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高速镗床常用加工方法——拉削加工、镗削加工、磨削加工、铣削加工

编辑:陕西海晟机械有限公司时间:2019-07-10

  高速镗床拉削是机械加工作业的一种类型,是使用拉床(拉刀)加工各种内外成形表面的切削工艺。

  一.简介

  拉削刀具是非常复杂的组件,由一个单件制造而成。材料主要是高速钢,硬质合金作为刀具材料仅用于灰铸铁的机械加工。

  与许多其他切削作业不同,主要考虑的问题是刀具的磨损或刀具使用寿命。

  在拉削情况下,数个齿同时啮合,而且切屑宽度经常很大。移除切屑可能是非常成问题的,因而通常也需要低黏度油。

  从切削液的供送来看,内拉削比外拉削更成问题,卧式拉削比立式拉削更困难。




  二.分类

  用拉刀作为刀具的切削加工。当拉刀相对工件作直线移动时,工件的加工余量由拉刀上逐齿递增尺寸的刀齿依次切除(图1)。通常,一次工作行程即能加工成形,是一种高效率的精加工方法。但因拉刀结构复杂,制造成本高,且有一定的专用性,因此拉削主要用于成批大量生产。按加工表面特征不同,拉削分为内拉削和外拉削。

  ①内拉削:用来加工各种截面形状的通孔和孔内通槽(图2),如圆孔、方孔、多边形孔、花键孔、键槽孔、内齿轮等。拉削前要有已加工孔,让拉刀能从中插入。拉削的孔径范围为8~125毫米,孔深不超过孔径的5倍。特殊情况下,孔径范围可小到3毫米,大到400毫米,孔深可达10米。

  ②外拉削:用来加工非封闭形表面(图3),如平面、成形面、沟槽、榫槽、叶片榫头和外齿轮等,特别适合于在大量生产中加工比较大的平面和复合型面,如汽车和拖拉机的气缸体、轴承座和连杆等。拉削型面的尺寸精度可达IT8~5,表面粗糙度为Ra2.5~0.04微米,拉削齿轮精度可达6~8级(JB179-83)。

  拉削时,从工件上切除加工余量的顺序和方式有成形式、渐成式、轮切式和综合轮切式等。①成形式。加工精度高,表面粗糙度较小,但效率较低;拉刀长度较长,主要用于加工中小尺寸的圆孔和精度要求高的成形面。②渐成式适用于粗拉削复杂的加工表面,如方孔、多边形孔和花键孔等,这种方式采用的拉刀制造较易,但加工表面质量较差。③轮切式切削效率高,可减小拉刀长度,但加工表面质量差,主要用于加工尺寸较大、加工余量较多、精度要求较低的圆孔。④综合轮切式是用轮切法进行粗拉削,用成形法进行精拉削,兼有两者的优点,广泛用于圆孔拉削。

  镗削是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径切削工艺,其应用范围一般从半粗加工到精加工,所用刀具通常为单刃镗刀(称为镗杆)。

  镗削

  用麻花钻、扁钻或中心钻等在实体材料上钻削通孔或盲孔称为钻削加工。钻削加工除钻孔外,还包括扩孔及锪孔。所以钻孔是钻削的一种。

  用反镗刀对反镗孔进行加工的方法叫反镗加工。

  在数控机床上,我们往往使用非标准刀具(偏心镗刀、转动刀片、专用的反镗刀)利用数控加工程式进行反镗加工。

  用旋转的单刃镗刀把工件上的预制孔扩大到一定尺寸,使之达到要求的精度和表面粗糙度的切削加工。镗削一般在镗床、加工中心和组合机床上进行,主要用于加工箱体、支架和机座等工件上的圆柱孔(见图)、螺纹孔、孔内沟槽和端面;当采用特殊附件时,也可加工内外球面、锥孔等。对钢铁材料的镗孔精度一般可达IT9~7,表面粗糙度为Ra2.5~0.16微米。

  镗削时,工件安装在机床工作台或机床夹具上,镗刀装夹在镗杆上(也可与镗杆制成整体),由主轴驱动旋转。当采用镗模时,镗杆与主轴浮动联接,加工精度取决于镗模的精度;不采用镗模时,镗杆与主轴刚性联接,加工精度取决于机床的精度。由于镗杆的悬伸距离较大,容易产生振动,选用的切削用量不宜很大。镗削加工分粗镗、半精镗和精镗。采用高速钢刀头镗削普通钢材时的切削速度,一般为20~50米/分;采用硬质合金刀头时的切削速度,粗镗可达40~60米/分,精镗可达150米/分以上。

  对精度和表面粗糙度要求很高的精密镗削,一般用金刚镗床,并采用硬质合金、金刚石和立方氮化硼等超硬材料的刀具,选用很小的进给量(0.02~0.08毫米/转)和切削深度(0.05~0.1毫米)高于普通镗削的切削速度。精密镗削的加工精度能达到IT7~6,表面粗糙度为Ra0.63~0.08微米。精密镗孔以前,预制孔要经过粗镗、半精镗和精镗工序,为精密镗孔留下很薄而均匀的加工余量。

