常用機械加工方法

常用加工方法銅陵松寶智能裝備技術(shù)部2017 11 零件加工方法多種多樣 根據(jù)被加工零件的具體情況和要求 在選擇加工方法是也不盡相同 按是否去除材料分為無切削加工與切削加工 按是否自動化分?jǐn)?shù)控自動加工與非自動加工 按是否放電分為放電加工與機械加工 其中常用的普通切削加工有 車 鉆 鏜 刨 拉 銑和磨等 包含數(shù)控機械加工 數(shù)控加工是運用CAM計算機控制程序進行自動化加工 無切削加工有沖壓 鈑金 鑄造 鍛造等 放電加工有 線切割 分快絲 中絲 慢絲 穿孔機 電火花 電脈沖 等 一 車削 定義 工件旋轉(zhuǎn)作主運動 車刀作進給運動的切加工方法 車削的主運動為零件旋轉(zhuǎn)運動 刀具直線移動為進給運動 特別適用于加工回轉(zhuǎn)面 轉(zhuǎn)塔車床 立式車床 數(shù)控車床 普通車床 由于車削比其他加工方法應(yīng)用的普遍 車床往往占機床總數(shù)的一般的機械加工車間中10 50 甚至更多 根據(jù)加工的需要 如臥式車床 立式車床 轉(zhuǎn)塔車床 自動車床和數(shù)控車床等 車削的工藝特點 1 易于保證工件各加工面的位置精度 同軸度要求 垂直度要求 2 生產(chǎn)效率高3 生產(chǎn)成本較低4 適用于加工的材料范圍廣泛5 對操作者技術(shù)要求嚴(yán)格 車削的應(yīng)用 單件小批量生產(chǎn)中 各種軸 盤 套類零件多選用適應(yīng)性廣泛的臥式車床或數(shù)控車床來加工 直徑大而長度短的零件 多采用立式車床來加工 成批生產(chǎn)外形較復(fù)雜 具有內(nèi)孔及螺紋的中小型軸 套類零件時 應(yīng)選用轉(zhuǎn)塔式車床進行加工或者數(shù)控車床加工 加工范圍車削是以加工回轉(zhuǎn)體為主要加工目的 在車床上可以加工 外圓 端面 錐度 車成型面 繞彈簧等 二 鉆削鉆孔 定義 鉆削刀具與工件作相對運動并作軸向進給運動 在工件上加工孔的方法 鉆孔是一種最基本的孔加工方法 鉆孔經(jīng)常在鉆床和車床上進行 也可以在鏜床和銑床上進行 常用的鉆床有臺式鉆床 立式鉆床和搖臂鉆床 鉆削應(yīng)用 單件 小批生產(chǎn)中 中小型工件上的小孔 D 13mm 常用臺式鉆床加工 較大的孔 D 50mm 常用立式鉆床加工 大中型工件上的孔應(yīng)采用搖臂鉆床加工 回轉(zhuǎn)體工件上的孔在車床上加工 在成批和大量生產(chǎn)中 為了保證加工精度 提高生產(chǎn)效率和降低加工成本 廣泛使用鉆模 多軸鉆或組合機床進行孔的加工 精度高 粗糙度小的中小直徑孔 D 50mm 在鉆削之后 常常需要采用擴扎和鉸孔進行半精加工和精加工 三 鏜削 定義 鏜刀旋轉(zhuǎn)作主運動 工件或鏜刀作進給運動的切削加工方法 鏜削加工主要在銑鏜床 鏜床上進行 鏜孔是對鍛出 鑄出或鉆出孔進一步加工 鏜孔可以分為粗鏜 半精鏜 精鏜 鏜孔分為一般鏜孔和深孔鏜孔 一般鏜孔在普通車床就可以 把鏜刀固定在車床尾座或者固定在小刀架上都可以 深孔鏜孔需要專用的深孔鉆鏜床 鏜刀要加上鏜稈 還要加上液壓泵站利用冷卻液把鐵屑排除 在銑鏜床上鏜孔的方法如下圖所示 單刃鏜刀是把鏜刀頭安裝在鏜刀桿上 其孔徑大小靠調(diào)整刀頭的懸伸長度來保證 多用于單件小批生產(chǎn)中 在普通銑鏜床鏜孔 與車孔基本類似 單刃鏜刀在鏜銑床上鏜孔的方法 粗鏜IT12 IT11Ra25 12 5 m半精鏜IT10 IT9Ra6 3 3 2 m精鏜IT8 IT7Ra1 6 0 8 m車床上鏜孔 工件旋轉(zhuǎn) 鏜刀進給 如圖下圖所示 在鏜床上鏜孔 鏜刀刀桿隨主軸一起旋轉(zhuǎn) 完成主運動 進給運動可由工作臺帶動工件縱向移動 也可由主軸帶動鏜刀桿軸向移動完成 如下圖 工件不動 刀具旋轉(zhuǎn)并進給 刀具旋轉(zhuǎn) 工件進給 