金属切削

金属切削2012年12月13日目录一金属切削简介一金属切削简介一金属切削简介一金属切削简介一金属切削简介一金属切削简介一金属切削简介六刨床技术参数及切削方式二金属切削操作过程中的注意事项三钻床工作原理、功能结构及切削方式四车床加工原理、组成结构及切削方式五铣床工作原理及切削方式七磨床功用、工作原理及切削方式八镗床作用分类及切削方式金属切削简介切削加工是用刀具从工件上切除多余材料，从而获得形状、尺寸精度及表面质量等合乎要求的零件的加工过程。实现这一切削过程必须具备三个条件：工件与刀具之间要有相对运动，即切削运动；刀具材料必须具备一定的切削性能；刀具必须具有适当的几何参数，即切削角度等。金属的切削加工过程是通过机床或手持工具来进行切削加工的，其形式虽然多种多样，但它们有很多方面都有着共同的现象和规律，这些现象和规律是学习各种切削加工方法的共同基础。1在高速切削钢件时会形成红热地、很长的切屑，极易伤人，同时经常缠绕在工件、车刀及刀架上，所以工作中应经常用铁钩及时清理或拉断，必要时应停车清除，但绝对不许用手去清除或拉断。2为确保车削加工的安全生产，装卡工件时必须格外注意。对大小、形状各异的零件要选用合适的卡具，不论三爪、四爪卡盘或专用卡具和主轴的联接必须稳固可靠。3工件在旋转时不得用手触摸或用棉丝擦拭。要适当选择切削速度、进给量和吃力深度，不许超负荷加工。4操作人员应穿紧身工作服，袖口扎紧，高速切削时要戴防护镜，操作时，严禁戴手套。5机床运转时，不得调整、测量工件和改变润滑方式。切削操作中的注意事项钻床的工作原理1、摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。摇臂钻床加工范围广，可用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等。摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身导轨移动，以扩大加工范围，适用于炉、桥梁、机车车辆和造船等行业。万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外，并可作水平移动，主轴箱可在摇臂上作倾斜调整，以适应工件各部位的加工。此外，还有车式、壁式和数字控制摇臂钻床等。摇臂钻的主要技术参数、结构及功能：摇臂钻床技术参数最大钻孔直径mmΦ80主轴中心线至立柱母线距离（最大）mm2000主轴中心线至立柱母线距离（最小）mm450主轴端面至底座工作面距离（最大）mm1600主轴端面至底座工作面距离（最小）mm550主轴行程mm400主轴锥孔莫氏No.6主轴转速范围r/min20-1600（16级）主轴进给量范围mm/r0.04-3.20（16级）主电机功率KW7.5升降电机功率KW1.5机床轮廓尺寸（长×宽×高）mm2980×1250×3300机床重量kg7500摇臂钻床的结构及功能1主轴旋转主轴的旋转有正反转机停止由手柄操纵。当手柄箱向左扳动，主轴正转，并在面板上指示灯显示旋向；当手柄在中间位置时主轴停止，指示灯熄灭；当手柄向右扳动，主轴反转，另一指示灯亮。选用不通过的转速时，可转动手轮即可得到12种转速，手轮上设有0位，用以校调和对刀。变速时必须使用开关手柄处于中间位置以停止电机旋转，否则会造成有关齿轮在旋转状态下进行切换，而发生意外。主轴电机主要带动刀具做旋转运动为零件进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、平面和攻螺纹的动力电机。2主轴进给主要是调整主轴电机带动刀具的进给；该进给有三种形式：一快速移动或手动进给二机动进给三微动进给摇臂升降级主轴箱在摇臂上移动1、机座：摇臂钻主要机构全部集中安装在底座（机座）上，整体铸造结构，具有刚性好，抗变形能力强的特点。工作台、立柱固定在机座上。主要是调整主轴电机带动刀具与加工工件的位置。