《2022年机械加工工艺分析 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机械加工工艺分析 .pdf（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高速切削的数控加工工艺数控铣削加工工艺的制订一零件图工艺分析针对数控铣削加工的特点，下面列举出一些经常遇到的工艺性问题作为对零件图进行工艺性分析的要点来加以分析与考虑。（1）图纸尺寸的标注方法是否方便编程？构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要？各几何元素的相互关系（如相切、相交、垂直和平行等）是否明确？有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸？等等。（2）零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证？不要以为数控机床加工精度高而放弃这种分析。特别要注意过薄的腹板与缘板的厚度公差，“铣工怕铣薄”，数控铣削也是一样，因为加工时产生的切削拉力及薄板的弹性退让。极易产生切削面的振
2、动，使薄板厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也将恶化或变坏。根据实践经验，当面积较大的薄板厚度小于3 时就应充分重视这一问题。（3）内槽及缘板之间的内转接圆弧是否过小? （4）零件铣削面的槽底圆角或腹板与缘板相交处的圆角半径r 是否太大？（5）零件图中各加工面的凹圆弧(R 与 r) 是否过于零乱，是否可以统一？因为在数控铣床上多换一次刀要增加不少新问题，如增加铣刀规格，计划停车次数和对刀次数等，不但给编程带来许多麻烦，增加生产准备时间而降低生产效率，而且也会因频繁换刀增加了工件加工面上的接刀阶差而降低了表面质量。所以，在一个零件上的这种凹圆弧半径在数值上的一致性问题对数控铣削的工艺性显得相当重
3、要。一般来说，即使不能寻求完全统一，也要力求将数值相近的圆弧半径分组靠拢，达到局部统一，以尽量减少铣刀规格与换刀次数。（6）零件上有无统一基准以保证两次装夹加工后其相对位置的正确性？有些工件需要在铣完一面后再重新安装铣削另一面 。由于数控铣削时不能使用通用铣床加工时常用的试削方法来接刀，往往会因为工件的重新安装而接不好刀( 即与上道工序加工的面接不齐或造成本来要求一致的两对应面上的轮廓错位)。为了避免上述问题的产生，减小两次装夹误差，最好采用统一基准定位，因此零件上最好有合适的孔作为定位基准孔。如果零件上没有基准孔，也可以专门设置工艺孔作为定位基准（如在毛坯上增加工艺凸耳或在后续工序要铣去的余
4、量上设基准孔）。如实在无法制出基准孔，起码也要用经过精加工的面作为统一基准。如果连这也办不到，则最好只加工其中一个最复杂的面，另一面放弃数控铣削而改由通用铣床加工。(7）分析零件的形状及原材料的热处理状态，会不会在加工过程中变形？哪些部位最容易变形？因为数控铣削最忌讳工件在加工时变形，这种变形不但无法保证加工的质量，而且经常造成加工不能继续进行下去，“中途而废”，这时就应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防，如对钢件进行调质处理，对铸铝件进行退火处理，对不能用热处理方法解决的，也可考虑粗、精加工及精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1
5、页，共 17 页对称去余量等常规方法。此外，还要分析加工后的变形问题，采取什么工艺措施来解决。二切削用量的选择影响切削用量的因素有：机床切削用量的选择必须在机床主传动功率、进给传动功率以及主轴转速范围、进给速度范围之内。机床刀具工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。切削用量的选择应使机床刀具工件系统不发生较大的“振颤”。如果机床的热稳定性好，热变形小，可适当加大切削用量。表 1-1 常用刀具材料的性能比较刀具材料切削速度耐磨性硬度硬度随温度变化高速钢最低最差最低最大硬质合金低差低大陶瓷刀片中中中中金刚石高好高小刀具刀具材料是影响切削用量的重要因素。表1-1 是常用刀具材料的性能比较。数控机床
