七種常用金屬加工方法

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上七種常用的金屬加工方法組成機器的零件大小不一。金屬切削加工方法也多種多樣。常用的形狀和結構各不相同。有車削、鉆削、鏜削、刨削、拉削、銑削和磨削等。盡管它加工原理方面有許多共同之處。切削運動形式不同，但由于所用機床和刀具不同，所以它有各自的工藝特點及應用范圍。一、 車削 1.1 車削的定義英文名稱：turning 定義：工件旋轉作主運動，車刀作進給運動的切削加工方法。 車削的主運動為零件旋轉運動，特別適用于加工回轉面，刀具直線移動為進給運動。如圖1-1所示。圖1-1 車削加工示意圖由于車削比其他加工方法應用的普遍。車床往往占機床總數(shù)的一般的機械加工車間中20%50%甚至

2、更多。根據(jù)加工的需要。如臥式車床、立式車床、轉塔車床有很多類型車床、自動車床和數(shù)控車床等。臥式車床和立式車床結構如圖1-2，1-3，1-4所示。圖1-2 臥式車床和立式車床結構圖圖1-3 轉塔車床示意圖 圖1-4 轉塔刀架結構圖1.2 車削的工藝特點：1. 易于保證零件各加工面的位置精度 零件各表面具有相同的回轉軸線(車床主軸的回轉軸線)一次裝夾中加工車削時，同一零件的外圓、內孔、端平面、溝槽等。能保證各外圓軸線之間及外圓與內孔軸線間的同軸度要求。2. 生產率較高 一般情況下車削過程是連續(xù)進行的，不易產生沖擊，切削力基本上不發(fā)生變化。并且當車刀幾何形狀、吃刀量和進給量次走刀過程中刀齒多次切入和

3、切出一定時，切削過程可采用高速切削和強切削層（公稱橫截面積）是不變的切削力變化很小。車削加工既適于單件小批量生產，生產效率高，也適宜大批量生產。3. 生產成本較低 車刀是刀具中最簡單的一種，故刀具費用低，制造、刃磨和安裝均較方便。車床附件多，加之切削生產率高，裝夾及調整時間較短，故車削成本較低。4. 適于車削加工的材料廣泛 可以車削黑色金屬（鐵、錳、鉻）、有色金屬，非金（除難以切削的30HRC（洛氏硬度）以上高硬度的淬火鋼件外），塑性材料(有機玻璃、橡膠等)，特別適合于有色金屬零件的精加工。某些有色金屬零件的硬度較低，塑性較大，若用砂輪磨削，軟的磨屑易堵塞砂輪，難以得到很光潔的表面。因此不宜采

4、用磨削加工，當有色金屬零件外表粗糙度值要求較小時，而要用車削或銑削等方法精加工。1.3 車削的應用 車床上使用不同的車刀或其他刀具。如內外圓柱面、內外可以加工各種回轉表面，如圓錐面、螺紋、溝槽、端面和成形面等。加工精度可達IT8IT7，外表粗糙度Ra值為1.60.8mm， 精細車的尺寸公差等級可達IT6IT5，表面粗糙度Ra值為0.40.1m。車削常用來加工單一軸線的零件，還可以加工多軸線的零件(如曲軸、偏心軸等)或盤形凸輪，只需將刀具位置或將車床適當改裝。1. 車外圓 圖1-5 車外圓的方法左偏刀主要用于需要從左向右進給車削右邊有直角軸肩的外圓以及右偏刀無法車削的外圓。2. 車孔車孔是用車削

5、方法擴大工件的孔或加工空心工件的內表面。車盲孔和臺階孔時，車刀先縱向進給，當車到孔的根部時再橫向從外向中心進給車端面或臺階端面。圖1-6 車孔的方法3. 車端面車平面主要是車端面。圖（a）是用彎頭刀車平面，可采用較大背吃刀量，切削順利，表面光潔，大小平面均可切削；圖（b）是90右偏刀從外向中心進給車平面，適宜車削尺寸較小的平面或一般的臺肩端面；圖（c）是90右偏刀從中心向外進給車平面，適宜車削中心帶孔的端面或一般的臺肩端面；圖（d）是左偏刀車平面，刀頭強度較好，適宜車削較大平面，尤其是鑄鍛件的大平面。圖1-7 車平面的方法4. 車錐面錐面可看作是內外圓的一種特殊形式。內錐面具有配合緊密、拆卸方

