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文檔簡介
第一章金屬機械加工基礎
金屬機械加工主要有:車削、鉆削、銑削、刨削、磨削、齒輪加工。1、切削運動為了獲得形狀精度、位置精度、尺寸精度和表面質量都符合要求的工件,必須切除工件表面上多余的金屬層,此時刀具與工件間必須有相對運動,即切削運動。切削運動必須具備主運動和進給運動兩種運動。1.1
金屬機械加工的基礎知識
主運動——切下切屑所需要的最基本的運動,是刀具與工件之間最主要的相對運動。◆特點:消耗功率最大,速度最高。有且僅有一個。◆運動形式:旋轉運動(車削、鏜削的主軸運動)直線運動(刨削、拉削的刀具運動)◆運動主體:工件(車削);刀具(銑削)。
進給運動——是指使新的金屬層不斷投入切削過程并使其在所需方向上繼續下去的運動。
◆特點:速度一般較低,功率也較少。其數量可以是一個,也可以是多個◆運動形式:連續運動:如車削;斷續運動:如刨削。一個運動,如鉆削;多個運動,如車削時的縱向與橫向進給運動;沒有進給運動,如拉削。◆運動主體:工件,如銑削、磨削;刀具,如車削、鉆削
2、切削過程中的工件表面待加工表面——加工時即將切除加工余量的工件表面。
已加工表面——已被切去多余金屬而形成的工件新表面。
第一節機械加工運動與切削用量
過渡表面——正在形成的那部分表面,它是待加工表面與已加工表面的連接表面,是切削過程中不斷變化著的表面。
切削速度vc定義:刀具切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速度。式中:d—工件待加工表面直徑(mm)
n—主運動的轉速(r/min)3、切削用量三要素定義:工件或刀具每轉一周(或每往復一次),沿進給方向的相對位移。進給量f背吃刀量ap定義:待加工表面與已加工表面之間的垂直距離。●車削1)高的硬度
:比工件高,>HRC60;耐用度2)高的耐磨性:保證可以維持一定的切削時間。3)高的紅硬性:在高溫下仍具有高的硬度,保持較好的切削性能。4)足夠的強度和韌性:以承受切削力和振動。5)良好的工藝性:便于刀具的制造。1.2金屬切削刀具1、刀具材料必須具備的性能1)碳素工具鋼工藝性好,強度較高,價格便宜;熱處理后硬度達60-64HRC;切削速度很低;牌號T7、T8、T9、T10、T12A等。2、常用刀具材料2)合金工具鋼熱處理后硬度達60-65HRC;紅硬性溫度約為300-350℃;切削速度10-12m/min;適用于制造要求熱處理變形小的手動或機動低速刀具,如絲錐、板牙等。牌號9CrSi、CrWMn等。3)高速工具鋼熱處理后硬度達63-69HRC;紅硬性溫度約為500-650℃;切削速度40m/min;適用于制造切削速度不高的精加工刀具和形狀復雜的刀具。牌號W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。4)硬質合金用高耐熱性和高耐磨性的金屬碳化物(碳化鎢,碳化鈦,碳化鉭,碳化鈮等)與金屬粘結劑(鈷,鎳,鉬等)在高溫下燒結而成的粉末冶金制品。硬度高(87-92HRC)、紅硬性溫度(800-1000oC)、切削速度遠高于高速鋼(100-300m/min)抗彎強度低、脆性大,抗沖擊振動性能差,較難加工,不易做成形狀復雜的整體刀具。分為YG和YT兩大類。5)陶瓷材料刀片硬度可達(86-96HRC)、耐高溫(1200oC)、承受較高的切削速度;性脆怕沖擊;主要用于高硬度鋼材的半精加工和精加工。6)人造金剛石硬度極高,耐熱性為(700-800oC);用于加工硬質合金、陶瓷、玻璃、有色金屬及其合金等,但不宜加工鋼鐵材料。7)涂層刀具材料硬質合金或高速鋼刀具通過化學或物理方法在其表面涂覆一層耐磨性好的難熔金屬化合物;方法:CVD、PVD;常見的涂層材料:TiC涂層、TiN涂層、Al2O3涂層、TiN和TiC復合涂層。3、常用刀具的種類前面主后面副后面主切削刃副切削刃刀尖刀柄切削部分車刀由切削部分和刀柄組成。刀具中起切削作用的部分稱切削部分(刀頭),夾持部分稱刀柄(刀體)。4、刀具的角度1)車刀切削部分的組成切屑流出時經過的刀面切削部分:由不同刀面和切削刃構成。進給運動方向與過渡表面相對的刀面,也稱主后刀面進給運動方向與已加工表面相對的刀面進給運動方向前刀面與后刀面的交線。在切削加工過程中,它擔負著主要的切削工作進給運動方向前刀面與副后刀面的交線。它擔負少量切削工作,配合主切削刃完成切削工作并最終形成工件上的已加工表面進給運動方向刀尖是主、副切削刃連接部位,或者是主、副切削刃的交點進給運動方向
刀具靜止參考系
設計、制造、測量角度時的基準。不受刀具工作條件變化的影響,只考慮主運動和進給運動的方向,安裝時的定位基準與主運動方向垂直或平行。vc刀具工作參考系實際切削中確定角度的基準
2)車刀切削部分的主要角度基面Pr切削速度方向主切削刃上選定點刀柄底面(車刀安裝面)基面Pr:通過切削刃上選定點,垂直于該點主運動速度方向的平面。注:車刀的基面是平行于車刀安裝面(底面)的平面
基面Pr切削速度方向主切削刃上選定點切削平面Ps
:通過主切削刃上選定點,與主切削刃相切并垂直于基面的平面刀柄底面(車刀安裝面)切削平面Ps正交平面Po:
Pr⊥Ps⊥基面Pr:Pr⊥Vc∥刀具安裝面(車刀)切削平面Ps:與S相切且⊥Pr假定切削速度方向Vc正交平面參考系(Pr-Ps-Po)主切削刃上選定點正交平面參考系與刀具標注角度基面Pr切削平面Ps正交平面PoA、基面Pr內的角度
(I)主偏角Kr在基面Pr內測量的,主切削刃與進給方向的夾角。(II)副偏角
Kr’在基面Pr內測量的,副切削刃與進給方向的夾角。(I)刃傾角λs定義:在切削平面Ps內測量的,主切削刃S與基面Pr間的夾角稱刃傾角。符號:有正負之分,刀尖位于切削刃的最高點時定為“+”、反之為負“-”,它影響切屑流向和刀尖強度。取值:一般取λs=-10°~+10°,粗加工時常取負值,增加刀頭強度;精加工時常取正值,避免切屑擦傷已加工表面。
B、切削平面Ps內的角度刃傾角λs的正與負
當刀尖在主切削刃上最高點時,λs為正值,反之為負值。
切屑流向已加工表面切屑流向待加工表面刃傾角λs的正與負對切屑流向的影響:C、正交平面Po內的角度(I)前角γo定義:在正交平面Po內測量的,前刀面Aγ與基面Pr間的夾角。符號:有正負之分,前刀面位于基面之前,γo<0,反之γo>0。(II)后角αo在正交平面Po內測量的后刀面Aα與切削平面Ps間的夾角。
在正交平面參考系中的標注角度“一刃四角”(5)副偏角κrˊ(6)副后角αoˊr(1)主偏角κr(4)后角αo(2)刃傾角λs(3)前角γo1)按用途分5、車刀種類2)按車刀結構的不同6、車刀用途1.3金屬切削過程1、切屑的形成2、切屑形狀
切削韌度較大的材料時,切屑流經前刀面,在一定的溫度與高壓作用下,摩擦阻力增大,使貼近前刀面處底層流速降低。當摩擦阻力超過這層金屬與切屑本身分子間隙合力時,這部分金屬便堆積于刀刃之上,形成積屑瘤3、積屑瘤積屑瘤對切削過程的影響(1)保護刀尖;(2)增大前角,減小切削變形和力(3)增大已加工表面粗糙度定義:切削過程中,刀具上所有參與切削的各切削部分所產生的總切削力的合力成為刀具的總切削力。一個切削部分切削工件時所產生的全部切削力成為一個部分總切削力。來源:1)克服切削層金屬、切屑和工件表面層金屬的彈、塑性變形抗力所需的力;
