汽車材料與金屬加工Automotive

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and

metalprocessing

金屬切削加工14.2車削14.1金屬切削加工基礎知識14.4鉆削與鏜削14.3

銑削14.5

磨削利用切削刀具從金屬材料上切去多余的金屬層，獲得幾何形狀、尺寸精度和表面質量都符合要求的零件的生產(chǎn)方法。切削加工錄像金屬切削加工

金屬切削加工切削加工方法主要有：車削、銑削、磨削、鏜削、鉆削、刨削以及齒輪加工等。切削加工機床主要有：車床、銑床、磨床、鏜床、鉆床、刨床及齒輪加工機床。切削加工刀具主要有：車刀、銑刀、砂輪、鏜刀、鉆頭、刨刀及齒輪加工刀具。

金屬切削加工

金屬切削加工14.1金屬切削加工基礎知識14.1切削運動和切削用量14.2切削刀具14.3金屬切削機床14.1.1切削運動和切削用量——切削運動切削運動:是指切削過程中，刀具和工件之間的相對運動。主運動：切除工件多余材料的基本運動。進給運動：使工件多余材料不斷投入切削的運動。切削加工時，主運動只有一個，通常是速度最高、消耗功率最大的運動。進給運動可以是一個或多個，速度較低、消耗功率較小例如，車削加工時工件的回轉運動；銑削加工時銑刀的回轉運動；鉆削加工時鉆頭的回轉運動；刨削加工時刨刀的直線往復運動；磨削加工時砂輪的回轉運動。

例如，車削加工時車刀的直線運動；銑削加工時工件的直線運動；鉆削加工時鉆頭的軸向運動；刨削加工時工件的間歇運動；磨削加工時工件的直線往復運動和回轉運動。14.1.1切削運動和切削用量——切削運動圖14-1切削運動I—主運動II—進給運動工件上的三個表面已加工表面加工表面待加工表面nf已加工表面加工表面待加工表面dwdm14.1.1切削運動和切削用量——切削運動14.1.1切削運動和切削用量——切削用量切削用量三要素:切削速度、進給量、切削深度。（1）切削速度Vc:

刀具切削刃上的某一點相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度

nf（m/min）主運動為旋轉運動（m/min）主運動為往復直線運動（m/min）3）背吃刀量（ap）（mm）dmdwfn12fapKr14.1.1切削運動和切削用量——切削用量（2）進給量f

:

在主運動的一個循環(huán)內(nèi)（一轉或一次往復行程），刀具在進給運動方向上相對工件的移動量。

mmnf切削部分夾持部分夾持部分（刀體）切削部分（刀頭）14.1.2切削刀具——刀具的結構14.1.2切削刀具——刀具的結構nf前刀面nf前刀面主后面nf前刀面主后面副后面nf前刀面主切削刃nf前刀面主切削刃副切削刃f前刀面主切削刃副切削刃刀尖對刀具材料的基本要求⑴

較高的硬度。一般要求在HRC60以上。⑵

有足夠的強度和韌性。⑶

有較好的耐磨性。⑷

較高的耐熱性。⑸

有較好的工藝性。常用刀具材料14.1.2切削刀具——刀具材料銑刀、齒輪刀具……鉸刀、拉刀…..手工工具用途小小大熱處理變形0.5~1.08>20%碳素工具鋼0.13許用切削速度m/s600300~400200~250耐熱性OCHRC62~65HRC61~65HRC61~65硬度W18Cr4VCrWMn、9SiCrT10、T10AT12例高速鋼合金工具鋼碳素工具鋼常用刀具材料的性能及用途硬質合金陶瓷材料人造金剛石例鎢鈷類（YG）鎢鈦鈷類（YT）YG3、YG6YT5、YT15硬度HRA89~91（HRC74~78）HRA86~96HV10000(硬質合金為HV1300~1800)耐熱性OC850~10001200700~800許用切削速度m/s1.7~5用途高硬度鋼材精加工不宜加工鋼鐵材料常用刀具材料的性能及用途各種刀片碳素鋼刀具14.1.2切削刀具——刀具材料高速鋼刀具14.1.2切削刀具——刀具材料硬質合金刀塊14.1.2切削刀具——刀具材料主運動部件進給運動部件工件安裝裝置刀具安裝裝置支承件動力源機床的基本構造金屬切削機床14.1.3金屬機床用切削的方法將金屬毛坯加工成零件的機器，簡稱機床。

