工程實訓指導書（金工實習）工業機器人或可換工作臺數控機床單元控制器0第十一章現代制造技術工作臺架?CNC第一節概述檢測裝置監控裝

工程實訓指導書（金工實習）工業機器人或可換工作臺數控機床單元控制器0第十一章現代制造技術工作臺架?CNC第一節概述檢測裝置監控裝置圖10-19柔性制造單元在瞬息萬變的市場競爭下，高質量、高效率和多品種小批量柔性生產方式已是現代企業柔性制造單元具有相對的獨立性，它既可以作為柔性制造系統中的基本模塊，能完整地生存和發展的必要條件。傳統的制造技術難以適應現代市場競爭的要求，以集成了計算機技完成該系統中的一個規定功能；也可以作為獨立運行的生產設備單獨承擔任務，進行自動加術、數控技術、微電子技術、傳感檢測技術、信息處理技術、伺服技術、光機電一體化技術工。在現代科學技術的推動下，根據需要可將柔性制造單元（FMC）進一步發展為柔性制和網絡通信技術于一體的現代制造技術得到了迅速發展和廣泛應用?，F代制造技術的特點是：以工藝為突破口，形成設計與工藝的一體化；精密和超精密加造系統（FMS）。隨著柔性加工技術、計算機輔助技術及信息技術的發展，現代機械制造業進入了全面自動化階段，機械制造的柔性自動化也進一步發展到更高的階段——計算機集成工技術為主體；產品設計是其生命周期的全過程設計；強調人、組織、技術和環境的集成及制造系統（CIMS）。它是FMC和FMS的高度發展，可使企業實現整體優化和生產的自綠色制造；整個制造過程不再是一個離散的生產過程而是一個高度柔性化、智能化、集成化動化。20世紀90年代以來，人們在致力于發展單項先進制造技術的同時，開始尋求全新的現代制造系統。在柔性制造系統發展的基礎上，計算機集成制造系統（CIMS）的發展進入了的現代制造系統?？傊瑥膯文軝C和剛性自動線開始，發達國家的生產自動化已走過了數控機床（CNC）、加工中心（MC）、柔性制造單元（FMC）和柔性制造系統（FMS），向計算機集成制造系統（CIMS）發展，并已取得了初步成功。而我國就總體來講，仍處于數控機床和加新階段。圍繞CIMS應用提出了許多新的制造理念，并進行了大量的實踐，如虛擬制造工中心的發展階段。隨著數控技術向著采用32位芯片、多CPU、模塊化結構、通用程序語（VisualManufacturing，VM）、敏捷制造（AgileManufacturing，AM）、智能制造（Intelligent言、標準化通信協議、多功能和智能化等高檔系統的發展，數控機床將有更為廣闊的應用前Manufacturing，IM）、精良制造（LeanProduction，LP）、并行工程（ConcurrentEngineering，景，柔性制造系統和計算機集成制造系統也將有更快的發展CE）、企業資源計劃（EnterpriseResourcePlanning，ERP）等。這些制造方式（技術）使人們清楚地認識到解決現代企業所面臨的問題不只是依靠技術，而必須涉及人、管理、組織和復習思考題體制等重要因素。如果說計算機集成制造系統是以信息集成為特點，從技術角度解決企業競1.敘述用數控機床加工零件的過程。爭需求，那么并行工程、精良生產、敏捷制造、企業資源計劃等新的管理理論和技術則是以2.數控機床由哪幾部分組成？各有什么作用？消費者的需求為核心，通過企業組織和團隊合作以合理優化使用企業全部資源，達到技術、3.什么是開環、閉環和半閉環控制系統？其優缺點有哪些？各用于什么場合？4.數控編程的程序結構與格式是什么？現代制造技術的發展和現代制造系統工程的形成，對整個制造業的發展產生了深遠影組織、體制和人的集成，使企業更具有市場競爭力。5.加工中心與數控銑床的區別是什么？加工中心有何特點？響，并使其發生著巨大的變化。未來制造系統理應是一個綜合了機械、電子、計算機、信6.簡述生產自動化發展的過程及數控機床的發展方向。息、材料、自動化等多學科的高技術密集型系統，具有柔性化、智能化、集成化和并行工作的特點，能按訂單制造出生產成本與批量關聯度低的產品，滿足產品多樣化和個性化的要求，且高質量保證產品在整個生命周期內使消費者感到滿意。第二節特種加工特種加工是指利用電能、化學能、光能、聲能、熱能及機械能等能量對工程材料進行加工的工藝方法。在特種加工過程中，刀具與工件基本不接觸，不存在切削力和工件材料性能173172第十章數控加工工程實訓指導書（金工實習）換刀主軸正轉，轉速1000r/min代碼功能代碼NO2T01MO6；快速由對刀點移動到點S寸制輸入G61功能精確停止校驗方式（續）G20NO3S1000M03；G64G21米制輸入連續方式G65NO4G0OX50.0Y80.0；由點S到點（50，80，-7）G22脈沖當量子程序調用鏡像開G68旋轉變換NO5G00G43Z-7.0H1F500；由點（50，80，-7）到點F，右補償G24鏡像關G69G25旋轉取消N06G01G42XOY50.0D1F200；加工圓弧FEG73G28返回到參考點G74深孔鉆削循環NO7G03Y-50.0J-180.0；加工圓弧EDG29由參考點返回加工直線DCG33螺紋切削G76逆攻螺紋循環N08G03X18.856Y-36.667R20.0；精鏜循環刀具半徑補償取消G80N09G01X28.284Y-10.236；N10G03X28.284Y10.236R30.0；加工圓弧CBG40固定循環取消G41左刀補G81鉆孔循環加工直線BAG42右刀補G82沉頭孔循環加工圓弧AFG43刀具長度正向補償G83N11G01X18.856Y36.667；深孔鉆循環G44刀具長度負向補償G84N12GO3XOY50.0R20.0；由點F到點G（-10，50，-7）G49刀具長度補償取消攻螺紋循環G85鏜孔循環N13G01X-10.0；由點G到點（-10，50，35）G54工件坐標系1選擇G86工件坐標系2選擇鏜孔循環G55N14G01Z35.0F500:快速回到原點上方G87G56工件坐標系3選擇反鏜循環G88鏜孔循環N15GOOXOYOMO5:取消刀具半徑補償和刀具長度補償G57工件坐標系4選擇G89N16G40G49；程序結束G58工件坐標系5選擇鏜孔循環G90G59工件坐標系6選擇絕對編程N17M30；G91G60單方向定位增量編程G92工件坐標系設定第六節數控機床的發展加工中心工件坐標原點的位置是任意的，一般根據工件形狀和標注尺寸的基準以及計算最方便的Y原則來確定工件上某一點為工件坐標原點，具體選S（50，80）隨著數控技術的迅速發展，數控機床已從過去自動的單能機向多能機（加工中心）發展，從剛性連接的自動生產線向柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）和計算機集擇應注意：①為便于坐標值的計算，減少計算錯GFR20誤，工件坐標原點應選在零件固有的尺寸基準上；目前，數控機床正在向高速度、高精度、高度自動化的方向發展，即：成制造系統（CIMS）發展。②為提高被加工零件的加工精度，工件坐標原點盡（1）機床本身主軸轉速及工作臺進給高速化；自動換刀快速化；工件裝卸自動化及量選在精度較高的表面；③對稱的零件，工件坐標快速化；加工表面高精度化；控制系統功能多樣化；切削刀具強硬化。加工中心的主軸轉速原點應設在對稱中心上；不對稱的零件，工件坐標20R30可達5000～6000r/min，有的已達40000r/min；進給速度為1～2m/min，快速移動速度可達原點應設在工件外輪廓的某一交點上；④Z軸方向033m/min，并逐步靠近50m/min；換刀時間為1～2s，有的已達0.5s；加工精度可達IT7，有的零點，一般設在工件表面。在編程過程中，為避免尺寸換算，需使用G54-G59將工件坐標原點平D的可達IT6。移到工件基準處。E（2）控制技術程序設計簡易化；提高系統可靠性；增大記憶容量、加快數據處理能力；交互對話式、加工資料庫式、圖形資料庫式；經濟型數控系統的開發?，F以銑削凸輪輪廓為例，說明數控銑床編程的過程。圖10-18凸輪銑削近年來，在數控機床的基礎上配備自動上下料裝置或工業機器人及其他一些外圍設備在加工中心上，用6mm厚的鋁板按圖10-18的要求進行精加工。（如監控裝置、檢測裝置、單元控制器等）就構成了柔性制造單元（FMC）。如圖10-19所根據零件圖要求，確定加工工藝后，選凸輪圓心為X、Y軸零點，離工件表面100mm處示是由數控機床、工業機器人和其他外圍設備構成的柔性制造單元。它以數控機床為主體，為Z軸零點，建立工件坐標系。計算每一圓弧的起點坐標和終點坐標值，即基點的坐標分對零件進行加工，工業機器人負責從機床和工作臺架上裝卸工件。