學(xué)習(xí)任務(wù)二　玩具汽車車底模具型芯的數(shù)控銑加工2.1加工工藝分析

學(xué)習(xí)活動2知識鏈接一、孔的類型孔是各種機器零件上出現(xiàn)最多的幾何表面之一?？妆砻娴募庸し椒ê芏?，其中鉆削加工和鏜削加工是孔加工的重要方法，除此之外，還有擴孔、锪孔、鉸孔、銑孔、攻螺紋孔、拉孔、磨孔等。如圖4-1-2所示。鉆孔、鏜孔、銑孔知識鏈接圖4-1-2孔的各種加工方法鉆孔、鏜孔、銑孔知識鏈接二、孔加工用刀具機械加工中的孔加工刀具分為兩類：一類是在實體工件上幾個孔的刀具，如中心鉆、麻花鉆、扁鉆及深孔鉆等；另一類是對工件上已有孔進行再加工的刀具，如擴孔鉆、锪鉆、銑刀、鏜刀、鉸刀等。鉆頭總共有7項：NC定心鉆階梯鉆頭麻花鉆內(nèi)冷麻花鉆頭三刃鉆直槽鉆中心鉆鉆孔、鏜孔、銑孔知識鏈接下面簡單介紹幾種常用孔加工刀具。1.鉆孔刀具在數(shù)控銑床、加工中心上鉆孔，大多采用普通麻花鉆。麻花鉆有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。麻花鉆的組成如圖4-1-3所示，它主要由工作部分、頸部和柄部組成，工作部分又包括導(dǎo)向部分和切削部分。麻花鉆的切削部分有兩個主切削刃、兩個副切削刃和一個橫刃，如圖4-1-4所示。其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為：螺旋角β：刃帶切線與鉆頭軸線的夾角,一般β=18-30度；前角：γ。；后角：αf；頂角2Φ：兩個主切削刃在垂直鉆頭軸線平面上投影的夾角，通常2Φ=116°-120°之間；

標(biāo)準麻花鉆的頂角2Φ=118°。橫刃斜角ψ：它是橫刃與主切削刃在鉆頭垂直軸線平面上投影的夾角。通常為47°-55°。任務(wù)一鉆孔、鏜孔、銑孔知識鏈接圖4-1-3麻花鉆的組成任務(wù)一鉆孔、鏜孔、銑孔知識鏈接圖4-1-4麻花鉆切削部分的組成任務(wù)一鉆孔、鏜孔、銑孔知識鏈接

2.鏜孔刀具

鏜孔所用刀具為鏜刀，鏜刀種類很多，按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。鏜削通孔、階梯孔和盲孔可選用單刃鏜刀，單刃鏜刀頭結(jié)構(gòu)類似車刀，如圖4-1-5所示，用螺釘裝夾在鏜桿上，其剛性差，切削時易引起振動，所以鏜刀的主偏角選得較大，以減少徑向力，所鏜孔徑的大小要靠調(diào)整刀具的懸伸長度來保證，調(diào)整麻煩，效率低，只能用于單件小批生產(chǎn)；鏜削大直徑孔可選用雙刃鏜刀，這種鏜刀頭部可以在較大范圍內(nèi)進行調(diào)整，且調(diào)整方便，最大鏜孔直徑可達1000mm。雙刃鏜刀的兩刀刃在兩個對稱方向同時切削，故可消除由徑向力對鏜桿的作用而造成的加工誤差。這種鏜刀切削時，孔的直徑尺寸是由刀具保證的，刀具外徑是根據(jù)工件孔徑確定的，結(jié)構(gòu)比單刃鏜刀復(fù)雜。刀片和刀桿制造較困難，但生產(chǎn)率較高，所以，使用于加工精度要求較高，生產(chǎn)批量大的場合。任務(wù)一鉆孔、鏜孔、銑孔知識鏈接圖4-1-5鏜刀的結(jié)構(gòu)任務(wù)二鉸孔知識鏈接一、鉸刀的種類及其特點

鉸刀有手用鉸刀和機用鉸刀兩種(如圖4-2-2a所示)。手用鉸刀為直柄，工作部分較長。機用鉸刀多為錐柄，可裝在鉆床、車床或鏜床上鉸孔。鉸刀的工作部分由切削部分和修光部分組成。切削部分呈錐形，擔(dān)負切削工作。修光部分起導(dǎo)向和修光作用。鉸刀有6-12個切削刃，制造精度高，心部直徑較大，剛度和導(dǎo)向性好。鉸孔余量小，切削平穩(wěn)。鉸孔尺寸公差等級可達IT8-IT6，表面粗糙度Ra值達1.6-0.4m。

手動鉸孔時，用鉸桿轉(zhuǎn)動鉸刀并輕壓進給(如圖4-2-2b所示)。鉸刀不能倒轉(zhuǎn)，否則鉸刀與孔壁之間易擠住切屑，造成孔壁劃傷或刀刃崩裂。

鉸孔適用于加工精度高、直徑不大孔的終加工。手鉸時，切削速度低，切削力小，不受機床振動等影響，加工質(zhì)量比機鉸好，但生產(chǎn)率低。硬質(zhì)合金鉸刀

