第7章机械加式技术.ppt

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1、第第7 7章特种加工与精密加工章特种加工与精密加工 电火花加工 7.1 激光加工 7.2 超声波加工 7.3 精密加工 7.4 傅 耿 来 谬 紧 吧 殊 驶 镐 懒 伏 爽 挪 勇 负 写 备 益 耻 瘤 沾 庄 丰 兔 舷 请 泳 址 墨 玫 辑 围 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 7.17.1电火花加工电火花加工 电火花加工是在一定的介质中,通过工具电极和工 件电极之间脉冲放电的电蚀作用,对工件进行加工的方 法。从20世纪40年代开始对它进行研究并逐步应用于生 产。初期的电火花加工由于放电频率低,加工速度慢, 电极损耗大,所以应用范围受到一定限制。

2、随着加工速 度和电极损耗等加工特性的改善,而得到广泛应用。从 1m大小的金属模具到数微米的孔和槽都可以加工。 畴 壳 痒 钢 盒 魁 仔 震 裂 棋 恕 煎 卉 耕 刀 琼 流 才 豢 膨 虎 排 渣 糊 掇 戊 匹 卡 棉 创 谭 昆 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 1电火花加工的基本原理 如图7-1所示,工具电极4与工件6一起置于介质5( 煤油或其他液体)中,并分别与脉冲电源1的负极和正极 相连接。加工时,送进机构2移动工具电极使其逐渐趋近 工件,当工具电极与工件之间的间隙小到一定程度时,介 质被击穿,在间隙中发生脉冲放电。放电的持续时间极短 ,只有

3、108106s,而瞬时的电流密度极大,可达105 107A/cm2,温度可高达10000以上,致使工件表面局 部金属材料被软化、熔化甚至汽化。 宰 脓 抡 努 奏 吝 螟 锌 慷 舷 玛 号 琵 暂 咐 鼎 俏 吕 敛 嫩 崔 佯 蠕 仍 央 淹 柳 钱 集 磐 甚 暂 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 在瞬时放电的爆炸力作用下,熔化、汽化了的金属 材料被抛入液体介质冷凝成微小的颗粒,并从放电间隙 中排除出去。每次放电即在工件表面形成一个微小的凹 坑(称为电蚀),连续不断的脉冲放电,使工件表面不 断地被蚀除,因而逐渐完成加工要求。脉冲放电过程中 ,由间隙自

4、动调节器驱动工具电极自动进给,保持其与 工件的间隙,以维持持续的放电。 颇 猖 峦 硬 瘫 快 杖 享 柯 猩 尼 冗 泳 昂 圣 执 尾 欢 哨 陈 榆 魏 烹 铬 垮 臣 惩 凋 吻 窗 论 胚 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.1电火花加工原理 1脉冲电源2送进机构及间歇自动调节器 3床身4工具电极5介质6工件 覆 辫 翟 堕 皇 朋 岳 氮 船 峪 粥 春 鄙 路 镊 院 倡 猜 褪 物 瓶 拜 展 帐 骸 崩 挖 桃 查 蹄 厨 郝 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 2电火花加工的特点 (1)由于放电通

5、道中电流密度很大,局部区域内产 生的高温足以熔化甚至汽化任何导电材料,因此,利用 电火花能加工各种具有导电性能的硬、脆、软、韧材料 。 (2)加工时无切削力,适于加工小孔、薄壁、窄腔 槽及各种复杂的型孔、型腔、曲线孔等,也适用于精密 细微加工。 殴 享 宏 距 晶 拒 释 疥 茫 中 抑 盼 吭 稽 苔 哇 厕 瘁 铆 废 誓 诌 龚 屹 柳 甫 珠 命 探 冷 媚 纸 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (3)加工时,由于脉冲能量间断地以极短的时间作 用在工件上,整个工件几乎不受热的影响,有利于提高 加工精度和加工表面质量,也有利于加工热敏感性强的 材料。

6、 (4)便于实现加工过程自动化。 (5)电极(工具)消耗较大。 兼 脾 据 宦 淹 严 求 咕 酸 烹 厌 驶 冬 植 烫 坠 类 叫 酿 闺 沈 肝 轧 筐 勃 膘 寻 论 臣 曳 双 膳 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 3电火花加工的应用 电火花加工的效率远比金属切削加工低,因此,只 有在难以进行切削的情况下,如工件形状复杂、材料太 硬等,才采用电火花加工。在工艺应用上,电火花加工 的常见形式如下。 米 谗 佩 叙 骆 洱 帽 景 瞳 蹿 脸 凉 镐 恋 坐 囱 割 傲 运 祭 徊 将 巴 吊 遭 米 驻 只 淀 天 钾 彝 第 7 章 机 械 加

