车床加工基本知识 机械加工工艺基本知识

一、车刀材料
在切削过程中,刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。因此,刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性,还需具有高的耐热性(红硬性),即在高温下仍能保持足够硬度的性能。
常用车刀材料主要有高速钢和硬质合金。
1.高速钢
高速钢又称锋钢、是以钨、铬、钒、钼为主要合金元素的高合金工具钢。高速钢淬火后的硬度为HRC63~67,其红硬温度550℃~600℃,允许的切削速度为25~30m/min。
高速钢有较高的抗弯强度和冲击韧性,可以进行铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工,有良好的磨削性能,刃磨质量较高,故多用来制造形状复杂的刀具,如钻头、铰刀、铣刀等,亦常用作低速精加工车刀和成形车刀。
常用的高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种。
2.硬质合金
硬质合金是用高耐磨性和高耐热性的WC(碳化钨)、TiC(碳化钛)和Co(钴)的粉末经高压成形后再进行高温烧结而制成的,其中Co起粘结作用,硬质合金的硬度为HRA89~94(约相当于HRC74~82),有很高的红硬温度。在800~1000℃的高温下仍能保持切削所需的硬度,硬质合金刀具切削一般钢件的切削速度可达100~300m/min,可用这种刀具进行高速切削,其缺点是韧性较差,较脆,不耐冲击,硬质合金一般制成各种形状的刀片,焊接或夹固在刀体上使用。
常用的硬质合金有钨钴和钨钛钴两大类:
(1)钨钴类(YG)
由碳化钨和钴组成,适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。
常用牌号有YG3、YG6、YG8等,后面的数字表示含钴量的百分比,含钴量愈高,其承受冲击的性能就愈好。因此,YG8常用于粗加工,YG6和YG3常用于半精加工和精加工。
(2)钨钛钴类(YT)
由碳化钨、碳化钛和钴组成,加入碳化钛可以增加合金的耐磨性,可以提高合金与塑性材料的粘结温度,减少刀具磨损,也可以提高硬度;但韧性差,更脆、承受冲击的性能也较差,一般用来加工塑性材料,如各种钢材。
常用牌号有YT5、YT15、YT30等,后面数字是碳化钛含量的百分数,碳化钛的含量愈高,红硬性愈好;但钴的含量相应愈低,韧性愈差,愈不耐冲击,所以YT5常用于粗加工,YT15和YT30常用于半精加工和精加工。
二、车刀的组成及结构形式
1.车刀的组成
车刀由刀头和刀体两部分组成。刀头用于切削,刀体用于安装。刀头一般由三面,两刃、一尖组成。
前刀面 是切屑流经过的表面。
主后刀面 是与工件切削表面相对的表面。
副后刀面 是与工件已加工表面相对的表面。
主切削刃 是前刀面与主后刀面的交线,担负主要的切削工作。
副切削刃 是前刀面与副后刀面的交线,担负少量的切削工作,起一定的修光作用。
刀尖 是主切削刃与副切削刃的相交部分,一般为一小段过渡圆弧。
2.车刀的结构形式
最常用的车刀结构形式有以下两种:
(1)整体车刀刀头的切削部分是靠刃磨得到的,整体车刀的材料多用高速钢制成,一般用于低速切削。
(2)焊接车刀将硬质合金刀片焊在刀头部位,不同种类的车刀可使用不同形状的刀片。焊接的硬质合金车刀,可用于高速切削。
三、车刀的主要角度及其作用
车刀的主要角度有前角(γ0)、后角(α0)、主编角(Kr)、副偏角(Kr’)和刃倾角(λs)。
为了确定车刀的角度,要建立三个坐标平面:切削平面、基面和主剖面。对车削而言,如果不考虑车刀安装和切削运动的影响,切削平面可以认为是铅垂面;基面是水平面;当主切削刃水平时,垂直于主切削刃所作的剖面为主剖面。
(1)前角γ0在主剖面中测量,是前刀面与基面之间的夹角。其作用是使刀刃锋利,便于切削。但前角不能太大,否则会削弱刀刃的强度,容易磨损甚至崩坏。加工塑性材料时,前角可选大些,如用硬质合金车刀切削钢件可取γ0=10~20,加工脆性材料,车刀的前角γ0应比粗加工大,以利于刀刃锋利,工件的粗糙度小。
(2)后角α0在主剖面中测量,是主后面与切削平面之间的夹角。其作用是减小车削时主后面与工件的摩擦,一般取α0=6~12°,粗车时取小值,精车时取大值。
(3)主偏角Kr在基面中测量,它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。其作用是:
1)可改变主切削刃参加切削的长度,影响刀具寿命。
2)影响径向切削力的大小。
小的主偏角可增加主切削刃参加切削的长度,因而散热较好,对延长刀具使用寿命有利。但在加工细长轴时,工件刚度不足,小的主偏角会使刀具作用在工件上的径向力增大,易产生弯曲和振动,因此,主偏角应选大些。
车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种,其中45°多。
(4)副偏角Kr’在基面中测量,是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。其主要作用是减小副切削刃与已加工表面之间的摩擦,以改善已加工表面的精糙度。
在切削深度ap、进给量f、主偏角Kr相等的条件下,减小副偏角Kr’,可减小车削后的残留面积,从而减小表面粗糙度,一般选取Kr′=5~15°。
(5)刃倾角入λs在切削平面中测量,是主切削刃与基面的夹角。其作用主要是控制切屑的流动方向。主切削刃与基面平行,λs=0;刀尖处于主切削刃的最低点,λs为负值,刀尖强度增大,切屑流向已加工表面,用于粗加工;刀尖处于主切削刃的最高点,λs为正值,刀尖强度削弱,切屑流向待加工表面,用于精加工。车刀刃倾角λs,一般在-5-+5°之间选取。
四、车刀的刃磨
车刀用钝后,必须刃磨,以便恢复它的合理形状和角度。车刀一般在砂轮机上刃磨。磨高速钢车刀用白色氧化铝砂轮,磨硬质合金车刀用绿色碳化硅砂轮。
车刀重磨时,往往根据车刀的磨损情况,磨削有关的刀面即可。车刀刃磨的一般顺序是:磨后刀面→磨副后刀面→磨前刀面→磨刀尖圆弧。车刀刃磨后,还应用油石细磨各个刀面。这样,可有效地提高车刀的使用寿命和减小工件表面的粗糙度。
刃磨车刀时要注意以下事项:
(1)刃磨时,两手握稳车刀,刀杆靠于支架,使受靡面轻贴砂轮。切勿用力过猛,以免挤碎砂轮,造成事故。
(2)应将刃磨的车刀在砂轮圆周面上左右移动,使砂轮磨耗均匀,不出沟槽。避免在砂轮两侧面用力粗磨车刀,以至砂轮受力偏摆,跳动,甚至破碎。
(3)刀头磨热时,即应沾水冷却,以免刀头因温升过高而退火软化。磨硬质合金车刀时,刀头不应沾水,避免刀片沾水急冷而产生裂纹。
(4)不要站在砂轮的正面刃磨车刀,以防砂轮破碎时使操作者受伤。
车 外 圆