工作臺架用于存放待加工別為A（18.856，36.667）、B（28.284，10.236）、C（28.284，-10.236）、D（18.856，的或已加工的工件，并具有自動循環功能，將堆放的工件自動移至所需的位置。監控裝置則-36.667）。根據算得的基點和設定的工件坐標系可編程如下：對數控機床的工作狀態進行監視和控制，發現故障（如過載、刀具損壞等）立即停機。檢00010測裝置根據傳感器對工件檢驗的數據與系統的檢測信息進行比較，判斷是否合格，若不合格，便將數據反饋給數控機床，以修正加工信息。單元控制器將柔性制造單元中的數控機171NO1G90G0OXOYOZ100.0；程序名床、工業機器人和其他有關設備有機地聯系在一起，實現對整個制造單元的控制。刀具移動到工件上方100mm處170第十章數控加工4）編程時，認為車刀刀尖是一個點，但實際上車刀刀尖總帶有刀尖圓弧半徑，且隨著加工過程的進行，尤其是加工斜面、圓弧時，刀尖圓弧半徑的尺寸和形狀還會影響到加工精5）在車削過程中，由于工件的余量各處不同，或按工件精度要求粗、精加工分開等原度，因此應考慮刀具補償指令。，一個表面的加工常需多次反復進行，因此編程時要充分使用固定循環功能來簡化程序。二、數控車床編程的注意事項1）為了編程方便并符合車床的習慣，X軸的編程值與顯示值都是直徑而不是半徑。但在圓弧定義的附加語句中的R、I、K以半徑值標明。b）2）在車削工件時，由于加工的方法不同，主軸轉速必須有很大的調速范圍。ISO規定圖10-15數控車床a）斜床身數控車床b）平床身數控車床的有關主軸轉速的指令有：C96S_；恒線速度控制，S之后指定切削線速度。表10-5華中數控系統的G代碼功能G97S_；取消恒線速度控制，S之后指定主軸轉速。代碼功能在恒線速度控制時，一般要限制最高主軸轉速。若超過了最高轉速，則要使主軸轉速等代碼G0O快速定位G70功能于最高轉速。GO1直線插補精加工循環3）數控車床的進給方式多使用G99，也可使用G98。G71G02圓弧插補（順時針）4）在一個零件的程序或一個程序段中，零件尺寸可以是絕對坐標值（X、Z）或增量G72直徑復合粗切循環G03圓弧插補（逆時針）端面復合粗切循環G90坐標值（U、W），或兩者混合編程。要特別注意的是：直徑方向用絕對編程時，X以直徑G04延時直徑切削循環G94值表示；用增量編程時，以徑向實際位移量的兩倍值編程，并附上方向符號（正向省略）。G20寸制輸入端面切削循環G92G21米制輸入螺紋切削循環三、數控車床編程示例G96G27參考點返回檢查恒線速度控制G97現以車削手柄為例，說明數控車床編程的過程。G28返回到參考點恒線速度控制取消G98在FANUC系統的數控車床上，用40mm的鋁棒加工出圖10-16所示零件，要求粗、精G29由參考點返回每分鐘進給設置G99G32螺紋切削每轉進給設置加工分開。G54G40刀具補償取消工件坐標系12G55G41刀尖左補償工件坐標系2G42G56刀尖右補償工件坐標系3G5798號9O（0，0）G50修改工件坐標系工件坐標系4G58A（18，-9）工件坐標系5B（25，-29）C（35，-59）一、數控車床的編程特點D（35.-89）3020301）在一個程序段中，可采用絕對編程、增量編程或兩者混合編程。圖10-16數控車床編程示例2）許多數控車床用X、Z表示絕對坐標指令，用U、W表示增量坐標指令，而不用G90、G91指令。第一步：在分析零件圖，建立工件坐標系，以O點為工件坐標原點，以手柄徑向為X數控編程步驟如下。3）數控車床的坐標系以縱向為X軸，刀架離開工件的方向為X軸正方向，橫向為Z軸，指向尾座方向為Z軸正方向。因此，X軸方向與刀架的安裝部位有關。數控車床的程序軸、軸向為Z軸建立工件坐標系。原點是主軸中心線位于XO處，而工件精加工端面位于ZO處。為了編程方便并符合習慣，X第二步：標注加工坐標點，如圖10-16所示。軸的編程值與顯示值都是直徑而不是半徑。第三步：確定刀具路徑，先將刀具快速移動至起始位置（X41.0，Z1.0），然后快速定167166第十章數控加工（續）工程實訓指導書（金工實習）意義及范圍4）M05：主軸停止。5）M06:換刀。地址進給速度的指定：FO～F150006）M08:1號切削液開。F主軸轉速的指定：S0～S99997）M09:切削液關。功能8刀具編號的指定：TO～T99（3）進給功能代碼（F代碼）F代碼與數值表示進給速度的大?。ㄒ话阋詍m/min來進給功能T主軸起停的指定：M03～M05表示）。主軸速度功能刀具功能M刀具補償號的指定：00～99（4）主軸速度功能代碼（S代碼）S代碼與數值表示主軸轉速的大?。ㄒ话阋詒/min來表示）。例如:S600M03；（注:主軸正轉，主軸轉速600r/min。）輔助功能H、D暫停時間的指定：秒子程序號的指定：P1-P9999（5）刀具功能代碼（T代碼）在數控銑床中T代碼常與換刀（MO6）輔助功能同時使補償號用，也用來為新刀具尋址。在數控車床中以T加數字方式直接換刀，如T0101。暫停P子程序的重復次數，固定循環的重復次數：L2-L9999四、數控程序的結構與格式子程序號的指定L固定循環的參數重復次數P、Q、R本書以FANUC數控系統為例講解數控程序。參數1.程序的結構2.程序段的格式一個完整的程序由程序名、程序內容和程序結束三部分組成。程序段的格式是指一個程序段中的字、字符和數據的書寫規則。目前常用的是字地址可例如：變程序段格式。程序段應包括機床所要求執行的功能和運動所需要的幾何數據和工藝數據，00015程序名其格式為:NG_X_Y_Z_RF_S_TM_。N1G90G00X60.0Z40.0；N2G01X30.0Z37.0F300；五、程序編制中的坐標系N3Z25.0；在編程時，應該首先在零件圖上設定工件坐標系和工件坐標原點。為使編程方便及各尺1.工件坐標系N4G02X46.0Z17.0R18.0；程序內容N5G01X60.0；寸較為直觀，工件坐標原點應盡量設置在工藝基準與設計基準上。N6G00Z40.0；2.絕對坐標系與增量（相對）坐標系N7M30；程序結束在具體編程時，工件坐標系又可分為絕對坐標系和增量坐標系兩種。（1）程序名程序名為程序的開始部分，作為程序的開始標記，在數控裝置存儲器中（1）絕對坐標系絕對坐標系是指刀具運動位置的坐標值是以設定的工件坐標原點為的程序目錄中。程序名由地址碼（如0）和四位編號數字（0001-9999）組成。（2）增量坐標系增量坐標系是指刀具運動位置的坐標值是相對于前一位置來計算的?；鶞式o出的值。（2）程序內容程序內容是整個程序的主要部分，由許多程序段組成。每個程序段由若干個字組成。每個字又由地址碼和若干數字組成。在程序中能做指令的最小單位是字。在數控車床中用X、Z表示絕對坐標，用U、W表示相對坐標。在數控銑床或加工中（3）程序結束程序結束一般用輔助功能代碼MO2和M30等來表示。心中用G90指定絕對坐標編程，用C91指定相對坐標編程，坐標的表示方式都是用X、常用的地址碼及其含義見表10-4。Y、Z。功能表10-4常用的地址碼及其含義第四節數控車床編程與加工地址程序名意義及范圍在所有的數控機床中，以數控車床、數控銑床和加工中心使用最為廣泛。其他還有數控程序段號程序編號：0001-9999N準備功能程序段編號：N1-N9999磨床、數控刨床、數控電火花機床和線切割機床等。雖然數控機床是多種多樣的，所使用的G指令動作方式（如直線、圓?。篏00-G99數控系統更是種類繁多，但其編程方法和所使用的指令卻基本一致，只要掌握了最基本的指X、Y、Z、U、V、W直線坐標軸令和編程方法，無論何種機床的編程都不難學習。一些數控車床如圖10-15所示。坐標字A、B、C市面上流行的數控系統有FANUC系統、西門子系統、廣州數控系統和華中數控系統旋轉坐標軸坐標軸的移動命令：±99999.999165◆◆R等。下面將以FANUC系統為例講解常用的數控車床和數控銑床或加工中心的編程加工方圓弧的半徑IJ、K圓弧中心的坐標法。華中數控系統的G代碼功能見表10-5。164第十一章現代制造技術工程實訓指導書（金工實習）2）編制數控機床、輸送裝置、儲料裝置及其他設備的工作程序，實現自動加工。CAD、CAE、CAPP、CAM等部分，是CAD/CAPP/CAM的集成。具體工作是接到管3）生產、工程信息的論證及其數據庫的建立。理信息系統下達的產品設計指令后，進行產品設計、工藝過程設計和產品數控加工編程，并柔性制造系統實現了集中控制和實時在線控制，縮短了生產周期，解決了多品種、中小將設計文檔、工藝規程、設備信息、工時定額送給MIS，將數控加工等工藝指令送給MAS。批量零件的生產率和系統柔性間的矛盾，具有較低的生產成本，是發展應用最廣的現代制造（3）制造自動化系統（ManufacturingAutomationSystem，，MAS）MAS是在計算機的控系統。