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2017年5月19日

鑄鐵切削加工特性 - 加工中心

鑄鐵是含碳量大于2. 11%的鐵碳合金。由于鑄鐵成本低廉，生產(chǎn)工藝簡單，鑄造和切削加工性能良好，且具有很高的耐磨減摩性、消振性以及較低的缺口敏感性等，因此目前仍是機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的重要材料之一。石墨的存在降低了鑄鐵的塑性，在切削加工時可形成易斷的崩碎切屑，且石墨在切削過程中還可起到潤滑作用。因此，與具有相同基體顯微組織的碳鋼相比，切削力小，功率消耗低，刀具磨損率低，可以實現(xiàn)高的金屬切除率。但另一方面，切削鑄鐵時產(chǎn)生的細(xì)小切屑進(jìn)人縫隙后容易對相對運動表面造成研磨損壞> 切削時從石墨處開始的不規(guī)則斷裂往往會深人到已加工表面以下> 加工后表面石墨的脫落則會影響已加工表面粗糙度；鑄鐵的組織形態(tài)為金屬基體加游離態(tài)石墨。由于石墨的強(qiáng)度很低，與鋼相比幾乎接近為零，因此可將鑄鐵看作是布滿孔洞的鋼。切削鑄鐵時形成不連續(xù)的崩碎切屑，使切屑與刀具前面的接觸長度非常短，造成切削力、切削熱集中在刃區(qū)（在靠近切削刃的后刀面上溫度最高）。盡管切削鑄鐵時單位面積切削力和切削溫度比切削鋼要低，但刃區(qū)仍有很髙的壓力和溫度，這是切削加工鑄鐵等脆性材料需注意的一個問題。冷硬鑄鐵是一種抗磨鑄鐵，它是在澆鑄鑄鐵時通過加快鑄鐵表層冷卻速度（激冷），使表層獲得白口鑄鐵組織，達(dá)到高硬度、高耐磨性；而中心部分冷卻速度慢，形成灰口鑄鐵組織，具有韌性好和強(qiáng)度高的力學(xué)性能。冷硬鑄鐵的含碳量為2.8%?3.8%，含硅 fi為0.3%?0.8%，還可以加人不同的合金元素，以及選擇適宜的冷卻速度，來調(diào)整白口組織層的深度和硬度。冷硬鑄鐵可分為普通冷硬鑄鐵、鎳鉻冷硬鑄鐵、高鉻白口鐵和鉻礬白口鐵等，冷硬鑄鐵硬度極高，脆性很大，單位切削力很大（可達(dá)3.4GPa，是灰鑄鐵HT200的3 倍），且切屑呈崩碎狀，刀與切屑接觸長度很短，切削力和切削熱集中在切削刃附近，容易使刀具產(chǎn)生磨損和破損。鑄鐵的種類不同，切削加工性也不同。灰鑄鐵中碳以片狀石墨存在，石墨含量高，具有良好的切削加工性。白口鑄鐵大多數(shù)碳與鐵化合成滲碳體，既硬又脆.切削加工性差.可鍛鑄鐵含團(tuán)絮狀的石墨，切削時切屑是帶狀的，具有中等的切削加工性。球墨鑄鐵中的碳以球狀石墨結(jié)晶形式存在，其切削性能與灰鑄鐵一樣。

2017年5月19日

數(shù)控加工中心加工工藝與技巧

曲面間過渡區(qū)域加工時一種比較獨特的區(qū)域加工方法，一般采用截平面發(fā)進(jìn)行加工，或定義成過渡曲面后，用參數(shù)線法進(jìn)行加工。曲面間過渡區(qū)域一般要求為等半徑圓弧過渡曲面或變半徑圓弧過渡曲面。一般來說兩曲面之間要求有過渡曲面，一方面是造型設(shè)計的要求，另一方面是加工工藝的要求。在實際設(shè)計生產(chǎn)中，往往不事先構(gòu)造過渡曲面（一些特殊要求的除外），而是直接通過母面生成過渡區(qū)域濟(jì)公刀具軌跡。最簡單的過渡區(qū)域加工刀具軌跡生成方法是兩曲面間采用等半徑圓弧過渡，該半徑正好是加工所用球形刀的刀具半徑，可直接采用曲面交線清根加工刀具軌跡的生成方法。當(dāng)兩曲面間過渡圓弧半徑很小時，在加工曲面時，一般不宜采用半徑等于過渡圓弧半徑的刀具，二十采用半徑較大的刀具，這是因為刀具半徑臺小會大大增加加工曲面的刀位點，降低加工效率，而用較大的刀具加工兩張相交曲面，無論用什么方法加工，在交線出留的總是這把刀具的圓角半徑，如果這時再用小刀具沿交線加工一次，又會在交線兩側(cè)小刀具與大刀具的交接處留有較高的殘痕，鉗工極不好修理。為了解決好這個問題，可采用半徑遞減法，用大刀具加工曲面，用小刀具在交線的兩側(cè)來回加工幾次，行程光滑的過渡區(qū)域。