一、车外圆的特点
将工件装夹在卡盘上作旋转运动,车刀安装在刀架上作纵向移动,就可车出外圆柱前。车削这类零件时,除了要保证图样的标注尺寸、公差和表面粗糙度外,一般还应注意形位公差的要求,如垂直度和同轴度的要求。
常用的量具有钢直尺、游标卡尺和分厘卡尺等。
二、外圆车刀的选择和安装
1.外圆车刀的选择
常用外圆车刀有尖刀、弯头刀和偏刀。外圆车刀常用主偏角有15°、75°、90°。
尖刀主要用于粗车外圆和没有台阶或台阶不大的外圆。弯刀头用于车外圆、端面和有45°斜面的外圆,特别是45°弯头刀应用较为普遍。主偏角为90°的左右偏刀,车外圆时,径向力很小,常用来车削细长轴的外圆。圆弧刀的刀尖具有圆弧,可用来车削具有圆弧台的外圆。各种外圆车刀均可用于倒角。
2.外圆车刀的安装
(1)刀尖应与工件轴线等高。
(2)车刀刀杆应与工件轴线垂直。
(3)刀杆伸出刀架不宜过长,一般为刀杆厚度的1.5~2倍。
(4)刀杆垫片应平整,尽量用厚垫片,以减少垫片数量。
(5)车刀位置调整好后应固紧。
三、工件的安装
在车床上装夹工件的基本要求是定位准确,夹紧可靠。所以车削时必须把工件夹在车床的夹具上,经过校正、夹紧,使它在整个加工过程中始终保持正确的位置,这个工作叫做工件的安装。在车床上安装工件应使被加工表面的轴线与车床主轴回转轴线重合,保证工件处于正确的位置;同时要将工件夹紧,以防止在切削力的作用下,工件松动或脱落,保证工作安全。
车床上安装工件的通用夹具(车床附件)很多,其中三爪卡盘用得最多。由于三爪卡盘的三个爪是同时移动自行对中的,故适宜安装短棒或盘类工件。反三爪用以夹持直径较大的工件。由于制造误差和卡盘零件的磨损等原因,三爪卡盘的定心准确度约为0.05~0.15mm。工件上同轴度要求较高的表面,应在一次装夹中车出。
三爪卡盘是靠其法兰盘上的螺纹直接旋装在车床主轴上。
三爪卡盘安装工件的步骤:
(1)工件在卡爪间放正,轻轻夹紧。
(2)开机,使主轴低速旋转,检查工件有无偏摆。若有偏摆,应停车后,轻敲工件纠正,然后拧紧三个卜爪,固紧后,须随即取下板手,以保证安全。
(3)移动车刀至车削行程的最左端,用手转动卡盘,检查是否与刀架相撞。
四、切削用量的选择
切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。
车削时,工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度,以v(m/min)表示。其计算公式:
v=πdn/1000(m/min)
式中:d——工件待加工表面的直径(mm)
n——车床主轴每分钟的转速(r/min)
工件每转一周,车刀所移动的距离,称为进给量,以f(mm/r)表示;车刀每一次切去的金属层的厚度,称为切削深度,以ap(mm)表示。
为了保证加工质量和提高生产率,零件加工应分阶段,中等精度的零件,一般按粗车一精车的方案进行。
粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量,使工件接近要求的形状和尺寸。粗车以提高生产率为主,在生产中加大切削深度,对提高生产率最有利,其次适当加大进给量,而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速钢车刀进行粗车的切削用量推荐如下:切削深度ap=0.8~1.5mm,进给量f=0.2~0.3mm/r,切削速度v取30~50m/min(切钢)。
粗车铸、锻件毛坯时,因工件表面有硬皮,为保护刀尖,应先车端面或倒角,第一次切深应大于硬皮厚度。若工件夹持的长度较短或表面凸不平,切削用量则不宜过大。
粗车应留有0.5~1mm作为精车余量。粗车后的精度为IT14-IT11,表面粗糙度Ra值一般为12.5~6.3μm。
精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求,生产率应在此前提下尽可能提高。一般精车的精度为IT8~IT7,表面粗糙度值Ra=3.2~0.8μm,所以精车是以提高工件的加工质量为主。切削用量应选用较小的切削深度ap=0.1~0.3mm和较小的进给量f=0.05~0.2mm/r,切削速度可取大些。
精车的另一个突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。减上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点。
(1)合理选用切削用量。选用较小的切削深度ap和进给量f,可减小残留面积,使Ra值减小。
(2)适当减小副偏角Kr′,或刀尖磨有小圆弧,以减小残留面积,使Ra值减小。
(3)适当加大前角γ0,将刀刃磨得更为锋利。
(4)用油后加机油打磨车刀的前、后刀面,使其Ra值达到0.2~0.1μm,可有效减小工件表面的Ra值。
(5)合理使用切削液,也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。低速精车使用乳化液或机油;若用低速精车铸铁应使用煤油,高速精车钢件和较高切速精车铸铁件,一般不使用切削液。
五、车外圆操作步骤
车刀和工件在车床上安装以后,即可开始车削加工。在加工中必须按照如下步骤进行:
1.选择主轴转速和进给量,调整有关手柄位置。
2.对刀,移动刀架,使车刀刀尖接触工件表面,对零点时必须开车。
3.对完刀后,用刻度盘调整切削深度。在用刻度盘调整切深时,应了解中滑板刻度盘的刻度值,就是每转过一小格时车刀的横向切削深度值。然后根据切深,计算出需要转过的格数。C616车床中滑板刻度盘的刻度值每一小格为0.04mm(直径的变动量)。
4.试切。检查切削深度是否准确。横向进刀。
在车削工件时要准确、迅速地控制切深,必须熟练地使用中滑板的刻度盘。中滑板刻度盘装在横丝杆轴端部,中滑板和横丝杆的螺母紧固在一起。由于丝杆与螺母之间有一定的间隙,进刻度时必须慢慢地将刻度盘转到所需的格数。如果刻度盘手柄摇过了头,或试切后发现尺寸太小而须退刀时,为了消除丝杆和螺母之间的间隙,应反转半周左右,再转至所需的刻度值上。
5.纵向自动进车外圆。
6.测量外圆尺寸。
对刀、试切、测量是控制工件尺寸精度的必要手段,是车床操作者的基本功,一定要熟练掌握。
六、车床安全操作规程
为了保持车床的精度,延长其使用寿命,以及保障人身和设备的安全,操作时必须严格遵守下列安全操作规程:
1.工作服穿整齐,女同学戴好工作帽。
2.开车前必须检查车床各手柄及运转部分是否正常。
3.工件要卡正、夹紧、装卸工件后卡盘板手必须随手取下。
4.车刀要夹紧,方刀架要锁紧。装好工件和车刀后,进行加工极限位置检查。
5.必须停车变速。车床运转时,严禁用手去摸工件和测量工件,不能用手去拉切屑。
6.车床导轨上严禁放工、刀、量具及工件。
7.开车后不许我离开机床,要精神集中操作。
8.下班时,擦净机床,整理场地,切断机床电源。将大拖板及尾架摇到车床导轨后端,在导轨表面加油润滑。车端面、切槽和切断

