第4章 機(jī)械加工方法及設(shè)備

第一節(jié)金屬切削機(jī)床根本知識(shí)

一、對(duì)金屬切削機(jī)床的根本要求1.機(jī)床的性能方面〔1〕工藝范圍是指機(jī)床順應(yīng)不同加工要求的才干。通用機(jī)床公用機(jī)床〔2〕加工精度機(jī)床的加工精度是指該機(jī)床加工零件外表的實(shí)踐幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的符合程度，如：零件加工外表的尺寸、外形、位置及粗糙度。〔3〕消費(fèi)效率及自動(dòng)化程度消費(fèi)效率即是單位時(shí)間內(nèi)機(jī)床所能加工的工件數(shù)量。全自動(dòng)半自動(dòng)普通機(jī)床〔4〕人機(jī)順應(yīng)性人機(jī)順應(yīng)性的根本要求是可靠、平安和溫馨。

2.機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性方面機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性包括兩方面：機(jī)床制造廠的經(jīng)濟(jì)效益機(jī)床運(yùn)用廠的經(jīng)濟(jì)效益機(jī)床種類系列化、零部件通用化和規(guī)范化是消費(fèi)和運(yùn)用機(jī)床的一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)措施。二、金屬切削機(jī)床的分類〔1〕按機(jī)床的加工性能分類車床C鉆床Z銑床X鏜床T磨床M齒輪加工機(jī)床Y拉床L螺紋加工機(jī)床S鋸床G刨插床B其他機(jī)床Q〔2〕按機(jī)床的通用性分類1〕通用機(jī)床2〕專門化機(jī)床3〕公用機(jī)床〔3〕按機(jī)床的自動(dòng)化程度分類1〕手動(dòng)機(jī)床2〕機(jī)動(dòng)機(jī)床3〕半自動(dòng)機(jī)床4〕全自動(dòng)機(jī)床〔4〕按機(jī)床的任務(wù)精度分類1〕普通精度機(jī)床2〕精細(xì)機(jī)床3〕高精度機(jī)床

〔5〕按機(jī)床的主要任務(wù)部件數(shù)目精度分類1〕單刀機(jī)床2〕多刀機(jī)床3〕單軸機(jī)床4〕多軸機(jī)床

〔6〕按機(jī)床的分量和尺寸分類1〕儀表機(jī)床2〕中型機(jī)床3〕大型機(jī)床4〕重型機(jī)床5〕超大型機(jī)床

〔7〕按加工過程的控制方式分類1〕普通機(jī)床2〕數(shù)控機(jī)床3〕加工中心4〕柔性制造單元

三、金屬切削機(jī)床型號(hào)的編制1.機(jī)床的技術(shù)參數(shù)及其構(gòu)造尺寸系列機(jī)床的技術(shù)參數(shù)是表示機(jī)床尺寸大小及加工才干的各種數(shù)據(jù)。機(jī)床的技術(shù)參數(shù)包括：主參數(shù)第二主參數(shù)主要任務(wù)部件的構(gòu)造尺寸〔如任務(wù)臺(tái)面〕主要任務(wù)部件的挪動(dòng)行程范圍各種運(yùn)動(dòng)的速度范圍和級(jí)數(shù)電機(jī)功率機(jī)床輪廓尺寸