制與調度下，按照數控代碼將毛坯加工成合格的零件并裝配成部件或產品。主要組成部分有二、計算機集成制造系統數控機床或加工中心、FMC和FMS等，包括立體倉庫、緩沖站、運輸車、刀具預調儀、裝、刀臺、刀具庫、清洗機、數控機床、加工中心、三坐標測量儀、夾具組裝臺、工業機器人及計算機集成制造系統（ComputerIntegratedManufacturingSystem，CIMS）是指在自動化計算機控制管理系統等。其目標是使產品制造活動優化、周期短、成本低、柔性高。技術、信息技術及制造技術的基礎上，通過計算機及其軟件系統，將制造企業內部與整個生（4）質量保證系統（ComputerAidedQualitySystem，CAQS）CAQS的主要功能是制訂產活動有關的所有物料流和信息流實現計算機高度統一的綜合化管理，從而把各種分散的自質量計劃，進行質量信息管理和計算機輔助在線質量控制等，其中包括產品質量決策、質量動化系統有機地集成起來，構成一個高效益、高柔性的智能制造系統。CIMS是通過計算機網絡把企業生產活動的全過程，即從市場預測、經營決策、計劃控檢測與數據采集、質量評價、控制與跟蹤、量具質量管理、生產過程質量管理等。其目標是制、工程設計、生產制造、質量控制到產品銷售等部門聯結為一個整體，保證了企業內部信保證從產品設計、制造、檢驗到售后服務整個過程的質量，提高企業競爭能力。息的一致性、共享性、可靠性、精確性和及時性，使生產由局部自動化走向全局自動化。2.支撐分系統（1）計算機網絡系統（NETworkSystem，NETS）NETS是支持CIMS各個分系統的開CIMS在工程應用的實現過程中，通常劃分為四個功能分系統和兩個支撐分系統（圖11-11）。放型網絡通信系統，采用國際標準和工業標準規定的網絡協議（如MAP、TCP/IP）等，可實現異種機互聯，異構周域網及多種網絡的互聯，滿足各應用分系統對網絡支持服務的不同市場信息技術信息售后服務信息需求，支持資源共享、分布處理、分布數據庫、分層遞階和實時控制。（2）數據庫管理系統（DataBaseManagementSystem，DBMS）DBMS是支持CIMS各個分系統，覆蓋企業全部信息，以實現企業的數據共享和信息集成。通常采用集中與分布相經營管工程設計集成分系統（EDIS）理信息結合的三層遞階控制體系結構——主數據管理系統、分布數據管理系統、數據控制系統，以服務質量分系統保證（MIS）分系統保證數據的安全性、一致性、易維護性等。制造自動化分系統（MAS）（CAQ）20世紀90年代以來，CIMS進入了一個迅速發展的階段。它提供了一種未來工廠的生功能分系統產模式，使企業的生產要素配置更合理、更優化，各種資源浪費減到最少，生產潛力得以更好發揮，產品質量、生產率、設備利用率得到極大的提高，生產周期大大縮短，生產成本大數據庫管理分系統（DBMS）幅降低，使企業獲得更大的經濟效益。由于CIMS的一些關鍵技術（如數據模型、系統技支撐分系統術、現代管理技術等）還沒有得到很好的解決，目前主要應用于離散型制造業，如汽車、計算機網絡分系統（NETS）飛機、電子設備和機床等的制造。但隨著這些關鍵技術的解決和新制造思想的實現，將使CIMS應用提高到一個新的水平。圖11-11CIMS結構1.功能分系統第四節快速原型制造技術（1）管理信息系統（ManagementInformationSystem，MIS）MIS的主要功能是進行信息處理，提供決策信息。具體工作是進行信息的收集、傳輸、加工和查詢等，處理信息包括經快速原型制造技術（RapidProtoypeManufacturing，RPM）是20世紀80年代初發展起營計劃管理、物料管理、生產管理、財務管理、人力資源管理、質量管理及輔助事務管理來的一門制造技術。RPM是直接根據產品CAD的三維實體模型數據，經計算機數據處理等，并根據決策支持模塊產生決策信息。其目標是縮短產品生產周期，降低流動資金占用，后，將三維實體數據模型轉化為許多二維平面模型的疊加，再通過計算機控制這些二維平面提高企業應變能力。在經營管理中主要應用制造資源計劃（MRPⅡ）、準時生產（JustIn模型，并順次將其連接，形成復雜的三維實體零件模型。Time，JIT）等技術。快速原型制造技術是機械工程、數控技術、CAD與CAM技術、激光技術以及新型材料技術（2）工程設計集成系統（EngineeringDesignIntegratedSystem，EDIS）EDIS的主要功的集成。它可以自動迅速地把設計思想物化為具有一定結構和功能的原型或直接制造零件，可以能是進行工程設計、分析和制造，使產品開發活動能夠高效、優質、自動地進行。該系統包對產品設計進行快速評價、修改，以響應市場需求，提高企業的競爭能力。目前，快速原型制造180技術主要有選擇性激光燒結法（（SelectiveLaserSintering，IS）、分層實體制造法（（Laminated181工程實訓指導書（金工實習）第十一量生產（多用于粗加工和半精加工），而電火花加工則適用于單件小批量生產。現代制造技術三、激光加工聲波加工的生產率雖比電火花、電解加工低，但加工精度較高，加工后的表面粗糙度激光加工是利用大功率的激光束照射工件的被加工部位，使其材料瞬間熔化或蒸發，＃值較小，Ra值可達0.1-1.0μm，常作為提高質量的進一步加工。在沖擊波的作用下，將熔融物質噴射出去，從而對工件進行穿孔、蝕刻、切割及焊接的方法（圖11-5）。激光是由處于激發狀態的原子、五、電子束加工離子或分子受激輻射即發出的得到加強的光，激光器電子束加工是在真空狀態下利用高速電子的沖擊動能來加工工件的（圖11-7）。加工是一種能量密度高、方向性強、單色性好的光圈反射鏡時，利用電能將陰極加熱到2700℃以上，發射電子并形成電子云，向陽極方向加速運動，相干光。加工時，利用透鏡將激光聚焦后在焦點處達到很高的能量密度，可產生上萬攝T經聚焦后得到能量密度極高（可達109W/cm2）、直徑僅為幾微米的電子束。它以極高的速度作用到被加工表面上，而使局部材料瞬時熔融、汽化蒸發而被蝕除，達到加工目的。氏度的高溫，使金屬或非金屬材料立即汽化、電子束加工是通過熱效應實現的，可用于各種脆硬、韌性、導體、非導體、熱敏性、易蒸發，并產生很強烈的沖擊波，使熔化物呈透鏡氧化材料，金屬或非金屬的加工，加工速度快、生產率高，加工中工件產生的應力和變形很爆炸式噴射去除。工作臺小、不易氧化，加工過程易實現自動化。激光加工不使用加工工具，可以通過空電源工件電子束加工常用于精微深孔和縫的加工，也可用于焊接、切割、熱處理、蝕刻等。氣、惰性氣體或光學透明介質進行加工，幾六、離子束加工乎可加工所有金屬或非金屬材料（包括石英、陶瓷、金剛石等硬脆材料）。激光光斑圖11-5激光加工原理離子束加工是在真空狀態下將離子源產生的離子束經加速、聚焦后，撞擊到工件表面上，引起材料變形、破壞和分離而實現加工的方法（圖11-8）。離子束比電子束具有更大的大小可聚焦到微米級，可用于精密微細加工，如加工深而小的微孔（最小孔徑可達能量。0.001mm）和窄縫。激光加工速度快、效率高，鉆一個孔只需0.001s，易于實現自動化生產和流水作業，且無機械加工變形，熱影響區也很小。目前，激光加工主要用于鉆孔、切割發射電子陰極和焊接。真空抽氣口氬氣入口999控制柵極加速陽極燈絲、電磁線圈四、超聲波加工聚焦裝置。⊙超聲波加工是利用工具做超聲振動，帶動工件和工18高頻具間的磨料懸浮液，沖擊和拋磨工件的被加工部位，使發生器電離室離子束抽真空陽極其周圍材料破碎成粉末，來進行穿孔、切割和研磨等的偏轉裝置工件陰極加工方法（圖11-6）。加工時，工件、磨料、工具緊密工件陰極相靠，由于工具的超聲振動使磨料懸浮液以很大的速冷卻器～工作臺度、加速度和超聲頻打擊工件，使工件局部材料變形，位移裝置受擊處產生破碎、裂紋，成微粒而脫離工件，這是磨料磁致伸縮圖11-8離子束加工原理換能器撞擊和拋磨作用。同時磨料懸浮液在超聲波振動作用下圖11-7電子束加工原理產生液壓沖擊和空化現象，促使液體滲入被加工材料的磨料懸浮液離子束加工是通過熱效應實現加工的，其主要用于精密、微細以及光整加工，特別是對裂紋處，加強了機械破壞作用，液壓沖擊也使工件表面抽出變幅桿亞微米至納米級精度的加工。通過對離子束流密度和能量的精確控制，可以對工件進行離子損壞而蝕除，逐步使工件形成與工具端面形狀相似的型磨料懸浮液濺射、離子銑削、離子蝕刻、離子拋光和離子注入等納米級加工。例如：利用離子濺射，加腔而達到加工目的。送入工具工非球面透鏡；利用離子摻光，可加工出沒有缺陷的光整表面；利用離子注入加工，可實現超聲波加工不但能加工硬質合金、淬火鋼等脆硬材半導體材料摻雜、高速工具鋼或硬質合金刀具材料切削刃表面改性等。