四 刨削 定義 刨刀與工件作水平方向相對直線往復(fù)運動的切削加工方法 刨削是平面加工的主要方法之一 是單件小批量生產(chǎn)的平面加工最常用的加工方法 常見的刨床類機床有牛頭刨床 龍門刨床和插床等 牛頭刨龍門刨插銷刨 刨削的工藝特點 1 通用性好 根據(jù)切削運動和具體的加工要求 價格低 刨床的結(jié)構(gòu)比車床 銑床簡單 調(diào)整和操作也較方便 所用的單刃刨刀與車刀基本相同 制造 刃磨和安裝皆較方便 形狀簡單 可加工垂直 水平的平面 還可加工T型槽 V型槽 燕尾槽等 2 生產(chǎn)效率較低 刨削的主運動為往復(fù)直線運動 加之刀具切入和切出時有反向沖擊時受慣性力的影響 一個表面往往要限制了切削速度的提高 單刃刨刀實際參加切削的切削刃長度有限 經(jīng)過多次行程才干加工進去 加工不連基本工藝時間較長 刨刀返回行程時不進行切削 3 加工精度不高 刨削的精度可達(dá)IT8 IT7 表面粗糙度Ra值為1 6 6 3 m 但當(dāng)采用寬刀精刨時 即在龍門刨床上進行多件或多刀加工時 用寬刃刨刀以很低的切削速度 切去工件表面上一層極薄的金屬 平面度不大于0 02 1000 表面粗糙度Ra值可達(dá)0 4 0 8 m 刨削加工范圍 由于刨削的特點 維修車間和模具車間應(yīng)用較多 刨削主要用在單件小批量生產(chǎn)中 刨削主要用來加工平面 也廣泛用于加工直槽 牛頭刨床的最大刨削長度一般不超過1000mm 因此只適于加工中 小型工件 龍門刨床主要用來加工大型工件 或同時加工多個中 小型工件 插床又稱立式牛頭刨床 主要用來加工工件的內(nèi)表面 如鍵槽 花鍵槽等 也可用于加工多邊形孔 如四方孔 六方孔等 特別適于加工盲孔或有障礙臺肩的內(nèi)表面 五 拉削 定義 用拉刀在拉力作用下作軸向運動 加工工件內(nèi) 外表面的方法 利用多齒的拉刀 逐齒依次從工件上切下很薄的金屬層 使表面達(dá)到較高的精度和較小的粗糙度值 用拉刀作為刀具的切削加工 當(dāng)拉刀相對工件作直線移動時 工件的加工余量由拉刀上逐齒遞增尺寸的刀齒依次切除 通常 一次工作行程即能加工成形 是一種高效率的精加工方法 但因拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造成本高 且有一定的專用性 因此拉削主要用于成批大量生產(chǎn) 按照加工面特征不同 拉削分為內(nèi)拉削和外拉削 拉削的工藝特點 1 生產(chǎn)效率高 由于拉刀是多齒刀具 同時參加工作的刀齒數(shù)較多 同時參與切削的切削刃較長 并且在拉刀的一次工作行程中能夠完成粗 半精 精加工 大大縮短了基本工藝時間和輔助時間 2 加工精度高 外表面粗糙度小 拉刀具有校準(zhǔn)部分 其作用是校準(zhǔn)尺寸 修光表面 并可作為精切齒的后備刀齒 拉削的切削速度較低 切削過程比較平穩(wěn) 并可避免積屑瘤的產(chǎn)生 一般拉孔的精度為IT8 IT7 表面粗糙度Ra值為0 4 0 8 m 3 拉床結(jié)構(gòu)和操作比較簡單 拉削只有一個主運動 但拉削時切削速度較低 刃磨一次可以加工數(shù)以千計的零件 刀具磨損較慢 一把拉刀又可以重磨多次 4 拉刀成本高 由于拉刀的結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜 制造成精度和表面質(zhì)量要求較高 5 不能拉削加工盲孔 深孔 階梯孔及有障礙的外表面 拉削不能糾正孔的位置誤差 拉削的應(yīng)用范圍 雖然內(nèi)拉刀屬定尺寸刀具 但每把內(nèi)拉刀只能拉削一種尺寸和形狀的內(nèi)表面 內(nèi)拉刀可以加工各種形狀的通孔 例如圓孔 方孔 多邊形孔 花鍵孔和內(nèi)齒輪等 還可以例如鍵槽 T形槽 燕尾槽和渦輪盤上的榫槽等 外拉削可以加工平面 加工多種形狀的溝槽 六 銑削 定義 