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1、任務(wù)1 階梯軸類零件加工1、教學(xué)目標(biāo)最終目標(biāo):會(huì)階梯軸類零件加工。促成目標(biāo):(1)能分析階梯軸類零件的工藝與技術(shù)要求;(2)會(huì)擬定階梯軸加工工藝;(3)會(huì)正確使用游標(biāo)卡尺、千分尺;(4)牢記安全文明生產(chǎn)規(guī)范要求。2、工作任務(wù)按工藝完成圖1-1所示階梯軸加工。技術(shù)要求調(diào)質(zhì)處理HBS217255。零件名稱:傳動(dòng)軸材料45生產(chǎn)類型:小批圖1-1階梯軸3、相關(guān)實(shí)踐知識(shí)軸類零件是機(jī)械結(jié)構(gòu)中用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的重要零件之一,其加工質(zhì)量直接影響到機(jī)械的使用性能和運(yùn)動(dòng)精度。軸類零件的主要表面是外圓,車削是外圓加工的主要方法。3.1選擇車刀、車床和工件安裝方式3.1.1車刀類型與選用(1)車刀的類型;車刀是金屬
2、切削加工中應(yīng)用最廣的一種刀具,它可在各種類型的車床上加工外圓、內(nèi)孔、倒角、切槽與切斷、車螺紋以及其它成形面。車刀的類型很多,既可按用途可分,也可按刀具材料,還可按結(jié)構(gòu)分。按用途可大致分:偏刀以90偏刀居多,如圖1-2a,用來(lái)車削外圓、臺(tái)階、端面。由于主偏角大,切削時(shí)產(chǎn)生的背向切削力小,故很適宜車細(xì)長(zhǎng)的軸類工件彎頭刀以45彎頭刀最為常見,如圖1-2b,用來(lái)車削外圓、端面、倒角。完成上述加工表面不需轉(zhuǎn)刀架,也不用換刀,可減少輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。切斷刀(切槽刀)如圖1-2c,用來(lái)切斷工件或在工件上加工溝槽。鏜刀如圖1-2d,用來(lái)加工內(nèi)孔。圓頭刀如圖1-2e,用來(lái)車削工件臺(tái)階處的圓角和圓弧槽。螺紋
3、車刀如圖1-2f,用來(lái)車削螺紋。除此之外,還有端面車刀、直頭外圓車刀和成形車刀等等。圖1-2車刀種類按材料分: 圖1-3整體式車刀車刀整體式高速鋼車刀如圖1-3,這種車刀刃磨方便,刀具磨損后可以多次重磨。但刀桿也為高速鋼材料,造成刀具材料的浪費(fèi)。刀桿強(qiáng)度低,當(dāng)切削力較大時(shí),會(huì)造成破壞。一般用于較復(fù)雜成形表面的低速精車。圖1-4焊接式車刀硬質(zhì)合金焊接式車刀如圖1-4所示,這種車刀是將一定形狀的硬質(zhì)合金刀片釬焊在刀桿的刀槽內(nèi)制成的。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造刃磨方便,刀具材料利用充分,應(yīng)用十分廣泛。但其切削性能受工人的刃磨技術(shù)水平和焊接質(zhì)量影響,且刀桿不能重復(fù)使用,材料浪費(fèi)??赊D(zhuǎn)位車刀用機(jī)械夾固的方式將可轉(zhuǎn)
4、位刀片固定在刀槽中而組成的車刀,如圖1-5所示。其優(yōu)點(diǎn)是耐用度高、刀片更換方便、迅速,并可使用多種材料刀片,其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、刃磨較難、使用不靈活、一次性投入較大。 a:機(jī)械夾固式車刀b:刀片固定式車刀圖1-5 可轉(zhuǎn)位車刀 該傳動(dòng)軸在加工時(shí),采用90偏刀或45偏頭硬質(zhì)合金焊接式車刀;在加工止動(dòng)墊圈槽和螺紋加工時(shí),可采用切斷刀和螺紋車刀。(2)車刀標(biāo)注角度和工作角度車刀標(biāo)注角度指刀具在靜止參考系中表示的一套角度,主要包括主偏角r、副偏角r、前角0、后角0、刃傾角s、副后角0六個(gè)。如圖1-6所示主偏角r。它是基面內(nèi)主切削平面與假定工作平面之間的夾角。副偏角r,它是基面內(nèi)副切削平面與假定工作平面之間
5、的夾角。前角0。它是正交平面內(nèi)前面與基面之間的夾角。后角0。它是正交平面內(nèi)后面與切削平面之間的夾角。刃傾角s。它是主切削平面內(nèi)主切削刃與基面之間的夾角。副后角0。它是副切削刃的正交平面(即副剖面)內(nèi)副后面與副切削平面之間的夾角。圖1-6 外圓車刀的的基本幾何角度刀具的工作角度是刀具在工作時(shí)的實(shí)際切削角度,它受到切削運(yùn)動(dòng)和刀具的安裝影響。因此,車刀的工作角度不等于其標(biāo)注角度。 (3)車刀的安裝要求車刀的安裝要求;1) 1) 車刀刀尖應(yīng)與工件中心等高,如圖1-7所示為刀尖不對(duì)準(zhǔn)工件中心的后果。1-7a為刀具安裝高低對(duì)工作角度的影響。車刀的刀尖高于工件中心,工作前角oe增大,而工作后角oe減小。當(dāng)?shù)?/p>
6、尖低于工件中心時(shí),角度的變化情況下好相反。如圖1-7b為車端面的情況。實(shí)際生產(chǎn)中要求車端面、圓錐面、螺紋、成形車削等等高安裝,粗車孔、切斷空心工件時(shí),刀尖應(yīng)等高機(jī)床主軸線;粗車一般外圓、精車孔、安裝時(shí)刀尖應(yīng)等高或稍高工件中心線。圖1-8 車刀的裝夾a)正確b)、c)不正確b、不對(duì)準(zhǔn)中心對(duì)車端面貌一新后果a、不對(duì)準(zhǔn)中心對(duì)車刀角度的影響圖1-7 車刀刀尖不不對(duì)準(zhǔn)中心的后果2)刀桿偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響。刀桿偏斜會(huì)使車刀的工作主偏角增大,工作副偏角減小。3)車刀裝夾在刀架上伸出部分應(yīng)盡量短以增強(qiáng)其剛性,如圖1-8所示。一般車刀伸出長(zhǎng)度約為刀桿寬度的11.5倍,下面的墊片數(shù)量要盡量少,并與刀架邊緣
7、對(duì)齊。(4)車刀的材料及選用高速鋼:高速鋼是含有W、Mo、Cr、V等合金元素較多的合金工具鋼,熱處理后硬度為6266HRC,抗彎強(qiáng)度約為33GPa,耐熱性為600左右。高速鋼又可分為普通高速鋼、高性能高速鋼、粉末冶金高速鋼及涂層高速鋼。硬質(zhì)合金:由硬度和熔點(diǎn)很高的碳化物(硬質(zhì)相,如WC、TiC、TaC、NbC等)和金屬(粘結(jié)相,如Co、Ni、Mo等)通過(guò)粉末冶金工藝制成的。硬質(zhì)合金按加工對(duì)象和切削時(shí)排出切悄形狀可分為三類,其中YG主要用于脆性材料,YT用于碳鋼類塑性材料,YW用于不銹鋼等難加工材料。陶瓷:是以氧化鋁或以氧化硅為基體再添加少量金屬,在高溫下燒結(jié)而成。陶瓷刀具有很高的耐磨性和耐熱性
