第三章 冷加工基础（课件）-《金属加工与实训（基础常识与技能训练）》同步教学（电工版）

第三章 冷加工基础 202X 车床主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、圆锥面、成形回转面等）及回转体的端面。车床主要用的刀具为各种车刀，也可用钻头、扩孔钻、铰刀进行孔加工，用丝锥、板牙加工内外螺纹表面。通常，车床的主运动由工件随主轴旋转来实现，而进给运动由刀架的纵横向移动来完成。 3. 2 金属切削机床及其应用 3．2．1 车床及其应用 图3—14 车床的加工图 铣床的加工特点是以多齿刀具的旋转运动为主运动，而进给运动可根据加工要求由工件在相互垂直的三个方向中，作某一方向来实现。在少数铣床上，进给运动也可以是工件的回转或曲线运动。根据工件的形状和尺寸，工件和铣刀可在相互垂直的三个方向上作位置调整。 铣床的工艺范围很广。可以加工水平面、垂直面、T形槽、键槽、燕尾槽、螺纹、螺旋槽、分齿零件（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）以及成形面等。此外，铣床还可以用锯片铣刀进行切刀工作。 铣床的类型很多，主要有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、工具铣床、龙门铣床及成形面铣床等。 3．2．2铣床的应用 图3—16 铣床的典型加工表面 数控机床与普通机床相比具有许多优点，应用范围还在不断扩大。但是数控设备的初始投资费用较高。技术复杂，对编程、维修人员的素质要求也比较高。在实际选用中，需要充分考虑其技术经济效益。一般来说，数控机床特别适用于加工零件较复杂，精度要求高和产品更新频繁，生产周期要求短的场合。其主要应用范围：小批量而又轮番生产的零件；几何形状复杂的零件；在加工过程中必须进行多种工序加工的零件；切削余量大的零件；必须严格控制公差（公差带范围很小）的零件；工艺设计会经常变化的零件；贵重零件；需全部检测的零件等等。 3—2—3数控机床及其应用 数控机床一般由数控系统、包括伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统、主传动系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成。 1）采用高性能主传动及主轴部件。具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。 2）进给传动采用高效传动件。具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。 3）有较完善的刀具自动交换和管理系统。工件在加工中心类机床上一次安装后，能自动地完成或者接近完成工件各面的加工工序。 4）有工件自动交换、工件夹紧与放松机构。如在加工中心类机床上采用工作台自动交换机构。 5）床身机架具有很高的动、静刚度。 6）采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工，为了操作安全等，一般采用移门结构的全封闭罩壳，对机床的加工部位进行全封闭。 数控机床的加工特点 数控机床的组成 1．按加工工艺方法分类 （1）金属切削类数控机床 （3）板材加工类数控机床 （2）特种加工类数控机床 2．按控制运动轨迹分类 （1）点位控制数控机床 （2）直线控制数控机床 （3）轮廓控制数控机床 3．按驱动装置的特点分类 （1）开环控制数控机床 （2）闭环控制数控机床 （3）半闭环控制数控机床 数控机床的分类 一、刨削加工 刨削是平面加工的主要方法之一。常见的刨床类机床有牛头刨床、龙门刨床和插床等。 刨削加工是在刨床上利用刨刀（或工件）的直线往复运动进行切削加工的一种方法。刨刀或工件所作的直线往复运动是主运动，进给运动是工件或刀具沿垂直于主运动方向所作的间歇运动。刨削可以加工平面、平行面、垂直面、台阶、沟漕、斜面、曲面等。 3.2.4其他机床及其应用 图3-22 刨削加工基本内容 镗削加工的工艺范围较广，它可以镗削单孔或孔系，锪、铣平面，镗盲孔及镗端面等。 图3-26 镗削的工艺范围 二、镗削加工 三、磨床 用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料等）为工具进行切削加工的机床，统称磨床。 一、工艺路线的划分 机械零件从设计到生产产品的全过程叫生产过程， 在生产过程中，为了进行科学管理，常把合理的工艺过程中的各项内容，编写成文件来指导生产。这类规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等工艺文件叫工艺规程。工艺规程制定得是否合理，直接影响工件的质量、劳动生产率和经济效益。一个零件可以用几种不同的加工方法制造，但在一定的条件下，只有某一种方法是较合理的。因此，在制定工艺规程时，必须从实际出发，根据设备条件、生产类型等具体情况，尽量采用先进加工方法，制定出合理的工艺规程。工艺规程包括工艺过程卡片、工序卡片、检验卡片等。 3.3 零件生产过程的基础知识 3.3.1 生产过程的基础知识 图3—36 机械加工工艺过程的组成 1．工序 一个或一组工人，在一个工作地（或同时对几个）工件所连续完成的那部分加工过程，成为工序。 2．安装 在一道工序中，工件在加工位置上，可以只装夹一次，也可以装夹几次。工件经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。 