1、YCF正版可修改PPT（中職）模具制造技術(shù)第三章模具零件的機(jī)加工教學(xué)課件第三章 模具零件的機(jī)加工第一節(jié) 模具零件制造的劃線工序第二節(jié) 零件外圓柱面的機(jī)加工第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工第三章 模具零件的機(jī)加工本章概述模具零件的加工，主要包括對零件的外形表面、成型表面以及其他工作面的加工。模具零件的外形表面一般采用切削效率較高的金屬切削機(jī)床進(jìn)行機(jī)加工，如車床、刨床、銑床、磨床等。將材料加工成模具的方法，主要有機(jī)械加工、特種加工、塑性加工和鑄造等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用特種加工方法加工模具成型表面所占的比重逐漸加大，但是目前用金屬切削機(jī)床加工模具成型表面仍是主要的方法。本章主要介紹用金屬切削機(jī)床加工模

2、具零件基本外形表面的機(jī)械加工方法。下一頁返回第三章 模具零件的機(jī)加工教學(xué)目標(biāo)1.了解模具零件制造的劃線工序。2.熟練掌握車削、磨削、銑削、刨削加工的特點(diǎn)及應(yīng)用。3.了解各種機(jī)床的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、工作原理及刀具的夾裝方法。4.掌握孔的各種加工方法。5.了解成型磨削加工工藝。下一頁返回第一節(jié) 模具零件制造的劃線工序劃線工序是零件成型加工前的重要工序。零件經(jīng)外形加工后，以某些面為準(zhǔn)，在待加工部位劃出所有需加工部位的尺寸及中心位置線，作為后面工序加工時(shí)定位、找正、加工和測量的參考依據(jù)，但最后的尺寸精度仍需要通過加工來保證。劃線工序一般由鉗工操作。劃線的方法有以下幾種:1.普通劃線法利用常規(guī)劃線工具進(jìn)行劃線

3、，其精度一般為0. 10. 2mm2.樣板劃線法常用于多型腔及復(fù)雜形狀的劃線，利用線切割機(jī)床或樣板銑床加工出樣板，然后以某一基準(zhǔn)在模塊上按樣板劃線。上一頁下一頁返回第一節(jié) 模具零件制造的劃線工序3.精密劃線法一般利用高精度機(jī)床及附件進(jìn)行劃線，主要方法為:利用銑床的工作臺及回轉(zhuǎn)工作臺的坐標(biāo)移動及圓周運(yùn)動進(jìn)行劃線，并利用塊規(guī)、千分表及量棒等工具來檢測工作臺及回轉(zhuǎn)臺的位移精度，劃線精度可達(dá)0. 05 mm ;利用數(shù)控銑床或數(shù)顯銑床劃線，劃線精度可達(dá)0. 01 mm ;利用坐標(biāo)鏜床劃線，劃線精度可達(dá)0. 005 0. 0l mm ;利用樣板銑床劃線，精度可達(dá)微米級。精密劃線的加工線可以直接作為加工及測

4、量的基準(zhǔn)。上一頁下一頁返回第一節(jié) 模具零件制造的劃線工序4.打樣沖孔為防止加工時(shí)磨掉劃出的加工線，需沿劃出的加工線全長及在中心位置的交點(diǎn)上打樣沖孔，樣沖孔的深度應(yīng)該保證精加工后不會殘留痕跡，中心位置交點(diǎn)處的樣沖孔必須準(zhǔn)確地打在交點(diǎn)的中心位置，要求精度較高時(shí)應(yīng)在機(jī)床上用中心鉆定中心位置，或利用坐標(biāo)鏜床定孔的中心位置。上一頁返回第二節(jié) 零件外圓柱面的機(jī)加工外圓柱面在模具零件中經(jīng)常存在，例如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂桿、型芯等。加工外圓柱面時(shí)，首先要保證外圓柱面的尺寸精度要求，還要滿足各相關(guān)表面的同軸度、垂直度要求。外圓柱面的加工一般是在車床上進(jìn)行粗加工和半精加工，然后在外圓磨床上進(jìn)行精加工。精度要求更高的外圓

5、柱面，還需經(jīng)過研磨。下一頁返回第二節(jié) 零件外圓柱面的機(jī)加工一、車削加工車削加工是在車床上利用工件相對于刀具旋轉(zhuǎn)對工件進(jìn)行切削加工的方法。車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉(zhuǎn)表面，大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車削方法加工，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉(zhuǎn)成型面等，所用刀具主要是車刀。車削加工精度一般為IT8IT7，表面粗糙度Ra為6. 311. 6m。精車時(shí)，加工精度可達(dá)IT6IT5，粗糙度可達(dá)0. 40. 1m上一頁下一頁返回第二節(jié) 零件外圓柱面的機(jī)加工1.車床和車刀車床有很多種，比如臥式

6、車床、立式車床、六角車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀半自動車床、數(shù)控車床等。其中臥式車床的通用性較好，應(yīng)用最為廣泛。圖3-1所示為常用臥式車床的外形圖。外圓車刀主要有直頭車刀、彎頭車刀、90偏刀等，如圖3-2所示。2.零件在車床上的裝夾方法(1)卡盤裝夾卡盤分為三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤，如圖3-3所示。三爪自定心卡盤的三只卡爪能同步沿徑向移動，對零件夾緊或松開，并能實(shí)現(xiàn)自動定心，裝夾方便而迅速。它的夾緊力較小，適于裝夾中小型圓柱形、正三邊形和正六邊形零件。上一頁下一頁返回第二節(jié) 零件外圓柱面的機(jī)加工四爪單動卡盤的四只卡爪能逐個單獨(dú)沿徑向移動，它的夾緊力較大，但校正零件位置較麻煩、費(fèi)時(shí)，適于裝夾在單件、

