金屬切削加工基礎(chǔ)教學.pptVIP

第四章金屬切削加工基礎(chǔ),第一節(jié)金屬切削加工基礎(chǔ)知識 第二節(jié)金屬切削加工過程 第三節(jié)金屬切削過程中的物理現(xiàn)象 第四節(jié)金屬切削加工刀具 第五節(jié)金屬切削機床的分類和編號,下一頁,第四章金屬切削加工基礎(chǔ),第六節(jié)齒輪齒形加工 第七節(jié)車床與車削 第八節(jié)鉆床與鉆削、鏜床與鏜削 第九節(jié)刨床與刨削、插床與插削 第十節(jié)銑床與銑削 第十一節(jié)磨床與磨削,上一頁,返回,第一節(jié)金屬切削加工基礎(chǔ)知識,金屬切削加工是通過機床提供的切削運動和動力，使刀具和工件產(chǎn)生相對運動，從而切除工件上多余的材料，以獲得合格零件的加工過程。金屬切削加工是在常溫狀態(tài)下進行的，它包括機械加工和鉗工加工兩種，其主要形式有車削、鉆削、刨削、銑削、磨削、齒輪加下以及鉗工等。習慣上常說的切削加工往往是指機械加工。,返回,第二節(jié)金屬切削加工過程,一、切削運動 切削過程中，切削刀具與工件間的相對運動，就是切削運動。它是直接形成工件表面輪廓的運動，如圖4-1所示。 1.主運動 主運動是由機床或人力提供的主要運動，它促使切削刀具和工件之間產(chǎn)生相對運動，從而使切削刀具前面接近工件。 2.進給運動 進給運動是由機床或人力提供的運動，它使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對運動，加上主運動，即可不斷地或連續(xù)地切削，并獲得具有所需幾何特性的加工表面。,下一頁,返回,第二節(jié)金屬切削加工過程,二、切削用量 切削用量是指在切削加工過程中的切削速度、進給量和背吃刀量的總稱。 1.切削速度: 進行切削加工時，刀具切削刃上的某一點相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度，稱為切削速度. 2.進給量: 進給量是指主運動的一個循環(huán)內(nèi)(一轉(zhuǎn)或一次往復行程)刀具在進給方向上相對工件的位移量。 3.背吃刀量 背吃刀量一般是指工件已加工表面與待加工表面間的垂直距離，也稱切削深度。,上一頁,返回,第三節(jié)金屬切削過程中的物理現(xiàn)象,一、切屑種類 常見的切屑類型有崩碎切屑、帶狀切屑和節(jié)狀切屑三種，見圖4 -3。 二、積屑瘤 在一定的切削速度范圍內(nèi)切削塑性材料時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在切削刀具刀尖附近的前面上牢牢地鉆附一小塊很硬的金屬，這就是積屑瘤，又稱刀瘤，如圖4 -4所示。,下一頁,返回,第三節(jié)金屬切削過程中的物理現(xiàn)象,三、總切削力 切削刀具在切削工件時，必須克服材料的變形抗力，克服切削刀具與工件、切削刀具與切屑之間的摩擦力，才能切下切屑。切削刀具總切削力是切削刀具上所有參與切削的各切削部分所產(chǎn)生的切削力的合力。 1.總切削力 為了便于測量和研究，一般并不直接討論總切削力F，而是將它分解成三個相互垂直的分力 (切削力)、 (進給力)、 (背向力)，如圖4 -5所示。