2017年5月19日

數(shù)控加工中心

精工加工中心是由機(jī)械設(shè)備與精工系統(tǒng)組成的適用于加工復(fù)雜零件的高效率自動化機(jī)床。精工加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的精工機(jī)床之一。它的綜合加工能力較強(qiáng)，工件一次裝夾后能完成較多的加工內(nèi)容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設(shè)備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設(shè)備不能完成的加工，對形狀較復(fù)雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產(chǎn)更為適用。精工加工中心是一種功能較全的精工加工機(jī)床。它把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設(shè)備上，使其具有多種工藝手段。加工中心設(shè)置有刀庫，刀庫中存放著不同數(shù)量的各種刀具或檢具，在加工過程中由程序自動選用和更換。這是它與精工銑床、精工鏜床的主要區(qū)別。特別是對于必需采用工裝和專機(jī)設(shè)備來保證產(chǎn)品質(zhì)量和效率的工件。這會為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省大量的時間和費用，從而使企業(yè)具有較強(qiáng)的競爭能力。精工加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行多種加工操作的精工機(jī)床。在加工中心上加工零件的特點是：被加工零件經(jīng)過一次裝夾后，精工系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能，連續(xù)地對工件各加工面自動地進(jìn)行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機(jī)床的調(diào)整時間及工件周轉(zhuǎn)、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。

2017年5月19日

數(shù)控機(jī)床的注意和日常維護(hù)

維護(hù)章程精工系統(tǒng)的維護(hù)1、嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度2、防止灰塵進(jìn)入精工裝置內(nèi)：漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至損壞元器件。3、定時清掃精工柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)4、經(jīng)常監(jiān)視精工系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓：電網(wǎng)電壓范圍在額定值的85%～110%。5、定期更換存儲器用電池6、精工系統(tǒng)長期不用時的維護(hù)：經(jīng)常給精工系統(tǒng)通電或使精工機(jī)床運行溫機(jī)程序。7、備用電路板的維護(hù)機(jī)械部件的維護(hù)機(jī)械部件的維護(hù)1、刀庫及換刀機(jī)械手的維護(hù)1）用手動方式往刀庫上裝刀時，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；2）嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止機(jī)械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞；3）采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，防止換錯刀具導(dǎo)致事故發(fā)生；4）注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；5）經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點位置是否到位，并及時調(diào)整，否則不能完成換刀動作；6）開機(jī)時，應(yīng)先使刀庫和機(jī)械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關(guān)和電磁閥能否正常動作。2、滾珠絲杠副的維護(hù)1）定期檢查、調(diào)整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；2）定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動以及支撐軸承是否損壞。如有以上問題要及時緊固松動部位，更換支撐軸承；3）采用潤滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠，每天機(jī)床工作前加油一次；4）注意避免硬質(zhì)灰塵或切屑進(jìn)入絲杠防護(hù)罩和工作過程中碰擊防護(hù)罩，防護(hù)裝置一有損壞要及時更換。3、主傳動鏈的維護(hù)1）定期調(diào)整主軸驅(qū)動帶的松緊程度；2）防止各種雜質(zhì)進(jìn)入油箱。每年更換一次潤滑油；3）保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時調(diào)整液壓缸和活塞的位移量；4）要及時調(diào)整配重。4、液壓系統(tǒng)維護(hù)1）定期過濾或更換油液；2）控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度；3）防止液壓系統(tǒng)泄漏；4）定期檢查清洗油箱和管路；5）執(zhí)行日常點檢查制度。5、氣動系統(tǒng)維護(hù)1）清除壓縮空氣的雜質(zhì)和水分；2）檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量；3）保持系統(tǒng)的密封性；4）注意調(diào)節(jié)工作壓力；5）清洗或更換氣動元件、濾芯；使用注意1、精工機(jī)床的使用環(huán)境：對于精工機(jī)床最好使其置于有恒溫的環(huán)境和遠(yuǎn)離震動較大的設(shè)備（如沖床）和有電磁干擾的設(shè)備；2、電源要求；3、精工機(jī)床應(yīng)有操作規(guī)程：進(jìn)行定期的維護(hù)、保養(yǎng)，出現(xiàn)故障注意記錄保護(hù)現(xiàn)場等；4、精工機(jī)床不宜長期封存，長期會導(dǎo)致儲存系統(tǒng)故障，數(shù)據(jù)的丟失；5、注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員