2)克服刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力所需的力切削力合力和分力4、切削力分解為便于測量、計算和實際應用,常將合力Fr分解成三個互相垂直的分力。1)主切削力Fc——它與切削速度vc的方向一致。是確定機床的電機功率,計算車刀強度等所必需的。生產中所說的切削力一般都是指主切削力。2)吃刀抗力Fp——它是加工表面法線方向上的分力,對加工精度和已加工表面質量影響較大。3)進給抗力Ff——進給力或軸向力。該力是檢驗進給機構強度,計算車刀進給功率所必需的數據。定義:切削在切削區消耗的功率。5、切削功率1)切削熱的來源被切削層金屬的變形;切削與刀具前刀面的摩擦;工件與刀具厚道面的摩擦。6、切削熱2)切削熱的傳導切屑;工件;刀具和周圍介質(如空氣、切削液等)。1)磨損形式后刀面磨損;前刀面磨損;前后刀面同時磨損。7、刀具的磨損2)磨損過程初期磨損過程;正常磨損階段;急劇磨損階段。1.4切削液1、切削液的作用冷卻;潤滑;清洗;防銹。2、切削液中的添加劑油性添加劑;極壓添加劑;表面活性劑;防銹添加劑3、常用切削液的種類水性溶液切削油4、切削液的選用粗加工:選用冷卻為主的切削液。精加工:選用的切削液應具有良好的潤滑性能。難加工材料的切削:宜選用極壓切削油或極壓乳化液。磨削加工:選用有良好冷卻清洗作用的切削液。第一章思考題參考答案或提示1、什么是金屬切削加工?切屑有哪些種類?各種切屑又是在什么情況下形成的?答:(1)金屬機械加工一般是指人們通過操作機床,利用刀具從金屬毛坯上切去多余的金屬材料,從而獲得符合規定技術要求的機械零件的加工方法.金屬機械加工主要有車削、鉆削、銑削、刨削、磨削和齒輪工等(2)切屑切削時,由于被加工材料與切削條件的不同,得到的切屑形狀也各不相同,常見的切屑有以下三種1)崩碎切屑-加工脆性材料時,如鑄鐵、黃銅等,切屑不連續,呈不規則的細粒.2)帶狀切屑-當被加工材料韌度加大,同時增大刀具前角,提高切削速度,減小進給量,金屬層被切離時呈連續帶狀。此時切削力平穩,加工后工件表面使操作不安全,應采取斷屑措施。3)節狀切屑---用低切削速度加工中等硬度鋼材時,切屑與前刀面接觸的一面較光潔,而另一面開裂成節狀。切削力有波動,工件表面較粗糙。2、金屬切削過程的實質是什么?答:參見p123、簡述主運動和進給運動的含義.答:參見p54什么是切削三要素?答:切削速度、進給量、背吃刀量5什么是切削平面、基面和主剖面?答:參見p96什么是刀具的工作角度?有哪些因素影響刀具的工作角度?答:刀具工作角度是刀具在靜止參考坐標系中定義的一組角度。影響刀具工作角度的因素有加工零件的材料性質、加工要求。7刀具幾何參數包括哪些內容?答:參見p9-p118試述前角、后角、主偏角的作用.答:參見p109試述刀具磨損方式和磨損的原因.答:(1)硬質點磨損:切削時,切屑、工件材料中含有一些碳化物、氮化物和氧化物等硬質點以及積屑瘤碎片等,可在刀具表面刻劃出溝紋,這就是磨料磨損。(2)粘結磨損:切削時,切屑、工件與前、后刀面之間存在很大的壓力和強烈的摩擦,形成新鮮表面接觸而發生冷焊粘結。由于切屑在滑移過程中產生剪切破壞,帶走刀具材料,從而造成粘結磨損。(3)擴散磨損:在切削高溫下,使工件與刀具材料中的合金元素在固態下相互擴散置換造成的刀具磨損,成為擴散磨損。(4)化學磨損:在一定溫度下,刀具材料與某些周圍介質起化學作用,在刀具表面形成一層硬度較低的化合物,被切屑或工件擦掉而形成磨損,成為化學磨損。(5)相變磨損:當切削溫度達到或超過刀具材料的相變溫度時,刀具材料中的金相組織將發生變化,硬度顯著下降,引起的刀具磨損稱為相變磨損。10、金屬切削過程的實質是什么?答:參見p1211切削力是怎樣產生的?為什么將切削力分解為三個相互垂直的分力?答:參見p1412影響切削力的因素有哪些?答:影響切削力大小的因素很多,如工件材料、切削用量、刀具角度、切削液和刀具材料等.其中,前兩者對切削力影響較大13切屑有哪些種類?各種切屑又是在什么情況下形成的?答:參見p1314積屑瘤是怎么形成的?它對切削過程有哪些影響?答:切削韌度較大的材料時,切屑流經前刀面,在一定的溫度與高壓作用下,摩擦阻力增大,使貼近前刀面處底層流速降低。當摩擦阻力超過這層金屬與切屑本身分子間聚合力時,這部分金屬便堆積于刀刃之上,形成積屑瘤,俗稱“刀瘤”。隨切削繼續進行,積屑瘤逐漸長大,但受外力或振動的作用,又可能發生局部斷裂或脫落。有資料表明,積屑瘤的產生一成長一脫離這一過程是在瞬間內進行的,是個周期件的動態過程。經測定積屑瘤的硬度是金屬母體硬度的(2~3)倍。積屑瘤有保護刀尖,增大前角。使切削輕快的作用,但它的頂部凹凸不平和脫落后又易于粘附在已加工表面上,使得表面粗糙程度增加。所以,精加工時應避免。15切削熱是如何產生和傳出的?答:參見p1516切削液起什么作用?如何分類?怎樣選用?答:(1)作用:冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用(2)分類:水性溶液、切削油(3)選用:1)粗加工:粗加工切削用量大,產生大量的切削熱.這時主要是降低切削溫度,應選用冷卻為主的切削液.2)精加工:精加工對工件表面粗糙度和加工精度要求較高,因此選用的切削液應具有良好的潤滑性能.低速精加工鋼料時可選用極壓切削油或10%~12%極壓乳化液或離子型切削液.精加工銅、鋁及其合金或鑄鐵時,可選用離子型切削液或10%~12%乳化液.第二章車削加工1、車削加工的范圍
車削加工:主軸帶動工件作回轉運動為主運動、以刀具的直線運動為進給運動加工回轉體表面的切削方法。
車削加工范圍:應用車削加工方法可以加工各種回轉體內外表面。如內外圓柱面、圓錐面、成形回轉面等。還可加工端面、螺紋、溝槽、滾花等。鉆、擴、鉸
車削加工精度:①尺寸公差等級IT10~IT8,表面粗糙度Ra可達6.3~0.8μm。2、車削加工的精度2.1
概述2.2
車床1、CA6140臥式車床的組成及其作用
主電機及變速機構主軸箱進給箱卡盤中心架溜板箱尾架絲桿光桿掛輪箱刀架(1)主軸箱:主軸箱用以水平支承主軸并通過主軸和卡盤帶動工件作旋轉主運動。主箱內的變速機構可使主軸獲得多種不同轉速。(2)進給箱:進給箱內的傳動機構,其作用是將主軸的運動傳給光杠或絲杠。改變進給箱上手柄(或手輪)的位置,可使光杠或絲杠得到不同轉速,從而使刀架得到各種不同的進給量。(3)溜板箱:溜板箱內的傳動機構,其作用是將光杠或絲杠的運動傳給刀架。操縱溜板箱的相應手柄,可使刀架作縱向或橫向自動進給運動。切斷光杠或絲杠的運動傳遞,可以實現手動縱、橫向調整或進給。