主參數(shù)：機(jī)床主參數(shù)是表示機(jī)床規(guī)格大小的一種參數(shù)，它直接反響出機(jī)床的加工才干的大小。

2.機(jī)床型號(hào)機(jī)床型號(hào)是用來闡明機(jī)床的類型、通用特性、構(gòu)造特性、主要技術(shù)參數(shù)等。類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨插床拉床特種加工機(jī)床鋸床其他機(jī)床代號(hào)CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉電割其1)機(jī)床類別的劃分及其代號(hào)機(jī)床的類別用漢語(yǔ)拼音大寫字母表示，類別代號(hào)及其讀音如表所示：分類代號(hào)用數(shù)字表示，只需磨床才有。2)機(jī)床組、系的劃分機(jī)床的組別和系別代號(hào)用兩位數(shù)字表示。每類機(jī)床按其構(gòu)造性能及運(yùn)用范圍劃分為10組，用數(shù)字0-9表示。系的劃分原那么是：主參數(shù)一樣，并按一定公比陳列，工件和刀具本身的及相對(duì)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)根本一樣，且根本構(gòu)造及規(guī)劃型式一樣的機(jī)床，即劃為同一系。詳見規(guī)范JB1838-85。3)機(jī)床的主參數(shù)和第二主參數(shù)主參數(shù)：主參數(shù)是反映機(jī)床最大任務(wù)才干的一個(gè)主要參數(shù)，它直接影響機(jī)床的其他參數(shù)和根本構(gòu)造的大小。主參數(shù)普通是以機(jī)床加工的最大工件尺寸或與此有關(guān)的機(jī)床部件尺寸來表示。第二主參數(shù)：普通是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長(zhǎng)度、任務(wù)臺(tái)任務(wù)面長(zhǎng)度等。4)通用性、構(gòu)造性代號(hào)表示機(jī)床所具有的特殊性能。當(dāng)某類型機(jī)床除有普通型外，還具有如下表所列的某種通用特性，那么在類別代號(hào)之后加上相應(yīng)的特性代號(hào)。通用特性高精度精密自動(dòng)半自動(dòng)數(shù)控加工中心仿形輕型加重型簡(jiǎn)式柔性加工數(shù)顯高速代號(hào)GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控?fù)Q仿輕重簡(jiǎn)柔顯速5、機(jī)床艱苦改良順序號(hào)：當(dāng)機(jī)床的性能及構(gòu)造規(guī)劃有艱苦改良，并按新產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)、試制和鑒定時(shí)，在原機(jī)床型號(hào)的尾部，加艱苦改良順序號(hào)，以區(qū)別于原機(jī)床型號(hào)。序號(hào)按A，B，C……字母的順序選用。CA6140C：類別代號(hào)〔床類〕A：構(gòu)造性代號(hào)〔A構(gòu)造〕6：組別代號(hào)〔臥式車床組〕1：系別代號(hào)〔普通車床系〕40：主參數(shù)代號(hào)〔床身上最大回轉(zhuǎn)直徑400mm〕THM6350/JCST：類別代號(hào)〔鏜床類〕H：構(gòu)造性代號(hào)〔加工中心〕M：通用特性代號(hào)〔精細(xì)〕6：組別代號(hào)〔臥式銑鏜床組〕3：系別代號(hào)〔臥式銑鏜床系〕50：主參數(shù)代號(hào)〔任務(wù)臺(tái)面寬度500mm〕JCS：企業(yè)代號(hào)〔北京機(jī)床研討所〕Z3040X46/S2Z：類別代號(hào)〔鉆床類〕3：組別代號(hào)〔搖臂鉆床組〕0：系別代號(hào)〔搖臂鉆床系〕40：主參數(shù)代號(hào)〔最大鉆孔直徑40mm〕X46:第二主參數(shù)〔最大跨距1600mm〕S2：企業(yè)代號(hào)〔沈陽(yáng)第二機(jī)床廠〕

