀、左右弯切刀和倒角刀,按划线依次刨直槽、两侧横槽和倒角。,刨T形槽 a)刨直槽 b)刨右横槽 c)刨左横槽 d)倒角,3.刨削的工艺特点(1)刨削特别适合于加工狭长平面。(2)刨床结构简单,调整和操作都较方便;刨刀为单刃刀具,制造和刃磨较容易,价格低廉。所以,刨削生产成本较低。(3)由于刨削主运动是直线往复运动,刀具切入和切离工件时有冲击负载,因此,限制了切削速度的提高,此外,还存在空行程损失,因此刨削生产效率较低。(4)刨削的加工精度通常为IT9IT7,表面粗糙度值为12.5

8、1.6;采用宽刃刨刀精刨时,加工精度可达IT6,表面粗糙度值Ra为0.80.2m。,1.插床 插削是用插刀对工件作垂直相对直线往复运动的切削加工方法。插削在插床上进行,插床的结构原理和牛头刨床相似,可视为立式刨床。,插 床a)外形图 b)切削运动示意图1床身 2-下滑座 3-上滑座 4-圆工作台 5-滑枕 6-立柱 7-变速箱 8-分度机构,2.插削方法 插削和刨削的切削方式相同,只是插削是在铅垂方向进行切削的。在插床上可以插削孔内键槽、方孔、多边形孔和花键孔等,,插削的主要内容a)插键槽b)插方孔c)插多边形孔d)插花键孔,(1)插刀 插刀也属单刃刀具,与刨刀相比,插刀的前面与后面位置对调,

9、为了避免刀杆与工件已加工表面碰撞,其主切削刃偏离刀杆正面。插力的几何角度一般是:前角 012,后角 48。常用的尖刃插刀主要用于粗插或插多边形孔,平刃插刀主要用于精插或插直角沟槽。,插 刀 a)尖刃插刀(尖刀)b)平刃插刀(切刀),(2)插键槽 装夹工件并按划线校正工件位置,然后根据工件孔的长度(键槽长度)和孔口位置,手动调整滑枕和插刀的行程长度和起点至终点位置,防止插刀在工作中冲撞工作台而造成事故。键槽插削一般应分粗插及精插,以保证键槽的尺寸精度和键槽对工件轴线的对称度要求。,插键槽,(3)插方孔 插小方孔时,可来用整体方头插刀插削。插较大的方孔时,来用单边插削的方法,按划线找正先粗插(每边

10、留余置0.20.5mm),然后用90角度刀头插去四个内角处未插去的部分。粗插时应注意测量方孔边至基准之尺寸,以保证尺寸精度和对称度要求。插削按第一边、第三边(对边)、第二边、第四边的顺序进行。,插方孔,(4)插花键 插花键的方法与插键槽大致相同。不同的是花键各键槽除了应保证两侧面对轴平面的对称度外,还需要保证在孔的圆周上均匀分布,因此,插削时常用分度盘进行分度。,3.插削的工艺特点(1)插床与插刀的结构简单,与刨削一样,插削时也存在冲击和空行程损失,因此,主要用于单件、小批且生产。(2)插削工作行程受刀杆刚性限制,槽长尺寸不宜过大。(3)刀架没有抬刀机构,工作台没有让刀机构,因此插刀在回程时与

11、工件相摩擦,工作条件较差。(4)除键槽、型孔以外,插削还可以加工圆柱齿轮、凸轮等。(5)插削的经济加工精度为IT9lT7,表面粗糙度Ra值为6.31.6m。,1.拉床及拉削方法 拉削是用拉刀加工工件内、外表面的方法。拉削在拉床上迸行。拉床分卧式和立式两类,下图为卧式拉床的示意图。拉削时工作拉力较大,所以拉床一般采用液压传动。常用拉床的额定拉力有100,200,400kN等。,卧式拉床示意图l-压力表 2-液压传动部件 3-活塞拉杆 4-随动支架5-刀架 6-床身 7-拉刀 8-支挣 9-工件 10-随动刀架,拉刀是一种多齿精加工刀具。拉削时后一刀齿(或后一组刀齿)的齿高高于(或齿宽等于)前一刀

12、齿(或前一组刀齿),从而能依次地从工件上切下很薄的金属层,以获得精度高、表面质量好的工件表面。,拉削过程1-工件 2-拉刀,拉刀的组成:柄部被刀架夹持的部分。前导部用来引导拉刀切削部分进入工作位置防止拉刀歪斜。切削部由许多刀齿组成,包括粗切齿和精切齿,后排刀齿比前排刀齿分别高出一个齿升量(一般为0.020.1mm)。校准部起校正和修光作用。后导部保持拉刀在粒削过程中最后的准确位置,防止拉刀下垂而损伤已加工表面和拉刀刀齿。,拉 刀,在拉床上可以拉削各种型孔(直通孔),还可以拉削平面、半圆弧面,以及一些用其他加工方法不便加工的内外表面。,拉削孔时,工件一般不需夹紧,只以工件的端面支承。因此,预加工

13、孔的轴线与端面之间应有一定的垂直度要求。如果垂直度误差较大,则可将工件端面贴紧在一个球面垫圈上,利用球面自动定位。拉削加工的孔径通带为10100mm,孔的长度与孔径之比不宜超过3。预留孔不需要正确加工,钻削或粗镗后即可进行拉削。,圆孔的拉削 1-工件 2-球面垫圈 3-拉刀,拉削外表面时,一般为非对称拉削,拉削力偏离拉刀和工件轴线,因此,除对拉刀采用导向板等限位外,还须将工件夹紧,以避免拉削时工件位置偏离。如拉削V形槽时,使用导向板和压板的情形。,拉削V形槽1-压紧元件 2-工件 3-导向板 4-拉刀,2.拉削的工艺特点(1)拉刀在一次行程中能切除加工表面的全部余量,故拉削的生产效率较高。(2)拉刀制造精度高,切削部分有粗切和精切之分,校准部分又可对加工表面进行校正和修光,所以拉削加工精度较高,经济精度可达IT9IT7,表面粗糙度Ra值为1.60.4m。(3)拉床采用液压传动,故拉削过程平稳。(4)拉刀适应性差,一把拉刀只适于加工某种尺寸和精度等级的一定形状的加工表面,且不能加工阶台孔、盲孔和特大直径的孔。由于拉削力很大,拉削薄壁孔时容易变形,不宜采用拉削。(5)拉刀结构复杂,制造费用高,因此只有在大批量生产中才能显示其经济、高效的特点。,

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