車削時總切削力的計算公式是:,上一頁,下一頁,返回,第三節(jié)金屬切削過程中的物理現(xiàn)象,四、切削熱 在切削過程中，機床所消耗的功幾乎全部轉(zhuǎn)化為熱量，所以，切削熱的大小反映廠切削過程中消耗功的大小，切削熱的直接來源有兩個:內(nèi)摩擦熱和外摩擦熱。 五、切削刀具的磨損與切削刀具的壽命 切削刀具磨損形式主要有后刀面磨損、前刀面磨損、前后兩刀面同時磨損三種。我們把切削刀具兩次刃磨中間的實際切削時間稱為切削刀具的壽命，單位為min,上一頁,返回,第四節(jié)金屬切削加工刀具,一、刀具材料 刀具材料是指切削部分的材料。它在高溫下工作，并要承受較大的壓力、摩擦、沖擊和振動等，因此應具備良好的性能。 二、刀具的角度 要順利地進行切削，刀具的切削部分(刀頭)必須具有合理的幾何形狀，即組成刀具切削部分的各表面之間應有正確的相對位置，這種位置是靠刀具角度來保證的。,下一頁,返回,第四節(jié)金屬切削加工刀具,(一)車刀切削部分的組成 如圖4 -7所示，最常用的外圓車刀切削部分由三個刀面、兩個切削刃和一個刀尖組成，簡稱三面、兩刃、一尖。 (二)車刀切削部分的幾何參數(shù) 1.輔助平面 為了確定車刀各刀面及切削刃的空間位置，必須選定一些坐標平面和測量平面作為基準，二者統(tǒng)稱為輔助平面。 2.車刀角度的基本定義 普通外圓車刀一般有十大角度。如圖4-10所示。,上一頁,返回,第五節(jié)金屬切削機床的分類和編號,一、金屬切削機床的分類 目前我國金屬切削機床的分類方法主要是按加工性質(zhì)和所用切削刀具進行分類的，共分為11大類。 二、金屬切削機床型號的編制方法 1.金屬切削機床的類代號 見表4-1，機床型號的第一個字母表示機床的類，采用漢語拼音第一個大寫字母，并按名稱讀音。 2.金屬切削機床的通用特性代號和結(jié)構(gòu)特性代號 機床的通用特性代號和結(jié)構(gòu)特性代號是在代表機床類的字母后面，加一個漢語拼音字母表示，見表4 -2。,下一頁,返回,第五節(jié)金屬切削機床的分類和編號,3.金屬切削機床的組、系代號 每類機床按其用途、性能、結(jié)構(gòu)相近或有派生關(guān)系，分為10個組，每個組又分10個系列。在機床型號中，跟在字母后面的兩個數(shù)字分別表示機床的組和系。 4.金屬切削機床的主參數(shù) 機床的主參數(shù)表示機床規(guī)格的大小和工作能力。在機床型號中，表示機床組和系的兩個數(shù)字后面的數(shù)字表示機床的主參數(shù)或主參數(shù)的折算值。,上一頁,下一頁,返回,第五節(jié)金屬切削機床的分類和編號,5.金屬切削機床的重大改進 規(guī)格相同的機床，經(jīng)改進設計，其性能和結(jié)構(gòu)有廠重大改進后，按改進設計的次序，分別用漢語拼音字母“A，B，C”表示，并寫在機床型號的末尾。,上一頁,返回,第六節(jié)齒輪齒形加工,一、滾齒 滾齒原理 滾齒加工是用齒輪滾刀在滾齒機上按范成法原理進行的，用范成法加工直齒和斜齒圓柱齒輪輪齒表面的原理相當于一對相嚙合的、軸線交叉的螺旋齒(斜齒)齒輪傳動(見圖4-11)。,下一頁,返回,第六節(jié)齒輪齒形加工,2.