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(機械制造行業(yè))第六章機械制造維修知識(二次修改)第六章機械制造維修知識第一節(jié)鉗工技術(shù)鉗工是機械制造和維修工作中的一個重要工種,鉗工主要是利用虎鉗,各種手用工具和一些機械工具完成零件的加工,部件、機器的裝配、調(diào)試,以及各類機械設(shè)備的維護與修理等工作。鉗工是一種比較復(fù)雜、細(xì)致、工藝要求高的工作,基本操作包括零件測量、劃線、鏨削、鋸割、銼削、鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋、刮削、研磨、矯直、彎曲、鉚接、鈑金下料以及裝配等。隨著機械工業(yè)的發(fā)展,鉗工的工作范圍日益廣泛,需要掌握的技術(shù)知識和技能也越來越多,以至形成了鉗工專業(yè)的分工,如:普通鉗工、劃線鉗工,修理鉗工,裝配鉗工,模具鉗工、工具樣板鉗工,鈑金鉗工等.鉗工具有所用工具簡單,加工多樣靈活,操作方便,適應(yīng)面廣等特點。目前雖然有各種先進的加工方法,但很多工作仍然需要由鉗工來完成,如某些零件加工(主要是機床難以完成的或者是特別精密的加工),機器的裝配和調(diào)試,各類機械的維修,以及形狀復(fù)雜,精度要求高的量具、模具,樣板、夾具等的加工,都離不開鉗工。鉗工在保證機械加工質(zhì)量中起著重要作用。因此,盡管鉗工工作大部分是手工操作,生產(chǎn)效率低,工人操作技術(shù)要求高,但目前它在機械制造業(yè)中仍起著十分重要的作用,是不可缺少的重要工種之—。一、劃線根據(jù)設(shè)計圖樣的尺寸要求,用劃線工具在毛坯或半成品工件上劃出待加工部位的輪廓線或作為工件安裝時找正的基準(zhǔn)點、線的操作稱為劃線。劃線的作用:(1)所劃的輪廓線即為毛坯或工件的加工界限和依據(jù),所劃的基準(zhǔn)點或基準(zhǔn)線,是毛坯或工件安裝時的標(biāo)記或校正線。(2)通過劃線來檢查毛坯或工件的尺寸和形狀,并合理地分配各加工表面的余量,及早剔出不合格品,避免造成后續(xù)加工工時的浪費。(3)在板料上劃線下料,可做到正確排料,使材料合理使用。劃線是一項復(fù)雜,細(xì)致的重要工作,如果將線劃錯,就會造成加工后工件報廢。對劃線的要求是:尺寸準(zhǔn)確,位置正確,線條清晰,沖眼均勻。劃線精度一般在0.25~0.5mm之間,它直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量。1.劃線基準(zhǔn)用劃針盤劃各水平線時,應(yīng)選定某一基準(zhǔn)作為依據(jù),并以此來調(diào)節(jié)每次劃線的
高度,這個基準(zhǔn)稱為劃線基準(zhǔn)。在零件圖上用來確定其它點,線,面位置的基準(zhǔn)稱為設(shè)計基準(zhǔn)。劃線時,劃線基準(zhǔn)
與設(shè)計基準(zhǔn)應(yīng)一致。合理選擇劃線基準(zhǔn)對提高劃線質(zhì)量和劃線速度有重要的影響。常見的劃線基準(zhǔn)有三種類型:(1)以兩個互相垂直的平面(或線)為基準(zhǔn)(如圖6-1a所示);(2)以一個平面與一對稱平面(或線)為基準(zhǔn)(圖6-1b);(3)以兩互相垂直的中心平面(或線)為基準(zhǔn)(圖6-1c);2.劃線方法劃線方法分平面劃線和立體劃線兩種。平面劃線是在工件的一個平面上劃線(如圖6-2a),立體劃線是平面劃線的復(fù)合,是在工件的幾個表面上劃線,即在長,寬,高三個方向劃線(如圖6-2b)。平面劃線與平面作圖方法類似,用劃針,劃規(guī),直角尺.鋼尺等在工件表面上劃出幾何圖形的線條。平面劃線步驟如下:①分析圖樣,查明要劃哪些線,選定劃線基準(zhǔn)。②劃基準(zhǔn)線和加工時在機床上安裝找正用的輔助線。③劃其它直線。④劃圓、連接圓弧,斜線等。⑤檢查核對尺寸。⑥打樣沖眼。立體劃線是平面劃線的復(fù)合運用,它和平面劃線有許多相同之處,不同的是在兩個以上的面劃線,如劃線基準(zhǔn)一經(jīng)確定,其后的劃線步驟大致相同。常用的方法有兩種:一種是工件固定不動,適用于大件、劃線精度較高,但生產(chǎn)率較低,另一種是工件翻轉(zhuǎn)移動,適用于中,小件,劃線精度較低,生產(chǎn)率較高。在實際工作中,也有采用中間方法的,特別是中、小件,將工件固定在方箱上,方箱可翻轉(zhuǎn),這樣兼有兩種方法的優(yōu)點。圖6-3所示為滑動軸承座進行立體劃線的實例。其劃線步驟如下;研究圖樣,確定劃線基準(zhǔn)→清理工件表面,給劃線部位涂上石灰水,給鑄孔堵上木料或鉛料塞塊→用千斤頂支承工件后找正(圖6-3a)→劃基準(zhǔn)線,劃水平線(圖6-3b)→翻轉(zhuǎn)工件,找正,劃出互相垂直的線(圖6-3c、d)→檢查劃線質(zhì)量,確認(rèn)無誤后,打上樣沖眼,劃線結(jié)束。二、鏨削用手錘打擊鏨子對金屬進行切削加工的操作稱為鏨削。鏨削的作用就是鏨掉或鏨斷金屬,使其達到所要求的形狀和尺寸。鏨削具有較大的靈活性,它不受設(shè)備、場地的限制,多在機床上無法加工或采用機床加工難以達到要求的情況下使用。目前,一般用在鑿油槽,刻模具及鏨斷板料等。鏨削是鉗工需要掌握的基本技能之一.通過鏨削工作的鍛煉,可提高敲擊的準(zhǔn)確性,為裝拆機械設(shè)備(鉗工裝配,機器修理)奠定基礎(chǔ)。1.鏨削操作(1)鏨子的握法握鏨的方法隨工作條件不同而不同,常用的有以下幾種,①正握法(如圖6-4a)手心向下,用虎口夾住鏨身,拇指與食指自然伸開,其余三指自然彎曲靠攏,握住鏨身。這種握法適于在平面上進行鏨削。②反握法(如圖6-4b)手心向上,手指自然捏住鏨柄,手心懸空。這種握法適用于小的平面或側(cè)面鏨削.③立握法(如圖6-4c)虎口向上,拇指放在鏨子一側(cè),其余四指放在另一側(cè)捏住鏨子。這種握法用于垂直鏨切工件,如在鐵砧上塹斷材料等。(2)手錘的握法有緊握法,松握法兩種。圖6-4鏨子的握法a)正握法b)反握法c)立握法①緊握法(如圖6-5)右手五指緊握錘柄,大拇指合在食指上,虎口對準(zhǔn)錘頭方向,木柄尾端露出15~30mm,在錘擊過程中五指始終緊握。這種方法因手錘緊握,容易疲勞或?qū)⑹帜テ?,所以盡量少用。②松握法(如圖6-6)在錘擊過程中,拇指與食指仍卡住錘柄,其余三指稍有自然松動,壓著錘柄,錘擊時三指隨沖擊逐漸收攏。這種握法的優(yōu)點是輕便自如,錘擊有力、減輕疲勞,故常在操作中使用。(3)揮錘方法有腕揮,肘揮、臂揮三種。①腕揮(如圖6-7a)單憑腕部的動作,揮錘敲擊。錘擊力小,適用鏨削的開始與收尾,或鏨油槽,打樣沖眼等用力不大的地方。②肘揮(如圖6-7b)靠手腕和肘的活動,也就是小臂的揮動。揮錘時,手腕和肘向后揮動,上臂不大動,然后迅速向鏨子頂部擊去.肘揮的錘擊力較大,應(yīng)用最廣。③臂揮(如圖6-7c)是腕、肘和臂的聯(lián)合動作,揮錘時手腕和肘向后上方伸,并將臂伸開。臂揮的錘擊力大,適用于要求錘擊力大的鏨削工作。(4)鏨削時的步位和姿勢鏨削時,操作者的步位和姿勢應(yīng)便于用力。身體的重心偏于右腿,揮錘要自然,眼睛應(yīng)正視鏨刃,而不是看鏨子的頭部。鏨削時的步位和正確姿勢如圖6-8所示。(5)鏨削時主要角度對塹削的影響在鏨削過程中鏨子需與鏨削平面形成一定的角度(如圖6-9)。各角度主要作用如下:前角γ(前刀面與基面之間的夾角)的作用是減少切屑變形并使鏨削輕快。前角愈大,削愈省力。圖6-9鏨削時的角度圖6-10后角大小對鏨削的影響a)后角太大b)后角太小后角α(后刀面與切削平面之間的夾角)的作用是減少后刀面與已加工面間的摩擦,并使鏨子容易切人工件。切削角δ(前刀面與切削平面之間的夾角)的大小對鏨削質(zhì)量、工作效率有很大關(guān)系。由δ=β+α可知,δ的大小由β和α確定,而楔角β是根據(jù)被加工材料的軟、硬程度選定的,在工作中是不變的。所以切削角的大小取決于后角α。后角過大,使鏨子切人工件太深,鏨削困難,甚至損壞鏨予刃口和工件(如圖6-10a)。后角太小,鏨子容易從材料表面滑出,或切入很淺,效率不高(如圖6-10b)。所以,鏨削時后角是關(guān)鍵角度,α一般以5°~8°為宜。在鏨削過程中,應(yīng)掌握好鏨子,使后角保持穩(wěn)定不變,否則工件表面將鏨得高低不平。(6)鏨削要領(lǐng)起鏨時,鏨子盡可能向右傾斜約45°左右(如圖6-11a),從工件尖角處向下傾斜30°,輕打鏨子,便容易切人材料.然后按正常的塹削角度,逐步向中間鏨削。當(dāng)鏨削到距工件盡頭約10mm左右時,應(yīng)調(diào)轉(zhuǎn)鏨子來鏨掉余下的部分(如圖6-11b)。在鏨削過程中每分鐘錘擊次數(shù)在40次左右。刃口不要老是頂住工件,每鏨二、三次后,可將鏨子退回一些,這樣既可觀察鏨削刃口的平整度,又可使手臂肌肉放松一下,效果較好。2.鏨削操作示例(1)鏨平面較窄的平面可以用平鏨進行,每次鏨削厚度約0.5~2mm.對寬平面,應(yīng)先用窄鏨開槽,然后用平鏨鏨平(如圖6-12)。