MM7132AM：類別代號(hào)〔磨床類〕M：通用特性代號(hào)〔精細(xì)〕7：組別代號(hào)〔平面及端面磨床組〕1：系別代號(hào)〔臥軸矩臺(tái)平面磨床系〕32：主參數(shù)代號(hào)〔任務(wù)臺(tái)面寬度320mm〕A：艱苦改良順序號(hào)〔第一次艱苦改良〕第二節(jié)外圓車削下面以CA6140普通臥式車床為例，引見車床的功能和運(yùn)動(dòng)。一、車床的用途和分類1.用途主要用于加工各種回轉(zhuǎn)外表和回轉(zhuǎn)體的端面，有些車床還能加工螺紋。CA6140車床的功能2.車床的分類1〕臥式車床及落地車床2〕回輪車床及轉(zhuǎn)塔車床3〕立式車床4〕仿形車床及多刀車床5〕單軸自動(dòng)車床6〕多軸自動(dòng)、半自動(dòng)車床3.CA6140車床的運(yùn)動(dòng)1〕車床的外表成型運(yùn)動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)2〕CA6140車床的組成a)執(zhí)行件：通常為電動(dòng)機(jī)，包括交流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。b)動(dòng)力源：機(jī)床上直接夾持刀具或工件并實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)的零部件，如主軸、刀架、任務(wù)臺(tái)等。c)傳動(dòng)安裝：把動(dòng)力源的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)按要求傳送給執(zhí)行件或?qū)⑦\(yùn)動(dòng)由—個(gè)執(zhí)行件傳送到另一執(zhí)行件的零部件，如齒輪、絲杠螺母、液壓傳動(dòng)件等。惻蓋主軸箱尾座床身卡盤齒條小刀架拖板方刀架溜板箱床鞍接盤左床腿操作手柄進(jìn)給箱光桿絲桿右床腿支配桿操作手柄二、CA6140臥式車床的傳動(dòng)系統(tǒng)什么是機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖？機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖是表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)傳送關(guān)系的表示圖。(一)機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)1．機(jī)床上常用的傳動(dòng)副及其傳動(dòng)關(guān)系(1)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)是利用傳動(dòng)帶與帶輪之間的摩擦作用，將自動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到從動(dòng)帶輪帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)；軸間間隔較大；構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造和維護(hù)方便；過載時(shí)打滑，不致引起機(jī)器損壞。但帶傳動(dòng)不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，并且摩擦損失大，傳動(dòng)效率較低。(2)齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)是目前機(jī)床中運(yùn)用最多的一種傳動(dòng)方式。齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，可傳送較大的圓周力，傳動(dòng)效率高。缺陷是制造比較復(fù)雜，當(dāng)精度不高時(shí)傳動(dòng)不平穩(wěn)，有噪聲(3)蝸桿傳動(dòng)蝸桿為自動(dòng)件，將其轉(zhuǎn)動(dòng)傳給蝸輪。這種傳動(dòng)方式只能是蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)，反之那么不能夠。蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得較大的降速比(由于k比z小很多)，而且傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪聲，構(gòu)造緊湊。但傳動(dòng)效率低，需求有良好的光滑條件。(4)齒輪齒條傳動(dòng)假設(shè)齒輪按箭頭所指方向旋轉(zhuǎn)，那么齒條向左作直線挪動(dòng)，其挪動(dòng)速度為齒輪齒條傳動(dòng)可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)(齒輪為自動(dòng))，也可以將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(齒條為自動(dòng))。齒輪齒條傳動(dòng)的效率較高，但制造精度不高時(shí)傳動(dòng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性較差。2.傳動(dòng)鏈及其傳動(dòng)比傳動(dòng)鏈?zhǔn)侵笇?shí)現(xiàn)從首端件向末端件傳送運(yùn)動(dòng)的一系列傳動(dòng)件的總和，它是由假設(shè)干傳動(dòng)副按一定方法依次組合起來的為了便于分析傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)關(guān)系，把各種傳動(dòng)件進(jìn)展簡(jiǎn)化，并規(guī)定了一些簡(jiǎn)圖符號(hào)(表2—1)來表示各種傳動(dòng)件。3.機(jī)床常用的變速機(jī)構(gòu)變換機(jī)床轉(zhuǎn)速的主要安裝是機(jī)床的齒輪箱。齒輪箱中的變速機(jī)構(gòu)是由一些根本的機(jī)構(gòu)組成的。(1)滑動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)(圖2—12a)帶長(zhǎng)鍵的從動(dòng)軸Ⅱ上，裝有三聯(lián)滑動(dòng)齒輪(z2、z4和z6)。經(jīng)過手柄可使它分別與固定在自動(dòng)軸I上的齒輪z1、z3和z5相嚙合、軸Ⅱ可得到三種轉(zhuǎn)速.(2)離合器式齒輪變速機(jī)構(gòu)(圖2—12b)從動(dòng)軸Ⅱ兩端套有齒輪z2和z4它們可以分別與固定在自動(dòng)軸I上的齒輪z1和z3相嚙合。軸Ⅱ的中部帶有鍵3，并裝有牙嵌式離合器4。當(dāng)由手柄5左移或右移離合器時(shí)，可使離合器的爪1或爪2與齒輪z或z4相咬合，軸Ⅱ可得到兩種不同的轉(zhuǎn)速4.臥式車床傳動(dòng)簡(jiǎn)介圖2—13為C616型(相當(dāng)于新編型號(hào)C6132)臥式車床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，它用規(guī)定的簡(jiǎn)圖符號(hào)表示出整個(gè)機(jī)床的傳動(dòng)鏈。圖中各傳動(dòng)件按照運(yùn)動(dòng)傳送的先后順序，以展開圖的方式畫出來。傳動(dòng)系統(tǒng)圖只能表示傳動(dòng)關(guān)系，而不能代表各傳動(dòng)件的實(shí)踐尺寸和空間位置。圖中：羅馬數(shù)字表示傳動(dòng)軸的編號(hào)，阿拉伯?dāng)?shù)字表示齒輪齒數(shù)或帶輪直徑，字母M表示離合器等。5.機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)的組成機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)主要由以下幾部分組成：(1)定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有固定傳動(dòng)比或固定傳動(dòng)關(guān)系的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如前面引見的幾種常用的傳動(dòng)副。(2)變速機(jī)構(gòu)改動(dòng)機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)速度的機(jī)構(gòu)。