工件料，而且更適合于加工玻璃、陶瓷、半導體鍺和硅及不離子束加工被認為是未來最有前途的超精密加工和微細加工方法。導電的非金屬脆硬材料。超聲波加工可加工脆硬材料上圖11-6超聲波加工原理七、復合加工的圓孔、型孔、套料微細孔等，也可用于切割、雕刻、研磨、清洗和焊接加工。復合加工是將機械加工和特種加工疊加或兩種及兩種以上的特種加工合理地組合在一起177◆176第十一章現代制造技術工程實訓指導書（金工實習）的加工方法。它能成倍地提高加工效率和進一步導電結合劑及工夾具的自動供給和裝卸以及完成工序間的自動傳送、調運和存儲工作。該系統包括各種砂輪改善加工質量，是特種加工發展的重要方向?，F傳送帶、自動導引小車、工業機器人及專用吊運送機等。絕緣磨料將典型復合加工中的電解磨削介紹如下：（金剛石、剛玉）計算機控制的信息系統是用于處理FMS的各種信息、輸出控制數控機床、物料搬運系電解磨削是利用電解作用與機械磨削相結合等自動操作所需的信息，是通過主控計算機或分布式計算機系統來實現主要控制功能的。的一種復合加工方法（圖11-9）。加工時，砂輪陰極一根據FMS的規模大小，信息系統的復雜程度將有所不同。接陰極，工件接陽極，且兩者之間保持一定的接2.FMS的分類觸應力，加工區域送入電解液，在電解和機械磨按FMS的規模大小可分為以下四類：陽極～削的雙重作用下，工件很快達到加工要求。在電（1）柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell，FMC）FMC在生產中比FMS晚6～8電解液解磨削中，電解作用是主要的，金屬主要靠電化年出現，是FMS向廉價化和小型化發展的一種產物，是實現單機柔性化及自動化的代表，工件學腐蝕下來，砂輪起著磨去電解產物（陽極鈍化氧化膜腐蝕物可看成是一個規模小的FMS，它通常由1～2臺加工中心、工業機器人、數控機床和物料運物）和平整工件表面的作用。圖11-9電解磨削原理送存儲設備構成，具有適應加工多品種產品的特性，目前已進入普及應用階段。電解磨削在加工時幾乎不產生磨削力和磨削熱，工件不會出現裂紋、燒傷和變形等缺（2）柔性制造系統（FlexibleManufacturingSystem，FMS）FMS通常有4臺或更多臺全陷，可以高效、高質地磨削各類硬質合金、高速工具鋼等切削刀具以及各種強度高、韌性與自動數控機床（加工中心或車削中心等），由集中的控制系統及物料搬運系統連接起來，可脆性大、熱敏感材料所制成的工件。但設備費用較高。在不停機的情況下實現多品種、中小批量零件的加工及管理。（3）柔性制造線（FlexibleManufacturingLine，FML）FML是處于單一或少品種大批量第三節柔性制造系統與計算機集成制造系統非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產線，是以離散型生產中的柔性制造系統和連接性生產過程中的分散型控制系統（DCS）為代表，實現生產線柔性化及自動化的。它通機械制造過程是一種離散的生產過程，實現自動化較困難。機械制造自動化的發展經歷常由加工中心、數控機床或專用機床、NC專用機床和柔性低于FMS的物料搬運系統構成，了單機自動化、自動線、數控機床、加工中心、柔性制造系統、計算機集成制造系統和并行但生產率更高。其技術已基本成熟，目前進入實用化階段。工程等幾個階段，并進一步向柔性化、集成化和智能化發展。目前，柔性制造系統和計算機（4）柔性制造工廠（FlexibleManufacturingFactory，FMF）FMF是將多條FMS連接起集成制造系統在機械制造中的應用日益廣泛。來，配以自動化立體倉庫，用計算機系統進行聯系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢一、柔性制造系統驗、運送至發貨的完整FMS。它也包括了CAD/CAM并使計算機集成制造系統（CIMS）投人實際使用，實現生產系統并行化及自動化，進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物柔性制造系統（FlexibleManufacturingSystem，FMS）是由統一的計算機控制系統（信料儲運過程的自動化。息流）、物料（工件、刀具）和輸送系統（物料流）連接起來的一組加工設備，能在不停情況下實現多品種、小批量零件的加工，并具有一定管理功能的自動化制造系統。3.FMS應具有的功能1.FMS的一般組成FMS是在成組技術（GT）、計算機技術、數控技術、CAD技術、機電一體化技術FMS主要是由多工位的數控加工系（Mechatronics）、模糊控制技術、智能傳感器技術、人工神經網絡技術（ANN）和虛擬現實統、自動化物料輸送、存儲系統和計算機（VR）及計算機仿真技術等技術基礎上發展起來的，它具有以下主要功能：控制的信息系統組成的（圖11-10）。圖程序編制（1）自動完成多品種、多工序工件的加工功能這是依靠計算機控制的數控機床群來加工約束條件中空心箭頭表示信息流，實線箭頭表示物實現的，其中包括自動換刀、自動安裝工件、切削液的自動供應和切屑的自動處理等。料流，雙點畫線框內表示FMS范圍。FMS老動迎中央數據處理K-監控和記錄（2）自動輸送和儲料功能這是由各種自動輸送設備如環形輸送托板、傳輸裝置、無的系統擴展必須以模塊結構為基礎。軌小車、工業機器人等，以及自動化儲料倉庫如毛坯倉庫、中間倉庫、零件倉庫、夾具倉數控加工系統是由可自動換刀的數控儲料機床機床機床測量機床、加工中心或車削中心組成的。待加（3）自動診斷功能這是由系統工況監視功能、指令和恢復功能組成的。監視功能庫、刀具倉庫等來實現的。√工工件的類別及技術要求將決定FMS所運送系統（監控功能）是通過各類傳感器來測量、控制加工精度，監視刀具的磨損或破損，以保證加采用的設備形式。毛坯上料工的順利進行。指令和恢復功能是計算機發出工作指令來補償加工精度、更換磨損或破損刀物料流物料輸送和存儲系統是由存儲、輸送輸入卸料零件具的功能。輸出和裝卸三個子系統組成的，用以實現工件（4）信息處理功能這是對所需信息進行綜合、控制，主要有：圖11-10柔性制造系統組成原理1）編制生產計劃及生產管理程序，實現可變加工而又均衡生產179178第九章鉗工頭指導書（金工實習三角刮刀（3）修配法修配法是指將零件的制造公差擴大，裝配時用鉗工的修配方法，修去某切削部分配合件上的預留量，以達到規定的裝配精度。一般適用于單件、小批且裝配精度要求較高的（4）調整法調整法是指裝配時調整一個或幾個零件的位置，以達到規定的裝配精度。刮削方向情況。刮刀切削部分其特點是可進行定期調整，易于保持和恢復配合精度，且零件的加工精度不高。一般適用于裝配自動化可以減輕勞動強度、提高生產率，其一般包括：給料自動化、傳送自動化、小批量生產或單件生產。軸瓦5.裝配自動化工件圖9-59刮削軸瓦裝人自動化、連接自動化、檢測自動化等。裝配自動化主要適用于批量裝配。裝配自動化系統分為剛性裝配和柔性裝配。剛性裝配系統是按一定的產品類型設計的，第九節裝配適合于大批量生產，能實現高速裝配，節拍穩定，生產率趨于恒定，但缺乏靈活性。是按照成組的裝配對象，確定工藝過程，選擇若干相適應的裝配單元和物料儲運系統，由計算機或其網絡統一控制，能實現裝配對象變換的自動化，能適應產品設計的變化，主要適合于多品將合格零件按裝配工藝文件組裝起來，并經調試成為合格產品的過程稱為裝配。裝配是產品制造的最終工序，其質量好壞直接影響產品性能和使用壽命。種中小批生產，且多用于自動化和無人化的生產。柔性裝配系統主要包括：可調裝配機、可編程的通用裝配機、裝配中心、工業機器人和機械手等。一、裝配工藝過程二、零件的連接方式1.裝配前的準備研究產品裝配圖及技術要求，了解產品結構、零件的作用及相互連接關系，弄清零部件零件的連接方式分為固定連接和活動連接。的工作表面和數量、重量及其裝拆空間；確定裝配方法、裝配順序；準備所需的裝配工具；固定連接是指裝配后零件之間沒有相對運動的連接，分為可拆式與不可拆式。1.固定連接領取零件并對裝配的零件進行清理、清洗（去油污、毛刺、銹蝕及污物）；涂防護潤滑油；完成需要的修配工作。1）可拆式固定連接包括螺紋、銷、鍵等連接及錐體配合等。2.裝配的組合形式2）不可拆式固定連接包括焊接、鉚接、過盈配合、膠合、壓合等。裝配一般分為組件裝配、部件裝配和總裝配?；顒舆B接是指裝配后零件在工作中能按規定要求做相對運動的連接，分為可拆式與不可2.活動連接組件裝配是將若干個零件安裝在基準零件上的裝配過程，如減速箱的軸與齒輪的裝配。部件裝配是將若于個零件、組件安裝在另一個基準零件上的裝配過程，如機床的主軸箱裝1）可拆式活動連接包括軸與滑動軸承、柱塞與套筒、絲杠與螺母等。