(2)鏨油槽鏨削油槽時,要選用與油槽寬度相同的油槽鏨鏨削(如圖6-13)。必須使油槽鏨得深淺均勻,表面光滑。在曲面上鏨油槽時,鏨子的傾斜角要靈活掌握,應(yīng)隨曲面而變動,保持鏨削時后角不變,以使油槽的尺寸、深度和表面粗糙度達到要求。鏨削后需用刮刀裹以砂布修光。(3)鏨斷鏨斷薄板(厚度4mm以下)和小直徑棒料(φ13mm以下)可在虎鉗上進行(如圖6-14a)。用扁鏨沿著鉗口并斜對著板料約成45°角自右向左鏨削。對于較長或大型板料,如果不能在虎鉗上進行,可以在鐵砧上鏨斷(如圖6-14b)。當(dāng)鏨斷形狀復(fù)雜的板料時,最好在工件輪廓周圍鉆出密集的排孔,然后再鏨斷。對于輪廓的圓弧部分,宜用狹鏨鏨斷,輪廓的直線部分,宜用扁鏨鏨削(如圖6-15)。三、鋸割鋸割(鋸削)是用手鋸對工件或材料進行分割的一種切削加工,也是鉗工的基本技能。雖然當(dāng)前各種自動化、機械化的切割設(shè)備已被廣泛地采用,但是手鋸切割還是常見。它具有方便、簡單和靈活的特點,不需任何輔助設(shè)備,不消耗動力。在單件小批量生產(chǎn),在臨時工地以及在切割異形工件、開槽、修整等場合應(yīng)用很廣。因此,手工鋸割也是鉗工需要掌握的基本功之一。1.鋸割操作(1)工件的夾持工件盡可能夾持在虎鉗的左面,以方便操作,鋸割線應(yīng)與鉗口垂直,以防鋸斜,鋸割線離鉗口不應(yīng)太遠(yuǎn)以防鋸割時產(chǎn)生顫抖。工件夾持應(yīng)穩(wěn)當(dāng)、牢固,不可有抖動,以防鋸割時工件移動而使鋸條折斷。同時也要防止夾壞已加工表面和工件變形。(2)鋸條的安裝手鋸是在向前推時進行切削的,在向后返回時不起切削作用,因此安裝鋸條時要保證齒尖的方向朝前。鋸條的松緊要適當(dāng),太緊失去了應(yīng)有的彈性,鋸條易崩斷,太松會使鋸條扭曲,鋸縫歪斜,鋸條也容易折斷.(3)起鋸起鋸是鋸割工作的開始,起鋸的好壞直接影響鋸割質(zhì)量。起鋸的方式有遠(yuǎn)邊起鋸和近邊起鋸兩種,一般情況下采用遠(yuǎn)邊起鋸(圖6-16a),因為此時鋸齒是逐步切人材料,不易被卡住,起鋸比較方便。如采用近邊起鋸(圖6-16b),掌握不好時,鋸齒由于突然鋸入且較深,容易被工件棱邊卡住,甚至崩斷或崩齒。無論采用哪一種起鋸方法,起鋸角口以15°為宜。如起鋸角太大,則鋸齒易被工件棱邊卡
住,起鋸角太小,則不易切入材料,鋸條還可能打滑,把工件表面鋸壞(圖6-16c)。為了使起鋸的位置準(zhǔn)確和平穩(wěn),可用左手大拇指擋住鋸條來定位,起鋸時壓力要小,往返行程要短,速度要慢,這樣可使起鋸乎穩(wěn)。(4)鋸割的姿勢鋸割時的站立姿勢與塹削相似,人體重量均分在兩腿上。右手握穩(wěn)鋸柄,左手扶在鋸弓前端,鋸割時推力和壓力主要由右手控制(圖6-17)。圖6-16起鋸鋸方法圖6-17手鋸的握法a)遠(yuǎn)邊起鋸b)后邊起鋸c)起鋸角太大或太小推鋸時鋸弓運動方式有兩種,一種是直線運動,適用于鋸縫底面要求平直的槽和薄壁工件的鋸割。另一種是鋸弓作上、下擺動,這樣操作自然,兩手不易疲勞。手鋸在回程中因不進行切削故不要施加壓力,以免鋸齒磨損。在鋸割過程中鋸齒崩落后,應(yīng)將鄰近幾個齒都磨成圓弧(圖6-18),才可繼續(xù)使用,否則會連續(xù)崩齒直至鋸條報廢。2.鋸割操作示例(1)圓管鋸割鋸薄管時應(yīng)將管子夾在兩塊木制的V形槽墊之間,以防夾扁管子(圖6-19).鋸割時不能從一個方向鋸到底(圖6-20b),因鋸齒鋸穿管子內(nèi)壁后,鋸齒即在薄壁上切削,受力集中,很容易被管壁勾住而折斷。正確的方法是,多次變換方向進行鋸割,每一個方向只能鋸到管子的內(nèi)壁處,隨即把管子轉(zhuǎn)過一個角度,一次一次的變換,逐次進行鋸切,直至鋸斷為止(圖6-20a)。在變換方向時應(yīng)使已鋸部分向鋸條推進方向轉(zhuǎn)動,不要反轉(zhuǎn),否則鋸齒也會被管壁勾住。(2)薄板鋸割鋸割薄板時應(yīng)盡可能從寬面鋸下去。當(dāng)只能在板料的窄面鋸下去時,可將薄板夾在兩木板之間一起鋸割(圖6-21a),避免鋸齒勾住,同時還可增加板的剛性。當(dāng)板料太寬,不便虎鉗裝夾時,可采用橫向斜推鋸割(圖6-21b)。(3)深縫鋸割當(dāng)鋸縫的深度超過鋸弓的高度時(圖6-22a),應(yīng)將鋸條轉(zhuǎn)過90°重新安裝,把鋸弓轉(zhuǎn)到工件旁邊(圖6-22b)。當(dāng)鋸弓橫下來后鋸弓的高度仍然不夠時,也可按圖6-22c所示將鋸條轉(zhuǎn)過180°把鋸條鋸齒安裝在鋸弓內(nèi)進行鋸割。四、銼削用銼刀對工件表面進行切削,使它達到零件圖所要求的形狀,尺寸和表面粗糙度,這種加工方法稱為銼削。銼削加工操作簡便,工作范圍廣,多用于鏨削,鋸割之后。銼削可對工件上的平面、曲面,內(nèi)外圓弧、溝槽以及其它復(fù)雜表面進行加工。銼削最高加工精度可達IT7~IT8級,表面粗糙度可達Ra=0.8mm,可用于成形樣板、模具型腔以及部件,機器裝配時的工件修整,是鉗工主要操作方法之一。1.銼削操作(1)銼削的姿勢正確的銼削姿勢,能夠減輕疲勞,提高銼削質(zhì)量和效率。人站立的位置與鏨削時基本相同,只是左腿彎曲,右腿伸直,身體向前傾斜,重心落在左腿上。銼削時,兩腳站穩(wěn)不動,靠左膝的屈伸使身體作往復(fù)運動,手臂和身體的運動要互相配合,并要使銼刀的全長充分利用。開始銼削時身體要向前傾斜10°左右,左肘彎曲,右肘向后(圖6-23a)。銼刀推出三分之一行程時,身體向前傾斜約15°左右(圖6-23b),這時左腿稍6-23銼削動作彎曲,左肘稍直,右臂向前使銼刀推到三分之二行程時身體逐漸傾斜到18°左右(圖6-23c)。左腿繼續(xù)彎曲,左肘漸直,右臂向前使銼刀繼續(xù)推進,直到推盡,身體隨著銼刀的反作用退回到15°位置(圖6-23d)。行程結(jié)束后,把銼刀略為抬起,使身體與手回復(fù)到開始時的姿勢,如此反復(fù)。(2)銼削力的運用銼削時銼刀的平直運動是銼削的關(guān)鍵。銼削的力量有水平推力和直壓力兩種。推力主要由右手控制,其大小必須大于切削阻力才能銼去切屑,壓力是由兩手控制的,其律用是使銼齒深入金屬表面。由于銼刀兩端沖出工件的長度隨時都在變化,因此兩手壓力大小也必須隨著變化,使兩手的壓力對工件中心的力矩相等,這是保證銼刀子直運動的關(guān)鍵。方法是,隨著銼刀的推進,左手壓力應(yīng)由大而逐漸減小,右手的壓力則由小而逐漸增大,到中間時兩手壓力相等(圖6-24)。這也是銼削平面時要掌握的技術(shù)要領(lǐng)。只有這樣,才能使銼刀在工件的任意位置時,銼刀兩端壓力對工件中心的力矩保持平衡。否則,銼刀就不平衡,工件中間將會產(chǎn)生凸面或鼓形面。錘削時,對銼刀的總壓力不能太大,因為銼齒存屑空間有限壓力太大只能使銼刀磨損加快,但壓力也不能過小,過小銼刀打滑,達不到切削目的.一般是以在向前推進時手上有一種韌性感覺為適宜。銼削速度一般為每分鐘30~60次。太快,操作者容易疲勞,且銼齒易磨鈍,太慢,則切削效率太低。2.銼削方法(1)平面銼削平面銼削是最基本的銼削,常用的方法有三種,
①順向銼法(圖6-25a)銼刀沿著工件表面橫向或縱向移動,銼削平面可得到正
直的銼痕比較整齊美觀.適用于工件銼光、銼平或銼順銼紋。②交叉銼法(圖6-25b)是以交叉的兩方向順序?qū)ぜM行銼削。由于銼痕是交叉
的,容易判斷銼削表面的不平程度,因而也容易把表面銼平。交叉銼法去屑較快,
適用于平面的粗銼。③推銼法(圖6-25c)兩手對稱地握住銼刀,用兩大拇指推銼刀進行銼削.這種方法適用于較窄表面且已經(jīng)銼平、加工余量很小的情況下,來修正尺寸和減小表面粗糙度。2.圓弧面(曲面)的銼削①外圓弧面銼削銼刀要同時完成兩個運動。銼刀的前推運動和繞圓弧面中心的轉(zhuǎn)動。前推是完成銼削,轉(zhuǎn)動是保證銼出圓弧面形狀。常用的外圓弧面銼削方法有兩種:滾銼法(圖6-26a),是使銼刀順著圓弧面銼削,此圖6-28通孔的銼削法用于精銼外圓弧面,橫銼法(圖6-26b),是使銼刀橫著圓弧面銼削,此法用于粗銼外圓弧面或不能用滾銼法的情況下。②內(nèi)圓弧面銼削(圖6-27)銼刀要同時完成三個運動,銼刀的前推運動,銼刀的左右移動和銼刀自身的轉(zhuǎn)動。否則,銼不好內(nèi)圓弧面。3.通孔的銼削根據(jù)通孔的形狀、工件材料、加工余量,加工精度和表面粗糙度來選擇所需的銼刀。通孔的銼削方法見圖6-28。五、攻螺紋和套螺紋工件外圓柱表面上的螺紋稱為外螺紋,工件圓柱孔內(nèi)側(cè)面上的螺紋為內(nèi)螺紋。常用的三角形螺紋工件,其螺紋除采用機械加工外,還可以用鉗加工方法的攻螺紋和套螺紋獲得。攻螺紋(攻絲)是用絲錐加工出內(nèi)螺紋。套螺紋(套絲)是用板牙在圓桿上加工出外螺紋。1.攻螺紋(1)攻螺紋前鉆底孔直徑和深度的確定絲錐主要是切削金屬,但也有擠壓金屬的作用。加工塑性好的材料時,擠壓作用尤其顯著。因此攻螺紋前的底孔直徑(即鉆孔直徑)必須大于螺紋標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的螺紋內(nèi)徑。確定底孔鉆頭直徑d0的方法,可采