6、所用的刀具多采用可转位刀片（机夹刀片）并具有一定的寿命。机夹刀片的材料和形状尺寸必须与程序中的切削速度和进给量相适应并存入刀具参数中去。工件不同的工件材料要采用与之适应的刀具材料、刀片类型，要注意到可切削性。可切削性良好的标志是，在高速切削下有效地形成切屑，同时具有较小的刀具磨损和较好的表面加工质量。较高的切削速度、较小的背吃刀量和进给量，可以获得较好的表面粗糙度。合理的恒切削速度、较小的背吃刀量和进给量可以得到较高的加工精度。冷却液冷却液同时具有冷却和润滑作用。带走切削过程产生的切削热，降低工件、刀具、夹具和机床的温升，减少刀具与工件的摩擦和磨损，提高刀具寿命和工件表面加工质量。使用冷却液后
7、，通常可以提高切削用量。冷却液必须定期更换，以防因其老化而腐蚀机床导轨或其他零件，特别是水溶性冷却液。铣削加工的切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是：先选择背吃刀量或侧吃刀量，其次选择进给速度，最后确定切削速度。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页 1. 背吃刀量 ap 或侧吃刀量 ae背吃刀量 ap 为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为。端铣时，ap为切削层深度；而圆周铣削时，为被加工表面的宽度。侧吃刀量ae 为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为。端铣
8、时，ae为被加工表面宽度；而圆周铣削时， ae为切削层深度，见图1-1。背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定：当工件表面粗糙度值要求为Ra=12.525m时，如果圆周铣削加工余量小于 5 ，端面铣削加工余量小于6 ，粗铣一次进给就可以达到要求。但是在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分为两次进给完成。图 1-1 铣削加工的切削用量当工件表面粗糙度值要求为Ra=3.212.5m时，应分为粗铣和半精铣两步进行。粗铣时背吃刀量或侧吃刀量选取同前。粗铣后留0.5 1.0 余量，在半精铣时切除。当工件表面粗糙度值要求为Ra=0.83.2m时，应分为粗铣、半精铣、精铣三
9、步进行。半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取1.5 2 ；精铣时，圆周铣侧吃刀量取 0.3 0.5 ，面铣刀背吃刀量取0.5 1 。2. 进给量 f 与进给速度 Vf 的选择削加工的进给量 f （/r ）是指刀具转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量；进给速度Vf（/min ）是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。进给速度与进给量的关系为Vf= nf （n 为铣刀转速，单位r /min ）。进给量与进给速度是数控铣床加工切削用量中的重要参数，根据零件精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页的表面粗糙度、加工精度要求
10、、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取或通过选取每齿进给量fz ，再根据公式 f =Zfz （Z为铣刀齿数）计算。每齿进给量 fz 的选取主要依据工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料强度和硬度越高，fz 越小；反之则越大。硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。工件表面粗糙度要求越高，fz 就越小。每齿进给量的确定可参考表1-2 选取。工件刚性差或刀具强度低时，应取较小值。3. 切削速度 Vc铣削的切削速度Vc与刀具的耐用度、每齿进给量、背吃刀量、侧吃刀量以及铣刀齿数成反比，而与铣刀直径成正比。其原因是当fz 、ap、ae 和 Z 增大时，刀刃负荷增加，而且同