2017年5月19日

數(shù)控機(jī)床的基本組成

精工機(jī)床的基本組成包括加工程序載體、精工裝置、伺服驅(qū)動裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進(jìn)行概要說明。加工程序載體精工機(jī)床工作時，不需要工人直接去操作機(jī)床，要對精工機(jī)床進(jìn)行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機(jī)床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數(shù)（進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過精工機(jī)床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。機(jī)床主體機(jī)床主機(jī)是精工機(jī)床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架及自動換刀裝置等機(jī)械部件。它是在精工機(jī)床上自動地完成各種切削加工的機(jī)械部分。與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，精工機(jī)床主體具有如下結(jié)構(gòu)特點：1）采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機(jī)床新結(jié)構(gòu)。通常用提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜剛度、增加阻尼、調(diào)整結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和固有頻率等方法來提高機(jī)床主機(jī)的剛度和抗震性，使機(jī)床主體能適應(yīng)精工機(jī)床連續(xù)自動地進(jìn)行切削加工的需要。采取改善機(jī)床結(jié)構(gòu)布局、減少發(fā)熱、控制溫升及采用熱位移補(bǔ)償?shù)却胧蓽p少熱變形對機(jī)床主機(jī)的影響。2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅(qū)動和進(jìn)給伺服驅(qū)動裝置，使精工機(jī)床的傳動鏈縮短，簡化了機(jī)床機(jī)械傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。3）采用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導(dǎo)軌、直線滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。精工裝置精工裝置是精工機(jī)床的核心。現(xiàn)代精工裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實現(xiàn)精工功能，因此又稱軟件精工（Software NC）。CNC系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)，它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補(bǔ)出理想的運動軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。因此，精工裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構(gòu)成。而所有這些工作都由計算機(jī)的系統(tǒng)程序進(jìn)行合理地組織，使整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。1）輸入裝置：將精工指令輸入給精工裝置，根據(jù)程序載體的不同，相應(yīng)有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM系統(tǒng)直接通信方式輸入和連接上級計算機(jī)的DNC（直接精工）輸入，現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機(jī)的紙帶輸入形式。（1）紙帶輸入方式。可用紙帶光電閱讀機(jī)讀入零件程序，直接控制機(jī)床運動，也可以將紙帶內(nèi)容讀入存儲器，用存儲器中儲存的零件程序控制機(jī)床運動。（2）MDI手動數(shù)據(jù)輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用于比較短的程序。在控制裝置編輯狀態(tài)（EDIT）下，用軟件輸入加工程序，并存入控制裝置的存儲器中，這種輸入方法可重復(fù)使用程序。一般手工編程均采用這種方法。在具有會話編程功能的精工裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機(jī)對話的方法，輸入有關(guān)的尺寸數(shù)字，就可自動生成加工程序。（3）采用DNC直接精工輸入方式。把零件程序保存在上級計算機(jī)中，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來自計算機(jī)的后續(xù)程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設(shè)計的復(fù)雜工件并直接生成零件程序的情況。2）信息處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機(jī)能識別的信息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲并進(jìn)行處理后，通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運動控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括：零件的輪廓信息（起點、終點、直線、圓弧等）、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀、變速、冷卻液開關(guān)等），數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補(bǔ)運算前的準(zhǔn)備工作。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計算及輔助功能的處理等。3）輸出裝置：輸出裝置與伺服機(jī)構(gòu)相聯(lián)。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng)，經(jīng)過功率放大，驅(qū)動伺服系統(tǒng)，從而控制機(jī)床按規(guī)定要求運動。伺服與測量反饋系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)是精工機(jī)床的重要組成部分，用于實現(xiàn)精工機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自精工裝置的指令信息，經(jīng)功率放大、整形處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運動。由于伺服系統(tǒng)是精工機(jī)床的最后環(huán)節(jié)，其性能將直接影響精工機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)，因此，對精工機(jī)床的伺服驅(qū)動裝置，要求具有良好的快速反應(yīng)性能，準(zhǔn)確而靈敏地跟蹤精工裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號，并能忠實地執(zhí)行來自精工裝置的指令，提高系統(tǒng)的動態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。驅(qū)動裝置由主軸驅(qū)動單元、進(jìn)給驅(qū)動單元和主軸伺服電動機(jī)、進(jìn)給伺服電動機(jī)組成。步進(jìn)電動機(jī)、直流伺服電動機(jī)和交流伺服電動機(jī)是常用的驅(qū)動裝置。測量元件將精工機(jī)床各坐標(biāo)軸的實際位移值檢測出來并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的精工裝置中，精工裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進(jìn)行比較，并向伺服系統(tǒng)輸出達(dá)到設(shè)定值所需的位移量指令。精工機(jī)床輔助裝置輔助裝置是保證充分發(fā)揮精工機(jī)床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉(zhuǎn)工作臺和精工分度頭，防護(hù)，照明等各種輔助裝置。