8、,良好的抗粘結(jié)性和較低的摩擦系數(shù),化學(xué)性能穩(wěn)定。陶瓷刀具在切削時(shí)不易粘刀、不易產(chǎn)生切削瘤,但其強(qiáng)度和和抗熱沖擊性較差,一般用于在高速下精加工硬材料,如氧化鋁復(fù)合陶瓷適合于中速下切削冷硬鑄鐵、淬硬鋼等;氮化硅基陶瓷宜能進(jìn)行高速切削,故適宜精加工和半精加工,也可加工5154HRC硬度的鎳基合金、高錳鋼等難加工材料。金剛石:金剛石的硬度的耐磨性很好,可用于切削硬度高的一些材料,但由于金剛石的耐熱度較低,只有700800,故工作溫度不能過(guò)高。另外,因其易與碳親合,因此不宜用于加工含碳的黑色金屬。立方氮化硼:其硬度與耐磨性僅次于金剛石,有較強(qiáng)的抗粘結(jié)能力,與鋼的摩擦系數(shù)小,適用于高速切削鋼材及耐熱合金。
9、因其價(jià)格高,一般用于加工高硬度材料或超精加工。(5)刀桿截面形狀和尺寸的選用。車刀刀桿截面形狀有矩形、方形和圓形三種。一般用矩形,切削力較大時(shí)采用方形,圓形多用于內(nèi)孔車刀。刀桿高度H可按車床中心高選擇。3.1.2車床車床按照用途和功能不同,可分為許多類型,如臥式車床、立式車床、落地車床和轉(zhuǎn)塔車床等,如圖1-9所示。本節(jié)內(nèi)容主要介紹最常用的CA6140車床。a、臥式車床1、主軸箱;2、刀架;3、尾座;4、床身;5、床腳;6、絲杠;7、光杠;8、操縱桿;9、溜板箱;10、床腳;11、進(jìn)給箱;12、交換齒輪箱 b、立式車床 c、落地車床d、轉(zhuǎn)塔車床圖1-9車床類型(1)車床的功能與型號(hào)車床的功能 車
10、床適用于加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面,如內(nèi)外圓柱面、圓錐面及成形回轉(zhuǎn)表面、車削端面及各種常用的公制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制螺紋,還可以鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、滾花等工作。車床的型號(hào) 通用機(jī)床的型號(hào)表示方法如下:() () () () (/)分類代號(hào)類代號(hào)通用特性及結(jié)構(gòu)性代號(hào)(可有一個(gè)或幾個(gè))組、系代號(hào)主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號(hào)第二主參數(shù)重大改進(jìn)順序號(hào)同一型號(hào)機(jī)床的變型代號(hào)注:阿拉伯?dāng)?shù)字 :大寫漢語(yǔ)拼音字母 ( ):無(wú)內(nèi)容不寫,有內(nèi)容無(wú)括號(hào)如本軸加工的主要設(shè)備CA6140車床中,C為類代號(hào),表示車床;A為結(jié)構(gòu)性代號(hào),以區(qū)別與C6140和CY6140的區(qū)別;61說(shuō)明該機(jī)床屬于車床類6組1系;40為該
11、車床的主參數(shù),表示最大加工直徑是400mm。無(wú)第二主參數(shù)、重大改進(jìn)順序號(hào)及變型代號(hào)。(2)CA6140車床的組成與技術(shù)性能如圖1-7a為CA6140車床,主要組成部件有:主軸箱:支承并傳動(dòng)主軸,使主軸帶動(dòng)工件按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。床鞍與刀架:裝夾車刀,并使車刀縱向橫向或斜向運(yùn)動(dòng)。尾架:用后頂尖支承工件,并可在其上安裝鉆頭等孔加工工具,以進(jìn)行孔加工。床身:車床的基本支承件,在其上安裝車床的主要部件,以保持它們的相對(duì)位置。溜板箱:把進(jìn)給箱傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)傳遞給刀架,使刀架實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給、橫向進(jìn)給、快速移動(dòng)或車螺紋。其上有各種操作手柄和操作按鈕,方便工人操作。進(jìn)給箱:改變被譽(yù)為加工螺紋時(shí)的螺距或機(jī)
12、動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量。CA6140主要技術(shù)性能參數(shù)如下:床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 400mm最大工件長(zhǎng)度(4種規(guī)格) 750mm;1000mm;1500mm;2000mm最大車削長(zhǎng)度直 650mm;900mm;1400mm;1900mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 210mm主軸轉(zhuǎn)速 正轉(zhuǎn)24級(jí) 101400r/min 反轉(zhuǎn)12級(jí) 141580r/min進(jìn)給量 縱向進(jìn)給量64級(jí) 0.0286.33mm/r 橫向進(jìn)給量64級(jí) 0.0143.16mm/r床鞍與刀架快速移動(dòng)速度 4m/min車削螺紋范圍 米制螺紋44種 T=1192mm 英制螺紋20種 a=224牙/in 模數(shù)螺紋39種 m=0.2548mm 徑
13、節(jié)螺紋37種 DP=196牙/in主電動(dòng)機(jī) 7.5KW,1450 r/min3.1.3工件的安裝(1)三爪卡盤上找正安裝工件三爪卡盤裝夾能自動(dòng)定心,但其定心準(zhǔn)確度不高。裝夾時(shí),把工件直接夾持在三爪卡盤上,根據(jù)工件的一個(gè)或幾個(gè)表面用劃針或指示表找正工件準(zhǔn)確位置后再進(jìn)行夾緊。(2)一夾一頂安裝工件一夾一頂即軸的一端外圓用卡盤夾緊,一端用尾座頂尖頂住中心孔的工件安裝方式。這種安裝方式可提高軸的裝夾剛度,此時(shí)軸的外圓和中心孔同作為定位基面,常用于長(zhǎng)軸加工及粗車加工中。(3)在雙頂尖間安裝工件在實(shí)心軸兩端鉆中心孔,在空心軸兩端安裝帶中心孔的錐堵或錐套心軸,用車床主軸和尾座頂尖頂兩端中心孔的工件安裝方式。