銑刀旋轉(zhuǎn)作主運動 工件或銑刀作給運動的切削加工方法 銑削是平面的主要加工方法之一 銑削時 零件隨工作臺的運銑刀的旋轉(zhuǎn)是主運動 銑削用的機床有臥式銑床或立式銑床 也有大型的龍門銑床 這些機床可以是普通機床 也可以是數(shù)控機床 帶刀庫的數(shù)控銑床通常也稱之為加工中心或銑削加工中心 立式銑床 搖臂銑床 加工中心 龍門銑床 臥式銑床 立式工具銑床 順銑與逆銑 根據(jù)銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削進給方向之間的關(guān)系 可以分為順銑和逆銑 逆銑 當(dāng)銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件進給方向相反時稱之為逆銑 每個刀齒的切削層厚度是由零增大到最大值 刀齒接觸工件的初期 不能切入工件 而是在工件表面上擠壓 滑行 使刀齒與工件之間的摩擦加大 加速刀具磨損 同時也使表面質(zhì)量下降 順銑 當(dāng)銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件進給方向相同時稱之為順銑 順銑時 每個刀齒的切削層厚度是由最大減小到零 逆銑時銑削力上抬工件 而順銑時 銑削力將工件壓向工作臺 減少了工件振動的可能性 尤其銑削薄而長的工件時 更為有利 順銑忽大忽小的水平分力Ff與工件的進給方向是相同的 工作臺進給絲杠與固定螺母之間一般都存在間隙 間隙在進給方向的前方 由于Ff的作用使工件連同工作臺和絲桿一起向前竄動 造成進給量突然增大甚至打刀 而逆銑水平分力與進給方向相反 銑削過程中工作臺絲桿始終壓向螺母 不會引起工件竄動 逆銑與順銑的確定 根據(jù)上面分析 當(dāng)工件表面有硬皮 機床的進給機構(gòu)有間隙時 應(yīng)選用逆銑 因為逆銑時 刀齒是從已加工表面切入 不會崩刃 機床進給機構(gòu)的間隙不會引起振動和爬行 因此粗銑時應(yīng)盡量采用逆銑 當(dāng)工件表面無硬皮 機床進給機構(gòu)無間隙時 應(yīng)選用順銑 因為順銑加工后 零件表面質(zhì)量好 刀齒磨損小因此 精銑時 尤其是零件材料為鋁鎂合金 鈦合金或耐熱合金時 應(yīng)盡量采用順銑 銑削的工藝特點 1 生產(chǎn)效率高 銑刀是典型的多齒刀具 并且參與刀削的切削刃較銑削時有幾個刀齒同時參加工作 且無刨削那樣的空回行程 切削速度也較高 但加工狹長平面或長直刨削比銑削生產(chǎn)率高 2 刀齒散熱比較好 銑刀刀齒在切離工件的一段時間內(nèi) 可以得到一定的冷卻 散熱條件較好 刀具壽命較長 3 銑削時存在沖擊 銑刀各刀齒的切削是斷續(xù)的 銑削過程中參與切削的刀齒數(shù)是變化的 切削厚度也是變化的 因此切削力是變化的 導(dǎo)致切削過程中存在沖擊 4 加工精度 加工精度一般為IT8 IT7 表面粗糙度Ra值為1 6 3 2 m 銑削的主要應(yīng)用 銑削主要用來加工平面 包括水平面 垂直面和斜面 溝槽 成形面和切斷等 單件 小批生產(chǎn)中 加工小 中型工件多用升降臺式銑床 臥式和立式兩種 加工中 大型工件時可以采用龍門銑床 龍門銑床與龍門刨床相似 有3 4個可同時工作的銑頭 生產(chǎn)率高 廣泛用于成批和大量生產(chǎn)中 在單件小批生產(chǎn)中 有些盤狀成形零件 也可以用立銑刀在立式銑床上加工 七 磨削 定義 磨具以較高的線速度旋轉(zhuǎn) 對工件表面進行加工的方法 磨床包括外圓磨 內(nèi)圓磨 無心磨等幾種 萬能外圓磨床 常用的磨具有固結(jié)磨具 如砂輪 油石等 和涂附磨具 如砂帶 砂布等 砂輪是由一定比例的硬度很高的粒狀磨料和結(jié)合劑壓制燒結(jié)而成的多孔物體 磨削時與砂輪的選擇合理與否至關(guān)重要 