2017年5月19日

加工中心用孔加工刀具類型 - 加工中心

在加工中心上可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔和攻絲等孔加工，其加工具有中心鉆、麻花鉆（直柄、錐柄）、淺孔鉆、擴(kuò)孔鉆、锪孔鉆、絞刀、鏜刀、絲錐等。1、中心鉆用于鉆引正孔，防止鉆孔時鉆偏和鉆頭折斷。2、潛孔鉆潛孔鉆用于在實體工件上打孔，一般加工的長徑比在3:1以內(nèi)。這種鉆頭的剛性很好，可保證鉆孔的精度，有易于排屑的容削槽，其加工效率很高。3、麻花鉆在加工中心上鉆孔，普通麻將鉆應(yīng)用最廣泛，尤其是加工Φ30mm以下的孔時，以麻花鉆為主。4、擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆用于對鑄造孔和預(yù)加工孔的加工，由于刀體上的容屑空間可通暢地排屑，因此可以擴(kuò)盲孔，有些擴(kuò)孔刀的直徑可直接進(jìn)行調(diào)整，可滿足一定范圍內(nèi)不同孔徑的要求。高檔的擴(kuò)孔刀還帶有內(nèi)冷功能，可使冷卻液直接到達(dá)刀刃上，這樣不僅可以有效防止刀具的升溫，而且還可幫助排屑。5、鏜刀有單刃鏜刀、雙刃鏜刀、多刃組合鏜刀等，用于孔的鏜削加工。加工中心用的鏜刀通常采用模塊式的結(jié)構(gòu)，通過高精度的調(diào)整裝置調(diào)節(jié)鏜刀的徑向尺寸，可加工出高精度的孔。另外，鏜刀還采用平衡模塊調(diào)整其動平衡，以減少震動，從而保證孔的表面粗糙和尺寸精度。6、絲錐用于螺紋孔的攻絲加工。