11、时工作的齿数也增多，使切削热增加，刀具磨损加快，从而限制了切削速度的提高。为提高刀具耐用度允许使用较低的切削速度。但是加大铣刀直径则可改善散热条件，可以提高切削速度。表 1-2 铣刀每齿进给量参考值工件材料fz/mm粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.100.15 0.110.25 0.020.05 0.100.15 铸铁0.120.20 0.150.30 铣削加工的切削速度Vc 可参考表 1-3 选取，也可参考有关切削用量手册中的经验公式通过计算选取。表 1-3 铣削加工的切削速度参考值工件材料硬度Vc/（m.min）高速钢铣刀硬质合金铣刀钢225 1842 66150
12、 225325 1236 54120 325425 621 3675 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页铸铁190 2136 66150 190260 918 45150 260320 4.510 2130 典型工件的工艺分析三平面凸轮的数控铣削工艺分析图 1-2 所示为槽形凸轮零件，在铣削加工前，该零件是一个经过加工的圆盘，圆盘直径为 280 ，带有两个基准孔35 及 12 。35 及 12两个定位孔， X面已在前面加工完毕，本工序是在铣床上加工槽。该零件的材料为 HT200 ，试分析其数控铣削加工工艺。1零件图
13、工艺分析该零件凸轮轮廓由 HA 、BC 、DE 、FG和直线 AB 、HG以及过渡圆弧 CD 、EF所组成。组成轮廓的各几何元素关系清楚，条件充分，所需要基点坐标容易求得。凸轮内外轮廓面对X面有垂直度要求。材料为铸铁，切削工艺性较好。根据分析，采取以下工艺措施：凸轮内外轮廓面对 X面有垂直度要求，只要提高装夹精度，使X面与铣刀轴线垂直，即可保证。 2 选择设备加工平面凸轮的数控铣削，一般采用两轴以上联动的数控铣床，因此首先要考虑的是零件的外形尺寸和重量，使其在机床的允许范围以内。其次考虑数控机床的精度是否能满足凸轮的设计要求。第三，看凸轮的最大圆弧半径是否在数控系统允许的范围之内。根据以上三条
14、即可确定所要使用的数控机床为两轴以上联动的数控铣床。 3 确定零件的定位基准和装夹方式定位基准采用“一面两孔”定位，即用圆盘X面和两个基准孔作为定位基准。根据工件特点，用一块320 320 40的垫块，在垫块上分别精镗 35 及 12 两个定位孔（当然要配定位销），孔距离800.015 ，垫板平面度为0.05 ，该零件在加工前，先固定夹具的平面，使两定位销孔的中心连线与机床x 轴平行，夹具平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查，见图1-3。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页 4 确定加工顺序及走刀路线整个零件的加
15、工顺序的拟订按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此应先加工用作定位基准的35 及 12 两个定位孔、 X面，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。由于该零件的35 及 12 两个定位孔、 X面已在前面工序加工完毕，在这里只分析加工槽的走刀路线，走刀路线包括平面内进给走刀和深度进给走刀两部分路线。平面内的进给走刀，对外轮廓是从切线方向切入；对内轮廓是从过渡圆弧切入。在数控铣床上加工时，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种是在xz（或 yz）平面内来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。进刀点选在 P(150，0)点，刀具来回铣削，逐渐加深到铣削深度，当达到
16、既定深度后，刀具在xy 平面内运动，铣削凸轮轮廓。为了保证凸轮的轮廓表面有较高的表面质量，采用顺铣方式，即从P点开始，对外轮廓按顺时针方向铣削，对内轮廓按逆时针方向铣削。图 1-2 槽形凸轮零件精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页图 1-3 凸轮加工装夹示意图1开口垫圈； 2带螺纹圆柱销； 3压紧螺母； 4带螺纹削边销； 5垫圈；6工件； 7垫块5刀具的选择根据零件结构特点，铣削凸轮槽内、外轮廓（即凸轮槽两侧面）时，铣刀直径受槽宽限制，同时考虑铸铁属于一般材料，加工性能较好，选用18 硬质合金立铣刀，见表1-4。表
