七種常用金屬加工方法

..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(jié)構(gòu)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(yīng)用范圍。車削1.1車削的定義英文名稱：turning定義：工件旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運動,特別適用于加工回轉(zhuǎn)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(yīng)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%甚至更多。根據(jù)加工的需要。如臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)如圖1-2,1-3,1-4所示。圖1-2臥式車床和立式車床結(jié)構(gòu)圖圖1-3轉(zhuǎn)塔車床示意圖圖1-4轉(zhuǎn)塔刀架結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)軸線<車床主軸的回轉(zhuǎn)軸線>——一次裝夾中加工車削時,同一零件的外圓、內(nèi)孔、端平面、溝槽等。能保證各外圓軸線之間及外圓與內(nèi)孔軸線間的同軸度要求。2.生產(chǎn)率較高一般情況下車削過程是連續(xù)進行的,不易產(chǎn)生沖擊,切削力基本上不發(fā)生變化。并且當(dāng)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(chǎn),生產(chǎn)效率高,也適宜大批量生產(chǎn)。3.生產(chǎn)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(chǎn)率高,裝夾及調(diào)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。因此不宜采用磨削加工,當(dāng)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(yīng)用

車床上使用不同的車刀或其他刀具。如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外可以加工各種回轉(zhuǎn)表面,如圓錐面、螺紋、溝槽、端面和成形面等。加工精度可達IT8~IT7,外表粗糙度Ra值為1.6~0.8mm,精細(xì)車的尺寸公差等級可達IT6～IT5,表面粗糙度Ra值為0.4～0.1μm。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?qū)④嚧策m當(dāng)改裝。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。車孔車孔是用車削方法擴大工件的孔或加工空心工件的內(nèi)表面。車盲孔和臺階孔時,車刀先縱向進給,當(dāng)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車平面的方法車錐面錐面可看作是內(nèi)外圓的一種特殊形式。內(nèi)錐面具有配合緊密、拆卸方便、多次拆卸后仍能保持準(zhǔn)確對中的特點,廣泛用于要求對中準(zhǔn)確和需要經(jīng)常拆卸的配合件上。常用的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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α/2在1°30′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用于銑床主軸錐孔及銑刀桿的錐柄。車錐面的方法：〔1小滑板轉(zhuǎn)位法：主要用于單件小批生產(chǎn)中精度較低和長度較短〔≤100mm的內(nèi)錐面?！?尾座偏移法：用于單件或成批生產(chǎn)中軸類零件上較長的外錐面?！?靠模法：用于成批和大量生產(chǎn)中較長的內(nèi)外錐面?！?寬刀法：用于成批和大量生產(chǎn)中較短〔≤20mm的內(nèi)外錐面。圖1-8車錐面的方法單件小批生產(chǎn)中,各種軸、盤、套等類零件多選用適應(yīng)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/D＝0.3～0.8>的重型零件,多用立式車床加工。成批生產(chǎn)外形較復(fù)雜,且具有內(nèi)孔及螺紋的中小型軸、套類零件時,應(yīng)選用轉(zhuǎn)塔車床進行加工。