14、此時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一,能在一次裝夾中加工多處外圓和端面,并可保證各外圓軸線的同軸度以及端面與軸線的垂直度要求,是車銷、磨銷加工中常用的工件安裝方法。3.2擬定加工工藝(2課時(shí))如圖1-1為某傳動(dòng)軸,從結(jié)構(gòu)上看,是一個(gè)典型的階梯軸,工件材料為45,生產(chǎn)綱領(lǐng)為小批或中批生產(chǎn),調(diào)質(zhì)處理220350HBS。3.2.1分析階梯軸的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求該軸為普通的實(shí)心階梯軸,軸類零件一般只有一個(gè)主要視圖,主要標(biāo)注相應(yīng)的尺寸和技術(shù)要求,而其它要素如退刀槽、鍵槽等尺寸和技術(shù)要求標(biāo)注在相應(yīng)的剖視圖。軸頸和裝傳動(dòng)零件的配合軸頸表面,一般是軸類零件的重要表面,其尺寸精度、形狀精度(圓度、圓柱度等)、位置精度(同軸度
15、、與端面的垂直度等)及表面粗糙度要求均較高,是軸類零件機(jī)械加工時(shí),應(yīng)著重保障的要素。如圖1-1所示的傳動(dòng)軸,軸頸M和N處是裝軸承的,各項(xiàng)精度要求均較高,其尺寸為35js6(0.008),且是其它表面的基準(zhǔn),因此是主要表面。配合軸頸Q和P處是安裝傳動(dòng)零件的,與基準(zhǔn)軸頸的徑向圓跳動(dòng)公差為0.02(實(shí)際上是與M、N的同軸度),公差等級(jí)為IT6,軸肩 H、G和I端面為軸向定位面,其要求較高,與基準(zhǔn)軸頸的圓跳動(dòng)公差為0.02(實(shí)際上是與M、N的軸線的垂直度),也是較重要的表面,同時(shí)還有鍵槽、螺紋等結(jié)構(gòu)要素。3.2.2明確毛坯狀況一般階梯軸類零件材料常選用45鋼;對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸可用40Cr;對(duì)
16、于高速、重載荷等條件下工作的軸可選用20Cr、20CrMnTi等低碳含金鋼進(jìn)行滲碳淬火,或用38CrMoAIA氮化鋼進(jìn)行氮化處理。階梯軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件。3.2.3擬定工藝路線;1)確定加工方案軸類在進(jìn)行外圓加工時(shí),會(huì)因切除大量金屬后引起殘余應(yīng)力重新分布而變形。應(yīng)將粗精加工分開,先粗加工,再進(jìn)行半精加工和精加工,主要表面精加工放在最后進(jìn)行。傳動(dòng)軸大多是回轉(zhuǎn)面,主要是采用車削和外圓磨削。由于該軸的Q、M、P、N段公差等級(jí)較高,表面粗糙度值較小,應(yīng)采用磨削加工。其它外圓面采用粗車、半精車、精車加工的加工方案。2)劃分加工階段該軸加工劃分為三個(gè)加工階段,即粗車(粗車外圓、鉆中心孔)
17、、半精車(半精車各處外圓、臺(tái)肩和修研中心孔等),粗精磨Q、M、P、N段外圓。各加工階段大致以熱處理為界。3)選擇定位基準(zhǔn)軸類零件各表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般是軸的中心線,其加工的定位基準(zhǔn),最常用的是兩中心孔。采用兩中心孔作為定位基準(zhǔn)不但能在一次裝夾中加工出多處外圓和端面,而且可保證各外圓軸線的同軸度以及端面與軸線的垂直度要求,符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。在粗加工外圓和加工長(zhǎng)軸類零件時(shí),為了提高工件剛度,常采用一夾一頂?shù)姆绞?,即軸的一端外圓用卡盤夾緊,一端用尾座頂尖頂住中心孔,此時(shí)是以外圓和中心孔同作為定位基面。4)熱處理工序安排該軸需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。它應(yīng)放在粗加工后,半精加工前進(jìn)行。如采用鍛件毛坯,必須首先安排
18、退火或正火處理。該軸毛坯為熱軋鋼,可不必進(jìn)行正火處理。5)加工工序安排應(yīng)遵循加工順序安排的一般原則,如先粗后精、先主后次等。另外還應(yīng)注意:外圓表面加工順序應(yīng)為:先加工大直徑外圓,然后再加工小直徑外圓,以免一開始就降低了工件的剛度。軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后、外圓精磨之前。這樣既可保證花鍵、鍵槽的加工質(zhì)量,也可保證精加工表面的精度。軸上的螺紋一般有較高的精度,其加工應(yīng)安排在工件局部淬火之前進(jìn)行,避免因淬火后產(chǎn)生的變形而影響螺紋的精度。該軸的加工工藝路線為:毛坯及其熱處理預(yù)加工車削外圓銑鍵槽等熱處理磨削。3.2.4確定工序尺寸毛坯下料尺寸:65265;粗車時(shí),各外圓及各段尺
19、寸按圖紙加工尺寸均留余量2mm;半精車時(shí),螺紋大徑車到,44及62臺(tái)階車到圖紙規(guī)定尺寸,其余臺(tái)階均留0.5mm余量。銑加工:止動(dòng)墊圈槽加工到圖紙規(guī)定尺寸,鍵槽銑到比圖紙尺寸多0.25mm,作為磨銷的余量。精加工:螺紋加工到圖紙規(guī)定尺寸M241.5-6g,各外圓車到圖紙規(guī)定尺寸。3.2.5選擇設(shè)備工裝外圓加工設(shè)備:普通車床CA6140磨削加工設(shè)備:萬(wàn)能外圓磨床M1432A銑削加工設(shè)備:銑床X523.2.6填寫工藝卡片表1-1階梯軸加工工藝工序號(hào)工種工序內(nèi)容設(shè)備1下料652652車三爪卡盤夾持工件,車端面見平,鉆中心孔,用尾架頂尖頂住,粗車P、N及螺紋段三個(gè)臺(tái)階,直徑、長(zhǎng)度均留余量2mmCA614
20、0調(diào)頭,三爪卡盤夾持工件另一端,車端面保證總長(zhǎng)259,鉆中心孔,用尾架頂尖頂住,粗車另外四個(gè)臺(tái)階,直徑、長(zhǎng)度均留信余量2mmCA61403熱調(diào)質(zhì)處理2438HRC4鉗修研兩端中心孔CA61405車雙頂尖裝夾。半精車三個(gè)臺(tái)階,螺紋大徑車到,P、N兩個(gè)臺(tái)階直徑上留余量0.5mm,車槽三個(gè),倒角三個(gè)CA6140調(diào)頭,雙頂尖裝夾,半精車余下的五個(gè)臺(tái)階,44及52臺(tái)階車到圖紙規(guī)定的尺寸。螺紋大徑車到,其余兩個(gè)臺(tái)階直徑上留余量0.5mm,車槽三個(gè),倒角四個(gè)CA61406車雙頂尖裝夾,車一端螺紋M241.5-6g,調(diào)頭,雙頂尖裝夾,車另一端螺紋M241.5-6gCA61407鉗劃鍵槽及一個(gè)止動(dòng)墊圈槽加工線8