2017年5月19日

加工中心加工工藝特點

加工中心加工工藝特點加工中心加工工藝與普通精工銑床相比，在許多方面遵循基本一致的工藝原則。但由于加工中心具有自動換刀的特有功能，使得加工中心加工工藝具有其特點，它的優(yōu)點主要體現(xiàn) 在以下幾個方面。生產(chǎn)效率高。不僅可省去劃線、中間檢驗等工作，而且由于其具有的自動換刀功能，通常還可以省去復(fù)雜的工裝，減少對加工零件的安裝、調(diào)整及多次對刀等相對復(fù)雜而繁瑣的工作。加工中心能選用******工藝線路和切削用量，有效地減少加工中的輔助時間，從而提高生產(chǎn)效率。另一方面由于加工中心的自動換刀功能，它可以非常容易實現(xiàn)復(fù)雜零件的批貴生產(chǎn)，因此加工中心的批量生產(chǎn)也能非常有效地提高整個加工效率。加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定。加工中心具有的自動換刀功能，可以非常有效地減少工件的裝夾次數(shù)，降低或消除因多次裝夾帶來的定位誤差，提髙加工精度。當(dāng)零件各部位的位置精度要求高時，加工中心具有的自動換刀功能，可以非常方便而有效地減少定位與對刀誤差，能在一次裝夾與一次性對刀的過程中完成各個部位的加工，保證了各加工部位的位置精度要求。對零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好。加工中心上可方便地實現(xiàn)對箱體類零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻摞紋、銑端面和挖槽等多道不同的加工工序，因此能加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的零件，如風(fēng)扇葉片、汽車發(fā)動機(jī)箱體等零件。能加工復(fù)雜曲線類零件以及非常復(fù)雜的三維空間曲面類零件，如凸輪類零件、汽車覆蓋件模具等。加工中心一般在一次裝夾后，可完成絕大部分的機(jī)加工工序，因此可有效地減少車間的工序件和在制品，簡化了生產(chǎn)調(diào)度和管理，為企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量提供了一個非常有力的保證。同時它也可減少工件周轉(zhuǎn)次數(shù)和運輸工作量，縮短了整個生，加工中心一臺機(jī)床，集中了銑床、鉆床、攻牙機(jī)等多種設(shè)備的功能，它可以減少企業(yè)機(jī)床的數(shù)量，并相應(yīng)減少操作工人，節(jié)省占用車間面積。加工中心加工零件也有不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。加工中心配套的夾具剛度、加工中心自身的剛度和精度保持性要求非常高。多工序的集中加工，要及時處理切屑。在將毛坯加工成為成品的過程中，零件不能進(jìn)行時效處理，內(nèi)應(yīng)力難以消除。技術(shù)復(fù)雜，對使用、維修、管理要求較髙。加工中心一次性投資大，需配置其他輔助裝置，如精工刀具系統(tǒng)、刀具預(yù)調(diào)設(shè)備等，機(jī)床的加工工時費用高。

2017年5月19日

加工中心加工工藝制定的基本步驟和方法 - 加工中心

程序編制人員在進(jìn)行工藝分析時，要有機(jī)床說明書、編程手冊、切削用量表、標(biāo)準(zhǔn)工具、夾具手冊等資料，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序、各工序所用刀具、夾具和切削用量等。此外，編程人員應(yīng)不斷總結(jié)、積累工藝分析方面的實際經(jīng)驗，編寫出高質(zhì)量的精工加工程序。加工中心加工工藝制定的基本步驟如下。1.分析被加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性在加工中心上加工的機(jī)械零件，其結(jié)構(gòu)工藝性一般都要進(jìn)行認(rèn)真分析，為之后的工藝制定奠定一個良好的基礎(chǔ)。在分析被加工零件結(jié)構(gòu)工藝性時，可參考如下幾方面重點分析和考慮。零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，生產(chǎn)效益提高。內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的髙低、轉(zhuǎn)接圓弧半徑的大小等有關(guān)。銑削零件底平面時，槽底圓角半徑r不應(yīng)過大。零件的槽底圓角半徑r或腹板與緣板相交處的圓角半徑r對平面的銑削影響較大。當(dāng)r?越大時，銑刀端刃銑削平面的能力越差，效率也越低。因為銑刀與銑削平面接觸的******直徑d = D_2r (D為銑刀直徑），當(dāng)D越大而r越小時，銑刀端刃銑削平面的面積越大，加工平面的能力越強(qiáng)，統(tǒng) 削工藝性越好。反之，當(dāng)r過大時，銑刀端刃銑削平面的面積小，可采取先用r較小的銑刀粗加工（注意防止r被“過切”），再用符合零件要求的r銑刀進(jìn)行精加工。應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在精工加工中，若沒有統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，會因工件的重新安裝而導(dǎo)致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。因此要避免上述問題的產(chǎn)生，保證兩次裝夾后其相對位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，若沒有，要設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)孔 (如在毛坯上增加工藝凸耳或在后續(xù)工序要銑去的余量上設(shè)置工藝孔）。若無法制出工藝孔時，最起碼也要用經(jīng)過精加工的表面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，以減少兩次裝夾產(chǎn)生的誤差。合理選用加工中心考慮毛坯的材料和零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量和熱處理要求等選用加工中心。選用加工中心應(yīng)符合如下三點原則。要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。有利于提高生產(chǎn)率。盡可能降低生產(chǎn)成本（加工費用）。選擇合適的加工方法與加工方案加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對于IT7級精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達(dá)到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實際情況。常用加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度可査閱有關(guān)工藝手冊。零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。確定加工方案時，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法。例如，對于孔徑不大的IT7級精度的孔，最終加工方法取精較時，則精鉸孔前通常要經(jīng)過鉆孔、擴(kuò)孔和粗鉸孔等加工。合理劃分工序與工步在加工中心上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺加工中心上完成整個零件的加工工作，若不能則應(yīng)決定其中哪一部分在加工中心上加工，哪一部分在其他機(jī)床上加工，即對零件的加工工序進(jìn)行劃分。零件的安裝與夾具的選擇零件在加工中心上加工應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。加工中心對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo) 方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。刀具與切削用量的選擇刀具的選擇是精工加丁丁.藝中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進(jìn)行選刀和換刀工作。因此必須有一套連接普通刀具的接桿，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、鉸、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具能迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。作為編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀桿的結(jié)構(gòu)尺寸以及調(diào)整方法、調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心主要采用 TSG工具系統(tǒng)，其柄部有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀具。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、背吃刀量、進(jìn)給童。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應(yīng)編人程序單內(nèi)。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率和經(jīng)濟(jì)性。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。7.加工路線的確定在精工加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線。編程時加工路線的確定原則主要有以下幾點。加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度要求，且效率較髙。使數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量。應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時間。