17、1-4 数控加工刀具卡片产品名称或代号XXX 零件名称槽形凸轮零件图号XXX 序号刀具号刀具规格名称(mm) 数量加工表面备注1 T01 18硬质合金立铣刀1 粗铣凸轮槽内外轮廓2 T02 18硬质合金立铣刀1 精铣凸轮槽内外轮廓编制XXX 审核XXX 批准XXX 共 页第 页6切削用量的选择凸轮槽内、外轮廓精加工时留0.2 铣削用量，确定主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，然后利用公式vc=dn/1000 计算主轴转速 n，利用 vf = nZfz 计算进给速度。7填写数控加工工序卡片（见表1-5）表 1-5 槽形凸轮的数控加工工艺卡片单位名称XXX 产品名称或
18、代号零件名称零件图号XXX 槽形凸轮XXX 工序号程序编号夹具名称使用设备车间精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页XXX XXX 螺旋压板5025 数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格(mm) 主轴转速(r/min) 进给速度(mm/min) 背吃刀量(mm) 备注1 来回铣削，逐渐加深铣削深度T01 18800 60 分两层削2 粗铣凸轮槽内轮廓T01 18700 60 3 粗铣凸轮槽外轮廓T01 18700 60 4 精铣凸轮槽内轮廓T02 181000 100 5 精铣凸轮槽外轮廓T02 181000 100
19、编制XXX 审核XXX 批准XXX 年 月日共 日第 日参考文献1 付永领 , 王岩, 裴忠才 . 基于 CAN总线液压喷漆机器人控制系统设计与实现.机床与液压 . 2003, (6): 90922 丁又青 , 朱新才 . 一种新型型钢翻面机液压系统设计. 机床与液 . 2003, (5): 128129 3 刘剑雄 ,韩建华 . 物流自动化搬运机械手机电系统研究. 机床与液压 .2003, (1): 126128 4徐轶, 杨征瑞 , 朱敏华 , 温齐全 . PLC 在电液比例与伺服控制系统中的应用. 机床与液压 .2003, (5): 1431445 胡学林 . 可编程控制器 (基础篇 )
20、. 北京: 电子工业出版社 , 2003.6 胡学林 . 可编程控制器 (实训篇 ). 北京: 电子工业出版社 , 2004.7 孙兵 , 赵斌 , 施永康 . 基于 PLC 的机械手混合驱动控制. 液压与气动 .2005, (3):37398 孙兵, 赵斌, 施永康 . 物料搬运机械手的研制 . 机电一体化 . 2005, (2) : 4345 9 王田苗 , 丑武胜. 机电控制基础理论及应用. 北京: 清华大学出版社 , 2003.10 李建勇 . 机电一体化技术 . 北京: 科学出版社 , 2004.11 王孙安 ,杜海峰 , 任华. 机械电子工程 . 北京: 科学出版社 ,2003.1
21、2 张启玲 , 何玉安 . PLC 在气动控制称量包装装置中的应用. 液压与气动 .2005, (1): 3133 13赵文. 数字控制技术在龙门刨床电控系统中的应用. 电气传动 .2005.35 卷(3): 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页5557 14 沈兴全 , 吴秀玲 . 液压传动与控制 . 北京: 国防工业出版社 ,2005. 15 王宪军 , 赵存友 . 液压传动 . 哈尔滨 :哈尔滨工程大学出版社 , 2002.16 徐灏等 . 机械设计手册 . 第 5 卷. 北京: 机械工业出版社 ,2000.1
22、7陈铁鸣 , 王连明, 王黎钦 . 机械设计 ( 修订版 ) . 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社 , 2003.18 邓星钟 . 机电传动控制 ( 第三版 ). 武汉: 华中科技大学出版社 ,2001.19 西门子自动化与驱动集团(SIEMENS AG) . S7-200 系统手册 . 2002 .20 蔡行健 . 深入浅出西门子 S7-200 PLC.北京: 北京航空航天大学出版社, 2003. 22张利平 . 现代液压技术应用220 例. 化学工业出版社 , 2004. 23 高西林 . 锻床上料机械手 . 轻工机械 . 2001,(2): 24 李春波 , 王大明 , 李哲, 王祖温 .