直齒圓柱齒輪的齒面加工 滾齒時，滾刀與齒輪齒坯兩軸線間的相對位置應相當于兩個螺旋齒輪嚙合時軸線的相對位置，只是在滾切直齒圓柱齒輪時，把被加工齒輪看做是螺旋角 的特殊情況。圖4 -12所示為在滾切直齒齒輪時，滾刀與被加工齒輪間的安裝角度關(guān)系。 3.斜齒圓柱齒輪的齒面加工 像滾切直齒圓柱齒輪那樣，為了切出準確的齒形，應使?jié)L刀與工件處于正確的“嚙合”位置，即滾刀在切削點處的螺旋線方向應與被加工齒輪齒向方向一致。為此，需將滾刀軸線與工件頂面安裝成一定的角度，稱作安裝角。如圖4-13所示。,上一頁,下一頁,返回,第六節(jié)齒輪齒形加工,二、插齒 1、插齒原理 插齒的加工過程是模擬一對直齒圓柱齒輪的嚙合過程，如圖4-15 ( a )所示。 2.插齒刀的類型 盤形插齒刀、碗形直齒插齒刀、錐柄插齒刀,上一頁,下一頁,返回,第六節(jié)齒輪齒形加工,3.插齒與滾齒的工藝特點的比較 與滾齒相比，插齒有以下工藝特點 齒形精度比滾齒高; 齒面的表面粗糙度值小; 運動精度低于滾齒; 齒向偏差比滾齒大; 插齒的生產(chǎn)率比滾齒低; 插齒非常適于加工內(nèi)齒輪。,上一頁,返回,第七節(jié)車床與車削,一、車床的功能和運動 車床的基本功能是加工外圓柱面，如各類軸、圓盤、套筒等。車削時工件旋轉(zhuǎn)為主運動，車刀縱向移動和橫向移動為進給運動。車削工作范圍如圖4 -17所示。 國際上商定的9種最主要車刀名稱、形狀和工作位置如圖4 -18所示。 二、車床的組成 圖4-19所示為臥式車床外觀示意圖，主要由左右床腿、床身、主軸箱、進給箱、掛輪架、小滑板、中滑板、床鞍、溜板箱、光杠、絲杠、刀架和尾座等部分構(gòu)成。,下一頁,返回,第七節(jié)車床與車削,三、車床的傳動系統(tǒng) 4-20所示為C6140型臥式車床的傳動系統(tǒng)圖。C6140型臥式車床的運動由兩條路線傳遞:一路為主運動，另一路為進給運動。 四、車床附件及工件安裝 機床附件是指隨機床一道供應的附加裝置，如各種通用機床的夾具、靠模裝置及分度頭等。利用這些附件可以充分發(fā)揮機床的功能和加工效率，完成各種不同形狀工件的加工。不同的機床有不同的附件，常用的臥式車床附件有卜盤、花盤、頂尖(死頂尖和活頂尖)、撥盤、雞心夾頭、中心架、跟刀架和心軸等。,上一頁,下一頁,返回,第七節(jié)車床與車削,五、車削加工 1.車外圓 將工件車削成圓柱形外表面的方法稱為車外圓，常見的外圓車刀及車外圓方法如圖4-30所示。 2.車端面 對工件端面進行車削的方法稱為車端面。 3.車槽與切斷 (1)車槽 在工件表面上車削溝槽的方法稱為切槽 (2)切斷將坯料或工件分成兩段或若干段的車削方法稱為切斷，其主要用于圓棒料按尺寸要求下料或把加工完成的工件從坯料上切下來。,上一頁,下一頁,返回,第七節(jié)車床與車削,4.車臺階 車削臺階處的外圓和端面的方法稱為車臺階。 5.車圓錐 將工件車削成圓錐表面的方法稱為車圓錐。工件上的圓錐面是通過車刀相對于工件軸線斜向進給實現(xiàn)的。根據(jù)這一原理，常用的車圓錐的方法有以下幾種: (1)小滑板轉(zhuǎn)位法 (2)偏移尾架法 (3)靠模法 (4)寬刀法,上一頁,下一頁,返回,第七節(jié)車床與車削,6.