7、小批量生產(chǎn)中的非圓柱形零件。(2)頂尖裝夾對于較長的軸類零件的裝夾，特別是在多工序加工中，重復(fù)定位精度要求較高的場合，一般采用兩頂尖裝夾，如圖3-4所示，前頂尖插入主軸錐孔，后頂尖插入尾座套筒錐孔，零件由安裝在主軸上的撥盤通過雞心夾頭帶動旋轉(zhuǎn)。這種裝夾方法由于頂尖工作部位細(xì)小，支承面積較小，裝夾不夠牢靠，所以加工時(shí)不宜采用大的切削用量。上一頁下一頁返回第二節(jié) 零件外圓柱面的機(jī)加工在粗加工時(shí)，為了提高生產(chǎn)率，常采用大的切削用量，切削力很大，而此時(shí)對零件的位置精度要求不高，這時(shí)常采用主軸端用卡盤、尾座端用頂尖的“一夾一頂”的裝夾方法，如圖3-5所示。(3)心軸裝夾對于內(nèi)、外圓同軸度和端面對軸線垂直

8、度要求較高的套類零件，如導(dǎo)套等，可采用心軸裝夾，如圖3 -6所示，先精加工內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位將零件安裝在心軸上，然后把心軸安裝在前后頂尖之間。采用這種方法裝夾時(shí)，零件內(nèi)孔精加工的尺寸精度越高，則加工后外圓與內(nèi)孔之間的位置精度就越高。(4)中心架、跟刀架輔助支承在加工特別細(xì)長的軸類零件時(shí)，為了增加零件的剛度，防止零件在加工中彎曲變形，常使用中心架或跟刀架作為輔助支承。中心架和跟刀架的使用如圖3-7所示。上一頁下一頁返回第二節(jié) 零件外圓柱面的機(jī)加工二、磨削加工磨削是在磨床上用砂輪作為切削刀具對工件進(jìn)行切削加工的方法。該方法的特點(diǎn)是:由于砂輪磨粒本身具有很高的硬度和耐熱性，因此磨削能加工硬度很高的材

9、料，如淬硬的鋼、硬質(zhì)合金等;磨削速度很高，磨床剛度好;采用液壓傳動，因此磨削能經(jīng)濟(jì)地獲得高的加工精度和小的表面粗糙度;由于劇烈的摩擦，而使磨削區(qū)溫度很高;磨削時(shí)的徑向力很大。上一頁下一頁返回第二節(jié) 零件外圓柱面的機(jī)加工金屬磨削的實(shí)質(zhì)是工件被磨削的金屬表層，在無數(shù)磨粒瞬間的擠壓、摩擦作用下生產(chǎn)變形，而后轉(zhuǎn)為磨屑，并形成光潔表層的過程。金屬磨削過程可分為三個階段，砂輪表層的磨粒與工件材料接觸，為彈性變形成為第一階段，磨粒繼續(xù)切入工件，工件材料進(jìn)入塑性變形的第二階段，材料晶粒發(fā)生滑移。使塑性變形不斷增大，當(dāng)力達(dá)到工件的強(qiáng)度極限時(shí)，被磨削層材料產(chǎn)生擠裂，即進(jìn)入第三階段，最后被切離。外圓柱面的磨削是在外

10、圓磨床上用砂輪對零件進(jìn)行加工，其主運(yùn)動是砂輪的旋轉(zhuǎn)。磨削精度可達(dá)IT6IT4，表面粗糙度Ra可達(dá)1. 250. 01m，甚至可達(dá)0. 10. 008m上一頁下一頁返回第二節(jié) 零件外圓柱面的機(jī)加工圖3-8所示為常用萬能外圓磨床的外形圖。磨外圓時(shí)零件常用的裝夾方法有:兩頂尖裝夾、三爪自定心卡盤裝夾和四爪單動卡盤裝夾。兩頂尖裝夾零件的方法如圖3 -9所示。由于磨床所用的前、后頂尖都是固定不動的，尾座頂尖又是依靠彈簧頂緊零件，使零件和頂尖始終保持適當(dāng)?shù)乃删o程度，可以避免磨削因頂尖擺動而影響零件的加工精度。所以，兩頂尖裝夾零件的方法使用方便，定位精度高，應(yīng)用最為普遍。上一頁下一頁返回第二節(jié) 零件外圓柱面

11、的機(jī)加工在外圓磨床上磨外圓的方法有縱向磨削法和橫向磨削法。縱向磨削法如圖3-10(a)所示，砂輪高速回轉(zhuǎn)做主運(yùn)動，零件低速回轉(zhuǎn)作圓周進(jìn)給運(yùn)動，工作臺作縱向往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)對零件整個外圓表面的磨削。每當(dāng)一次縱向往復(fù)行程終了，砂輪做周期性的橫向進(jìn)給運(yùn)動，直到達(dá)到所需的磨削深度?？v向磨削法的磨削質(zhì)量高，在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但生產(chǎn)率較低。橫向磨削法如圖3-10(b)所示，磨削時(shí)由于砂輪厚度大于零件被磨削外圓的長度，零件無縱向進(jìn)給運(yùn)動，砂輪高速回轉(zhuǎn)做主運(yùn)動，同時(shí)砂輪以很慢的速度連續(xù)或間斷地向零件橫向進(jìn)給切入磨削，直到磨去全部余量。橫向磨削法的生產(chǎn)率較高，但加工精度低，一般只適用于磨削長度較短的外圓表面以