7、式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (1)电火花成形加工包括穿孔和型腔加工两类。电 火花穿孔加工应用最为广泛,常用来加工冲裁模、复合 模、级进模等冲模的凹模和固定板、卸料板等零件的型 孔,以及拉丝模、拉深模等零件的型孔。电火花型腔加 工则常用于加工锻模、压铸模、挤压模、塑料压模等模 具型腔和叶片、整体式叶轮等复杂曲面零件。 (2)电火花小孔加工可加工直径为0.11mm、长 径比小于20的小孔,如喷嘴小孔、航空发动机气冷孔、 辊筒、筛网上的小孔等。 绍 无 叮 辜 详 挤 丫 虹 埔 患 靡 牟 义 帆 窝 扁 襟 妹 滔 王 链 系 啼 溜 汽 龟 徽 转 醋 惺 循 藕 第 7

8、章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (3)电火花精密细微加工一般指加工直径小于 0.1mm的孔或宽度小于0.1mm的槽。 (4)电火花线电极切割(线切割),用于切割各种 冲模和具有直纹面的零件,以及进行下料、截割和窄缝 加工。 (5)电火花磨削平面、内外圆、小孔等,如拉丝模 、挤压模、微型轴承内环、偏心钻套等。 (6)电火花螺纹加工适用于加工螺纹环规和螺纹加 工工具。 哇 渣 洋 报 掀 鸭 徒 颅 宦 烹 桓 篱 用 涵 思 簿 恃 陋 刑 班 辕 尊 提 宽 催 低 晴 滋 腑 蔡 肾 肯 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术

9、7.27.2激光加工激光加工 激光加工是指利用功率密度极高的激光束照射工件 的被加工部位,使其材料瞬间熔化或蒸发,并在冲击波 作用下,将熔融物质喷射出去,从而对工件进行穿孔、 蚀刻、切割,或采用较小能量密度,使加工区域材料熔 融黏合,对工件进行焊接的一种加工方法。 激光加工中常用的激光器有固体激光器和气体激光 器两类。 揭 纱 衙 硷 掘 噎 貉 泊 兹 埃 顿 枉 琵 余 吭 并 蜗 撇 舶 足 骄 翠 玉 光 瞅 卤 用 藉 秀 笋 幂 领 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 1激光加工的基本原理 激光加工的原理如图7.3所示。固体激光器由激光工 作物质

10、2(一般采用红宝石或掺钕离子的钇铝石榴石)、 激励光源3(一般用脉冲氙灯)、全反射镜1和部分反射 镜4构成的光谐振腔组成。当工作物质被激励光源照射时 ,在一定条件下可使工作物质中亚稳态粒子数反转,引 起受激辐射,形成光放大,并通过光谐振腔的作用产生 光的振荡,由部分反射镜输出激光,经透镜5聚焦到工件 6的待加工表面,从而实现对工件的加工。 旭 捐 煮 额 潞 孙 谩 边 筒 且 丑 蹬 讹 苛 矛 衡 揖 裕 猛 痛 梯 腾 诵 红 刷 醇 摈 网 威 痊 渺 搅 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.3固体激光器加工原理图 1全反射镜2激光工作物质3激

11、励光源4 部分反射镜5透镜6工件 褒 直 场 坊 僚 猩 堆 宿 侵 释 胞 竖 驱 枷 役 迢 悸 倾 浓 踢 杨 艳 醇 蔚 机 坯 雕 渐 剑 谦 提 理 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 2激光加工的特点 (1)加工范围广。激光的功率密度很高(可达107 1010W/cm2),几乎能加工所有材料,包括用普通方 法难以加工的硬度高、脆性大、熔点高的金属材料,以 及陶瓷、金刚石、石英、宝石等非金属材料。 (2)生产率高。激光加热速度快,生产效率高,打 一个小孔一般只需0.01s左右,特别是对金刚石、宝石等 特硬材料,打孔时间不足切削加工的1%。由于加热

12、局限 在很小的范围,所以热影响区小,工件热变形小。 琐 殿 札 聪 摇 什 逮 鸦 俯 扶 酬 纤 霸 啃 觅 汁 溃 殖 儿 季 绚 铂 府 绽 方 盂 眯 王 掂 忻 融 案 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (3)无须工具。激光加工属于非接触加工,不需要 工具,无切削加工的受力变形。 (4)能加工细微小孔、窄缝。激光能聚焦成极细的 光束,可以加工直径为10.01mm的小孔和窄缝。 (5)可控性好。激光束调制方便,易于实现计算机 数字控制和自动化加工。 毖 烯 拜 椿 萧 偿 剔 跪 去 讲 塘 甚 花 蚕 跌 痰 表 翅 撅 家 焚 奄 玲 吠 柳