一、车端面
常用的端面车刀(弯头刀和偏刀)和车端面的方法,如金工实习教材第160页所示。
对于既车外圆又车端面的场合,常使用弯头车刀和偏刀来车削端面。弯头车刀是用主切削刃担任切削,适用于车削较大的端面。偏刀从外向里车削端面,是用车外圆时的副切削刃担任切削,副切削刃的前角较小,切削不够轻里向外车削端面,便没有这个缺点,不过工件必须有孔才行。
车端面操作注意点:
(1)安装工件时,要对其外圆及端面找正。
(2)安装车刀时,刀尖应严格对准工件中心,以免端面出现凸台,造成崩坏刀尖。
(3)端面质量要求较高时,最后一刀应由中心向外切削。
(4)车削大端面时,为使车刀准确地横向进给,应将大溜板紧固在床身上,用小刀架调整切削深度。
二、切槽
切槽时用切槽刀。切槽刀前为主切削刃,两测为副切削刃。安装切槽刀,其主切削刃应平行于工件轴线,主刀刃与工件轴线同一高度。
切窄槽,主切削刃宽度等于槽宽,横向走刀一次将槽切出。切宽槽,主切削刃宽度小于槽宽,分几次横向走刀,切出槽宽;切出槽宽后,纵向走刀精车槽底,切完宽槽。
三、切断
切断车刀和切槽车刀基本相同,但其主切削刃较窄,刀头较长。在切断过程中,散热条件差,刀具刚度低,因此须减小切削用量,以防止机床和工件的振动。
切断操作注意事项:
1.切断时,工件一般用卡盘夹持。切断处应靠近卡盘,以免引起工件振动。
2.安装切断刀时,刀尖要对准工件中心,刀杆与工件轴线垂直,刀杆不能伸出过长,但必须保证切断时刀架不碰卡盘。
3.切断时应降低切削速度,并应尽可能减小主轴和刀架滑动部分的配合间隙。
4.手动进给要均匀。快切断时,应放慢进给速度,以免刀头折断。
5.切断钢时,需加切削液。镗 孔

镗孔是对锻出,铸出或钻出孔的进一步加工,镗孔可扩大孔径,提高精度,减小表面粗糙度,还可以较好地纠正原来孔轴线的偏斜。镗孔可以分为粗镗、半精镗和精镗。精镗孔的尺寸精度可达IT8~IT7,表面精糙度Ra值1.6~0.8μm。
一、常用镗刀
1.通孔镗刀镗通孔用的普通镗刀,为减小径向切削分力,以减小刀杆弯曲变形,一般主偏角为45°~75°,常取60°~70°.
2.不通孔镗刀 镗台阶孔和不通孔用的镗刀,其主偏角大于90°,一般取95°。
二、镗刀的安装
1.刀杆伸出刀架处的长度应尽可能短,以增加刚性,避免因刀杆弯曲变形,而使孔产生锥形误差。
2.刀尖应略高于工件旋转中心,以减小振动和扎刀现象,防止镗刀下部碰坏孔壁,影响加工精度。
3.刀杆要装正,不能歪斜,以防止刀杆碰坏已加工表面。
三、工件的安装
1.铸孔或锻孔毛坯工件,装夹时一定要根据内外圆校正,既要保证内孔有加工余时,又要保证与非加工表面的相互位置要求。
2.装夹薄壁孔件,不能夹得太紧,否则,加工后的工件会产生变形,影响镗孔精度。对于精度要求较高的薄壁孔类零件,在粗加工之后,精加工之前,稍将卡爪放松,但夹紧力要大于切削力,再进行精加工。
四、镗孔方法
由于镗刀刀杆刚性差,加工时容易产生变形和振动,为了保证镗孔质量,精镗时一定要采用试切方法,并选用比精车外圆更小的切削深度ap和进给量f,并要多次走刀,以消除孔的锥度。
镗台阶孔和不通孔时,应在刀杆上用粉笔或划针作记号,以控制镗刀进入的长度。
车床加工基本知识 机械加工工艺基本知识
镗孔生产率较低,但镗刀制造简单,大直径和非标准直径的孔都可加工,通用性强,多用于单件小批量生产中。车 圆 锥 面

在机械制造中,除采用圆柱体和内圆内作为配合表面外,还常用圆锥体和内锥面作为配合面。例如,车床主轴孔与顶尖的配合;尾架套筒的锥孔和顶尖、钻头锥柄的配合等。圆锥体与内锥面相配具有配合紧密,拆装方便,多次拆装仍能保持精确的定心作用等优点。
车圆锥面的方法有四种:转动小拖板法、偏移尾架法、靠尺法和宽刀法。
一、转动小拖板法(小刀架转位法)
方法:根据零件的圆锥角(2α),把小刀架下的转盘顺时针或逆时针扳转一个圆锥角(α),再把螺母固紧,用手缓慢而均匀转动小刀架手柄,车刀则沿着锥面的母线移动,从而加工出所需要的锥面。
特点:此法车锥面操作简单,可以加工任意锥角的内、外锥面。因受小刀架行程的限制(C6132车床小刀架行程为了100mm),不能加工较长的锥面。需手动进给,劳动强度较大,表面粗糙度值Ra为6.3~1.6μm。
应用:用于单件小批生产中,车削精度较低和长度较短的圆锥面。
二、偏移尾架法
尾架主要由尾架体和底座两大部分组成。底座靠压板和固定螺钉紧固在床身上,尾架体可在底座上工作横向调节。当松开固定螺钉而拧动两个调节螺钉时,即可使尾架体在横向移动一定距离。
方法:工件安装在前后顶尖之间,将尾架体相对底座在横向向前或向后偏移一定距离S,使工件回转轴线与车床主轴轴线夹角等于工件圆锥斜角(α),当刀架自动或手动纵向进给时,即可车出所需的锥面。
尾架偏移距离S的计算(见金工实习教材第162~163页):

式中:D,d——锥体大端和小端直径;
L——工件总长度;
l——锥度部分轴向长度。
特点:此法可以加工较长的锥面,并能采用自动进给,表面加工质量较高,表面粗糙度值小(Ra=6.3~1.6μm)。因受尾架偏移量的限制,只能车削工件圆锥斜角α<8°的外锥面。又因顶尖在中心孔内是歪斜的,接触不良,磨损不均匀,变得不圆,导致在加工锥度较大的斜面时,影响加工精度。尾架偏移法车圆锥,最好使用球顶尖,以保持顶尖与中心孔有良好的接触状态。
应用:用于单件和成批生产中,加工锥度较小,较长的外圆锥面。
三、靠尺法(靠模法)
靠尺装置一般要自制,也有作为车床附件供应的。
方法:靠模尺装置的底座固定在床身的后侧面。底座上装有靠模尺,靠模尺可以根据需要扳转一个斜角(α)。使用靠模时,需将中滑板上螺母与横向丝杆脱开,并用接长板与滑块连接在一起,滑块可以在靠模尺的导轨上自由滑动。这样,当大拖板作自动或手动纵向进给时,中滑板与滑块一起沿靠模尺方向移动,即可车出圆锥斜角为α的锥面。加工时,小刀架需扳转90°,以便调整一刀的横向位置和进切深。
特点:可加工较长的内、外锥面,圆锥斜度不大,一般α<12°,若圆锥斜度太大,中滑板由于受到靠模尺的约束,纵向进给会产生困难;能采用自动进给,锥面加工质量较高,表面粗糙度值Ra可达6.3~1.6μm。
应用:适用于成批和大量生产中,加工锥度小,较长的内、外圆锥面。
四、宽刀法(样板刀法)
方法:宽刀(样板刀)车削圆锥面,是依靠车刀主切削刃垂直切入,直接车出圆锥面。
特点:宽刀刀刃必须平直,刃倾角为零,主偏角等于工件的圆锥斜角(α);安装车刀时,必须保持刀尖与工件回转中心等高;加工的圆锥面不能太长,要求机床——工件——刀具系统必须具有足够的刚度;此法加工的生产率高,工件表面粗糙度值Ra可达6.3~1.6μm。
应用:适用于大批量生产中加工锥度较大,长度较短的内、外圆锥面。车 螺 纹