砂輪的性能主要取能否取得較高的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率 決于砂輪的磨料 粒度 結(jié)合劑 硬度 組織及形狀尺寸等因素 這些稱為砂輪的特征要素 磨粒的切屑過程 磨削過程的實質(zhì)是切削 刻劃和摩擦拋光的綜合作用過程 由此可獲得較小的表面粗糙度值 粗磨時以切削作用為主 精磨時切削作用和摩擦拋光作用同時并存 1 砂輪表面突起高度較大和較為鋒利的磨粒 切入工件較深且有切屑產(chǎn)生 起切削作用 圖a 2 突起高度較小和較鈍的磨粒 只能在工件表面刻畫細(xì)微的溝痕 工件材料被擠向兩旁而隆起 此時無明顯切屑產(chǎn)生 僅起刻劃作用 圖b 3 比較凹下和已經(jīng)鈍化的磨粒 既不切削也不刻劃 只能從工件表面滑擦而過 起摩擦拋光作用 圖c 磨削的工藝特點 1 磨削的精度高 IT6 IT5 粗糙度低 Ra0 8 0 2 砂輪表面有極多的切削刃同時參加切削 2 可以加工一些難以加工的材料 如淬火鋼 高速鋼以及毛坯的清理 3 切削速度高 30m s以上 切削溫度高 1000 以上 使用冷卻液 4 砂輪有自銳作用 這是其它刀具所不具備的 即磨粒不斷脫落 新的磨粒又是鋒利的 5 磨削力的徑向分力較大 因此 在達(dá)到尺寸以后 還要進行多次無進給磨削 磨削的應(yīng)用 1 外圓的磨削 一般在普通外圓磨床或萬能外圓磨床上進行 外圓磨削有縱 橫 綜合 深磨法等 2 孔的磨削 可以在內(nèi)圓磨床上進行 也可以在萬能外圓磨床上進行 它可以加工圓柱孔 圓錐孔和成形內(nèi)圓面等 3 平面的磨削 周磨 利用砂輪的外圓面進行磨削 端磨 利用砂輪的端面進行磨削 八 線切割定義 線切割一般指電火花線切割機 屬電加工范疇 利用電火花的瞬時高溫可以使局部的金屬熔化 氧化而被腐蝕掉 從而形成的加工方法 電火花線切割機按走絲速度可分為高速往復(fù)走絲電火花線切割機俗稱 快絲 低速單向走絲電火花線切割機俗稱 慢走絲 和立式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機三類 快走絲線切割機床 慢走絲線切割機床 中走絲線切割機床 電火花線切割分類區(qū)分快走絲線切割 中走絲線切割 慢走絲線切割 1 快走絲電火花線切割的走絲速度為6 12mm s 電極絲作高速往返運動 切割精度較差 2 中走絲電火花線切割是在快走絲線切割的基礎(chǔ)上實現(xiàn)變頻多次切割功能 是近幾年發(fā)展的新工藝 3 慢走絲電火花線切割的走絲速度為0 2mm s 電極絲做低速單向運動 切割精度很高 工作原理 利用移動的金屬絲作工具電極 并在金屬絲和工件間通以脈沖電流 利用脈沖放電的腐蝕作用對工件進行切割加工的 由于它利用的是絲電極 因此 只能作輪廓切割加工 常用電極絲有鉬絲與銅絲 鉬絲主要用于往復(fù)走絲加工如快絲線切割 而銅絲電極則主要用于慢絲線切割 一次性加工 適用加工范圍加工各種精密模具 如沖模 復(fù)合模 粉末冶金模 擠出模 塑料模 膠木模等 加工各種盤形零件 如齒輪 鏈輪 凸輪等 加工各種精密零件及樣板等 其他放電加工設(shè)備諸如穿孔機 電脈沖等都是電火花加工設(shè)備 都是利用電火花的瞬時高溫可以使局部的金屬熔化 氧化而被腐蝕掉 從而形成的加工方法 所用于加工的電極決定加工成型 九 無切削加工傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝最終多應(yīng)用切削加工方法來制造有精確的尺寸和形狀要求的零件 生產(chǎn)過程中坯料質(zhì)量的30 以上變成切屑 這不僅浪費大量的材料和能源 而且占用大量的機床和人力 采用精確成形工藝 工件不需要或只需要少量切削加工即可成為機械零件 可大大節(jié)約材料 設(shè)備和人力 無切削加工工藝包括精密鍛造 沖壓 精密鑄造 粉末冶金 工程塑料的壓塑和注塑等 例如 采用擠壓 冷