13、驮 活 赔 因 嚣 芹 恶 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 3激光加工的应用 (1)激光打孔。激光打孔是激光加工在机械制造中 最主要的应用,多用于小孔、窄缝的细微加工,孔径可 小至0.005mm,孔深与孔径之比可达5以上。对与工件表 面成各种角度(1590)的倾斜小孔、薄壁零件及复合 材料零件上的小孔、难加工材料上的小孔等,用激光打 孔更具优越性。目前,激光打孔已广泛应用于金刚石拉 丝模、钟表宝石轴承、化学纤维硬质合金喷丝板、火箭 发动机和柴油机的喷嘴、涡轮叶片、集成电路陶瓷衬套 、手术用针等零件或产品的小孔加工。 夫 蚌 圃 藐 碗 艾 磨 纶 淤 渤

14、 矾 沾 慌 行 裁 终 笼 林 屎 芋 聋 邢 腥 奉 勘 秉 弃 盛 侦 刹 威 兔 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (2)激光切割。利用激光束聚焦后极高的功率密度 ,可切割任何难加工的高熔点材料、高温材料、高强度 硬脆材料,如钛合金、镍合金、不锈钢,以及各种非金 属材料。激光切割为非接触切割,工件变形极小;切缝 狭窄(一般为0.10.2mm)且切口质量优良;切割速度 高。激光切割大多采用CO2激光器及同轴吹气工艺(沿 激光束的同轴方向吹送辅助气体,如氧、氮、二氧化碳 、氩、压缩空气等),以提高切割效率和改善切口质量 。激光切割多用于半导体硅片切割、

15、型孔加工、精密零 件的窄缝切割、刻线、雕刻等。 咽 室 撒 折 滩 蔚 绞 狂 服 大 键 淄 记 神 摄 凳 顾 赡 瓦 肝 谷 号 肥 讼 篱 租 玉 彬 帘 复 花 座 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (3)激光焊接。激光焊接主要用于高熔点材料和快 速氧化材料及异种材料的焊接。由于激光能透过玻璃等 透明物体进行焊接,因此,可用于真空仪器元件的焊接 。激光焊接分脉冲激光焊接(采用红宝石激光器和钕玻 璃激光器)和连续激光焊接(采用CO2激光器和钇铝石 榴石激光器)两种,前者适用于点焊,后者适用于缝焊 。 笨 尊 稀 从 羡 甚 腾 俭 铜 硫 糖 婆

16、狸 兆 隆 府 粱 津 玛 糖 仕 趾 腐 讹 铱 茂 色 痕 钨 谩 秤 酬 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 7.37.3超声波加工超声波加工 超声波加工是利用产生超声振动的工具,带动工件 和工具间的磨料悬浮液,冲击和抛磨工件的被加工部位 ,使其局部材料破坏而成粉末,以进行穿孔、切割和研 磨等的加工方法。超声加工不仅能加工高熔点的硬质合 金、脆火钢等脆硬合金材料,而且更适合于加工玻璃、 陶瓷、半导体锗和硅片等不导电的非金属脆硬材料,同 时还可用于清洗、焊接和探伤等。 佬 氯 核 龙 溃 富 禄 犯 醛 态 摩 目 板 仇 烩 将 颈 意 替 瞧 右 挖

17、 轧 肺 栏 魁 宣 郝 碍 烙 咀 输 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 1超声波加工的基本原理 超声波的加工原理如图7.4所示。工具4的超声频振 动是通过超声换能器1在高频电源作用下产生的高频机械 振动,经变幅杆2使工具沿轴线方向作高速振动。工具的 超声频振动,除了使磨粒获得高频撞击和抛磨作用外, 还可使工作液受工具端部的超声振动作用而产生高频、 交变的液压正负冲击波。正冲击波迫使工作液钻入被加 工材料的细微裂缝处,加强机械破坏作用;负冲击波造 成局部真空,形成液体空腔,液体空穴闭合时又产生很 强的爆裂现象,而强化加工过程,从而逐步地在工件上 加工出与

18、工具断面形状相似的孔穴。 拴 院 廖 鹏 木 哈 紧 溃 炮 隶 悸 黄 孕 酥 饯 本 印 皂 初 铲 滔 滦 凸 爆 棠 足 第 懒 行 绝 宵 莆 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.4超声波加工原理图 1超声换能器2变幅杆 3磨料悬浮液4工具5工件 忽 纯 众 洲 葡 筋 与 宿 弥 淫 步 逗 茸 爸 努 垫 正 鬼 点 丢 晾 忿 鹤 垄 雁 碌 蹿 咙 宛 膛 扰 词 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 2超声波加工的特点 (1)超声波主要适于加工各种硬脆材料,如玻璃、 石英、陶瓷(氧化铝、氧化硅等)、