23、 PLC 控制的气动上下料机械手 . 液压气动与密封, 1999.12. (6): 2124 25 尹自荣 , 熊晓红 , 骆际焕 , 王建坤 . 数控上下料机械手的研究及应用. 锻压机械 . 1994, (6): 35 26 张波, 李卫民 , 尚锐. 多功能上下料用机械手液压系统. 2002， (8): 3132 27 侯沂, 刘涛. 装卸机械手设计研究 . 机械. 2004, 第 31卷 (6): 5354 28 叶爱芹 , 袁金强 . PLC 在机械手控制系统中的应用. 安徽技术师范学院学报. 2001, 15卷(4): 6465 29 王会香 , 孙全颖 . 自动涂胶机械手的PLC
24、控制. 哈尔滨理工大学学报 . 2002，7卷(5): 1618 30 潘沛霖 , 杨宏, 高波, 吴伟光 . 四自由度折叠式机械手的结构设计与分析.哈尔滨工业大学学报 . 1994, 26卷(4): 9095 31 刘新一 . 多工位自动冲床机械手控制器设计. 广州大学学报（综合版）. 2000, 第 14卷(3): 1920 32 吉爱国 , 冯汝鹏 , 郭伟 , 张锦江 . 计算机在机械手控制中的应用. 机械与电子 . 1996, (6): 89 附录 1：车床及其切削加工车床主要是为了进行车外圆、车端面和镗孔等项工作而设计的机床。车削很少在其他种类的机床上进行，而且任何一种其他机床都不
25、能像车床那样方便地进行车削加工。由于车床还可以用来钻孔和铰孔，车床的多功能性可以使工精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页件在一次安装中完成几种加工。因此，在生产中使用的各种车床比任何其他种类的机床都多。车床的基本部件有：床身、主轴箱组件、尾架组件、溜板组件、丝杠和光杠。床身是车床的基础件。它通常是由经过充分正火或时效处理的灰铸铁或者球墨铸铁制成。它是一个坚固的刚性框架，所有其他基本部件都安装在床身上。通常在床身上有内外两组平行的导轨。有些制造厂对全部四条导轨都采用导轨尖顶朝上的三角形导轨( 即山形导轨 )，而有的制造
26、厂则在一组中或者两组中都采用一个三角形导轨和一个矩形导轨。导轨要经过精密加工，以保证其直线度精度。为了抵抗磨损和擦伤，大多数现代机床的导轨是经过表面淬硬的，但是在操作时还应该小心，以避免损伤导轨。导轨上的任何误差，常常意味着整个机床的精度遭到破坏。主轴箱安装在内侧导轨的固定位置上，一般在床身的左端。它提供动力，并可使工件在各种速度下回转。它基本上由一个安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮类似于卡车变速箱一所组成。通过变速齿轮，主轴可以在许多种转速下旋转。大多数车床有8-18 种转速，一般按等比级数排列。而且在现代机床上只需扳动2-4 个手柄，就能得到全部转速。一种正在不断增长的趋势是通过
27、电气的或者机械的装置进行无级变速。由于机床的精度在很大程度上取决于主轴，因此，主轴的结构尺寸较大，通常安装在预紧后的重型圆锥滚子轴承或球轴承中。主轴中有一个贯穿全长的通孔，长棒料可以通过该孔送料。主轴孔的大小是车床的一个重要尺寸，因为当工件必须通过主轴孔供料时，它确定了能够加工的棒料毛坯的最大尺寸。尾架组件主要由三部分组成。底板与床身的内侧导轨配合，并可以在导轨上做纵向移动。底板上有一个可以使整个尾架组件夹紧在任意位置上的装置。尾架体安装在底板上，可以沿某种类型的键槽在底板上横向移动，使尾架能与主轴箱中的主轴对正。尾架的第三个组成部分是尾架套筒。它是一个直径通常大约在 5176mm(2-3 英
28、寸) 之间的钢制空心圆柱体。通过手轮和螺杆，尾架套筒可以在尾架体中纵向移人和移出几英寸。车床的规格用两个尺寸表示。第一个称为车床床面上最大加工直径。这是在车床上能够旋转的工件的最大直径。它大约是两顶尖连线与导轨上最近点之间距离的两倍。第二个规格尺寸是两顶尖之间的最大距离。车床床面上最大加工直径表示在车床上能够车削的最大工件直径，而两顶尖之间的最大距离则表示在两个顶尖之间能够安装的工件的最大长度。普通车床是生产中最经常使用的车床种类。它们是具有前面所叙述的所有那些部件的重载机床，并且除了小刀架之外，全部刀具的运动都有机动进给。它们的规格通常是：车床床面上最大加工直径为305-610mm(12-2
29、4英寸 ) ；两顶尖之间距离为6101 219mm(24-48 英寸) 。但是，床面上最大加工直径达到1 270mm(50英寸) 和两顶尖之间距离达到3 658mm(12 英尺) 的车床也并不少见。这些车床大部分都有切屑盘和一个安装在内部的冷却液循环系统。小型的普通车床车床床面最大加工直径一般不超过330mm(13英寸) 被设计成台式车床，其床身安装在工作台或柜子上。虽然普通车床有很多用途，是很有用的机床，但是更换和调整刀具以及测量工件花费很多时间，所以它们不适合在大量生产中应用。通常，它们的实际加工时间少于其总加工时间的30。此外，需要技术熟练的工人来操作普通车精选学习资料 - - - -