1—頂尖2—套筒鎖緊手柄3—頂尖套筒4—絲桿5—螺母6—尾座鎖緊手柄7—手輪8—尾座體9—底座(4)刀架:可同時四把車刀。它固定在小滑板上,松開鎖緊手柄,即可轉動方刀架,把所需要的車刀更換到工作位置上。在溜板箱的帶動下沿導軌作縱向移動。(5)尾座:尾座用于安裝后頂尖以支承長工件,或安裝鉆頭、鉸刀等刀具進行孔加工。(6)床身:床身用來安裝與支承車床上的其他部件,以保證各部件之間正確的相對位置。床身上的水平導軌,用以引導床鞍和尾座的縱向移動。刀架尾座兩座實物照片2、CA6140臥式車床傳動系統簡介◆沒有絲杠和尾座,而在床尾裝有一個可縱向移動的轉塔刀架,其上可裝多把刀具,各刀具都按加工順序預先調好,切削一次后,刀架退回并轉位,再用另一把刀進行切削,故能在工件的一次裝夾中完成較復雜型面的加工。◆刀具行程由擋塊控制;◆易保證精度,提高生產率;——適用成批加工形狀復雜的盤套類零件。(1)轉塔車床3、其它車床簡介(2)立式車床2.3
車刀1、車刀分類(1)按車刀結構分:整體車刀、焊接車刀、機夾車刀、可轉位車刀a)焊接式車刀b)整體式車刀c)機夾式車刀(2)按用途分:
外圓車刀、端面車刀、切斷刀、螺紋車刀、鏜孔刀、成形刀等2、焊接式車刀把一定形狀的硬質合金刀片釬焊在刀桿端部的刀槽內制成。優點:結構簡單,制造刃磨方便,刀片材料利用充分;缺點:切削性能受工人的刃磨技術水平和焊接質量的影響,刀桿不能重復利用,材料浪費。1)刀片刀片型號由一個字母和一個或兩個數字組成;硬質合金刀片的形狀分為A、B、C、D、E五類。2)刀柄截面形狀有:矩形、正方形、圓形。刀槽的形狀:開口式、半封閉式、封閉式、切口式。刀槽的尺寸可通過計算求得或按刀片配制得到。刀柄的頭部一般有兩種形式:直頭和彎頭。3、機夾車刀將普通硬質合金刀片用機械方法夾固在刀柄上,刀片磨鈍后,卸下刀片,經重新刃磨,可再裝上繼續使用。1)特點刀片不經焊接,避免了因高溫焊接而引起的刀片硬度下降以及產生裂紋等缺陷,因此提高了刀具的使用壽命;縮短換到時間,提高了生產率;提高了刀柄壽命,節約了刀柄材料;有些壓緊刀片的壓板可起斷屑作用;刀片磨鈍后,仍需重新刃磨,因此裂紋的產生不能完全避免。2)機夾車刀的夾緊結構上壓式側壓式4、可轉位車刀把硬質合金刀片可轉位刀片用機械方法夾固在刀柄上優點壽命提高;加工質量穩定;生產效率高;有利于推廣新技術、新工藝;有利于降低刀具成本。5、成形車刀
是加工回轉體成形表面的專用刀具。其刃形根據零件表面的廓形進行設計。工件的廓形取決于刀刃的形狀,質量穩定,不受工人技術水平的影響。常見類型有:平體、圓體、棱體。圖成形車刀的類型平體成形車刀棱體成形車刀圓體成形車刀6、常用車刀及其應用7、車刀的刃磨1)砂輪的選擇刃磨高速鋼車刀或碳素工具鋼車刀應選擇白色或紫黑色的氧化鋁砂輪;刃磨硬質合金車刀應選擇綠色的碳化硅砂輪。粗磨時應選取小粒度號且較軟的砂輪,精磨時應選取大粒度號且較硬的砂輪。2)車刀的刃磨方法與步驟用氧化鋁砂輪磨去車刀的前刀面、主后刀面、副后刀面上的焊渣;用氧化鋁砂輪磨出刀柄的后角,刀柄的后角應比車刀的后角、副后角大2°左右。粗磨主后刀面;粗磨副后刀面。粗磨前刀面,車刀的握法如圖所示;精磨前刀面、后刀面與副后刀面;刃磨刀尖;車刀的研磨。8、車刀裝夾1)裝夾前的準備首先轉正刀架位置,鎖緊刀架手柄。擦凈刀架安裝面及刀具表面,準備好合適的墊刀片。2)裝夾方法與要領車刀刀尖必須對準工件的旋轉中心。查到伸出長度要適宜。裝夾車刀時不得使用加力管,以免損壞刀架和車刀鎖緊螺釘。裝夾時確保車刀的刃磨角度不發生變化。1.卡盤
三爪自定心卡盤四爪單動卡盤2.4工件裝夾及所用附件花盤及其附件
花盤角鐵V形架方頭螺釘壓板平墊板平衡塊花盤2.頂尖
固定頂尖回轉頂尖頂尖3.心軸裝夾4.車床附件及其使用1)中心架
多用于加工階梯軸,也可用來對長軸車端面、鉆孔、攻螺紋等。此時,通常用卡爪夾一端,用中心架支承另一端。2)跟刀架
兩爪跟刀架三爪跟刀架
按其達到的精度和表面粗糙度不同,分為粗車、精車加工階段。1)主要任務是迅速切除毛坯上多余的金屬層,使形狀和尺寸基本接近成品。2)粗車尺寸精度等級較低(IT14-IT11),表面粗糙度值較大(Ra12.5-6.3um)。ap大f較大vc中等或較低(1)粗車2.5車削加工的操作1、粗車和精車車削加工1)作為高精度外圓表面的終加工,主要目的是達到零件表面的加工要求。2)加工精度可達IT8~IT7,表面粗糙度可達Ra3.2~1.6μm3)用于較高精度外圓的終加工或作為光整加工的預加工。
(2)精車ap小f小vc高速1)車削加工一般是連續切削,切削過程平穩,容易滿足加工零件表面的位置精度要求,同時還為高速切削和強力切削創造了條件。2)車削刀具為單刃刀具,結構簡單,制造、刃磨和裝夾方便。車削加工成本低,經濟性好,生產效率高。3)適宜有色金屬零件的精加工,對不宜進行磨削的有色金屬及其合金材料,可采用金剛石刀具進行精車,尺寸公差等級IT6~IT5,表面粗糙度Ra可達0.8~0.4μm。4)車削除了可以用于加工金屬材料外,還可以用于加工木材、塑料、橡膠、尼龍等非金屬材料。
(3)車削加工的特點(1)車端面2、基本車削加工工序(2)車外圓(3)車臺階(4)切槽和切斷(5)車錐面(6)鉆孔(7)車成形面(8)車螺紋思考題參考答案或提示1車削加工有哪些特點?車床上能加工哪些表面?答:(1)特點:工件旋轉做主運動,車刀做進給運動(2)車床上所能完成的主要工作有車外圓、車孔、車平面、切斷、鉆孔、鉸孔、車螺紋、車錐面、車成形面、鉆中心孔、滾花以及繞制彈簧等.2車床的種類很多,應用最廣泛的是什么車床?試簡述其主要組成和用途.答:應用最廣泛的是臥式車床,主要由左右床腳、床身、主軸箱、交換齒輪箱、進給箱、光杠、絲杠、溜板J1架和尾座等部分構成。3簡述車床的用途,CA6140型臥式車床由哪些部件組成?答:參見p204雙向磨擦式離合器、制動器有什么作用?答:起開停和轉向的作用5簡述如何操縱車床的主軸變速機構答:參見p216試述車刀的種類及用途.刃磨車刀時應注意哪些事項?答:(1)車刀的種類很多,按用途可分為外圓車刀、端面車刀、螺紋車刀、鏜孔刀、切斷刀及成形刀等(2)注意事項:1)工作前看清刃磨刀具的技術文件,如刀具幾何角度、參數等。2)根據刀具材料、磨削方式、磨削余量等合理選用砂輪,正確修整好砂輪。3)正確安排刃’磨步驟,尖齒刀具刃磨前刀面(或前刀面和后刀面均刃磨),鏟齒刀具刃磨后刀面,調整好齒托片(上面裝有刀具)與砂輪的相對位置,防止齒托片在分度時發生位移。4)刃磨時手握刀具的力要適當且均勻,使刀具上的刃帶(孤邊)在全長上寬度一致。5)磨削用量要適當,防止刀齒退火燒傷。6)刃磨時一般不加切削液。7試述刀架的組成.車刀的裝夾要領是什么?為什么要檢查刀架的極限位置?答:參見p328試切的目的是什么?結合實際操作說明試切的步驟.答:試切削有兩個目的,一個是看看材料是否易切削,另外一個是看看刀具狀況。效果可以證明其中一點或者兩點。(1)啟動車床,移動大拖板與中滑板,使車刀刀尖與工件表面輕微接觸,并記下中滑板刻度。(2)中滑板手柄不動,移動大拖板,退出車刀與工件端面2~5mm(3)按選定的背吃刀量ap1搖動中滑板手柄,根據中滑板刻度作橫向進給(4)移動大拖板,試切長度約2~