19、硅、锗、玛瑙、宝 石、金刚石等。对于质硬的金属材料如淬火钢、硬质合 金等也能加工,但生产率较低。 劫 吁 岂 拈 篱 你 葱 祝 叠 惋 束 煽 乒 步 族 氓 规 歼 嗽 曼 羔 侠 充 叶 裔 黑 屎 吻 种 郊 洗 限 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (2)能加工各种形状复杂的型孔、型腔、成形表面 等。采用中空形状的工具还可以实现各种形状的套料加 工。 (3)加工过程中,工具对工件的宏观作用力小,热 影响小,适于加工不能承受较大机械应力的薄壁、薄片 等零件。 (4)超声波加工的生产率低于电火花加工,但加工 精度高,表面粗糙度值小。 煌 媚 防 阶

20、喷 升 到 葛 里 两 聂 窥 瞩 谁 副 服 援 曹 刮 毖 踞 蝉 呻 秽 叫 愈 挝 蹬 骋 兰 沙 棵 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 3超声波加工的应用 (1)型孔、型腔加工工具的形状和尺寸,取决于被 加工面的形状和尺寸。加工孔径范围为0.190mm,深 度可达200mm。 (2)超声波切割加工主要用于切割脆硬的半导体材 料。 (3)超声波焊接用于焊接尼龙、塑料以及表面易生 成氧化膜的铝制品等。此外,还可在陶瓷等非金属表面 挂锡、挂银和涂熔化的金属薄层。 栖 除 关 洒 续 疹 形 急 娶 镶 环 谷 总 陪 虫 冶 笺 健 碳 羚 愈 殿 趴

21、 琴 付 受 类 部 窟 自 滨 薛 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (4)超声波复合加工与电解复合加工小孔、深孔可 大大提高加工速度与加工质量;在切削加工中引入超声 振动(如对耐热钢等硬韧材料进行车削、钻孔、攻螺纹 ),可降低切削力,改善表面质量,提高加工速度和延 长刀具寿命。 (5)超声波清洗。 茶 莫 到 驴 扦 欣 橙 亦 躇 灭 捕 污 散 去 获 塔 川 侮 型 脉 瘟 裁 渔 裹 暇 锚 馈 嘴 尊 颅 巳 变 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 7.47.4精密加工精密加工 7.4.1精密加工的概念 7

22、.4.2精密车削 7.4.3精密磨削 7.4.4光整加工 巾 涪 施 役 秘 充 镀 熙 宪 糊 控 仟 出 霄 捉 噶 剂 唉 拇 尖 榴 阮 院 素 抵 溅 顶 界 宫 砧 见 缺 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 7.4.1 7.4.1 精密加工的概念精密加工的概念 精密加工的实施及其加工质量的保证,受工件材料 的特性、精密加工时基准面的精度、技术设施(机床、 刀具、技术测量手段)、环境条件及工人技术水平等诸 多因素的制约。而机床设备和环境条件是精密加工的两 项最基本的条件。 垮 李 酷 孔 秸 叛 卒 讽 钩 紊 之 泛 昂 哑 辉 牢 故 脸 荫

23、 杆 烽 唾 念 瓮 斋 墨 烦 范 怒 歇 引 婚 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 1机床设备条件 精密加工必须在精密机床上进行。机床应具有高的 运动精度、刚度和转速,以及小的进给量。 2环境条件 (1)消除工艺系统内部和外部的振动干扰。加工表 面的表面粗糙度与振动的频率和振幅有关。 (2)创造恒温条件。精密机床应置在恒温室内,应 在201的条件下对零件进行加工和测量。超精密加 工还要求工作间超净。 顶 挥 箭 漳 捉 勾 镭 尾 穆 卤 奔 激 沟 舒 鲍 谴 名 撂 哦 耳 懂 凋 筑 轩 据 切 奴 万 头 哗 匠 倔 第 7 章 机 械 加 式

24、 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 7.4.2 7.4.2 精密车削精密车削 加工外圆表面时,用很小的刃口圆弧半径的车刀进 行高速、微量切削而获得高精度的工艺方法称为精密车 削。 亭 褪 都 珊 沸 棒 妒 彻 夸 九 末 嗣 缸 探 炸 塞 细 跌 耗 熄 捉 饥 打 私 叮 腾 邀 据 韭 棺 屏 将 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 1精密车削的应用 精密车削主要用于铜、铝及其合金制件的最终加工 ,其他如纯金属、塑料、玻璃纤维、合成树脂及石墨等 不宜采用磨削而加工要求较高的零件,也常使用精密车 削。 对于表面粗糙度值要求很小的铜、铝及其合金

25、制件 的外圆表面或反射镜的曲面,使用金刚石车刀进行镜面 车削,表面粗糙度Ra值可小于0.05m。 精密车削还用做黑色金属或其他表面硬度高的精密 零件光整加工前的预加工工序。 婴 橱 集 注 占 坎 无 郝 尤 调 尽 殿 游 砌 荡 霓 壮 掸 侮 座 贬 擞 撇 逾 丑 坍 非 腕 怨 鳖 签 义 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 2精密车削的刀具及切削用量 精密车削除必须在精密车床上进行外,还需要对所用的 三爪自定心卡盘、弹簧夹头、心轴等回转组件进行动 平衡,并精密测定其跳动量,以及仔细选取刀具材料 和切削用量。 精密车削所用刀具主要有金刚石车刀和硬质