30、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页床，这种工人的工资高而且很难雇到。然而，操作工人的大部分时间却花费在简单的重复调整和观察切屑产生过程上。因此，为了减少或者完全不雇用这类熟练工人，六角车床、螺纹加工车床和其他类型的半自动和自动车床已经很好地研制出来，并已经在生产中得到广泛应用。普通车床作为最早的金属切削机床中的一种，目前仍然有许多有用的和为人们所需要的特性。现在，这些机床主要用在规模较小的工厂中，进行小批量的生产，而不是进行大批量的生产。在现代的生产车间中，普通车床已经被种类繁多的自动车床所取代，诸如自动仿形车床，六角车床和自动螺丝车床。现在
31、，设计人员已经熟知先利用单刃刀具去除大量的金属余量，然后利用成型刀具获得表面光洁度和精度这种加工方法的优点。这种加工方法的生产速度与现在工厂中使用的最快的加工设备的速度相等。普通车床的加工偏差主要依赖于操作者的技术熟练程度。设计工程师应该认真地确定由熟练工人在普通车床上加工的实验零件的公差。在把实验零件重新设计为生产零件时，应该选用经济的公差。对生产加工设备来说，目前比过去更着重评价其是否具有精确的和快速的重复加工能力。应用这个标准来评价具体的加工方法，六角车床可以获得较高的质量评定。在为小批量的零件 (100200 件) 设计加工方法时，采用六角车床是最经济的。为了在六角车床上获得尽可能小的
32、公差值，设计人员应该尽量将加工工序的数目减至最少。自动螺丝车床通常被分为以下几种类型：单轴自动、多轴自动和自动夹紧车床。自动螺丝车床最初是被用来对螺钉和类似的带有螺纹的零件进行自动化和快速加工的。但是，这种车床的用途早就超过了这个狭窄的范围。现在，它在许多种类的精密零件的大批量生产中起着重要的作用。工件的数量对采用自动螺丝车床所加工的零件的经济性有较大的影响。如果工件的数量少于1 000件，在六角车床上进行加工比在自动螺丝车床上加工要经济得多。如果计算出最小经济批量，并且针对工件批量正确地选择机床，就会降低零件的加工成本。因为零件的表面粗糙度在很大程度上取决于工件材料、刀具、进给量和切削速度，
33、采用自动仿形车床加工所得到的最小公差不一定是最经济的公差。在某些情况下，在连续生产过程中，只进行一次切削加工时的公差可以达到005mm 。对于某些零件，槽宽的公差可以达到0125mm 。镗孔和采用单刃刀具进行精加工时，公差可达到00125mm 。在希望获得最大产量的大批量生产中，进行直径和长度的车削时的最小公差值为土0125mm 是经济的。金属切削加工在制造业中得到了广泛的应用。其特点是工件在加工前具有足够大的尺寸，可以将工件最终的几何形状尺寸包容在里面。不需要的材料以切屑、颗粒等形式被去除掉。去除切屑是获得所要求的工件几何形状，尺寸公差和表面质量的必要手段。切屑量多少不一，可能占加工前工件体
34、积的百分之几到 7080不等。由于在金属切削加工中，材料的利用率相当低，加之预测到材料和能源的短缺以及成本的增加，最近十年来，金属成形加工的应用越来越多。然而，由于金属成形加工的模具成本和设备成本仍然很高，因此尽管金属切削加工的材料消耗较高，在许多情况下，它们仍然是最经济的。由此可以预料，在最近几精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 17 页年内，金属切削加工在制造业中仍将占有重要的位置。而且，金属切削加工的自动生产系统的发展要比金属成形加工的自动生产系统的发展要快得多。在金属切削加工中，信息的传递是通过刚性传递介质(刀具
35、) 实现的。刀具相对工件运动，机械能通过刀具作用于工件。因此，刀具的几何形状和刀具与工件的运动方式决定了工件的最终形状。这个基本过程是机械过程：实际上是一个剪切与断裂相结合的过程。如前所述，在金属切削加工中，多余的材料由刚性刀具切除，以获取需要的几何形状、公差和表面光洁度。属于此类加工方法的例子有车削、钻削、铰孔、铣削、牛头刨削、龙门刨削、拉削、磨削、珩磨和研磨。大多数切削加工 ( 或称机械加工 ) 过程是以两维表面成形法为基础的。也就是说，刀具与工件材料之间需要两种相对运动。一种定义为主运动( 决定切削速度)，另一种定义为进给运动(向切削区提供新的加工材料) 。车削时，工件的回转运动是主运动
36、；龙门刨床刨削时，工作台的直线运动是主运动。车削时，刀具连续的直线运动是进给运动；而在龙门刨床刨削中，刀具间歇的直线运动是进给运动。切削速度v 是主运动中刀具 ( 在切削刃的指定点 )相对工件的瞬时速度。车削、钻削和铣削等加工方法的切削速度可以用下式表示：V=dn m min 式中 v 为切削速度，其单位为m min；d 是工件上将要切削部分的直径，其单位为m ；n 是工件或主轴的转速，单位为rev min。根据具体运动方式不同，v、d 和 n 可能与加工材料或工具有关。在磨削进，切削速度通常以m s为单位度量。在主运动之外，当刀具或工件作进给运动f时，便产生重复的或连续的切屑切除过程，从而形