2017年5月19日

常用工程材料加工工藝特點(鋼切削加工特性) - 加工中心

鋼切削加工特性?? 鋼材中碳的含量對材料切削加工性的影響較大。碳素結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度與硬度隨著含碳量的增加而增加，而塑性與韌性隨含碳量的增加而減小。當(dāng)碳素工具鋼含碳量大于0.9%時，硬度繼續(xù)增加而強(qiáng)度下降。低碳鋼的塑性和韌性較髙，切削力和摩擦力相對較大，而且切削加工時產(chǎn)生的切屑不易斷屑，故切削加工性較低；高碳鋼的強(qiáng)度、硬度較高，切削力大，而且刀具磨損較快，故切削加工性能也較低；一般情況下中碳鋼的切削加工性較好。在鋼中加人Cr、Mn等合金元素能提髙鋼的強(qiáng)度和硬度，改善鋼的使用性能。這些元素含量高于一定值時，會使切削力增加，刀具磨損加劇，導(dǎo)致材料切削加工性降低。中加人少量的硫、砸、鉛、磷、鉍和鈣等元素可形成易切削鋼，對提高切削加工性有利。它們能在鋼中產(chǎn)生硫化物，質(zhì)地柔軟，降低切削力，使切屑易于折斷，且有潤滑作用，減小刀具磨損，提高切削加工性，但降低了鋼的使用性能。對力學(xué)性能要求較高的工件應(yīng)避免使用此類鋼材。1.高錳鋼銑削加工的特點高錳鋼是指含錳量在9%?18%的合金鋼。主要有高碳高錳耐磨鋼和中碳高錳無磁鋼兩大類。高錳鋼常用“水韌處理”，這時高錳鋼將具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性、無磁性等較好的使用性能。常用的高錳鋼主要有Mnl3、ZGMnl3、20Mn23Al、40Mnl8Crl3、 50Mnl8Cr4、50Mnl8Cr4V等，其中最難切削加工的是ZGMnl3?高錳鋼銑削加丁的特點如下。加工硬化嚴(yán)重，切削力大高錳奧氏體鋼的被加工表層硬化嚴(yán)重，加工表面硬度比基體增加2倍，硬化層深度可達(dá)0.3mm以上，引起切削力劇增。與正火45鋼相比，單位切削力增加60%左右。高錳鋼熱導(dǎo)率小，刀具熱磨損嚴(yán)重高錳鋼熱導(dǎo)率小，切削溫度髙。在相同切削條件下，切削溫度比45鋼高100?200*0,刀刃熱磨損加劇。高錳鋼塑性大、韌性髙，斷屑、排屑困難高錳鋼的沖擊韌度值高，約為45鋼的8 倍，伸長率較大，易產(chǎn)生鱗刺，加工表面質(zhì)量不易保證。切屑強(qiáng)度大，硬度髙，斷屑困難。高錳鋼線膨脹系數(shù)大，影響工件尺寸精度高錳鋼的線膨脹系數(shù)較大，約為20X 10_SK—\在高的切削溫度下，易產(chǎn)生膨脹和變形，影響加工精度。同時，高錳鋼的伸長率隨溫度升高有所下降，但超過600X；時又很快增加。因此，切削速度不宜過高，以避免切削38 溫度過高而引起伸長率增加，使切削加工困難。高強(qiáng)度鋼銑削加工的特點高強(qiáng)度鋼是指那些強(qiáng)度、硬度都很高，同時又具有很好韌性和塑性的合金鋼。高強(qiáng)度鋼按含有合金元素成分不同，可分為鉻鋼、錳鋼、鎳鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鋼、鉻鉬鋼、錳硅鋼等。如 40Cr、40CrSi、30CrMnSi、30CrMoMnSiNi2、45CrNiMoV 等。高強(qiáng)度鋼銑削加工特點如下。切削力大高強(qiáng)度鋼的室溫強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度在1.47GPa以上，淬火的硬度非常高，故銑削時變形困難，切削力大。切削溫度髙高強(qiáng)度鋼銑削中消耗的功多，產(chǎn)生的熱量大，且高強(qiáng)度鋼的熱導(dǎo)率低，所以切削溫度高。刀具磨損快，容易崩刃打刀高強(qiáng)度鋼加工中，由于切削力大，切削溫度高，使得刀具磨損快；同時切屑與前刀面接觸長度短，應(yīng)力集中在刀尖處，容易使刀具崩刃打刀。斷屑困難高強(qiáng)度鋼是具有很高韌性和塑性的合金鋼，銑削加工中斷肩排屑困難。