21、銑銑兩個(gè)鍵槽及一個(gè)止動(dòng)墊圈槽,鍵槽深度比圖紙規(guī)定尺寸多銑0.25mm,作為磨削的余量X529鉗修研兩端中心孔CA614010磨磨外圓Q和M,并用砂輪端面靠磨臺(tái)H和I。調(diào)頭,磨外圓N和P,靠磨臺(tái)肩G。M1432A11檢檢驗(yàn)3.3、階梯軸加工實(shí)踐(2課時(shí))教師按表1-1工藝示范后,學(xué)生分組完成加工任務(wù)。4、相關(guān)理論知識(shí)問(wèn)題1、工件表面是如何成形的?問(wèn)題2、什么是切削運(yùn)動(dòng)?問(wèn)題3、什么是切削用量?問(wèn)題4、為什么要制定機(jī)械加工工藝規(guī)程?4.1車削基本知識(shí)(1課時(shí))工件表面是工件與刀具在機(jī)床上通過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成的。4.1.1車削運(yùn)動(dòng)與工件上的加工表面(1)車削運(yùn)動(dòng)車削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng),如圖1-1
22、0所示為外圓的車削運(yùn)動(dòng)和表面形成。主運(yùn)動(dòng):由機(jī)床或人力提供的主要運(yùn)動(dòng),它促使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),從而使刀具前刀面接近工件,從工件上直接切除金屬。它具有切削速度高,消耗功率大的特點(diǎn)。工件的旋轉(zhuǎn)就是車削時(shí)的主運(yùn)動(dòng)。圖1-10 外圓車削運(yùn)動(dòng)與加工表面的形成進(jìn)給運(yùn)動(dòng):由機(jī)床或人力提供的運(yùn)動(dòng),它使刀具和工件之間產(chǎn)生附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng),使主運(yùn)動(dòng)能夠繼續(xù)切除工件上多余金屬,以便形成所需幾何特性的加工表面。刀具的移動(dòng)就是車削時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。(2)加工表面切削加工過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程,在這一過(guò)程中,隨著刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行,工件表層的被切削金屬層被連續(xù)不斷地切下來(lái),變成切屑。同時(shí),在工件上有三個(gè)不斷變化著
23、的表面,它們是:待加工表面:工件上有待加工的表面。已加工表面:工件經(jīng)切削后產(chǎn)生的表面。過(guò)渡表面:工件上由刀具切削刃形成的正在切削的那一部分表面,它在下一切削行程,刀具或工件的下一轉(zhuǎn)里被切除,或由下一切削刃切除。4.1.2切削用量三要素與切削用量選擇切削速度Ve、進(jìn)給量f(或進(jìn)給速度Vf)、背吃刀量ap稱為切削用量的三要素。確定切削用量時(shí),應(yīng)在保證加工質(zhì)量(表面粗糙度和加工精度)要求下,在工藝系統(tǒng)剛性允許的情況下,在充分發(fā)揮機(jī)床功率和發(fā)揮刀具切削性能時(shí)的最大切削量。在粗加工時(shí),工件的加工精度和表面質(zhì)量要求不高,毛坯的加工余量大,選擇切削用量時(shí),主要考慮提高切削加工的生產(chǎn)率和適當(dāng)控制刀具的磨損,應(yīng)
24、選擇較大的背吃刀量ap。采用一次或二次走刀,就把本工序中的加工余量切除掉。在精加工時(shí),應(yīng)重點(diǎn)保證工件的加工精度和表面質(zhì)量,故應(yīng)選較小進(jìn)給量,并盡可能地選用較大的切削速度。進(jìn)給量和切削速度的選擇應(yīng)與所用機(jī)床的功率和刀具情況相適應(yīng)。具體可查手冊(cè)。4.1.3金屬切削過(guò)程中的物理現(xiàn)象。金屬切削過(guò)程是指在機(jī)床上利用刀具,通過(guò)刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)從工件上切下多余的金屬,從而形成切屑和已加工表面的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生一系列象,如切削變形、切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損等。(1)切屑的形成與積屑瘤1)切屑的形成與切削變形區(qū)塑性金屬切削過(guò)程在本質(zhì)上是被切削層金屬在刀具的擠壓作用下產(chǎn)生變形并與工件本
25、體分離形成切屑的過(guò)程。圖1-11 切削過(guò)程中的變形區(qū)如圖1-11所示,切削過(guò)程是伴隨著切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的。隨著切削層金屬以切削速度Vc向刀具前刀面接近,在前刀面的擠壓作用下,被切金屬產(chǎn)生彈性變形,并逐漸加大,其內(nèi)應(yīng)力也在增加。當(dāng)被切金屬運(yùn)動(dòng)到圖1-11的OA線時(shí),其內(nèi)應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn),開始產(chǎn)生塑性變形,金屬內(nèi)部發(fā)生剪切滑移。OA稱為始滑移線(始剪切線)。隨著被切金屬繼續(xù)向前刀面逼近,塑性變形加劇,內(nèi)應(yīng)力進(jìn)一步增加,到達(dá)OM線時(shí),變形和應(yīng)力達(dá)到最大。OM稱為終滑移線(終剪切線)。切削刃附近金屬內(nèi)應(yīng)力達(dá)到金屬斷裂極限而使被切金屬與工件本體分離。分離后的變形金屬沿刀具的前刀面流出,成為切屑。對(duì)照上述切削變