6、便、多次拆卸后仍能保持準確對中的特點，廣泛用于要求對中準確和需要經常拆卸的配合件上。常用的標準圓錐有莫氏圓錐、米制圓錐和專用圓錐三種。種類規(guī)格說明應用莫氏圓錐0，1，2 6等7個號0號尺寸最小（大端直徑9.045mm），6號最大（大端直徑63.348mm）其中錐角/2 在130 左右車床主軸錐孔及頂尖、鉆頭、鉸刀的錐柄等 米制圓錐4，6，80，100，120，140，160，200共8個號號數(shù)系指大端直徑尺寸（mm），各號錐度固定不變，均為1：20專用圓錐1：4，1：12，1：50，7：24等多用于機器零件或某些刀具的特殊部位。例如，1：50圓錐用于圓錐定位銷和錐鉸刀，7：24用于銑床主軸錐孔

7、及銑刀桿的錐柄。車錐面的方法： （1）小滑板轉位法：主要用于單件小批生產中精度較低和長度較短（ 100mm）的內錐面。 （2）尾座偏移法：用于單件或成批生產中軸類零件上較長的外錐面。 （3）靠模法：用于成批和大量生產中較長的內外錐面。 （4）寬刀法：用于成批和大量生產中較短（ 20mm）的內外錐面。圖1-8 車錐面的方法 單件小批生產中，各種軸、盤、套等類零件多選用適應性廣的臥式車床或數(shù)控車床進行加工；直徑大而長度短(長徑比L/D0.30.8)的重型零件，多用立式車床加工。成批生產外形較復雜，且具有內孔及螺紋的中小型軸、套類零件時，應選用轉塔車床進行加工。大批、大量生產形狀不太復雜的小型零件，

8、如螺釘、螺母、管接頭、軸套類等時，多選用半自動和自動車床進行加工。它的生產率很高但精度較低。圖2-5鉆孔示意圖二、鉆削2.1 鉆削的定義中文名稱：鉆削 英文名稱：drilling 其他名稱：鉆孔 定義：鉆削刀具與工件作相對運動并作軸向進給運動，在工件上加工孔的方法。 鉆孔是一種最基本的孔加工方法。鉆孔經常在鉆床和車床上進行，也可以在鏜床和銑床上進行。常用的鉆床有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。鉆孔與車削外圓相比，鉆頭工作局部處在已加工表面工作條件要困難得多，因而引起一些特殊問題。例如鉆頭的剛度和強度、容屑和排屑、導向和冷卻潤解圍中滑等，其特點可概括如下：1. 鉆頭易引偏 引偏：指加工時由于鉆頭彎

9、曲而引起的孔徑擴大、孔不圓或孔的軸線歪斜等，見圖2-6。原因：由于鉆頭橫刃定心不準，鉆頭剛性和導向作用較差，切入時鉆頭易偏移、彎曲。圖2-6 引偏 a）在鉆床上鉆孔 b）在車床上鉆孔2. 排屑困難 鉆孔的切屑較寬，容屑槽尺寸又受到限制，流出時與孔壁發(fā)生劇烈摩表面，孔內被迫卷成螺旋狀。使切屑與孔壁發(fā)生較大的摩擦，擠壓、拉毛和刮傷已加工表面，降低表面質量。甚至會切屑阻塞在容屑槽里，卡死或折斷鉆頭，刀具磨損快。為了改善排屑條件，可在鉆頭上修磨出分屑槽，將寬的切屑分成窄條，以利于排屑。當鉆深孔時，應采用合適的深孔鉆進行加工。3. 切削溫度高。由于鉆削是一種半封閉式的切削，主切削刃上近鉆芯處和橫刃上皆有