3mm(5)中滑板手柄不動,向右退出車刀,停車,測量工件尺寸(6)根據測量結果,調整背吃刀量a2;如尺寸正確,即可手動或自動進刀車削,如不符合要求,則應根據中滑板刻度調整背吃刀量,再進刀車削。9當改變車床主軸轉速時,車刀的移動速度是否改變?進給量是否改變?答:移動速度改變,進給量不變10在操作刻度盤時,若刻度盤手柄搖過了幾格怎么辦?為什么?答:如果刻度盤手柄轉過頭,或試切后發現尺寸不對,而需將車刀退回一數值時,由于絲杠與螺母之間有間隙,刻度盤需要多退回一些再重新進刀,以消除間隙誤差。11粗車與精車的加工要求有何不同?刀具角度的選用有何不同?切削用量如何選擇答:參見p3812車端面有哪些方法?如何選擇車刀?答:參見p3913為什么車削時一般先要車端面?為什么鉆孔前也要先車端面?答:車端面后,將端面作為后續車削和鉆孔的基準,以保證精度14車圓錐的方法有哪些?各有什么特點?各適用于何種條件?答:參見p41-4215車槽刀和車斷刀的結構有何特點?安裝時應注意哪些問題?(1)特點:1)--個主刀刃二個副刀刃同時參與三面切削,被切削材料塑性變形復雜、摩擦阻力大,加工時進給量小、切削厚度薄、平均變形大、單位切削力增大。總切削力與功耗大,有統計-般比外圓加工大20%左右,同時切削熱高,散熱差,切削溫度高。2)切削速度在加工過程中不斷變化,特別是切斷加工時,切削速度由最大一直變化至零。切削力,切削熱也在不斷變化。3)工件一面旋轉,刀具不斷切入,實際在工件表面形成的是阿基米德螺旋面,由此造成實際前角后角都在不斷變化,使過程更為復雜。4)因刀具寬度窄,相對懸伸長,刀具剛性差,易振動,特別是切斷,切深槽時。15車槽刀和車斷刀的結構有何特點?安裝時應注意哪些問題?(2)注意:1)車刀不能伸出刀架太長,應盡可能伸出的短些。因為車刀伸出過長,刀桿剛性相對減弱,切削時在切削力的作用下,容易產生振動,使車出的工件表面不光潔。一般車刀伸出的長度
不超過刀桿厚度的2倍。2)車刀刀尖的高低應對準工件的中心。車刀安裝得過高或過低都會引|起車刀角度的變化而影響切削。根據經驗,粗車外圓時,可將車刀裝得比工件中心稍高一些;
精車外圓時,可將車刀裝得比工件中心稍低-一些,這要根據工件直徑的大小來決定,無論裝高或裝低,-
-般不能超過工件直徑的1%。3)裝車刀用的墊片要平整,盡可能地減少片數,-般只用2-3片。如墊刀片的片數太多或不平整,會使車刀產生振動,影響切削。4)車刀裝上后,要緊固刀架螺釘,
-般要緊固兩個螺釘。緊固時,應輪換逐個擰緊。同時要注意,一定要使用專用扳手,不允許再加套管等,以免使螺釘受力過大而損傷。16在車床上如何進行鉆孔加工?答:參見p4217實訓時所使用的車床光杠是通過哪種傳動方式將旋轉運動變成刀具的縱向直線運動的?答:光杠通過和絲杠的螺旋運動將旋轉運動變成刀具的縱向直線運動。18如何正確地安裝螺紋車刀?答:安裝車刀時最直接的方法是車床上裝夾產品,把螺紋樣板放在產品X向裝夾刀具使刀具的刃口和樣板重合固定刀具19車外螺紋的基本步驟是什么?答:參見p4420為了保證內、外螺紋的配合精度,加工螺紋時應注意哪些基本要素?答:參見p44第3章銑削加工3.1概述
銑削加工:銑刀的旋轉運動為主運動,以工件的移動為進給運動的一種切削加工方法。
引入:銑削是在銑床上用旋轉的銑刀對移動的工件進行切削加工的方法。它可以加工平面、溝槽、螺旋槽、凸輪等,還可以加工成形表面及齒輪等。
圖臥式升降臺銑床3.2銑床1、常用銑床的種類圖立式升降臺銑床圖龍門銑床如某銑床型號的表示方法為X6132,其具體含義如下:2、銑床的型號及其意義3、X6132型萬能臥式銑床的主要組成及其作用(1)床身床身用來支撐和固定銑床各部件。(2)底座用以支承、安裝、固定銑床的各個部件,底座還是一個油箱,其內部裝有切削液。(3)橫梁橫梁上裝有安裝吊架,用以支撐刀桿的外端,減小刀桿的彎曲和振動。(4)主軸主軸用來安裝刀桿并帶動它旋轉。主軸做成空心軸,前端有錐孔,以便安裝刀桿。
(5)升降臺升降臺位于工作臺、轉臺、橫向溜板的下方,并帶動它們沿床身的垂直導軌作上下移動,以調整臺面與銑刀間的距離。升降臺內裝有進給運動的電動機及傳動系統。(6)橫向溜板橫向溜板用來帶動工作臺在升降臺的水平導軌上作橫向移動。(7)轉臺上端有水平導軌,下面與橫向工作臺連接,可供縱向工作臺移動、轉動。(8)掛架用以加強銑刀桿的剛性。1、銑刀切削部分材料的基本要求
3.3銑刀
在切削過程中,刀具切削部分會由于受切削力、切削熱和摩擦力而磨損,所以刀具不僅要鋒利而且要耐用,不易磨損變鈍。因此刀具材料必須具備以下幾個基本要求:①高硬度和耐磨性;②良好的耐熱性;③高的強度和好的韌性。2、銑刀的種類和用途1)按材料不同,銑刀分為高速鋼和硬質合金兩大類;2)按刀齒與刀體是否為一體又分為整體式和鑲齒式兩類;3)按銑刀的安裝方法不同分為帶孔銑刀和帶柄銑刀。帶孔銑刀帶柄銑刀:直柄銑刀和錐柄銑刀3、銑刀的安裝(1)在刀桿上先套上幾個墊圈,裝上鍵,再套上銑刀,并注意旋轉方向;(2)在銑刀外邊的刀桿上再套上幾個墊圈,擰緊左旋螺母(3)裝上支架,擰緊支架緊固螺釘,在軸承孔內加潤滑油(4)初步擰緊螺母,開車觀察銑刀是否裝正,然后用力擰緊螺母。裝刀前應將刀桿、銑刀及墊圈擦干凈,以保證銑刀的正確安裝。3.4銑床主要附件1、機用平口鉗
圖機用平口鉗1-固定鉗口2-鉗口鐵3-活動鉗口4-螺桿5.-底座6-鉗身2、回轉工作臺
圖回轉工作臺結構及其工作a)結構;b)工作應用示例--銑圓弧槽3、萬能分度頭
圖萬能分度頭結構圖1-定位銷2-分度盤3-頂尖4-主軸5-殼體6.-底座7-分度叉8-掛輪軸4、立銑頭和萬能銑頭
●周銑-用銑刀圓周上的切削刃來銑削工件,銑刀的回轉軸線與被加工表面平行。●端銑-用銑刀端面上的切削刃來銑削工件,銑刀的回轉軸線與被加工表面垂直。
銑平面時根據所用銑刀的類型不同,可分為周銑和端銑兩種方式。3.5銑削加工方法1、銑平面a)圓周銑削b)端面銑削
圓周銑削(周銑)端面銑削(端銑)用銑刀圓周上的切削刃來銑削工件,銑刀的回轉軸線與被加工表面平行。用銑刀端面上的切削刃來銑削工件,銑刀的回轉軸線與被加工表面垂直。通常只在臥式銑床上進行端銑一般在立式銑床上進行,也可在其他形式的銑床上進行只有主刃參加切削,無副刃所以加工后的表面粗糙度較大。主刃副刃同時參加切削,且副刃有修光作用,所以加工后的表面粗糙度較小。周銑時主軸剛性差,生產率較低,適于在中小批生產中銑削狹長的平面、鍵槽及某些成形表面和組合表面。端銑時主軸剛性好,并且面銑刀易于采用硬質合金可轉位刀片,因而所用切削用量大,生產率較高,適于在大批大量生產中銑削寬大平面。圓周銑削(周銑)端面銑削(端銑)用銑刀圓周上的切削刃來銑削工件,銑刀的回轉軸線與被加工表面平行。用銑刀端面上的切削刃來銑削工件,銑刀的回轉軸線與被加工表面垂直。通常只在臥式銑床上進行端銑一般在立式銑床上進行,也可在其他形式的銑床上進行只有主刃參加切削,無副刃所以加工后的表面粗糙度較大。主刃副刃同時參加切削,且副刃有修光作用,所以加工后的表面粗糙度較小。周銑時主軸剛性差,生產率較低,適于在中小批生產中銑削狹長的平面、鍵槽及某些成形表面和組合表面。端銑時主軸剛性好,并且面銑刀易于采用硬質合金可轉位刀片,因而所用切削用量大,生產率較高,適于在大批大量生產中銑削寬大平面。圓周銑削和端面銑削比較(1)周銑法◆