車成型回轉(zhuǎn)面 母線為曲線的回轉(zhuǎn)表面稱為成型回轉(zhuǎn)面，如曲面手柄、圓球面等。這種表面的成型一般是由車刀的縱向進給與橫向進給相互配合實現(xiàn)的，加工方法有雙手控制法和成型刀法。 7.車孔 車孔是利用車床對工件上的孔進行車削的加工方法，也稱為車內(nèi)圓。 8.車螺紋 將工件表面車削成螺紋的方法稱為車螺紋。,上一頁,返回,第八節(jié)鉆床與鉆削、鏜床與鏜削,一、鉆床 1.鉆床的功能和運動 鉆床的主要功能是用鉆頭鉆孔或攻螺紋。 2.鉆床的組成 立式鉆床主要由主軸、主軸變速箱、進給箱、立柱、工作臺和機座等組成。 搖臂鉆床有一個能繞立柱旋轉(zhuǎn)的搖臂，其上裝有主軸箱，主軸箱可沿搖臂做水平運動。 鉆孔時，工件裝夾在工作臺上，因此，搖臂鉆床可以很方便地調(diào)整鉆頭位置，不需移動工件即可進行加工。搖臂鉆床適合于加工大重型工件和多孔工件上的孔。,下一頁,返回,第八節(jié)鉆床與鉆削、鏜床與鏜削,二、鉆削(鉆孔)加工 1.鉆孔的方式 (1)鉆頭旋轉(zhuǎn)，工件固定的方式在鉆床、銑床、鏜床上鉆孔均是鉆頭旋轉(zhuǎn)做主運動。當鉆頭剛性不足時，鉆頭進給時其軸線易產(chǎn)生偏離現(xiàn)象，引起孔的軸線偏斜，但孔徑無明顯變化，如圖4-46 ( a)所示。 (2)工件旋轉(zhuǎn)，鉆頭固定的方式在車床上鉆孔時工件旋轉(zhuǎn)為主運動，孔的軸線不偏斜并與端面垂直，由于鉆頭切削刃受力不均勻，鉆頭會發(fā)生擺動，孔徑會形成錐形或腰鼓形，如圖4-46 ( b)所示。,上一頁,下一頁,返回,第八節(jié)鉆床與鉆削、鏜床與鏜削,2.鉆孔工藝特點及應用 鉆孔時，鉆頭受孔徑的限制，剛度較差，導致孔的形狀和位置誤差較大。加工過程中鉆頭吸熱較多，冷卻、潤滑和排屑困難，而且加工表面容易被切屑劃傷。因此，鉆孔加工質(zhì)量較低，屬于粗加工。鉆孔后，使用擴孔鉆進一步加大孔徑的過程稱為擴孔。擴孔的工作條件比鉆孔好，其加工質(zhì)量也較高，屬于半精加工。要進一步提高孔的精度，需用鉸刀鉸孔，鉸孔屬于精加工。鉆孔、擴孔、鉸孔聯(lián)合使用，是加工中、小孔的典型工藝。,上一頁,下一頁,返回,第八節(jié)鉆床與鉆削、鏜床與鏜削,三、膛床 1.膛床的功能和運動 鏡床的主要功能是用來加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別適合于加工分布在零件不同位置及要求較高位置精度的孔系。除此之外，鏡床還可以用來完成銑削端面、鉆孔、攻螺紋、車削外圓和車削端面等多種加工。 2.膛床的組成 圖4-47為臥式鏜床各部位的位置關(guān)系和運動情況簡圖。,上一頁,下一頁,返回,第八節(jié)鉆床與鉆削、鏜床與鏜削,四、膛削加工 鏜削是鏜刀回轉(zhuǎn)做主運動，工件或鏜刀移動做進給運動的切削加工方法。鏜削加工主要在鏜床上進行。,上一頁,返回,第九節(jié)刨床與刨削、插床與插削,一、刨床 1.刨床的功能和運動 刨床的主要功能是用刨刀刨削平面和溝槽，也可以加工成型表面。刨刀的直線往復運動為主運動，工件的間歇移動為進給運動。 2.刨床的組成 圖4-49所示為牛頭刨床各部件的位置關(guān)系與運動情況簡圖。 二、刨削加工 刨削是指用刨刀對工件做水平直線往復運動的切削加工方法。