拆式。配?？傃b配是將若干個零件、組件及部件安裝在產品的基準零件上構成產品的裝配過程，如車床的各部件安裝在床身上構成車床的裝配。2）不可拆式活動連接包括活動鉚接、滾動軸承等。3.裝配順序三、常用連接方式的裝配裝配的一般順序是：組件裝配一部件裝配一總裝配一調整一試車一檢驗一包裝。4.裝配工藝方法螺紋連接是機器裝配中最常用的可拆式固定連接，具有結構簡單、裝拆方便、連接可靠1.螺紋連接的裝配常用的裝配工藝方法有完全互換法、分組裝配法、修配法和調整法等。特點。常用的螺紋連接件有螺栓、螺釘、螺母及各種專用件等（1）完全互換法完全互換法是指裝配時各個零件不需要進行任何選擇、修配和調整就可以達到所規定的裝配精度。該裝配過程簡單、生產率高，易更換零件，但對零件的加工1）螺紋連接應做到手能自由旋人。過緊會咬壞螺紋，過松則受力后螺紋易斷裂。裝配時應注意：精度要求高。一般適用于裝配精度要求不高、產品批量較大的情況。（2）分組裝配法分組裝配法是指將零件的制造公差擴大，裝配時按零件的實際尺寸3）用螺栓、螺釘與螺母連接零件時，配合面要平整光潔，否則螺紋易松動。為提高接2）螺母端面應與螺栓軸線垂直，以使受力均勻。大小順序分組，然后對應各組進行裝配，以達到規定的裝配精度。一般適用于成批生產中的某些精密配合處。4）雙頭螺柱要牢固地擰在連接體上，松緊適當。裝配時，應使用潤滑油。5）裝配成組螺釘、螺母時，為保證接合面受力均勻，需按一定順序分兩次或三次擰緊合質量常加墊圈。149148第九章鉗工工程實訓指導書（金工實習）如圖9-27所示。工作部分銼柄圖9-29銼刀的構造切削方向銼刀存屑槽a）b）圖9-26鋸削圓管的方法分的長度表示，一般有100mm、150mm、200mm、a）正確b）不正確圖9-27鋸削薄板250mm、300mm、350mm和400mm七種。銼刀的銼齒是在剁機上剁出的，交叉排列，構成刀齒，形成存工件4.鋸削深縫刀的銼紋有單紋和雙紋兩種，一般制成雙紋，屑槽，如圖9-30所示。圖9-30銼齒當鋸縫的深度超過鋸弓的高度時，如圖9-28a所示，應將鋸條轉過90重新安裝，把以便銼屑斷碎，銼面不易堵塞，且省力。單紋銼刀一弓轉到工件旁邊，如圖9-28b所示，當鋸弓橫過來的高度仍不夠時，也可將鋸條轉過180°使其鋸齒安裝在鋸弓內進行切削，如圖9-28c所示。刀按每10mm長的銼面上銼齒的齒數分為粗銼、細銼和油光銼三種。粗（4-12）用于粗加工或銼銅、鋁等有色金屬；細（13-24齒）用于銼光表面或硬金屬；油般用于銼削鋁等軟材料。銼刀按用途可分為鉗工銼、整形銼和特種銼三種。鉗工銼適用于一般工件表面的銼削，光（30～40齒）用于精加工時修光表面。通常按其截面形狀的不同分為平銼、方銼、圓銼、半圓銼、三角銼等，如圖9-31所示。整形適用于精加工及修整工件上細小部位和精密工件（如樣板、模具等）的加工，一般5～2.銼刀的種類b）12支一組。特種銼適用于工件的各種特殊表面的加工。0平銼圖9-28鋸削深縫四、鋸削安全注意事項半圓鐘1）鋸削起鋸后應將左手輕扶在弓架前段，謹防將左手放在臺虎鉗上，被手鋸鋸傷。2）鋸削過程動作要平穩，壓力不宜過大，速度要適中，特別是在卡鋸時不要強行推鋸，以免鋸條折斷傷人。方銼3）工件快斷時，注意控制手鋸，防止工件掉落傷手、傷腳。第五節銼削三角銼H用銼刀對工件表面進行切削加工的操作稱為銼削。它是鉗工最基本的操作，多用于鋸削或鏨削之后，常用于零部件的裝配與加工。銼削加工簡便，工作范圍廣，可用于加工平面、圓銼曲面、溝槽和各種復雜表面，也可用于裝配時的工件修整。銼削的尺寸精度可達IT7-IT8，應用示例表面粗糙度Ra值可達0.8μm。圖9-31鉗工銼的種類一、刀及其使用1.銼刀的構造二、銼削的基本操作刀（圖9-29）是由碳素工具鋼經淬硬制成的，硬度達62-67HRC。其規格以工作部根據工件形狀和加工面的大小選擇銼刀的形狀和規格；根據金屬材料的硬度、加工余量1.銼刀的選用137136工程實訓指導書（金工實習）第八章磨削與鏜削v＝F×L3/3E×I式中F——合力（N）；L——懸伸量（mm）；E——彈性模量（Pa）；I——刀桿的截面慣性矩（mm4）。（硬度45HRC或更高）、鎳基及鈷基合金的精鏜。氮化硅基陶瓷刀片包括雙層CVD涂層（一層是TiN，另一層是Al2O3）牌號和未涂層牌鏜刀桿截面慣性矩的計算公式為號。涂層牌號兼具良好的韌性和刃口耐磨性，推薦用于灰鑄鐵和球墨鑄鐵的鏜削。某些未涂I＝πD4/64層牌號具有優異的抗熱沖擊性及斷裂韌度，而另一些牌號能夠吸收機械沖擊和保持良好的刃式中D——鏜刀桿的外徑（mm）?？谀湍バ裕祟惻铺栠m于高溫合金的鏜削。具有高韌性的未涂層牌號推薦用于灰鑄鐵的粗鏜分析鏜刀撓曲和截面慣性矩的計算公式可知，在鏜削時應遵循以下原則：金屬陶瓷是由陶瓷材料（鈦基硬質合金）與金屬（鎳、鈷）結合劑組合而成的復合材1）鏜刀的懸伸量應盡可能小。因為隨著懸伸量的增大，撓曲量也會隨之增大。例加料。金屬陶瓷分為涂層牌號和未涂層牌號兩類。未涂層牌號硬度較高，具有良好的抗積屑瘤和斷續鏜削。當懸伸量增大1.25倍時，在刀桿外徑和切削用量保持不變的情況下，撓曲量將增大近2和抗塑性變形能力，用于表面粗糙度要求較高的合金鋼精鏜。多層PVD涂層牌號（兩層2）鏜刀桿的直徑應盡可能大。因為當刀桿直徑增大時，其截面慣性矩也會增大，撓TEN涂層之間夾一層TiCN涂層）可用于大部分碳素鋼、合金鋼及不銹鋼的高速精鏜和半精量將會減小。例如，當刀桿直徑增大1.25倍時，在懸伸量和切削用量保持不變的情況下；用于加工灰鑄鐵和球墨鑄鐵時，也可獲得較長的刀具壽命和良好的表面粗糙度。撓曲量將減小近2.5倍。聚晶金剛石（PCD）是由金剛石微粉、結合劑和催化劑在高溫、高壓下制成的超硬材料。PCD刀片是將PCD刀尖焊接在硬質合金基體上制成的。PCD刀具最有效的用途是加工3）在懸伸量、刀桿外徑和切削用量保持不變時，采用高彈性模量材料的鏜刀桿可以小撓曲量。過共晶鋁合金（硅的質量分數超過12.6％）。PCD刀具的切削刃能長久保持鋒利，超過了其3.鏜刀桿的材料他刀具材料。此外，PCD刀具適用于高速切削。聚晶立方氮化硼（PCBN）的硬度僅次于PCD。市場供應的PCBN刀片有多種結構形鏜刀桿由鋼、鎢基高密度合金或硬質合金制成。無論何種牌號的碳素鋼和合金鋼，都有式，如焊接式PCBN刀片（將或大或小的PCBN刀尖焊接在硬質合金刀片上）、整體PCBN相同的彈性模量：E＝30×10Pa。一種常見的誤解是認為采用高硬度或高品質鋼制造鏜刀桿刀片、采用硬質合金基體的全加工面PCBN刀片等。PCBN刀片牌號通常用于淬硬鋼、工具可以減小撓曲量。而從撓曲計算公式可以看出，決定撓曲的變量之一是彈性模量而非硬度。鋼、高速工具鋼（45-60HRC）、灰鑄鐵、冷硬鑄鐵以及粉末冶金材料的精鏜加工。PCBN鎢基合金由粉末冶金制成。鎢、鎳、鐵、銅等高純度金屬粉末是燒結各種合金的典型元的一個獨特性能是其室溫硬度與切削時的高溫硬度基本相同，這就使PCBN刀具在高速加工素，其中有些合金可用于制作鏜刀桿和其他刀柄。用于制作鏜刀桿的典型鎢基高密度合金牌中可獲得比加工相同工件的其他類型刀具更長的刀具壽命。號是K1700（E＝45×10Pa）和K1800（E＝48×10Pa），用它們制成的鏜刀桿在以相同切削用量進行鏜削時，其撓曲量可比相同直徑和懸伸量的鋼制刀桿減小50％～60％。用于鋼制鏜刀桿的鏜刀片型號有：CNMG332、CNMG432和CNMG542；DNMG332和5.鏜刀片型號用硬質合金制成的鏜刀桿撓曲量非常小，因為其彈性模量比鋼和高密度鎢基合金高得DNMG442；SNMG432；TNMG332和TNMG432；VNMG332和VNMG432；WNMG332和WNMG432。多。制作鏜刀桿的典型硬質合金牌號的碳化鎢含量為90％～94％，鈷含量為6％～10％。鏜刀片的主要幾何角度有前角、刃傾角和余偏角。前角和刃傾角為負值，典型的前角值4.鏜刀片的材料為-6°；刃傾角根據刀片形狀的不同，在-16°～-10°之間取值；余偏角與刀片形狀有關：鏜刀片可采用硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷、PCD、PCBN等不同刀具材料制成。硬質合金CNMG和WNMG為-5°，DNMG和VNMG為-3°，TNMG為-1°，SNMG為15°。鏜刀片大多采用PVD或CVD涂層。例如，PVDTiN涂層適于加工高溫合金和奧氏體不銹鋼；用戶通過對刀片材料及幾何參數、刀桿材料及切削力進行認真權衡和優選，就會使鏜刀PVDTiAIN涂層用途廣泛，適于加工大部分鋼、鈦合金、鑄鐵及有色金屬合金。這兩種涂層都的撓曲減至最小，加工出符合要求的孔。