14.1.3金屬機床——機床的分類按機床使用的刀具和加工方式分為車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨床、拉床、鋸床和其他機床等；按加工精度可分為普通機床、精密機床和高精度機床等；按使用范圍:分為普通機床和專用機床；按尺寸和質量分為一般機床和重型機床。14.1.3金屬機床——機床的編號機床的型號:用來表示機床的類別、主要參數(shù)和主要特性代號。型號的編制:采用漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字按一定規(guī)律組合的方式來表示。例如CM6140型精密臥式車床，編號中代號及數(shù)字的含義如下：C—機床類型代號（車床類），M—機床通用特性代號（精密機床），6—機床組別代號（落地及臥式車床組），1—機床系別代號（臥式車床系），40—主參數(shù)代號（床身上最大回轉直徑400㎜）。14.2車削車削:是指在車床上用車刀切削工件的加工方法。應用:汽車中的曲軸、變速齒輪、半軸、襯套、制動盤、螺栓等的回轉表面大多數(shù)是通過車削加工成形的，因此，車削加工在汽車零件的制造和汽車維修中應用很廣。車削時，工件的旋轉為主運動，車刀的移動為進給運動。車削主要用于軸類或盤類零件回轉表面的加工。14.2.1車床車床:是進行車削加工的機床。組成:由主軸箱、進給箱、掛輪箱、溜板箱、刀架、溜板、尾座、光杠、絲杠和床身等組成。車削加工時，工件夾持在卡盤（或其他夾具）上，車刀夾持在刀架上，通過主軸和刀架的相互配合來完成對工件的車削加工。

14.2.1車床（1）主軸箱用來支撐主軸，并將電動機的旋轉運動傳遞給主軸。（2）掛輪箱把主軸的旋轉運動傳遞給進給箱。（3）進給箱用來實現(xiàn)車刀的進給運動。通過箱內(nèi)的變速機構，可以把主軸的旋轉運動傳遞給光杠或絲杠。（4）溜板箱把絲杠或光杠的旋轉運動變?yōu)榱锇搴偷都艿闹本€運動。變換溜板箱外的手柄位置，可控制溜板作橫向或縱向運動。（5）溜板上溜板用于縱向調節(jié)車刀位置或手動縱向進給，用于短錐面加工；中溜板用于橫向進給，可控制工件的切削深度；下溜板用于縱向進給。（6）刀架固定在小溜板上，用來裝夾刀具。（7）尾座安裝在車床右端的導軌上，可沿導軌移動。（8）光杠和絲杠將進給箱的運動傳遞給溜板箱。（9）床身床身是車床的基本支承件。普通車床轉塔式六角車床立式車床數(shù)控車床14.2.1車床14.2.2車刀及車削工作常用車刀:有外圓車刀、端面車刀、車槽刀、內(nèi)孔車刀、圓頭車刀和螺紋車刀等作用:外圓車刀用于車削工件的外圓柱面和外圓錐面；端面車刀用于車削工件的端面、臺階和倒角；車槽刀用于切斷工件或在工件上車出溝槽；內(nèi)孔車刀用于車削工件的各種內(nèi)孔；圓頭刀用于車削工件的圓角、圓槽和特形面；螺紋車刀用于車削各種螺紋?！Ｓ密嚨兜姆N類及作用圖14-6常用車刀a)外圓車刀b)端面車刀c)車槽刀d)內(nèi)孔車刀e)圓頭刀f)螺紋車刀14.2.2車刀及車削工作——車削加工圖14-7車削的主要工作內(nèi)容a)車外圓柱面b)車端面c)車溝槽d)車內(nèi)孔e)車螺紋f)車圓錐面g)車成型面14.2.3車削加工的特點特點:1）車削加工范圍廣泛。車削可加工不同類型工件的回轉表面、端面和成形面；可加工各種鋼、鑄鐵、非鐵金屬等材料的工件；可獲得低精度、中等精度和相當高的精度，適用于各種生產(chǎn)類型。2）生產(chǎn)效率高。由于車削為連續(xù)加工，在加工過程中基本上無沖擊現(xiàn)象，可以采取很高的切削速度；車刀的剛度好，可以采用相當大的切削深度，因此生產(chǎn)率高。3）容易保證各加工面的位置精度。對于軸和盤套類零件，由于各加工表面具有同一回轉軸線，并與車床主軸的回轉軸線重合，可在一次裝夾中加工出不同直徑的外圓、內(nèi)孔及端面，所以可以較好地保證各加工面間的同軸度和垂直度。銑削加工設備銑床龍門銑床升降臺銑床立式銑床臥式銑床銑削是平面加工的主要方法之一。銑削錄像主運動：銑刀旋轉運動進給運動：工件進給運動14.3銑削銑削加工錄像14.3銑削14.3銑削圖14-8銑削的主要工作內(nèi)容a)圓柱銑刀銑平面b)端面銑刀銑端面c)銑臺階d)銑直角通槽e)銑鍵槽f)切斷g)銑特型面h)銑特型槽順銑特點：切屑開始厚，銑刀能耐用；銑力壓工件，穩(wěn)定少振動；機臺有竄動，又怕有黑皮；相對逆銑比，適合精加工。逆銑特點：切屑厚度由薄到厚；切初擠滑刀損加??；銑削力消除臺竄動；防臺竄黑皮用逆銑。14.3銑削——順銑與逆銑