如圖4-50所示。,下一頁,返回,第九節(jié)刨床與刨削、插床與插削,1、刨削加工方法 (1)刀具與工件的安裝 (2)垂直面及斜面的刨削 2.刨削工藝特點 刨削加工可以獲得公差等級為IT9一IT7 ,表面粗糙度Ra為6. 3一1. 6的加工精度。具有加工成本低、生產(chǎn)率低和適應范圍窄的特點。多用于單件小批量生產(chǎn)和修配。,上一頁,下一頁,返回,第九節(jié)刨床與刨削、插床與插削,三、插床 1.插床的功能和運動 插床的主要功能是用來插鍵槽和花鍵槽等表面。 2.插床的組成 圖4-53為插床外觀簡圖。,上一頁,返回,第十節(jié)銑床與銑削,四、插削工藝特點 插刀的剛性較低，插削時有沖擊，因而插削加工質(zhì)量較刨削低，其生產(chǎn)率也低于刨削。插削主要用于單件小批量生產(chǎn)零件的內(nèi)表面，如孔的內(nèi)鍵槽、方孔、多邊形孔和花鍵孔等。 一、銑床的功能和運動 銑床的主要功能是銑削平面和溝槽。 二、銑床的組成 圖4-54所示為X6132型萬能升降臺臥式銑床 圖4-55立式升降臺銑床外觀圖,下一頁,返回,第十節(jié)銑床與銑削,三、銑削加工 銑削是指由銑刀旋轉(zhuǎn)做主運動，工件或銑刀做進給運動的切削加工方法。銑削的主要工藝范圍是使用銑刀銑削平面、溝槽及成型面等。 1.銑削加工方法 (1)銑水平面 (2)銑垂直面 (3)銑斜面 (4)銑溝槽,上一頁,下一頁,返回,第十節(jié)銑床與銑削,2.銑削工藝特點 銑削加工質(zhì)量同刨削加工相當，但不如車削加工質(zhì)量高。精銑后，尺寸公差等級可達IT9一IT7 ,表面粗糙度Ra為6. 3一1. 6 。銑削加工應用范圍廣泛，但由于銑床的結(jié)構(gòu)復雜，銑刀制造和刃磨比較困難，因而銑削加工成本高于刨削加工。,上一頁,返回,第十一節(jié)磨床與磨削,一、磨床的功能和運動 磨床的主要功能是用來磨削各種內(nèi)外圓柱面、平面、成型表面等。 二、磨床的類型和組成 1.外圓磨床 在外圓磨床中以普通外圓磨床和萬能外圓磨床應用最廣。如圖4-62所示。 2.內(nèi)圓磨床 內(nèi)圓磨床用于磨削各種圓柱孔和圓錐孔，如圖4-63所示。,下一頁,返回,第十一節(jié)磨床與磨削,3.平面磨床 平面磨床用于平面的磨削加工。平面磨床按工作臺的形狀分為矩臺和圓臺兩類;按砂輪架主軸布置形式分為臥軸與立軸兩類;按砂輪磨削方式不同有周磨和端磨兩種平面磨床。平面磨床主要用于磨削各種零件的平面，特別適合于對淬硬零件的平面作精加工。常用的平面磨床有臥軸矩臺平面磨床及立軸圓臺平面磨床。,上一頁,下一頁,返回,第十一節(jié)磨床與磨削,1.外圓柱面的磨削 外圓柱面的磨削常在普通外圓磨床和萬能外圓磨床上進行，磨削方法有以下三種:縱磨法、橫磨法和分段綜合磨削法。 2.外圓錐面的磨削 根據(jù)工件的形狀和錐度大小，外圓錐面一般采用以下三種磨削方法:轉(zhuǎn)動工作臺磨外圓錐面、轉(zhuǎn)動頭架磨外圓錐面、轉(zhuǎn)動砂輪架磨削外圓錐面。 3.內(nèi)圓面磨削 磨削內(nèi)圓面通常在內(nèi)圓磨床或萬能外圓磨床上進行，一般以工件的外圓和端面作為定位基準，通常用三爪自定心卡盤或四爪單動卡盤裝夾工件