涂覆于具有良好抗熱變形和抗斷續切削能力的硬質合金基體上。此類硬質合金基體含有約94％復習思考題的碳化鎢和約6％的鈷，如GB/T18376.1-2008規定的K10、K20、M10、M20、P10、P20。CVD涂層硬質合金牌號適用于大部分鋼和鑄鐵材料的鏜削。CVD涂層是由TiN、Al203、1.磨外圓時的切削運動有哪些？TiCN及TiC等多層成分組成的復合涂層，其中每層涂層都具有特定功能，不同的涂層組合2.外圓磨床由哪幾部分組成？各部分有何作用？能抵抗不同的磨損機制。典型的硬質合金牌號由碳化鎢、碳化鉭及含鈷TiC等多元碳化物組3.磨床為什么要使用液壓傳動？磨床工作臺的往復運動是如何實現的？成，如GB/T18376.1-2008規定的K10-K30、M10-M40、P10-P40。4.如何選擇砂輪？砂輪的硬度和磨粒的硬度有何不同？陶瓷刀片牌號包括氧化鋁（Al2O3）基和氮化硅（Si3N）基兩大類。氧化鋁基陶瓷刀片又分為未涂層和PVDTiN涂層兩類牌號。未涂層牌號具有較好的韌性和耐磨性，推薦用5.磨外圓的方法有哪幾種？各有什么特點？于合金鋼、工具鋼和硬度大于60HRC的馬氏體不銹鋼的鏜削。涂層牌號則用于淬硬鋼、鑄6.平面磨削常用方法有哪幾種？如何選用？8.鏜床主要有哪幾種？在鏜床上鏜孔與在車床上鏜孔有什么不同？7.鏜削的特點是什么？124125工程實訓指導書（金工實習）第八章大于車削所消耗的能量。這些能量在磨削中將迅速轉變為熱能，磨粒磨削點溫度高達10％磨削與鏜削1400℃，砂輪磨削區溫度也有幾百度。磨削溫度對加工表面質量影響很大，需設法控制2.影響磨削溫度的因素（1）砂輪速度提高砂輪速度，單位時間通過工件表面的磨粒數增多，單顆磨粒切好的抗泡性能，良好的環境穩定性。對于高速磨削，由于磨除效率高，發熱量大，因此對高厚度減小，擠壓和摩擦作用加劇，單位時間內產生的熱量增加，使磨削溫度升高磨削液的潤滑性及冷卻性能要求很高。另外，還應對磨削液的第二層功能，即防腐性、防（2）工件速度增大工件速度，單位時間內進入磨削區的工件材料增加，單顆磨?；鹦?、消泡性、無害性及抗氧化性等加以足夠重視。鋼片磨削液主要由潤滑劑、防銹添加劑、穩定劑等組成，廣泛應用于硬質合金的各種磨1.構成切削厚度加大，磨削力及能耗增加，磨削溫度上升；但從熱量傳遞的觀點分析，提高工件度，工件表面與砂輪的接觸時間縮短，工件上受熱影響區的深度較淺，可以有效防止削，具有潤滑、防銹、防腐蝕、冷卻等作用。其潤滑性佳，使用效果明顯優于乳化液，可提表面產生磨削燒傷和磨削裂紋。因此，在生產實踐中常采用提高工件速度的方法來減少工表面燒傷和裂紋。工件表面粗糙度，不粘砂輪，降低砂輪磨損。溶液透明，易觀察表面加工情況。防銹期達7天以上。（3）徑向進給量徑向進給量增大，單顆磨粒的切削厚度增大，產生的熱量增多，2.性能特征磨削溫度升高。（1）潤滑可延長刀具壽命，提高加工件表面質量。（2）防銹對于鋼和鑄件都有較好的防銹能力，可完全取代工序間防銹。（4）工件材料磨削韌性大、強度高、導熱性差的材料，因為消耗于金屬變形和摩（3）冷卻快速降低加工件的溫度。的能量大、發熱多，而散熱性能又差，故磨削溫度較高；磨削脆性大、強度低、導熱性好的材料，磨削溫度相對較低。（4）清洗對加工件遺留的鋼屑、鐵屑等有清洗作用，提高磨削效率。本品對機床、零件無腐蝕，對人體無毒害，符合環保要求，對環境無污染，（5）砂輪特性選用低硬度砂輪磨削時，砂輪自銳性好，磨粒切削刃鋒利，磨削力和（5）安全磨削溫度都比較低。選用粗粒度砂輪磨削時，容屑空間大，磨屑不易堵塞砂輪，磨削溫度比選用細粒度砂輪磨削時低。（6）經濟本品是高濃縮的，使用時可根據需要稀釋10～25倍，非常經濟。易于排放。磨削液種類非常多，通?？煞譃閮纱箢愋停核苄阅ハ饕汉陀腿苄阅ハ饕骸Ｋ苄阅ハ?.種類特性七、磨削表面的表面粗糙度液又可分為：乳化液、半合成、全合成。油溶性磨削液主要成分為礦物油。普通礦物油是在1.磨削表面的表面粗糙度的形成低黏度或中黏度礦物油中加防銹添加劑。例如在機械油、輕柴油、煤油中加脂肪酸以增強潤磨削表面的表面粗糙度是由磨粒磨削后在加工表面上形成殘留輪廓和工藝系統振動所引滑作用。另外在磨削液中加入硫、氯、磷等元素的極壓添加劑形成極壓油，其滲透能力和潤起的波紋所決定的?；芰m宜表面粗糙度要求低的工序加工使用。油溶性磨削液有較好的附著性，能隔絕2.影響磨削表面的表面粗糙度的因素空氣，防止磨削區氧化和水解等不良的化學反應。例如CBN砂輪易在高溫下與水發生反應，磨削時的殘留部分取決于砂輪的粒度、硬度、砂輪的修整質量及磨削用量。所以使用CBN高速磨削時應采用油性磨削液。水溶性磨削液中的乳化液含油量50％左右，磨削中的振動遠比殘留部分對表面粗糙度的影響大。消除振動，減小波紋的主要措施：半合成含油量5％-40％，全合成不含油，主要由水基化合物和水組成；水溶性磨削液其具嚴格控制磨床主軸的徑向圓跳動；砂輪及其他高速旋轉部件要經過仔細的動平衡；保證磨床有很好的冷卻效果，且配制方便、成本低廉、不易污染。工作臺慢進給時無爬行；提高磨床動剛度；磨削用量和砂輪選擇合理。4.適用范圍八、磨削液磨削液可用于不銹鋼、碳素鋼、高鎳鋼、鑄鐵等大部分金屬，適用于碳素鋼、軸承鋼、球墨鑄鐵、合金鋼等材質，調整磨削、普通磨削、精磨及磨削、車削混合加工線作為切削磨削過程中，砂輪和材料之間既發生切削又發生刻劃和劃擦，產生大量的磨削熱。與車液，尤其適用于大循環集中供液系統。主要用于硬質合金在切削、磨削過程中的潤滑散熱并削、銑削等切削方式不同，車削、銑削有70％-80％的熱量聚集在切屑上流走，傳人工件的能短期防銹。占10％-20％，傳人刀具的則不到5％，但磨削由于被切削的金屬較薄，60％～90％的熱量被1）用自來水稀釋使用，磨削使用濃度為3％-4％（25倍以上水稀釋）。5.使用說明傳人工件，僅有不到10％的熱量被磨屑帶走，產生了大量的磨削熱，磨削溫度可達400-1000℃，在這樣的高溫下，材料會發生變形和燒傷，砂輪也會嚴重磨損，磨削質量下降。在2）磨削液加入到機床盛裝磨削液的槽中，再加入20倍的清水攪拌均勻，即可投入通常情況下磨削都會使用磨削液，將大量的磨削熱帶走，降低磨削溫度。有效地使用磨削液可提高切削速度30％，將溫度降到100～150℃，減少切削力10％-30％，延長砂輪使用壽命黑或產生異味時應排放更新。根據切削工作量的多少不同，切削液每隔3個月左右需排放更使用。4-5倍。3）在使用中，磨削液會因不斷污染而變臟，鐵屑沉積過多時應及時清理，切削液若變磨削液的四大作用：潤滑、冷卻、清洗、防銹。附帶的作用有良好的乳化分散性能，良1204）排放更新時若切削液槽底臟污嚴重，應及時清理干凈，以免污染新液。新一次，平時應及時進行補充。1工程實訓指導書（金工實習）平面的加工精度可達IT5-IT6，表面粗糙度Ra值為0.2-0.4μm（2）內圓磨床內圓磨床（圖8-7）主要用來磨圓柱孔、錐孔及端面。磨削運動和外磨削與鏜削磨床相同。砂輪做高速旋轉，且旋轉方向與工件旋轉方向相反。內圓的加工精度可達IT7，表面粗糙度Ra值為0.2～0.8μm。牢，砂輪的硬度就越高。（3）無心外圓磨床無心外圓磨床主要用于成批及大量生產中磨削細長軸和無中心的短軸。磨削時不用裝夾工件，而是放置在砂輪和導輪之間，用托板支承，工件由低速旋的導輪帶著旋轉，由高速旋轉的砂輪磨削，如圖8-8所示。磨削的加工精度可達ITS-表面粗糙度Ra值為0.2～0.8μm。砂輪修整器平形單面凹形薄型筒形碗形碟形雙斜邊形頭架砂輪砂輪架圖8-10砂輪的形狀工作臺e導輪（4）硬度砂輪的硬度是指磨粒在磨削力作用下，從砂輪表面上脫落的難易程度。砂床身砂輪輪硬度越高，磨粒越不容易脫落。砂輪的硬度分七個等級。導輪操縱砂輪架手輪磨削時，如砂輪硬度過高，則磨鈍了的磨粒不能及時脫落，會使磨削溫度升高而造成工則磨粒脫落過快，不能充分發揮磨粒的磨削效能，操縱工作臺手輪外形。圖8-7內圓磨床、工件材料硬度較高時，應選用較軟的砂輪；工件材料硬度較低時，應選用較硬的砂輪；砂輪圖8-8無心外圓磨床原理托板砂輪與工件接觸面較大時，應選用較軟砂輪；磨薄壁件及導熱性差的工件時，應選用較軟的三、砂輪砂輪；精磨和成形磨時，應選用較硬的砂輪；砂輪粒度號大時，應選用較軟的砂輪。（5）組織砂輪的組織是指磨粒、結合劑、氣孔三者體積的比例關系，分為緊密、中1.砂輪特性及選擇原則等、疏松三大類16級，最常用的是5級、6級，級數越小，砂輪越緊密。磨淬火鋼及工具砂輪是磨削的主要切削工具。普通砂輪是用結合劑把磨粒粘結起來，經壓坯、干燥、焙燒及車整制成。磨粒、結合劑和空隙是構成砂輪的時常用中等組織。（6）砂輪形狀在砂輪的端面上一般印有標志，用以標示砂輪的特性。三大要素（圖8-9）。砂輪的特性取決于磨粒、粒砂輪選用時主要根據工件的材料、形狀、尺寸及熱處理方法。