切削方式●逆銑法-銑刀切削速度方向vc與工件的進給方向vf相反。●順銑法-銑刀切削速度方向vc與工件進給方向vf相同。圖順銑圖逆銑
順銑時銑刀壽命比逆銑高2~3倍,加工表面也較好。刀齒切削厚度由零逐漸增加。因切削刃鈍圓半徑的影響,刀齒在已加工表面上滑擦后才切入工件,使這段表面產生嚴重的冷硬層,使刀齒容易磨損切屑截面形狀結論順銑逆銑比較內容表逆銑與順銑比較切削厚度從最大逐漸遞減至零,避免了逆銑時的刀齒擠壓、滑行現象,表面質量較高圖逆銑和順銑順銑時工件夾緊比逆銑可靠。Fv向下,使工件壓緊在工作臺上,加工比較平穩。刀齒對工件的垂直作用力Fv向上,容易使工件的裝夾松動。工件裝夾可靠性結論順銑逆銑比較內容表逆銑與順銑比較(續1)圖逆銑、順銑時工作臺絲杠與螺母之間的間隙逆銑順銑順銑時工作臺有竄動,應采取消除絲杠螺母間隙的措施。FH與進給速度vf的方向相同,當FH大于工作臺與導軌之間的摩擦力時,會使工作臺帶動絲杠出現竄動,造成工作臺振動,使工作臺進給不均勻,容易打刀工作臺絲杠、螺母間隙結論順銑逆銑比較內容表逆銑與順銑比較(續2)工件承受的水平銑削力FH與進給速度vf的方向相反,使絲杠與螺母間傳動面始終貼緊,工作臺不會發生竄動,銑削過程平穩
圖銑平面的步驟
a)刻度盤對零;b)退出工件;c)確定銑削深度,開車自動進給;e)銑削一遍后停車;f)檢查工件,重復銑削圖常用銑斜面方法
a)工件斜壓在工作臺上;b)利用分度頭;進入
c)旋轉立銑頭;d)用角度銑刀2、銑斜面冷卻潤滑液主要用來降低溫度,減少摩擦,從而提高刀具耐用度和零件表面質量,所以必須正確地選擇和使用冷卻潤滑液。良好的冷卻潤滑液應當是無損于工人健康,不腐蝕機床,不易燃,不變質,并且價格低廉。冷卻潤滑液分為兩大類:(1)以冷卻為主的水溶液冷卻潤滑液(2)以潤滑為主的油類冷卻潤滑液3.6冷卻潤滑液生產率高。由于多個刀齒參與切削,切削刃的作用總長度長,每個刀齒的切削載荷相同時,總的金屬切除率就會明顯高于單刃刀具切削的效率。3.7銑削加工的工藝特點和應用1、銑削加工的特點容易產生振動。銑削時,每個刀齒依次切入(切出)工件,形成斷續切削,切入和切出時會產生沖擊和振動。優點:每個刀齒周期性參與切削,冷卻快,刀具壽命長。缺點:受沖擊頻繁,加快磨損;斷續切削,切削力變化,振動,影響加工質量要求機床和夾具具有較高的剛性和抗振性。散熱條件好。銑削時銑刀刃間歇切削,可以得到一定程度的冷卻,因而散熱條件較好。但是,切入、切出時熱的變化、力的沖擊,將加速刀具的磨損,甚至可能造成刀具損壞。2、銑削加工的應用銑削加工斜面3.8銑削加工示例
銑削斜面的步驟1、確定斜面的銑削方法:因工件斜面寬度較小,且傾斜角為45°,所以可直接用角銑刀來加工較合理。2、選擇銑刀:如工件圖要求,可選用45°單角度銑刀,且刀刃寬度應大于工件斜面寬度。3、裝加工件:可用機用平口鉗加緊工件的兩個側面。4、選取銑削加工用量:可分別用粗銑和精銑來完成加工。5、操作方法:可采用一把單角度銑刀銑削,銑完一個斜面后將刀拆卸下來翻轉180°,再銑另外一個斜面。也可采用兩把45°單角銑刀同時進行銑削。6、銑削結束后檢查工件。思考題參考答案或提示1.什么是銑削加工?銑削加工主要適合加工哪些類型的零件?答:銑削是在銑床上用旋轉的銑刀對移動的工件進行切削加工的方法.它可以加工平面、溝槽、螺旋槽、凸輪等,還可以加工成形表面及齒輪等2.以6132型萬能臥式銑床為例,試述銑床基本部件的名稱及作用。答:參見p483.臥式和立式銑床的主要區別是什么?銑床的主運動是什么?進給運動是什么?答:(1)區別主要在于主軸與工作面的位置關系,臥式銑床主軸與工作臺臺面平行,呈水平狀態,立式銑床主軸與工作臺臺面垂直,呈垂直狀態。(2)主運動為銑刀的旋轉運動,進給運動為工件的移動4.常用的銑刀有哪些類型?各包括哪些典型的刀具?答:參見p48-495.安裝帶孔銑刀應注意什么?答:參見p506.銑床的主要附件有哪幾種?其主要作用是什么?答:參見p50-527.何謂逆銑和順銑?為什么通常采用逆銑?答:順銑時,銑刀旋轉方向與工件進給方向相同;逆銑時,銑刀旋轉方向與工件進給方向相反。順銑時,銑刀可能突然切入工件表面而發生深啃(由絲杠與螺母的間隙引起),使傳動機構和刀軸受到沖擊,甚至折斷刀齒或使刀軸彎曲,故通常用逆銑而少用順銑。8.銑床上工件的主要安裝方法有哪幾種?答:在銑床上加工工件,安裝的方法一般是采用機用平口鉗加持工件進行銑削加工。如果是圓形工件的話,可以采用分度頭加持工件進行加工,也可以直接壓在銑床的工作臺面上進行銑削加工。如果是要銑一些圓形的工件,加工一些圓弧曲線的形狀,可以使用銑床專用的圓盤,把工件壓在圓盤上進行銑削加工。9.銑削斜面的加工方法有那幾種?答:參見p5410.銑削與車削相比有哪些不同?有何特點?答:(1)主運動與進給運動不同(2)加工精度不同(3)加工表面不同11.課堂討論題3.11圖所示,觀察銑床加工出來的零件,討論它們在結構上與車床加工出來的工件有何不同,加工表面有何特點。答:車床加工的多為圓柱或圓錐表面,而銑床加工的平面、斜面等,而且銑床加工精度高于車床。第4章刨削、插削和拉削加工4.1刨削加工刨削加工:在刨床上用刨刀對工件進行的切削加工稱為刨削加工。用途:主要用于加工水平面、垂直面、斜面、各種溝槽(直槽、T形槽、V形槽和燕尾槽)及成形面。
1、刨削加工的特點和應用單向加工,向前運動為加工行程,返回行程是不切削的;刨削的速度不高,生產率較低刨削刀具簡單,加工、調整靈活,適應性強,生產準備時間短,因此主要應用于單件、小批量生產以及修配工作。2、刨床①床身它與底座鑄成一體,用來支撐和連接刨床各部件,頂面有燕尾形導軌,供滑枕往復運動。②滑枕它的前端裝有刀架和刨刀,可沿床身導軌作往復直線運動。③刀架刀架由轉盤、溜板、刀座、抬刀板、刀架和手柄等組成,其作用是夾持刨刀。④橫梁用來帶動工作臺垂直移動,并作為工作臺的水平移動導軌,以調整工件與刨刀的相對位置。1)組成牛頭刨床⑤工作臺用于安裝夾具和工件。兩側面有許多溝槽和孔,以便在側面上用壓板螺栓裝夾某些特殊形狀的工件。⑥底座用來支承整個刨床及工件的重量。①搖臂機構搖臂機構是牛頭刨床的主運動機構,其作用是使電動機的旋轉運動變為滑枕的直線往復運動,帶動刨刀進行刨削
2)牛頭刨床的傳動系統②進給機構牛頭刨床的工作臺安裝在橫梁的水平導軌上,用來安裝工件。依靠進給機構(棘輪機構),工作臺可在水平方向作自動間歇進給
③減速機構電機通過皮帶、滑移齒輪、搖臂齒輪減速
圖棘輪機構l.齒輪32.齒輪23.連桿4.棘爪;5.棘輪6.絲杠7.棘輪護蓋龍門刨床因有一個大型的“龍門”式框架結構而得名。其主要特點是:主運動是工作臺帶動工件作往復直線運動,進給運動則是刀架沿橫梁或立柱作間歇運動。它主要由床身、工作臺、工作臺減速箱、左(右)立柱、橫梁、進給箱、垂直刀架進給箱、左側(右側、垂直)刀架進給箱、液壓安全器等組成。
圖B2010型龍門刨床
龍門刨床刨床一般用于加工平面、垂直面、內外斜面、溝槽、燕尾槽、V形槽等。