例如，圖2—13中變速箱的軸Ⅰ一Ⅱ一Ⅲ間采用的為滑動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)，主軸箱中軸Ⅳ一V一Ⅵ間采用的為離合器式齒輪變速機(jī)構(gòu)等?！?〕換向機(jī)構(gòu)變換機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)方向的機(jī)構(gòu)。為了滿足加工的不通需求〔例如車螺紋時(shí)刀具的進(jìn)給和前往，車右旋螺紋和左旋螺紋等〕，機(jī)床的主傳動(dòng)部件和進(jìn)給傳動(dòng)部件往往需求正、反向的運(yùn)動(dòng)。機(jī)床運(yùn)動(dòng)的換向，可以直接利用電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)〔例如C616車床主軸的反轉(zhuǎn)〕，也可以利用齒輪換向機(jī)構(gòu)〔例如圖2-13主軸箱中Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ軸間的換向齒輪〕等。〔4〕支配機(jī)構(gòu)用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件變速、換向、啟動(dòng)、停頓、制動(dòng)及調(diào)整的機(jī)構(gòu)。機(jī)床上常見的支配機(jī)構(gòu)包括手柄、手輪、杠桿、凸輪、齒輪齒條、拔叉、滑塊及按鈕等?！?〕箱體及其他安裝箱體用以支承和銜接各機(jī)構(gòu)，并保證它們相互位置的精度。為了保證傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的正常任務(wù)，還要設(shè)有開停安裝、制動(dòng)安裝、光滑與密封安裝等。6.機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)缺陷機(jī)械傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比較，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1)傳動(dòng)比準(zhǔn)確，適用于定比傳動(dòng)；(2)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，并能傳送較大的扭矩；(3)缺點(diǎn)容易發(fā)現(xiàn)，便于維修。(二〕C6140傳動(dòng)系統(tǒng)1.主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈1〕主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)道路2〕主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和轉(zhuǎn)速值1〕主軸轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)平衡式為：n主＝n電d/D〔1-ε)u12u23u36主軸最高轉(zhuǎn)速為：n主＝1450×130/230〔1-0.02)56/38×39/41×63/50≈1400r/min主軸最低轉(zhuǎn)速為：n主＝1450×130/230〔1-0.02)51/43×22/58×20/80×20/80×26/58≈10r/min2〕主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)正轉(zhuǎn)時(shí)2×3×(1+3)=6+18=24級(jí)反轉(zhuǎn)時(shí)1×3×(1+3)=3+9=12級(jí)2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈1〕機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)絡(luò)a)執(zhí)行件：通常為電動(dòng)機(jī)，包括交流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。b)動(dòng)力源：機(jī)床上直接夾持刀具或工件并實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)的零部件，如主軸、刀架、任務(wù)臺(tái)等。c)傳動(dòng)安裝：把動(dòng)力源的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)按要求傳送給執(zhí)行件或?qū)⑦\(yùn)動(dòng)由—個(gè)執(zhí)行件傳送到另一執(zhí)行件的零部件，如齒輪、絲杠螺母、液壓傳動(dòng)件等。2〕運(yùn)動(dòng)鏈的內(nèi)部聯(lián)絡(luò)和外部聯(lián)絡(luò)傳動(dòng)鏈：構(gòu)成一個(gè)傳動(dòng)聯(lián)絡(luò)得一系列傳動(dòng)件〔動(dòng)力源—傳動(dòng)安裝—執(zhí)行件；執(zhí)行件—傳動(dòng)安裝—執(zhí)行件〕，稱為傳動(dòng)鏈?！?〕外聯(lián)絡(luò)傳動(dòng)鏈：聯(lián)絡(luò)動(dòng)力源和機(jī)床執(zhí)行件之間才的傳動(dòng)鏈?！搽妱?dòng)機(jī)—傳動(dòng)安裝—主軸、刀架、任務(wù)臺(tái)等〕。特征：能改動(dòng)運(yùn)動(dòng)的速度和方向，不要求動(dòng)力源和執(zhí)行件之間有嚴(yán)厲的傳動(dòng)比關(guān)系。〔2〕內(nèi)聯(lián)絡(luò)傳動(dòng)鏈：聯(lián)絡(luò)復(fù)合運(yùn)動(dòng)內(nèi)的各個(gè)分解部分。特征：所聯(lián)絡(luò)的執(zhí)行件間的相對(duì)速度〔相對(duì)位移量〕有嚴(yán)厲的要求，以保證運(yùn)動(dòng)的軌跡。3〕進(jìn)給傳動(dòng)鏈a.車削外圓外表和端面的傳動(dòng)道路b.車削螺紋的傳動(dòng)鏈主軸轉(zhuǎn)1r—刀具挪動(dòng)Smm運(yùn)動(dòng)平衡式1主軸×uS絲＝SⅠ車削米〔公〕制螺紋運(yùn)動(dòng)平衡式：S=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7u基u倍可得8×4=32種導(dǎo)程值，符合規(guī)范的只需20種，經(jīng)過背輪可車24種大螺距螺紋Ⅱ車削模數(shù)螺紋導(dǎo)程為：Sm=Kπm運(yùn)動(dòng)平衡式：Sm=1×58/58×33/33×64/100×100/97×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×12=7π/4u基u倍m=7u基u倍/(4K)Ⅲ車削英制螺紋導(dǎo)程為：Sa=KPa=K×25.4/a運(yùn)動(dòng)平衡式：Sm=1×58/58×33/33×63/100×100/75×1/u基×36/25×u倍×12=4/7×25.4×u倍/u基a=7K/4×u基/u倍〔扣/英寸〕Ⅳ車削徑節(jié)螺紋徑節(jié)DP＝Z/D分PDP=D分π/Z=π/DP吋導(dǎo)程為：SDP=KPDP=Kπ/DP×25.4mmSDP=1×58/58×33/33×64/100×100/97×1/u基×36/25×u倍×12=π/7×25.4×u倍/u基mmDP=7Ku基/u倍牙/英寸Ⅴ車削非規(guī)范螺距及精細(xì)螺紋離合器M3、M4、M5全部嚙合,螺紋導(dǎo)程靠調(diào)整掛輪傳動(dòng)比u掛來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平衡式：導(dǎo)程：S=KP非=1×58/58×33/33×u掛×12u掛=a/b×c/d=S/12=KP非/12三.CA6140的主要構(gòu)造1.主軸箱1〕傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2〕主軸及其軸承3〕開停和換向安裝4〕制動(dòng)安裝5〕支配機(jī)構(gòu)2.進(jìn)給箱3.溜板箱1〕縱向、橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給支配機(jī)構(gòu)2〕開合螺母機(jī)構(gòu)3〕互鎖機(jī)構(gòu)4〕過載保險(xiǎn)安裝四.車削加工工藝范圍CA6140型臥式車床的工藝范圍很廣，能車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)體成形面和環(huán)形槽、端面及各種螺紋。第三節(jié)磨削加工與磨床