用查表法(見有關(guān)手冊資料)確定,或用下列經(jīng)驗公式計算:對鋼料及韌性金屬d0≈d-P
對鑄鐵及脆性金屬d0≈d-(1.05~1.1)P
式中d0—底孔直徑;D—螺紋公稱直徑;P—螺距。攻盲孔(不通孔)的螺紋時,因絲錐不能攻到底,所以孔的深度要大于螺紋長度,盲孔深度等于所需螺孔深度+0.7d(2)攻螺紋的操作方法先將螺紋鉆孔端面孔口倒角,以利于絲錐切入。開始時用頭錐攻螺紋,先旋入1~2圈,檢查絲錐是否與孔端面垂直(可用目測或直角尺在互相垂直的兩個方向檢查),然后繼續(xù)使鉸杠輕壓旋入。當(dāng)絲錐的切削部分已經(jīng)切人工件后,可只轉(zhuǎn)動而不加壓,每轉(zhuǎn)一圈應(yīng)反轉(zhuǎn)1/4圈,以便切屑斷落(圖6-29)。攻完頭錐再繼續(xù)攻二錐、三錐。每更換一錐,先要旋入1~2圈,扶正定位,再用鉸杠,以防亂扣。攻鋼料工件時,加機油潤滑可使螺紋光潔,并能延長絲錐使用壽命,對鑄鐵件,可加煤油潤滑。2.套螺紋(1)套螺紋前圓桿直徑的確定圓桿外徑太大,板牙難以套入。太小,套出的螺紋牙形不完整。因此,圓桿直徑應(yīng)稍小于螺紋公稱尺寸。計算圓桿直徑的經(jīng)驗公式為:圓桿直徑≈螺紋外徑—0.13P(2)套螺紋的操作方法套螺紋的圓桿端部應(yīng)倒角,使板牙容易對準(zhǔn)工件中心,同時也容易切入。工件伸出鉗口的長度,在不影響螺紋要求長度的前提下,應(yīng)盡量短些。套螺紋過程與攻螺紋相似(圖6-28b)。板牙端面應(yīng)與圓桿垂直,操作時用力要均勻。開始轉(zhuǎn)動板牙時,要稍加壓力,套入三四扣后,可只轉(zhuǎn)動不加壓,并經(jīng)輯反轉(zhuǎn),以便斷屑。六、刮削用刮刀在工件已加工表面上刮去一層很薄金屬的操作叫刮削。刮削時刮刀對工件既有切削作用,又有壓光作用。經(jīng)刮削的表面留下微淺刀痕,形成存油空隙,減少摩擦阻力,改善了表面質(zhì)量,降低了表面粗糙度,提高了工件的耐磨性,還能使工件表面美觀。刮削是一種精加工方法,常用于零件上互相配合的重要滑動表面,如機床導(dǎo)軌、滑動軸承等,以使其均勻接觸,在機械制造,工具、量具制造和修理工作中占有重要地位,得到廣泛的應(yīng)用。刮削的缺點是生產(chǎn)率低,勞動強度大。1.刮削質(zhì)量的檢驗根據(jù)刮削研點的多少、高低誤差、分布情況及粗糙度來確定刮削質(zhì)量。(1)刮削研點的檢查(圖6-31a)用邊長為25mm的方框來檢查,刮削精度以方框內(nèi)的研點數(shù)目來表示。(2)刮削面平面度、直線度的檢查(圖6-31b)機床導(dǎo)軌等較長的工件及大平面工件的平面度和直線度,可用水平儀進行檢查。(3)研點高低的誤差檢查(圖6-31c)可用百分表在平板上檢查。小工件可以固定百分表,移動工件,大工件則固定工件,移動百分表來檢查。2.平面刮削(1)刮削方式分挺刮式和手刮式兩種。①挺刮式(圖6-32a)將刮刀柄放在小腹右下側(cè),眶刀刃約80~100mm處雙手握住刀身,用腿部和臂部的力量使刮刀向前擠刮。當(dāng)刮刀開始向前擠時,雙手加壓力,在推擠中的瞬間,右手引導(dǎo)刮刀方向,左手控制刮削,到需要長度時,將刮刀提起。②手刮式(圖6-32b)右手握刀柄,左手握住刮刀于近頭部約50mm處,刮刀與刮削平2.刮削步驟(1)粗刮若工件表面比較粗糙、加工痕跡較深或表面嚴(yán)重生銹、不平或扭曲、刮削余量在0.05mm以上時,應(yīng)先粗刮。其特點是采用長刮刀,行程較長(10~15mm之間),刀痕較寬(10mm),刮刀痕跡順向,成片不重復(fù)。機械加工的刀痕刮除后,即可研點,并按顯出的高點刮削,當(dāng)工件表面研點每25×25mm2上為4~6點,并留有細(xì)刮加工余量時,可開始細(xì)刮。圖6-32平面刮削方式(2)細(xì)刮就是將粗刮后的高點刮去,其a)挺刮法b)手刮法特點是采用短刮法(刀痕寬約6mm,長5~lOmm),分散研點快。細(xì)刮時要朝著一定方向刮,刮完一遍,刮第二遍時要成45°或60°方向交叉刮網(wǎng)紋。當(dāng)平均研點每25×25mm2上為10~14點時,即可結(jié)束。(3)精刮在細(xì)刮的基礎(chǔ)上進行,采用小刮刀或帶圓弧的精刮刀,刀痕寬約4mm。車平面研點每25×25mm2上達20~25點。用于檢驗工具、精密導(dǎo)軌面、精密工具接觸面的刮削。(4)刮花刮花的作用一是美觀,二是有積存潤滑油的功能。一般常見的花紋有:斜花紋、燕形花紋和魚鱗花紋等。此外還可通過觀察原花紋的完整和消失的情況來判斷平面工作后的磨損程度。3.曲面刮削對于要求較高的某些滑動軸承的軸瓦通過刮削,可以得到良好的配合。刮削軸瓦時用三角刮刀。研點子的方法是,在軸上涂上顯示劑(常用藍(lán)油),然后與軸瓦配研。曲面刮削原理和平面刮削一樣,只是曲面刮削使用的刀具和掌握刀具的方法和平面刮削有所不同,如圖6-33所示。刮削還常用于修飾加工,在外露的加工表面上刮出斜向方塊花紋、魚鱗花紋、半月花紋和燕子花紋等,以增加機械設(shè)備的美觀。七、研磨研磨是常用的光整加工方法,研磨一般在零件精加工后進行,通過研磨可使零件尺寸達到極高的精度和低的表面粗糙度。且研磨的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,故研磨在高精度零件和要求精密配合的偶件加工中,是一種有效的方法,如用于液壓閥、油泵柱塞、精密量規(guī)和量塊零件的最終加工。研磨可用于外圓研磨、內(nèi)孔研磨和平面研磨。1.外圓研磨外圓研磨是用研具和磨料從工件表面磨去一層極薄的金屬,經(jīng)過研磨后外圓表面的粗糙度Ra值可達0.1~0.008μm,尺寸公差等級可達IT5~IT3,形狀精度亦相應(yīng)提高,如圓度誤差最小可達0.001mm。因為研磨是在外圓經(jīng)過磨削或精車基礎(chǔ)對工件進行微量切削,研磨過程中工件與研具的接觸有很大的隨機性,可使高點相互修整,逐步消除誤差。手工研磨可通過檢測工件,有針對性的變動研磨位置,掌握研磨時間,有效地控制質(zhì)量。研磨工具研磨外圓時常用的工具如圖6-34所示。粗研套孔內(nèi)有油槽可儲存研磨劑,精研套孔內(nèi)無油槽。研磨時工件可以夾持在車床卡盤或用兩頂尖支承,作低速旋轉(zhuǎn)。研具套在工件上,研具與工件之間加入研磨劑,然后用手推動研具作往復(fù)運動(手工研磨)。研具材料的硬度應(yīng)比工件材料低,以便磨料嵌入研具表面,較好地發(fā)揮切削作用。材料組織耍均勻,應(yīng)有一定的耐磨性,以便保持研具原有的幾何形狀,獲得良好的研磨精度。最常用的研具材料為鑄鐵。研磨劑由磨料和研磨液混合而成。磨料常用氧化鋁和碳化硅的極細(xì)磨粒或微粉,粗研磨料的粒度用240~W14,精研用W14~W5。研磨液可用煤油、植物油或煤油加機2.研磨方法研磨有手工研磨和機械研磨兩種方式。手工研磨手工研磨外圓一般在車床上進行(圖6-35),多用于單件小批生產(chǎn)中。
工件和研磨環(huán)之間涂上研磨劑,工件由車床主軸帶動旋轉(zhuǎn)(υ=25~50m/
min),研磨環(huán)由手扶持作軸向往復(fù)移動。研磨過程中要經(jīng)常檢測工件,直至合格為
止。為了得到良好的表面質(zhì)量,軸向移動速度應(yīng)使網(wǎng)紋大致成45°。
研磨余量一般為0.005~0.02mm,必要時可分為粗研和精研。手工研磨生產(chǎn)率低,但不需要復(fù)雜或高精度的設(shè)備,方法簡便可靠,容易保證加工質(zhì)量,是一種應(yīng)用比機械研磨圖6-36為研磨機研磨滾柱的外圓。工件置于上下研磨盤之間的隔離板空格中,上研磨盤通過加壓桿對工件加壓,下研磨盤旋轉(zhuǎn),即可進行研磨。隔離板由偏心軸帶動旋轉(zhuǎn),使工件得到既轉(zhuǎn)動又滑動的復(fù)圖6-36研磨機研磨滾柱外圓雜且不重復(fù)的運動軌跡,從而獲得較高的精度和極低的粗糙度。機械研磨一般用于大批大量生產(chǎn)中,研磨的工件形狀受到一定限制。3.內(nèi)孔研磨研磨孔是常用的一種光整加工,需在精鏜、精鉸或精磨之后進行。研磨后,孔的尺寸公差等級可提高到IT6~IT4,粗糙度Ra值可減小到0.1~0.008μm,圓度和圓柱度亦可相應(yīng)提高。研磨孔所用的研具材料、研磨劑、研磨余量等均與研磨外圓類似。套類零件孔的研磨方法,如圖6-37所示。圖中的研具為可調(diào)式研磨棒,由錐度心棒與研套組成。擰動兩端的螺母,即可在一定范圍內(nèi)調(diào)整直徑大小。研套上的槽和缺口,為在調(diào)整時研套能均勻地張開或收縮,并為存貯研磨劑。研磨前,套上工件,將研磨棒安裝在車床上,涂上研磨劑,調(diào)整研磨棒直徑使其對工件有適當(dāng)?shù)膲毫?,即可進行研磨。研磨時,研磨棒旋轉(zhuǎn),手握工件往復(fù)移動。固定式研磨棒多用于單件生產(chǎn)。帶槽研磨棒圖(6-38a)便于存貯研磨劑,用于粗研。光滑研磨棒(圖6-38b)一般用于精研。殼體或缸筒類零件的大孔,需要研磨時可在鉆床或改裝的簡易設(shè)備上進行,由研磨棒同時作旋轉(zhuǎn)運動和軸向移動。