刨床的加工范圍1)刨刀的種類及用途2.3、刨刀2)刨刀的安裝2.牛頭刨床的刀架安裝在滑枕前端。刀架上有一刀夾,刀夾有一方孔,前端有一緊固螺釘,專供裝夾刨刀之用。刨刀裝入孔后,調整好背吃刀量,然后緊固螺釘,即可進行刨削。刨削平面時,刀架和抬刀板座都應在中間垂直位置,刨刀在刀架上不、能伸出太長,以免在刨削工件時發生折斷。4、工件的裝夾2.1)平口鉗裝夾2)壓板、螺栓安裝5、刨削加工的基本操作刨削矩形件刨出平面l,作為精基準面。將平面1作為基準面貼緊固定鉗口,在活動鉗口與工件之間的中部墊一圓棒后夾緊,加工平面2。平面2朝下,用與第二步相同的方法使基面1緊貼固定鉗口。夾緊時,用錘子輕敲工件,使平面2緊貼平口鉗底面,夾緊后即可加工平面4。將平面1放在平行墊鐵上,工件直接夾在兩鉗口之間。夾緊時用錘子輕輕敲打,使平面1與墊鐵貼實,夾緊后加工平面3。刨溝槽
4.2插削加工簡介1、插床1)插床的結構2、插刀的種類及用途1)常用插刀的種類及用途2)插削加工的內容3)插削加工的特點插床與插刀結構簡單,加工前的準備工作和操作也比較簡便。除鍵槽、型孔外,插床還可以加工圓柱齒輪和凸輪等。在插床上加工孔內表面時,刀具須進人工件的孔內進行插削,因此工件的加工部分必須事先有孔。如果工件原來無孔,就必須先鉆一個足夠大的孔,才能進行插削加工。插削的工作行程受刀桿剛性的限制,槽長尺寸不宜過大。插床的刀架沒有抬刀機構,工作臺也沒有讓刀機構,因此,插刀在回程時與工件產生摩擦,工作條件較差。與刨削一樣,插削時也存在沖擊現象和空行程損失。因此,插削生產率低,所以插床多用于工具車間、修理車間及單件小批生產的車間。主要用于單件或小批生產。4.3拉削加工簡介1、拉削加工的特點生產率高;加工精度高,表面結構值小;加工范圍廣;所用拉刀應視為定形刀具,因此,一把拉刀只適宜加工一種規格尺寸的表面;拉刀結構復雜,制造成本高,故拉削只用于大批量生產中。思考題參考答案或提示1刨削適于加工哪些表面類型?簡述刨削加工的應用.答:刨削是加工平面的主要方法之一,主要用于加工水平面、垂直面、斜面、各種溝槽(直槽、T形槽、V形槽和燕尾槽)及成形面。刨削加工為單向加工,向前運動為加工行程,返回行程是不切削的.而且切削過程中有沖擊,反向時需要克服慣性,因此刨削的速度不高,所以刨削生產率較低,只有在加工窄而長的表面時才可以獲得比較好的生產率.刨削刀具簡單,加工、調整靈活,適應性強,生產準備時間短,因此主要應用于單件、小批量生產以及修配工作.。2牛頭刨床與龍門刨床的運動有什么不同?答:牛頭刨床的主運動為滑枕帶動刀架(刨刀)的直線往復運動.,進給運動包括工作臺的橫向移動和刨刀的垂直(或斜向)移動.龍門刨床主運動是工作臺帶動工件做往復直線運動,進給運動則是刀架沿橫梁或立柱做間歇運動.3為什么刨刀往往做成彎頭的?答:彎桿刨刀受到較大切削力時,刀桿繞支點向后彎曲變形,可避免啃傷工件或刀頭崩壞.4刨削前,牛頭刨床需要進行哪些方面的調整?如何調整?答:參見p605試述刨平面的步驟.答:參見p646刨削垂直面和斜面如何操作?答:參見p647試分析銑削和刨削加工在加工效率、加工質量和適用范圍的異同點.答:刨削加工效率偏低,加工精度和表面粗糙度比銑削略高,適用于加工大型工件。8插削加工有什么特點?適合加工哪些表面?答:參見p67-689什么是插床?試述插削加工的應用范圍.答:利用插床和安裝在插床上的插刀對工件進行加工稱為插削加工.插床實際上是一種立式刨床,其結構原理與牛頭刨床屬同一類型.。插削與刨削的切削方式相同,只是插削是沿鉛垂方向進行切削的.此外,刨削是以加工工件外表面上的平面、溝槽為主,而插削是以加工工件內表面上的平面、溝槽為主.在插床上可以插削鍵槽、方孔、多邊形孔和花鍵孔。10拉削加工有什么特點?適于哪種加工場合?答:(1)特點:生產率高,加工精度高,表面結構值小,加工范圍廣。(2)拉削只用于大批量生產中。第5章鉗工加工與鏜削加工5.1鉗工加工鉗工的工作范圍:劃線、鏨削、鋸割、銼削、刮削、研磨、鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔、攻螺紋、套螺紋、裝配和修理等。鉗工的常用設備:鉗工工作臺、臺虎鉗、砂輪機。
1、鉗工概述1)劃線的作用明確地表示出加工余量、加工位置或劃出加工位置的找正線,作為加工工件或裝夾工件的依據。通過劃線來檢查毛坯的形狀和尺寸是否合乎要求,避免不合格的毛坯投入機械加工而造成浪費。通過劃線使加工余量合理分配(又稱借料),保證加工時不出或少出廢品。
2、劃線2)劃線的種類劃線平板:它由鑄鐵制成,上面是劃線的基準平面所以要求非常平直和光潔。平板要安放牢固,面應保持水平,以便穩定地支承工件。平板不準碰撞和用錘敲擊,以免使準確度降低。平板若長期不用時,應涂油防銹并用木板護蓋。
3)劃線工具及其用法千斤頂:千斤頂是在平板上支承工件用的,其高度可以調整,以便找正工件,通常用3個千斤頂支承工件。V型鐵:用于支承圓柱形工件,使工件軸線與平板平行。V形槽角度為90°、120°。方箱:用于夾持較小的工件。通過翻轉方箱,便可在工件表面上劃出互相垂直的線來。V形槽放置圓柱工件,墊角度墊板可劃斜線。使用時嚴禁碰撞,夾持工件時緊固螺釘松緊要適當。劃針:劃針是用來在工件表面上劃線的。劃規與劃卡:劃規也是平面劃線工具的一種,是用來劃圓、量取尺寸和等分線段的。劃卡(又稱單腳規),是用來確定軸及孔的中心位置,也可用來劃平行線。游標高度尺:游標高度尺是用游標讀數的高度量尺,若劃線精度要求較高時,可用游標高度尺直接劃線。樣沖:樣沖是用來在工件上打出樣沖眼的工具。為防止劃出的線條被擦掉,在劃好的線條上應用樣沖打出均勻的樣沖眼;為方便鉆孔時鉆頭定位,在圓心上應打出樣沖眼。1)手鋸3、鋸削鋸弓:用來夾持和拉緊鋸條的工具,有固定式和可調式兩種。鋸條:①由碳素工具鋼(常用牌號T12A)制成,熱處理后其切削部分硬度達62HRC以上;兩端裝夾部分硬度低,韌性較好,裝夾時不致于卡裂。②以其兩端安裝孔間的距離表示常用規格為300mm(長)×12mm(寬)×0.8mm(厚)的鋸條。切削部分均勻排列著鋸齒,每一鋸齒相當于一把割斷刀(車刀)。③鋸齒粗細及用途④鋸條的安裝。2)鋸條損壞的原因用銼刀從工件表面銼掉多余的金屬,使工件達到圖紙上所需要的尺寸、形狀和表面粗糙度,這種操作叫做銼削。銼削可以加工平面、曲面、內外圓弧面及其他復雜表面,也可用于成型樣板、模具、型腔以及部件、機器裝配時的工件修整等。銼削的加工精度等級為IT8~IT7級,表面粗糙度等級Ra為2.5~0.63μm。4、銼削1、銼刀銼刀一般由碳素工具鋼制造。銼刀是由銼刀面、銼刀邊、銼刀柄等組成。1)銼刀的材料及構造
按截面形狀可分為:平銼、方銼、圓銼、半圓銼、三角銼。按工作部分的長度可分為100、150、200、250、300、350、400(mm)等七種。按齒紋可分為:單齒紋銼刀和雙齒紋銼刀。按齒紋粗細可分為:粗齒、中齒、細齒和油光銼等。根據工件加工面的大小和形狀來選擇銼刀的長度和截面形狀。根據工件材制的性質、加工余量、加工精度和表面粗糙度的要求等來選擇銼齒的粗、中、細(如加工工件材料軟、加工余量大、加工精度低、表面粗糙度要求不高時應選用粗齒)。2)銼刀的選用3)銼刀的保養不準用新銼刀銼硬金屬;不準用銼刀銼淬硬材料:有氧化皮或表面粘砂的材料要先去除氧化皮和砂粒后,才能用銼刀銼削;銼削時,要經常用銅絲刷刷去銼齒上的銼屑;銼削速度要慢,過快易磨損銼齒;銼刀不能沾水沾油。主運動:鉆頭繞軸線的旋轉運動。進給運動:鉆頭沿軸線作直線進給運動鉆孔:用鉆頭在實體材料上加工孔的操作稱為鉆孔,屬于孔的粗加工。鉆孔既可以在鉆床上進行,也可以在車床上進行。5、鉆孔1)鉆孔的作用臺式鉆床簡稱臺鉆,是一種在工作臺上作用的小型鉆床,其鉆孔直徑一般在13mm以下。臺鉆小巧靈活,使用方便,結構簡單,主要用于加工小型工件上的各種小孔。它在儀表制造、鉗工和裝配中用得較多。