12、及不能用縱向進(jìn)給的場合，如磨削有階臺的軸頸。上一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工平面作為模具零件上最多的一種表面形式，雖然結(jié)構(gòu)很簡單，但是由于常常用做基準(zhǔn)面或零件相互之間的連接面，所以在加工平面的過程中，要求較高。除了要保證平面的尺寸精度和平面度以外，還要保證各相關(guān)平面的平行度、垂直度要求。平面的加工一般是采用牛頭刨床、龍門刨床和銑床進(jìn)行刨削和銑削加工，去除毛坯上的大部分加工余量，然后再通過平面磨削進(jìn)行精加工，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工一、銑削加工在機(jī)械制造工業(yè)中，銑削加工是最常用的加工方法之一。銑削的加工精度一般可達(dá)IT8IT7，表面粗糙度Ra為6. 31. 6m。銑削

13、加工的加工范圍比較廣泛，主要用來加工平面(按加工時(shí)工件所處的位置分為水平面，垂直面，斜面)，臺階面，溝槽(鍵槽，燕尾槽，T形槽等)，也可進(jìn)行鉆孔、鉸孔、鏜孔等。常用的銑床有臥式銑床、立式銑床、工具銑床和龍門銑床。中小型平面一般采用銑床銑削加工。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工1.銑床和銑刀銑床的種類主要有臥式升降臺銑床、立式升降臺銑床、龍門銑床、工具銑床及各種專門銑床等。圖3-11所示為常用萬能臥式升降臺銑床的外形圖。銑刀是一種多刃回轉(zhuǎn)刀具，銑削時(shí)同時(shí)參加切削的切削刃較長，且無空行程，銑削速度也較高，所以生產(chǎn)率較高。加工平面的銑刀包括圓柱形銑刀、端銑刀;加工溝槽用的銑刀包括三面刃銑刀、

14、鋸片銑刀、立銑刀、波形刃立銑刀、鍵槽銑刀;加工成型面用的銑刀包括成型銑刀、模具銑刀等。下面只介紹加工平面的銑刀。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工(1)圓柱形銑刀如圖3-12(a),(b)所示，一般用于加工較窄的平面，分為粗齒和細(xì)齒兩種，分別用于粗加工和精加工。(2)端銑刀分為整體式、鑲齒式和可轉(zhuǎn)位式3種，如圖3-12(c)所示，用于粗、精銑各種平面。平面銑削可以采用圓柱形銑刀對零件進(jìn)行周銑或者采用端銑刀對零件進(jìn)行端銑，如圖3-13所示。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工2.常用銑刀安裝過程常用的帶孔銑刀如圓柱銑刀、端銑刀、圓盤銑刀、角度銑刀、成型銑刀等的安裝過程如下:根據(jù)刀具的寬

15、度和安裝位置選擇固定環(huán);將銑刀、固定環(huán)的內(nèi)孔及兩端面擦拭干凈，避免因污物而影響安裝精度;用扳手將拉桿螺打松開，將吊架取下，并將刀桿擦拭干凈;根據(jù)銑刀的位置，將一定數(shù)量的固定環(huán)套在刀桿上，然后將銑刀套上，最后套上一定數(shù)量的固定環(huán);用螺母緊固后，安裝吊架，收緊拉桿使刀桿錐面和錐孔緊密配合。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工3.銑削方式根據(jù)銑削時(shí)主運(yùn)動速度方向與零件進(jìn)給方向的相同或相反，銑削分為順銑和逆銑。(1)順銑銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和零件的進(jìn)給方向相同的銑削方式稱為順銑，如圖3-14(a)所示。順銑時(shí)，銑削力的水平分力與零件的進(jìn)給方向相同，零件臺進(jìn)給絲杠與固定螺母之間一般有間隙存在，因此切削力容

16、易引起零件和工作臺一起向前竄動，使進(jìn)給量突然增大，引起打刀。在銑削鑄件或鍛件等表面有硬皮的零件時(shí)，順銑時(shí)刀齒首先接觸零件硬皮，加劇了銑刀的磨損。但是順銑時(shí)，銑刀切入零件是從切削厚處切到薄處，因此銑刀后刀面與零件已加工表面的擠壓、摩擦小，零件加工表面質(zhì)量較高。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工(2)逆銑銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和零件的進(jìn)給方向相反的銑削方式稱為逆銑，如圖3-14(b)所示。逆銑可以避免順銑時(shí)發(fā)生的竄動現(xiàn)象。逆銑時(shí)，切削厚度從零開始逐漸增大，因而刀刃開始經(jīng)歷一段在切削硬化的已加工表面上擠壓滑行的階段，加速了刀具的磨損，并使零件已加工表面受到冷擠壓、摩擦作用，影響零件已加工表面的質(zhì)量。同

17、時(shí)，逆銑時(shí)，銑削力的垂直分力將零件上抬，易引起振動。一般而言，在銑床上進(jìn)行圓周銑削時(shí)，一般采用逆銑。只有當(dāng)把絲杠的軸向間隙調(diào)整到很小，或者當(dāng)水平分力小于工作臺導(dǎo)軌間的摩擦力時(shí)，才選用順銑。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工4.銑平面方法平面的銑削加工在臥式和立式銑床上都可以實(shí)現(xiàn)。銑平面的步驟如下:選擇和安裝銑刀，銑平面多選用螺旋齒高速鋼銑刀，銑刀的寬度應(yīng)大于工件寬度。根據(jù)銑刀內(nèi)徑選擇適當(dāng)?shù)拈L刀桿，把銑刀安裝好;對被加工面的加工尺寸進(jìn)行測量;安裝工件，安裝工件的方法有:普通平口虎鉗和臺面直接安裝，銑削圓柱體上的平面時(shí)，還可用V形鐵安裝;上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工啟動機(jī)床，使銑