鉸孔精度可達IT6-7表面粗糙度可達Ra0.4-1.6直槽、螺旋槽結(jié)構(gòu)俱全高耐磨K20UF材質(zhì)與涂層的完美結(jié)合，以適應(yīng)各種材料的加工可提供不等齒距系列及大螺旋系列d=2-22任務(wù)二鉸孔知識鏈接圖4-2-2鉸刀的種類、組成及鉸孔加工螺紋刀具絲錐可加工M3-M12的螺紋孔更大的螺紋孔，螺紋銑刀是理想的選擇，可加工M5-M20的螺紋孔直槽結(jié)構(gòu)及右螺旋槽結(jié)構(gòu)高韌性材質(zhì)K40UF和涂層的完美結(jié)合，確保更高的刀具壽命4201,4202,4605,4606，4551系列---孔的螺紋加工

d=M3-M20

螺紋銑刀內(nèi)螺紋外螺紋

對于40柄機床來講,當(dāng)螺紋大于M24,50柄機床當(dāng)螺紋大于M42。采用螺紋銑是必然的選擇。任務(wù)三攻螺紋知識鏈接

二、絲錐的種類及其特點

絲錐為一種加工內(nèi)螺紋的刀具，按照形狀可以分為螺旋絲錐和直刃絲錐，按照使用環(huán)境可以分為手用絲錐和機用絲錐，按照規(guī)格可以分為公制，美制，和英制絲錐，按照產(chǎn)地可以分為進口絲錐和國產(chǎn)絲錐。如圖4-3-4所示。絲錐是目前制造業(yè)操作者加工螺紋的最主要工具。機用和手用絲錐是切制普通螺紋的標(biāo)準絲錐。中國習(xí)慣上把制造精度較高的高速鋼磨牙絲錐稱為機用絲錐，把碳素工具鋼或合金工具鋼的滾牙（或切牙）絲錐稱為手用絲錐，實際上兩者的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。通常，絲錐由工作部分和柄部構(gòu)成。工作部分又分切削部分和校準部分，前者磨有切削錐，擔(dān)負切削工作，后者用以校準螺紋的尺寸和形狀。任務(wù)三攻螺紋知識鏈接圖4-3-4絲錐的種類任務(wù)三攻螺紋知識鏈接

絲錐通常分單支或成組的。中小規(guī)格的通孔螺紋可用單支絲錐一次攻成。當(dāng)加工盲孔或大尺寸螺孔時常用成組絲錐，即用2支以上的絲錐依次完成一個螺孔的加工。成組絲錐有等徑和不等徑兩種設(shè)計。等徑設(shè)計的絲錐,各支僅切削錐長度不同；不等徑設(shè)計的絲錐,各支螺紋尺寸均不相同，只有最后一支才具有完整的齒形。不等徑設(shè)計的絲錐切削負荷分配合理，加工質(zhì)量高，但制造成本也高。梯形螺紋絲錐常采用不等徑設(shè)計。任務(wù)三攻螺紋知識鏈接

三、攻螺紋前底孔直徑的確定方法

攻螺紋時，絲錐在切削金屬的同時，還伴隨較強的擠壓作用。因此，金屬產(chǎn)生塑性變形形成凸起擠向牙尖，使攻出的螺紋的小徑小于底孔直徑。攻螺紋前的底孔直徑應(yīng)稍大于螺紋小徑，否則攻螺紋時因擠壓作用，使螺紋牙頂與絲錐牙底之間沒有足夠的容屑空間，將絲錐箍住，甚至折斷絲錐。這種現(xiàn)象在攻塑性較大的材料時將更為嚴重。但底孔直徑也不易過大，否則會使螺紋牙型高度不夠，降低強度。底孔直徑的大小通常根據(jù)經(jīng)驗公式?jīng)Q定，其公式如下：

D底=D-P（加工鋼件等塑性金屬）

D底=D-P（加工鑄鐵等脆性金屬）

D底——攻螺紋、鉆螺紋底孔用鉆頭直徑，mm；

D——螺紋大徑，mm；

P——螺紋螺距，mm。模塊三輪廓銑削加工二、內(nèi)輪廓銑削的進退刀方式銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時，進退刀方式也有兩種，一種是刀具沿輪廓曲線的法向切入和切出，此時刀具的切入與切出點盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點處，如圖3-1-3所示。二是采用圓弧進刀、退刀方式，如圖3-1-4所示。圖3-2-3內(nèi)輪廓的法向切入/切出圖3-2-4內(nèi)輪廓的圓弧切入/切出

