常用的加工方法有哪些?
拉削
拉削是一种机械加工操作,是利用拉床(拉刀)加工各种内外成形表面的切削过程。拉削工具是非常复杂的部件,由一块零件制成。材料主要为高速钢,硬质合金仅作为加工灰铸铁的刀具材料。与许多其他切削操作不同,主要考虑的是刀具磨损或刀具寿命。
在拉削时,多齿同时啮合,切屑宽度往往很大。切屑的去除是很有问题的,所以通常也需要低粘度油。从切削液供给的角度看,内拉比外拉问题大,水平拉比垂直拉难。
拉削方法分类:
用拉刀作为切削工具。当拉刀围绕工件线性运动时,工件的加工余量被一个一个增大的拉刀齿依次切断。通常,它可以在一个工作行程中加工成型,这是一种高效的精加工方法。但拉削由于其结构复杂,制造成本高,且具有一定的特殊性,主要用于批量生产。根据加工表面的特点,拉削分为内拉削和外拉削。
- 内拉削:用于加工各种截面形状的通孔、孔,如圆孔、方孔、多边形孔、花键孔、键槽孔、内齿轮等。拉削前必须有一个加工过的孔,这样拉刀才能插进去。拉削孔直径为8 ~ 125 mm,孔深不超过孔直径的5倍。特殊情况下,孔径范围小到3毫米,大到400毫米,孔深可达10米。
- 外拉削:用于加工非封闭表面,如平面、成形面、沟槽、舌槽、刀片榫、外齿轮等。特别适合大批量生产中加工比较大的平面和复合型材,如汽车、拖拉机用缸体、轴承块、连杆等。拉削型材尺寸精度可达IT8~5,表面粗糙度Ra2.5~0.04微米,拉削齿轮精度可达6~8级(JB179-83)。
拉削时,从工件切割加工余量的顺序和方法有形式式、递进式、轮切式和综合轮切式。
- 变成一种形式。加工精度高,表面粗糙度小,但效率低;拉刀长度长,主要用于加工中小型圆孔及对精度要求较高的成形表面。
- 渐进式适用于粗拉加工复杂的加工表面,如方孔、多边形孔、花键孔等。这种方法使用的拉刀制造起来比较容易,但加工后的表面质量较差。
- 轮切切削效率高,可缩短拉刀长度,但加工表面质量较差。主要用于加工大尺寸、加工余量大、精度要求低的圆孔。
- 一体化轮切式是采用轮切法进行粗拉削,采用成形法进行精拉削,两者兼备,广泛应用于圆孔拉削。
无聊的
镗孔是一种内径切削过程,使用工具扩大孔或其他圆形轮廓。它的应用范围一般从半粗加工到精加工。所使用的工具通常是单刃镗刀(称为镗杆)。
用麻花钻、平钻或中心钻在固体材料上钻孔或盲孔称为钻孔。除钻孔外,钻孔工艺还包括扩孔和钻孔。所以钻孔是钻孔的一种。
用反镗工具加工反镗孔的方法称为反镗。
在数控机床上,我们经常使用非标刀具(偏心镗刀、旋转刀片、专用反向镗刀)来使用数控加工程序进行反向镗削。
旋转单刃镗刀用于将工件上预先制造的孔扩大到一定尺寸,以达到所需的精度和表面粗糙度切削。镗孔一般在镗床、加工中心和组合机床上进行。主要用于加工箱体、支架、机座等工件的圆柱孔(见图)、螺纹孔、槽、端面;特殊加工配件时,也可加工内外球面、锥形孔等。钢材料的镗削精度一般可达到IT9~7,表面粗糙度Ra2.5~0.16微米。
镗削时,将工件安装在机床工作台或机床夹具上,镗刀夹在镗杆上(也可与镗杆做成一体),主轴带动转动。使用镗模时,镗杆与主轴是浮动连接的,加工精度取决于镗模的精度;不使用镗模时,镗杆与主轴刚性连接,加工精度取决于机床的精度。由于镗杆的悬垂距离较大,容易产生振动,使用的切削量不宜很大。镗削工艺分为粗镗、半精镗和精镗。用高速钢刀头镗削普通钢时的切削速度一般为20-50米/分钟;硬质合金头粗镗时切削速度为40-60米/分钟,精镗时切削速度为150米/分钟以上。
对精度和表面粗糙度要求较高的精密镗削,一般采用金刚石镗床,使用硬质合金、金刚石、立方氮化硼等超硬材料的刀具。小进给速度(0.02~0.08 mm/ Turn)和切削深度(0.05 ~ 0.1 mm)高于普通镗削速度。精密镗削精度可达IT7~6,表面粗糙度Ra0.63~0.08微米。在精密镗削前,预制孔经过粗镗、半精密镗削和精镗工序,为精密镗削留下薄而均匀的加工余量。
磨
磨指使用磨料和磨具切割工件上多余材料的一种方法。磨削是应用比较广泛的切削方法之一。
磨削加工属于精加工(机械加工分为粗加工、精加工、热处理等加工方法),加工体积小,精度高。广泛应用于机械制造行业。碳素工具钢和渗碳淬火钢件经过热处理淬火后,在磨-磨裂纹过程中,在与磨削方向基本垂直的表面上往往会出现大量排列规律的裂纹,不仅影响零件的外观,而且直接影响零件的质量。