大批、大量生產(chǎn)形狀不太復(fù)雜的小型零件,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(chǎn)率很高但精度較低。圖2-5鉆孔示意圖二、鉆削圖2-5鉆孔示意圖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(jīng)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(dǎo)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(zhǔn),鉆頭剛性和導(dǎo)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(nèi)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(zhì)量。甚至?xí)行甲枞谌菪疾劾?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(dāng)鉆深孔時,應(yīng)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很大的負(fù)前角,鉆削時所產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)效率也較低。因此,鉆孔主要用于粗加工或預(yù)加工工序。圖2-7立式鉆床和搖臂鉆床結(jié)構(gòu)圖2.2鉆削的應(yīng)用單件、小批生產(chǎn)中,中小型工件上的小孔<D<13mm>常用臺式鉆床加工,較大的孔<D<50mm>常用立式鉆床加工；大中型工件上的孔應(yīng)采用搖臂鉆床加工,回轉(zhuǎn)體工件上的孔在車床上加工。在成批和大量生產(chǎn)中,為了保證加工精度,提高生產(chǎn)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<D<50mm>,在鉆削之后,常常需要采用擴扎和鉸孔進行半精加工和精加工。三鏜削圖3-1鏜削加工示意圖圖3-1鏜削加工示意圖3.1鏜削的定義中文名稱：鏜削英文名稱：boring其他名稱：鏜孔定義：鏜刀旋轉(zhuǎn)作主運動,工件或鏜刀作進給運動的切削加工方法。SHAPE鏜削加工主要在銑鏜床、鏜床上進行。鏜孔是對鍛出,鑄出或鉆出孔的進一步加工,鏜孔可擴大孔徑,提高精度,減小表面粗糙度,還可以較好地糾正原來孔軸線的偏斜。鏜孔可以分為粗鏜、半精鏜和精鏜。一般鏜孔精度達IT8～IT11,表面粗糙度Ra值為0.8～l.6mm；精細(xì)鏜時,精度可達IT7～IT6,表面粗糙度Ra值為0.2～0.8mm。單刃鏜刀和多刃鏜刀見圖3-2和圖3-3.在銑鏜床上鏜孔的方法如圖3-4和3-5所示。單刃鏜刀是把鏜刀頭安裝在鏜刀桿上,其孔徑大小靠調(diào)整刀頭的懸伸長度來保證,多用于單件小批生產(chǎn)中。在普通銑鏜床鏜孔,與車孔基本類似,粗鏜的的尺寸公差等級為IT12～IT11,表面粗糙度Ra值為25～12.5μm,半精鏜的的尺寸公差等級為IT10～IT9；表面粗糙度Ra值為6.3～3.2μm；精鏜的的尺寸公差等級為IT8～IT7,表面粗糙度Ra值為1.6～0.8μm?？烧{(diào)浮動鏜刀片〔圖3-6〔b的兩切削刃之間的距離為孔徑尺寸,可通過調(diào)節(jié)用百分尺檢測獲得。圖3-2單刃鏜刀圖3-3多刃鏜刀圖3-4用單刃鏜刀在鏜銑床上鏜孔的方法圖3-5用浮動鏜刀在鏜銑床上鏜孔的方法圖3-6在鏜銑床上加工外圓和端平面鏜孔分為一般鏜孔和深孔鏜孔,一般鏜孔在普通車床就可以,把鏜刀固定在車床尾座或者固定在小刀架上都可以。深孔鏜孔需要專用的深孔鉆鏜床,鏜刀要加上鏜稈,還要加上液壓泵站利用冷卻液把鐵屑排除。車床上鏜孔：工件旋轉(zhuǎn)、鏜刀進給,如圖3-7所示.圖3-7a>鏜通孔b>鏜不通孔c>鏜槽鏜床上鏜孔：鏜刀刀桿隨主軸一起旋轉(zhuǎn),完成主運動；進給運動可由工作臺帶動工件縱向移動,也可由主軸帶動鏜刀桿軸向移動完成,如圖3-8。圖3-8a>工件不動、刀具旋轉(zhuǎn)并進給b>刀具旋轉(zhuǎn)、工件進給四刨削4.1刨削的定義中文名稱：刨削英文名稱：planing；planingandshaping定義：刨刀與工件作水平方向相對直線往復(fù)運動的切削加工方法。刨削是平面加工的主要方法之一.是單件小批量生產(chǎn)的平面加工最常用的加工方法。常見的刨床類機床有牛頭刨床、龍門刨床和插床等,如圖4-1和圖4-2所示。圖4-1牛頭刨龍門刨插銷加工圖4-2牛頭刨床和龍門刨床結(jié)構(gòu)圖4.2刨削的工藝特點1.通用性好

根據(jù)切削運動和具體的加工要求。價格低,刨床的結(jié)構(gòu)比車床、銑床簡單。調(diào)整和操作也較方便。所用的單刃刨刀與車刀基本相同。制造、刃磨和安裝皆較方便。形狀簡單。可加工垂直、水平的平面,還可加工T型槽、V型槽,燕尾槽等。2.生產(chǎn)率較低

