切削-4X精密加工和特种加工简介课件.ppt
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- 切削 精密 加工 特种 简介 课件
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1、成形工艺基础切削41成形工艺基础切削42 近年来随着科技的进步和生产的发展近年来随着科技的进步和生产的发展,出现出现的许多由的许多由坚硬而又难加工坚硬而又难加工材料制成的,具有精密材料制成的,具有精密公差尺寸和低表面粗糙度的复杂零件的加工,许公差尺寸和低表面粗糙度的复杂零件的加工,许多新的加工方法应运而生。这些方法本章指精密多新的加工方法应运而生。这些方法本章指精密加工和加工和“现代加工方法现代加工方法”或或“特种加工工艺特种加工工艺”。精整加工精整加工是生产中常用的精密加工,它是指是生产中常用的精密加工,它是指在精加工之后从工件上切除很薄的材料层在精加工之后从工件上切除很薄的材料层,以以提高
2、提高成形工艺基础切削43 工件精度和减少表面粗糙度值为目的的加工方法工件精度和减少表面粗糙度值为目的的加工方法,如研磨、珩磨等。如研磨、珩磨等。光整加工光整加工是指是指不切除或从工件上切除极薄材不切除或从工件上切除极薄材料层料层,以降低表面粗糙度为目的的加工方法,如,以降低表面粗糙度为目的的加工方法,如超精加工、抛光等。超精加工、抛光等。研磨是用研磨工具和研磨剂,从工件上研去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精加工方法。一层极薄表面层的精加工方法。成形工艺基础切削44 采用不同的研磨工具采用不同的研磨工具(如研磨心棒、研磨套、研如研磨心棒、研磨套、研磨平板等磨平板等)可对内
3、圆、外圆和平面等进行研磨。可对内圆、外圆和平面等进行研磨。图示图示为研磨外圆的工具。研磨套为研磨外圆的工具。研磨套2 2由夹套由夹套1 1夹持,它的孔内有螺旋槽可贮藏研磨剂。其上还夹持,它的孔内有螺旋槽可贮藏研磨剂。其上还有一条内外相通的直槽,使其有一定胀缩性。有一条内外相通的直槽,使其有一定胀缩性。为了磨料能嵌入研磨套的内表面,研磨套的为了磨料能嵌入研磨套的内表面,研磨套的材应软些,常用的是材应软些,常用的是铸铁铸铁。研磨时先在工具表面涂上一层均匀的研磨剂研磨时先在工具表面涂上一层均匀的研磨剂,将该工具套在工件上将该工具套在工件上,并调节好配合的松紧程度并调节好配合的松紧程度,成形工艺基础切
4、削45 然后让工件旋转,手持研磨工具在轴向来回移然后让工件旋转,手持研磨工具在轴向来回移 动,直至达到研磨的要求为止动,直至达到研磨的要求为止 。研磨剂研磨剂是很细的磨料是很细的磨料(粒度为粒度为W14W14W15)W15)、研磨液和辅助材料的混合剂。研磨液和辅助材料的混合剂。常用的有常用的有液态研磨剂、研磨膏和固体研磨剂液态研磨剂、研磨膏和固体研磨剂(研磨皂)(研磨皂)三种。三种。主要起主要起研磨、吸附、冷却和润滑研磨、吸附、冷却和润滑等作用。等作用。1)1)精度高质量好精度高质量好成形工艺基础切削46 经研磨后的工件表面经研磨后的工件表面,尺寸精度可达尺寸精度可达IT4IT4IT1IT1级
5、级;表面粗糙度值可减小到表面粗糙度值可减小到0.10.006m0.10.006m。形状精度。形状精度 亦可相应提高。亦可相应提高。2)2)生产效率低,加工余量小生产效率低,加工余量小。3)3)研磨剂易飞溅,污染环境研磨剂易飞溅,污染环境。在现代制造业中研磨应用很广,许多在现代制造业中研磨应用很广,许多精密量精密量块、量规、齿轮、钢球、喷油嘴、石英晶体、陶块、量规、齿轮、钢球、喷油嘴、石英晶体、陶瓷元件、光学镜头及棱镜瓷元件、光学镜头及棱镜等零件均需研磨。等零件均需研磨。成形工艺基础切削47二、珩磨二、珩磨 利用珩磨工具对工件表面施加一定压力,珩利用珩磨工具对工件表面施加一定压力,珩磨工具同时作
