折弯机机加工知识 (2).doc

课题三 折弯机机械加工相关知识一、车床及其他机床车床、镗床和刨床车床车床用于旋转工件并从生成所需加工表面的所需方向进给切削刀具最常见的车床形式是以图解方式显示的六角车床，它由一个支承床头箱、拖板和六角刀架的水平床身组成工件夹在卡盘或夹头中，或者安装在机床主轴端部的花盘上工件的旋转由一台电机通过一个齿轮系驱动主轴提供切削刀具安装在横向滑板及六角刀架上在横向滑板上的刀具在平行于工件旋转轴线方向或在工件旋转轴线的法线方向驱动或进给六角刀架可以通过改变将各种刀具定位并可以沿车床的床身方向驱动或进给.现代六角车床由计算机控制所有工件和刀具运动这些车床称为计算机数字控制(CNC）车床，而且刀具或横向滑板可以在水平面上的任一方向进给以使工件上产生所需的廓形通过工件旋转以及拖板沿车床床身运动所产生的柱面：这一工序称为外圆车削车床上进给运动的设置是在工件每转一圈刀具移动的距离所有机床的进给量f规定为刀具相对于工件在进给运动方向刀具或工件每一行程或每转一圈的位移这样，为了车削长度为l的柱面，工件的转数是l/f,而加工时间t,由下式给出 T=l/(fn）式中n是工件的旋转速度在此应当强调t?是刀具沿工件通过一次（一次切削）的时间。

但是，这一次通过并不意味着加工工序的完成如果首次切削用于以高进给来去除大量材料（粗切），在操作过程中产生的力将有可能引起机床结构的明显挠曲引起的精度损失可能需要以小进给量进一步加工(精切）使「件直径在规定的界限内并提供光滑的加工表面由于这些原因在粗切时常被加工成稍大一点的尺寸，留下少量材料在随后的精加工中去除二、砂轮与磨床砂轮 砂轮由许多小砂粒组成，通过粘接材料固定在一起它完全可以称为带有很多齿的切削刀具，因为砂轮面上每个凸出物切削下的小切屑与先前介绍的切削刀具切下的切屑类似两种极为常用的砂粒是金刚砂和氧化铝，都是晶体状态晶体被碾碎，产生的砂的颗粒，按大小分类，再用某些材料如陶化土、玻璃、橡胶、虫胶或酚醛树脂粘接砂轮的切削面可以是周边、侧而或两者都是当小砂粒的切削刃变钝，切削力增大时则从粘接材料中拉出这些钝的颗粒这就暴露出新的颗粒，即称为砂轮的自然磨损如果砂轮切削面的廓形包含太锋利的角，在该点的砂粒没有得到足够的支承并因砂粒过早地从粘接材料中拉出而引起砂轮的快速磨损有许多切削刃都有断续切削的钝化效应，因此通过磨削可以去除的最小切屑厚度可能小于砂粒切削刃的厚度由于这个刃极薄，使用砂轮而非其他切削刀具来将某些面加工成较高精度是可行的。

因用于切除微小切屑的砂轮压力轻，引起的工件或砂轮挠曲相对较小磨床较为常见的磨床类型有万能磨床、外圆磨床、内圆磨床、立式平面磨床、卧式平面磨床和无心磨床万能磨床和外圆磨床 工件可以安装在顶尖之间或卡在万能磨床的主轴中对于外圆磨床，安装主轴和尾架的工作台平行于砂轮的轴线对于其他磨削工序，有可能旋转主轴箱、朝工作台水平力向进给砂轮以及让砂轮做平行于工作台运动方向的短距离的往复运动外圆磨床是限于磨削直的和锥度的圆柱形工件的专用机床内圆磨床 用于终饰内表面，如发动机汽缸、滚珠轴承座圈和类似的需要极高精度和高光洁度的工件工件靠在砂轮上以相反的方向以及慢于砂轮的速度旋转砂轮的直径必须小于待磨面直径，而且当表面直径小时，砂轮每分钟转的圈数必须极高以期在砂轮周边产生需要的表面速度小砂轮磨损速度很快，因此应该设计出通过磨削要去除的材料很少的工件在切口的端部应允许有适当的砂轮间隙平面磨床 平面磨床是用于精加工平面的多用途机床有两种类型,卧式和立式在卧式机型中、砂轮的轴线是水平的并且磨削在其周边进行在立式机型中，砂轮的轴线是垂直的并且磨削在其底面上进行两种类型的磨床可能有往复式工作台或旋转工作台磁性材料可以通过电磁卡盘固定在这些工作台上。