以便于在工件上加工相应的深度。立柱工作台机座2、工作台：用来固定工装、卡具、工件的平台，一般用整体铸造结构加工而成，其上加工有T型槽，放置T型螺母或T型螺栓，用来固定工件或工装、卡具。（见上图）3、立柱：固定在机座上，用来支撑悬臂及为钻削加工传递力矩，导引悬臂上下移动，具有较高的加工精度。4、主轴箱：主轴箱：实现主轴各级转动、进给及操作，主轴转速范围25-2000r/min，共有16级，通过旋转集中操作手轮(主轴转速预选按钮)可实现；主轴进给范围0.04-3.2mm/r共有16级，通过旋转集中操作手轮(主轴进给量预选按钮)可实现。5、摇臂：承载着主轴箱的悬臂，外柱带动摇臂绕内柱回±180º摇臂沿外柱升降；主轴箱沿摇臂导轨左右移动确定钻头在工件钻孔位置的坐标点，实现精准定位。6、摇臂升降及夹紧：摇臂升降是由立柱顶部电机拖动，由丝杠螺母传动，实现摇臂升降。其中升降螺母上装有保险螺母，以保证摇臂不能突然落下;摇臂夹紧是由液压驱动菱形块实现夹紧，夹紧后，菱形块自锁；摇臂上升或下降加紧动作结束后，摇臂自动夹紧，由装在油缸上的电器开关控制。5、主轴箱及立柱加夹紧：主轴箱与立柱加紧均是液压驱动，菱形块夹紧。两动作可同时进行，也可分开进行，选择按钮是主轴箱面板上的旋钮(主轴箱立柱加紧状态选择旋钮)，其中中间位置为夹紧，左为立柱单独松夹，右为主轴箱单独松夹，动作实现按钮是主轴箱立柱松开按钮、主轴箱立柱夹紧按钮。主轴箱悬臂操作手柄钻头、梢套锁紧电机6、锥柄钻头锥柄莫氏3号钻头体7、机器的电气系统：主控柜及主轴电机控制按钮8、机器的水冷却系统：冷却水管冷却水泵切削方式：钻削加工钻削加工的工艺范围较广，在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔和锪平面等，如右图所示。在钻床上钻孔精度低，但也可通过钻孔----扩孔----铰孔加工出精度要求很高的孔（IT6～IT8，表面粗糙度为1.6～0.4μm），还可以利用夹具加工有位置要求的孔系。普通车床加工原理及范围1）车床的工作原理加工工件按固定的轴心高速旋转，刀具沿工件的径向作直线运动。通过刀具与工件的相对运动，用刀具的切削刃来切削工件。因为工件是沿着一个固定轴作旋转运动，所以只能加工回转面和端面。也可以在车床的后座上安装钻头或镗刀加工位于工件回转中心上的孔。2)普通车床工作范围：车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工可以车削外圆、车端面、切断和切槽、钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、车削内外圆锥面、车削特形面、滚花、盘绕弹簧、攻丝和板牙等。车床的组成结构车床的主要组成部件有：主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杆、丝杆、床身、床脚和冷却装置。•车床主要部件的作用•主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。•进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。•丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠•溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。•刀架：有两层滑板(中、小滑板)、床鞍与刀架体共同组成。用于安装车刀并带动车刀作纵向、横向或斜向运动。尾架：安装在床身导轨上，并沿此导轨纵向移动，以调整其工作位置。尾架主要用来安装后顶尖，以支撑较长工件，也可安装钻头、铰刀等进行孔加工。•床身：是车床带有精度要求很高的导轨（山形导轨和平导轨)的一个大型基础部件。用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。