磨削是一種精加工方法。

尺寸精度可達(dá)IT5～I(xiàn)T6。

外表粗糙度能到達(dá)0.8～0.08.

一、砂輪特性及其選擇1.砂輪主要起切削作用主要起容屑和冷卻作用主要起粘接作用常用磨料有剛玉類、碳化硅類及高硬磨料類。剛玉類磨料的主要成分是Al2O3，由于它的純度不同和參與金屬元素不同，而分為不同的種類。碳化物系磨料主要以碳化硅、碳化硼等為基體，也是因資料的純度不同而分為不同種類，高硬磨料系種主要有人造金剛石和立方氮化硼。1〕砂輪的磨料磨料氧化物碳化物超硬磨料棕剛玉白剛玉絡(luò)剛玉黑色碳化硅綠色碳化硅碳化硼人造金剛石立方氮化硼磨削碳鋼、合金鋼、通用高速鋼磨削硬鑄鐵、硬質(zhì)合金、非鐵金屬磨削硬脆資料、硬質(zhì)合金、寶石、高溫合金

2〕砂輪硬度由結(jié)合劑的強(qiáng)度和數(shù)量決議砂輪的硬度是指磨粒在外力作用下自砂輪外表上零落的難易程度。砂輪硬，磨粒難以零落；砂輪軟，磨粒容易零落。砂輪的軟硬和磨粒的軟硬是兩個(gè)不同的概念。普通情況下，軟資料選用較硬砂輪，硬資料選用較軟砂輪。粗磨采用較軟砂輪，精磨采用較硬砂輪。當(dāng)工件資料太軟〔如有色金屬、橡膠、樹脂等〕時(shí)，為防止砂輪堵塞應(yīng)選用較軟的砂輪。當(dāng)工件與砂輪接觸面積大時(shí)，應(yīng)選用較軟砂輪。

3〕磨料粒度取決于加工外表的粗糙度粒度分為磨粒及微粉二類。磨粒用挑選法分級(jí)，如粒度60＃的磨粒，表示其大小正好能經(jīng)過1英寸長(zhǎng)度上孔眼數(shù)為60的篩網(wǎng)。直徑小于40μm的磨粒稱為微粉，微粉按實(shí)踐尺寸大小表示，如尺寸為28μm的微粉，其粒度號(hào)標(biāo)為W28。圖1

砂輪粒度對(duì)比表2常用磨料粒度尺寸及運(yùn)用范圍選擇原那么：加工外表粗糙度值越大→選用越粗的磨料加工外表粗糙度值越小→選用越細(xì)的磨料4〕砂輪的結(jié)合劑結(jié)合劑的作用是將磨粒粘結(jié)在一同，使砂輪具有必要的外形和強(qiáng)度。取決于磨削速度表3常用結(jié)合劑的性能及適用范圍5〕砂輪的組織取決于容屑空間砂輪組織是指磨粒、結(jié)合劑與氣孔三者之間的體積比。根據(jù)磨粒在砂輪總體積中所占的比例，將砂輪組織分為嚴(yán)密、中等、疏松三大級(jí)，細(xì)分為15個(gè)號(hào)。組織號(hào)越小，磨粒所占比例越大，闡明組織越嚴(yán)密，氣孔越少。反之，組織號(hào)越大，闡明組織越疏松，氣孔越多。砂輪中氣孔可以包容切屑，不易堵塞，并把切削液帶入磨削區(qū)，使磨削溫度降低，防止燒傷和產(chǎn)生裂紋，減少工件的熱變形。但氣孔太多，磨粒含量少，容易磨鈍和失去正確外形。普通7～9級(jí)組織的砂輪最常用。在精細(xì)磨削及成形磨削時(shí)應(yīng)采用較嚴(yán)密的砂輪；而在平面磨削、內(nèi)圓磨削及磨削熱敏性強(qiáng)的資料時(shí)應(yīng)選用較疏松的砂輪。6)砂輪的外形