螺纹零件广泛应用于机械产品,螺纹零件的功能是联接和传动。例如,车床主轴与卡盘的联接,方刀架上螺钉对刀具的紧固,丝杆与螺母的传动等。螺纹的种类很多,按牙型分有三角螺纹、梯形螺纹、方牙螺纹等。各种螺纹又有右旋、左旋和单线、多线之分,其中以单线、右旋的普通螺纹应用最广。
一、螺纹的基本要素
内外螺纹总是成对使用的,决定内外螺纹能否配合,以及配合的松紧程度,主要取决于牙型角α、螺距P和中径D2(d2)三个基本要素的精度。
(1)牙型角α 是螺纹轴向剖面上的相邻两牙侧之间的夹角。普通螺纹的牙型角为α=60°。
(2)中径D2(d2)是一个假想圆柱的直径,该圆柱的母线通过螺纹牙厚与牙槽宽相等的地方。
(3)螺距P 是相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。
普通螺纹的标注:例M20
M表示三角螺纹,牙型角α=60°;20表示螺纹外径为20mm;螺距P=2.5mm(查普通螺纹标准得到);单线、右旋(在螺纹标注中省略)。
二、螺纹的车削加工
1.传动原理
车削螺纹时,为了获得准确的螺纹,必须用丝杆带动刀架进给,使工件每转一周,刀具移动的距离等于螺距。
2.螺纹车刀及安装
牙型角α的保证,取决于螺纹车刀的刃磨和安装。
螺纹车刀刃磨的要求:
1)车刀的刀尖角等于螺纹轴向剖面的牙型角α;
2)前角γ0=0°,粗车螺纹为了改善切削条件,可用有正前角的车刀(γ0=
5°~15°)。
螺纹车刀安装的要求:
1)刀尖必须与工件旋转中心等高。
2)刀尖角的平分线必须与工件轴线垂直。因此,要用对刀样板对刀。
3.机床调整及安装
车刀装好后,应对机床进行调整,根据工件螺距的大小、查找车床标牌,选定进给箱手柄位置,脱开光杆进给机构,改由丝杆传动。选取较低的主轴转速,以便切削顺利,并有充分时间退刀。为使刀具移动均匀、平稳,须调整横溜板导轨间隙和小刀架丝杆与螺母的间隙。
在车削过程中,工件对主轴如有微小的松动,即会导致螺纹形状或螺距的不准确,因此工件必须装夹牢固。
4.操作方法
螺纹中径是靠控制多次进刀的总切深量来保证的。车螺纹时每次切深量要小,而总切深量可根据计算的螺纹工作牙高(工作牙高=0.54×工件的螺距,单位为毫米),由中滑板刻度盘大致控制,并借助于螺纹量规来测量。
车三角螺纹有三种方法,即直进法、左右切削法和斜向切削法。
(1)直进法用中滑板进刀,两刀刃和刀尖同时切削。此法操作方便,车出的牙型清晰,牙形误差小,但车刀受力大,散热差,排屑难,刀尖易磨损。适用于加工螺距小于2mm的螺纹,以及高精度螺纹的精车。
(2)左右切削法左右削法的特点是使车刀只有一个刀刃参加切削,在每次切深进刀的同时,用小刀架向左、向右移动一小段距离。这样重复切削数次,车至最后1~2刀时,仍采用直进法,以保证牙形正确,牙根清晰。此法适用于加工螺距较大的螺纹。
(3)斜向切削法 将小刀架扳转一角度,使车刀沿平行于所车螺纹右侧方向进刀,使得车刀两刀刃中,基本上只有一个刀刃切削。此法切削受力小,散热和排屑条件较好,切削用量可大些,生产率较高。但不易车出清晰的牙形,牙形误差较大。一般适用于较大螺距螺纹的粗车。
5.避免“乱扣”
车螺纹时,车刀的移动是靠开合螺母与丝杆的啮合来带动的,一条螺纹槽需经过多次走刀才能完成。当车完一刀再车另一刀时,必须保证车刀总是落在已切出的螺纹槽中,否则就叫“乱扣”,致使工件报废。
产生“乱扣”的主要原因是,车床丝杆的螺距P丝与工件的螺距P工不是整数倍而造成的。当P丝/P工=整数时,每次走刀之后,可打开“开合螺母”,车刀横向退出,纵向摇回刀架,不会发生“乱扣”。若P丝/P工≠整数时,则不能打开“开合螺母”,摇回刀架,而只能在车刀走刀一次之后,不打开“开合螺母”,只退出车刀,开倒车工件反转,使车刀回到起始位置。然后调节车刀的切入深度,再继续开顺车,主轴正转,进行下一次走刀。由于不打开“开合螺母”,对开螺母与丝杆始终啮合,车刀刀尖也就会准确地在一固定螺旋槽内切削,不会发生“乱扣”。
6.三角螺纹的测量
检验三角螺纹的常用量具是螺纹量规。螺纹量规是综合性检验量具,分为塞规和环规两种。塞规检验内螺纹,环规检验外螺纹,并由通规、止规两件组成一副。螺纹工件只有在通规可通过、止规通不过的情况下为合格,否则零件为不合格品。铣床及其主要附件