26、形的分析,我們可按變形程度將切削變形劃成三個(gè)變形區(qū):從OA線開始發(fā)生剪切滑移塑性變形,到OM線晶粒的剪切滑移基本完成,這一區(qū)域(I)稱為第一變形區(qū)。切屑沿前刀面排出時(shí)進(jìn)一步受到前刀面的擠壓和摩擦,使切屑底層靠近前刀面處的金屬纖維化,其方向基本上和前刀面平行。這一區(qū)域(II)稱為第二變形區(qū)。已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓、摩擦和回彈作用,造成纖維化與加工硬化,這一區(qū)域(III)稱為第三變形區(qū)。三個(gè)變形區(qū)各具特點(diǎn)又相互聯(lián)系、相互影響。切削過(guò)程中產(chǎn)生的許多現(xiàn)象均與金屬層變形有關(guān)。在切削過(guò)程中,變形程度越大,工件的表面質(zhì)量越差,切削過(guò)程中所消耗的能量越多。2)切屑的種類切削加工中,當(dāng)工件材
27、料、切削條件不同時(shí),會(huì)形成不同的切屑。按其形態(tài)不同,可分為圖1-12所示的四種類型。圖1-12 切屑類型3)積屑瘤在一定范圍的切削速度下切削塑性金屬時(shí),常發(fā)現(xiàn)在刀具前刀面靠近切削刃的部位都附著一小塊很硬的金屬,這就是積屑瘤,或稱刀瘤,如圖1-13所示。在形成積屑瘤的過(guò)程中,金屬材料因塑性變形 圖1-13 積屑瘤而被強(qiáng)化。因此,積屑瘤的硬度比工件材料的硬度高,能代替切削刃進(jìn)行切削,起到保護(hù)切削刃的作用。積屑瘤的存在,增大了刀具實(shí)際工作前角,使切削輕快,粗加工時(shí)希望產(chǎn)生積屑瘤。但是積屑瘤會(huì)導(dǎo)致切削力的變化,引起振動(dòng),并會(huì)有一些積屑瘤碎片部附在工件己加工表面上,使表而變得粗糙,故精加工時(shí)應(yīng)盡量避免積
28、屑瘤產(chǎn)生。因此,一般精車、精銑采用高速切削,而拉削、鉸削和寬刀精刨時(shí),則采用低速切削,以避免形成積屑瘤。選用適當(dāng)?shù)那邢饕?,可有效地降低切削溫度,減小摩擦,也是減少或避免積屑瘤的重要措施之一。(2)切削力和切削功率切削過(guò)程中作用在刀具與工件上的力稱為切削力。切削力所作的功就是切削功。1)切削力切削力來(lái)源有兩個(gè)方面:即切削層金屬變形產(chǎn)生的變形抗力和切屑、工件與刀具間摩擦產(chǎn)生的摩擦抗力。如圖1-14為切削力的來(lái)源。切削力是一個(gè)空間力,大小和方向都不易直接測(cè)定。為了適應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝分析的需要,一般把切削力分解,研究它在一定方向上的分力。 圖1-14 切削力的來(lái)源 圖1-15切削力分解如圖1-15所示,切
29、削力 F可沿坐標(biāo)軸分解為三個(gè)互相垂直的分力 Fc、Fp、Ff。l)主切削力Fc:切削力在卞運(yùn)動(dòng)方向上的分力。2)背向力Fp:切削力在垂直于假定工作平面方向上的分力。3)進(jìn)給力Ff: 切削力在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的分力。 它們的關(guān)系是: 車削時(shí),主切削力是最大的一個(gè)分力,它消耗切削總功率的95左右,背向力在車外圓時(shí)不消耗功率,進(jìn)給力作用在機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上,消耗總功率的5左右。切削力的大小是由很多因素決定的,如工件材料、切削用量、刀具角度、切削液和刀具材料等。在一般情況下,對(duì)切削力影響比較大的是工件材料和切削用量。(3)切削熱和切削溫度金屬切削過(guò)程中消耗的能量除了極少部分以變形能留存于工件表面和切屑
30、中,基本上轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋4罅康那邢鳠釋?dǎo)致切削區(qū)域溫度升高,直接影響刀具與工件材料的摩擦系數(shù)、積屑瘤的形成與消退、刀具的磨損、工件的加工精度和表面質(zhì)量。1)切削熱在切削過(guò)程中,由于絕大部分的切削功都轉(zhuǎn)變成熱量,所以有大量的熱產(chǎn)生,這些熱稱為切削熱。切削熱產(chǎn)生以后,由切屑、工件、刀具及周圍的介質(zhì)(如空氣)傳出。各部分傳出的比例取決于工件材料、切削速度、刀具材料及刀具幾何形狀等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,車削時(shí)的切削熱主要是由切屑傳出的。切削熱傳出的比例是:切屑傳出的熱約為5086;工件傳出的熱約為4010;刀具傳出的熱約為93;周圍介質(zhì)傳出的熱約為1。傳入切屑及介質(zhì)中的熱量越多,對(duì)加工越有利。傳入刀具的熱量雖不
31、是很多,但由于刀具切削部分體積很小,因此刀具的溫度可達(dá)到很高(高速切削時(shí)可達(dá)到1000以上)。溫度升高以后,會(huì)加速刀具的磨損。傳入工件的熱可能使工件變形,產(chǎn)生形狀和尺寸誤差。在切削加工中要設(shè)法減少切削熱的產(chǎn)生、改善散熱條件以及減小高溫對(duì)刀具和工件的不良影響。2)切削溫度切削溫度一般是指切屑與刀具前刀具面接觸區(qū)的平均溫度。切削溫度的高低,除了用儀器進(jìn)行測(cè)定外,還可以通過(guò)觀察切屑的顏色人致估計(jì)出來(lái)。例如,切削碳鋼時(shí),隨著切削溫度的升高,切屑的顏色也發(fā)生相應(yīng)的變化,淡黃色約200,藍(lán)色約320。切削溫度的高低取決于切削熱的產(chǎn)生和傳出情況,它受切削用量、工件材料、刀具材料及幾何形狀等因素的影響。 切削
32、速度對(duì)切削溫度影響最大,切削速度增大,切削溫度隨之升高:進(jìn)給量影響較?。槐吵缘读坑绊懜?。前角增大,切削溫度下降,但前角不宜太大,前角太大,切削溫度反而升高;主偏角增大,切削溫度升高。(4)刀具磨損和刀具耐用度一把刀具使用一段時(shí)間以后,它的切削刃變鈍,以致無(wú)法再使用。對(duì)于可重磨刀具,經(jīng)過(guò)重新刃磨以后,切削刃恢復(fù)鋒利,仍可繼續(xù)使用。這樣經(jīng)過(guò)使用一磨鈍一刃磨鋒利若干個(gè)循環(huán)以后,刀具的切削部分便無(wú)法繼續(xù)使用,而完全報(bào)廢。刀具從開始切削到完全報(bào)廢,實(shí)際切削時(shí)問(wèn)的總和稱為刀具壽命。1)刀具磨損的形式與過(guò)程刀具正常磨損時(shí),按其發(fā)生的部位不同可分為三種形式,即后刀面磨損、前刀面磨損、前刀面與后刀面同時(shí)磨損(