3．工位 为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每个位置，称为工位。 4．工步 在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那部分工序，成为工步。若其中一个或两个因素变化，则为另一个工步。 5．行程 行程分为工作行程和空行程。工序行程是指刀具以加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分。 1．基准 基准就是“依据（或根据）的意思。它是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。 基准可分为设计基准、工艺基准两大类。工艺基准又分为定位基准、测量基准和装配基准等几种。 二、加工工件基准的选择 2．设计基准 设计图样上所采用的基准，称为设计基准。 3．工艺基准 （1）定位基准 在加工中用作定位的基准，称为定位基准。 （2）测量基准 测量时所采用的基准，称为测量基准。 （3）装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。 定位基准有粗基准和精基准两种，毛坯在开始加工时，它的表面都是未经过加工的毛坯表面，所以最初的工序中只能以毛坯表面定位（或根据某毛坯表面找正），这种基准面称为粗基准。在以后的工序中，用已加工过的表面作为定位基准，这种基准面称为精基准。 三、定位基准的选择 （1）应选择不加工表面作为粗基准。 (2）对所有外圆都要加工的零件，应根据加工余量最小的表面找正。 (3）应该选用比较牢固可靠的表面作为基准，否则会使工件夹坏或松动。 (4）粗基准应选择平整光滑的表面。铸件装夹时应让开浇铸冒口部分。 (5）粗基准不能重复使用。 1．粗基准的选择 (1）尽可能采用设计基准或装配基准作为定位基准。 (2）在车配三爪卡盘连接盘时， 一般先车好内孔和内螺纹，然后把它旋在主轴上再车配安装三爪卡盘的凸肩和端面。这样容易保证三爪卡盘和主轴的同轴度。 (3）尽可能使定位基准和测量基准重合。 (4）尽可能使基准统一。 (5）选择精度较高、装夹稳定可靠的表面作为精基准，并尽可能选用形状简单和尺寸较大的表面作为精基准，这样可以减少定位误差和使定位稳固。 2．精基准的选择原则如下： 1．艺过程的四个阶段 (1)粗加工阶段 切除毛坯上大部分多余的金属，主要目的是提高生产率。 (2)半精车阶段 使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量，并可完成一些次要表面加工，如钻孔等。 (3)精加工阶段 保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。 (4)光整加工阶段 对工件上精度和表面粗糙度要求很高的表面，须进行光整加工。主要目的是提高尺寸精度、减少表面粗糙度。此阶段一般不能用来提高位置精度。 四、工艺路线的制订 2、切削加工工序通常按下列原则按排 1）基面先行原则 用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。如加工轴类工件时，总是先加工中心孔，再以中心孔为基准加工外圆表面和台阶。 2）先粗后精原则 各个表面的加工顺序按照粗加工半精加工精加工光整加工的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度并减小表面粗糙度。 3）先主后次原则 工件的主要表面、装配基面应先加工，从而及早发现毛坯中主要表面可能存在的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后，精加工之前进行。 4）先面后孔的原则 对复杂工件，一般先加工平面再加工孔。一方面平面定位，稳定可靠；另一方面在加工过的平面上加工孔比较容易，并能提高孔的加工精度，特别是钻出的孔轴线不宜偏斜。 工 序 工 艺 工艺代号 应 用 工序位 置安排 目 的 预 备 热 处 理 退 火 5111 用于铸铁或锻件毛坯，以改善其切削功能 毛坯制造后，粗加工之前进行 改善材料的力学性能，消除毛坯制造时的内应力，细化晶力，均匀组织，并为最终热处理准备良好的金相组织 正 火 5121 低温 时效 用于各种精密工件，消除切削加工的内应力，保持尺寸的稳定性，对于特别重要的高精度的工件要经过几次低温时效处理。有些轴类工件在找直工序后，也要安排低温时效处理 半精车后、或粗磨半精磨以后 调 质 5151 调质工件的综合力学性能良好，对于某些硬度和耐磨性要求不高的工件，也可作最终热处理 粗加工后、半精加工之前 最 终 热 处 理 淬 火 5131 适用于碳结构钢。由于工件淬火后，表面硬度高，除削和线切割等加工外，一般方法不能对其切削 半精加工后、磨削加工前 提高工件材料的硬度、耐磨性和强度等力学性能 渗碳 淬火 5310－131 适用于低碳钢和低合金钢（如15、15Cr、20、20Cr等），其目的是先使工件表层含碳量增加，然后经淬火使表层获得高的硬度和耐磨性，而心部仍保持一定的强度和较高的刃性和塑性。渗碳淬火还可以解决工件上部分表面淬不硬的工艺问题 半精加工与精加工之前 渗 氮 5330 渗氮是使痰原子渗入金属表面，从而获得一层含氮化物的热处理方法。渗氮层较簿，一般不超过0.6～0.7mm。渗氮后的表面硬度很高，不需淬火 精磨或研磨之前 3、热处理工序的安排 感谢您的观看 25 $$