第3章2圆柱形零件的加工.ppt

（1）枪钻的冷却与排屑 冷却液以3.510Mpa高压从从钻杆后端进入，与切屑一起从钻杆120V形槽冲出。（2）枪钻的导向钻头切削部分的两个导向面钻头只有一侧有主切屑刃，钻尖偏离轴线e，选择合适的余偏角r1和r产生合适的背向力Fp，始终指向导向面I。钻尖的偏移切削时产生小圆锥体和120V形槽中心制成低于轴线一个距离H，产生的圆柱体，有利于钻头的定心,3）枪钻加工特点及应用（）加工精度和表面粗糙度：IT10IT8,Ra12.53.2（）生产效率低于内排屑深孔钻（）应用范围：20，深径比：L/D100,2.错齿内排屑深孔钻（炮钻或BTA(Boring Trepanning Association）1）内排屑深孔钻结构与原理（1）硬质合金刀片彼此交错排列焊接在刀体上（2）冷却与排屑：冷却液以26Mpa高压从钻杆与孔壁之间进入，与切屑一起从钻杆内孔冲出。（3）导向：选择合适的余偏角r1和r产生合适的背向力Fp，始终指向钻头上的导向面（为硬质合金导向块）。,）内排屑深孔钻加工特点及应用（）加工精度和表面粗糙度：IT7IT9,Ra3.2（）生产效率高于外排屑深孔钻（3倍以上）（）应用范围：6 60，深径比：L/D100,3.喷吸钻1）喷吸钻结构与原理（1）新型内孔排屑钻（2）利用喷射效应排屑：内管后端四周有月牙形喷嘴（3）切削液压力低：12MPa,2）喷吸钻加工特点及应用（1）切削液压力较低，一般为12MPa（2）无需高压密封装置，可在一般车床、钻床、镗床上使用（3）应用范围：难易加工18mm以下的孔，20 65，深径比：L/D100（4）加工精度和表面粗糙度：IT10IT7,Ra1.60.8,4.DF(Double Feeder)系统深孔钻（双进液器深孔钻）1）DF系统深孔钻结构与原理 结合了BTA深孔钻和喷吸钻，切削液流速快，切屑排出量大,2）DF系统深孔钻加工特点及应用（1）加工效率高，比枪钻高36倍，比BTA内排屑钻高3倍。（2）加工精度高，用于高精度深孔的加工。,（六）深孔加工工艺参数1.进给速度与切削速度与工件材料有关,2.切削液压力及流量 切削液：含有极压添加剂的油基切削液或乳化液,一.塑料模具中的圆柱形零件 成型零件：圆柱形型腔镶件、圆形型芯和型芯镶件 结构件：导柱、斜销、复位杆、拉料杆、定距拉杆、定位销、圆锥定位销、支撑钉等。,3.2 圆柱形零件的加工,二、外圆面加工中的定位1.外圆面定位2.中心孔定位 工件以两中心孔为基准装夹在车床的前、后顶尖上，用鸡心夹或拨盘带动工件转动。,3.用圆柱孔定位装夹,（1）心轴 常用于套类、盘类零件的车削、磨削，以保证加工面对内孔的同轴度公差。其主要定位面可限制工件的四个自由度。,（a）间隙配合心轴 零件装卸方便，但定位精度不高。配合关系H7/f7,H7/g6,H7/h6零件定位中心孔与端面间有较高的垂直度要求心轴定位圆柱面与定位平面间有较高的垂直度要求,（b）静配合心轴 结构简单，制造方便，无定心误差，但零件装、卸不便，需用压床装卸。包括引导部分、配合部分和传动部分。引导部分d3g8；配合定位部分d1n6（当零件定位孔L/D1时，采用d1n6，d2h6），名义尺寸取定位孔最小尺寸；传动部分由两中心定位孔同轴度保证。当定位孔已成形不再加工时，一般不用静配合心轴，非用不可时，两端倒R5圆角。,（c）花键心轴，用于花键孔定位的零件心轴在机床上的安装,(2)用圆锥定位销定位装夹 对于粗加工后的孔用有齿的顶尖(菊花顶尖)装夹；当零件两端有锥孔或预先做出了工艺锥孔，就可用锥套心轴或锥形堵头定位装夹。