26、合金精密车 刀两种。 襄 氛 懦 仟 廉 俞 截 恒 闰 泻 拿 伦 酶 缎 捅 历 宣 勿 捉 鄂 悔 胎 纽 凭 翱 镐 毁 溉 嘿 郴 报 礁 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (1)金刚石车刀。金刚石刀具材料有天然单晶金刚 石和人造聚晶金刚石两种。金刚石具有硬度高、耐磨性 好、刃口锋利和摩擦系数小等优点,但韧性很差,刃磨 困难。 图7.5所示为在精密车床上加工黄铜H62所用的金刚 石精密车刀,工件要求表面粗糙度Ra值为0.03m。为加 强刀尖和刃口部位强度,采用前角o=510过渡刃 为0.05mm,后角为23。 网 颐 亚 碳 条 尊 汕 踩 甜

27、萌 肘 识 屠 婆 刽 业 禾 钾 凡 沦 洒 澳 瓤 务 呸 浅 区 互 很 上 芽 表 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.5金刚石精密车刀 辫 杀 刺 寡 爵 膝 嘶 惹 其 沿 监 煽 泛 颊 泣 渭 映 今 速 惟 力 锈 捣 君 钡 宅 盟 拿 到 纂 颠 峙 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 金刚石刀具适用于有色金属及其合金(如铝、紫铜 、黄铜、巴氏合金、铍铜、锌等)及非金属材料(如酚 醛塑料、陶瓷等)的精密车削。由于金刚石与铁的亲和 力很强,所以金刚石刀具不适于加工黑色金属。 用金刚石车刀进行精密车

28、削,可以采用很高的切削 速度,也可以低速进行切削,如在CGM6125车床上加工 H62材料时可选切削速度vc68m/min或vc17m/min。 敌 段 真 望 昼 豆 养 幅 岳 爬 陛 腥 它 棠 洒 臻 成 欺 搀 布 名 舵 几 拇 触 侦 弟 疚 绥 消 傲 茎 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 精密车削的进给量一般选f=0.010.04mm/r;双面 加工余量为0.30.5mm;半精加工的背吃刀量ap=0.05 0.1mm,精加工的背吃刀量ap=0.020.05mm。超精密 加工时,背吃刀量ap一般为0.0030.006mm。 信 度 局 樱

29、环 穴 猫 词 卵 涸 篆 人 敞 站 畅 寒 痊 睁 唱 延 扶 啮 虾 摆 闪 男 岔 策 武 交 烧 粘 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (2)硬质合金精密车刀。用细颗粒的硬质合金(如 YG6X、YG6A、YG3X等)车刀进行精密车削,可以达 到的表面粗糙度Ra值为0.05m左右;用超细颗粒的硬质 合金(如YH1、YH2、YG10H等)车刀进行精密车削, 可以达到的表面粗糙度Ra值为0.03m。 轴 侣 荡 韭 舒 鲸 蠕 熟 部 随 氰 畴 补 堵 沃 于 掷 斋 修 律 桩 牙 笼 播 惨 妇 映 却 柔 惑 病 仟 第 7 章 机 械 加 式

30、 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.6所示为YG6A或YG6X硬质合金精密车刀。车刀前面 、后面的表面粗糙度Ra值应0.02m;刃倾角为10, 以利排屑;车刀采用6后角和3副后角,可以减小振 动并使刀具后面对工件有轻微的挤压作用。该精密车 刀用于精密车削铜料。 谚 椿 嫌 扒 腋 问 甄 鲸 斧 环 咀 烷 湾 矛 咀 奎 奇 绵 娱 阂 撵 论 涟 或 降 戍 汤 透 袄 痞 濒 焙 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.6硬质合金精密车刀 谊 映 亨 肥 谚 陶 但 街 淋 袭 陨 憾 锥 试 赋 密 尾 无 花 绒 岸 锄 缺 钓

31、褒 热 出 臼 霓 发 稗 馆 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 用硬质合金精密车刀进行精密车削时,一般采用高 的切削速度:车铝合金材料vcmax=350m/min,车青铜 等铜合金材料vcmax=400m/rain;车镁合金材料 vcmax=1000m/min。切削速度越高,获得的表面粗糙度 值越小,但刀具磨损及振动也随之加剧,所以应根据实 际情况来合理选择。进给量一般取f=0.020.04mm/r; 背吃刀量一般取ap=0.20.3mm。 花 轩 距 幻 碍 粹 骄 软 寸 哦 铅 硼 丫 弟 淤 擅 兹 视 静 趴 谭 历 线 创 迸 怨 础 捕 披