18、刀對準(zhǔn)并剛剛接觸工件表面，記下這時(shí)的刻度值，然后退出工件，調(diào)整工作臺至合理的切削深度;調(diào)整工作臺縱向自動停止檔鐵，把工作臺前面T形槽內(nèi)的兩塊檔鐵固定在與工作行程起止相應(yīng)的位置，可實(shí)現(xiàn)工作臺自動停止進(jìn)給;開始銑削。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工二、刨削加工在刨床上利用做直線往復(fù)運(yùn)動的刨刀加工工件的過程稱為刨削。刨削加工主要用來加工各種平面、直線形(母線為直線)溝槽和直線形成型面等。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般用于毛坯加工、單件小批生產(chǎn)、修配等。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工1.刨削加工的優(yōu)缺點(diǎn)刨削加工的優(yōu)點(diǎn)有:刨削的通用性好，生產(chǎn)準(zhǔn)備容易;刨床結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，有時(shí)一人可開幾臺刨床;

19、刨刀與車刀基本相同，制造和刃磨簡單;刨削的生產(chǎn)成本較低，尤其對窄而長的工件或大型工件的毛坯或半成品可采用多刀、多件加工，有較高的經(jīng)濟(jì)效益。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工刨削加工的缺點(diǎn)有:生產(chǎn)效率低，由于刨刀在切入和切出時(shí)會產(chǎn)生沖擊和振動，并需要緩沖慣性，另外，刨削為單刀單刃斷續(xù)切削，回程不切削且前后有空行程，因此，刨削速度低，生產(chǎn)效率也低;加工質(zhì)量不高，刨削加工工件的尺寸精度一般為IT10IT8，表面粗糙度值Ra一般為6. 3 1. 6m，直線度一般為0. 040. 12mm/m，因此刨削加工一般用于毛坯、半成品、質(zhì)量要求不高及形狀較簡單零件的加工。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的

20、機(jī)加工2.刨床和刨刀刨床主要分為牛頭刨床和龍門刨床。牛頭刨床外形如圖3-15所示。刨削加工中，中、小型平面多采用牛頭刨床刨削加工;大型平面多采用龍門刨床刨削加工。在刨床上可以加工各種平面(水平面、垂直面和斜面)，也可以加工各種溝槽(直槽,T形槽、燕尾槽,V形槽等)，如圖3-16所示。刨削時(shí)，刀具的往復(fù)直線運(yùn)動為切削主運(yùn)動。因此，刨削速度不可能太高，生產(chǎn)率較低。刨削比銑削平穩(wěn)，其加工精度一般可達(dá)IT9IT7，表面粗糙度Ra為12.53.2m。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工刨刀屬于單刃刀具，其幾何形狀與車刀大致相同。由于刨刀在切入零件時(shí)受到較大的沖擊力，所以刀桿的截面積一般比較大。刨刀有

21、直桿和彎頸兩種形式，如圖3-17所示。采用彎頸刨刀，可以避免刨削時(shí)產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象(即刨刀在受到較大的切削力彎曲時(shí)，刀尖不能從加工面上提起來)。3.包明刀和零件的裝夾刨刀的裝夾如圖3-18所示。裝夾位置要正，刀頭伸出長度應(yīng)盡可能短，夾緊要牢固。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工較小的零件可用固定在工作臺上的平口虎鉗裝夾，如圖3-19所示。平口虎鉗在工作臺上的位置應(yīng)正確，必要時(shí)應(yīng)用百分表找正。裝夾零件時(shí)應(yīng)注意零件高出鉗口或伸出鉗口兩端不宜太多，以保證夾緊可靠。較大的零件可置于工作臺上，用壓板、螺栓、擋塊等直接裝夾，如圖3-20所示。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工三、平面磨削加工1

22、.平面磨床平面磨削是在平面磨床上進(jìn)行的。平面磨床按其砂輪軸線的位置和工作臺的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為臥軸矩臺平面磨床、臥軸圓臺平面磨床、立軸矩臺平面磨床、立軸圓臺平面磨床等幾種類型，如圖3-21所示。其中臥軸矩臺平面磨床應(yīng)用最廣。平面磨削的加工精度一般可達(dá)IT6IT5，表面粗糙度Ra為0. 40. 2m。平面磨削加工余量的選擇見表3-1(單位:mm。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工2.平面磨削方式根據(jù)磨削時(shí)砂輪工作面的不同，平面磨削可分為周磨法和端磨法。(1)周磨法周磨法如圖3-21(a),(c)所示。砂輪的工作面是圓周表面，磨削時(shí)砂輪與工件接觸面積小，發(fā)熱小、散熱快、排屑與冷卻條件好，因此可

23、獲得較高的加工精度和表面質(zhì)量，通常適用于加工精度要求較高的零件。但由于平磨采用間斷的橫向進(jìn)給，因而生產(chǎn)率較低。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工(2)端磨法端磨法如圖3 -21(b),(d)所示。它是用砂輪的端面磨削零件平面。磨削時(shí)磨頭軸伸出長度短，剛性好，磨頭又主要承受軸向力，彎曲變形小，因此可采用較大的磨削用量。砂輪與工件接觸面積大，同時(shí)參加磨削的磨粒多，故生產(chǎn)率高，但散熱和冷卻條件差，且砂輪端面沿徑向各點(diǎn)圓周速度不等而產(chǎn)生磨損不均勻，故磨削精度較低。一般適用于大批生產(chǎn)中精度要求不太高的零件表面加工，或直接對毛坯進(jìn)行粗磨。為減小砂輪與工件接觸面積，將砂輪端面修成內(nèi)錐面形，或使磨頭傾斜