一、铣床
(一)铣床的种类、型号及其含义
铣床主要有立式铣床、卧式铣床和龙门铣床等,以适应不同的加工需要。立式铣床是指铣头主轴与工作台面垂直;卧式铣床是指铣头主轴与工作台台面相平行。
铣床的型号如下表示:
如XQ6225,X表示铣床,Q表示轻便铣床,6表示卧式铣床,2表示万能升降台铣床,25表示工作台宽度的1/10(250mm)。铣削加工能达到的精度等级为IT9~7级,表面粗糙度Ra=6.3~1.6μm。
(二)铣床的结构
铣床一般由七个部分组成。
1.床身用来安装和支承机床各部件,是铣床的身体,内部有主传动装置,变速箱、电器箱。床身安装在底座上,底座是铣床的脚,内部还有冷却液等。
2.悬梁安装在床身上方的导轨中,悬梁可根据工作要求沿导轨作前后移动,满足加工需要。悬梁内部的主轴变速箱是由电动机通过一系列齿轮再传递到一对锥齿轮上,最后从铣头主轴传出。
3.主轴 用来带动铣刀旋转,其上有7:24的精密锥孔,可以安装刀杆或直接安装带柄铣刀。
4.升降台 沿床身的垂直导轨作上下运动,即铣削时的垂直进给运动。
5.横向工作台 沿升降台水平导轨作横向进给运动。
6.纵向工作台 沿转台的导轨带动固定在台面上的工件作纵向进给运动。
7.转台可随横向工作台移动,并使纵向工作台在水平内按顺或逆时针扳转某一角度,以切削螺旋槽等。
(二)XQ6225铣床的传动
该铣床的主运动和进给运动的传动路线为(结合挂图或机床讲解):
1.主运动传动
2.进给运动传动
二、铣床主要附件
铣削零件时,工件用铣床附件固定和定位,常用铣床附件有:
(一)平口钳是一种通用夹具。使用时,先校正平口钳在工作台上的位置,然后再夹紧工件。一般用于小型较规则的零件,如较方正的板块类零件、盘套类零件、轴类零件和小型支架等。
平口钳安装工件时,应注意:应使工件被加工面高于钳口,否则应用垫铁垫高工件;应防止工件与垫铁间有间隙;为保护工件的已加工表面,可以在钳口与工件之间垫软金属片。
(二)压板是将工件直接放在工作台台面上,用压板压紧并固定。对于一些较大的工件可用压板固定。
(三)万能分度头 万能分度头是铣床的重要附件。
1.分度头的功用
(1)使工件绕本身轴线进行分度(等分或不等分)。如六方、齿轮、花键等等分的零件。
(2)使工件的轴线相对铣床工作台台面扳成所需要的角度(水平、垂直或倾斜)。因此,可以加工不同角度的斜面。
(3)在铣削螺旋槽或凸轮时,能配合工作台的移动使工件连续旋转。
2.分度头的结构
分度头的底座内装有回转体,分度头主轴可随回转体在垂直平面内向上90°和向下10°范围内转动。主轴前端常装有三爪卡盘或顶尖。分度时拔出定位销,转动手柄,通过齿数比为1/1的直齿圆柱齿轮副传动,带动蜗杆转动,又经齿数经为1:40的蜗轮蜗杆副传动、带动主轴旋转分度,详见实物或挂图。当分度头手柄转动一转时,蜗轮只能带动主轴转过1/40转。这时分度手柄所需转过的转数n为:
︰40= ︰n 即 n=
3.分度方法
这里仅介绍简单分度方法。例如,分度z=35。每一次分度时手柄转过的转数为:
n= (转)
即每分度一次,手柄需要转过 1 转。这转是通过分度盘来控制的,一般分度头备有两块分度盘。分度盘两面都有许多圈孔,各圈孔数均不等,但同一孔圈上孔距是相等的。第一块分度盘的正面各圈孔数分别为24、25、28、30、34、37;反面为38、39、41、42、43,第二块分度盘正面各圈孔数分别为46、47、49、51、53、534;反面分别为57、58、59、62、66。
简单分度时,分度盘固定不动。此时将分度盘上的定位销拔出,调整孔数为7的倍数的孔圈上,即日8、42、49均可。若选用42孔数,即1/7=6/42。所以,分度时,手柄转过一转后,再沿孔数为42的孔圈上转过6个孔间距。
为了避免每次数孔的烦琐及确保手柄转过的孔数可靠,可调整分度盘上的两块分形夹之间的夹角,使之等于欲分的孔间距数,这样依次进行分度时就可以准确无误。
(四)回转工作台主要用于较大零件的分度工作或非整圆弧面的加工。它的内部有一副蜗轮蜗杆,手轮与蜗杆同轴连接。转动手轮,通过蜗轮蜗杆传动使转台转动。转台周围有刻度,用来观察和确定转台的位置;手轮上刻度盘可读出转台的准确位。直齿圆柱齿轮的铣削加工方法

铣削加工的范围很广,主要加工各种平面(水平面、垂直面、斜面和台阶面等),沟槽和成形面等,还可利用分度头进行分度件的加工。齿轮就利用分度头进行铣削加工。
一、齿轮简介
齿轮的用途很广,是各种机械设备中的重要零件,如机床、飞机、轮船及日常生活中用的手表、电扇等都要使用各种齿轮。齿轮的种类很多,有圆柱直齿轮、圆柱斜齿轮、螺旋齿轮、直齿伞齿轮、螺旋伞齿轮、蜗轮等。其中使用较多,亦较简单的是圆柱直齿轮,又称标准圆柱齿轮。有关齿轮渐开线的形成、模数、压力角等参数将在有关课程中介绍。这里主要介绍圆柱直齿轮的加工方法。
齿轮齿形的加工方法有两种。一种是成形法,就是利用与被切齿轮齿槽形状完全相符的成形铣刀切出齿形的方法,如铣齿;另一种是展成法,它是利用齿轮刀具与被动齿轮的相互啮合运动而切出齿形的加工方法,如滚齿和插齿(用滚刀和插刀进行示范)。下面介绍用铣床加工齿轮的方法。
二、圆柱直齿轮的铣削加工
圆柱直齿轮可以在卧式铣床上用盘状铣刀或立式铣床上用指状铣刀进行切削加工。现以在卧式铣床上加一只z=16(即齿数为16),m=2(即模数为2)的圆柱直齿轮为例,介绍齿轮的铣削加工过程。
1.检查齿坯尺寸
主要检查齿顶圆直径,便于在调整切削深度时,根据实际齿顶圆直径予以增减,保证分度圆齿厚的正确。
2.齿坏装夹和校正
正齿轮有轴类齿坏和盘类坯。如果是轴类齿坯,一端可以直接由分度头的三爪卡盘夹住,另一端由尾座顶尖顶紧即可;如果是盘类齿坯,首先把齿坯套在心轴上,心轴一端夹在分度头三爪卡盘上,另一端由尾顶尖顶紧即可。校正齿坯很重要。首先校正圆度,如果圆度不好,会影响分度圆齿厚尺寸;再校正直线度,即分度头三爪卡盘的中心与尾座顶尖中心的连线一定要与工作台纵向走刀方向平行,否则铣出来的齿是斜的;最后校正高低,即分度头三爪卡盘的中心至工作台面距离与尾座顶尖中心至工作台面距离应一致,如果高低尺寸超差,铣出来的齿就有深浅。
3.分度计算与调整
根据工件的齿数和精度要求,确定分度方法,进行分度计算,根据计算结果选择分度盘孔圈数孔数,并调整分度叉。
4.铣刀的选择、装夹和对中
根据齿轮的模数和齿数按表选择合适的铣刀刀号。
首先选择与被切齿轮的模数相同的圆盘铣刀;其次根据下表选择铣刀刀号(因为同一模数的圆盘铣刀有8只),故选用2号铣刀。