32、 处 戚 萌 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 7.4.3 7.4.3 精密磨削精密磨削 在精密磨床上用经过精细修整的细粒度砂轮进行的 一种磨削方法称为精密磨削。精密磨削一般指加工精度 为10.1m,表面粗糙度Ra为0.160.006m的磨削方法 。 苗 挑 狮 流 傅 穆 守 舶 各 切 四 糊 可 着 澄 围 锡 陇 值 汽 正 掺 免 弃 赠 衍 秉 同 娩 玫 长 唁 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 1精密磨削的应用 精密磨削是一种高精度、小表面粗糙度值的精密加 工方法,主要用于淬硬的黑色金属材料精密加工,它

33、可 以获得IT5级的尺寸精度和高的几何形状精度,如圆度误 差小于0.5m,圆柱度误差小于0.001mm/300mm,平面 度误差小于0.003mm/1000mm,还可使同轴度误差小于 1m。表面粗糙度Ra值一般在0.16m以下,最小可达到 0.008m。 了 沁 耽 羹 拒 沏 侥 免 谣 漠 僧 瓣 豪 聘 塘 吁 悼 沥 歹 畜 婉 呵 溃 汐 胳 饯 赔 尘 领 漓 满 孩 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 精密磨削按磨削后所获得的表面粗糙度值的大小, 通常可细分为精密磨削(Ra值为0.160.04m)、超精 密磨削Ra值0.040.01m)和镜面磨

34、削(Ra值小于或等 于0.01m)三种。 精密磨削主要用于机床主轴、高精度轴承、液压滑 阀、标准量具、量仪、半导体硅片,以及航空、航天工 业中的精密零件、计算机磁盘等元件的磨削。 无 掐 账 屈 观 离 屹 痉 潘 摈 嘴 臼 弓 冉 谩 狸 枪 疏 蚂 堕 改 霄 患 令 涟 孩 章 蚌 猾 晚 鸦 枚 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 2精密磨削用机床及砂轮 (1)对精密磨床的要求。砂轮主轴的回转精度高于 1m,内圆磨具采用静压;应有对传动部分的减振措施 ;横向进给机构的重复精度高,误差小于2m,刻度值 不得大于0.005mm,最好配有数字控制或其他控

35、制尺寸 的装置;工作台运动平稳,在一定范围内无爬行。 港 纲 遮 湘 还 腾 彼 蝶 穗 铱 推 叶 圭 侣 猜 狰 又 锑 仇 宇 恳 袜 汕 绎 蛛 郸 腊 渺 锡 静 等 索 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 (2)精密磨削用砂轮。 磨料。钢和铸铁零件进行精密磨削时,砂轮磨料 应选用刚玉(单晶刚玉最好),而不选用碳化硅。超精 密磨削和镜面磨削不宜用微晶刚玉。铜合金和铝合金材 料的精密磨削,砂轮磨料选用刚玉或碳化硅均可。对于 精密磨削含有大量硬质点的耐热钢、高强度而难加工材 料,砂轮磨料可采用立方氮化硼,但应注意其晶粒的粗 细。精密磨削硬质合金及其他硬

36、脆材料,则应采用人造 金刚石磨料。 疥 掏 屯 茵 豫 盏 时 秋 榆 亢 贵 逆 出 元 冕 庶 秧 津 伺 诚 曰 德 构 地 恳 谎 比 怂 糊 筐 崎 镜 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 粒度。应选用粒度号为60或更细的磨粒或微粉。 硬度。砂轮硬度根据工件硬度而定,对于淬火后 钢件,一般用K、L(中软)级,对镜面磨削应使用D、E 、F(超软)级砂轮,以利于充分发挥摩擦抛光作用。 结合剂。一般采用陶瓷结合剂,以利于充分发挥 粗粒度磨料的微刃切削作用。镜面磨削时,一般选用树 脂结合剂,并加入一定量的石墨添加剂。 组织。砂轮组织应均匀且紧密,一般选用组

37、织号 为03号。 精密磨削用砂轮需经精细修整,以使砂轮表面上的 微刃等高。 葵 筐 唁 笛 鹏 均 桶 娘 尉 贴 堪 丈 呆 茹 案 债 憎 坠 蛹 梧 筷 织 茬 通 糜 撤 踩 训 柄 旺 词 慕 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 7.4.4 7.4.4 光整加工光整加工 精加工后,从工件上不切除或切除极薄金属层,用 以减小工件表面粗糙度值,提高工件表面质量或强化工 件表面的加工过程称为光整加工。 常用的光整加工方法有:超精加工、珩磨、研磨、 抛光等。 执 膘 范 滞 疲 期 逢 久 兑 雇 垛 诚 宠 锅 旗 迄 贿 否 眺 痈 琴 耍 掖 案 锹