24、一個微小的角度，這樣可改善散熱條件，提高加工效率，磨出的平面中間略成凹形，但由于傾斜角度很小，下凹量極微。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工四、孔的加工模具零件中孔的加工占整個模具零件加工的很大比重。按照形狀分，模具零件中孔的種類有圓形、方形、多邊形及不規(guī)則形狀的異形孔。異形孔的加工大多采用電火花、電火花線切割等特種加工方法來加工，本小節(jié)僅討論圓形孔的加工方法。內(nèi)孔表面加工方法較多，常用的有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滾壓孔等。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工1.一般孔的機(jī)加工(1)鉆孔用鉆頭在工件實(shí)體部位加工孔稱為鉆孔。鉆孔屬粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級

25、為IT13IT11，表面粗糙度為Ra5012. 5m。一般用做要求不高的孔(如螺栓通過孔、潤滑油通道孔等)的加工或高精度孔的預(yù)加工。鉆床分為臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。臺式鉆床是小型鉆床，如圖3-22所示，它結(jié)構(gòu)簡單，常安裝在臺桌上，只能手動進(jìn)給，用來加工直徑小于12 mm的孔。立式鉆床如圖3-23所示，適用于中、小型零件的單件、小批量生產(chǎn)。搖臂鉆床如圖3-24所示，適用于加工一些大而重的零件上的孔(零件不動，移動主軸)。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工在鉆床上除了進(jìn)行鉆孔以外，還可以進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔、惚孔、攻螺紋、刮平面等加工，如圖3-25所示。麻花鉆是鉆孔的常用刀具，一般由高速鋼制

26、成，其結(jié)構(gòu)分為柄部、頸部和工作部分，如圖3-26所示。柄部是麻花鉆的夾持部分，切削時(shí)用來傳遞轉(zhuǎn)矩。頸部是麻花鉆刀體和柄部之間的過渡部分，在麻花鉆制造的磨削過程中起退刀槽作用。工作部分包括切削部分和導(dǎo)向部分，導(dǎo)向部分有兩條對稱的棱邊和螺旋槽，其中較窄的棱邊起導(dǎo)向和修光孔壁的作用，較深的螺旋槽用來排屑和輸送切削液。切削部分擔(dān)任主要的切削工作。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工由于麻花鉆長度較長，鉆芯直徑小而剛性差，又有橫刃的影響，故鉆孔有以下工藝特點(diǎn):鉆頭容易偏斜，由于橫刃的影響定心不準(zhǔn)，切入時(shí)鉆頭容易引偏，且鉆頭的剛性和導(dǎo)向作用較差，切削時(shí)鉆頭容易彎曲;孔徑容易擴(kuò)大，鉆削時(shí)鉆頭兩切削刃徑向

27、力不等將引起孔徑擴(kuò)大，臥式車床鉆孔時(shí)的切入引偏也是孔徑擴(kuò)大的重要原因;此外鉆頭的徑向跳動等也是造成孔徑擴(kuò)大的原因;鉆削時(shí)軸向力大，這主要是由鉆頭的橫刃引起的。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工鉆頭的裝夾根據(jù)其柄部的不同而不同。鉆頭的柄部分為直柄和錐柄兩種，直柄鉆頭需用帶錐柄的鉆夾頭夾緊，再將鉆夾頭的錐柄插入鉆床主軸的錐孔中。如果鉆夾頭的錐柄不夠大，可套上過渡用鉆套再插入主軸錐孔。對于錐柄鉆頭如果其錐柄規(guī)格與主軸錐孔規(guī)格相符，則將鉆頭錐柄直接插入主軸錐孔，不相符時(shí)也可加用鉆套。鉆夾頭和鉆套的外形如圖3-27所示。對于孔徑較小的小型零件，可采用平口鉗裝夾進(jìn)行鉆削;對于孔徑較大的零件，由于鉆削

28、時(shí)轉(zhuǎn)矩較大，為了保證裝夾可靠和操作安全，可采用壓板、V形塊、螺栓等裝夾，如圖3-28所示。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工(2)擴(kuò)孔 擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對已鉆出的孔做進(jìn)一步加工，以擴(kuò)大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度。擴(kuò)孔可達(dá)到的尺寸公差等級為IT11IT10，表面粗糙度值為Ra12. 56. 3m,屬于孔的半精加工方法，因此擴(kuò)孔常用做鉸孔、鏜孔和磨孔前的預(yù)加工，也可以作為精度要求不高的孔的最終加工。擴(kuò)孔可采用加大的走刀量，加工精度比鉆孔高，而且還能糾正被加工孔軸線的歪斜，擴(kuò)孔鉆與麻花鉆相似，但有34個切削刃，其導(dǎo)向性好，鉆芯直徑較大，沒有橫刃，刀體剛度和強(qiáng)度高，因此切削穩(wěn)定。由于擴(kuò)孔時(shí)切削

29、深度較小，所以切屑少，如圖3-29所示。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工(3)惚孔惚孔是指用惚鉆加工各種埋頭螺釘、沉頭座、錐孔及凸臺端面等。常用的幾種惚鉆外形及加工方法如圖3-30所示，其中圖3-30(a)所示為惚圓柱形沉頭孔，圖3-30(b),(c)所示為惚圓錐形沉頭孔(錐角有60,90和120三種)，圖3-30(d)所示為惚孔端面的凸臺平面。惚鉆上制有定位導(dǎo)柱d1，用來保證被惚孔或端面與原來孔的同軸度或垂直度要求。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工(4)鉸孔鉸孔是用鉸刀對中小直徑的未淬硬孔進(jìn)行半精加工和精加工的方法。鉸孔的加工余量小，切削厚度薄，加工精度可達(dá)IT8IT6，表面