•冷却装置：冷却装置主要通过冷却水泵将水箱中的切削液加压后喷射到切削区域，降低切削温度，冲走切屑，润滑加工表面，以提高刀具使用寿命和工件的表面加工质量。切削方式：车削加工车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。•我们分析圆柱铣刀铣削平面，需要铣刀旋转和工件直线移动两个简单运动，实现这两个成形运动的传动原理，如图二所示。图中用简单的符号表示具体的传动链，其中假想线代表传动链中所有的定比传动机构，菱形块代表所有的转换机构。通过传动链“1-2-uv-3-4”将动源（电动机）和主轴联系起来，可使铣刀获得一定的转速和转向的旋转运动B1；通过传动链“5-6-uf-7-8”将动源和工作台联系起来，可使工件获得一定进给速度和方向的直线运动。利用换置机构uv和uf，可以改变铣刀的转速、转向和工件的进给速度、方向，以适应不同加工条件的需要。铣床的工作原理铣床的工作原理图铣床的结构示意图切削方式：铣削加工一种常见的金属冷加工方式，和车削不同之处在于铣削加工中刀具在主轴驱动下高速旋转，而被加工工件处于相对静止。车削用来加工回转体零件，把零件通过三抓卡盘夹在机床主轴上，并高速旋转，然后用车刀按照回转体的母线走刀，切出产品外型来。铣削是将毛坯固定，用高速旋转的铣刀在毛坯上走刀，切出需要的形状和特征。传统铣削较多地用于铣轮廓和槽等简单外形或特征。•刨床及技术参数•牛头刨床主要用于加工中小型零件的平面、沟槽和成形表面。牛头刨床的组成下图所示，它因滑枕3和刀架1形似牛头而得名。•1—刀架2—转盘3—滑枕•4—床身5—横梁6—工作台1.牛头刨床•滑枕3可沿床身导轨在水平方向作往复直线运动，使刀具实现主运动v。工件可直接安装在工作台6上，也可安装在工作台上的夹具（如虎钳等）中。加工水平面时，工作台6带动工件沿横梁5作间歇的横向进给运动f1，横梁5能沿床身4的竖直导轨上、下移动，以适应不同高度工件的加工需要。刀架1可沿刀架座上的导轨上、下移动，以调整刨削深度。加工斜面时，可以调整转盘2的角度（可左右回转60o），使刀架沿倾斜方向进给。当加工垂直平面时，用手动使刀架1作垂直方向的进给运动f2。床身4内装有实现主运动的传动机构。•龙门刨床主要用来加工大平面，特别是长而窄的平面，也可用来加工沟槽或同时加工几个中小型零件的平面。应用龙门刨床进行精细刨削，可得较高的精度和较低的表面粗糙度。龙门刨床的组成如图4.3所示。2．龙门刨床1、8—侧刀架2—横梁3、7—立柱4—顶梁5、6—立刀架9—工作台10—床身•龙门刨床的主运动是工作台9沿床身10的水平导轨所作的直线往复运动。床身的左右两侧固定有左、右立柱3和7，立柱顶部由顶梁连接，形成刚度较高的龙门框架，因此得名龙门刨床。两个立刀架5和6装在横梁2上，可作横向或垂直方向的进给运动以及快速移动。横梁可沿左右立柱的导轨作垂直升降，调整立刀架的位置，以适应不同高度工件的加工需要。切削方式：刨削加工刨削是单件小批量生产的平面加工最常用的加工方法，加工精度一般可达IT9~IT7级，表面粗糙值为Ra12.5~1.6μm。刨削可以在牛头刨床或龙门刨床上进行，刨削的主运动是变速往复直线运动。因为在变速时有惯性，限制了切削速度的提高，并且在回程时不切削，所以刨削加工生产效率低。但刨削所需的机床、刀具结构简单，制造安装方便，调整容易，通用性强。因此在单件、小批生产中特别是加工狭长平面时被广泛应用。•磨床——磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床•1、用途：用于零件的精加工，尤其是淬硬钢件和高硬度特殊材料的精加工。磨床的功用（以无心外圆磨床为例）内外圆柱表面圆锥表面平面螺旋面齿轮的轮齿表面各种成形表面2、使用刀具：砂轮（最常用）是由结合剂将磨料颗粒粘接而成的多孔体，其中每一个磨粒都可以看成是一个不规则的刀齿，可看成是无数刀齿的铣刀。无