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机械加工重点

来源:爱站旅游
导读机械加工重点
形状公差: 位置精度: 数字越大,表面越粗糙。

切削运动:刀具和工件的相对运动。切削运动分为主运动和进给运动。 主运动:提供切削可能性的运动。主运动只有一个;

进给运动:提供连续切削可能性的运动。进给运动可以有多个。 切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量。

背吃刀量:已加工表面和待加工表面之间的垂直距离,用 ap表示。 (V :切削速度;d:工件直径;n工件转速;dmax:待加工表面直径;dmin 已加工表面直径;ap:背吃刀量) 切削用量的合理选择问题:

(1) 粗加工按ap-f-v的顺序选择

粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多余金属,只留后续

工序的加工余量,所以应根据毛坯尺寸首先选择 a p;粗加工不必考虑表 面粗糙度,在

ap确定后,选取大的f,减少走刀时间;a p和f确定后, 在机床功率和刀具耐用度允许

的前提下选择 V

(2) 精加工按V -f- a p的顺序选择

精加工的主要目的是保证产品质量和降低零件的表面粗糙度。因此首 先应选择尽可能高的V,然后选择达到表面粗糙度要求的f,最后再根据 精加工余量决定a p。

为了研究刀具的几何角度,建立三个辅助平面:基面:通过主切削 刃上的某一点,

与该点切削速度方向垂直的面;切削平面:通过主切削刃

上的某一点,与该点加工表面相切的面;正交平面:通过主切削刃上

一般加工韧性材料,应取较大的前角;加工脆性材料,应取较小的 前角;前角的

取值范围常在 -5 ° ~ +25°之间。

车刀的几何角度:

前角丫。:在正交平面中,前刀面与基面之间的夹角; 后角a。:在正交平面中,主后刀面与切削平面之间的夹角; 主偏角 Kr :在基面上,主切削刃的投影与进给方向的夹角; 副偏角Kr'在基面上,副切削刃的投影与进给反方向的夹角; 刃倾角入s:在切削平面中,主切削刃与基面之间的夹角。 当刀尖在主切削刃上最高点时,入s为正值,反之为负值。 刀具角度的合理选择问题:

原则:粗加工时, 为了提高切削效率, 切削力会较大, 因此强度要高; 精加工时,切削力较小,为了保证零件质量因此刀具较锋利。

粗加工:前角、后角均小,强度高; 精加工:前角、后角均大,刀具锋利;

主偏角:车台阶轴取 90 度;既车外圆又车端面,取 45度;

副偏角:为降低表面粗糙度,取小值;一般为 5-15 度; 刃倾角:粗加工常取负值,精加工取正值。 金属的切屑类型: 常见的切屑有如下三种:

a. 带状切屑:用大前角刀具、高切削速度、小进给量加工塑性材料时 出现。形成

带状切屑时,切削力平稳,表面光洁,但切屑连续不断,不安

全或容易刮伤已加工表面。

b. 节状切屑:用低切削速度,大进给量加工中等硬度的钢材时出现。 形成这种切

屑时,金属经弹性变形、塑性变形、挤裂和切离阶段,是典型 的切削过程,但切削力波动大,工件表面粗糙。

c. 崩碎切屑:加工铸铁、黄铜等脆性材料时出现,形成这种切屑时, 切削热和切

削力均集中在刀刃和刀尖,刀具容易磨损。

积屑瘤的影响:

1、保护切削刃,粗加工时,希望产生积屑瘤

2、本身不断形成和脱落,会引起振动,影响工件表面粗糙度,精加 工不希望产生

积屑瘤。

切削力:

1、切向力(切削力) Fz :总切削力在主运动方向上的正投影,其大 小约占总切

削力的 95~99%,是三个分力中最大的。消耗功率最多的分力, 它是机床动力、重要零件的强度和刚度设计和校核的主要依据;

2、轴向力(进给力) Fx : 总切削力在进给方向上的正投影,其大小 约占总切削

力的 1~5%, 它是设计和验算机床进给机构必须的参数;

3、径向力(背向力) Fy: 总切削力在垂直工作平面上的分力,它作 用在工件刚

性较差的方向,容易使工件变形,同时引起振动,影响加工精 度。所以加工刚性较差的工件(如细长轴)时,应该力求减少切削力。

皮带传动 :

如果考虑皮带与皮带轮之间的滑动,其传动比为:

i = ( d1 / d2)

= (n2 / n1)

式中:d1-主动皮带轮的直径;d2-被动皮带轮的直径;ni-主动皮带 轮的转速;n2-被动皮带轮的转速;£ -滑动系数,约为0.98。

传动比 i = (z i /z 2) = (n 2 /n i)。

涡轮、蜗杆传动的优点是:可获得较大的降速比,传动平稳、噪音小, 结构紧凑。其缺点是传动效率低,并需要良好的润滑条件。

齿轮齿条传动机构可将旋转运动转变为直线运动(当齿轮为主动轮

中,以前者居多。齿轮齿条传动的效率 寸,传动的

平稳性和准确性较差。

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發率较低。

丝杆、螺母传动的优点是工作平稳,I无噪

时),也可将直线运动转变为旋转运动(当齿条为主动件时),在实际运用

如果工件的转速加快,进给量是否会变化?