常用砂輪的外形、代號(hào)及用途見表5。

砂輪的特性參數(shù)，普通都標(biāo)在砂輪的端面上。砂輪的標(biāo)志例如如下：A

60

S

V

6

P

300×30×75|

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|

|

|

|

|

|

|磨料粒度硬度結(jié)合劑組織外形外徑

厚度內(nèi)徑表5常用砂輪外形、代號(hào)及用途二、磨削原理〔1〕磨料的外形特征

磨料的外形是很不規(guī)那么的、但大多呈菱形八面體。頂錐角在80°～145°范圍內(nèi)，但大多數(shù)為90°～120°。因此，磨削時(shí)磨粒根本上都以很大的負(fù)前角進(jìn)展切削。普通磨粒切削刃都有一定大小的圓弧，其刃口圓弧半徑在幾微米到幾十微米之間，磨粒磨損后，其負(fù)前角和圓弧半徑rn都將增大?！?〕磨削加工類型用磨料磨具〔砂輪、砂帶、油石或研磨料等〕作為工具對(duì)工件外表進(jìn)展切削加工的機(jī)床，統(tǒng)稱為磨床。磨床用于磨削各種外表，如內(nèi)外圓柱面和圓錐面、平面、螺旋面、齒輪的輪齒外表以及各種成形面等，還可以刃磨刀具，運(yùn)用范圍非常廣泛。1〕外圓磨削外圓磨削法分為縱向進(jìn)給磨削法和橫向進(jìn)給磨削法。a〕縱磨法主運(yùn)動(dòng)：砂輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工件旋轉(zhuǎn)磨床任務(wù)臺(tái)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)b〕橫磨法工件不作縱向挪動(dòng)，由砂輪以慢速作延續(xù)的橫向進(jìn)給，直至磨去全部余量。適用于成批及大量消費(fèi)，加工外表不太寬且剛性好的工件，尤其是工件上的成形外表。c〕深磨法磨削時(shí)用較小的縱向進(jìn)給量、較大的背吃刀量，在一次行程中切除全部余量。適用于大批大量消費(fèi)中加工剛度較大的工件。2〕平面磨削平面磨削方法分為周面磨削法〔輪緣磨削法〕和端面磨削法。有些平面磨床采用砂輪的輪緣〔圓周〕進(jìn)展磨削，稱為周面磨削法或輪緣磨削法，砂輪主軸程度放置。用周面磨削法磨削平面時(shí)，砂輪與工件接觸面積少，發(fā)熱少，散熱快，排屑和冷卻容易，可以得到較高的加工精度和外表粗糙度等級(jí)，但消費(fèi)率較低。還有一些平面磨床采用砂輪的端面進(jìn)展磨削，稱為端面磨削法，砂輪主軸豎直放置。端面磨削法磨頭主軸伸出長(zhǎng)度短，剛性好，可采用較大的切削用量，磨削面積大，消費(fèi)率高。但由于砂輪與工件接觸面積大，發(fā)熱多，排屑和冷卻困難，故加工精度和外表粗糙度等級(jí)較低，在大批量消費(fèi)中多用于粗加工和半精加工。圖6平面磨床加工表示圖a〕臥軸矩臺(tái)式b〕立軸矩臺(tái)式c〕立軸圓臺(tái)式d〕臥軸圓臺(tái)式3〕內(nèi)圓磨削內(nèi)圓磨床可以磨削圓柱形或圓錐形的通孔、盲孔、階梯孔。磨孔時(shí)，砂輪尺寸遭到孔徑尺寸限制砂輪軸徑普通為孔徑的0.5～0.9倍，因此剛性較差，影響內(nèi)圓磨孔質(zhì)量和消費(fèi)率。內(nèi)圓磨削時(shí)，由于砂輪尺寸小，假設(shè)使砂輪的圓周速度到達(dá)一般的25～30m/s，就需求極高的轉(zhuǎn)速

圖7普通內(nèi)圓磨床的磨削方法a〕縱磨法磨孔b〕切入法磨孔c〕端面磨削法磨削端面d〕周面磨削法磨削端面4)在無心磨床上磨外圓無心外圓磨削是外圓磨削的一種特殊方式。磨削時(shí)，工件不用頂尖來定心和支承，而是直接將工件5放在砂輪1和導(dǎo)輪2之間，用托板3支承著，工件被磨削的外圓做定位面。導(dǎo)輪2是用樹脂或橡膠為粘接劑制成的剛玉砂輪，它與工件5之間的摩擦系數(shù)較大，工件由導(dǎo)輪的摩擦力帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)輪的線速度普通在10～50m/min分左右，工件的線速度根本上等于導(dǎo)輪的線速度。磨削砂輪1就是普通外圓磨削砂輪，其線速度很高，所以磨削砂輪與工件之間有很大的切削速度。在無心磨床上加工工件時(shí)，工件不需打中心孔，且裝夾工件省時(shí)省力，可延續(xù)磨削，所以消費(fèi)效率較高。圖8無心磨床磨削表示圖a)貫穿磨削法b)切入磨削法1—砂輪2—導(dǎo)輪3—托板4—擋銷5—工件

為了防止磨削出棱圓形工件，工件的中心應(yīng)高于磨削砂輪與導(dǎo)輪中心的連心線。由于，這樣就使工件和導(dǎo)輪及砂輪的接觸，相當(dāng)于在假想的V形槽中轉(zhuǎn)動(dòng)，工件的凸起部分和形槽的兩側(cè)面不能夠?qū)ΨQ的接觸，因此，就可使工件在多次運(yùn)動(dòng)中，逐漸磨圓。工件中心高出的間隔約為工件直徑的15～20%。假設(shè)高出的間隔過大，導(dǎo)輪對(duì)工件的向上方向垂直分力也隨著增大，磨削時(shí)易引起工件跳動(dòng)，影響加工外表的粗糙度，所以，高出的間隔不宜過大。

三、萬(wàn)能外圓磨床M1432A型萬(wàn)能外圓磨床是普通精度級(jí)的萬(wàn)能外圓磨床。它主要用于磨削精度IT6～I(xiàn)T7的圓柱形或圓錐形的外圓或內(nèi)孔，外表粗糙度在Ra1.25～0.08μm之間。這種機(jī)床的通用性較好，但消費(fèi)率較低，適用于單件小批消費(fèi)。它有以下主要部件組成：床身1、頭架2、內(nèi)圓磨具3、砂輪架4、尾座5、滑鞍和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)6、任務(wù)臺(tái)8。圖6-4M1432A型萬(wàn)能外圓磨床1—床身2—頭架3—內(nèi)圓磨具4—砂輪架5—尾座6—滑鞍和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)7—橫向進(jìn)給手輪8—任務(wù)臺(tái)A—腳踏支配板