10、很大的負前角，鉆削時所產生的熱量由工件吸收的很多,大量高溫切屑不能及時排出，切削液難以注入到切削區(qū)，切削熱不易傳散。切屑、刀具與工件之間的摩擦很大，因此切削溫度較高，刀具磨損大，并限制了鉆削用量和生產率的提高。4. 精度低鉆削的精度較低，表面較粗糙，一般加工精度在IT10以下，表面粗糙度Ra值大于12.5mm，生產效率也較低。因此，鉆孔主要用于粗加工或預加工工序。圖2-7 立式鉆床和搖臂鉆床結構圖2.2 鉆削的應用單件、小批生產中，中小型工件上的小孔(D13 mm)常用臺式鉆床加工，較大的孔(D50 mm)常用立式鉆床加工；大中型工件上的孔應采用搖臂鉆床加工，回轉體工件上的孔在車床上加工。在成

11、批和大量生產中，為了保證加工精度，提高生產效率和降低加工成本，廣泛使用鉆模、多軸鉆或組合機床進行孔的加工。精度高、粗糙度小的中小直徑孔(D100m/min，生產率高，主要加工大平面。（2）套式立銑刀：高速鋼，切削速度Vc為3040 100m/min，生產率低，用于銑削各種中小平面和臺階面。（3）圓柱銑刀：高速鋼，臥銑銑削中小平面。（4）三面刃銑刀：臥銑銑削小型臺階面和四方、六方螺釘頭等小平面。（5）立銑刀：銑削中小平面。4. 銑溝槽圖6-7銑溝槽的方法七、磨削 7.1 磨削的定義中文名稱：磨削 英文名稱：grinding 定義：磨具以較高的線速度旋轉，對工件表面進行加工的方法。如圖7-1所示。

12、通常把使用磨具進行加工稱為磨床。常用的磨具有固結磨具(如砂輪、油石等)和涂附磨具(如砂帶、砂布等)，磨床按加工用途的不同可分為外圓磨床、內圓磨床和平面磨床等。圖7-1 磨削 圖7-2 砂輪磨削7.1 砂輪的特征要素 砂輪是由一定比例的硬度很高的粒狀磨料和結合劑壓制燒結而成的多孔物體。磨削時與砂輪的選擇合理與否至關重要。砂輪的性能主要取能否取得較高的加工質量和生產率。決于砂輪的磨料、粒度、結合劑、硬度、組織及形狀尺寸等因素。這些稱為砂輪的特征要素。如圖7-2所示。7.2 磨粒的切削過程（如圖7-3所示）磨削過程的實質是切削、刻劃和摩擦拋光的綜合作用過程，由此可獲得較小的表面粗糙度值。粗磨時以切削

13、作用為主，精磨時切削作用和摩擦拋光作用同時并存。（1）砂輪表面突起高度較大和較為鋒利的磨粒，切入工件較深且有切屑產生，起切削作用（圖a）。（2）突起高度較小和較鈍的磨粒，只能在工件表面刻畫細微的溝痕，工件材料被擠向兩旁而隆起，此時無明顯切屑產生，僅起刻劃作用（圖b）。（3）比較凹下和已經鈍化的磨粒，既不切削也不刻劃，只能從工件表面滑擦而過，起摩擦拋光作用（圖c）。圖7-3 磨粒的磨削過程7.3 磨削工藝的特點 1. 精度高、外表粗糙度小 v 磨削時，砂輪表面有極多的切削刃，并且刃口圓弧半徑較小。磨粒上較鋒利的切削刃，能夠切下一層很薄的金屬，切削厚度可以小到數(shù)微米，這是精密加工必須具備的條件之一

14、。v 磨削所用的磨床，比一般切削加工機床精度高，剛度及穩(wěn)定性較好，并且具有微量進給的機構，可以進行微量切削，從而保證了精密加工的實現(xiàn)。v 磨削時，切削速度很高。當磨粒以很高的切削速度從工件表面切過時，同時有很多切削刃進行切削，每個磨刃僅從工件上切下極少量的金屬，殘留面積高度很小，有利于形成光潔的表面。v 加工精度為IT7IT6，表面粗糙度Ra值為0.20.8mm。2. 砂輪有自銳作用 磨削過程中，磨砂輪的自銳作用是其他切削刀具所沒有的一般刀具的切削刃。如果鈍損壞，則切削不能繼續(xù)進行，必需換刀或重磨。而砂輪由于本身的自銳性，使得磨粒能夠以較鋒利的刃囗對零件進行切削。實際生產中，有時就利用這一原理

