切削加工翻译.pdf

8 8 第88讲、金属切削 切削过程是通过切去材料工作的。通常，被切掉的部分是很小的片体，称为 切屑。常用的切削工艺包括锯断，成型加工（或刨），拉削，钻孔，磨削，车削 和铣削加工。尽管用以切削的实际的机床，刀具和流程看起来彼此非常不同，但 形成切屑的基本原理都是由一种简单的被称正交切削模型。 在所有的加工过程中，工件的形状，即去除切屑的最后部分的形状。我们的 目的是切去多余的材料，并获得最终的部分。这种切削通常需要在几个步骤中完 成的，在每个步骤中，该部件都要由一个夹具夹持，并且露出部分机床的刀具要 能进行加工。常见的装置包括虎钳，夹具，三爪或四爪卡盘等，每一次的装夹被 称为工序。在每个工序中进行一个或多个切削加工，可以使用一个或多个切削刀 具。从一个工序到另一个工序的加工，我们必须从机床取下原来夹持用的夹具， 然后换上新的夹具定位到新的位置，重新建立机床的加工坐标系，最后开始加工 操作。因此，每一次的装夹都是费时，费财的过程，所以我们要尽量减少工序量， 在整个切削加工过程中要合理布置加工的先后顺序，尽可能分到同组工序中，确 定每个工序用的夹具，这个过程称为流程规划。 本文分三部分进行阐明： （i）流程的介绍，（ii）正交切削模型和刀具寿命优化（iii）工艺规划和 加工铣削规划 8.1、流程的介绍 8.1、流程的介绍 88..11、、流流程程的的介介绍绍 8.1.1 8.1.1 88..11..11 锯 锯是用于从一个大块的原材料中切下一个正确尺寸的工件。有以下几种类型 的锯（图1）： 钢锯：直叶片，往复运动; 带锯床：直叶片，焊接在一起，循环运转，在一个方向上连续移动; 圆锯：刀片呈圆盘的形状，连续旋转。 8.1.2 8.1.2 88..11..22、成型 成型是使用沿一点在水平方向移动的可以的复运动的一个单点工具，它是用 来建立一个平面的表面，通常是准备稍后可被用作铣床等加工工件上操作简单的 矩形块 。在图4中示出一个典型的机器，以及一个简短的描述和操作。 8.1.3 8.1.3 88..11..33、拉床 拉床能够大规模生产形状复杂的几何零件，尤其是加工复杂形状的孔。拉刀 沿轴线方向有一系列的切削齿，拉刀用力进行拉削时，每颗齿都切去一小片刀屑。 因此，第一组的齿切去工件大部分的材料，最后几排的齿切去非常小的材料量。 最后一组齿的几何形状需要相同的几何设计。 8.1.4 8.1.4 88..11..44、钻孔，扩孔，镗孔，攻丝 这四种方法都用于加工不同类型的孔。钻孔加工不同类型的的圆孔；扩孔是 用来改善钻出的孔的尺寸公差；镗是类似车床的一种特殊的机床，切削精度高的 孔，攻丝是在钻出的孔上加工螺纹。 钻孔：普通麻花钻工具（钻头）的几何结构是复杂，它的底部有直接的切削 齿，这些牙齿完成大部分的金属切削任务，它有沿圆柱面弯曲的齿（图6）螺旋 齿所形成的的槽被称为长笛，它的作用是把加工时产生的切削排到外面。显然， 钻头的前端的速度为零，所以此区域的刀具进行大的切削加工，因此，常见的是 在材料的中心钻一个小孔，称为中心孔。中心孔是由一种特殊钻头叫中心钻的钻 出来的，这同样是一种非常好的方法让钻头与该孔的中心的位置对齐。钻头的形 状和大小有数百个不同的类型，在这里，我们就局限于一些普通的钻头的列举。 普通钻头的材料包括淬硬钢（高速钢，氮化钛涂层钢板），用于切割硬质材 料，钻硬质孔，例如：碳化物或CBN刀片被使用; 一般来说，钻孔机用于钻较软的材料时选较小的角度，切削硬而脆的材料时 选比较大一点的角度； 如果要加工的孔的长度/直径比大的，那么我们需要一根特殊的杆支持的钻 头，其本身可以很长，这样的杆件被称为钻杆。此过程用于孔直径数毫米以上， 甚至L / D比值可达300，这些都可以用钻杆。 钻孔不能加工直径非常小的孔（例如：0.5毫米），因为该刀具可能会断 裂，或是被卡在工件上。 通常，经测定由钻头钻的孔的大小是略大于的钻头的直径，这主要是因为刀 具主轴的振动影响的，因为它的旋转，主轴轴线就可能错位，还有其他一些影响 因素； 为了严格控制孔的直径的尺寸，我们首先钻一个略小于所需的大小（例如 小于0.25毫米）的孔，然后使用一种特殊类型的钻头称为铰刀。铰孔具有非常 低的材料切除率，切削深度小，但能获得良好的尺寸精度； 大而深的孔是由铲钻加工； 埋头孔/扩孔的钻头有多个直径，它们加工出