但研磨棒與機床主軸需成浮動聯(lián)接。否則,研磨棒軸線與孔軸線發(fā)生偏斜時,將造成孔形誤差。4.平面研磨研磨也是平面的光整加工方法之一,一般在磨削之后進行。研磨后兩平面之間的尺寸公差等級可達IT5~IT3,粗糙度Ra值可達0.1~0.008bμm,直線度可達0.005mm/m。小型平面研磨可減小平行度誤差。平面研磨主要用于加工小型精密平板、平尺、塊規(guī)以及其他精密零件的平面。單件小批生產(chǎn)中常用手工研磨(圖6-39),研磨劑涂在研磨平板上,手持工件以“8”字形作研磨運動,也可作直線往復(fù)運動。研磨一定時間后應(yīng)將工件調(diào)轉(zhuǎn)90°或180°,以防止工件傾斜。對于兩面平行度要求較高的零件,可在較厚的部位加大壓力,加長研磨時間,以求磨去較多的金屬,直至合格為止。如工件較大而被研的平面較小或如方孔、狹縫等表面無法在乎板上研磨,可手持研磨工具進行研磨。八、機器裝配按規(guī)定的技術(shù)要求將若干個合格的零件組合成部件,或?qū)⑷舾蓚€零件和部件組合成機器的工藝過程稱為裝配。裝配是機器制造中的最后一道工序,它是保證機器達到各項技術(shù)要求的關(guān)鍵。一臺機器的性能好壞在很大程度上決定于裝配水平和精度的高低。因此裝配工作對產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性的作用。1.裝配的組合形式任何一臺機器都可以分解為若干零件,組件和部件。零件是機器的最基本單
元。組件由若干零件組合而成,如車床床頭箱中的一根傳動軸,就是由軸、齒輪、鍵等零件裝配而成的組件。部件是由若干零件和組件安裝在另一基礎(chǔ)零件上而構(gòu)成,如車床床頭箱、進給箱等都是部件。把部件、組件、零件連結(jié)組合而成為整臺機器的操作過程,稱為總裝配。裝配中所有零件按加工的來源不同,可分為:自制件(在本廠制造),如:床身、箱體,軸、齒輪等,標(biāo)準(zhǔn)件(在標(biāo)準(zhǔn)件廠訂購),如:螺釘、螺母、墊圈、銷、軸承、密封圈等,外購件(由其他工廠協(xié)作加工),如:電氣元(零)件等。按所起的功能作用分為:機體(床身),傳動件(齒輪、軸),緊固件(螺釘、螺母)、密封件(密封圈)。2.裝配時連接的種類和裝配方法(1)裝配時連接的種類按照部件或零件連接方式的不同,連接可分為固定連接與活動連接兩類。在零件相互之間沒有相對運動;零件相互之間在工作情況下可按規(guī)定的要求作相對運動。裝配時連接的種類見表6-1。表6-1裝配時連接的種類固定連接活動連接可拆卸的不可拆卸的可拆卸的不可拆卸曲螺紋、鍵、楔、銷等鉚接、焊接、壓合、膠合、熱壓等軸與軸承、絲桿與螺母、柱塞與套筒任何活動連接的鉚合頭(2)裝配方法為了保證機器的工作性能和精度,達到零件和部件相互配合的要求,根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)條件和生產(chǎn)批量不同,常用的裝配方法有4種。①完全互換法裝配精度由零件制造精度保證,在同類零件中,任取一個,不經(jīng)修配即可裝入部件中,并能達到規(guī)定的裝配要求。完全互換法裝配的特點是裝配操作簡單,生產(chǎn)效率高,有利于組織裝配流水線和專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)。但當(dāng)部件的裝配精度要求較高時,會造成零件的加工精度要求極高,制造費用較大,故只完全互換法適用于成組件數(shù)少、精度要求不高的場合。②調(diào)整法裝配過程中調(diào)整一個或幾個零件的位置,以消除零件積累誤差,達到裝配要求,如用不同尺寸的可換墊片(圖6-40a)、襯套(圖6-40b)、可調(diào)節(jié)螺母或螺釘,鑲條等進行調(diào)整。調(diào)整法只靠調(diào)整就能達到裝配精度,并可以定期調(diào)整,容易恢復(fù)配合精度,對于容易磨損需要改變配合間隙的結(jié)構(gòu)極圖6-40調(diào)整法控制間隙③選配法(不完全互換法)是將零件的制造公差適當(dāng)放寬,然后選取其中尺寸相當(dāng)?shù)牧慵M行裝配,以達到配合要求。選配法裝配最大的特點是既提高了裝配精度,又不增加零件制造費用。但此法裝配時間較長,有時可能造成半成品和零件的堆積。選配法用于成批或大量生產(chǎn)裝配精度高、配合件的組成數(shù)少,又不便于采用調(diào)整法裝配的情況。④修配法當(dāng)裝配精度要求較高,采用完全互換不夠經(jīng)濟時,常用修正某個配合零件的方法來達到規(guī)定的裝配精度。如圖6-41所示的車床兩頂尖要求等高,制造時將尾座高度A1的尺寸略高于機床主軸中心高A3的尺寸,裝配時靠修刮尾架底座來達到精度要求。修配法雖然使裝配工作復(fù)雜化和增加了裝配時間,但在加工零件時可適當(dāng)降低其加工精度,不需要采用高精度的設(shè)備,節(jié)省了機械加工時間,從而使產(chǎn)品成本降低。適于單件、批生產(chǎn)成成批生產(chǎn)精度高的產(chǎn)品。3.裝配單元系統(tǒng)圖(1)裝配單元零件是組成機器(或產(chǎn)品)的最小單元。它的特征是沒有任何相互連接。部件是由兩個或兩個以上零件,以各種不同的方式連接而成的裝配單元,它的特征是能夠單獨進行裝配??梢詥为氝M行裝配的部件稱為裝配單元。(2)裝配單元系統(tǒng)圖表示裝配單元裝配先后順序的圖稱為裝配單元系統(tǒng)圖。圖6-42為某減速器低速軸的裝配示意圖。它的裝配過程可用裝配單元系統(tǒng)圖來表示,圖6-43。由裝配單元系統(tǒng)圖可以清楚地看出成品的裝配過程,裝配時所有零件、組件的名稱、編號和數(shù)量,并可以根據(jù)它編寫裝配工序。因此,裝配單元系統(tǒng)圖可起到指導(dǎo)和組織裝配工作的作用。4.典型裝配方法1.螺紋連接裝配螺紋連接是現(xiàn)代機械制造中應(yīng)用最廣泛的一種形式。它具有裝拆、更換方便,宜于多次裝拆等優(yōu)點。普通的螺紋連接裝配形式見圖6-44。裝配螺紋連接的技術(shù)要求是:獲得規(guī)定的預(yù)緊力,螺母、螺釘不產(chǎn)生偏斜和歪曲,防松裝置可靠等。裝配螺釘和螺母一般是用扳手。常用的扳手有活扳手,專用扳手和特殊扳手。圖6-44螺紋連接的形式a)六角頭螺栓b)雙頭螺栓c)六角頭螺釘d)圓柱頭螺釘e)沉頭螺釘f)半圓頭螺釘g)緊定螺釘裝配一組螺紋連接時,應(yīng)遵守一定的擰緊順序,做到分次、對稱、逐步地旋緊。以防旋緊力不一致,造成個別螺母(釘)過載而降低裝配精度。成組螺母旋緊次序見圖6-45。對于在變載荷和振動條件下工作的螺紋連接,必須采用防松保險裝置。圖6-46所示為螺紋連接防松保險方法。2.滾動軸承的裝配滾動軸承的裝配,多數(shù)為較小的過盈配合,裝配時可采用手錘或油壓機壓入。將軸承壓到軸頸上時,要施力于軸承內(nèi)環(huán)端面上(圖6-47a),壓到座孔內(nèi)時,要施力于軸承外環(huán)端面上(圖6-47b),當(dāng)同時壓到軸頸和座孔內(nèi)時,壓入工具(套筒)要同時頂住軸承內(nèi)外環(huán)的端面壓入(圖6-47c)。上述三種情況都需要通過對套筒施力后才能達到裝配要求。這種方法使裝配件受力均勻,不會歪斜,且工效高。如果沒有專用套筒,也可以采用手錘、銅棒沿著零件四周對稱、均勻地敲入,達到裝配目的(圖6-48)。圖6-48用手錘、銅棒裝配滾珠軸承a)錘擊方法b)把軸承裝在軸上c)同把軸承裝在孔內(nèi)當(dāng)軸承與軸為較大過盈配合時,可采用將軸承放到80℃~90℃的機油中預(yù)熱,然后趁熱裝配,可得到滿意的裝配效果。3.對拆卸工作的要求(1)機器拆卸工作,應(yīng)按其結(jié)構(gòu)的不同預(yù)先考慮操作程序,以免先后倒置,或貪圖省事猛拆猛敲,造成零件的損傷或變形。(2)拆卸的順序應(yīng)與裝配的順序相反,一般應(yīng)先拆外部附件,然后按總成、部件進行拆卸。在拆卸部件或組件時,應(yīng)按從外部到內(nèi)部、從上部到下部的順序,依次拆卸。(3)拆卸時,使用的工具必須保證對合格零件不會造成損傷。應(yīng)盡可能使用專門工具,如各種頂拔器、整體扳手等。嚴(yán)禁用手錘直接在零件的工作表面上敲擊。(4)拆卸時,螺紋零件的旋松方向(左,右螺旋)必須辨別清楚。(5)拆下的部件和零件必須有次序、有規(guī)則地放好,并按原來結(jié)構(gòu)套在一起,上作上記號,以免搞亂。(6)對絲杠,長軸類零件必須用繩索將其吊起,以防彎曲變形和碰傷。第二節(jié)機械加工知識一、鉆孔,擴孔和鉸孔各種零件上的孔加工,除去一部分由車,鏜,銑等機床完成外,很大一部分是由鉗工利用各種鉆床和鉆孔工具完成的。鉗工加工孔的方法一般是指鉆孔、擴孔和鉸孔。(一)鉆孔用鉆頭在工件實體部位加工孔稱為鉆孔。鉆孔屬于粗加工,鉆孔的加工精度一般在IT11~IT14級,表面粗糙度為Ra值為50~12.5μm左右。一般情況下,孔加工刀具(鉆頭)應(yīng)同時完成兩個運動,如圖6-49所示。