模塊三輪廓銑削加工三、內(nèi)輪廓加工進給路線內(nèi)輪廓的進給路線有行切、環(huán)切和綜合切削三種切削方法，如圖3-2-5所示。圖a）為行切法；圖b）為環(huán)切法；圖c）為綜合切削法，先行切后環(huán)切。行切與環(huán)切進給路線都能切凈內(nèi)輪廓中的全部面積，不留死角，不傷輪廓，同時能盡量減少重復(fù)進給的搭接量。不同點是行切法的進給路線比環(huán)切法短，但行切法在每兩次進給的起點與終點間留下殘留面積，而達不到所要求的表面粗糙度；用環(huán)切法獲得的表面粗糙度要好于行切法，但環(huán)切法需要逐次向外擴展輪廓線，刀位點計算復(fù)雜、刀具路徑長。綜合切削法可結(jié)合行切、環(huán)切的優(yōu)點。

a）行切法b）環(huán)切法c)綜合法圖3-2-5內(nèi)輪廓加工進給路線

二、銑削用量的基本概念

銑削用量：包括銑削速度、進給量、側(cè)吃刀量和背吃刀量。二、銑削用量基本知識（1）吃刀量a背吃刀量ap側(cè)吃刀量ae

是指在通過切削刃基點并垂直于工作平面的方向上測量的吃刀量。1）背吃刀量ap2）側(cè)吃刀量ae

是指在平行于工作平面并垂直于切削刃基點的進給運動方向上測量的吃刀量。背吃刀量和側(cè)吃刀量

a)周邊銑b)端面銑二、銑削用量基本知識（2）銑削速度或

選定的切削刃相對于工件的主運動的瞬時速度。銑削速度用符號表示，單位為m/min。

——銑削速度（m/min）——銑刀直徑（mm）——銑刀轉(zhuǎn)速（r/min）式中（3）進給量刀具在進給運動方向上相對工件的位移量。1）每齒進給量——銑刀每轉(zhuǎn)過一個齒時，刀齒相對工件在進給運動方向上的位移量，用符號fz表示，單位為mm/z。2）每轉(zhuǎn)進給量——銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，銑刀相對工件在進給運動方向上的位移量。用符號f表示，單位為mm/r。3）進給速度（又稱每分鐘進給量）——切削刃上選定點相對工件進給運動的瞬時速度。用符號vf表示，單位為mm/min。這三種進給量之間的關(guān)系如下：式中——銑刀齒數(shù)——銑刀轉(zhuǎn)速（r/min）三、銑削用量的選擇方法1.選擇銑削用量的原則2.選擇銑削用量的順序

為了保證必要的刀具壽命，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用較大的吃刀量，其次是選擇較大的進給量，最后才是根據(jù)刀具壽命要求，選擇適宜的銑削速度。

在保證加工質(zhì)量的前提下，充分發(fā)揮機床工作效能和刀具切削性能。3.選擇銑削用量（1）選擇吃刀量a

當(dāng)加工余量不大時，應(yīng)盡量一次進給銑去全部加工余量。只有當(dāng)工件的加工精度要求較高時，才分粗銑、精銑進行。工件材料高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀粗銑精銑粗銑精銑鑄鐵5～70.5～110～181～2軟剛＜50.5～1＜121～2中硬鋼＜40.5～1＜71～2硬鋼＜30.5～1＜41～2表1-2銑削吃刀量的選取（單位：mm）（2）選擇每齒進給量粗加工時

在強度、剛度許可的條件下、進給量應(yīng)盡量選取得大些。精加工時

一般選取較小的進給量。表1-3每齒進給量值的選?。▎挝唬簃m/z）刀具名稱高速鋼刀具硬質(zhì)合金刀具鑄鐵鋼件鑄鐵鋼件圓柱銑刀0.12～0.20.1～0.150.2～0.50.08～0.20立銑刀0.08～0.150.03～0.060.2～0.50.08～0.20套式面銑刀0.15～0.20.06～0.100.2～0.50.08～0.20三面刃銑刀0.15～0.250.06～0.080.2～0.50.08～0.20（3）銑削速度的選擇

在吃刀量a和每齒進給量確定后，可在保證合理的刀具壽命的前提下確定銑削速度。

銑削速度可在表1-4推薦的范圍內(nèi)選取，并根據(jù)實際情況進行試切后加以調(diào)整。表1-4銑削速度值的選取50~10016~25不銹鋼400~600112~300鋁合金120~20030~60黃銅70~10014~22HT15060~9015~2540120~15020~35451.粗銑時取小值，精銑時取大值2.工件材料強度和硬度較高時取小值，反之取大值3.刀具材料耐熱性好時取大值，反之取小值第三節(jié)銑刀的幾何角度、銑刀選用與銑刀材料150~19020~4520硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀說明銑削速度/（m/min）工件材料二、切削液的選擇與使用1．切削液的作用主要是冷卻和潤滑；加入特殊添加劑后，還可以起清洗和防銹作用；2．切削液的種類

水溶液、乳化液、合成切削液、切削油、極壓切削液、固體潤滑劑等多種類型。3．切削液的選用1）根據(jù)加工性質(zhì)選用粗加工時，應(yīng)選擇以冷卻作用為主的乳化液或合成切削液。精加工時，應(yīng)選用潤滑性能較好的極壓切削油或高濃度極壓乳化液。2）根據(jù)工件材料選用一般鋼件：粗加工時選擇乳化液；精加工時選用硫化乳化液。鑄鐵、鑄鋁等脆性金屬：一般不用切削液。也可選用7%～10%的乳化液或煤油。有色金屬或銅合金：不宜采用含硫的