在砂輪的非工作面上印有度、結合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等。（1）磨粒磨粒是砂輪的主要成分，直接進行特性代號，如：待加工表面砂輪砂輪GB/T41271N-300×50×76.2-A/F36L5V--50m/s切削，應具有堅韌、鋒利、耐熱等性能。常用的磨已加工表面粒有剛玉（Al2O3）和碳化硅（SiC）兩大類。剛玉空隙砂輪一類適用于磨削鋼料及合金鋼刀具，碳化硅類適用于切削表面工件對應標準號磨削鑄鐵、青銅等脆性材料及硬質合金刀具等。型號1-給合劑圓周型面（2）粒度磨粒的尺寸用粒度表示，當磨粒尺磨粒外徑厚度寸較大時，用篩選法分級，以其能通過的篩網上每英寸長度上的孔數來表示粒度號，如F60圖8-9磨削原理及砂輪結構孔徑磨料牌號（四個空格間隔）表示磨粒能通過每英寸60個孔眼的篩網。粒度號越大，磨粒越細；粒度號越小，磨粒越粗。磨粒種類直徑小于63μm的磨粒稱為微粉，用光電沉降儀法分級。微粉的粒度號為F230～F1200，F粒度一后的數字越大，微粉越細。粗磨和磨軟材料時用小號，即選用磨粒較粗的砂輪，以提高生產硬度等級組織一率；精磨和磨硬材料時用大號，即選用磨粒較細的砂輪，以減小表面粗糙度值。砂輪與工件結合劑種類結合劑牌號（四個空格間隔）接觸面積較大時，選用磨粒較粗的砂輪，防止燒傷工件。常用的粒度號為F30～F100。最高工作速度（3）結合劑磨粒由結合劑粘結成具有一定形狀和強度的砂輪（圖8-10）。常用的結合劑種類有陶瓷結合劑、樹脂結合劑和橡膠結合劑，最常用的是陶瓷結合劑。磨粒被粘結得越2.砂輪的安裝與修整116砂輪是在高速下工作的，安裝前必須確保其沒有裂紋。大尺寸砂輪用臺階法蘭盤安裝并需做平衡試驗；中等尺寸的砂輪用法蘭盤安裝在主軸上（圖8-11）；小尺寸砂輪直接黏固在117◆第九章鉗工第九章作，主要有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。鉗工著機械制造技術的發展，鉗工工藝也在不斷改進，鉗工操作、鉗工工具機械化程度不斷地提高，以減輕其勞動強度、提高勞動生產率。是學生金工實習中最為基礎的一部分，通過實踐操作，初步接觸工生產的作性質，掌握鉗工的工作范圍，為后續學習提供感性認識，為生產管理積累實踐經驗。學生的實習過程以獨立操作為主，以示范講解和現場教學為輔，通過學生親自動手加工第一節概述工件和裝配工件來提高動手能力和獨立工作的能力。）人身安全是實習的最根本要求，實習過程中應自覺遵守鉗工的安全技術規則和勞動鉗工實習的要求如下:鉗工在機械制造業中具有相當重要的位置，適用范圍廣，不僅適用于機械加工，而且機械設備裝配、維修中具有重要地位。）握工作業的基本操作，了解所用設備和工具，完成一般零件的工加工任務。紀律。鉗工大多是手工操作，勞動強度大，生產率低，操作技能要求高，但具有所用工具3）對零件的加工工藝過程有一定的了解，能夠安排一般零件的鉗工加工順序。單、加工靈活、操作方便、適應性強等特點，可以完成機械加工中不便或無法完成的工作鉗工的主要應用有：4）了解機械制造中鉗工的有關文件和技術資料。第二節劃線1）加工前工件準備，如清理毛坯、工件劃線等。2）單件或小批量零件生產。3）精密零件修整，如刮削或研磨量具的配合表面。劃線就是根據圖樣或實物，在毛坯或半成品上劃出加工尺寸界線的操作過程。劃線是一4）裝配、調試和維修機械。項復雜、細致的工作，直接關系到產品的質量。劃線的總體要求是：尺寸準確、位置正確、鉗工是冷加工的重要工種之一，是手持工具來完成工件的加工、裝配、調整和修理等工線條清晰、沖眼均勻。劃線精度一般在0.25～0.5mm之間。作的操作。其基本操作有劃線、鏨削、鋸削、銼削、鉆孔、擴孔、鉸孔、孔、攻螺紋、套螺紋、刮研和裝配等。鉗工工作場地的主要工具和設備包括鉗工工作臺、臺虎鉗、砂輪和鉆床。1）在待加工件上確定加工余量、加工位置或工件安裝時的找正線，作為工件加工和安一、劃線的作用鉗工工作臺（簡稱鉗臺）是鉗工的專用工作臺，要求穩固，一般由堅實雜木做成，臺裝的依據。面距離地面高度800-900mm，臺虎鉗固定在臺面上，高度正好便于操作。實習中一般在鉗2）通過劃線檢查毛坯的形狀和尺寸是否符合圖樣要求，避免不合格的毛坯投入加工而臺上安裝4臺臺虎鉗，為了安全，臺面應設有防護3）合理地分配各加工表面的余量，從而保證少出或不出廢品。造成浪費。網。鉗臺抽屜用于放置工具，如直角尺、手鋸、銼刀、錘子等。臺虎鉗（圖9-1）牢靠地固定在鉗臺上，用于二、劃線工具及使用夾持工件，其規格以鉗口寬度表示，常用的有100mm、125mm、150mm三種。使用臺虎鉗夾緊平板（圖9-2）是用以檢驗、劃線的平面基準工具。平板一般由鑄鐵制成，經時效處1.基準工具工件時，直接轉動臺虎鉗的手柄，切勿用套管接理。上平面為劃線的基準平面，因此要求平直和光潔。平板安放應穩固，上面應保持水平，長或敲擊手柄，以免損壞臺虎鉗；錘擊工件時，2以便穩定地支承工件。平板各處應均勻使用，不準敲只能在固定鉗身上敲擊，其他部位不能敲打，以擊和碰撞，并保持表面清潔，長期不用應涂油防銹并免破壞臺虎鉗。使用時注意手柄為活動件，謹防放松時夾到手。用木板護蓋。砂輪機用來磨鉆頭、鏨子、刮刀等刀具或其2.支承工具他工具，還可以用來去毛刺等。常用的支承工具主要有：V形鐵、方箱和千斤頂。圖9-1臺虎鉗（1）V形鐵V形鐵（圖9-3）用于支承圓柱形圖9-2平板鉆床用來完成鉗工的鉆孔、擴孔和鉸孔等工1一手柄2一絲杠3一活動鉗口1264一固定鉗口5一螺母6一夾緊手柄7一夾緊盤8底座（2）方箱方箱（圖9-4）用于夾持尺寸較小而加工面多的工件，能根據需要轉換位置工件，使工件軸線與平板平行，以便劃出中心線。127第八章程實訓指導書（金工實習磨削與鏜削工件鏜刀第二節鏜削鏜刀工件鏜桿2√A鐘削是在鏜床上用鏜刀對工件表面進行的切削加工，是一種用刀具擴大孔或其他圓形鏜刀工件目√廊的內徑切削工藝。主要用于復雜零件（箱體、缸體和支架）上具有較高尺寸精度和位精度要求的孔和孔系以及相關表面的加工，其應用范圍一般從半粗加工到精加工，所用刀＂b）μ工件螺紋鏜刀通常為單刃鏜刀（稱為鏜桿）。鏜孔是鏜削的一種。鏜削主要用來加工直徑在80mm以上的銑刀孔，環形槽及有較高位置精度的孔系等，還可以進行鉆孔、擴孔、鉸孔及銑平面。鏜孔的尺a）寸精度可達IT7，表面粗糙度Ra值為0.8～1.6um。工件端面鏜刀工件一、鏜床的分類凸凸凸鏜床分為臥式鏜床、立式鏜床、深孔鏜床和坐標鏜床，其中應用最廣的是臥式鏜慶凸凸凸f）（圖8-16）。臥式鏜床加工時，通過垂直調整主軸箱和橫向調整工作臺，可以精確地確定被e）加工的孔與孔或孔與基準平面在兩個互相垂直坐標上的相對位置。工作臺還可繞垂直軸做轉運動，從而可以對工件的各個方向進行加工，如圖8-17所示。d）圖8-18臥式鏜床上的主要加工范圍a）鏜孔b）鏜同軸孔c）鏜大孔d）加工端面e）銑平面f）加工螺紋后立柱雕前立柱變速箱前立柱尾座、轉盤主軸田主軸箱雙刃鏜刀有兩個對稱的切削刃，切削時背向力可以相互抵消，工件孔徑尺寸和精度由鏜2.雙刃鏜刀工作臺尾座主軸刀徑向尺寸保證。工作臺三、鏜刀床身10鏜刀有三個基本零件：可轉位刀片、刀桿和鏜座。鏜座用于夾持刀桿，夾持長度通常約為一床身上拖板刀桿直徑的4倍。裝有刀片的刀桿從鏜座中伸出的長度稱為懸伸量（鏜刀的無支承部分）。懸下拖板圖8-16臥式鏜床伸量決定了鏜孔的最大深度，是鏜刀最重要的尺寸。懸伸量過大會造成刀桿嚴重撓曲，引起振圖8-17臥式鏜床的運動顫，從而破壞工件的表面質量，還可能使刀片過早失效。這些都會降低加工效率。鏜削的主運動是鏜刀的轉動，進給運動是工件或刀具的移動。采用不同的主運動和進給運通常應該選用靜剛度和動剛度盡可能高的鏜刀。靜剛度反映鏜刀承受因切削力而產生撓動配合，臥式鏜床可完成各種孔、平面、溝槽、端面、環形槽以及螺紋等的加工（圖8-18）。但是，由于機床和刀具調整復雜，操作技術要求高，刀具切削刃少，故生產率較低，一般用曲的能力，動剛度則反映鏜刀抗振性。于單件小批量生產。在大批量生產中，需要用鏜模夾具來提高生產率。作用于鏜刀上的切削力可用一個旋轉測力計進行測量。被測力包括切向力、進給力和背1.切削力二、鏜刀類型切向力垂直作用于刀片的前面，并將鏜刀向下推。需要注意：切向力作用于刀片的刀尖附向力。與其他兩個力相比，切向力的量值最大。按其切削刃數量可分為單刃鏜刀、雙刃鏜刀和多刃鏜刀；按其加工表面可分為通孔鏜刀、不通孔鏜刀、階梯孔鏜刀和端面鏜刀；按其結構可分為整體式、裝配式和可調式。近，而并非作用于刀桿中心線，這一點至關重要。切向力偏離中心線產生了一個力臂（從刀桿1.單刃鏜刀中心線到受力點的距離），從而形成一個力矩，它會引起鏜刀相對其中心線發生扭轉變形。