1是主運動,即刀具繞軸線的旋轉(zhuǎn)運動(切削運動),2是輔助運動,即刀具沿著軸線方向?qū)χぜ闹本€運動(進給運動)。1.鉆床常用的鉆床有臺式鉆床、立式鉆床,搖臂鉆床三種。手電鉆也是常用的鉆孔工具。(1)臺式鉆床簡稱臺鉆,是一種放在工作臺上使用的小型鉆床。臺鉆重量輕,移動方便,轉(zhuǎn)速高(最低轉(zhuǎn)速在400r/min以上),且轉(zhuǎn)速調(diào)整方便。適于加工小型零件上直徑≤13mm的小孔。主軸進給是手動的。(2)立式鉆床簡稱立鉆。這類鉆床的規(guī)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,因而允許采用較高的切削用量,生產(chǎn)效率較高,加工精度也較高。主軸的轉(zhuǎn)速和走刀量變化范圍大,而且可以自動走刀,可以適應(yīng)不同的刀具進行鉆孔、擴孔,锪孔、鉸孔、攻螺紋等多種加工。立鉆適用于單件、小批量生產(chǎn)中加工中、小型零件。(3)搖臂鉆床這類鉆床機構(gòu)完善,它有一個能繞立柱旋轉(zhuǎn)的搖臂,搖臂帶主軸箱可沿立柱垂直移動,同時主軸箱還能在搖臂上作橫向移動。由于結(jié)構(gòu)上的這些特點,操作時能很方便地調(diào)整刀具位置,以對準(zhǔn)被加工孔的中心,而不需移動工件來進行加工。此外,主軸轉(zhuǎn)速范圍和走刀量范圍很大,因此適用于笨重,大工件及多孔工件的加工。(4)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(yīng)用比較廣泛。2.鉆頭鉆頭是鉆孔用的主要刀具,一般用高速鋼制造,工作部分經(jīng)熱處理淬
硬至HRC62~65。鉆頭一般由柄部、頸部及工作部分組成(圖6-50)。
(1)柄部是鉆頭的夾持部分,起傳遞動力的作用,有直柄和錐柄兩種。直柄傳
遞扭較小,一般用在直徑小于12mm的鉆頭,錐柄可傳遞較大扭矩,用在直徑大于
12mm的鉆頭。錐柄頂部是扁尾。(2)頸部是在制造鉆頭時砂輪磨削的退刀槽,同時也將柄部和工作部分分開,鉆頭直徑、材料,廠標(biāo)一般也刻在頸部。(3)工作部分包括導(dǎo)向部分與切削部分。(4)導(dǎo)向部分兩條對稱的螺旋槽,用來形成切削刃和前角,同時排除切屑和輸
送切削液。整個導(dǎo)向部分也是切削部分的后備部分。有兩條狹長的、螺旋形的、高
出齒背約0.5~lmm的棱邊(刃帶),可以減少鉆頭與孔壁間的摩擦。
(5)切削部分有兩個切主削刃,兩個副切削刃和一個橫刃,如圖6-51。兩條對稱的螺旋槽是切屑流經(jīng)的表面,為前刀面;與工件切削表面(即孔底)相對的端部兩曲面為主后刀面;前刀面與主后刀面的交線為主切削刃,擔(dān)負(fù)主要切削作用;前刀面與副后刀面的交線為副切削刃,起修光孔壁的作用。兩個主后刀面的交線稱為橫刃。麻花鉆頂角2φ是兩個主切削刃之間的夾圖6-52鉆夾頭及鉆套a)鉆夾頭b)鉆套角,一般取118°±2°。主切削刃上各點的前角、后角是變化的,外緣處前角約為30°,鉆心處的前角約為0°,橫刃的前角為-54°~-60°,結(jié)切削十分不利。同時由于鉆頭長、鉆芯細(xì)、剛性差,兩條棱邊的導(dǎo)向作用差,也給鉆削帶來不利影響。3.鉆孔用的夾具主要包括鉆頭夾具和工件夾具兩種。(1)鉆頭夾具常用的有鉆夾頭和鉆套(圖6-52)。鉆夾頭適用于裝夾直柄鉆頭。其柄部是莫氏錐柄,可以與鉆床主軸內(nèi)錐孔配合安裝,頭部三個夾爪有同時張開或合攏的功能,鉆頭的裝夾與拆卸都很方便。鉆套,又稱過渡套筒,用于裝夾錐柄鉆頭。由于錐柄鉆頭柄部的錐度與鉆床主軸內(nèi)錐孔不一致,為使其配合安裝,把鉆套作為錐體過渡件。錐套一端錐孔接鉆頭錐柄,另一端外錐面接鉆床主軸內(nèi)錐孔。鉆套依其內(nèi)外錐錐度的不同分為5個號(1~5),例如,2號鉆套其內(nèi)錐孔為2號莫氏錐度,外錐面為3號莫氏錐度??筛鶕?jù)鉆頭錐柄和鉆床主軸內(nèi)錐孔錐度來選用。(2)工件夾具應(yīng)根據(jù)鉆孔直徑和工件形狀來合理使用工件夾具。裝夾工件要牢固可靠,但又不能將工件夾得過緊而損傷工件,或使工件變形影響鉆孔質(zhì)量。常用的夾具有手虎鉗、平口鉗、V形鐵和壓板等。對于薄壁工件和小工件,常用手虎鉗夾持(圖6-53a);平口鉗用于中小型平整工件的夾持(圖6-53b);對于軸或套筒類工件可用V形鐵夾持(圖6-53c)并和壓板配合使用;對不適于用虎鉗夾緊,或要鉆大直徑孔的工件,可用壓板、螺栓直接固定在鉆床工作臺上(圖6-53d)在成批和大量生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用專用的鉆模夾具。應(yīng)用鉆模鉆孔時,可免去劃線工作,提高生產(chǎn)效率,鉆孔精度可提高一級,粗糙度也有所減小。4.鉆孔操作(1)切削用量的選擇鉆孔切削用量是指鉆頭的切削速度、進給量和切削深度的總稱。切削用量愈大,單位時間內(nèi)切除金屬愈多,生產(chǎn)效率愈高。但切削用量受到鉆床功率、鉆頭強度,鉆頭耐用度,工件精度等許多因素的限制,不能任意提高.因此,合理選擇切削用量直接關(guān)系到鉆孔生產(chǎn)率、鉆孔質(zhì)量和鉆頭的壽命。通過分析可知:對鉆孔生產(chǎn)率的影響,切削速度和進給量是相同的,對鉆頭耐用度的影響,切削速度比進給量大,對鉆孔粗糙度的影響,進給量比切削速度大。綜上所述可知,鉆孔時選擇切削用量的基本原則是,在允許范圍內(nèi),盡量先選較大的進給量,當(dāng)進給量受孔表面粗糙度和鉆頭剛度的限制時,再考慮較大的切削速度。鉆孔實踐中已積累了大量的有關(guān)選擇切削用量的經(jīng)驗,并經(jīng)過科學(xué)總結(jié)制成了切削用量表,供鉆孔時使用。(2)操作方法操作方法的正確與否,直接影響鉆孔的質(zhì)量和操作安全。按劃線位置鉆孔工件上的孔徑圓和檢查圓均需打上樣沖眼作為加工界線,中心眼應(yīng)打大一些。鉆孔時先用鉆頭在孔的中心锪一小窩(約占孔徑的1/4左右),檢查小窩與所劃圓是否同心。鉆通孔在孔將被鉆透時,進刀量要減小,變自動進刀為手動進刀,避免鉆頭在鉆穿的瞬間抖動,出現(xiàn)“啃刀”現(xiàn)象,影響加工質(zhì)量,損壞鉆頭,甚至發(fā)生事故。鉆盲孔(不通孔)要注意掌握鉆孔深度,以免將孔鉆深出現(xiàn)質(zhì)量事故??刂沏@孔深度的方法有,調(diào)整好鉆床上深度標(biāo)尺擋塊,安置控制長度量具或用粉筆作標(biāo)記。鉆深孔當(dāng)孔深超過孔徑3倍時,即為深孔。鉆深孔時要經(jīng)常退出鉆頭及時排屑和冷卻,否則容易造成切屑堵塞或使鉆頭切削部分過熱磨損甚至折斷,并影響孔的加工質(zhì)量。鉆大孔直徑(D)超過30mm的孔應(yīng)分兩次鉆。第一次用(0.5~0.7)D的鉆頭先鉆,然后再用所需直徑的鉆頭將孔擴大到所要求的直徑。分兩次鉆削,即有利于提高鉆頭的壽命,也有利于提高鉆孔質(zhì)量。鉆削時的冷卻潤滑鉆削鋼件時,為降低粗糙度多使用機油作冷卻潤滑液(切削液)鐵件則用煤油。(二)擴孔和鉸孔1.?dāng)U孔擴孔是用擴孔鉆對已鉆的孔作進一步加工,以擴大孔徑并提高孔的精度和降低表面粗糙度。其加工精度一般為IT9~ITl0級,表面粗糙度月Ra為3.2~6.3μm。擴孔可作為要求不高的孔的最終加工,也可作為精加工(如鉸孔)前的預(yù)加工。擴孔加工余量為0.5~4mm。一般用麻花鉆作擴孔鉆。在擴孔精度要求較高或生產(chǎn)批量較大時,還采用專用擴孔鉆擴孔。擴孔鉆和麻花鉆相似,所不同的是它有3~4條切削刃,但無橫刃,其頂端是平的,螺旋槽較淺,故鉆芯粗實、剛性好,不易變形,導(dǎo)向性能好。由于切削平穩(wěn),經(jīng)擴孔后能提高孔的加工質(zhì)量,圖6-54所示為擴孔鉆及用擴孔鉆擴孔時的情形。2.鉸孔鉸孔是在半精加工(擴孔或半精鏜孔)基礎(chǔ)上進行的一種精加工方法。鉸孔的加工精度可高達IT8~IT7級,表面粗糙度Ra為0.4~0.8μm。鉸刀是多刃切削刀具,有6~12個切削刃,鉸孔時導(dǎo)向性好。由于刀齒的齒槽很淺,鉸刀的橫截面大,因此剛性好。鉸刀按使用方法分為手用和機用兩種,按所鉸孔的形狀分為圓柱形和圓錐形兩種(圖6-55)。鉸孔因余量很小,而且切削刃的前角γ=0°,所以鉸削實際上是修刮過程。特別是手工鉸孔時,切削速度很低,不會受到切削熱和振動的影響,故鉸孔是對孔進行精加工的一種方法。鉸孔時鉸刀不能倒轉(zhuǎn),否則,切屑會卡在孔壁和切削刃之間,而使孔壁劃傷或切削刃崩裂,如采用冷卻潤滑液,孔壁表面粗糙度將更小。二、車削加工在車床上對軸類、盤類、套類和各種回轉(zhuǎn)類零件進行的加工稱為車削。車削加工是機械加工中最常見的方法之一,車床也是工廠中所占比例最大的機床。(一)車削加工工藝特點1.工藝范圍很廣可車內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、車端面、切槽、切斷、車螺紋、繞彈簧、鉆中心孔、鉆孔、鉸孔等工作,在車床上如果裝上一些附件和夾具,還可以進行鏜削、磨削、研磨、拋光等,所能加工零件的共同特點是都帶有旋轉(zhuǎn)表面。