,（3）小锥度心轴 由于心轴与定位孔壁有很大的接触面，工件锁紧不会产生较大的偏斜，定位精度高，同轴度误差可达0.010.02mm，当锥度为1/10000时，同轴度可达0.005mm。适用于零件定位孔精度不低于IT7的精车或磨削，但不能做轴向定位。小锥度心轴结构:,三、圆柱形零件加工方法（一）车削加工,（1）粗车：主要目的是切除毛坯表层硬皮和大部分加工余量。粗车一般是精车的预备工序，当加工精度要求不高时也可作为终加工工序。余量：1.52mm；加工精度：IT13IT11，Ra：5012.5（2）半精车：其目的是进一步提高加工精度和减小表面粗糙度值。可作为中等加工质量要求的终加工，也可作为精车或精磨前的预加工。余量：0.81.5mm;加工精度：IT10IT8，Ra：6.33.2（3）精车：精车的主要目的是确保加工质量，可作为零件的终加工。余量：0.50.8;加工精度：IT8IT7，Ra：1.60.8（4）精细车:对无法采用磨削加工来提高尺寸精度和降低表面粗糙度的材料（如有色金属加工），可采用精细车达到较高的技术要求。余量：0.3；加工精度：IT7IT6，Ra：0.40.025,（二）磨削加工1.中心磨削（外圆磨）是以工件中心孔定位的外圆磨削。加工精度：IT8IT6，Ra：0.80.1。按进给运动方向的不同，可分为纵向进给磨削（纵磨）和横向进给磨削（横磨）,1）纵磨：工件变形小，加工精度和表面质量较高，但加工效率低。广泛使用于单件、小批量生产及精磨。2）横磨：砂轮外形误差影响加工面形状精度，工件易变形和烧伤，加工精度和表面质量低于纵磨法，但加工效率高，适用于大批量生产。,2.无心磨削 工件以自身外圆为定位基准进行磨削,1）贯穿磨削法 导轮轴线倾斜一角度（16）。2）切入法 工件与导轮一起向磨轮作横向切入进给运动来磨削工件表面。导轮轴线与磨轮轴线平行或有0.51的夹角，以挡铁与工件很好的贴合为度。,贯穿磨削法,3）无心磨削必须具备的条件导轮与工件必须保持线接触以保证切削的平稳。导轮表面须修成双曲线回转体的形状。导轮摩擦系数应大于磨轮摩擦系数；导轮与磨轮为同向旋转，且磨轮速度大于导轮速度；支撑板面向导轮倾斜。工件中心应比磨轮和导轮中心连线高些，以保证工件圆度。高出数值与工件直径有关：d=(830)时，Hd/3,d=(3070)时，Hd/4,导轮倾斜角。粗磨时：36，精磨时：13,4）无心磨削的加工精度和表面粗糙度 尺寸精度：IT7IT6，Ra：0.80.2,3.外圆磨削切削用量1）磨削速度vs：砂轮外圆的线速度。,2）工件圆周进给速度vw：工件外圆的线速度。,式中：ds砂轮直径，mm。n0砂轮转速，r/min,式中：dw工件直径，mm nw工件转速，r/min 工件速度与砂轮速度有关，一般情况下：（Vs/Vw)=60150（外圆磨）4080（内圆磨）,3）纵向进给量fa 纵向进给量：工件每转一转相对砂轮在纵向进给运动方向移动的距离。（mm/r）对钢件：粗磨：精磨：进给速度：,式中：bs砂轮宽度，mm,4）横向进给量ap 横向进给量：砂轮相对于工件在工作台每双（单）行程内径向移动的距离。（mm/d.str 或 mm/str）对钢件：粗磨：精磨：,4.砂轮及其选用1）磨料的选择（1）对磨料的要求：高的硬度、耐热性以及足够的强度和韧性。常用材料：刚玉类、碳化物类、软磨料（2）磨料选择的依据：与磨削工件的材料及热处理方法有关。如棕刚玉：碳钢、合金钢、铸铁 白刚玉：淬火钢、高速钢 氮化硼：硬质合金、高速钢,2）粒度的选择：（1）粒度：磨料颗粒的几何尺寸大小。