15、進行強力連續(xù)磨削以提高磨削加工的生產效率。磨削過程中，磨粒在高速、高壓與高溫的作用下，將逐漸磨損而變得圓鈍，圓鈍的磨粒，切削能力下降，作用于磨粒上的力不斷增大。當此力超過磨粒強度極限時，磨粒就會破碎，產生新的較鋒利的棱角，代替舊的圓鈍磨粒進行磨削；當此力超過砂輪結合劑的粘結力時，圓鈍的磨粒就會從砂輪表面脫落，露出一層新鮮鋒利的磨粒，繼續(xù)進行磨削。3. 背向磨削力 Fp較大 圖7-4總磨削力及其分解 圖7-5 磨削加工前后工件形變如圖7-4所示，磨削時砂輪作用在工件的力為總磨削力F。F可分解為三個相互垂直方向的分力，即磨削力Fc 、背向力Fp和進給磨削力Ff。磨削時，由于背吃刀量很小，所以磨削力

16、Fc較小，進給磨削力Fc則更小，一般可忽略不計。但背向磨削力Fp很大。，這是因為砂輪的寬度較大，磨粒又是以很大的負前角切削的緣故。在刀具切削加工中，一般切削力Fc最大，而磨削時是背向磨削力Fp最大，這是磨削加工的一個顯著特點。影響：Fp作用于砂輪切入方向，砂輪以很大的力推壓工件，加速砂輪鈍化，使砂輪軸和工件均產生彎曲變形，工件易出現(xiàn)圓柱度誤差，直接影響工件的形狀精度和表面質量，如圖7-5所示。 解決方法：采用精磨，增加光磨次數(shù)，或采用輔助支承，以消除或減少因Fp所引起的形狀誤差。 光磨：工件磨到接近最后尺寸（余量一般為0.0050.01mm)時不再吃刀的磨削。光磨可提高工件的形狀精度，降低表面

17、粗糙度。磨削質量隨著光磨次數(shù)的增多而提高。 4. 磨削溫度高 磨削速度高，為一般切削加工的1020倍，且為負前角切削，這樣高的切削速度下，磨削時滑擦、刻劃和切削 3個階段所消耗的能量絕大擠壓和摩擦較嚴重。局部轉化為熱量，加上磨粒多，又因為砂輪本身的傳熱性很差，大量的磨削熱在短時間內傳散不出去，磨削區(qū)形成瞬時高溫，并且大部分磨削熱將傳入零件。一般有80切削熱傳入工件（刀具切削低于20），而且瞬時聚集在工件表層，形成很大的溫度梯度。工件表層溫度可高達1000 以上，而表層1mm以下接近室溫。當局部溫度很高時，表面易產生熱變形，甚至燒傷。因此，磨削時需施加大量切削液，以降低磨削溫度。5表面變形強化和

18、殘余應力嚴重與刀具切削加工相比，雖然磨削的表面變形強化和殘余應力層要淺很多，但程度更為嚴重。影響零件的加工工藝、加工精度和使用性能。 解決方法：及時用金剛石工具修整砂輪，施加足夠切削液，增加光磨次數(shù)。7.4 磨削的應用1）外圓磨削：一般在普通外圓磨床或萬能外圓磨床上進行，外圓磨削有縱、橫、綜合、深磨法等，如圖7-6所示。 圖7-6 外圓磨削圖解縱磨法 v 主運動：砂輪高速旋轉 v 圓周進給運動：工件旋轉運動； v 縱向進給運動：工件和磨床工作臺的往復直線運動； v 橫向進給運動：砂輪周期性橫向進給。v 特點：每次磨削量小，磨削力小，產生的熱量少，散熱條件較好。加工精度和表面質量好。適應性強，生