33、圖1-16中 VB代表后刀面磨損尺寸)。 a、后刀面磨損 b、前刀面磨損 c 前刀面與后刀面同時(shí)磨損 圖1-16刀具的磨損形式 隨著切削時(shí)間的延長(zhǎng),刀具的磨損量不斷增加。但在不同的時(shí)間階段,刀具的磨損速度與實(shí)際的磨損量是不同的。圖9-17反映了刀具的磨損和切削時(shí)間的關(guān)系,可以將刀具的磨損過(guò)程分為三個(gè)階段,第一階段(OA段)稱為初期磨損階段,第二階段(AB段)稱為正常磨損階段,第三階段(BC段)稱為急劇磨損階段。 圖1-17 刀具的磨損曲線 經(jīng)驗(yàn)表明,在刀具正常磨損階段的后期、急刷磨損階段之前,換刀重磨為最好。這樣既可保證加工質(zhì)量又能充分利用刀具材料。增大切削用量時(shí)切削溫度隨之增高,將加速刀具磨
34、損。在切削用量中,切削速度對(duì)刀具磨損的影響最大。此外,刀具材料、刀具幾何形狀、工件材料以及是否使用切削液等,也都會(huì)影響刀具的磨損。適當(dāng)加人刀具前角,由于減小了切削力,可減少刀具的磨損。2)刀具耐用度刀具的磨損限度,通常用后刀面的磨損程度作為標(biāo)準(zhǔn)。但是,生產(chǎn)中不可能用經(jīng)常測(cè)量后刀面磨損的方法來(lái)判斷刀具是否已經(jīng)達(dá)到容許的磨損限度,而常規(guī)是按刀具進(jìn)行切削的時(shí)間來(lái)判斷。刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的實(shí)際切削時(shí)間稱為刀具耐用度,以T表示。粗加工時(shí),多以切削時(shí)間(min表示刀具耐用度。例如,目前硬質(zhì)合金焊接車刀的耐用度大致為60min,高速鋼鉆頭的耐用度為80120min,硬質(zhì)合金端
35、銑刀的耐用度為120180min,齒輪刀具的耐用度為200300min。精加工時(shí),常以走刀次數(shù)或加工零件個(gè)數(shù)表示刀具的耐用度4.2機(jī)械加工工藝過(guò)程與工藝規(guī)程4.2.1生產(chǎn)過(guò)程和機(jī)械加工工藝過(guò)程(1)生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程是把原材料變?yōu)槌善返娜^(guò)程。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程一般包括:生產(chǎn)與技術(shù)的準(zhǔn)備;毛坯的鑄造、鍛造、沖壓等;零件的切削加工、熱處理、表面處理等;產(chǎn)品的裝配、調(diào)試檢驗(yàn)和油漆等;原材料、外購(gòu)件和工具的供應(yīng)、運(yùn)輸、保管等。(2)機(jī)械加工工藝過(guò)程機(jī)械加工工藝過(guò)程是指用機(jī)械加工的方法直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸和表面質(zhì)量,使之成為合格的零件的工藝過(guò)程。其由工序、安裝、工步、走刀、工位五個(gè)部分組成。1)
36、工序:指一個(gè)(或一組)工人,在一個(gè)工作地點(diǎn)(或一臺(tái)機(jī)床上),對(duì)同一個(gè)零件(或一組零件)進(jìn)行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程,它是工藝過(guò)程的基本組成單元。劃分工序的依據(jù) “三同一,一連續(xù)”。2)安裝:工件在加工之前,在機(jī)床或夾具上先占據(jù)一正確位置(定位),然后再予以?shī)A緊的過(guò)程。一個(gè)工序可以有一次安裝和多次安裝。3)工步:指在一個(gè)工序中,當(dāng)加工表面(或裝配時(shí)的聯(lián)接表面)不變,加工(或裝配)工具不變,切削用量中切削速度和進(jìn)給量不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程,簡(jiǎn)稱“三不變一連續(xù)”。 一個(gè)工序可以有一個(gè)工步和多次工步。4)走刀(又稱工作行程):一個(gè)工步內(nèi),若被加工的表面需要切去的余量層很厚,余量一
37、次切不完,需要分幾次切削,則每進(jìn)行一次切削就是一次走刀。工位: 為了完成一定的工序內(nèi)容,一次裝夾工件后,工件(或裝配單元)與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置。工序、工步、工位和安裝、走刀的關(guān)系如下圖1-18所示:工序工序工步1工步2安裝2安裝1走刀2圖1-18 工序、工步、工位和安裝、走刀的關(guān)系圖4.2.2生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型(1)生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng):指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)(通常為一年),根據(jù)市場(chǎng)需求和自身生產(chǎn)能力應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃。通常又稱年產(chǎn)量,也包括生產(chǎn)計(jì)劃。生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算:(2)生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型:指企業(yè)(車間、工段、班組、工作地)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類
38、。一般可分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。1)單件生產(chǎn):指生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多,每種產(chǎn)品僅制造一個(gè)或少數(shù)幾個(gè),而且很少再重復(fù)生產(chǎn)。2)成批生產(chǎn):指分批地生產(chǎn)相同的零件,生產(chǎn)成周期性重復(fù)。其中一次投入或產(chǎn)出同一產(chǎn)品的數(shù)量稱批量。3)大量生產(chǎn):指產(chǎn)品的產(chǎn)量大、品種少,大多數(shù)工作地長(zhǎng)期重復(fù)地進(jìn)行某一零件的某一工序的加工。 生產(chǎn)類型的劃分除了與生產(chǎn)綱領(lǐng)有關(guān)外,還應(yīng)考慮產(chǎn)品的大小及復(fù)雜程度。三種生產(chǎn)類型關(guān)系如下圖:?jiǎn)渭a(chǎn) 單件小批 小批 生產(chǎn)類型 批量生產(chǎn) 中批 成批 大批 大量生產(chǎn) 大批大量 圖1-19 生產(chǎn)類型間的關(guān)系4.2.3機(jī)械加工工藝規(guī)程。工藝規(guī)程:把比較合理或最合理的工藝過(guò)程的各項(xiàng)