刨削的主運動為往復(fù)直線運動。加之刀具切入和切出時有反向沖擊時受慣性力的影響,一個表面往往要限制了切削速度的提高。單刃刨刀實際參加切削的切削刃長度有限,經(jīng)過多次行程才干加工進去。加工不連基本工藝時間較長。刨刀返回行程時不進行切削。刨削的生產(chǎn)率低于銑削。但是對于狹長外表<如導(dǎo)軌、長槽等>增加了輔助時間,加工刨削的生產(chǎn)率可能高于銑削。3.加工精度不高刨削的精度可達IT8～IT7,表面粗糙度Ra值為1.6～6.3mm。當(dāng)采用寬刀精刨時,即在龍門刨床上進行多件或多刀加工時,用寬刃刨刀以很低的切削速度,切去工件表面上一層極薄的金屬,平面度不大于0.02/1000,表面粗糙度Ra值可達0.4～0.8mm。4.3刨削的應(yīng)用由于刨削的特點。維修車間和模具車間應(yīng)用較多。刨削主要用在單件小批量生產(chǎn)中,刨削主要用來加工平面,也廣泛用于加工直槽。如圖4-3所示。牛頭刨床的最大刨削長度一般不超過1000mm,因此只適于加工中、小型工件。龍門刨床主要用來加工大型工件,或同時加工多個中、小型工件。插床又稱立式牛頭刨床,主要用來加工工件的內(nèi)表面,如鍵槽、花鍵槽等,也可用于加工多邊形孔,如四方孔、六方孔等。特別適于加工盲孔或有障礙臺肩的內(nèi)表面。圖4-3刨削的應(yīng)用五拉削5.1拉削的定義中文名稱：拉削英文名稱：broaching定義：用拉刀在拉力作用下作軸向運動,加工工件內(nèi)、外表面的方法。利用多齒的拉刀,逐齒依次從工件上切下很薄的金屬層,使表面達到較高的精度和較小的粗糙度值,如圖5-1所示。圖5-1拉削5.2拉削的工藝特點:1生產(chǎn)率高。由于拉刀是多齒刀具,同時參加工作的刀齒數(shù)較多,同時參與切削的切削刃較長,并且在拉刀的一次工作行程中能夠完成粗—半精—精加工,大大縮短了基本工藝時間和輔助時間。2加工精度高、外表粗糙度較小。拉刀具有校準(zhǔn)部分,其作用是校準(zhǔn)尺寸,修光表面,并可作為精切齒的后備刀齒。拉削的切削速度較低,切削過程比較平穩(wěn),并可避免積屑瘤的產(chǎn)生。一般拉孔的精度為IT8～IT7,表面粗糙度Ra值為0.4～0.8mm。3拉床結(jié)構(gòu)和操作比較簡單。拉削只有一個主運動。但拉削時切削速度較低。刃磨一次可以加工數(shù)以千計的零件,刀具磨損較慢,一把拉刀又可以重磨多次。4拉刀成本高。由于拉刀的結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜,制造成精度和表面質(zhì)量要求較高。5不能拉削加工盲孔、深孔、階梯孔及有障礙的外表面,拉削不能糾正孔的位置誤差。5.3拉削的應(yīng)用雖然內(nèi)拉刀屬定尺寸刀具。但每把內(nèi)拉刀只能拉削一種尺寸和形狀的內(nèi)表面。內(nèi)拉刀可以加工各種形狀的通孔。例如圓孔、方孔、多邊形孔、花鍵孔和內(nèi)齒輪等。還可以例如鍵槽、T形槽、燕尾槽和渦輪盤上的榫槽等。外拉削可以加工平面、加工多種形狀的溝槽。成形面、外齒輪和葉片的榫頭等。如圖5-2所示圖5-2拉削加工的各種孔型六、銑削6.1銑削的定義中文名稱：銑削英文名稱：milling定義：銑刀旋轉(zhuǎn)作主運動,工件或銑刀作進給運動的切削加工方法,見圖6-1。銑削是平面的主要加工方法之一。銑削時,零件隨工作臺的運銑刀的旋轉(zhuǎn)是主運動。常用的升降臺臥式銑床和立式銑床,圖6-2所示。銑削大型零件的動是進給運動。銑床的種類很多,平面則用龍門銑床。多用于批量生產(chǎn),生產(chǎn)率較高。加工對象：平面〔水平面、垂直面、斜面、溝槽〔直角槽、鍵槽、V形槽、燕尾槽、T形槽、圓弧槽、螺旋槽、成形面、孔〔鉆孔、擴孔、鉸孔、銑孔和分度工作。圖6-1銑削過程示意圖圖6-2臥式、立式銑床結(jié)構(gòu)6.2銑削的工藝特點1.生產(chǎn)率較高銑刀是典型的多齒刀具。并且參與刀削的切削刃較銑削時有幾個刀齒同時參加工作。且無刨削那樣的空回行程,切削速度也較高。但加工狹長平面或長直刨削比銑削生產(chǎn)率高。2.振動容易發(fā)生銑刀的刀齒切入和切出時產(chǎn)生沖擊,并將引起同時工作刀齒數(shù)的增減。在切削過程中每個刀齒的切削層厚度隨刀齒位置的不同而變化,引起切削層橫截面積變化3.刀齒散熱條件較好銑刀刀齒在切離工件的一段時間內(nèi),可以得到一定的冷卻,散熱條件較好,但是,切入和切出時熱和力的沖擊將加速刀具的磨損,甚至可能引起硬質(zhì)合金刀片的碎裂。4.加工精度加工精度一般為IT8～IT7,表面粗糙度Ra值為1.6～3.2mm。6.3逆銑與順銑的區(qū)別逆銑時,每個刀齒的切削層厚度是由零增大到最大值。刀齒接觸工件的初期,不能切入工件,而是在工件表面上擠壓、滑行,使刀齒與工件之間的摩擦加大,加速刀具磨損,同時也使表面質(zhì)量下降。順銑時,每個刀齒的切削層厚度是由最大減小到零。