6、往复振动、相对旋转和直线往复运磨工具同时作往复振动、相对旋转和直线往复运动动,切除工件上极小余量的工件精加工切除工件上极小余量的工件精加工方法方法。一般珩磨后可将工件的形状和尺寸精度提一般珩磨后可将工件的形状和尺寸精度提高一级,表面粗糙度高一级,表面粗糙度R Ra a值可达值可达0.20.20.025m0.025m。珩磨加工的工件表面质量特性好、加工精度和珩磨加工的工件表面质量特性好、加工精度和成形工艺基础切削48 加工效率高,加工应用范围广、经济性好。加工效率高,加工应用范围广、经济性好。(又名又名:超级光磨):超级光磨)用细粒度的磨具对工件施加一定压力,并作用细粒度的磨具对工件施加一定压力
7、,并作往复振动和慢速纵向进给运动,以实现微量磨削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的一种光整加工方法方法。磨具与工件之间的运动如下:磨具与工件之间的运动如下:1)1)工件作低速旋转运动工件作低速旋转运动,工工3 320m/min;20m/min;2)2)油石磨具作往复振动油石磨具作往复振动,每分钟振动每分钟振动30012003001200次次,成形工艺基础切削49 振幅为振幅为3 35mm5mm;3)3)磨具作纵向进给运动磨具作纵向进给运动,进给量进给量f f纵纵为为0.10.10.15 mm/r0.15 mm/r。超精加工能加工钢、铸铁、铜合金、铝合金、超精加工能加工钢
8、、铸铁、铜合金、铝合金、陶瓷陶瓷 、玻璃、硅和锗等各种金属与非金属、玻璃、硅和锗等各种金属与非金属,可以可以加工外圆、平面、内孔和各种曲面。加工外圆、平面、内孔和各种曲面。尤其适用加工内燃机曲轴、凸轮轴、活塞、尤其适用加工内燃机曲轴、凸轮轴、活塞、活塞销等的光整加工。活塞销等的光整加工。成形工艺基础切削410 超精加工可在普通车床、外圆磨床上进行,超精加工可在普通车床、外圆磨床上进行,对于批量较大的生产则宜在专用机床上进行。对于批量较大的生产则宜在专用机床上进行。工工作时应充分地加润滑油,以便形成油膜和清洗极作时应充分地加润滑油,以便形成油膜和清洗极细地磨屑细地磨屑。超精加工后地工件表面粗糙度
9、超精加工后地工件表面粗糙度R Ra a值约在值约在0.10.006m0.10.006m之间。之间。抛光是利用机械、化学或电化学地作用,抛光是利用机械、化学或电化学地作用,使工件获的光亮、平整表面的加工方法使工件获的光亮、平整表面的加工方法 成形工艺基础切削411 抛光的主要工具用品有抛光的主要工具用品有软轮软轮和和磨膏磨膏等。等。软轮软轮用用皮革、毛毡、帆布等材料叠制皮革、毛毡、帆布等材料叠制而成,而成,具有一定的弹性,以便抛光时能按工件形状而变具有一定的弹性,以便抛光时能按工件形状而变形,增加抛光面积或加工曲面。形,增加抛光面积或加工曲面。磨膏磨膏由由磨料和油脂磨料和油脂(包括硬脂酸、煤油、
10、石包括硬脂酸、煤油、石蜡等)配置而成。蜡等)配置而成。磨料的种类取决于工件材料,如:钢制零磨料的种类取决于工件材料,如:钢制零件抛光可选用氧化铁粉及刚玉;铸铁件抛光可选件抛光可选用氧化铁粉及刚玉;铸铁件抛光可选用氧化铁粉及碳化硅粉;有色合金抛光宜选用氧用氧化铁粉及碳化硅粉;有色合金抛光宜选用氧化铬及金刚砂。化铬及金刚砂。成形工艺基础切削412 抛光是安排在工件精加工之后进行,抛光抛光是安排在工件精加工之后进行,抛光之后的工件,粗糙度之后的工件,粗糙度R Ra a值可达值可达0.10.10.012m,0.012m,并并能明显增加光亮度,但不能甚至不能保持原有的能明显增加光亮度,但不能甚至不能保持