非磁性材料被夹在或用螺栓固定在工作台上带有旋转工作台的平面磨床尤其适合于同时磨削类似的小工件贯穿进给法用于磨削没有干扰凸肩的圆柱形零件•工件在机床的一侧通过砂轮进入时表面粗糙，从另一侧出来时具有了精加工的表面横磨法用于磨削有干扰凸肩的圆柱形零件和锥度面或型面工件放在工件支架上，后者与调整轮一起向前进给，迫使工件顶着砂轮砂轮将其周边加工成工作所需的轮廓三、铣床卧式铣床铣床有两种主要型式：卧式与立式，卧式铣床中，铣刀安装在由主轴驱动的水平轴上最简单的工序，为阔面铣削，用于在工件上制成一个水平面在估计一铣削操作中的加工时间时，应该记住铣刀的移动距离将大于工件的长度这一延长的距离见说明，铣刀行程的距离由I + 给出,这里l是工件长度，ae是切口深度,d是铣刀直径加.时问由下式给出 t= [l+ ]/v 式中v是工件的进给速度 金属切削率Z等于进给速度与去除的金属在进给运动方向上测量的横截面积的乘积如果ap等于工件宽度，则： Z＝aeapvf还有一些其他的水平铣削工艺在成形切削中，专用铣刀带有成形的切削刃以便在工件上形成所需的截面这些铣刀一般制造费用高，成形切削只有在产量足够大时才使用。

在开槽工序中，使用一个标准铣刀在工件内加工一个长方形槽类似地，在斜面铣削中，用标准铣刀加工一个三角形槽图中所示的跨铣工序仅仅是无数种通过在机床轴上安装多个铣刀可以完成的工序之一这样，铣刀组合可以加土各种各样的断而形状当组合使用铣刀时，工序常称为组合铣削. 固定工件既可通过栓接于工作台上的台钳也可直接用提供的T型槽将工件夹持在工作台上立式铣床各种各样的水平面、垂直面和斜面的加工工序都可以在立式铣床上完成该机床，顾名思义，主轴是垂直的在升降型铣床上，工件可以以下面任意一种方式进给: 1通过升降升降台，沿垂直轴线进给 2通过沿升降台移动滑板，沿水平轴线进给 3通过移动工作台穿过滑板，沿水平轴线进给在较大型的立式铣床上，滑板直接安装在床身上，刀具与工件间沿垂直轴线的相对运动是通过铣床头顺立柱上下的运动来完成的；这些机床统称为床身型立式铣床一种加工水平平面的典型端面铣削工序所使用的铣刀称为端面铣刀为了估算加工时间t，间隙还应有助于工件与刀具间额外的相对运动当刀具轴线运动的路径在工件上通过时，总的运动距离由（l+d,)给出，因此加工时间由下式给出 t=[l+2])/v,式中l是工件长度，d是铣刀直径，v是工件进给速度.当刀具轴线的路径没有在工件上通过时，则 t= [l+2 ]/v式中ae是立铣中切口的宽度。

两种情况下的金属切削率z都由方程z=aeapv给出工件固定也是通过机用台钳或用机用工作台内T型槽来完成四、偏心工件的车削加工的简介1、偏心工件的车削加工方法传在动机构中,一般常用偏心工件或曲轴等偏心件来完成回转运动与往复运动相互转换的功能, 因此偏心件在机械传动中应用的十分广泛偏心件加工工艺水平的高低( 特别是大型偏心工件)可以反映出一个企业的机械加工工艺能力偏心类工件是轴线与轴线平行但不重合的工件,其中外圆与外圆偏心的工件称为偏心工件,内孔与外圆偏心的工件称为偏心套,轴线之间的距离称为偏心距车削加工偏心类工件的方法很多, 如三爪自定心卡盘车削法、 四爪单动卡盘车削法、 双重卡盘车削法、 花盘车削法、 偏心卡盘车削法、 两顶尖车削法和专用夹具车削法偏心工件工件在机械加工中比较常见,属于轴类零件中比较难加工的,常见的车削加工方法有三爪车削法、 四爪车削法、 花盘车削法、三爪微调车削法和专用夹具车削法2、传统加工手段分析传统加工手段车削加工偏心工件类工件, 工件装夹有一定的难度, 要求具有较强的操作技能在单件或小批量加工偏心工件类零件时, 传统的加工手段一般有三爪车削法、 四爪车削法和花盘车削法等方法。