不銹鋼銑削加工的特點塑性高，加工硬化嚴(yán)重，切削力大不銹鋼塑性大，其伸長率超過45鋼1.5倍以上，切削加工時塑性變形大，加工硬化嚴(yán)重，使總切削力增大，其單位切削力比正火45鋼要高出25%以上。易粘刀，損壞刀具，生成積屑瘤，影響加工表面質(zhì)量不銹鋼材料在切削過程中，切屑與刀具粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，容易造成刀具表面剝落。另外，由于粘結(jié)嚴(yán)重，容易形成積屑瘤，使已加工表面粗糙度增大。對含碳量低的馬氏體不銹鋼尤為嚴(yán)重。切削溫度高，刀具容易磨損切削不銹鋼時，由于切削力大，消耗功率多，故產(chǎn)生的切削熱也多。再加上不銹鋼導(dǎo)熱性差，其導(dǎo)熱率約為中碳鋼的1/2?1/4,大量切削熱集中在切削區(qū)和刀屑接觸界面上，不能及時傳出，從而使刀刃容易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，在髙溫下失去切削性能。加之不銹鋼中的高硬度碳化物，在切削過程中直接與刀面接觸、摩擦，會使刀具加速磨損。切屑不易卷曲和折斷，由于不銹鋼塑性高，韌性大，且髙溫強(qiáng)度高，切削時切屑不易卷曲和折斷。若切屑不能及時排出，易造成堵屑現(xiàn)象，會擠壞和劃傷已加工表面，甚至崩壞刀刃。因此，解決斷屑和排屑是不銹鋼銑削的難點之一。不銹鋼的線膨脹系數(shù)大，影響加工精度不銹鋼的線膨脹系數(shù)比碳鋼和鑄鐵都大，約為碳素鋼的1.5倍。在切削溫度的作用下，工件容易產(chǎn)生熱變形，故在精加工時易影響零件的尺寸和形位精度。高溫合金的切削加工特性高溫合金是難切削金屬材料中很難加工的材料，其相對可加工性小于0.2?鐵基髙溫合金的相對可加工性僅為奧氏體不銹鋼的1/2左右，而鎳基高溫合金的相對可加工性更差，且隨抗熱性能的提高而降低。高溫合金難切削的主要原因如下。 (1)單位切削力大，約為切削中碳鋼的2?3倍。高溫合金含有大量的合金元素，其高溫強(qiáng)度很高，約為45鋼的6. 5倍，抗塑性變形能力強(qiáng)，這是切削力大的主要原因；其次是高溫合金加工硬化嚴(yán)重，其已加工表面的硬度往往比基體硬度高出50%?100%,冷硬程度的增加，使切削力進(jìn)一步增加；其次是高溫合金塑性好，加工中塑性變形大、切削力大。此外，還由于切屑與前刀面接觸長度加大，摩擦力增大，使切削力也隨之增大。切削髙溫合金時，由于變形抗力大，刀面與切肩及工件表面間的摩擦劇烈，消耗功率多，因此加工高溫合金時要比加工一般鋼材產(chǎn)生的切削熱多。且高溫合金的熱導(dǎo)率很低，只有45鋼的1/3?1/4，故切削熱從切削區(qū)向外傳出很慢，大部分切削熱集中在切削區(qū)，故使切削區(qū)的平均溫度高達(dá)750?10001C,約比切削45鋼要高出3001C左右。刀具磨損劇烈，耐用度低。在切削高溫合金時，由于切削溫度高，在切削中產(chǎn)生的擴(kuò)散磨損與氧化磨損要比加工一般鋼材嚴(yán)重。高溫合金中含大量合金元素的碳化物、氮化物、硼化物及金屬間化合物等硬質(zhì)點，其高溫硬度很高，故在切削加工中其磨粒磨損特別嚴(yán) 重。高溫合金中多含有與刀具材料相同的合金元素，在切削加工中，由于親和力的作用，易產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，造成的粘結(jié)磨損比加工一般鋼材嚴(yán)重。由于上述原因，在切削髙溫合金時，刀具除后刀面產(chǎn)生磨損外，還常在前刀面產(chǎn)生磨損，這種磨損嚴(yán)重時，會使刀刃大塊崩損。易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，影響加工精度與表面質(zhì)量。銑削高溫合金時，由于切削溫度高，易使刀具和工件的尺寸與形狀發(fā)生變化，影響加工精度。且在切削過程中易產(chǎn)生積屑瘤與鱗刺，影響加工表面質(zhì)量。