11、原有的精度。精度。抛光可在抛光机或砂带磨床上进行。抛光可在抛光机或砂带磨床上进行。现代加工方法现代加工方法是不仅用机械能而且更多的应是不仅用机械能而且更多的应 用用电能、化学能、声能、光能、磁能电能、化学能、声能、光能、磁能等进行加工。等进行加工。这些加工方法这些加工方法,在某种意义上说在某种意义上说,即不使用普通即不使用普通成形工艺基础切削413 刀具来切削工件材料刀具来切削工件材料,而是直接利用能量进行加而是直接利用能量进行加工工,与传统的切屑加工相比较与传统的切屑加工相比较,具有以下特点:具有以下特点:切除材料的能量不主要靠机械能,主要切除材料的能量不主要靠机械能,主要为为其他形式的能量
12、;其他形式的能量;“以柔克刚以柔克刚”工具材料的硬度可低于工工具材料的硬度可低于工件材料的硬度,或者有传统意义的刀具件材料的硬度,或者有传统意义的刀具。在加工过程中在加工过程中,工具与工件之间不存在显工具与工件之间不存在显著的机械切削力著的机械切削力.相应的相应的切削物理现象不明显。切削物理现象不明显。加工能量易于控制、转换,可复合成新加工能量易于控制、转换,可复合成新成形工艺基础切削414 的工艺技术,适应加工范围广。的工艺技术,适应加工范围广。电火花加工是基于脉冲放电蚀除原理产生的电火花加工是基于脉冲放电蚀除原理产生的,故又称放电加工或电蚀加工故又称放电加工或电蚀加工。电火花加工电火花加工
13、原理图原理图,由脉冲电源、自动进给由脉冲电源、自动进给调节装置、工作液循环系统、工具电极等组成。调节装置、工作液循环系统、工具电极等组成。加工时,脉冲电源的一极接工具电极加工时,脉冲电源的一极接工具电极,另一另一极接工件电极。两极均浸入具有一定绝缘度的液极接工件电极。两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质(常用煤油或矿物油)中。体介质(常用煤油或矿物油)中。成形工艺基础切削415 工具电极由自动进给调节装置控制,以保证工具电极由自动进给调节装置控制,以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙(0.010.050.010.05)。)。当脉冲电压当脉冲电
14、压(100v(100v左右左右)加到两极之间,由于加到两极之间,由于工具电极和工件之间的表面不是完全平滑的,而工具电极和工件之间的表面不是完全平滑的,而是存在着凹凸不平处,便将当时条件下极间最近是存在着凹凸不平处,便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿,形成放电通道。点的液体介质击穿,形成放电通道。由于通道的截面积很小由于通道的截面积很小,放电时间极短放电时间极短,致使致使能量高度集中能量高度集中(10(106 610107 7w/w/2 2),),放电区域产生瞬间放电区域产生瞬间成形工艺基础切削416 高温高温(5000)(5000)足以使材料熔化甚至汽化,以致形足以使材料熔化甚至汽化,以致
15、形成一个小凹坑。成一个小凹坑。第一次脉冲放电结束之后,间隔极短时间,第一次脉冲放电结束之后,间隔极短时间,第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。如此周而复始高频率地循环下去,工具电如此周而复始高频率地循环下去,工具电极不断地向工件进给,它的形状最终就复制在工极不断地向工件进给,它的形状最终就复制在工件上,形成所需要的加工表面。当然工具也有损件上,形成所需要的加工表面。当然工具也有损耗。耗。成形工艺基础切削417 可加工任何硬、脆、软、韧和高熔点的可加工任何硬、脆、软、韧和高熔点的导电材料导电材料,如硬质合金、导电陶瓷、不锈钢、钛,如硬质合金、导电陶瓷、不锈
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