平面及復雜曲面加工

平面及復雜曲面加工

一、銑削

主切削運動是刀具的旋轉。臥銑時，平面的形成是由銑刀的外園面上的刃形成的。立銑時，平面是由銑刀的端面刃形成的。提高銑刀的轉速可以獲得較高的切削速度，因此生產率較高。但由于銑刀刀齒的切入、切出，形成沖擊，切削過程容易產生振動，因而限制了表面質量的提高。這種沖擊，也加劇了刀具的磨損和破損，往往導致硬質合金刀片的碎裂。在切離工件的一般時間內，可以得到一定冷卻，因此散熱條件較好。按照銑削時主運動速度方向與工件進給方向的相同或相反，又分為順銑和逆銑。

順銑 銑削力的水平分力與工件的進給方向相同，工件臺進給絲杠與固定螺母之間一般有間隙存在，因此切削力容易引起工件和工作臺一起向前竄動，使進給量突然增大，引起打刀。在銑削鑄件或鍛件等表面有硬度的工件時，順銑刀齒首先接觸工件硬皮，加劇了銑刀的磨損。
逆銑 可以避免順銑時發生的竄動現象。逆銑時，切削厚度從零開始逐漸增大，因而刀刃開始經歷了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。同時，逆銑時，銑削力將工件上抬，易引起振動，這是逆銑的不利之處。

銑削的加工精度一般可達IT8—IT7，表面粗糙度為6.3—1.6μm。

普通銑削一般只能加工平面，用成形銑刀也可以加工出固定的曲面。數控銑床可以用軟件通過數控系統控制幾個軸按一定關系聯動，銑出復雜曲面來，這時一般采用球頭銑刀。數控銑床對加工葉輪機械的葉片、模具的模芯和型腔等形狀復雜的工件，具有特別重要的意義。

二、銑床
銑床就是用銑刀進行切削加工的機床.

⑴應用:加工表面(水平平面,垂直面等),溝槽(鍵槽,T型槽,燕尾槽等).多齒零件的齒槽(齒輪,鏈輪,棘輪,花鍵軸等),螺紋形表面(螺紋和螺旋槽)及各種曲面.

⑵銑削特點: ①每個刀齒不均勻,不連續切削,切入與切離時均會硬氣沖突與振動;
②銑削時切削層參數及切削力是變化的,也易引起振動,影響加工質量;
③同時參加切削的刀齒較多,生產率較高.

⑶銑削方法: ①端銑:常用加工平面
②周銑:
a.逆銑:銑刀的旋轉方向和工件的進給方向相反,特點:提高刀具耐用度,工件Ra保證工件夾持穩固,易打刀.
b.順銑:銑刀的旋轉方向和工件的進給方向相同.特點:加速刀具后刀面磨損,破壞工件表面Ra,使工件夾持不穩.

⑷銑床分類:銑床可分為:臥式升降臺銑床;立式升降臺銑床;龍門銑床;工具銑床;各種專門化銑床.

三、銑刀

銑刀是一種多刃回轉刀具.銑削時同時參加切削的切削刃較長,且無空行程,Vc也較高,所以生產率較高.

三維曲面的切削加工，主要采用仿形銑和數控銑的方法或特種加工方法。仿形銑必須有原型作為靠模。加工中球頭仿形頭，一直以一定壓力接觸原型曲面。仿形頭的運動變換為電感量，加工放大控制銑床三個軸的運動，形成刀頭沿曲面運動的軌跡。銑刀多采用與仿形頭等半徑的球頭銑刀。數控技術的出現為曲面加工提供了更有效的方法。在數控銑床或加工中心上加工時，是通過球頭銑刀逐點按坐標值加工而成。采用加工中心加工復雜曲面的優點是：加工中心上有刀庫，配備幾十把刀具。曲面的粗、精加工，可用不同刀具對凹曲面的不同曲率半徑，也可選用適當的刀具。同時，可在一次安裝中加工各種輔助表面，如孔、螺紋、槽等。這樣充分保證了各表面的相對位置精度。

四、磨床
磨床是用磨料磨具(砂輪,砂帶,油石和研磨料)為工具進行切削加工的機床.廣泛用于零件的精加工,尤其是淬硬鋼件,高硬度特殊材料及非金屬材料(如陶瓷)的精加工。
磨床種類很多,其主要類型有:外圓磨床,內圓磨床,平面磨床,工具磨床，刀具和刃具磨床及各種專門化磨床.此外還有珩磨機,研磨機和超精加工機床等。
⑴外圓磨床:主要用于磨削內,外圓柱和圓錐表面,也能磨階梯軸的軸肩和端面,可獲得IT6-IT7及精度Ra在1.25--0.08μm之間. 主參數:最大磨削直徑
⑵無心外圓磨床:工件放在砂輪和導軌之間,由托板支撐進行磨削。
無心外圓磨床與外圓磨床相比,具有以下優點:
①生產率高(無須打中心空,且裝夾省時),所以多用于成批生產和大量生產
②磨削表面尺寸精度,幾何形狀精度較高,Ra小
③能配上自動上料機構,實現自動化生產
⑶內圓磨床:用于磨圓柱孔和圓錐孔,其主參數是最打磨削內孔直徑
⑷平面磨床:分為臥軸矩臺式磨床(生產率低些,但加工精度較高,Ra較小,屬于周邊磨削),立軸矩臺式磨床,立軸圓臺式磨床(生產率高,但加工精度較低,Ra較大,屬于端面磨削),臥軸圓臺式磨床。
五、砂輪
砂輪的特性主要由磨料,粒度,結合劑,硬度,組織幾形狀尺寸等因素決定。

六、齒輪加工機床
在金屬切削機床中,用來加工齒輪輪齒的機床稱為齒輪加工機床。
齒輪加工機床分為:
⑴圓柱齒輪加工機床主要由滾齒機、插齒機等。
⑵圓錐齒輪加工機床有加工直齒錐齒齒輪的刨齒機、銑齒機、拉齒機和加工弧齒錐齒齒輪的銑齒機。
⑶用來精加工齒輪齒面的機床有珩齒機、剃齒機和磨齒機等。
七、齒輪加工方法
齒輪齒面加工方法可分為兩大類：成形法和展成法。成形法加工齒面所使用的機床一般為普通銑床，刀具為成形銑刀，需要兩個簡單成形運動：刀具的旋轉運動和直線移動。展成法加工齒面的常用機床有滾齒機、插齒機等。
（一）成形法:是用與被加工齒輪齒槽形狀相同的成形刀具切削輪齒.
①盤狀齒輪銑刀:為鏟齒成形銑刀,其加工精度,生產率都較低,但結構簡單,成本低.刀具是旋轉運動;銑刀眼齒輪坯的軸向移動。
②指狀齒輪銑刀:加工模數較大齒輪.(m=10-100mm),如:直齒,斜圓柱齒,人字齒。

（二）范成法(包絡法或展成法):是利用齒輪的嚙合原理進行切削的,只需一把刀具就能加工出模數相同而齒數不同的齒輪,其加工精度和生產率比成形法高,因而應用也最廣泛.采用范成法的加工齒輪的機床有滾齒機,插齒機,磨齒機,剃齒機和珩齒機等.
（三）齒輪精加工方法:剃齒,珩齒,磨齒,研齒。
（四）齒輪粗加工方法:銑齒,滾齒,插齒 。