第三節(jié)齒輪加工機(jī)床與齒輪加工刀具

一、齒輪的加工方法與齒輪加工機(jī)床的類型1.機(jī)床的任務(wù)原理〔1〕成形法是運(yùn)用切削刃外形與被切齒輪的齒槽外形完全相符的成形刀具切出齒輪的方法。這種方法制造出來的齒輪精度較低，只能用于低速的齒輪傳動(dòng)?！?〕范成法是利用齒輪刀具與被切齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)而切出齒輪齒形的方法，利用這種方法制造出來的齒輪精度高，但需求公用機(jī)床，常見的有滾齒機(jī)、插齒機(jī)、刨齒機(jī)和磨齒機(jī)等。

二、常用的齒輪加工方法1.成形法1〕銑齒在萬(wàn)能銑床上銑制圓柱齒輪見圖，這種銑齒方法屬于成形法。銑制時(shí)，工件安裝在銑床的分度頭上，用一定模數(shù)的盤狀〔或指狀〕銑刀對(duì)齒輪齒間進(jìn)展銑削。當(dāng)加工完一個(gè)齒間后，進(jìn)展分度，再銑下一個(gè)齒間。

這種加工方法的特點(diǎn)是:設(shè)備簡(jiǎn)單〔用普通的銑床即可〕，刀具本錢低。消費(fèi)率低，是由于銑刀每切一齒都要反復(fù)耗費(fèi)一段切入、切出、退刀和分度等輔助時(shí)間。加工齒輪的精度低，首先是由于銑制同一模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪所用的銑刀，普通只需8個(gè)刀號(hào)，每號(hào)銑刀有它規(guī)定的銑齒范圍〔見下表〕齒輪的齒廓外形決議于基圓的大小〔與齒輪的齒數(shù)有關(guān)〕，如下圖。由于同一模數(shù)的銑刀是按被加工工件齒數(shù)范圍分號(hào)的每一號(hào)銑刀的齒形是按該號(hào)中最少齒數(shù)的齒輪齒形確定的，因此，用這把銑刀銑削同號(hào)中其他齒數(shù)的齒輪時(shí)齒形有誤差。用成形法銑齒輪所需運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單，不需專門的機(jī)床，但要用分度頭分度，消費(fèi)效率低。這種方法普通用于單件小批量消費(fèi)低精度的齒輪。

2.展成法用展成法加工齒輪時(shí)，齒輪外表的漸開線用展成法構(gòu)成，展成法具有較高的消費(fèi)效率和加工精度。齒輪加工機(jī)床絕大多數(shù)采用展成法。1〕滾齒滾齒加工是根據(jù)展成法原理來加工齒輪輪齒的。滾齒加工的原理為模擬一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪副嚙合滾動(dòng)的過程。將其中的一個(gè)齒輪的齒數(shù)減少到一個(gè)或幾個(gè)，輪齒的螺旋傾角很大，就成了蝸桿。再將蝸桿開槽并鏟背，就成了齒輪滾刀。當(dāng)機(jī)床使?jié)L刀和工件嚴(yán)厲地按一對(duì)斜齒圓柱齒輪嚙合的傳動(dòng)比關(guān)系作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾刀就可在工件上延續(xù)不斷地切出齒來。

圖9滾齒原理特點(diǎn)：1〕順應(yīng)性好；2〕消費(fèi)率高；3〕加工后的齒廓外表粗糙度大于插齒加工的齒廓外表粗糙度；4〕主要用于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪。2〕插齒插齒機(jī)用來加工內(nèi)、外嚙合的圓柱齒輪，尤其適宜于加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪，這是滾齒機(jī)無法加工的。裝上附件，插齒機(jī)還能加工齒條，但插齒機(jī)不能加工蝸輪。3〕剃齒剃齒是由剃齒刀帶開工件自在轉(zhuǎn)動(dòng)并模擬一對(duì)螺旋齒輪做雙面無側(cè)隙嚙合的過程，剃齒刀與工件的軸線交錯(cuò)成一定角度。剃齒常用于未淬火圓柱齒輪的精加工，消費(fèi)效率很高，是軟齒面精加工最常見的加工方法之一。4〕珩齒珩齒是一種用于加工淬硬齒面的齒輪精加工方法，任務(wù)時(shí)珩磨輪與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系與剃齒一樣，所不同的是作為切削工具的珩磨輪是用金剛砂磨料參與環(huán)氧樹脂等資料作結(jié)合劑澆鑄或熱壓而成的塑料齒輪。5〕磨齒磨齒加工的主要特點(diǎn)是：加工精度高，普通條件下加工精度可達(dá)IT4~6級(jí)，由于采用強(qiáng)迫嚙合方式，不僅修正誤差的才干強(qiáng)，而且可以加工外表硬度很高的齒輪。三、滾齒機(jī)圖7-21YC3180型滾齒機(jī)1—床身2—立柱3—刀架4—主軸5—小立柱6—心軸7—任務(wù)臺(tái)YC3180型滾齒機(jī)的外形圖，滾刀裝在滾刀主軸4上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；滾刀刀架3既可沿立柱2上的導(dǎo)軌做上下直線挪動(dòng)，還可繞本人程度軸線轉(zhuǎn)位，以調(diào)整滾刀和工件間的相對(duì)位置，使它們相當(dāng)于一對(duì)軸線交叉的螺旋齒輪嚙合；工件裝在心軸6上隨任務(wù)臺(tái)7一同轉(zhuǎn)動(dòng)：小立柱5可以同任務(wù)臺(tái)一同做程度方向挪動(dòng)，以順應(yīng)不同直徑工件的需求以及在用徑向進(jìn)給法切削蝸輪時(shí)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。第五節(jié)孔的加工