盘铣刀刀号的选择
刀 号 1 2 3 4 5 6 7 8
加工齿数范围 12~13 14~16 17~20 21~25 26~34 35~54 55~134 大于135
选好铣刀后,把铣刀装夹在刀杆上。安装铣刀时,为增加铣刀的刚性,应该使挂架和床身间的距离尽可能近些。铣刀装好后,检查铣刀的旋转方向和运使挂架和床身间的距离尽可能近些。铣刀装好后,检查铣刀的旋转方向和运转情况。如果偏摆,可通过转动刀杆垫圈等措施加以调整。铣刀的对中很重要,否则会使铣出的齿形不对称,会影响齿轮的正常运转。在生产中常用对中方法有两种:痕迹对中法和圆棒对中法。这里只介绍痕迹对中法。痕迹对中法是一种较方便的对中法,具体方法是将工作台向上运动,使齿坯接近铣刀;然后凭目测使铣刀廓形对称线大致对准齿坯中心;再开动机床使铣刀旋转,并逐渐升高工作台,使铣刀的圆周刀刃和齿坯微微接触,同时来回移动横向工作台;这时齿坯中出现了一个椭圆形刀痕,接着调整铣刀刀廓形对称线对准椭圆中心即可。
5.铣标记
即在齿坯的边缘上每隔三齿或五齿在齿槽的位置上铣出刀痕,其目的第一是检查分度计算和调整是否正确,第二是便于在铣削过程中能及时发现齿坯是否因铣削力的作用发生了移动。
6.调整切削深度
铣削深度应按齿厚尺寸来调整。小模数齿轮一般可以一次就将齿形铣出,调整切削深度时,可先近妙龄于全齿高的切削深度试铣出儿条齿槽,测量一下齿厚尺寸,然后根据齿厚实际尺寸再对切削深度作相应调整,直到齿厚尺寸达到图纸要求为止。对模数较大的齿轮,要分粗,精两次铣削,精铣的切削深度可根据粗铣后的齿厚尺寸来进行调整,切削深度调整好后,就可以开始正式铣削。当一个齿槽铣好后,就利用万能分度头进行一次分度,再铣下一个齿槽,直至铣完全部齿。
三、齿轮加工方法选择
1.铣齿
用铣床加工齿轮的优点是机床和刀具简单,加工的齿轮成本低。缺点是辅助时间长,生产率低,又由于使用同一刀号的盘铣刀可以加工一定范围的不同齿数齿轮,这样会产生齿形误差,所以加工齿轮的精度低。铣齿主要用于修配或单件生产,一般精度为9~11级的齿轮。
2.滚齿
在滚齿机上利用滚刀加工齿形的方法称为滚齿,是展成法的一种。滚齿精度等级可达7级。由于滚齿连续切削,故生产率高,不但能加工直齿圆柱齿轮。还可加工斜齿圆柱齿轮和蜗轮,但不能加工内齿轮和多联齿轮,缺点为设备和滚刀较贵。
3.插齿
在插齿机上利用插齿刀加工齿轮的方法称为插齿。插齿精度等级可达7级,不仅可加工直齿圆柱齿轮,还可加工内齿轮和多联齿轮。缺点也是设备和插齿刀较贵。刨床及其调整

一、刨床
机械制造行业中,刨床占有一定的位置。它适合加工一些狭窄、细长的零件。如机床的床身、箱体及其它零件上的平面、沟槽、成形面等。
(一)刨床的分类及型号
按刨床的结构特征可分为二类:牛头刨床、龙门刨床和插床。其应用范围各有不同。
如B6050型,其中B表示属刨床类,6表示属牛头刨床组,0表示属牛头刨床型,50表示了该刨床最大行程的1/10(即500mm)。刨削加工能达到的精度等级为IT9~IT7,表面粗糙度Ra=6.3~1.6μm。
(二)牛头刨床的组成
一般由床身、滑枕、底座、横梁、工作台和刀架等部件组成。
1.床身 主要用来支承和连接机床各部件。其顶面的燕尾形导轨供滑枕作往复运动。床身内部有齿轮变速机构和摆杆机构,供改变滑枕的往复运动速度和行程长短。
2.滑枕主要用来带动刨刀作往复直线运动(即主运动),前端装有刀架,共内部装有丝杆螺母传动装置,可用于改变滑枕的往复行程位置。
3.刀架主要用来夹持刨刀。松开刀架上的手柄,滑板可以沿转盘上的导轨带动刨刀作上下移动;松开转盘上两端的螺母,扳转一定的角度,可以加工斜面以及燕尾形零件。抬刀板可以绕刀座的轴转动,使刨刀回程时,可绕轴自由上抬,减少刀具与工件的摩擦。
4.工作台主要用来安装工件。台面上有T形槽,可穿入螺栓头装夹工件或夹具。工作台可随横梁上下调整,也可随横梁作横向间歇移动,这个移动我们称为进给运动。
二、B6050牛头刨床的传动系统
(一)B6050牛头刨床的传动路线
B6050牛头刨床的传动践线为(见下页):
(二)摆杆机构
由电动机通过一系列的变速齿轮转动大齿传输线,在大齿轮的侧面装有一个滑块,滑块的一头伸在摆杆机构的摆杆槽内,当滑块随大齿轮一起回转时,带动摆杆前后摆动,于是就获得了前后的往复运动(结合模型讲解)。
三、牛头刨床在加工过程中各个手柄的调整
需要加工的工件有大、中、小型,为了提高生产率和产品质量,加工过程就必须根据工件的大小,首先调整刨削速度(进行示范)。实际加工的零件有长、有短,根据该零件的长短调整刨削行程的长短,使整个工件表面都能被切削到(演示)。所加工零件有前位装夹和后位装夹,为了便于加工。可根据零件总长,在刨削行程不变的情况下,把刨刀的起始和终点同时往前调或往后调,即进行前位和后位的调整。
此外,在加工零件时,要根据该零件的加工余量的多少,将其分为粗加工和精加工。粗加工的时候,为了尽快把多余的加工余量切去,可以把进给量调整的大一些。
四、操作要领及安全技术
1.调整刨削速度、行程起始位置和行程长短时,必须关机才能进行。在未装刨刀进行调速时,所调速度不能过快,不要超过表上速度64,以免把刀架上的垫圈冲出来。
2.在加工工件的过程中,不能用手去拿铁屑,更不能拿量具去扫铁屑。
3.加工工件时,人应站在机床的两侧,以防工件未夹紧,往前冲出来,造成人身事故。
4.滑枕的行程位置、行程长度在调整中不能超过极限位置,工作台的横向移动也不能超过极限位置,以免滑枕和工作台从导轨上脱落。
5.在调整好各个手柄后,必须锁紧,实习完毕,把机床周围打扫干净。平面刨削方法