逆銑時,銑削力上抬工件；而順銑時,銑削力將工件壓向工作臺,減少了工件振動的可能性,尤其銑削薄而長的工件時,更為有利。順銑時忽大忽小的水平分力Ff與工件的進給方向是相同的,工作臺進給絲杠與固定螺母之間一般都存在間隙,間隙在進給方向的前方。由于Ff的作用使工件連同工作臺和絲桿一起向前竄動,造成進給量突然增大甚至打刀。而逆銑水平分力與進給方向相反,銑削過程中工作臺絲桿始終壓向螺母,不會引起工件竄動。如圖6-3,6-4所示。圖6-3逆銑和順銑圖6-4逆銑和順銑時絲桿螺母間隙逆銑與順銑的確定：根據(jù)上面分析,當(dāng)工件表面有硬皮,機床的進給機構(gòu)有間隙時,應(yīng)選用逆銑。因為逆銑時,刀齒是從已加工表面切入,不會崩刃；機床進給機構(gòu)的間隙不會引起振動和爬行,因此粗銑時應(yīng)盡量采用逆銑。生產(chǎn)中多用逆銑。當(dāng)工件表面無硬皮,機床進給機構(gòu)無間隙時,應(yīng)選用順銑。因為順銑加工后,零件表面質(zhì)量好,刀齒磨損小因此,精銑時,尤其是零件材料為鋁鎂合金、鈦合金或耐熱合金時,應(yīng)盡量采用順銑。6.4銑削的應(yīng)用主要用來加工平面<包括水平面、垂直面和斜面>、溝槽、成形面和切斷等。單件、小批生產(chǎn)中,加工小、中型工件多用升降臺式銑床<臥式和立式兩種>。加工中、大型工件時可以采用龍門銑床。龍門銑床與龍門刨床相似,有3～4個可同時工作的銑頭,生產(chǎn)率高,廣泛用于成批和大量生產(chǎn)中。在單件小批生產(chǎn)中,有些盤狀成形零件,也可以用立銑刀在立式銑床上加工。1.端銑對稱端銑：銑刀和工件相對對稱。不對稱端銑：銑刀和工件相對不對稱?？梢酝ㄟ^調(diào)整銑刀和工件相對位置來調(diào)節(jié)刀齒切入和切出時的切削層厚度,改善銑削過程。見圖6-5所示。圖6-5端銑2.周銑和端銑比較圖6.6周銑和端銑周銑時,同時工作的刀齒數(shù)與加工余量有關(guān),一般僅有1～2個。而端銑時,同時工作的刀齒數(shù)與被加工表面的寬度有關(guān),而與加工余量無關(guān)。端銑的切削過程比周銑時平穩(wěn),有利于提高加工質(zhì)量。端銑刀的刀齒切入和切出工件時,雖然切削層厚度較小,但不像周銑時切削層厚度變?yōu)榱?從而改善了刀具后刀面與工件的摩擦狀況,提高了刀具耐用度,并可減小表面粗糙度。端銑刀直接安裝在銑床的主軸端部,懸伸長度較小,刀具系統(tǒng)的剛度較好,而圓柱銑刀安裝在細(xì)長的刀軸上,刀具系統(tǒng)的剛度遠(yuǎn)不如端銑刀。端銑刀可方便地鑲裝硬質(zhì)合金刀片,而圓柱銑刀多采用高速鋼制造。端銑時可以采用高速銑削,不僅大大提高了生產(chǎn)效率,也提高了已加工表面質(zhì)量。3.銑平面銑削平面是周銑和端銑的復(fù)合加工,根據(jù)銑刀的不同,一般有以下用途?！?鑲齒端銑刀：刀齒為硬質(zhì)合金,切削速度Vc>100m/min,生產(chǎn)率高,主要加工大平面?！?套式立銑刀：高速鋼,切削速度Vc為30～40100m/min,生產(chǎn)率低,用于銑削各種中小平面和臺階面?！?圓柱銑刀：高速鋼,臥銑銑削中小平面?！?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?！?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(zhuǎn),對工件表面進行加工的方法。如圖7-1所示。通常把使用磨具進行加工稱為磨床。常用的磨具有固結(jié)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(nèi)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(jié)合劑壓制燒結(jié)而成的多孔物體。磨削時與砂輪的選擇合理與否至關(guān)重要。砂輪的性能主要取能否取得較高的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。決于砂輪的磨料、粒度、結(jié)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(zhì)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。粗磨時以切削作用為主,精磨時切削作用和摩擦拋光作用同時并存?！?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(chǎn)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(xì)微的溝痕,工件材料被擠向兩旁而隆起,此時無明顯切屑產(chǎn)生,僅起刻劃作用〔圖b。〔3比較凹下和已經(jīng)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。