  磨削是指用磨料,磨具切除工件上多余材料的加工方法。磨削加工是应用较为广泛的切削加工方法之一。

  一.简介

  磨削加工,在机械加工隶属于精加工(机械加工分粗加工,精加工,热处理等加工方式),加工量少、精度高。在机械制造行业中应用比较广泛,经热处理淬火的碳素工具钢和渗碳淬火钢零件,在磨削时与磨削方向基本垂直的表面常常出现大量的较规则排列的裂纹--磨削裂纹,它不但影响零件的外观,更重要的还会直接影响零件质量。



  二.原理

  利用高速旋转的砂轮等磨具加工工件表面的切削加工。磨削用于加工各种工件的内外圆柱面、圆锥面和平面,以及螺纹、齿轮和花键等特殊、复杂的成形表面。由于磨粒的硬度很高,磨具具有自锐性,磨削可以用于加工各种材料,包括淬硬钢、高强度合金钢、硬质合金、玻璃、陶瓷和大理石等高硬度金属和非金属材料。磨削速度是指砂轮线速度,一般为30~35米/秒,超过45米/秒时称为高速磨削。磨削通常用于半精加工和精加工,精度可达IT8~5甚至更高,表面粗糙度一般磨削为Ra1.25~0.16微米,精密磨削为Ra0.16~0.04微米,超精密磨削为Ra0.04~0.01微米,镜面磨削可达Ra0.01微米以下。磨削的比功率(或称比能耗,即切除单位体积工件材料所消耗的能量)比一般切削大,金属切除率比一般切削小,故在磨削之前工件通常都先经过其他切削方法去除大部分加工余量,仅留0.1~1毫米或更小的磨削余量。随着缓进给磨削、高速磨削等高效率磨削的发展,已能从毛坯直接把零件磨削成形。也有用磨削作为荒加工的,如磨除铸件的浇冒口、锻件的飞边和钢锭的外皮等。

  三.类型

  外圆磨削

  主要在外圆磨床上进行,用以磨削轴类工件的外圆柱、外圆锥和轴肩端面。磨削时,工件低速旋转,如果工件同时作纵向往复移动并在纵向移动的每次单行程或双行程后砂轮相对工件作横向进给,称为纵向磨削法(图1)。如果砂轮宽度大于被磨削表面的长度,则工件在磨削过程中不作纵向移动,而是砂轮相对工件连续进行横向进给,称为切入磨削法。一般切入磨削法效率高于纵向磨削法。如果将砂轮修整成成形面,切入磨削法可加工成形的外表面。

  平削磨削

  主要用于在平面磨床上磨削平面、沟槽等。平面磨削有两种:用砂轮外圆表面磨削的称为周边磨削(图3),一般使用卧轴平面磨床,如用成形砂轮也可加工各种成形面;用砂轮端面磨削的称为端面磨削,一般使用立轴平面磨床。

  内圆磨削

  高速镗床一般在无心磨床上进行,用以磨削工件外圆。磨削时,工件不用顶尖定心和支承,而是放在砂轮与导轮之间,由其下方的托板支承,并由导轮带动旋转。当导轮轴线与砂轮轴线调整成斜交1°~6°时,工件能边旋转边自动沿轴向作纵向进给运动,这称为贯穿磨削(图4)。贯穿磨削只能用于磨削外圆柱面。采用切入式无心磨削时,须把导轮轴线与砂轮轴线调整成互相平行,使工件支承在托板上不作轴向移动,砂轮相对导轮连续作横向进给。切入式无心磨削可加工成形面。无心磨削也可用于内圆磨削,加工时工件外圆支承在滚轮或支承块上定心,并用偏心电磁吸力环带动工件旋转,砂轮伸入孔内进行磨削,此时外圆作为定位基准,可保证内圆与外圆同心。无心内圆磨削常用于在轴承环专用磨床上磨削轴承环内沟道。

  数控车床可进行复杂回转体外形的加工。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/特征。数控铣床可以进行复杂外形和特征的加工。铣镗加工中心可进行三轴或多轴铣镗加工,用于加工,模具,检具,胎具,薄壁复杂曲面,人工假体,叶片等。在选择数控铣削加工内容时,应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。

  1.工艺简介

  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。

  车削加工和铣削加工的区别:

  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。车床上还可进行内孔,螺纹,咬花等的加工,后两者为低速加工。

  2.加工工艺

  (1)工件上的曲线轮廓,直线、圆弧、螺纹或螺旋曲线、特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓。

  (2)已给出数学模型的空间曲线或曲面。

  (3)形状虽然简单,但尺寸繁多、检测困难的部位。

  (4)用普通机床加工时难以观察、控制及检测的内腔、箱体内部等。

  (5)有严格尺寸要求的孔或平面。

  (6)能够在一次装夹中顺带加工出来的简单表面或形状。

  (7)采用数控铣削加工能有效提高生产率、减轻劳动强度的一般加工内容。

  高速镗床适合数控铣削的主要加工对象有以下几类:平面轮廓零件、变斜角类零件、空间曲面轮廓零件、孔和螺纹等。