37、成所要求的加工表面。进给运动可以是间歇的，或者是连续的。进给速度vf定义为在切削刃的某一选定点上，进给运动要对于工件的瞬时速度。对于车削和钻削，进给量f 以工件或刀具每转的相对移动量(mm rev) 来表示；对于龙门刨削和牛头刨削，进给量f以刀具或工件每次行程的相对移动量(mm stroke) 来表示。对于铣削，以刀具的每齿进给量fz (mmtooth) 来表示，fz是相邻两齿间工件的移动距离。所以，工作台的进给速度vf (mmmin)是刀具齿数 z，刀具每分钟转数n 与每齿进给量人的乘积 (vf=nzfz) 。包含主运动方向和进给运动方向的平面被定义为工作平面，因为该平面包含决定切削作用的两
38、种基本运动。车削时的切削深度 ( 有时也被称为背吃刀量) 是刀具切削刃切进或深人工件表面内的距离。切削深度决定工件的最终尺寸。在车削加工中采用轴向进给时，切削深度可以通过直接测量工件半径的减少量来确定；在车削加工中采用径向进给时，切削深度等于工件长度的减少量。在钻削中，切削深度等于钻头直径。对于铣削，切削深度定义为侧吃刀量e，它等于铣刀径向吃刀深度，而铣刀轴向吃刀深度 (背吃刀量 )被称为 p。未变形状态时的切屑厚度h，就是在垂直于切削方向的平面内垂直于切削刃测量得到的切屑厚度。切削后的切屑厚度( 即切屑实际厚度h2 ) 大于未变形时的切屑厚度，也就是说切削比或者切屑厚度比r=h1/h2总是小
39、于 1。未变形状态的切屑宽度b，是在与切削方向垂直的平面内沿切削刃测得的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 17 页切屑宽度。对于单刃刀具切削加工，切削面积A 是未变形的切屑厚度h1和切屑宽度 b的乘积 ( 即 A=h1b)。切削面积也可以用进给量f 和切削深度 表示如下：H1=fsink 及 b=asink 式中 x 为主偏角 (即切削刃与工作平面形成的夹角)。因此，可以由下式求出切削面积A=fa 附录 2：Lathes And Its Cutting Process Lathes are machine tools d
40、esigned primarily to do turning, facing,and boring. Very little turning is done on other types of machine tools,and none can do it with equal facility. Because lathes also can do drilling and reaming, their versatility permits several operations to be done with a single setup of the workpiece. Conse
41、quently, more lathes of various types are used in manufacturing than any other machine tool. The essential components of a lathe are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, carriage assembly, and the leadscrew and feed rod. The bed is the backbone of a lathe. It usually is made of well- nor
42、malized or aged gray or nodular cast iron and provides a heavy, rigid frame on which all the other basic components are mounted. Two sets of parallel, longitudinal ways, inner and outer, are contained on the bed, usually on the upper side. Some makers use an inverted V-shape for all four ways, where
43、as others utilize one inverted V and one fiat way in one or both sets. They are precision-machined to assure accuracy of alignment. On most modem lathes the ways are surface-hardened to resist wear and abrasion, but precaution should be taken in operating a lathe to assure that the ways are not dama