答:所谓进给量,是指主轴转一圈(一个工作循环)、刀架沿进给方 向移动的距离,只要进给箱的挂轮手柄没有调整,主轴到进给箱的传动比 没有变化,进给量就不会发生变化。

问题:今欲在铣床上加工一个12等分的零件,分度手柄应转多少圈, 用分度盘的哪个孔圈,扇形夹应张开多少个孔距?(已知:分度盘孔圈孔 数有:24、25、28、30、37)

解:因为主轴上固定有齿数为40的蜗轮,它与单头蜗杆相啮合。当分 度手柄转一圈的同时,主轴(工件)转动了 1/40转

手柄转速 工件转速

设工件等分数为Z则每次分度时,工件应转过1/Z,因此手柄转数

1 40 40 亠1

根据题中已知条件■,可12孔圈数24、扇形夹张开孔距为8孔,可选孔 圈数 30,扇形夹张开孔距为 10 孔。

车削的工艺特点:

1. 粗加工:经济精度可达到IT10,表面粗糙度在25-12.5之间; 精加工:经济精

度可达 IT7 左右,表面粗糙度 Ra6.3-1.6 之间;

2. 易于保证相互位置精度要求。 一次装夹可加工几个不同的表面, 避 免安装误

差;

3. 刀具简单,制造、刃磨和安装方便,容易选用合理的几何形状和角 度,有利于

提高生产率;

4. 应用范围广泛,几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面, 均可以用车

削方法达到要求;

5. 可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工(有色金属 的高精度零

件不适合采用磨削。 铣削的工艺特点:

1. 铣削加工的精度可达 IT10-IT7 ,表面粗糙度可达 6.3-1.6 左右; 2. 生产效率高, 铣刀是多刀齿刀具, 铣削时有几个刀齿同时参加切削,

主运动是刀具的旋转,所以铣削的生产效率比刨削高;

3. 容易产生振动,铣刀的刀齿切入和切出时产生振动,加工过程中切 削面积和切

削力变化较大;

4. 刀齿的散热条件较好,在刀具旋转过程的不切削时间内,刀具可以 得到一定的

冷却;

5. 与刨床相比,铣床价格高,适用于批量生产。 牛头刨床的摆杆机构的特点:返

回行程比工作行程时间快。 刨削加工的工艺特点:

1. 加工精度通常为:精刨:IT7-IT10,粗糙度Ra为6.3-1.6之间;2. 通用性好,

刨床简单、价格低、调整和操作简便,刨刀形状简单,制 造、刃磨方便;

3. 生产率一般比较低, 主运动为往复直线运动, 返回行程不参加切削; 4. 适用于单件小批生产。 镗孔加工的工艺特点:

1. 镗床主要用于加工大型工件或形状复杂工件上的孔和孔系。例如变 速箱、发动

机缸体等;

2. 镗孔尺寸公差等级可达IT8~IT7,表面粗糙度值一般为1.6〜0.8m; 3. 镗孔可以校正孔原有的轴线偏差或位置偏差。 钻削的工艺特点:

1. 钻削属于低精度( IT11-IT13 )和高表面粗糙度的 (Ra50-12.5) 加工 方法; 2. 容易产生“引偏”,是加工过程中由于钻头弯曲产生孔径扩大、 孔不 圆等缺陷。

原因是刀具呈细长状,刚性较差;

3. 排屑困难,钻孔在半封闭的状态下进行,切下来的切屑沿刀具两侧 的螺旋槽上

升,容易与已经加工出的表面发生摩擦和挤压,刮伤已加 工表面,降低表面质量;

4. 切削热不容易传散, 切削液难以传到切削区。 限制切削速度的提高。 磨削的

工艺特点:

1. 磨削的精度高, IT6-IT5 ,粗糙度低, Ra0.8-0.2 ,砂轮表面有极多

的切削刃同时参加切削;

2. 可以加工一些难以加工的材料。 如淬火钢、高速钢以及毛坯的清理; 3. 切削速度高(30m/s以上)切削温度高(1000C以上)。使用冷却液;

4. 砂轮有自锐作用,这是其它刀具所不具备的。即磨粒不断脱落,新 的磨粒又是

锋利的;

5. 磨削力的径向分力较大,因此,在达到尺寸以后,还要进行多次无 进给磨削。

齿轮加工概述: 齿轮应用广泛。常见的有圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗杆蜗轮等。其 中以渐开线圆柱齿轮应用最广。圆柱齿轮中,齿向平行于轴线的称直 齿轮;齿向呈螺旋线形状的称斜齿轮。其齿廓曲线通常采用渐开线。

为了保证齿轮的传动质量,对齿轮加工提出下列要求:

(1)

传动运动的准确性 为保证齿轮传动速比的准确性,应要求齿

轮一转内转角误差不超过允许值。 为此,在齿轮加工中, 分齿应均匀;

(2)

传动的平稳性 所谓传动平稳,是指振动和噪音小, 冲击要小。 因此,

应限制局部齿形的制造误差,以限制瞬时速比的变动量;

(3)

命;

载荷分布的均匀性 为避免造成齿面应力集中,局部磨损, 影响使用寿

(4)

齿侧间隙 指齿轮副在工作状态下, 非工作齿面间应有一定的 间隙,以

补偿齿轮的加工和安装误差,补偿热变形,保证齿轮能自由 回转和贮存润滑油。齿侧间隙是由工作条件确定的。制造时,通过控 制齿轮齿厚来获得。

为了适应机械产品不同的需要,我国将渐开线圆柱齿轮分为

12 个

精度等级 (GBl0095 一 88) ,精度由高至低依次为 1-12 级。在一般机械 中,以

7、8 级的齿轮应用最广。

齿轮加工分齿坯加工和齿面加工两个阶段,而齿面加工是整个齿 轮加工的关键。下面着重介绍渐开线齿面的切削加工。

齿面加工按其加工原理分为成形法和展成法两类。若刀刃形状与 被切齿轮齿槽的形状相符,齿面由成形刀具直接切出时,称成形法, 例如铣齿等。若齿面是根据齿轮的啮合原理来形成的,称展成法,例 如滚齿、插齿等。

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