一.鉆孔1.鉆床的功用和主要類型鉆床是主要用鉆頭在實(shí)體工件上加工孔的機(jī)床。鉆床主要用來加工外形比較復(fù)雜、沒有對(duì)稱回轉(zhuǎn)軸線的工件上的孔，如箱體、機(jī)架等零件上的孔。鉆床可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪平面、攻螺紋等任務(wù)，鉆床的加工精度不高，僅用于加工普通精度的孔。假設(shè)配合鉆床夾具，可以加工精度較高的孔。圖立式鉆床1—任務(wù)臺(tái)2—主軸3—進(jìn)給箱4—變速箱5—立柱圖搖臂鉆床1—底座2—內(nèi)立柱3—外立柱4—搖臂5—主軸箱6—主軸鉆床主要有臺(tái)式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、深孔鉆床等類型。2.鉆孔特點(diǎn)鉆孔普通只用于φ80mm以下的次要孔的終加工和精度高和較高的孔預(yù)加工；鉆孔普通加工精度為IT13～I(xiàn)T11，外表粗糙度Ra值為50～12.5μm二.擴(kuò)孔擴(kuò)孔可用于一些要求不高的孔的最終加工，加工孔徑普通不超越φ100mm。擴(kuò)孔是孔的半精加工方法；普通加工精度為IT10～I(xiàn)T9；孔的外表粗糙度可控制在Ra6.3～3.2μm。1)齒數(shù)多〔3、4齒〕；2〕不存在橫刃；3〕切削余量小，排屑容易.三.鉸孔鉸削是一種常用的孔的精加工方法，通常在鉆孔和擴(kuò)孔之后進(jìn)展，加工孔精度達(dá)IT6～I(xiàn)T7，加工外表粗糙度可達(dá)Ra1.6～0.4μm。圖不同種類的鉸刀(a〕整體式手用鉸刀(b〕可調(diào)式手用鉸刀(c〕機(jī)用鉸刀(d)套式鉸刀(e)錐度鉸刀

特點(diǎn):鉸削加工余量很小，刀齒容屑槽很淺，因此鉸刀的齒數(shù)比較多，剛性和導(dǎo)向性好，任務(wù)更平穩(wěn)；由于鉸削的加工余量小，切削厚度ac很薄，而刀刃具有一定的刃口圓弧半徑rβ，因此鉸刀有時(shí)會(huì)在ac<rβ的情況下切削，此時(shí)任務(wù)前角為負(fù)值，擠壓作用很大，實(shí)踐上鉸削過程是切削與擠刮的結(jié)協(xié)作用的過程；由于鉸削的切削余量小，同時(shí)為了提高鉸孔的精度，通常鉸刀與機(jī)床主軸采用浮動(dòng)聯(lián)接，所以鉸刀只能修正孔的外形精度，提高孔徑尺寸精度和減小外表粗糙度，不能修正孔軸線的歪斜。四.鏜孔1.鏜削特點(diǎn)：鏜刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng)，工件或鏜刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法稱為鏜削加工。鏜削加工主要在銑鏜床、鏜床上進(jìn)展，是常用的孔加工方法。2.鏜孔工藝特點(diǎn)1〕鏜孔可不同孔徑的孔進(jìn)展粗、半精和精加工；2〕加工精度可達(dá)為IT7～I(xiàn)T6；3〕孔的外表粗糙度可控制在Ra6.3～0.8μm。4〕能修正前工序呵斥的孔軸線的彎曲、偏斜等外形位置誤差.3.鏜床銑鏜床鏜孔主要用于機(jī)座、箱體、支架等大型零件上孔和孔系的加工。此外，銑鏜床還可以加工外圓和平面。由于一些箱體和大型零件上的一些外圓和端面與它們上的孔有位置精度要求，所以在鏜床上加工孔的同時(shí)，也希望能在一次裝夾工位內(nèi)把這些外圓和端面都加工出來。鏜孔加工精度為IT7～I(xiàn)T8，外表粗糙度Ra值為0.8～0.1μm。第六節(jié)銑削一、銑床的功用和主要類型

銑床是主要用銑刀進(jìn)展加工的機(jī)床。銑