立銑刀盤銑刀片銑刀14.3.2銑刀14.3.2銑刀圖14-12常用的銑刀a)圓柱銑刀b)端面銑刀c)立銑刀d)鋸片銑刀e)鍵槽銑刀f)三面刃銑刀g)角度銑刀h)成型銑刀14.3.3銑削加工的特點1）生產(chǎn)效率高。

由于銑刀屬于多刃刀具，加工過程中有多個刀齒同時參加切削，可以采用較大的切削用量，所以生產(chǎn)效率較高。2）加工質量中等。

由于銑削屬于斷續(xù)切削，導致刀齒負荷不均勻，磨損不一致，從而引起機床的振動，造成切削不穩(wěn)，直接影響工件的表面粗糙度，銑削加工后只能達到中等精度。3）加工范圍廣。

由于銑刀類型多，銑床附件多，使銑削加工范圍廣泛，可完成許多車削無法加工的成形表面。4）加工成本較高。

銑床的結構復雜，銑刀的制造和刃磨要求較高，因此銑削加工成本比車削高。14.4鉆削與鏜削特點:鉆削與鏜削主要用于內(nèi)孔的加工，鉆床與鏜床可以看作是為適應內(nèi)孔加工而專門制造的機床。14.4.1鉆削鉆削:是在鉆床上用鉆頭在工件上加工內(nèi)孔的方法。鉆削時，鉆頭的旋轉運動為主運動，鉆頭沿本身軸線方向的移動為進給運動。圖14-13鉆床上加工的表面a)鉆孔b)擴孔c)鉸孔d)攻螺紋e)锪孔f)擴平面14.4.1鉆削——鉆床臺式鉆床立式鉆床搖臂鉆床

14.4.1鉆削麻花鉆:由柄部、頸部和工作部分組成。柄部是鉆頭的夾持部分，用于與機床主軸孔配合并傳遞扭矩和軸向力。頸部在柄部和工作部分之間，用于標注鉆頭的直徑和標號。工作部分包括切削部分與導向部分，其中切削部分可看作是兩把方向相反的外圓車刀，螺旋槽面是前刀面，頂端的兩個曲面是主后刀面，中間的交線為橫刃。導向部分主要由兩條對稱螺旋棱帶組成，在鉆孔時起引導鉆頭方向的作用。