38、 现 袱 倒 匆 躺 祝 澡 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 1超精加工 超精加工是用细粒度的磨具对工件施加很小的压力 ,并作往复振动和慢速纵向进给运动,以实现微量磨削 的一种光整加工方法。 超精加工主要适用于轴类零件外圆表面的光整加工 ,通过精加工可以获得表面粗糙度Ra值为0.10.01m的 表面,但不能提高工件的形状和位置精度。超精加工只 能切去工件表面微观不平的凸峰,加工余量很小,只有 0.0050.01mm。由于切削速度低,油石压力小,加工时 发热少,不会使工件表面烧伤或产生残余拉应力。 论 接 切 煞 升 又 唉 婶 威 酱 啊 谭 砒 统 杆

39、 赫 琐 品 椅 施 淘 辗 抵 恭 禹 塔 算 嗡 萤 拜 嗡 安 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 超精加工的磨具为油石,选用细粒度,以较低的压 力和切削速度对工件表面进行加工,加工时有3种运动( 见图7.7),即工件的低速回转、磨具的轴向进给运动和 油石的高速往复振动。油石振动的频率为1025Hz,振 幅为15mm,油石对工件表面的压力P=15104Pa。 图7.7超精加工外圆表面 超精加工必须加注充分的润滑油,一方面清洗极细 的磨屑,另一方面使被加工表面上形成一层很薄的油膜 ,在工件表面的凸峰被磨去后,油石被油膜所阻隔,自 动停止切削作用,超精加工

40、完成。 炭 营 闷 案 脊 盟 参 雏 肃 计 喂 育 冬 疥 芒 脊 喷 捻 睡 窍 惺 嗜 附 壳 驻 蜘 盾 捞 留 章 捕 谓 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 超精加工可以在普通车床、外圆磨床上增加专用磨 具进行。成批生产时可采用专门的超精加工机床。超精 加工广泛应用于加工内燃机的曲轴、凸轮轴、轧辊、轴 承、刀具、精密量仪及电子仪器等的精密零件,能对不 同的材料进行加工。除外圆外,还能加工内圆、平面及 特殊轮廓表面。 斩 湛 坠 河 踌 蔷 翘 务 网 鲜 卜 歹 讥 眷 付 磷 嗣 谬 睛 龄 稳 卓 鲍 尹 川 森 量 光 矗 傍 酝 津 第

41、 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 2珩磨 珩磨是利用珩磨工具对工件表面施加一定压力,珩 磨工具同时作相对旋转和直线往复运动,切除工件上极 小余量的光整加工方法。 珩磨主要用于孔加工,通过珩磨可以获得很高的尺 寸精度和形状精度,孔的尺寸精度可达IT5级,孔的圆度 误差可控制在0.0030.005mm;表面粗糙度一般为 Ra0.200.04m,最小可达Ra0.020.01m。 劲 傻 祖 绵 莽 受 硅 掖 菲 爽 墙 德 搓 伊 残 薪 抄 祝 罗 卓 曲 擅 哨 铝 峨 脱 洗 害 踊 炒 援 三 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加

42、式 技 术 珩磨孔的工具为珩磨头,由几根(一般为46根) 粒度很细的油石沿圆周均匀分布组成(见图7.8)。珩磨 时,珩磨头有3种运动,即旋转运动、轴向往复运动和垂 直于工件加工表面的径向加压运动。珩磨头的旋转和轴 向往复运动是主运动,使油石上的磨粒在孔表面上的切 削轨迹呈交叉而不重复的网纹(见图7.9)。径向加压运 动是油石的进给运动,可由弹簧、气压或液压的方式施 压,加压力越大,即进给量越大。 耗 奴 巷 鸵 揽 泡 疏 萄 揭 逗 渭 聂 银 党 脐 了 睫 春 怖 瓶 驳 刺 僳 揩 谱 优 至 裹 逸 厚 嗽 棕 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术

43、图7.8珩磨原理 莹 饥 适 窿 逐 冈 筏 付 牛 牲 驭 摸 垃 郎 炽 尚 瓜 琴 矫 颅 掉 镰 滇 巷 粒 监 浴 田 冉 怯 雹 苑 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.9珩磨运动轨迹 搞 尖 纶 员 菩 校 闪 益 街 爪 窥 嵌 乡 祝 西 抄 植 匀 惊 撅 串 辞 丰 父 榴 柑 瘪 压 川 糟 若 擂 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 珩磨时,珩磨头与机床主轴间采用浮动连接,因此 ,油石能很好地与零件孔壁贴合,加工中不会改变孔的 轴线位置。珩磨不能修正孔的位置偏差。 珩磨时,油石与工件孔壁的接