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加工余量的確定

加工余量是指加工過程中，所切去的金屬層厚度。加工余量有工序加工余量和加工總余量之分。實際加工中，余量太大，會造成材料及工時浪費，增加機(jī)床、刀具及動力消耗；余量太小，則無法消除上一道工序留下的誤差、表面缺陷和本工序的裝夾誤差。因此，應(yīng)根據(jù)影響余量大小的因素合力確定加工余量。確定加工余量的方法有如下三種。1、查表法根據(jù)生產(chǎn)時間和試驗研究，已將毛坯余量和各種工序的工序余量數(shù)據(jù)匯編成手冊，在確定加工余量時，可從手冊中查得所需數(shù)據(jù)，然后結(jié)合本廠的實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)男菡Ｔ摲椒壳皯?yīng)用最為廣泛。2、經(jīng)驗估計法該法是根據(jù)實踐經(jīng)驗來確定加工余量的。一般而言，為防止加工余量不足而產(chǎn)生廢品，往往估計的余量都偏大，所以該法只適用于單間、小批量生產(chǎn)。3、分析計算法是根據(jù)加工余量計算公式和一定的實驗資料，通過計算確定加工余量的一種方法。采用這種方法確定的加工余量比較合理，但必須有比較全面可靠的試驗資料及先進(jìn)的計算手段，該法在生產(chǎn)中應(yīng)用與大批量生產(chǎn)。確定加工余量的基本原則在保證加工質(zhì)量的前提下，盡量減少加工余量。最小加工余量的數(shù)值應(yīng)保證能將具有各種缺陷和誤差的金屬層切去，從而提高加工面的質(zhì)量和精度。一般最小加工余量的大小主要有下列因素決定：（1）上工序的表面粗糙度；（2）上工序的表面缺陷深度；（3）上工序的空間偏差；（4）上工序的形狀誤差；（5）上工序的裝夾誤差。在具體確定工序間的加工余量時應(yīng)根據(jù)下列條件確定大小（1）在最后的工序，加工余量應(yīng)保證得到圖樣上規(guī)定的表面粗糙度和精度要求；（2）考慮加工方法、設(shè)備和刀具的剛性；（3）考慮零件熱處理引起的變形；（4）考慮唄加工零件的大小。零件愈大，由于切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形也會增加，因此要求加工余量也相應(yīng)的大一些。確定工序間加工余量必須注意的是：國內(nèi)外一切推薦的數(shù)據(jù)都是在一定條件下得出來的結(jié)果，因此在借鑒這些數(shù)據(jù)時，都要結(jié)合本單位或本企業(yè)的實際工藝條件先進(jìn)行使用，在做適當(dāng)調(diào)整后在進(jìn)行推廣應(yīng)用。