刨削方法必须针对不同表面加以制定,而且不同的表面应用不同刨刀才能加工。
刨刀常用的有平面刨刀、偏刀、角度偏刀、切刀、成形刨刀等几种。按所刨平面倾斜方向不同,又可将偏刀分为左、右偏刀。
一、刨水平面
水平面既可以是零件所需要的加工表面,又可以用作精加工基准面。
水平面粗刨采用平面刨刀,精刨采用圆头精刨刀。刨削用量一般为:刨削深度ap为0.2~0.5mm,进给量f为0.33~0.66mm/str,切削速度v为15~50m/min。粗刨时刨削深度和进给量可取大值,切削速度取低值;精刨时切削速度取高值,切削深度和进给量取小值。
对于两个相对平面有平行度要求,两相邻平面有垂直度要求的矩形工件。设矩形四个平在按逆时针方向分别为1、2、3、4面。一般刨削方法是先刨出一个较大的平面1为基准面,然后将该基准面贴紧平口钳钳口一面,用圆棒或斜垫夹人基准面对面的钳口中,刨削第2个平面,再刨削第2 个平面相对的第4个面,最后刨削第1个面相对的第3个面。
在水平面刨削时,切削深度由手动控制刀架的垂直运动决定,进给量由进给运动手柄调整。
二、刨垂直面
工件上如有不能或不便用水平面刨削方法加工的平面,可将该平面与水平面成垂直,然后用刨垂直面的方法进行加工,如加工台阶面和长工件的端面。
垂直面的刨削由刀架作垂直进给运动实现。
刨削前,先将刀架转盘刻度线对准零线,以保证加工面与工件低平面垂直,转动刀架手柄,从上往下加工工件。手动进给刀架时保证刨刀是作垂直进给运动;再将刀座转动至上端,偏离要加工垂直面10~15°左右,使抬刀板回程时,能带动刨刀抬离工件的垂直面,减少刨刀磨损及避免划伤已加工表面。
应注意刀座推偏时,偏刀的主刀刃应指向所加工的垂直面,不能将刨刀所偏方向及推偏方向选错。另外,安装偏刀时,刨刀伸出的长度应大于整个刨削面的高度。
在垂直面刨削时,切削深度由工作台水平手动控制,进给量由刀架转动手柄调整。
三、刨斜面
工件上的斜面有内斜面和外斜面两种,如V型槽、燕尾槽由内斜面组成;V型楔、燕尾榫由外斜面组成。内斜面和外斜面均可由倾斜刀架法加工。
刨削前,先将转盘与刀座一起转动一定角度,再将刀座转动至上端偏离所需加工的斜面12°左右,然后从上往下转动刀架手柄刨削斜面。
注意应针对是内斜面还是外斜面来选择左角度偏刀或右角度偏刀。一般内斜面左斜用左角度偏刀,外斜面左斜用右角度偏刀;内斜面右斜或外斜面右斜时则刚相反。角度偏刀伸出长度也应大于整个刨削斜面的宽度。
在进行斜面刨削时,切削深度与进给量的控制及调整同刨削垂直面一样,但要注意刨斜面时,切削深度不可选得过大。
四、工件的装夹
刨削平面时,工件的安装一定要按基准面校直、垫牢、夹紧;刨垂直面时,待加工面应基本与工作台垂直,与切削方向平行;刨斜面时,工件的安装方法类似刨垂直面。
在工件安装时,常用的有平口钳安装和压板安装,安装过程中必须对工件进行找正,找正有两种。第一种按加工线找正。即先在工件上划出加工线,然后在装到夹具上夹紧前面按已划线垫平找正;第二种是在工件上已有较准的大平面,可作为基准面校平,最后夹紧。磨削加工

一、磨削特点
磨削是在磨床上用砂轮作为切削刀具对工件进行切削加工的方法。该方法的特点是:
1.由于砂轮磨粒本身具有很高的硬度和耐热性,因此磨削能加工硬度很高的材料,如淬硬的钢、硬质合金等。
2.砂轮和磨床特性决定了磨削工艺系统能作均匀的微量切削,一般ap=0.001~0.005mm;磨削速度很高,一般可达v=30~50m/s;磨床刚度好;采用液压传动,因此磨削能经济地获得高的加工精度(IT6~IT5)和小的表面粗糙度(Ra=0.8~0.2μm)。磨削是零件精加工的主要方法之一。
3.由于剧烈的磨擦,而使磨削区温度很高。这会造成工件产生应力和变形,甚至造成工件表面烧伤。因此磨削时必须注入大量冷却液,以降低磨削温度。冷却液还可起排屑和润滑作用。
4.磨削时的径向力很大。这会造成机床—砂轮—工件系统的弹性退让,使实际切深小于名义切深。因此磨削将要完成时,应不进刀进行光磨,以消除误差。
5.磨粒磨钝后,磨削力也随之增大、致使磨粒破碎或脱落,重新露出锋利的刃口,此特性称为“自锐性”。自锐性使磨削在一定时间内能正常进行,但超过一定工作时间后,应进行人工修整,以免磨削力增大引起振动、噪声及损伤工件表面质量。
二、砂轮
砂轮是磨削的切削工具,它由许多细小而坚硬的磨粒和结合剂粘而成的多孔物体。磨粒直接担负着切削工作,必须锋利并具有高的硬度,耐热性和一定的韧性。常用的磨料有氧化铝(又称刚玉)和碳化硅两种。氧化铝类磨料硬度高、韧性好,适合磨削钢料。碳化硅类磨料硬度更高、更锋利、导热性好,但较脆,适合磨削铸铁和硬质合金。
同样磨料的砂轮,由于其粗细不同,工件加工后的表面粗糙度和加工效率就不相同,磨粒粗大的用于粗磨,磨粒细小的适合精磨、磨料愈粗,粒度号愈小。
结合剂起粘结磨料的作用。常用的是陶瓷结合剂,其次是树脂结合剂。结合剂选料不同,影响砂轮的耐蚀性、强度、耐热性和韧性等。
磨粒粘结愈牢,就愈不容易从砂轮上掉下来,就称砂轮的硬度,即砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。容易脱落称为软,反之称为硬。砂轮的硬度与磨料的硬度是两个不同的概念。被磨削工件的表面较软,磨粒的刃口(棱角)就不易磨损,这样磨粒使用的时间可以长些,也就是说可选粘接牢固些的砂轮(硬度较高的砂轮)。反之,硬度低的砂轮适合磨削硬度高的工件。
砂轮在高速条件下工作,为了保证安全,在安装前应进行检查,不应有裂纹等缺陷;为了使砂轮工作平稳,使用前应进行动平衡试验。
砂轮工作一定时间后,其表面空隙会被磨屑堵塞,磨料的锐角会磨钝,原有的几何形状会失真。因此必须修整以恢复切削能力和正确的几何形状。砂轮需用金刚石笔进行修整。
三、平面磨床的结构与磨削运动
磨床的种类很多,主要有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、万能外圆磨床(也可磨内孔)、齿轮磨床、螺纹磨床,导轨磨床、无心磨床(磨外圆)和工具磨床(磨刀具)等。这里介绍平面磨床及其运动。
1.平面磨床的结构(以M7120A为例,其中:M——磨床类机床;71——卧轴矩台式平面磨床;20——工作台面宽度为200mm;A——第一次重大改进。)
1)砂轮架——安装砂轮并带动砂轮作高速旋转,砂轮架可沿滑座的燕尾导轨作手动或液动的横向间隙运动。
2)滑座——安装砂轮架并带动砂轮架沿立柱导轨作上下运动。
3)立柱——支承滑座及砂轮架。
4)工作台——安装工件并由液压系统驱动作往复直线运动。
5)床身——支承工作台、安装其它部件。
6)冷却液系统——向磨削区提供冷却液(皂化油)。
7)液压传动系统——其组成有:
(1)动力元件——为油泵,供给液压传动系统压力油;
(2)执行元件——为油缸,带动工作台等部件运动;
(3)控制元件——为各种阀,控制压力、速度、方向等;
(4)辅助元件——如油箱、压力表等。
液压传动与机械传动相比具有传动平稳,能过载保护,可以在较大范围实现无级调速等优点。
2.平面磨削运动
1)主运动——砂轮的高速旋转运动。
2)进给运动
(1)纵向进给——工作台带动工件的往复直线运动;
(2)垂直进给——砂轮向工件深度方向的移动;
(3)横向进给——砂轮沿其轴线的间隙运动。
四、平面磨削工艺
1.工件装夹
平面磨削时,对于铁磁性工件多利用电磁吸盘将工件吸住,这样装夹比较方便。当磨削尺寸较小零件时,由于工件与工作台接触面积小,吸力弱,容易被磨削力弹出造成事故,所以当夹这类工件时,需在工件四击或左右两端用挡铁周住,以防工件移动。对于非铁磁性工件如铜、铝及其合金等用其他的夹具(如平口钳)等装夹好后,装在工作台或电磁吸盘上进行磨削加工。
2.磨削方法
磨削平面,一般以一个平面为定位基准,磨削另一个平面,如果两个平面都要求磨削时,可互为基准反复磨削。平面磨削方法有两种,一种是端磨法,用砂轮的端面进行磨削,因其接触面大,易发热,且冷却液难以浇到工件易发热变形,因而磨削精度较低,但生产率较高。另一种是周磨法。刚好和端磨法相反,它的磨削效率较低,但加工精度较高。
3.平面磨削操作
首先把台面与工件擦干净,测量工件厚度,放上工件,开启电磁吸盘吸住工件,推位一下工作,以检查工件是否被吸住。开启液压系统,初步调整工作台行程大小与位置,工作台行程长度由工作台两侧的挡块控制,工作台的运动速度由节流阀来调节。然后对刀,对刀前砂轮底部应该高于工件表面,逐渐进刀,当擦着有火花产生时,即开冷却液,此时垂直进给手传输线刻度即为零位。然后调整好工作台与砂轮架的行程大小与位置。调整时运动速度应该低,以免捶缸。
调整完后即可磨削。根据需要调整进给速度。磨削中可停机,以较精确检查尺寸。磨削将近结束时,垂直进给量要小,甚至不进给进行光磨,以保证磨削精度。磨完后退磁取下工件。
操作时,人应站在机床右边,预防工件,砂轮碎片等飞出伤人。关机时,工作台应停在中心位置,砂轮架在工作台的后部,并擦拭干净。数控电火花线切割加工