（2）粒度的表示方法 磨粒（用筛选法分类）：粒度号是以其通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数来表示，分为磨粒（100#以下）和磨粉（100#及以上）。如60#，粒度号越大，磨粒尺寸越小。微粉（显微测量法分类）：用显微镜实测到的微粉最大尺寸，分为微粉（W40W5)和超微粉（W5以下)。如W20，微粉最大尺寸2014m（3）粒度的选择原则：粗磨选小的粒度号（粗砂轮），一般为36#60#。精磨时选大的粒度号（细砂轮），一般为80#120#。工件材料塑性大或磨削接触面积大时，选用小粒度号（粗砂轮）。工件材料软时，为避免砂轮气孔堵塞，应选用小粒度号（粗砂轮）；反之选用大粒度号（细砂轮）。成型磨削时，宜选用大粒度号（细沙轮），以保持砂轮轮廓精度,5）光磨次数 外圆磨：一般磨削用量，40#60#砂轮，12次 内圆磨：一般磨削用量，40#80#砂轮，24次 平面磨：一般磨削用量，36#60#砂轮，12次,3）结合剂的选择 结合剂：把磨粒粘合在一起的物质。（1）结合剂对砂轮的影响：砂轮强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力（2）常用结合剂种类：陶瓷结合剂(V)：耐热、耐蚀、气孔率大，易保持廓形，弹性差。最常用，适用于各类磨削加工。树脂结合剂（B）：结合强度较V高，弹性好，耐热性差。适用于高速磨削，切断，开槽等。橡胶结合剂（R）：强度较B高，更富有弹性，其孔率小，不耐酸、碱和高温。适用于切断，开槽等。,（三）圆柱形零件的研磨与抛光1.研磨与抛光机理 研磨与抛光：是在研具和工件之间放入研磨剂，对工件表面进行光整加工的方法。研磨机理：研磨是由游离的磨料通过研具对工件进行微量切削的过程。在研磨过程中工件表面发生复杂的物理和化学变化。抛光机理：抛光是用微细颗粒进行的切削加工，并伴随摩擦引起高温挤擦工件表面层的塑性加工，同时抛光剂在温度和压力作用下与工件表面层发生化学变化。是对工件进行的最终光饰加工。,2.模具零件研磨与抛光的目的：1）对配合表面：（1）降低表面粗糙度，减少摩擦和磨损，以提高其使用寿命（2）提高制造精度和配合精度，以提高其使用性能2）对成型面：提高零件表面光洁度，满足塑件要求。,4）硬度选择（1）砂轮硬度：是指磨粒受力后从砂轮表层脱落的难易程度。主要取决于结合剂的性质、数量及砂轮制造工艺。（2）砂轮硬度选择原则：工件材料越硬，应选越软的砂轮；反之，选越硬砂轮。对有色金属宜选用较软砂轮，以避免堵塞砂轮。磨削接触面积较大时，应选较软砂轮。精磨和成型磨削时，应选较硬砂轮。砂轮粒度号较大时，应选较软砂轮。5）砂轮形状和尺寸及表示方法 13005065WA60M5V30m/s 1平面砂轮，300外径，50厚度，65内径，WA白刚玉，60粒度号，M硬度为中，5组织号，V陶瓷结合剂，30允许最高圆周速度。,3.模具中需要进行研抛光的零件1）导向零件的滑动配合面，即导柱外圆面和导套内孔表面。2）斜滑块和滑块固定板配合面3）动、定模型芯配合面4）圆锥精密定位件配合面5）成型零件的成型面,4.研磨方式及特点1）湿研：研磨时除加入磨料之外，再加入适量的介质如润滑油、煤油、硬脂酸和油酸等。特点：（1）效率比干研高。主要是因为油酸、硬脂酸等酸性物质易形成氧化膜（钢铁成膜时间0.05s，厚度27nm)加速研磨切削过程。（2）研磨后表面无光泽。2）干研：研磨前先将磨粒压入研磨套，用压砂研磨套对工件进行研磨。研磨时，只用磨料，不加任何介质。