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(gòu),可以進行微量切削,從而保證了精密加工的實現(xiàn)。磨削時,切削速度很高。當(dāng)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。加工精度為IT7～IT6,表面粗糙度Ra值為0.2～0.8mm。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(chǎn)中,有時就利用這一原理進行強力連續(xù)磨削以提高磨削加工的生產(chǎn)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(dāng)此力超過磨粒強度極限時,磨粒就會破碎,產(chǎn)生新的較鋒利的棱角,代替舊的圓鈍磨粒進行磨削；當(dāng)此力超過砂輪結(jié)合劑的粘結(jié)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?nèi)鐖D7-4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(fù)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(chǎn)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(zhì)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0.005~0.01mm>時不再吃刀的磨削。光磨可提高工件的形狀精度,降低表面粗糙度。磨削質(zhì)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(fù)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(yán)重。局部轉(zhuǎn)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(nèi)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(dāng)局部溫度很高時,表面易產(chǎn)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．表面變形強化和殘余應(yīng)力嚴(yán)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(yīng)力層要淺很多,但程度更為嚴(yán)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(yīng)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主運動：砂輪高速旋轉(zhuǎn)圓周進給運動：工件旋轉(zhuǎn)運動；縱向進給運動：工件和磨床工作臺的往復(fù)直線運動；橫向進給運動：砂輪周期性橫向進給。特點：每次磨削量小,磨削力小,產(chǎn)生的熱量少,散熱條件較好。加工精度和表面質(zhì)量好。適應(yīng)性強,生產(chǎn)率較低。應(yīng)用：單件小批生產(chǎn),精磨,特別是細(xì)長軸的磨削。實際中用的最多。橫磨法切削運動：工件不作縱向移動,砂輪以慢速作連續(xù)的橫向進給。特點：生產(chǎn)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。應(yīng)用：成批及大量生產(chǎn),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。綜合磨法先用橫磨法將工件表面分段進行粗磨,相鄰兩段間有5～10mm的搭接,工件上留下0.0l～0.03mm的余量,然后用縱磨法進行精磨。綜合了橫磨法和縱磨法的優(yōu)點。深磨法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>,在一次行程中切除全部余量。前端錐面進行粗磨,圓柱部分精磨和修光。應(yīng)用：大批大量生產(chǎn)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(jié)合劑做的,磨粒較粗,稱為導(dǎo)輪；另一個是用來磨削工件的砂輪,稱為磨削輪。導(dǎo)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(zhuǎn)動,靠摩擦力帶動工件旋轉(zhuǎn)。工件一方面旋轉(zhuǎn)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：工件兩端不需預(yù)先打中心孔,安