2)鉆床立式鉆床簡稱立鉆。這類鉆床的規格用最大鉆孔直徑表示。常用的有25mm、35mm、40mm和50mm等幾種。與臺鉆相比,立鉆剛性好、功率大,因而允許鉆削較大的孔,生產率較高,加工精度也較高。立鉆適用于單件、小批量生產件中加工中、小型零。
搖臂鉆床有一個能繞立柱旋轉的搖臂、搖臂帶著主軸箱可沿立柱垂直移動,同時主軸箱還能搖臂上作橫向移動。因此操作時能很方便地調整刀具的位置,以對準被加工孔的中心,而不需移動工件來進行加工。搖臂鉆床適用于一些笨重的大工件以及多孔工件的加工。
手電鉆主要用于鉆直徑12mm以下的孔。常用于不便使用鉆床鉆孔的場合。手電鉆的電源有220V和380V兩種。手電鉆攜帶方便,操作簡單,使用靈活,應用比較廣泛。
3)鉆頭柄部:夾持部分,用于與機床聯接,并傳遞扭矩和軸向力。按麻花鉆直徑的大小,分為直柄(直徑<12mm)和錐柄(直徑>12mm)兩種。頸部:是工作部分和尾部間的過渡部分,用于磨柄部時砂輪退刀和打印標記用。直柄鉆頭沒有頸部。工作部分:是鉆頭的主要部分,前端為切削部分,承擔主要的切削工作;后端為導向部分,起引導鉆頭的作用,也是切削部分的后備部分。◆有兩條對稱的螺旋槽,是容屑和排屑的通道。◆導向部分磨有兩條棱邊,為了減少與加工孔壁的摩擦,棱邊直徑磨有(0.03~0.12)/100的倒錐量(即直徑由切削部分頂端向尾部逐漸減小),從而形成了副偏角κ'r。鉆孔用的夾具主要包括鉆頭夾具和工件夾具兩種。
鉆頭夾具鉆夾頭。適用于裝夾直柄鉆頭。鉆夾頭柄部是圓錐面,可與鉆床主軸內孔配合安裝;頭部三個爪可通過緊固扳手轉動使其同時張開或合攏。鉆套。又稱過渡套筒,用于裝夾錐柄鉆頭。鉆套一端孔安裝鉆頭,另一端外錐面接鉆床主軸內錐孔。4)鉆孔用的夾具
工件夾具常用的夾具有手虎鉗、平口鉗、V形鐵和壓板等。裝夾工件要牢固可靠,但又不準將工件夾得過緊而損傷過緊,或使工件變形影響鉆孔質量(特別是薄壁工件和小工件)。
鉆孔前的準備工作。看圖劃線、打樣沖、準備鉆頭、選用夾具、準備冷卻液、調整鉆床主軸轉速;如用自動進刀的要調整進刀量。鉆孔時轉速和進刀量的選擇。選擇最佳切削用量可使鉆頭發揮高的切削效果和高的生產效率,但也應考慮到機床的功率,刀具、工件和夾具的強度和剛度的承受力,否則會產生不良后果。鉆不同要求孔的鉆法。5)鉆孔方法鉆通孔。工件下面應放墊鐵,或把鉆頭對準工作臺的孔槽,當孔即將被鉆通時,進給量要小,變自動進給為手動進給,以免鉆頭在鉆穿的瞬間抖動,出現“啃刀”現象,影響加工質量,損壞鉆頭,甚至發生事故。鉆盲孔。要注意掌握鉆孔深度。控制鉆孔深度的方法有:調整好鉆床上深度標尺擋塊;安置控制長度量具或用劃線做記號。鉆深孔。要經常將鉆頭退出,及時排屑和冷卻,否則易造成切屑堵塞或使鉆頭切削部分過熱磨損、折斷。鉆大直徑孔。直徑D超過30mm的孔應分兩次鉆。先用(0.5~0.7)D的鉆頭先鉆,再用所需直徑的鉆頭將孔擴大。鉆孔時工件要夾緊;鉆孔時不準帶手套;女同學要帶工作帽;清理切屑不能用手去拉或用嘴吹,應用鉤子或刷子清理,鉆鋼料時應加冷卻液或潤滑液;鉆孔時,工作臺上不準放刀具、量具等物,夾緊或松開鉆夾頭應用鉆鑰匙,不準用手錘等物敲打;調整轉速應先停機再調。6)鉆孔的安全操作7)鉆孔的廢品分析1)擴孔定義:用擴孔鉆在原有孔的基礎上進一步擴大孔徑,并提高孔質量的加工方法稱為擴孔,一般也在鉆床上完成。擴孔鉆特點:齒數多。一般有3~4個齒,因此切削時受力均衡,導向效果好,切削平穩。無橫刃。在已有孔上進行擴大加工,不需要橫刃,切削時軸向力較小。剛性好。擴孔加工余量比鉆削小,一般為0.4~5.0mm,鉆心較大,刀體強度高、剛性好,能夠采用較大的進給量。6、擴孔、鉸孔與锪孔擴孔加工特點:質量高。擴孔可以校正孔的軸線偏差,質量比鉆孔高。擴孔精度一般為ITll~ITl0,表面粗糙度Ra為6.3~3.2μm,可以作為精度要求不高的孔的終加工或者鉸孔前的預加工。生產率高。在已有孔上擴孔加工,切削量小,進給量大,生產率較高。2)鉸孔定義:用鉸刀對孔進行精加工的方法稱為鉸孔,廣泛地應用于精加工中小尺寸的圓孔。鉸刀:分為手用鉸刀和機用鉸刀兩種。鉸孔加工特點:加工余量小。鉸孔加工屬于精加工,一般在擴孔之后進行,加工余量較小。粗鉸時為0.50~0.15mm,精鉸時為0.25~0.05mm。加工質量高。鉸孔精度一般可達IT8~IT7,表面粗糙度Ra為3.2~0.81μm,手鉸時精度甚至可以達到IT6、Ra可達0.4~0.1μm。不能提高位置精度。鉸孔可以有效地提高孔的尺寸精度和表面質量,但一般不能提高孔的位置精度。用锪鉆改變已有孔的端部形狀的操作稱為锪孔,這種加工方法多在擴之后進行,又稱為劃窩。锪鉆的種類很多,可以加工圓柱形沉頭座、圓錐形沉頭座、魚眼坑以及孔端的凸臺等。3)锪孔1)攻螺紋定義:使用絲錐來加工內螺紋的操作稱為攻螺紋,加工精度為7H、Ra為6.3~3.2μm。攻螺紋可以在鉆床上,但單件小批生產主要用手工操作。攻螺紋工具:絲錐:一般用碳素工具鋼或高速鋼制造,絲錐由工作部分和柄部組成。工作部分又分為切削部分和校準部分。切削部分呈錐形,因此稱為絲錐。鉸杠:攻螺紋時用于夾持絲錐的工具稱為鉸杠,鉸杠的規格應與絲錐大小相適應。7、攻螺紋與套螺紋螺紋底孔確定:①螺紋孔小徑:D1=D-1.0825P②鉆頭直徑:脆性材料:d2=D-(1.04-1.08)P塑性材料:d2=D-P③底孔深度:H=L+O.7D2)套螺紋套螺紋工具:板牙板牙架鏜削加工是用鏜刀對零件進行切削的加工方法。鏜削主要用于對已有直徑較大的孔及零件上有位置精度要求的孔系加工,尤其對于直徑大于1m的孔,鏜削幾乎是惟一的加工方法。鏜削主要在鏜床上完成,也可以在車床、銑床及組合機床上進行。與鉆、擴和鉸孔加工方法相比,鏜孔孔徑尺寸不受刀具尺寸限制。鏜孔不但能夠修正上道工序造成的孔中心線偏斜誤差,還能保證孔與其他表面之間的位置精度。在鏜床上除了進行鏜孔外,還可以進行鉆孔、擴孔和鉸孔,以及平面、端面、外圓柱面、內外螺紋表面等的加工,1、鏜削加工概述5.2鏜削加工2、鏜床1)臥式銑鏜床2)坐標鏜床立式單柱坐標鏜床按切削刃數量可分為單刃鏜刀、浮動鏜刀和微調鏜刀。3、鏜刀單刃鏜刀實際上是一把內孔車刀。用單刃鏜刀鏜孔時,鏜刀垂直或傾斜安裝在鏜刀刀桿上,以適應通孔和盲孔的鏜削。1)單刃鏜刀2)浮動鏜刀浮動鏜刀的刀片與刀桿方孔之間是間隙配合,刀片可以在刀桿內浮動。由于浮動鏜刀兩個刀刃都可以切削,且刀片可以在刀桿的徑向孔中自行浮動以自動定心,從而補償了由于鏜桿徑向跳動而引起的加工誤差,因而其加工質量和生產率都比單刃鏜刀高。3)微調鏜刀微調鏜刀可以提高鏜刀的調整精度。4、鏜孔工藝1)用單刃鏜刀鏜孔時有如下工藝特點:單刃鏜刀結構簡單,既可用于粗加工,也可用于半精加工和精加工,而且一把鏜刀可以加工不同唐徑的孔,因此,使用方便,適應性廣。可以校正原有孔的軸線偏斜或位置偏差。單刃鏜刀的剛性較差,而且只有一個切削刃參加切削,另外孔的尺寸主要由工人的操作技能來保證,因此,鏜孔的生產率較低,對工人的技術水平要求較高。單刃鏜刀鏜孔比較適合于單件小批生產。