特点：（1）效率低（2）研磨精度高，且可以达到很低的表面粗糙度值,3）抛光：采用粒度更细、硬度比工件材料低的软磨料以及比工件材料硬度低的研具进行加工。抛光剂抛光：由粉粒状的抛光用软磨料与油或其他适当成分介质混合而成。最常用的抛光剂是固体抛光剂，其软磨料最常见的是熔融氧化铝。特点：抛光时速度高，易形成氧化膜，因此易获得好的表面质量，有光泽,5.研磨剂的选用 研磨剂是由磨料和辅料合成的混合剂。常用的研磨剂，常配制成液态、固态和膏状三类。（1）磨料选择 磨料种类的选择与工件材料有关，如淬硬钢可选用白刚玉（WA）未淬硬钢可选用普通棕刚玉（A）；磨料的粒度与加工所要求的粗糙度有关，如Ra0.20.1，选用W40W14，Ra0.1以下，选用W14W10。,（2）液态研磨剂 由研磨粉、硬脂酸、航空气油、煤油等辅料配制而成。常用研磨剂配方为：白刚玉粉 W3.5W1 15g 起切削作用硬脂酸 8g 溶于汽油增加其浓度降低磨 料沉淀速度使磨粒易于均匀分布，并具有冷却润滑和促进氧化作用。航空汽油 200ml 起稀释作用分散磨粒以保证其切削作用煤油 35ml 冷却、润滑作用,（3）研磨膏与研磨皂 由研磨料、混合剂（粘结剂）、润滑剂和油酸等按一定比例调制而成，使用时添加煤油或汽油稀释。常用研磨膏有：刚玉研磨膏、碳化硅、碳化硼研磨膏。研磨皂主要用来降低工件表面的粗糙度，并起抛光作用。6.常用外圆研磨工具和设备,1）研磨环（单件小批量生产）（1）研磨环结构a:可调式开口研磨环：粗研和半精研b:三点式可调研磨环：精研磨（2）研磨环材料：铸铁、低碳钢、黄铜、青铜等（3）研磨环尺寸：内径：比工件外径大0.020.03mm 环厚：610mm 环宽度：工件表面长度的1/43/4,2）导柱研磨机（大批量生产）（1）圆盘式导柱研磨机外形,（3）导柱研磨工艺要点研磨次数 研磨的精度和粗糙度在很大程度上与研磨前的加工质量有关。研磨余量一般为0.010.02，如果余量较大，则应分为几个工步（粗研、精研）来研磨。Ra（0.0250.1）时，需23次研磨；Ra（0.0120.025)时，需45次研磨研磨压力 粗研（0.10.2）Mpa，精研（0.010.05）Mpa。实践证明，在一定压力范围内，粗糙度随研磨压力的降低而降低。研磨速度 在一定条件下，提高研磨速度可以提高研磨效率。研磨速度过高会降低尺寸形状精度和表面质量。一般精度导柱研磨速度取较大值，精密导柱研磨速度应取较小值。,2）圆盘式导柱研磨机传动系统a）上研磨盘传动系统 b）下研磨盘传动系统 c）摇臂立柱传动系统,（4）导柱研磨时易出现的问题及解决办法出现鼓形或多边形 原因：a:前工序外圆磨削产生的缺陷 b:研磨工艺 措施：a:提高前工序外圆磨削精度（形状和尺寸精度）b:先慢速研磨，待形状缺陷消除后，再加快研磨速度出现两端大小不一（即锥度）原因：研磨时两端速度不同 措施：研磨时不断 调换导柱方向,三.导柱加工工艺过程实例1.常用导柱的结构与技术要求1）尺寸精度要求和粗糙度要求2）形位公差要求包括同轴度、圆度、垂直度等，按GB1184-80,6级精度要求3）热处理要求：HRC5055或HRC5560,2.导柱加工工艺过程1）下料：棒料，T8,20 长度余量：23mm2）粗车：外圆定位（1）车端面和所有外圆面（2）调头车端面，长度至尺寸（3）车锥面、倒45角和圆角R3）钻中心孔：外圆定位（1）钻端面中心孔（3.6 4.6）（2）锪中心锥形孔4）车（半精车和精车）：双顶尖装夹，中心孔定位（1）半精车、精车各外圆面（2）精车锥面，倒R圆角5）热处理6）研磨中心孔：外圆面定位,7）磨削外圆：中心孔定位 粗磨、精磨各段外圆；直导柱可用无心磨削加工8）研磨导柱导向部分外圆9）清洗、喷涂防锈润滑油后，分类用塑料薄膜包封后入库。