車削的基本加工內(nèi)容見圖6-56。2.生產(chǎn)率高車削加工時,工件的旋轉(zhuǎn)主運動一般說來不受慣性力的限制,加工過程中工件與車刀始終相接觸,基本上無沖擊現(xiàn)象,因此可采用很高的切削速度。另外,車刀刀桿的伸出長度可以很短,刀桿的尺寸又可以足夠大,可選很大的背吃刀量和進給量。由于車削加工可選大的切削用量,故生產(chǎn)率很高。圖6-56車削加工范圍3.車削加工精度范圍大根據(jù)零件的使用要求,車削加工可以獲得低精度、中等精度和相當(dāng)高的加工精度,在臥式車床上,粗車鍛件、鑄件時達到經(jīng)濟精度IT11~ITl3,Ra12.5~50μm;精車時可達到經(jīng)濟精度IT7~IT8,表面粗糙度Ra0.8~1.6μm。在高精度車床上,采用鎢鈦鉭類硬質(zhì)合金、立方氮化硼刀片,同時采用高切削速度(160m/min或更高),小的背吃刀量(0.03~0.05mm)和小的進給量(0.02~0.2mm/r),進行精細(xì)車,可以獲得很高的精度和很小的表面粗糙度,大型精確外圓表面常用精細(xì)車代替磨削。在數(shù)控車床上加工時,能夠完成很多臥式車床難以完成,或者根本不能加工的復(fù)雜型面的零件加工??梢垣@得很高的加工精度,而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)率高,比臥式車床可提高生產(chǎn)率2~3倍,尤其對某些復(fù)雜零件的加工,生產(chǎn)率可提高十幾倍甚至幾十倍,大大減輕了工人的勞動強度。4.高速細(xì)車是加工小型有色金屬零件的主要方法當(dāng)用砂輪對有色金屬零件進行磨削時,往往磨屑糊住了砂輪,使磨削很難進行,而在高精度車床上,用金剛石刀具進行切削,可以獲得尺寸公差等級IT6~IT5,表面粗糙度Ra1.0~0.1μm,甚至還能達到接近鏡面的效果。5.生產(chǎn)成本低車刀結(jié)構(gòu)簡單,刃磨和安裝都很方便,另外,許多車床夾具已經(jīng)作為車床附件生產(chǎn),可以滿足一般零件的裝夾要求,生產(chǎn)準(zhǔn)備時間短,車削加工與其它加工相比,生產(chǎn)成本較低。(二)車床車床的種類很多,按其用途和結(jié)構(gòu)不同,主要可分為臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀半自動車床、仿形車床及仿形半自動車床、單軸自動車床、多軸自動車床及多軸半自動車床等。此外,還有各種專門化車床,如凸輪軸車床、鏟齒車床、曲軸車床、高精度絲杠車床、車輪車床等。其中以普通臥式車床應(yīng)用最為廣泛1.臥式車床圖6-57為CA6140型臥式車床外觀圖。該車床的主要組成部件如下:1)主軸箱主軸箱3固定在床身10的左端。其內(nèi)裝有主軸和變速、變向等機構(gòu),由電動機經(jīng)變速機構(gòu)帶動主軸旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)主運動,并獲得所需轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向,主軸前端可安裝三爪自定心、四爪單動卡盤等夾具,用以裝夾工件。2)進給箱進給箱2固定在床身10的左前側(cè)面,它的功用是改變被加工螺紋的導(dǎo)程或機動進給的進給量。3)溜板箱溜板箱14固定在床鞍4的底部。其功用是將進給箱傳來的運動傳遞給刀架,使刀架實現(xiàn)縱向進給、橫向進給、快速移動或車螺紋。在溜板箱上裝有各種手柄及按鈕,可以方便地操作機床。4)床鞍床鞍4位于床身10的中部,其上裝有中滑板5、回轉(zhuǎn)盤7、小滑板8和刀架6,可使刀具做縱、橫式斜向進給運動。5)尾座尾座9安裝于床身10的尾座導(dǎo)軌上。其上的套筒可安裝頂尖,也可安裝各種孔加工刀具,用來支承工件或?qū)ぜM行孔加工。搖動手輪可使套筒移動,以實現(xiàn)刀具的縱向進給,尾座可沿床身頂面的一組導(dǎo)軌(尾座導(dǎo)軌)作縱向調(diào)整移動,然后夾緊在所需的位置上。以適應(yīng)不同長度的工件的需要。尾座還可以相對其底座沿橫向調(diào)整位置,以車削較長且錐度較小的外圓錐面。6)床身床身10固定在左床腿1和右床腿11上。床身是車床的基本支承件。車床的各個主要部件均安裝于床身上,并保持各部件間具有準(zhǔn)確的相對位置。2.其它常見車床簡介(1)馬鞍車床馬鞍車床是普通車床基型品種的一種變型車床。它和普通車床的主要區(qū)別在于,馬鞍車床在靠近主軸箱一端裝有一段形似馬鞍的可卸導(dǎo)軌。卸去馬鞍導(dǎo)軌可使加工工件的最大直徑增大,從而擴大加工工件直徑的范圍。但由于馬鞍經(jīng)常裝卸,其工作精度、剛度都有所下降。所以,這種機床主要用在設(shè)備較少的單件小批生產(chǎn)的小工廠及修理車間。(2)立式車床立式車床主要用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對較小,且形狀比較復(fù)雜的大型或重型零件,是汽輪機、重型電機、石油、礦山冶金等重型機械制造廠不可缺少的加工設(shè)備,在一般機械廠使用也比較普遍。立式車床結(jié)構(gòu)的主要特點是
主軸垂直布置,并有一個直徑很大的圓工作臺供安裝工件用。工作臺面處于水平位置,故笨重工件的裝夾、校正都比較方便。立式車床分單柱式和雙柱式兩類。(三)車刀車刀結(jié)構(gòu)簡單,是應(yīng)用最廣的一種刀具。車刀的種類很多,按用途不同可分為外圓車刀、端面車刀、螺紋車刀、鏜孔刀和切斷刀等。各種車刀的加工情況如圖6-58所示。按車刀的結(jié)構(gòu)不同,又可分為整體式、焊接式、機夾式、可轉(zhuǎn)位和成形車刀等,如圖6-59所示。目前隨著數(shù)控車床在生產(chǎn)中的大量使用,出現(xiàn)了各種數(shù)控車床專用車刀。(四)、車削加工方法1.外圓車削外圓車削是車削工作中最常見、最普通的一種加工。(1)車外圓常用的車刀有:90°車刀一般用來車削工件的外圓和階臺,因為它的主偏角較大,車外圓產(chǎn)生的徑向力小,不易將軸類零件頂彎,也能用來車削端面。45°彎頭車刀用于倒角、車端面、車外圓。75°車刀,刀頭強度高,耐用度好,常用于粗車外圓、端面。(2)工件的裝夾在四爪單動卡盤上裝夾工件四爪單動卡盤夾緊力大,但找正比較費時。所以適用于裝夾大型或形狀不規(guī)則的工件。在三爪自定心卡盤上裝夾工件三爪自定心卡盤能自定中心,裝夾工件的效率比四爪單動卡盤高,但夾緊力沒有四爪單動卡盤大,適用于裝夾中小型規(guī)則零件。三爪自定心卡盤一般有正反兩副卡爪或一副正反都可用的卡爪,各卡爪都有編號,安裝時應(yīng)按順序進行。必須注意,用正爪裝夾工件時,工件直徑不能太大,卡爪伸出卡盤圓周一般不超過卡爪長度的1/3,否則卡爪與平面螺紋嚙合很少,受力時容易使卡爪上的螺紋碎裂而發(fā)生事故,所以,裝大件時盡量用反爪。在頂尖間裝夾工件對于較長的或必須經(jīng)過多次裝夾才能加工好的工件,如長軸、長絲杠等。為了保證每次裝夾時的裝夾精度,可用兩頂尖裝夾。這種方法裝夾方便,不需找正,精度高。用一夾一頂裝夾工件用二頂尖裝夾工件雖然精度較高,但頂尖與工件的接觸面小,剛性較差,因此,車削一般軸類零件,尤其是較重工件,不能用兩頂尖裝夾,而采用一端用三爪或四爪卡盤夾住,另一端用后頂尖頂住的裝夾方法。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移,必須在卡盤內(nèi)裝一限位支承,或利用工件臺階做限位,這種裝夾方法比較安全,能承受較大軸向力,應(yīng)用廣泛。后頂尖有死頂尖和活頂尖兩種,死頂尖只適用于低速加工精度要求較高的工件?;铐敿鈱㈨敿馀c工件中心孔之間的滑動摩擦改成頂尖內(nèi)部軸承的滾動摩擦,能在很高的轉(zhuǎn)速下正常工作,因此應(yīng)用廣泛。但活頂尖存在一定裝配累積誤差,以及當(dāng)滾動軸承磨損后會使頂尖產(chǎn)生徑向跳動,從而降低了加工精度。(3)軸類零件車削①粗車a)粗車切削用量選擇粗車應(yīng)在充分發(fā)揮刀具和機床性能情況下,背吃刀量盡可能取得大些,最好在一次加工行程中車完粗車余量,通常背吃刀量3~12mm,進給量0.3~1.5mm/r,對于中碳鋼取Vc=50~70m/min,對于鑄鐵取Vc=40~60m/min。b)粗車前,必須檢查車床各部分間隙,并進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,以充分發(fā)揮機床的效能,此外摩擦離合器及主軸箱傳動帶的松緊也要適當(dāng)調(diào)整,以免在車削中由于負(fù)荷過大而發(fā)生悶車現(xiàn)象。c)粗車鍛件和鑄件時,因為表層較硬或有型砂等,為減少車刀磨損先將工件倒一個角,然后選擇較大的背吃刀量。d)工件必須裝夾牢固,在切削過程中隨時注意檢查,以防工件移位。e)車削時看清圖樣,為精車留夠余量,控制好尺寸。