2)用浮動鏜刀鏜孔具有如下工藝特點:由于鏜刀片在加工過程中的浮動,可以抵消刀具安裝誤差或鏜桿偏擺引起的不良影響;而且浮動鏜刀有較寬的修光刃,可修光孔壁,減小表面粗糙度值,因此加工質量較高。但用浮動鏜刀鏜孔時不能校正原有孔的軸線歪斜或位置偏差。浮動鏜刀片有兩個主切削刃同時切削,而且鏜刀片尺寸調整方便,因此生產率較高。由于浮動鏜刀片結構比單刃鏜刀復雜,且刃磨要求高,因此刀具的成本較高。
浮動鏜刀鏜孔主要用于批量生產、精加工箱體類零件上直徑較大的孔。
3)鏜孔的應用鏜孔可以在車床、鉆床、銑床和鏜床等機床上進行,但是分布在工件不同表面上的直徑較大的孔和孔系,多在鏜床上進行加工。鏜孔的加工精度可達IT8-IT7,表面粗糙度Ra值可達1.6~0.8μm。思考題參考答案或提示1鉗工一般如何分類?有哪些基本操作?答:鉗工的基本操作包括:劃線、鏨削、鋸割、銼削、刮削、研磨、鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔、攻螺紋、套螺紋、裝配和修理等.由于鉗工操作的范圍廣,鉗工又可分為普通鉗工、劃線鉗工、修理鉗工、模具鉗工、工具樣板鉗工等.2劃線的作用及類型.答:參見p723常用劃線工具可以分為哪些類型??答:劃線平板、千斤頂、V形鐵、方箱、劃針、劃規與劃卡、游標高度尺、樣沖4銼刀的常見截面形狀有哪些?答:平面、方形、三角形、半圓形、圓形5銼齒粗細如何選擇?答:參見p776鋸削有哪些應用?鋸齒粗細如何選擇?答:參見p757常用鉆床類機床有哪幾種?有什么用途?答:參見p788如何加工普通大直徑圓孔?答:先鉆孔再擴孔9采用哪些方法加工普通小直徑圓孔?答:鉆孔、鉸孔10螺紋孔有哪些加工方法?答:攻螺紋和套螺紋11鉆孔、擴孔、鉸孔的經濟加工精度各是什么?答:鉆孔是粗加工,擴孔為半精加工,鉸孔為精加工12絲錐、板牙各有什么用途?答:絲錐用來攻螺紋,板牙用來套螺紋。13如何確定內螺紋底孔直徑?答:底孔一般是指用絲錐攻內螺紋之前所預制的孔的直徑,一般指加工件的內置圓孔,最底或最面上的圓形孔洞。絲錐在攻螺紋的過程中,切削刃主要是切削金屬,但還有擠壓金屬的作用,因而造成金屬凸起并向牙尖流動的現象,所以攻螺紋前,鉆削的孔徑(即底孔)應大于螺紋內徑。底孔的直徑可查手冊或按下面的經驗公式計算:脆性材料(鑄鐵、青銅等):鉆孔直徑d0=d(螺紋外徑)-1.1p(螺距)塑性材料(鋼、紫銅等):鉆孔直徑d0=d(螺紋外徑)-p(螺距)。14什么是鏜床?鏜床能完成哪些工作?答:參見p8515在車床上鏜孔和在鏜床上鏜孔有什么區別?答:車床鏜孔裝夾是圓的或規則等邊的方便,其它不規則的零件需做特殊的工裝,鏜床對不規則的或大的箱體類的車床難加工或不易加工的工件能很好加工。16臥式鏜床可以加工哪些類型的孔?為什么?答:在鏜床上除了進行鏜孔外,還可以進行鉆孔、擴孔和鉸孔,以及平面、端面、外圓柱面、內外螺紋表面等的加工。17試指出表517幾種切削加工方法主運動和進給運動的運動形式(轉動還是移動),并說明這些運動是由工件還是刀具來實現的第6章磨削加工1、磨削加工范圍6.1概述磨削屬多刃、微刃切削;加工精度高,表面質量好磨粒硬度高磨削溫度高磨削加工切深抗力(徑向力)較大,易使工件發生變形,影響加工精度。2、磨削加工的特點1、外圓磨床6.2磨床1)萬能外圓磨床床身。床身用于支撐和連接磨床各個部件。床身內部裝有液壓系統,上部有縱向和橫向兩組導軌以安裝工作臺和砂輪架。床身是一個箱形結構的鑄件,床身前部作油池用,電器設備置于床身的右后部,油泵裝置裝在床身后部的壁上。床身前面及后面各鑄有兩圓孔,供搬運機床時插入鋼鉤用。床身底面有三個支撐螺釘,作調整機床的安裝水平用。工作臺。工作臺主要由上臺面與下臺面組成,上臺面能作順時針5°到逆時針9°回轉,用以調整工件錐度。當上臺面轉動大于6°時,砂輪架應相應轉一定角度,以免尾架和砂輪架相碰。工作臺的運動由油壓缸驅動,動作平穩,低速無爬行。工作臺的左右換向停留時間可以調整。工件頭架。工件頭架由頭架箱和頭架底板組成,頭架箱可繞頭架底板上的軸回轉,回轉的角度可以從刻度牌上讀出。頭架主軸的轉速分六擋,通過電機轉速調整和變換三角帶位置獲得。頭架可以安裝三爪卡盤夾持工件磨削。尾架。尾架套筒主軸孔采用莫氏3號錐孔,并配有手動進退和液壓腳踏板控制進退兩種方式,方便裝卸工件。在磨削表面結構要求不高的外圓工件時,金剛鉆筆可裝在尾架上進行砂輪修整。砂輪架。砂輪架上有一臺雙出軸電動機,它一端經多楔帶與砂輪主軸連接,另一端經平皮帶與內圓磨具主軸連接,但二者不能同時使用。2)無心外圓磨床主要用于磨削大批量的細長軸及無中心孔的軸、套、銷等零件,生產率高。工件不需夾持,放在砂輪和導輪之間,連續磨削,操作簡單,生產率高,適于大批量磨削無中心孔的軸、套、銷等零件。無心磨削的特點如下:生產率高。無心磨削時不必打中心孔或用夾具夾緊工件,生產輔助時間少,故效率大大提高,適合于大批量生產。工件運動穩定。磨削均勻性不僅與機床傳動有關,還與工件形狀、導輪和工件支架狀態及磨削用量有關。外圓磨削易實現強力、高速和寬砂輪磨削。2、內圓磨床內圓磨床主要用于磨削內圓柱面、內圓錐面及端面等,其結構特點是砂輪主軸轉速特別高,一般達10000~20000r/min,以適應磨削速度的要求。與外圓磨削相比,內圓磨削的生產率很低,加工精度和表面質量較差,測量也較困難。3、平面磨床平面磨床的主軸有立軸和臥軸兩種,工作臺也分為矩形和圓形兩種。由床身、工作臺、立柱、拖板、磨頭等部件組成。與其他磨床不同的工作臺上裝有電磁吸盤,用于直接吸住工件。6.3砂輪砂輪是磨削的主要工具。砂輪由磨粒、結合劑和氣孔組成,亦稱砂輪三要素。磨粒的種類和大小、結合劑的種類和多少以及結合強度決定了砂輪的主要性能。在砂輪的非工作面上標有砂輪的特性代號,包括形狀、尺寸、磨料、粒度、硬度、組織、結合劑、最高工作線速度。磨料:剛玉(A12O3)類、碳化硅(SiC)類剛玉類:適用于磨削鋼料及一般刀具;碳化硅類:適用于磨削鑄鐵、青銅等脆性材料及硬質合金刀具。磨粒:剛玉、碳化硅。剛玉類磨粒:適用于磨削鋼料和一般刀具;碳化硅類磨粒:適用于磨削鑄鐵和青銅等脆性材料以及硬質合金刀具等。磨粒的大小用粒度表示,粒度號數越大顆粒越小。粗顆粒主要用于粗加工,細顆粒主要用于精加工。磨粒的大小用粒度表示,粒度號數越大顆粒越小。粗顆粒主要用于粗加工,細顆粒主要用于精加工。砂輪的形狀。磨料用結合劑可以黏結成各種形狀和尺寸的砂輪,以適用于不同表面形狀和尺寸的加工。工廠中常用的結合劑為陶瓷。磨料黏結得愈牢,則砂輪的硬度就愈高。6.4工件的安裝軸類零件常用頂尖裝夾。安裝時,工件支撐在兩項尖之間,其裝夾方法與車削中所用方法
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