研磨原理:
使用高速旋转的砂轮等磨具切割工件表面。磨削用于加工各种工件的内外圆柱面、锥面、平面,以及螺纹、齿轮、花键等特殊、复杂的成形表面。由于磨粒硬度高,磨具具有自锐性,研磨可用于加工各种材料,包括淬火钢、高强度合金钢、硬质合金、玻璃、陶瓷和大理石,以及其他高硬度金属和非金属材料。磨削速度是指砂轮的线速度,一般为30 ~ 35米/秒。当转速超过45m /s时,称为高速磨削。磨削通常用于半精加工和精加工,精度可达到IT8 ~ 5甚至更高,表面粗糙度一般为R a1.25 ~ 0.16微米,精密磨削为R a 0.16 ~ 0.04微米,超精密磨削为R a0.04~0.01微米,镜面磨削可达到R a0.01微米以下。磨削的比功率(或比能量消耗,即去除单位体积的工件材料所消耗的能量)比一般切削大,金属去除率比一般切削小,因此在磨削前通常采用其他切削方法去除工件对于大多数加工余量,只剩下0.1 ~ 1mm或更小的磨削余量。随着慢进给磨削和高速磨削等高效率磨削技术的发展,从毛坯直接磨削零件已经成为可能。也适用于作为废料工艺的磨削,如铸件冒口磨削、锻件闪边磨削、钢锭蒙皮磨削等。
研磨类型:
外圆磨削:主要在外圆磨床上进行,用于磨削轴类工件的外筒、外锥、肩端面。在磨削过程中,工件以低速旋转。如果工件同时在纵向上往复运动,且纵向上的单冲程或双冲程运动使砂轮相对于工件运动,则称为纵磨法。如果砂轮的宽度大于待磨表面的长度,则在磨削过程中工件不作纵向运动,而是由砂轮连续地给给工件,这被称为切入磨削法。插切磨削法的效率一般高于纵向磨削法。如果将砂轮修整成成形表面,则可采用插切磨削法对成形外表面进行加工。
平面磨削:主要用于平面磨床上的平面、槽的磨削。表面磨削有两种类型:用砂轮外表面的磨削称为周边磨削。一般采用水平轴平面磨床。如果使用异形砂轮,还可以加工各种异形表面;用砂轮端面进行磨削的称为端面磨削,一般采用立轴平面磨床。
内圆磨削:一般在无心磨床上对工件外圆进行磨削。磨削时,工件不居中,由中心支撑,而是放置在砂轮和导向轮之间,由下方的托盘支撑,由导向轮带动旋转。当调节导轮轴与砂轮轴斜交叉1°~ 6°时,工件在旋转时可自动沿轴作纵向进给运动,称为通磨。通过磨削只能用于磨削外圆柱表面。在使用无插入无心磨削时,必须将导向轮的轴线与砂轮的轴线调整为彼此平行,使工件支承在托板上无轴向运动,砂轮相对于导向轮横向连续进给。无插入无心磨削可加工成形表面。无心磨削也可用于内磨削。加工时,工件外圆以滚子或支撑块为中心,工件由偏心电磁吸环带动旋转。砂轮伸入孔内进行磨削。此时,外圆用于定位基准,确保内外圆同心圆。 Centerless internal grinding is often used to grind the inner groove of the bearing ring on a special grinding machine for bearing rings.
铣
数控车床可以加工复杂形状的回转体。铣削是将毛坯固定好,用高速旋转的刀具对毛坯进行切割,切割出所需的形状和特征。传统铣削主要用于简单的轮廓/特征,如轮廓和凹槽。数控铣床可以加工复杂的形状和特征。铣镗加工中心可对机加工、模具、检验工具、轮胎、薄壁复杂曲面、假体、叶片等进行三轴或多轴铣镗加工。在选择数控铣床的内容时,要充分利用数控铣床的优势和关键作用。
铣削工艺是一种常见的金属冷加工方法。与车削的区别在于铣削时,刀具在主轴的带动下高速旋转,工件相对静止。
车削和铣削的区别:
车削用于加工旋转体的零件。零件通过三夹卡盘夹在机床主轴上,高速旋转。然后用车刀沿回转体母线切割出产品外观。车床还可以加工内孔、螺纹、咬口等。后两者在低速下处理。
铣削过程
- 工件上的曲线轮廓,直线、圆弧、螺纹或螺旋曲线,特别是用数学表达式给出的非圆形曲线和列表曲线。
- 给出了数学模型的空间曲线或曲面。
- 虽然形状简单,但它有很多大小,很难发现。
- 用普通工具加工时难以观察、控制和检测的内腔、箱体内部等。
- 有对尺寸有严格要求的孔或平面。
- 可一次加工的简单表面或形状。
- 采用数控铣削加工的一般加工内容可以有效提高生产率,降低劳动强度。
适用于数控铣削的主要加工对象有以下几种:平面轮廓件、变斜角型件、空间曲面轮廓件、孔、螺纹。