39、內(nèi)容用表格的形式固定下來(lái),并用于指導(dǎo)和組織生產(chǎn)。工藝文件的基本內(nèi)容包括:工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法、切削用量等。工藝表格的格式可根據(jù)工廠具體情況自行確定,一般有三種:1)機(jī)械加工過(guò)程卡:列出零件加工所經(jīng)的步驟,工序說(shuō)明不具體。用于生產(chǎn)管理,不直接指導(dǎo)工人操作。該卡適用指導(dǎo)單件小批生產(chǎn)。2)機(jī)械加工工藝卡:以工序?yàn)閱挝唬敿?xì)說(shuō)明工藝過(guò)程為基本內(nèi)容的工藝文件。其特點(diǎn)是詳細(xì)說(shuō)明工藝過(guò)程,用于指導(dǎo)工人操作,幫助管理人員和技術(shù)人員掌握加工過(guò)程。適用于批量生產(chǎn)及單件小批生產(chǎn)的關(guān)鍵(重要)零件。 3)機(jī)械加工工序卡:以一個(gè)工序?yàn)閱挝痪幹频墓に囄募?,?/p>
40、括工序圖、工步內(nèi)容、切削用量、裝夾定位說(shuō)明等。其用于指導(dǎo)工人操作等,適用于大批大量生產(chǎn)。 4.3加工精度與表面質(zhì)量的含義4.3.1加工精度與經(jīng)濟(jì)加工精度;(1)加工精度零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。加工精度的高低是以國(guó)家有關(guān)公差標(biāo)準(zhǔn)來(lái)表示的。即: 尺寸精度尺寸公差加工精度 形狀精度形狀公差 位置精度位置公差(2)加工誤差零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的偏離程度。加工誤差越大,則加工精度越低,反之越高。機(jī)械加工誤差產(chǎn)生原因:主要是由工藝系統(tǒng)的原始誤差產(chǎn)生,所謂的原始誤差是指由工件、機(jī)床、刀具和夾具組成的工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的加工誤差,主
41、要有如圖所示的內(nèi)容:圖1-20 原始誤差的產(chǎn)生原因(3)經(jīng)濟(jì)加工精度經(jīng)濟(jì)加工精度指某種加工方法,在正常加工條件下(采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)工人,不延長(zhǎng)加工時(shí)間)所能保證的加工精度和表面粗糙度。零件的加工誤差要求越低,則其加工成本也將越高。兩者之間關(guān)系如圖1-20 所示,在AB段之外,加工成本或加工誤差明顯提高,只有在AB段區(qū)域內(nèi),加工成本或加工誤差才是比較協(xié)調(diào)、經(jīng)濟(jì)的,即為經(jīng)濟(jì)加工精度區(qū)域。 加工成本 A B 加工誤差 圖1-21 加工成本與加工誤差之間的關(guān)系4.3.2工藝系統(tǒng)靜誤差對(duì)加工精度的影響 工藝系統(tǒng)靜誤差是指它由制造、安裝和使用中的磨損造成的誤差,主要有機(jī)床幾何
42、誤差、刀具制造誤差、夾具制造誤差以及調(diào)整與度量誤差等。(1)機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差主要有主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差、導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)誤差和傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤。1)機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差所謂主軸回轉(zhuǎn)誤差,就是主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線(實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線的對(duì)稱中心線)的變動(dòng)量。主軸回轉(zhuǎn)誤差可分解為圖1-22所示的軸向竄動(dòng)、徑向跳動(dòng)或純角度擺動(dòng)三種基本形式。圖1-22 主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形軸向竄動(dòng),又稱軸向漂移,指主軸瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線方向的漂移運(yùn)動(dòng),如圖1-22a所示。徑向同跳動(dòng),又稱徑向漂移,指主軸瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線始終作平行于平均問(wèn)轉(zhuǎn)軸線的徑向漂移運(yùn)動(dòng),如圖1-22b所示.角度擺動(dòng),又稱角向漂移,指主軸瞬時(shí)回
43、轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線成一傾斜角,其交點(diǎn)位置固定不變的漂移運(yùn)動(dòng),如圖1-22c所示。產(chǎn)生主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因主要有主軸的制造誤差、軸承的誤差與軸承配合間隙、主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形等。主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響比較復(fù)雜。因?yàn)?,主軸回轉(zhuǎn)誤差在不同類型的機(jī)床上對(duì)于不同的加工內(nèi)容將產(chǎn)生不同性質(zhì)的加工誤差,尤其對(duì)于主軸回轉(zhuǎn)誤差所表現(xiàn)出來(lái)的那種隨機(jī)性和綜合性,很難從理論上定量地加以描述。2)機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床各主要部件相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn),它的精度直接影響工件的加工精度。圖1-23車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差:它使刀具在水平面內(nèi)產(chǎn)生位移y(見圖1-23),造成工件