一、电火花加工原理
与传统的切削加工方法不同,电火花加工是利用工具电极和工件两极之间脉冲放电时产生的电腐蚀现象对工件进行尺寸加工的加工方法。电腐蚀现象的一个最简单例子是电气开关的触点的电腐蚀,这种腐蚀是由于触点开闭时产生的火花引起的,逐渐地会损坏触点。电火花腐蚀的主要原因是:电火花放电时火花通道内瞬时产生一个高温热源,将局部金属熔化和气化而蚀除。但这种简单的电腐蚀还不能构成实用的电火花加工。实用的电火花加工要求:
1.必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定间隙,通常约为几微米至几百微米,如果间隙过大,极间电压不能击穿极间介质,因而不能产生火花放电。如果间隙过小,很容易形成短路接触,也不能产生火花放电。因此电火花加工中必须有间隙自动调节装置,或称伺服控制系统。
2.火花放电应是短时间的脉冲放电,放电持续时间为10-7-10-3S,且每次放电后需停歇一段时间,以保证消电离,避免持续电弧放电烧伤工件。
3.火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行,如煤油、皂化液等。液体介质又称工作液,它们必须具有(1)较高的绝缘性能,以利于产生脉冲性的火花放电;(2)液体介质还有排除间隙内电蚀产物,保证在时间和空间上分散的重复性脉冲放电正常进行;(3)冷却电极的作用。
因此,一般电火花加工设备都具有实现这些要求的装置,它们包括脉冲电源,工作液循环系统,工具电极与工件的相对伺服进给系统以及机床主体等。
二、数控电火花线切割机床组成
电火花线切割的工具电极为沿着电极丝轴线移动着的线电极,工具电极与工件在两个水平方向同时有相对伺服进给运动。
数控电火花线切割机床由以下四部分组成:
1.机床主体
机床主体由床身、丝架、走丝机构和X—Y数控工作台等四个部分组成。钼丝绕在储丝筒上,并经过丝架上的导轮来回走动,储丝筒由电机直接驱动,通过限位开关控制正反向。工件固定在X—Y数控工作台上,X—Y数控工作台分别由两个涉进电机驱动。控制装置控制步进电机各自按预定的控制程序,根据火花间隙状态作伺服进给移动,切割出所需的工件形状和尺寸。
2.工作液系统
工作液由泵压送到加工区,过滤后循环使用。
3.高频电源
高频电源能产生高频矩形脉冲,其正极加至工件,负极加至电极丝(钼丝)。脉冲信号的幅值和脉冲宽度等可以调节,以适应不同工况的需要。
4.控制装置
控制装置是以专门的计算机为核心的控制系统。加工中控制系统按照输入的程序指令控制机床加工,期间需进行大量的插补运算,判别。变频进给系统则将加工中检测到的放电间隙中的平均电压反馈给控制系统,控制系统根据此反馈信号调节加工(工作台)进给速度。
三、线切割加工的特点及应用
1.电火花线切割的主要特点是脉冲放电的能量密度很高,可以加工用常规机械加工方法难于加工或无法加工的材料和形状。如淬硬后的钢件,硬质合金等。
2.加工时线电极和工件不直接接触,两者之间的宏观作用力小,不受工具和工件刚度限制,有利于实现微细加工。
3.由于电火花线切割多为数控,因此可以切割出形状复杂的零件,如各类异型孔,凸轮、齿轮、成形刀具等。
四、线切割程序的编制
线切割机床的控制系统是按照人的“命令”去控制机床的,因此必须事先把切割的图形轨迹,用该系统能接受的“语言”编排好“命令”,输入控制系统。这项工作叫做数控线切割编程。
1.程序格式
为了使机器能接受命令,程序必须符合一定的格式。目前国内使用最多的是3B指令,其格式如下:
R X R Y R J G Z
分隔符 X坐标值 分隔符 Y坐标值 分隔符 计数长 计数方向 加工指令
表中B叫分隔符号,它在程序里起到把X、Y和这些数值分隔开的作用。X、Y和J以微米为单位。当程序输入时,读入第一个B后它使控制器做好接受X会标值的准备,读入第二个B后做好接受Y坐标值的准备,读入第三个B后做好接受J值的准备。
加工圆弧时,程序中的X、Y必须是圆弧起点相对其圆心的坐标值;加工斜线时,X、Y必须是该斜线段终点相对其起点的坐标值。当X或Y为零时可以不写出。
J为计数长度,应取在其计数方向(Gx或Gy)上从起点到终点工作台移动的总距离,也就是圆弧或直线段在计数方向坐标轴上投影长度的总和。
G为计数方向,有Gx和Gy两种,对于直线或斜线,应取线段投影值较大的坐标方向为计数方向;对于圆弧,应取其终点坐标值较小的坐标为计数方向。
Z是加工指令的总括符号,共有十二种,直线指令四种:L1、L2、L3和L4;圆弧;圆弧指令八种:SR1、SR2、SR3、SR4和NRI、NR2、NR3、NR4。L表示直线,其后数字为该线段所在的象限,对于与坐标轴重合的直线段,正X轴为L1,正Y轴为L2,负X轴为L3,负Y轴为L4;SR表示顺时针圆,NR表示逆圆,字母后面的数字表示该圆弧的起点所在的象限。

  

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