44、触面积较大,参加切 削的磨粒很多,加工效率较高。由于每个磨粒的磨削力 很小,且珩磨的切削速度较低,所以珩磨过程中发热少 ,孔的表面不易烧伤,因而可获得很高的表面质量。 泪 彩 了 痉 矾 崭 也 暴 喷 泅 誊 传 睫 技 愤 狗 褪 跋 设 旋 名 后 再 励 鳖 厄 幌 臻 区 搓 掸 灿 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 3研磨 研磨是用研磨工具和研磨剂,从工件上研去一层极 薄表面层的光整加工方法。研磨方法简便可靠,尺寸精 度可达到IT6级以上,表面粗糙度Ra值为0.20.012m。 研磨的应用范围较广,可加工各种钢、铸铁、铜、 铝、硬质合金、半导体

45、、玻璃、陶瓷、塑料等。研磨可 加工各种形状的表面,内、外圆柱面,圆锥面,凸、凹 球面,螺纹,齿轮及其他成形表面。 浙 那 吩 玛 召 犁 痉 告 好 好 妹 辗 亩 遭 胜 讶 藻 沾 除 挝 九 这 巢 懒 兔 砰 嗅 敝 魏 赠 设 呆 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 研磨的原理是在研具和工件之间加研磨剂,并在一 定压力下使研具与加工表面作相对运动,使磨粒在工件 表面滚动、滑动,起切削、刮擦和挤压作用。 研磨外圆时,使用研具为研套,如图7.10所示。粗 研套孔内有油槽,可储存研磨剂,而精研套孔内无油槽 。 巍 衍 积 晒 汝 蔼 粮 毒 颜 旨 魔

46、鹊 四 令 稠 奄 亥 炸 介 茬 毯 钉 所 笛 促 穿 项 库 寇 嘱 蓬 缝 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.10外圆研具 掌 涯 缉 抓 玫 品 灾 沛 锅 涛 绥 惺 识 算 携 铬 陈 郴 磋 发 圈 亲 寒 项 创 授 淬 闯 桥 泰 篮 沽 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 研磨内孔时,使用的研具为研磨棒,如图7.11所示 。研磨棒表面开有螺旋槽以储存研磨剂。 图7.11研磨棒 班 对 酶 晌 豌 臆 兜 芬 榴 融 秘 夏 乎 隋 豹 嚷 懈 谱 追 抉 票 悠 淹 蹦 凡 试 受 胰 雨 蛔

47、 砌 鳞 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 研套、研磨棒的内孔、外圆直径常制成可调节结构 ,以适应研磨需要。 用研套研磨外圆和用研磨棒研磨内孔的运动简图如 图7.12和图7.13所示。 承 婿 售 挪 溺 苯 唐 烹 揖 膨 力 顺 慨 顺 珠 贿 凸 剂 尸 套 赏 宾 窃 滔 合 谭 咀 筏 汹 男 樟 稿 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.12研磨外圆柱面 旅 剖 巢 垫 躯 果 半 瑞 莱 仗 拨 话 彻 扭 鹊 杉 壕 露 缀 困 军 汕 降 雹 班 冲 黎 势 财 绢 嫂 的 第 7 章 机 械 加

48、式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 图7.13研磨内圆柱面 践 提 侥 耶 畜 敞 吏 序 挂 兵 调 酉 搔 蹲 罩 梁 押 城 牧 受 轩 砸 守 妆 俏 乾 渤 号 钡 被 够 付 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 研具在一定程度上把本身的几何形状复制给工件, 另一方面又是研磨剂的载体。因此,研磨对研具有较高 的要求。 研磨剂为磨料、研磨液及辅助材料的混合剂。按研 磨剂使用的条件,研磨分湿研、半干研和干研三种类型 。 令 巩 掀 爵 遗 床 桌 薛 颤 咨 准 皋 般 净 寂 烙 外 仇 攫 坎 淬 亨 肠 库 魁 父 昏 巩 蓉 胆 暴

49、 翘 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术 4抛光 抛光是利用机械、化学或电化学的作用,使工件获 得光亮、平整表面的加工方法。抛光不能改善工件的尺 寸精度和形状精度。抛光利用高速回转(3040m/s)、 涂有抛光膏的弹性磨轮对工件表面进行光整加工。抛光 时,带有磨粒的弹性轮与工件表面产生剧烈摩擦,导致 高温并形成滚压和切除作用,用以去除前工序的加工痕 迹,减小工件表面粗糙度值,增加工件表面光亮,并提 高工件的抗疲劳和抗腐蚀性能。抛光膏通常由氧化铬、 氧化铁磨料与油脂混合调制而成。 自 陆 积 痰 琼 胶 币 弃 监 涌 动 糊 蛮 硅 叹 担 挫 搜 醛 狼 湖 送 傈 敞 氨 蚊 饭 活 纪 牙 矽 墓 第 7 章 机 械 加 式 技 术 第 7 章 机 械 加 式 技 术

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