44、ged. Any inaccuracy in them usually means that the accuracy of the entire lathe is destroyed. The headstock is mounted in a fixed position on the inner ways,usually at the left end of the bed. It provides a powered means of rotating the work at various speeds. Essentially, it consists of a hollow sp
45、indle, mounted in accurate bearings, and a set of transmission gears-similar to a truck transmission-through which the spindle can be rotated at a number of speeds. Most lathes provide from 8 to 18 speeds, usually in a geometric ratio, and on modem lathes all the speeds can be obtained merely by mov
46、ing from two to four levers. An increasing trend is to provide a continuously variable speed range through electrical or mechanical drives. Because the accuracy of a lathe is greatly dependent on the spindle, it is of heavy construction and mounted in heavy beatings, usually preloaded tapered roller
47、 or ball types. The spindle has a hole extending through its length, through which long bar stock can be fed. The size d this hole is an important dimension of a lathe because it detemtines the maximum size of bar stock that can be machined when the material must be fed through spindle. 精选学习资料 - - -
48、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 17 页The tailstock assembly consists, essentially, of three parts. A lower casting fits on the inner ways of the bed and can slide longitudinally thereon, with a means for clamping the entire assembly in any desired location. An upper casting fits on the lowe
49、r one and can be movedtransversely upon it, on some type of keyed ways, to permit aligning the tailstock and headstock spindles. The third major component of the assembly is the tailstock quill. This is a hollow steel cylinder, usually about 51 to 76 mm (2 to 3 inches) in diameter, that can be moved
50、 several inches longitudinally in and out of the upper casting by means of a handwheel and screw. The size of a lathe is designated by two dimensions. The first is known as the swing. This is the maximum diameter of work that can be rotated on a lathe. It is approximately twice the distance between