——鉆孔刀具14.4.1鉆削1）由于鉆頭細長，剛性差，且只有兩條棱帶導向，易造成孔軸線歪斜、孔徑擴大及失圓等現(xiàn)象。因此鉆削一般用于孔的預加工或孔的粗加工，如螺釘孔、潤滑油通道孔和螺紋底孔等。2）排屑和散熱條件較差，鉆頭易磨損。鉆削屬于半封閉加工，切削容易堵塞，不僅排屑與散熱困難，且易擦傷孔壁。鉆削時切削液難以注入切削區(qū)，切削溫度較高，使鉆頭容易磨損。——鉆削加工的特點用鏜刀對已有的孔進行再加工。主運動：鏜刀隨鏜桿一起轉動進給運動：工件或鏜刀鏜床錄像鏜削錄像單刃鏜刀14.4.2鏜削14.4.2鏜削1）加工范圍廣。

一把鏜刀可以加工一定范圍內(nèi)不同直徑的孔，還可以加工非標準孔。2）能修正底孔軸線的位置。

鏜削時通過調整刀具和軸線的相對位置，校正底孔的軸線位置，保證孔的位置精度。3）生產(chǎn)效率低。

鏜刀的切削刃較少，切削用量低，因此生產(chǎn)效率較低。——鏜削加工的特點磨削是在磨床上用砂輪或其他磨具對工件進行切削的加工方法。

是零件精加工的主要方法之一。主運動：砂輪旋轉運動進給運動：多種磨削加工錄像14.5磨削14.5磨削圖14-19磨削加工a)外圓磨削b)內(nèi)圓磨削c)平面磨削d)花鍵磨削e)螺紋磨削f)齒形磨削14.5.1磨床應用:主要用于工件的外圓柱面、圓錐面和軸上臺階的磨削加工。汽車上的半軸、變速器主軸等外圓都經(jīng)外圓磨床磨削加工。

——外圓磨床14.5.1磨床——內(nèi)圓磨床內(nèi)圓磨床主要用于磨削工件的圓柱孔和圓錐孔等。汽車齒輪以及各種軸的內(nèi)孔都經(jīng)內(nèi)圓磨床磨削加工。應用:14.5.1磨床——平面磨床平面磨床主要用于平面的磨削加工，汽車零件中的飛輪、制動盤等的平面大多是用平面磨床加工的。應用:14.5.2砂輪砂輪:是磨削的切削刀具，它是用結合劑把磨料粘接成形，再經(jīng)燒結而成的多孔體。砂輪表面上每個磨粒都有如一個微小刀齒，整個砂輪就像一把有無數(shù)微小刀齒的銑刀

圖14-25常用砂輪的形狀14.5.3磨削加工的特點1）磨削加工范圍很廣?？赏瓿蓛?nèi)外圓柱面、圓錐面、平面及花鍵、螺紋、齒輪等各種成形表面的加工。2）磨削加工精度高，表面質量好。1.金屬切削加工是利用切削刀具與工件的相對運動，從工件上切除多余材料的加工方法。汽車上絕大多數(shù)金屬零件是通過切削加工方法獲得和修復的。2.機械加工可以分為車削、銑削、刨削、鉆削、鏜削和磨削等。3.車削是切削加工中最基本的加工方法，汽車中的曲軸、變速齒輪、半軸、襯套、制動盤、螺栓等的回轉表面大多數(shù)是通過車削加工成形的，因此，車削加工在汽車零件的制造和汽車維修中應用很廣。4.銑削是平面加工中應用最普遍的加工方法，在銑床上使用不同的銑刀，可以加工各種平面、臺階、溝槽和成形表面。5.在鉆床上除鉆孔外，還可進行擴孔、鉸孔、攻螺紋、锪孔和擴平面等。6.鏜削可以加工直徑較大的孔，且加工精度較高，同時還能保證孔與孔、孔與平面之間的位置精度。7.磨削是一種精加工，經(jīng)磨削的工件具有很高的加工精度和良好的表面質量，所以通常用作最后一道工序的加工。本章小結二、填空題1.切削加工方法主要有

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