44、在半徑方向上的誤差R=y。當(dāng)車削長(zhǎng)工件時(shí),還會(huì)使工件表面產(chǎn)生圓柱度誤差。 圖1-24車床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度導(dǎo)軌在垂直面上直線度誤差: 該誤差使刀具在垂直平面內(nèi)產(chǎn)生位移z(見圖1-24),會(huì)引起工件在半徑方向的誤差R,運(yùn)用三角幾何關(guān)系可得:Rz22R。由于z很小,z2則更小,一般可忽略不計(jì)。由此可見:原始誤差所引起的切削刃與工件間的相對(duì)位移,若產(chǎn)生在加工表面的法線方向,則對(duì)加工精度有直接影響;若產(chǎn)生在切線方向,就可以忽略不計(jì)。因此,一般把通過(guò)切削點(diǎn)的已加工表面的法線方向稱為誤差敏感方向,切線方向?yàn)榉敲舾蟹较颉D1-25 導(dǎo)軌扭曲產(chǎn)生的誤差車床前后導(dǎo)軌的平行度(扭曲度)誤差:該誤差會(huì)使導(dǎo)軌產(chǎn)生
45、扭曲(見圖1-25)。使刀尖相對(duì)于工件在水平和垂直兩個(gè)方向上產(chǎn)生偏移,RHB,這對(duì)加工精度的影響是比較大的。3)傳動(dòng)鏈誤差傳動(dòng)鏈誤差主要會(huì)引起螺紋加工誤差。(2)刀具誤差主要是定尺寸刀具和成形刀具的制造誤差、刀具安裝誤差及刀具磨損,它們會(huì)直接造成加工誤差。在階梯軸加工中,主要是鉆頭、割斷刀會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差。(3)夾具誤差主要是夾具本身的制造誤差、與機(jī)床的聯(lián)接誤差、工件定位基面與夾具定位零件間的定位誤差以及夾具的磨捐損。(4)度量與調(diào)整誤差。4.3.3表面質(zhì)量的含義(1)表面質(zhì)量的含義機(jī)械加工后的表面,總存在一定的微觀幾何形狀偏差,表面層的材料在加工時(shí)還會(huì)產(chǎn)生物理、力學(xué)性能變化。機(jī)械加工的表面質(zhì)
46、量是指加工表面的完整性,主要包括加工表面的幾何特征和表面層的物理力學(xué)性能兩個(gè)方面內(nèi)容。加工表面的幾何特征主要包括表面粗糙度和表面波度兩部分組成。表面粗糙度:是指加工表面的微觀形狀誤差??稍赗a、Ry、Rz三項(xiàng)特性參數(shù)中選擇,優(yōu)先選用Ra值。表面波度:是介于形狀誤差(L1H11000)與表面粗糙度(L3H350)之間的周期性形狀誤差。它主要是由機(jī)械加工過(guò)程中工藝系統(tǒng)低頻振動(dòng)所引起的。尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表面層的物理力學(xué)性能:包括表面層的加工硬化,表面層金相組織的變化和表面層的殘余應(yīng)力。(2)表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的使用性能的影響表面質(zhì)量在很大程度上對(duì)產(chǎn)品的使用性能構(gòu)成直接的影響,特別是對(duì)壽命和可靠性性能影響極
47、大,表面上的任何缺陷,都會(huì)在以后的使用中引發(fā)應(yīng)力集中、應(yīng)力腐蝕而導(dǎo)致零件或產(chǎn)品的損壞。表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品使用性能的影響主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:1)表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品耐磨性的影響產(chǎn)品都是由零件裝配而成的。當(dāng)兩個(gè)零件相互接觸時(shí),實(shí)質(zhì)上只是兩個(gè)零件接觸表面上一些凸起的頂部相互接觸,由這些相互接觸的頂部所構(gòu)成的實(shí)際接觸面積明顯要比名義接觸面積小得多。由此可以看出:兩零件相互接觸的表面愈粗糙,實(shí)際接觸面積也就愈少。當(dāng)兩零件間有力傳遞時(shí),相互接觸的凸起頂部就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的壓強(qiáng),表面愈粗糙壓強(qiáng)也就愈大,使得接觸面間出現(xiàn)變形和位移。當(dāng)兩零件間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),由于凸起部分如同刀具切削一樣,相互之間產(chǎn)生彈性變形、塑形變性及剪
48、切現(xiàn)象,使得相互接觸的表面之間出現(xiàn)磨損。表面愈粗糙,磨損就愈快。即使在有潤(rùn)滑油潤(rùn)滑的情況下,因接觸點(diǎn)處壓強(qiáng)超過(guò)潤(rùn)滑油膜存在的臨界值,而形成干摩擦,同樣會(huì)加劇接觸面間的磨損。但并不是表面粗糙度值越小,耐磨性就越好。因?yàn)楸砻娲植诙戎颠^(guò)小,緊密接觸的兩個(gè)光滑表面間的儲(chǔ)油能力很差,接觸面間產(chǎn)生分子的親和力,甚至產(chǎn)生分子黏合,使摩擦阻力增大,磨損量也會(huì)增加。因此,一對(duì)相互接觸的表而在一定的工作條件廠通常有一最佳粗糙度配合,過(guò)大或過(guò)小都會(huì)對(duì)產(chǎn)品耐磨性構(gòu)成不良影響。另外,一對(duì)相互接觸的表面間加工紋路方向的一致和表面冷作硬化均可提高產(chǎn)品的耐磨性。2)表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品配合質(zhì)量的影響由以上分析可知,對(duì)于動(dòng)配合零件的表面,如果粗糙度值較大,初期磨損量也相應(yīng)較大,配合性質(zhì)已經(jīng)改變。對(duì)于靜配合或過(guò)渡配合零件的表面,也會(huì)由于表面粗糙度值較大而使得在裝配后僅部分凸峰被擠平,而
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