,二.导套加工方法1.塑料模导套结构2.导套加工的技术要求1）导套内孔与外圆的同轴度：0.008，内孔公差：H72）内孔圆柱度：对内径 30的导套：1级：0.004 2级:0.0063）内孔的粗糙度：滑动导向 Ra0.2 滚动导向：Ra0.054）台阶导套台阶定位面对孔中心线的跳动量：0.0055）导套装入模板后与模板一同磨平，以保证其厚度一致。3.导套加工工艺工程（1）下料：长度留23mm的余量（2）粗车和半精车：外圆定位 粗车和半精车外圆、端面及倒角，钻、扩、精车内孔，留0.20.3磨削余量。（3）精车外圆：内孔为定位基准，心棒定位 精车各部外圆，包括导角和退刀槽，留磨削余量（4）热处理,3.3 筒体形零件的加工一.模具中的筒体形零件1.成型零件：型芯、型腔镶套2.标准件、通用件：定位套、浇口套、导套、推管、支承套等,（5）磨内孔：外圆定位 磨内孔，留0.010.015mm研磨余量（6）磨外圆：内孔为定位基准，心棒定位 精磨固定端外圆至尺寸及端面。（7）研磨内孔至尺寸（8）检验、包装入库4.导套的研磨1）利用研磨棒研磨（单件、小批量）研磨棒结构形式：固定式和可调式,2）利用导套研磨机（1）导套研磨机的结构及原理主轴转动：240400r/min主轴的上下往复运动：由减速器经偏心轮和连杆4完成。6080次/min工作台高度的调整：由手轮和齿轮齿条来完成研磨量的调整：调节杆8压向撞杆9使研磨套涨开，调节研磨量（2）研磨时容易出现的问题常见缺陷：喇叭口（上大下小）原因：研磨时研磨工具的往复运动使磨料集中在上口措施：研磨工具运动到导套下部时加添研磨剂，同时增加在下部时的研磨时间,三.其它套型零件的加工 1.动、定模成型镶套的加工1）定模型腔镶套的加工（1）下料（2）车：外圆面为定位基准粗车、半精车外圆及端面钻、扩、镗孔（3）铣方孔（或线切割）：外圆面为 定位基准（5）热处理（6）磨：以外圆面为定位基准，磨内孔以内圆面为定位基准，磨外圆与台阶（7）型腔抛光与镀铬,2.浇口套主流道锥孔的加工1）方法一：（1）钻孔：将中心孔钻成阶梯形的台阶孔（2）铰孔：使用锥度铰刀铰孔，分粗铰与精铰两次加工完成（3）热处理（4）研抛锥孔：使用专用斜度抛光工具研抛2）方法二：（1）钻孔：钻穿丝孔（2）线切割：割锥度孔（3）热处理（4）研抛锥孔：使用专用斜度抛光工具研抛,3.推管的加工1）推管加工中容易出现的问题：出现“让刀”现象，即推管中段出现不同程度的“腰鼓”形。2）措施（1）校直：在1m长度上直线度不超过0.15mm（2）研磨中心孔：消除热处理后的中心孔变形（3）调整头架与尾座间的距离，工件在两顶尖间转动时以不紧不松为宜，且采用弹簧顶尖。（4）修整砂轮（修窄），减小砂轮与工件的磨削面积，从而减小磨削力，降低工件变形。同时选用硬度较低，粒度较粗的砂轮，以减少同时切削的粒数。,（5）采用支撑中心架。（6）工件旋转采用双拨杆而不宜采用单拨杆来带动工件旋转，以免受力不均。（拨盘上的拨杆拨动鸡心夹头带动工件旋转）（7）磨削时工件要进行充分冷却，加大出水量和出水口，但水流应缓慢，避免冲击工件。（8）磨好后应垂直放置，尤其应避免平放于不平的表面上。3）内孔的加工（1）采用深孔钻加工细长深孔。（2）先加工大孔（通过孔），再加工小孔（配合孔）（3）铰配合孔。粗铰后精铰。（4）热处理（5）铰孔（硬质合金铰刀）或磨孔（粗磨与精磨）,