19、產率較低。v 應用：單件小批生產，精磨，特別是細長軸的磨削。實際中用的最多。橫磨法 v 切削運動：工件不作縱向移動，砂輪以慢速作連續(xù)的橫向進給。v 特點：生產率高。工件與砂輪接觸面積大，磨削力較大，發(fā)熱量多，磨削溫度高，工件易發(fā)生變形和燒傷。v 應用：成批及大量生產，尤其是工件上的成形表面。加工表面不太寬且剛性較好的工件。軸的磨削。綜合磨法 v 先用橫磨法將工件表面分段進行粗磨，相鄰兩段間有510mm的搭接，工件上留下0.0l0.03mm的余量，然后用縱磨法進行精磨。v 綜合了橫磨法和縱磨法的優(yōu)點。 深磨法 v 磨削時用較小的縱向進給量、較大的背吃刀量(一般為0.3mm左右)，在一次行程中切除

20、全部余量。v 前端錐面進行粗磨，圓柱部分精磨和修光。v 應用：大批大量生產中加工剛度較大的工件，且被加工表面兩端有較大的距離，允許砂輪切入切出。2）在無心外圓磨床上磨外圓 圖7-7 無心外圓磨削磨削時，工件放在兩個砂輪之間，下方用托板托住，不用頂尖支持。較小的一個用橡膠結合劑做的，磨粒較粗，稱為導輪；另一個是用來磨削工件的砂輪，稱為磨削輪。 導輪軸線相對于砂輪軸線傾斜一角度，以比磨削輪低得多的速度轉動，靠摩擦力帶動工件旋轉。 工件一方面旋轉作圓周進給，另一方面作軸向進給運動，如圖7-7所示。 無心外圓磨床特點：v 工件兩端不需預先打中心孔，安裝比較方便；vv 1）采取防護措施。機床調整好之后，

21、可連續(xù)進行加工，易于實現(xiàn)自動化，生產效率較高。vv 報告內容有：建設項目基本情況、建設項目所在地自然環(huán)境社會環(huán)境簡況、環(huán)境質量狀況、主要環(huán)境保護目標、評價適用標準、工程內容及規(guī)模、與本項目有關的原有污染情況及主要環(huán)境問題、建設項目工程分析、項目主要污染物產生及預計排放情況、環(huán)境影響分析、建設項目擬采取的防治措施及預期治理效果、結論與建議等。工件被夾持在兩個砂輪之間，不會因背向磨削力而被頂彎，有利于細長軸類零件的磨削。v 無心外圓磨削要求工件的外圓面在圓周上必須是連續(xù)的，如果圓柱表面上有較長的鍵槽或平面等，導輪將無法帶動工件連續(xù)旋轉，故不能磨削。v 因為工件被托在托板上，依靠本身的外圓面定位，若

22、磨削帶孔的工件，則不能保證外圓面與孔的同軸度。v 無心外圓磨床的調整比較復雜。3） 孔的磨削 可以在內圓磨床上進行，也可以在萬能外圓磨床上進行，它可以加工圓柱孔、圓錐孔和成形內圓面等。 磨削過程：vv 縱磨圓柱孔時，工件安裝在卡盤上旋轉，并沿軸向作往復直線運動；砂輪高速旋轉并作周期性的橫向進給。vv 正確答案B若磨圓錐孔，只需將磨床的頭架在水平方向偏轉半個錐角。 （2）列出有關的法律、法規(guī)、規(guī)章、標準、規(guī)范和評價對象被批準設立的相關文件及其他有關參考資料等安全預評價的依據(jù)。4） 平面磨削 周磨：利用砂輪的外圓面進行磨削。v 特點：砂輪與工件的接觸面積小，散熱、冷卻和排屑情況較好，加工質量較高。vv （3）對環(huán)境影響很小、不需要進行環(huán)境影響評價的建設項目，填報環(huán)境影響登記表。應用：加工質量要求較高的工件。v 設備：臥軸平面磨床。端磨：利用砂輪的端面進行磨削。vv 環(huán)境，是指影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經過人工改造的自然因素的總體。特點：磨頭伸出長度較短，剛度較好，允許采用較大打磨削用量，生產率較高。但砂輪與工件的接觸面積大，發(fā)熱量多、冷卻較困難，加工質量較低。v 應用：加工質量要求不很高的工件，代替銑