30、粗糙度Ra可達(dá)1. 60. 4m。模具制造中常需要鉸孔的有:銷釘孔，安裝圓形凸模、型芯或頂桿的孔，沖裁模刃口錐孔等。鉸刀是多刃刀具，有612條刀齒，如圖3-31所示。鉸刀的工作部分由引導(dǎo)部分l1、切削部分l3、修光部分l2組成。引導(dǎo)部分是鉸刀進(jìn)入孔時(shí)的導(dǎo)向部分。切削部分承擔(dān)主要的切削工作，其切削半錐角較小，一般B=115，因此鉸削時(shí)定心好，切屑薄。修光部分對孔壁起修光作用。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工鉸刀分為機(jī)用鉸刀和手用鉸刀兩種。機(jī)用鉸刀用于成批生產(chǎn)，裝在鉆床、車床、銑床、鏜床等機(jī)床上進(jìn)行鉸孔，有錐柄和直柄兩種形式。手用鉸刀的切削部分較長，導(dǎo)向作用好，用于單件、小批量生產(chǎn)。鉸削有

31、如下的工藝特點(diǎn):鉸孔的精度和表面粗糙度主要不取決于機(jī)床的精度，而取決于鉸刀的精度、鉸刀的安裝方式、加工余量、切削用量和切削液等條件;上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工鉸刀為定徑的精加工刀具，鉸孔比精鏜孔容易保證尺寸精度和形狀精度，生產(chǎn)率也較高，對于小孔和細(xì)長孔更是如此，但由于鉸削余量小，鉸刀常為浮動連接，故不能校正原孔的軸線偏斜，孔與其他表面的位置精度則需由前工序或后工序來保證;鉸孔的適應(yīng)性較差，一定直徑的鉸刀只能加工一種直徑和尺寸公差等級的孔，如需提高孔徑的公差等級，則需對鉸刀進(jìn)行研磨，鉸削的孔徑一般小于80mm，常用的在40mm以下，對于階梯孔和盲孔則鉸削的工藝性較差。上一頁下一頁返

32、回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工(5)鏜孔 鏜孔是常用的孔加工方法之一，是指用鏜刀對已鉆出、鑄出或鍛出的孔做進(jìn)一步的加工，通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求較高的孔，如箱體上的孔。鏜孔可分為粗鏜、半精鏜和精鏜。粗鏜的尺寸公差等級為IT13IT12，表面粗糙度Ra為12. 56. 3m;半精鏜的尺寸公差等級為IT10IT5，表面粗糙度Ra為6. 33. 2m;精鏜的尺寸公差等級為IT8IT7，表面粗糙度Ra為1. 60. 8m。鏜床分為立式鏜床、臥式鏜床和坐標(biāo)鏜床。臥式鏜床如圖3-32所示。在鏜床上除了鏜孔以外，還可以進(jìn)行鉆孔、鉸孔，以及用多種刀具進(jìn)行平

33、面、溝槽和螺紋的加工。圖3-33所示為臥式鏜床上鏜削的主要內(nèi)容。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工鏜刀按照切削刃的數(shù)量可以分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。單刃鏜刀適用于孔的粗、精加工，但切削效率低，對工人的操作技術(shù)要求高。加工小直徑孔的鏜刀通常作成整體式，加工大直徑孔的鏜刀可做成機(jī)夾式。圖3-34所示為鏜床上使用的機(jī)夾式單刃鏜刀。單刃鏜刀鏜削具有以下特點(diǎn):鏜削的適應(yīng)性強(qiáng)，鏜削可在鉆孔、鑄出孔和鍛出孔的基礎(chǔ)上進(jìn)行，可達(dá)的尺寸公差等級和表面粗糙度值的范圍較廣，除直徑很小且較深的孔以外，各種直徑和各種結(jié)構(gòu)類型的孔幾乎均可鏜削;上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工鏜削可有效地校正原孔的位置誤差，由于

34、鏜桿直徑受孔徑的限制，一般其剛性較差，易彎曲和振動，故鏜削質(zhì)量的控制(特別是細(xì)長孔)不如鉸削方便;鏜削的生產(chǎn)率低，因?yàn)殓M削需用較小的切深和進(jìn)給量進(jìn)行多次走刀以減小刀桿的彎曲變形，且在鏜床和銑床上鏜孔需調(diào)整鏜刀在刀桿上的徑向位置，故操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí);鏜削廣泛應(yīng)用于單件小批生產(chǎn)中各類零件的孔加工，在大批量生產(chǎn)中，鏜削支架和箱體的軸承孔，需用鏜模。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工雙刃鏜刀的兩端都有切削刃，工作時(shí)可消除徑向力對鏜桿的影響，零件的孔徑尺寸和精度由鏜刀徑向尺寸保證。雙刃鏜刀多采用浮動連接結(jié)構(gòu)，可以減少鏜刀塊安裝誤差及鏜桿徑向跳動所引起的加工誤差。(6)內(nèi)圓磨削模具零件中要求很高的孔(

35、如型孔、導(dǎo)向孔等)，一般采用內(nèi)圓磨削進(jìn)行精加工。內(nèi)圓磨削可在內(nèi)圓磨床或萬能外圓磨床上進(jìn)行，圖3-35所示為在萬能外圓磨床上磨削內(nèi)孔的兩種方法:縱向磨削法和橫向磨削法，與外圓的磨削方法相同。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工(7)珩磨為了進(jìn)一步提高孔的表面質(zhì)量，可以增加珩磨工序。珩磨是使用具有幾條油石(砂條)的珩磨頭，對預(yù)先磨過或精鏜過的孔進(jìn)行精密加工。珩磨加工示意圖如圖3-36所示，零件安裝在珩磨機(jī)的工作臺上固定不動，珩磨頭與珩磨機(jī)主軸浮動連接，珩磨頭插入零件的孔中，并使油石以一定壓力與孔壁接觸。珩磨頭由機(jī)床主軸帶動旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向作往復(fù)運(yùn)動，使油石從孔壁切除一層極薄的金屬，加工余量一般