②精車a)精車時的切削用量如果采用高速精車,可用硬質(zhì)合金刀具,高的切削速度(Vc>120m/min)和小的進給量(f<0.2mm/r),和較小的背吃刀量;也可用低速精車,即采用高速鋼寬刃車刀,較低速度,較小的背吃刀量和適當(dāng)大的進給量。b)用試切法控制尺寸單件小批量生產(chǎn)時,試切法是獲得尺寸精度的常用方法。由于中滑板絲杠和螺母的螺距及刻度盤的刻度均有一定的誤差,只按刻度盤定切深,難以保證精度。因此,需要通過試切來準(zhǔn)確控制尺寸。此外,試切也可防止進錯刻度而造成廢品。2.圓錐面的車削圓錐面加工是一項難加工的工作,它除了對尺寸精度、形位精度和表面粗糙度有要求外,還有角度或錐度精度要求。對于要求較高的圓錐面,要用圓錐量規(guī)進行涂色法檢驗,以接觸面大小評定其精度。在車床上加工圓錐面常用以下三種方法:小滑扳轉(zhuǎn)位法小滑板轉(zhuǎn)位法,當(dāng)內(nèi)、外錐面的圓錐角為α?xí)r,將小刀架扳轉(zhuǎn)α/2即可加工。此法操作簡單,可加工任意錐角的內(nèi)、外圓錐面。但它只能手動進給,加工長度較短。尾座偏移法尾座偏移法,只能加工軸類零件或者安裝在心軸上的盤套類零件的錐面。將工件或心軸安裝在前、后頂尖之間,把后頂尖向前或向后偏移一定距離S,使工件回轉(zhuǎn)軸線與車床主軸軸線的夾角等于圓錐斜角α/2,即可自動走刀車削。這種方法只適宜加工長度較長、錐度較小、精度要求不高的工件,而且不能加工內(nèi)錐面。批量生產(chǎn)時可采用靠模法。錐度車削有條件時可采用數(shù)控車床車削,數(shù)控車床可非常方便地實現(xiàn)各種錐度、回轉(zhuǎn)曲面的車削。二、銑削加工銑削加工是以銑刀的旋轉(zhuǎn)運動為主運動,進給運動可根據(jù)加工要求,由工件在相互垂直的三個方向中,作某一方向的運動來實現(xiàn)。在少數(shù)銑床上,進給運動也可以是工件的回轉(zhuǎn)或曲線運動。根據(jù)工件的形狀和尺寸,工件和銑刀可在相互垂直的三個方向上作位置調(diào)整。(一)銑削特點及工藝范圍1.銑削的特點銑削時,由于銑刀是旋轉(zhuǎn)的多齒刀具,每個銑刀刀齒的不斷地切入和切出工件,屬子斷續(xù)切削,使刀齒和工件受到周期性沖擊,切削力發(fā)生波動,因此易產(chǎn)生沖擊和振動。另一方面,因刀具的散熱條件好,可以提高切削速度,故生產(chǎn)率較高。銑刀的種類很多,銑削的加工范圍也很廣。2.銑削工藝范圍銑削主要用于加工各種平面,如水平平面、垂直平面及斜面,此外還常用于銑削加工直槽、臺階、T形槽、鍵槽等,利用萬能分度頭還可以進行分度件的加工,有時工件上孔的鉆孔、鏜孔加工,也可以在銑床上進行。常見的銑削加工如圖6-60所示。銑削加工的工件尺寸公差等級一般為IT7~IT9級,表面粗糙度為Ra=1.6~6.3μm。(二)銑床銑床的種類很多,最常用的是臥式銑床和立式銑床,此外還有龍門銑床、工具銑床、鍵槽銑床、螺紋銑床等各種專用銑床。近年來又出現(xiàn)了數(shù)控銑床和銑削加工中心,進一擴大了銑削加工的工藝范圍。如圖6-61所示為X62W臥式萬能銑床,各部分組成和作用如下:(1)床身床身用來固定和支承銑床上所有的部件,電動機、主軸變速機構(gòu)、主軸等安裝在它的內(nèi)部。(2)橫梁上面裝有吊架,用以支承刀桿外伸,增加刀桿的剛性。橫梁可沿床身的水平導(dǎo)軌移動,以調(diào)整其伸出的長度。(3)主軸銑床的主軸是空心的軸,前端內(nèi)孔為7:24的精密錐孔,用以安裝刀柄并帶動銑刀旋轉(zhuǎn)。(4)縱向工作臺上面有T形槽,用以安裝銑削夾具或直接裝夾工件,下面通過螺母與絲杠螺紋連接,可在轉(zhuǎn)臺的導(dǎo)軌上縱向移動,側(cè)面有固定擋鐵,以實觀機床的機動縱向進給。(5)轉(zhuǎn)臺上面有水平導(dǎo)軌,供工作臺縱向移動,下面與橫向工作臺用螺栓連接,松開螺栓,可使縱向工作臺在水平圖6-61臥式萬能升降臺銑床1-底座;2-床身;3-懸梁;4-主軸;5-刀桿支架;6-平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)—個角度(最大為±45°),獲得斜向移動,以便加工螺旋工件。工作臺;7-回轉(zhuǎn)盤;8-床鞍;9-升降臺(6)橫向工作臺位于升降臺上面的水平導(dǎo)軌上,可帶動縱向工作臺作橫向移動,用以調(diào)整工件與銑刀之間的橫向位置或獲得橫向進給。(7)升降臺可使整個工作臺沿床身的垂直導(dǎo)軌上下移動,以調(diào)整工作臺面到銑刀的距離,并可作垂直進給。帶轉(zhuǎn)臺的臥式銑床稱為萬能臥式銑床,不帶轉(zhuǎn)臺即不能扳轉(zhuǎn)角度的銑床稱為臥式銑床。立式銑床立銑與臥銑的主要區(qū)別是立銑床的主軸與工作臺面垂直。同時立式銑床的頭架還可以在垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)一定的角度,以便銑削斜面。立銑床主要使用端銑刀加工平面,還可以加工鍵槽、T形槽、燕尾槽等。三軸聯(lián)動的立式數(shù)控銑床可銑削各種復(fù)雜的曲面零件,在模具加工行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。(三)銑刀1.銑刀的種類通用規(guī)格的銑刀已標(biāo)準(zhǔn)化,一般均由專業(yè)工具廠生產(chǎn)。銑刀種類很多,按用途分類,常用銑刀有如下幾種:(1)圓柱銑刀如圖6-62所示。螺旋形切削刃分布在圓柱表面,沒有副切削刃,主要用于臥式銑床上銑平面。螺旋形的刀齒切削時是逐漸切人和脫離工件的,其切削過程比較平穩(wěn),一般適用于加工寬度小于銑刀長度的狹長平面。一般圓柱銑刀都用高速鋼制成整體式,根據(jù)加工要求不同有粗齒、細(xì)齒之分,粗齒的容屑槽大,用于粗加工,細(xì)齒的容屑槽小,圓柱銑刀外徑較大時,常制成鑲齒式。用于半精加工。(2)面銑刀如圖6-63所示。其切削刃位于圓柱的端頭,圓柱或圓柱面上的刃口為主切削刃,端面刀刃為副切削刃。銑削時,銑刀的軸線垂直于被加工表面,適用于在立銑床上加工平面。用面銑刀加工平面,同時參加切削的刀齒較多,又有副切削刃的修光作用,故加工表面的粗糙度值較小,因此,可以用較大的切削用量,大平面銑削時都采用面銑刀銑削,生產(chǎn)率較高。小直徑面銑刀用高速鋼做成整體式,大直徑的面銑刀是在刀體上裝焊接式硬質(zhì)合金刀頭,或采用機械夾固式可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片。(3)立銑刀相當(dāng)于帶柄的、在軸端有副切削刃的小直徑圓柱銑刀,因此,即可作圓柱銑刀用,又可以利用端部的副切削刃起面銑刀的作用。各種立銑刀如圖6-64所示,它以柄部裝夾在立銑頭主軸中,可以銑削窄平面、直角臺階、平底槽等,應(yīng)用十分廣泛。另外,還有粗齒大螺旋角立銑刀、玉米銑刀、硬質(zhì)合金波形刃立銑刀等,它們的直徑較大,可以采用大的進給量,生產(chǎn)效率很高。圖6-65三面刃銑刀(4)三面刃銑刀也稱盤銑刀,如圖6-65所示。a)直齒b)交錯齒c)鑲齒由于在刀體的圓周上及兩側(cè)環(huán)形端面上均有刀刃,所以稱為三面刃銑刀。它主要用在臥式銑床上加工臺階面和一端或兩端貫通的淺溝槽。三面刃銑刀的圓周刀刃為主切削刃,側(cè)面刀刃是副切削刃,只對加工側(cè)面起修光作用。三面刃銑刀有直齒和交錯齒兩種,交錯齒三面刃銑刀能改善兩側(cè)的切削性能,有利于溝槽的切削加工。直徑較大的三面刃銑刀常采用鑲齒結(jié)構(gòu),直徑較小的往往用高速鋼制成整體式。(5)鋸片銑刀如圖6-66所示。它本身很薄,只在圓周上有刀齒,主要用于切斷工件和在工件上銑狹槽。為避免夾刀,其厚度由邊緣向中心減薄,使兩側(cè)形成副偏角。還有一種切口銑刀,它的結(jié)構(gòu)與鋸片銑刀相同,只是外徑比鋸片銑刀小,齒數(shù)更多,適用于在較薄的工件上銑狹窄的切口。(6)鍵槽銑刀如圖6-67所示,主要用來銑軸上的鍵槽。它的外形與立銑刀相似,不同的是它在圓周上只有兩個螺旋刀齒,其端面刀齒的刀刃延伸至中,因此在銑兩端不通的鍵槽時,可以作適量的軸向進給。還有一種半圓鍵槽銑刀,專用于銑軸上的半圓鍵槽。除以上幾種銑刀外,還有角度銑刀、成形銑刀、T形槽銑刀、燕尾槽銑刀、仿形銑用的指狀銑刀等,它們統(tǒng)稱為特種銑刀,如圖6-68所示。2.銑刀的安裝(1)帶孔銑刀的安裝帶孔銑刀中的圓柱銑刀和三面刃等圓盤形銑刀,常用長刀桿安裝,如圖6-69所示。帶孔銑刀中的端銑刀常用短刀桿安裝,如圖6-70所示。
