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折弯机机加工知识
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1/3。
2)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所示安装到车床卡盘上,卡紧适当,再用带钢球回转顶尖将所加工工件适当紧顶,以防工件窜动而影响其加工精度。
6)工件加工完工后,只要将顶尖移开,可取下完工工件,安装未加工工件,重复简单的车工工序即可加工高精度偏心工件工件。
专用夹具车削法具有以下优点:
1)操作性强;
2)对操作者操作技能的依赖性很低;
3)按要求安装即可进行加工,不需找正偏心、工件轴线平行,极大降低了工人劳动强度;
4)零件加工精度不受人为因素的影响;
5)零件加工精度互换性很好;
6)极大提高了生产效率;
7)专用夹具成本不高,经济性良好。
加工精度要求不高、小偏心距、单件或小批量偏心工件类零件的车削加工,适合采用三爪车削法;加工精度要求不高、偏心距较大、单件偏心工件类零件的车削加工,适合采用四爪车削法和花盘车削法;加工精度要求比较高、小偏心距、单件偏心工件类零件的车削加工,适合采用三爪微调车削法;加工精度要求比较高、或批量较大的偏心工件类零件的车削加工,适合采用专用夹具车削法。
4、偏心工件零件的工艺分析
在传动机构中,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。
本次设计是加工两心偏心工件.两心偏心工件的结构相对简单,加工定位的难点在加工偏心外圆上。
由于此偏心工件的偏心轮比较大,在加工轴大端小端的时候需要用心轴作为辅助支承。
取来毛坏后,检查是否存在缺陷。
铣端面加工中心孔,因为中心孔作为后续加工的辅助支承,所以加工时要务求精准,选用高精度镗床。
加工大端外圆,应注重偏心外圆垂直度误差。
在加工时要留有加工余量,以确保下一步的精加工。
加工小端外圆,同样也应注意偏心外圆垂直误差。
加工时应使直径大的余量大些,以方便在加工出现误差过大时作适度调整。
加工偏心外圆要用到设计的专用夹具,粗加工偏心外圆表面,调整偏心工件线和主轴线间距离,平行度公差达到要求。
在偏心工件进行粗加工后,要对零件进行热处理,使零件达到一定的要求。
精修中心孔。
精加工大端面,先加工偏心外圆的侧面,使偏心面的宽度达到要求,加工侧面到轴端面的距离,加工轴表面精度达到要求。
精加工小端面,先加工偏心外圆的侧面,使偏心面的宽度达到要求,使侧面到轴端面达到要求,加工精度要求要达到要求。
最后进行全面的检验产品。
综上分析可得,偏心工件的加工主要以轴加工表面为基准,中心孔为辅助基准,故先加工中心孔,然后以中心轴线和轴表面为定位基准加工其他的表面,来保证加工基准和设计基准的统一,从而达到要求的位置精度。
Whenyouareoldandgreyandfullofsleep,
Andnoddingbythefire,takedownthisbook,
Andslowlyread,anddreamofthesoftlook
Youreyeshadonce,andoftheirshadowsdeep;
Howmanylovedyourmomentsofgladgrace,
Andlovedyourbeautywithlovefalseortrue,
Butonemanlovedthepilgrimsoulinyou,
Andlovedthesorrowsofyourchangingface;
Andbendingdownbesidetheglowingbars,
Murmur,alittlesadly,howlovefled
Andpaceduponthemountainsoverhead
Andhidhisfaceamidacrowdofstars.
Thefurthestdistanceintheworld
Isnotbetweenlifeanddeath
ButwhenIstandinfrontofyou
Yetyoudon'tknowthat
Iloveyou.
Thefurthestdistanceintheworld
IsnotwhenIstandinfrontofyou
Yetyoucan'tseemylove
Butwhenundoubtedlyknowingthelovefromboth
Yetcannotbetogether.
Thefurthestdistanceintheworld
Isnotbeingapartwhilebeinginlove
ButwhenIplainlycannotresisttheyearning
Yetpretendingyouhaveneverbeeninmyheart.
Thefurthestdistanceintheworld
Isnotstrugglingagainstthetides
Butusingone'sindifferentheart
Todiganuncrossableriver
Fortheonewholovesyou.
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