36、為0. 0150. 02mm。珩磨的加工精度可達(dá)IT6以上，表面粗糙度Ra為0. 630. 04m上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工2.深孔加工深孔加工的難點(diǎn)在于刀具細(xì)長，剛度差，強(qiáng)度低，易引起刀具偏斜。鉆削中冷卻潤滑液難以進(jìn)入，散熱困難，導(dǎo)致刀具耐用性變差。排屑不易，會劃傷已加工表面，而且會經(jīng)常堵塞。深孔的口部常產(chǎn)生直徑變大、出現(xiàn)錐形等現(xiàn)象，影響加工質(zhì)量。模具零件中深孔主要有兩類，一類是冷卻水道孔和加熱器孔，冷卻水道孔的精度要求不高，但不能偏斜;加熱器孔為了保證熱傳導(dǎo)效率，孔徑和表面粗糙度有一定要求，孔徑一般比加熱棒大0. 10. 3 mm，表面粗糙度Ra為12. 56. 3m;另一類

37、是頂桿孔，頂桿孔的要求較高，孔徑精度一般為IT8級，并有垂直度和表面粗糙度要求。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工這些深孔常用的加工方法包括:如果孔的深度很大并且精度要求較低，可采用先畫線后兩面對鉆的加工方法;中、大型模具的深孔，可在搖臂鉆床或?qū)Ｓ蒙羁足@床上完成;中、小型模具的深孔，可用加長鉆頭在立式鉆床或搖臂鉆床上進(jìn)行，加工時(shí)應(yīng)注意及時(shí)排屑并進(jìn)行冷卻，進(jìn)刀量要小，防止孔偏斜;對于有一定垂直度要求的深孔，加工時(shí)必須采用一定的工藝措施予以導(dǎo)向，如采用鉆模等;對于直徑小于20 mm且長徑比大于100 : 1的深孔，多采用槍鉆加工。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工槍鉆的工作部分由高速鋼

38、或硬質(zhì)合金與無縫鋼管壓制成型的鉆桿對焊而成。加工時(shí)零件旋轉(zhuǎn)，槍鉆進(jìn)給，同時(shí)高壓切削液由鉆桿尾部注入，冷卻切削后沿鉆桿凹槽將切屑沖刷出來。槍鉆加工深孔的示意圖如圖3-37(a)所示。也可以采用槍鉆旋轉(zhuǎn)，零件進(jìn)給的加工方式，如圖3-37(b)所示。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工3.精密孔加工精密孔對精度要求很高，能達(dá)到微米級。因此使用的加工方法也與一般方法不同。當(dāng)孔精度為微米級時(shí)，較小的孔可采用坐標(biāo)磨床加工，較大的孔可采用坐標(biāo)鏜床加工。(1)坐標(biāo)磨床加工坐標(biāo)磨削是將零件固定在坐標(biāo)磨床精密的工作臺上，并使工作臺移動或轉(zhuǎn)動到坐標(biāo)位置，在磨頭的高速旋轉(zhuǎn)與插補(bǔ)運(yùn)動下進(jìn)行磨削的一種高精度加工方法。

39、立式單柱坐標(biāo)磨床的外形如圖3-38所示。它的工作臺由一對互相垂直的精密絲杠螺母副驅(qū)動，定位精度可達(dá)0. 001 mm，且能數(shù)字顯示。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工在坐標(biāo)磨床上可以加工直徑小于1mm至直徑達(dá)200mm的高精度孔，尤其適合淬火的、高硬度的材料。坐標(biāo)磨床的加工精度可達(dá)5gm左右，表面粗糙度Ra可達(dá)0. 80. 32m，甚至0. 2m，孔距精度可達(dá)0. 0050. 01mm。在坐標(biāo)磨床上還可以進(jìn)行零件的外形以及沉孔、錐孔的磨削加工。孔的位置精度一般不超過0. 060. 08mm.上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工(2)坐標(biāo)鏜床加工坐標(biāo)鏜床是一種高精度孔加工機(jī)床，是利用精

40、密的坐標(biāo)測量裝置來確定工作臺、主軸的位移距離，以實(shí)現(xiàn)零件和刀具的精確定位。立式雙柱坐標(biāo)鏜床的外形如圖3-39所示。在坐標(biāo)鏜床上還可以進(jìn)行鉆孔和鉸孔加工。一般直徑大于20mm的孔應(yīng)先在其他機(jī)床上進(jìn)行鉆孔，小于20mm的孔可直接在坐標(biāo)鏜床上加工。在坐標(biāo)鏜床加工的孔的尺寸精度可達(dá)IT7IT6，表面粗糙度Ra可達(dá)0. 8m.上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工五、零件的成型磨削加工成型磨削是磨加工中一種比較常見的加工方式，其特點(diǎn)是指按工件的要求，修整出相應(yīng)形狀的砂輪，工件作直線或圓周運(yùn)動，用切入磨削法完成加工循環(huán)(螺紋磨削除外)，對技術(shù)設(shè)備有一定的要求。成型磨削作為對模具零件工作型面精加工的一種方

41、法，主要用于凸模和拼塊凹模的精加工，具有高精度、高效率的特點(diǎn)，并且磨削精度不受熱處理的影響。成型磨削的加工精度可達(dá)IT5，表面粗糙度Ra可達(dá)0. 1m。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工成型磨削是指工件成品需依賴研磨將之加工為特定形狀，而不同于一般的平面、外圓、內(nèi)徑研磨。成型磨削工藝是先將砂輪用洗石筆或直接制造成所需的特定形狀，再研磨使工件成為與砂輪相同的形狀，這種磨法也叫“仿型研磨”，最常見的是電子零件沖壓模具如端子接頭，需將模具零件等距切溝并保持溝底底部銳角，以沖出所需的銅料成品形狀。成型磨削可以在成型磨床、平面磨床或其他磨床上進(jìn)行。如圖3-40所示為成型磨床外形圖。在成型磨床上磨削