(2)帶柄銑刀的安裝錐柄銑刀的安裝如圖6-71所示。銑床主軸的內(nèi)錐孔一般為7:24,它與銑刀柄的外錐結(jié)合,銑刀柄的內(nèi)錐為莫氏4#錐孔,銑刀的錐柄一般也為標(biāo)準(zhǔn)的莫氏錐度,分為莫氏2#、3#、4#。安裝銑刀時根據(jù)銑刀的錐柄大小,選擇合適的變徑套,將各配合表面擦凈,然后用拉桿將銑刀和變徑套一起拉緊在主軸上。圖6-70裝面銑刀用的刀軸a))帶槽口刀軸b)凸緣端面帶槽刀軸直柄銑刀的安裝如圖6-72所示,安裝時先將專用的彈簧夾頭裝于銑床主軸中,銑刀的直柄插入彈簧套內(nèi),旋緊螺母壓緊彈簧套的端面,使彈簧套的外錐面受壓而孔徑縮小,從而夾緊直柄銑刀。(四)銑削加工方法如前所述,在銑床上可以加工多種表面,銑削時工藝變化多,方法靈活。就銑削方式可分為以下幾種:1.周銑和端銑用銑刀的圓周刀齒進行切削的稱為周銑;用銑刀的端面齒加工垂直銑刀軸線的表面稱為端銑。如圖6-73所示。周銑對被加工表面的適應(yīng)性較強,不但適于銑狹長的平面,還能銑削臺階面、溝槽和成形表面等。周銑時,由于同時參加切削的刀齒數(shù)較少,切削過程中切削力變化較大,銑削的平穩(wěn)性較差;刀齒剛剛切削時,切削厚度為零,刀尖與工件表面強烈摩擦(用圓柱銑刀逆銑),降低了刀具的耐用度。周銑時,只有圓周刀刃進行銑削,已加工表面實際上是由無數(shù)淺的圓溝組成,表面粗糙度較大。端銑時,同時參加切削的刀齒數(shù)較多,銑削過程中切削力變化比較小,銑削比較平穩(wěn);端銑的刀齒剛剛切削時,切削厚度雖小,但不等于零,這就可以減輕刀尖與工件表面強烈摩擦,可以提高刀具的耐用度。端銑有副刀刃參加切削,當(dāng)副偏角較小時;對加工表面有修光作用,使加工質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高。在大平面的銑削中,大多采用端銑。2.順銑和逆銑銑床在進行切削加工時,進給方向與銑削力F的水平分力Fx方向相反,稱為逆銑;進給方向與銑削力F的水平分力Fx方向相同,稱為順銑,如圖6-74所示。順銑和逆銑的切削過程有不同特點,現(xiàn)以周銑分析它們的區(qū)別。(1)銑削厚度的變化逆銑時刀齒的切削厚度是由薄到厚,開始時側(cè)吃刀量幾乎等于零,刀齒不能立刻切人工件,而是在已加工表面上滑行,待側(cè)吃刀量達到一定數(shù)值時,才真正切人工件。由于刀齒滑行時對已加工表面的擠壓作用,使工件表面的硬化現(xiàn)象嚴(yán)重,影響了表面質(zhì)量,也使刀齒的磨損加劇。順銑時刀齒的切削厚度則是從厚到薄,沒有上述缺點,但刀齒切人工件時的沖擊力較大,尤其工件待加工表面是毛坯或者有硬皮時,更加顯著。(2)切削力方向的影響,逆銑時作用于工件上的垂直切削分力FZ向上,有將工件從工作臺上挑起的趨勢,影響工件的夾緊,銑薄工件時影響更大。順銑時作用于工件上的垂直切削分力FZ向下,將工件壓向工作臺,對工件的夾緊有利。逆銑時工件受到的水平分力Fx與進給方向相反,絲杠與螺母的傳動工作面始終接觸,由螺紋副推動工作臺運動。順銑時工件受到水平分力Fx與進給方向相同。一般情況是主運動的速度v大于進給速度vf,因此水平分力Fx有使接觸的螺紋傳動面分離的趨勢,當(dāng)銑刀切到材料上的硬點或因圖6-75不對稱、對稱端銑a)不對稱順銑b)不對稱逆銑c)對稱銑切削厚度變化等原因,引起水平分力蘆Fx增大,超過工作臺進給摩擦阻力時,原是螺紋副推動的運動形式變成了由銑刀帶動工作臺竄動的運動形式,引起進給量突然增加。這種竄動現(xiàn)象不但會引起“啃刀”損壞加工表面,嚴(yán)重時還會使刀齒折斷、刀桿彎曲或使工件與夾具移位,甚至損壞機床。使用有順銑機構(gòu)的銑床,就不會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。綜上所述,若切削用量較小,工件表面沒有硬皮,銑床有間隙調(diào)整機構(gòu),采用順銑宜。3.不對稱端銑和對稱端銑端銑時,根據(jù)面銑刀與工件相對位置的不同,可分為對稱端銑、不對稱順銑和不對稱逆銑,如圖6-75所示。(1)不對稱順銑當(dāng)面銑刀軸線偏置于銑削弧長對稱中心的一側(cè),且順銑部分大于逆銑部分,這種銑削方式稱為不對稱順銑,如圖6-75a所示。這種銑削方式的特點是刀齒以最大的切削厚度切人,而以最小的切削厚度切出。它適合于加工不銹鋼等中等強度和高塑性的材料。這種銑削方式可以減少逆銑時刀齒在工件表面上的滑行、擠壓現(xiàn)象和加工表面的冷硬程度,有利于提高刀具的耐用度。在其它條件一定時,只要偏置距離選取合適,刀具耐用度可比對稱端銑提高兩倍。2)不對稱逆銑當(dāng)面銑刀軸線偏置于銑削弧長對稱中心一側(cè),且逆銑部分大于順銑部分時,這種銑削方式稱為不對稱逆銑,如圖6-75b所示。這種銑削方式的特點是刀齒以最小的切削厚度切人,又以最大的切削厚度切出。這樣,切人時沖擊較小,適用于端銑普通碳鋼和高強度低碳合金鋼。這種銑削方式其刀具耐用度比對稱端銑可提高一倍以上。此外,由于刀齒接觸角較大;同時參加切削的刀齒較多,切削力變化小,切削過程較平穩(wěn),加工表面粗糙度值較小。3)對稱端銑銑削過程中,面銑刀軸線始終位于銑削弧長的對稱中心位置,順銑部分等于逆銑部分,這種銑削方式稱為對稱端銑,姐圖6-75c所示。采用這種銑削方式時,由于銑刀直徑大于銑削寬度,刀齒切入和切出工件時切削厚度均大于零,這樣可以避免下一個刀齒在前一個刀齒切過的冷硬層上切削,有利于提高刀具的耐用度。一般端銑多用這種銑削方式,尤其適用于銑削淬硬鋼。三、刨削加工在刨床上用刨刀加工工件的方法稱為刨削,它是金屬切削加工中常用的方法之一。(一)刨削加工工藝特點1.刨削特點刨削的主運動為直線往復(fù)運動,工作行程速度慢,回程速度快又不切削,因此刀具在切入和切出時產(chǎn)生沖擊和振動,限制了切削速度的提高。又由于回程不切削,增加了輔助時間。刨削用的刨刀屬于單刃刀具,一個表面往往要經(jīng)過多次行程才能加工出來,基本工藝時間較長。所以,刨削的生產(chǎn)率一般低于銑削,但對于窄長表面的加工,在龍門刨床上采用多刀(或多件裝夾)加工時,刨削的生產(chǎn)率可能高于銑削。刨床的結(jié)構(gòu)比車床和銑床簡單,調(diào)整和操作簡便,加工成本低.刨刀與車刀基本相
同,形狀簡單,制造、刃磨、安裝方便。因此刨削的通用性好。2.刨削的加工范圍刨削主要用于加工平面,如水平面、垂直面、斜面,還可以加工槽類零件,如直槽、T形槽、燕尾槽等。牛頭刨床裝上夾具還可以加工齒輪、齒條等成形表面。由于刨削的工藝特點,刨削常用于單件小批生產(chǎn)。圖6-76所示為刨削的加工范圍。(二)刨床刨床可分為牛頭刨床和龍門刨床兩大類,牛頭刨床主要加工較小的零件表面,而龍門刨床主要加工較大的箱體、支架、床身等零件表面。1.牛頭刨床的組成部分牛頭刨床主要由床身、滑枕、刀架工作臺、橫梁等部分組成,如圖6-77a所示。(1)床身用來支承和連接刨床的各部件。床身的頂面導(dǎo)軌供滑枕作往復(fù)運動,側(cè)面導(dǎo)軌供工作臺升降。床身內(nèi)部裝有齒輪變速機構(gòu)和擺桿機構(gòu),通過通過調(diào)整機構(gòu)可改變滑枕的往復(fù)運動速度和行程長度。(2)滑枕主要用來帶動刨刀作直線往復(fù)運動(即:主運動),前端裝有刀架,其內(nèi)部裝有絲杠螺母傳動裝置,可用以改變滑枕的往復(fù)行程位置。(3)刀架如圖6-77b所示,用以夾持刨刀。搖動刀架進給手柄,滑板便可沿轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌移動,帶動刨刀上下作進刀或退刀。松開轉(zhuǎn)盤上的螺母,將轉(zhuǎn)盤扳轉(zhuǎn)一定角度后,可使刀架作斜向進給。滑板還裝有可偏轉(zhuǎn)的刀座(又稱刀盒)。抬刀板可以繞刀座的A軸向上轉(zhuǎn)動。刨刀安裝在刀夾上,在回程時,可繞A軸自由上抬,減少了刀具與工件的摩擦。(4)工作臺是用來安裝工件的,臺面上的T形槽可穿入螺栓來裝夾工件或夾具。工作臺可隨橫梁在床身的垂直導(dǎo)軌上作上下調(diào)整,同時可在橫梁的水平導(dǎo)軌上作水平方向移動或間歇的進給運動。2.龍門刨床和插床(1)龍門刨床龍門刨床與牛頭刨床不同,它的框架因呈“龍門”形狀而得名,龍門刨床的運動特點是:主運動為工作臺(工件)的往復(fù)直線運動,進給運動刨削時,工件裝夾在工作臺上作往復(fù)運動。刀架帶動刀具沿橫梁導(dǎo)軌作橫向移動,可刨削工件的水平面,立柱上的側(cè)刀架帶動刀具沿立柱導(dǎo)軌垂直移動,可刨削工件的垂直面,刀架還可以扳轉(zhuǎn)一定角度作斜向移動,可刨削斜面,橫梁還可以沿立柱導(dǎo)軌上、下升降,以調(diào)整刀具和工件的相對位置。龍門刨床主要用來加工床身、機座、箱體等零件的平面,即可以加工較大的長而窄的平面,又可以同時加工多個中小型零件的小平面。(2)插床插床實際上是一種立式牛頭刨床,它的結(jié)構(gòu)及工作原理與牛頭刨床基本相同。所不同的是:插床的滑枕在垂直方向上作往復(fù)直線運動。工作臺由下拖板、上拖板及圓形工作臺三部分組成。下拖板作橫向進給移動,上拖板作縱向進給移動,圓形工作臺可帶動工件回轉(zhuǎn)。插床主要用于工件內(nèi)表面的加工,如方孔、長方孔、多邊形孔及孔內(nèi)鍵槽等。(三)刨刀1.刨刀的特點刨刀的幾何參數(shù)與車刀相似。但由手刨削屬于斷續(xù)切削,刨刀切人時,會受到較大的沖擊力,所以一般刨刀刀體的橫截面比車刀大1.25~1.5倍。平面刨刀的幾何角度如圖6-78所示,通常前角γo=0°~25°,后角αo=3°~8°,主偏角
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