1）三爪车削法图1-1 三爪车削法示意图三爪车削法车削加工偏心工件类工件, 适用车削加工单件小批量、 小偏心距、 精度要求不高的工件这种加工方法需要数学计算,要求操作者有较高的专业理论知识三爪车削法车削加工偏心工件类工件, 在三爪卡盘的其中 1个卡爪上垫 1个垫块 (见图 1-1), 垫块厚度X 的计算方法如下: X = 1 . 5e+ k , 式中: X 为垫块厚度, e为工件偏心距, k为工件偏心距修正值(其正负按实测结果确定); k = 1. 5△e , 式中 △e为试切后的偏心距实测误差; e= e - e 测,式中 e测 为试切后实测偏心距这样垫块的厚度尺寸虽确定了, 但值得注意的是垫块轴向长度尺寸,其大小直接影响偏心工件轴线的平行度实践证明, 垫块轴向尺寸小于 15mm时, 不能保证偏心工件轴线的平行度; 当其大于30mm时,容易保证偏心工件的平行度, 有利于保证偏心工件加工精度三爪车削法加工偏心工件类工件,从理论上讲非常正确,但在实际应用中可操作性太差,具有以下缺陷1) 虽明确了垫块的厚度尺寸和轴向长度尺寸,但其材质、 加工要求不同也严重影响工件的加工精度, 多数满足不了偏心工件的加工要求;2) 找正偏心工件类工件轴线平行度时, 必须找正最高侧面母线或最低侧母线与主轴轴线平行, 费时费工又不一定取得很好的效果;3) 实测偏心距, 百分表最高侧母线与最低侧母线之间的读数差的一半即是偏心距, 也就是说百分表触及最高侧母线和最低侧母线的位置误差直接影响偏心距的测量精度, 从而直接影响工件的加工精度;4) 卸下工件再次安装时卡盘精度和人为安装因素也直接影响工件的加工精度, 很难保证工件精度和互换性。

2）四爪车削法和花盘车削法四爪车削法和花盘车削法加工偏心工件类工件,适用于车削加工单件、 偏心距较大、 精度要求不高的工件这种加工方法虽然不需要数学计算和专业理论知识,但要求操作者具有较强的操作技能,装夹工件有一定的难度,也能充分体现操作者的综合能力四爪单动卡盘车削法和花盘车削法加工偏心工件类工件,从理论上讲可行,但实际操作性很差, 对操作者操作技能的依赖性很强,也同三爪车削法一样具有以下缺陷1) 找正偏心工件类工件轴线平行度时,必须找正最高侧面母线或最低侧母线与主轴轴线平行, 费时费工又不一定取得好效果;2) 实测偏心距, 百分表最高侧母线与最低侧母线之间的读数差的一半即是偏心距, 也就是说百分表触及最高侧母线和最低侧母线的位置误差直接影响偏心距的测量精度, 人为因素直接影响工件的加工精度;3) 工件的找正、 测量偏心距比三爪车削法还麻烦、费时;4) 卸下工件再次安装时需重新找正、 重新测量偏心距,根本没有互换性可言3、专用夹具车削法偏心工件类零件传统加工手段和改进三爪车削法虽能完成偏心工件类零件加工的任务, 但其加工困难、效率低、互换性和精度难保证的缺陷是现代高效高精加工理念所不容的。

为了降低工人劳动强度、提高偏心零件加工精度和互换性、 提高生产效率,经多次与有经验的老师傅探讨, 针对批量生产提出了高效加工高精度偏心工件类零件的方案——专用夹具车削法为此, 我们以简单的偏心套和带钢球回转顶尖结合的专用夹具结构作简单分析,如图 1-2所示,此专用夹具设计时主要考虑如下内容:图1-2 偏心套和带钢球回转顶尖结合的专用夹具车削法示意图1) 偏心套偏心距的确定: 偏心套偏心距的基本值与所加工工件的偏心距一致,偏心套偏心距的公差值为所加工工件偏心距公差值的 1 /32) 偏心套与所加工工件的安装配合以 H6 /h6为宜3) 偏心套的加工主要考虑其公差值的不同而异, 但偏心套与所加工工件的配合孔表面光洁度必须达到 Ra0 . 8以上4) 工件顶紧顶尖必须是带钢球回转顶尖5) 工件加工时将偏心套、 所加工工件按图 2所示安。