42、時(shí)，零件裝夾在萬能夾具上，夾具可以調(diào)節(jié)在不同位置，因此能加工出平面、斜面和圓柱面。如果將萬能夾具與成型砂輪配合使用，則可加工出復(fù)雜的曲面。成型磨削按照加工原理不同可以分為成型砂輪磨削法和夾具磨削法兩種。上一頁下一頁返回第三節(jié) 零件表面的機(jī)加工1.成型砂輪磨削法成型砂輪磨削法也稱為仿形法，如圖3-41(a)所示，是將砂輪修整成與零件型面完全吻合的相反型面，再用砂輪去磨削零件，達(dá)到所需要的尺寸和技術(shù)要求。2.夾具磨削法夾具磨削法也稱為范成法，如圖3-41(b)所示，是將零件裝夾在專用夾具上，在進(jìn)給過程中夾具作一定規(guī)律的運(yùn)動，有規(guī)律地改變零件與砂輪的位置，即可加工出所需零件的形狀。常用的夾具有正弦精

43、密平口鉗、正弦磁力臺、正弦分中夾具、萬能夾具等。上一頁返回小錦囊 高精度磨削加工及先進(jìn)的工藝方法為了適應(yīng)各類零件的磨削，磨床和砂輪的品種、性能也有了進(jìn)一步的發(fā)展，在基本型的基礎(chǔ)上，又生產(chǎn)出精密型、高精度型、半自動型及數(shù)控型等10個系列，各類磨床的精度適應(yīng)性和專門化程度均有很大提高，如適于模具制造的坐標(biāo)磨床具有加工精度高使用壽命長等特點(diǎn)，近20年來，在我國，超硬磨料，如人造金剛石，立方氮化硼等，已廣泛地應(yīng)用于各種高硬度材料的磨削。下一頁返回小錦囊要求精度高的機(jī)械零件的加工方法一般分為粗磨一半精磨一精磨一精密磨一超精磨五個階段。磨削加工一般是屬于零件的后道工序，即零件的精加工。因此，零件的尺寸精度

44、和相關(guān)面的位置精度以及有關(guān)表面的形狀精度和表面粗糙度，都要在磨削中得到最后控制和保證，所以必須仔細(xì)分析和研究零件圖及技術(shù)要求，根據(jù)對零件圖的分析研究，就可以初步確定零件的加工順序和所采用的加工方法。例如:尺寸精度IT6級，表示粗糙度Ra0. 80. 1m時(shí)一般只需要經(jīng)過粗磨、精磨或粗磨。精磨和精密磨削，尺寸精度在IT6IT5表面粗糙度Ra0. 10. 5m時(shí)，一般要經(jīng)過粗磨、半精磨、精磨、高精度磨削加工。磨削加工所用的機(jī)床除特殊機(jī)床外，一般采用通用工藝裝備，以降低生產(chǎn)成本取得良好的經(jīng)濟(jì)效果，成批大量生產(chǎn)時(shí)，可以根據(jù)零件的加工精度和技術(shù)要求，盡量采用專用夾具、專用量具，以滿足高生產(chǎn)率的要求，砂輪

45、的選擇也應(yīng)可能按照不同工序的不同要求考慮，磨料，粒度，硬度，尺寸等不但能保證工件的加工精度，同時(shí)對提高生產(chǎn)率也有利。上一頁返回每章一練1.劃線加工有哪幾種方法?2.零件在車床上有哪幾種裝夾方法?各自特點(diǎn)是什么?3.磨削加工有何特點(diǎn)?4.銑削加工的加工范圍有哪些?銑削有哪幾種方式?5.根據(jù)圖示寫出刨床各組成部分的名稱，并簡要說明其作用?6.列舉一般孔的幾種加工方式并簡述其工藝特點(diǎn)。7.簡述深孔加工和精密孔加工的常用加工方法。返回圖3-1 CA6140臥式車床 返回 1-主軸箱;2-卡盤;3-滑板;4-刀架;5-冷卻管;6-尾座;7-絲杠;8-光杠;9-床身; 10-操縱桿;11-溜板箱;12-盛

46、液箱; 13-進(jìn)給箱;14-掛輪箱 圖3-2 外圓車刀返回(a)直頭車刀;(b)彎頭車刀;(c)90偏刀 圖3-3 卡盤返回( a)三爪自定心卡盤;(b)四爪單動卡盤圖3-4 兩頂尖裝夾零件 返回1一前頂尖;2一撥盤;3一雞心夾頭;4一后頂尖;5一尾座套筒;6一尾座圖3-5 軸類零件的一夾一頂?shù)难b夾方法 返回圖3-6 心軸裝夾返回1-心軸;2-零件;3-開口墊圈;4-螺母圖3-7 中心架和跟刀架的使用返回(a)中心架的使用;(b)跟刀架的使用圖3-8 M1432B萬能外圓磨床返回1-床身;2-頭架; 3-橫向進(jìn)給手輪;4-砂輪;5-內(nèi)圓磨具; 6-內(nèi)圓磨頭；7-砂輪架;8-尾座;9-工作臺;10-擋塊;11-縱向進(jìn)給手輪圖3-9 兩頂尖裝夾零件方法返回圖3-10（a） 外圓縱向磨削法返回圖3-10（b） 外圓橫向磨削法返回圖3-11 X6132萬能臥式升降臺銑床返回1-床身;2-主軸; 3-橫梁; 4-掛架; 5-工作臺;