單刃鏜刀刀頭結構與車刀類似，刀頭裝在刀桿中，根據被加工孔孔徑尺寸，通過手工操進給力是量值第二大的力，其作用方向平行于刀桿的中心線，因此不會引起鏜刀的撓縱，用螺釘固定刀頭的位置。刀頭與刀桿軸線垂直可鏜通孔，傾斜安裝可鏜不通孔。單刃鏜曲。背向力的作用方向垂直于刀桿的中心線，它將鏜刀推離被加工表面。因此，只有切向力刀結構簡單，可以校正原有孔軸線偏斜和小的位置偏差，適應性較廣。但是，所鏜孔徑尺寸鏜刀類似于一端固定（鏜座夾持部分）、另一端無支承（刀桿懸伸）的懸臂梁，因此可和背向力會使鏜刀產生撓曲。的大小要靠人工調整刀頭的懸伸長度來保證，較為麻煩，加之僅有一個主切削刃進行切削，2.鏜刀的撓曲故生產率較低，多用于單件小批量生產。123122用懸臂梁撓曲計算公式來計算鏜刀的撓曲量第八章磨削與鏜削工程實訓指導書（金工實習）圓柱面、內外錐面、平面及成形面（花鍵、螺紋、齒輪等）和一些難加工的高硬材料（火鋼、硬質合金），加工精度可達IT5-IT6，表面粗糙度Ra值為0.1-0.8μm。二、磨床廣，可以磨削內外圓柱面、錐度較大的內外錐面和端面。液壓傳動具有傳動平穩、無沖擊振動、換向方便，且可以在較大范圍內無級調速的特3.磨床的液壓傳動系統擋塊—工作臺擋塊磨床的種類很多，專業性很強，按用途可分為外圓磨床、內圓磨床、平面磨床、無心床、花鍵軸磨床、螺紋磨床等。點，故磨床采用液壓傳動系統。圖8-4為磨床液壓傳動原理圖。磨床的液壓傳動系統主要由液壓泵、液壓do缸、轉閥、溢流閥、節流閥、換向閥、工作介液壓缸1.磨床的型號磨床型號的具體含義如下：質（液壓油）及操作手柄等元件組成。溢流＝2:＝換向閥M1432B第二次重大改進閥的作用是使系統中維持一定壓力，并把多余的高壓油排入油池。工作臺的往復直線運動是100操縱手柄節流閥1主參數1/10（最大磨削直徑320mm）機床型別（萬能外圓磨床型）工作臺左移（操作手柄在圖中實線位置）。按下述循環實現的。機床組別（外圓磨床組）高壓油：液壓泵→轉閥→溢流閥→節流液壓泵轉閥油池類代號（磨床類）2.磨床的組成閥→換向閥→液壓缸右腔。低壓油：液壓缸左腔→換向閥→油池。圖8-4磨床液壓傳動原理圖萬能外圓磨床的主要組成如圖8-3所示。工作臺右移（操作手柄在圖中雙點畫線高壓油：液壓泵→轉閥→溢流閥→節流閥→換向閥→液壓缸左腔。固定磨頭砂輪架位置）。低壓油：液壓缸右腔→換向閥→油池。雞心夾頭撥桿砂輪頂尖尾座套筒頭架、砂輪頭架主軸工作臺尾座操縱手柄由工作臺側面擋塊推動。工作臺行程由改變擋塊位置來調整，當轉閥轉過90％固定頂尖＋時，液壓泵中的高壓油全部流回油池，工作臺工件撥盤停止運動。4.工件的裝夾圖8-5頂尖裝夾床身回磨床上常用的工件裝夾方法有頂尖裝夾、橫向進給手輪孔的軸類零件。為提高加工精度，工件支承在兩固定頂尖之間（圖8-5）；卡盤有自定心卡卡盤裝夾和心軸裝夾。頂尖裝夾適用于有中心拖板軸向進給手輪轉臺圖8-3萬能外圓磨床的主要組成盤、單動卡盤和花盤。無中心孔的圓砂輪修整器（1）床身床身用來支承和連接磨床各部件，上部的縱向導軌供工作臺用，橫向導軌柱形工件多采用自定心卡盤裝夾，不磨頭×立柱供砂輪架用，內部裝有液壓傳動裝置和操縱機構。對稱的工件多采用單動卡盤裝夾，形行程擋塊工作臺（2）工作臺工作臺有兩層，上工作臺可在水平面內偏轉一定的角度（±8°），以便磨狀不規則的工件多采用花盤裝夾；心錐面；下工作臺由液壓系統控制沿床身導軌做縱向往復運動。工作臺前側面的T形槽內，軸裝夾適用于盤、套類空心工件，常驅動工作臺手輪徑向進給手輪裝有兩個換向擋塊，用以控制工作臺的行程和換向。（3）頭架頭架的主軸前端安裝頂尖、撥盤或卡盤，來裝夾工件使其旋轉。主軸由單用的心軸有臺肩心軸、錐度心軸和脹床身獨電動機帶動，使工件獲得不同的轉速。力心軸。（4）尾座尾座套筒內裝有頂尖，可與主軸頂尖一起支承工件。尾座在工作臺上的位5.其他磨床置，可根據工件長度任意調整。（1）平面磨床平面磨床（圖（5）砂輪架砂輪架用來安裝砂輪，由單獨電動機帶動做高速旋轉。砂輪架安裝在床8-6）主要用來磨平面。磨削時，砂輪圖8-6平面磨床身的橫向導軌上，可通過手動或液壓傳動實現橫向進給。的高速旋轉為主運動，工作臺的縱向萬能外圓磨床的頭架和砂輪架都可在水平面內回轉一定角度，并裝有磨頭，故加工范圍移動為進給運動。工作臺上裝有電磁114吸盤或其他夾具，用以安裝工件。磨第七章工程實訓指導書（金工實習）刨削第四節刨削方法機創削主要用來加工水平面、臺階、垂直面、斜面和各種溝槽等。刨削使用的刀具簡d加工調整方便、靈活，但生產率低，主要用于單件生產、修配及狹長平面和較長溝槽圖7-18刨矩形工件加工。一、刨平面刨平面是最基本的一種刨削。一般粗刨時，用平面刨刀；精刨時用圓頭精刨刀。刨削用量為：刨削速度v＝0.2-0.5m/s；進給量f＝0.3～1mm/r；切削深度an＝0.5～2mm。二、刨垂直面和斜面圖7-19刨溝槽的順序刨垂直面時，可采用偏刀，根據加工表面要求，選用左偏刀或右偏刀。刨削時，刀架轉盤應對準零刻度線，使滑板（刨刀）能準確地沿垂直方向移動。同時，刀座還需偏轉一定的角度（10°-15°），使刨刀在返程時可自由地離開工件表面，以免擦傷已加工表面和減少刀刃磨損，如圖7-16所示。刨斜面與刨垂直面基本相同，區別在刀架轉盤扳轉一個加工所插削是指在插床上用插刀加工工件（圖7-20）。插刀類似刨刀，但受內表面的限制，刀五、插削要求的角度。例如刨60°斜面，就應使刀架轉盤對準30°刻線，如圖7-17所示。插削的生產率低，加工的幾何精度高，一般用于工具車間、機修車間和單件小批量生桿剛性差，插削精度不如刨削。產，加工的表面粗糙度Ra值為1.6～6.3μm?；宓蹲?05拉削是指在拉床上用拉刀加工工件（圖7-21）。從切削性質來看，拉削近似為刨削。拉六、拉削轉盤準確10一對準零刻度線刀相對工件做直線移動（主運動）時，拉刀的每一個刀齒依次從工件上切下一層薄的切屑轉盤對（進給運動）。當全部刀齒通過工件后，即完成了工件的加工。一般拉削孔的長度不能超過準30°孔徑的三倍。由于拉刀結構復雜，價格昂貴，且一把拉刀只能加工一種尺寸的表面，故拉削2凸60主要用于大批量生產。氏球面墊板圖7-16刨垂直面拉刀圖7-17三、刨矩形工件刨斜面矩形工件要求相對表面平行，相鄰表面垂直。這類工件既可銑削，又可刨削。當工件采用平口虎鉗裝夾時，加工四個面的步驟應按照圖7-18所示的順序進行。工件四、刨溝槽圖7-21拉削圓孔V形槽、T形槽、燕尾槽等溝槽是由平面、斜面、直槽等組成的。刨槽前要先劃線。各槽表面的加工順序如圖7-19所示。拉削的生產率很高，加工質量較好，廣泛用于加工各種孔、鍵槽、平面、半圓弧面和某圖7-20插銷方孔110些組合面，加工精度可達IT6～IT8，表面粗糙度Ra值為0.4-0.8μm。111第七章第七章0B6刨削刨削主參數（最大刨削長度650mm）系代號（牛頭刨床型）組代號（牛頭刨床組）類代號（創床類）第一節概述二、刨床的組成牛頭刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作臺及傳動機構等組成，如圖7-3所示。在刨床上用刨刀對工件進行切削加工的方法稱為刨削。牛頭刨床上刨削時，刨刀的往1.床身直線運動為主運動，工件的間歇移動為進給運動。刨削用量由切削速度v。（m/s）、進給證；、床身用來支承刨床的各部件，床身內部裝有傳動機構。其頂面的燕尾形導軌供滑枕做往（mm/r）和切削深度a（mm）組成，如圖7-1所示。切削速度是指刨刀工作行程的平均度；進給量是指刨刀在一次往復后，工件沿進給方向移動的距離；切削深度是指刨刀切人復運動用，垂直面導軌供工作臺升降用。件的深度。2.滑枕滑枕主要用來帶動刨刀沿床身水平導軌做往復直線運動，其前端有刀架。3.刀架待加工表面過渡表面刀架用來夾持刨刀，實現刨刀上下運動及斜向進給，其滑板上裝有可偏轉的刀座。抬刀已加工表面板可以繞刀座的A軸順時針抬起，供返程時將刨刀抬離加工表面，以減少刨刀與工件間的摩擦，如圖7-4所示。滑枕of工作臺刀架床身圖7-1牛頭刨床刨削用量搖臂機構男刻度盤變速機構如圖7-2所示，刨削主要用來加工平面（圖7-2a～c）、溝槽（圖7-2e、f）和直線型成形面（圖7-2d、g），加工精度可達IT8-IT9，表面粗糙度Ra值為1.6～6.3μm?；錹男轉盤刀座一、抬刀板-四四a）b）9橫梁進給機構刀夾圖7-2刨削的主要加工范圍f）a）刨水平面b）刨垂直面g）圖7-4刀架c）刨臺階面d）刨斜面e）刨T形槽f）刨直槽g）刨曲面圖7-3牛頭刨床第二節刨床工作臺用來裝夾工件。它可隨橫梁沿床身的垂直面導軌做上下調整，并可沿橫梁做水平4.工作臺一、刨床的型號方向移動或間歇進給運動。B6065刨床型號的具體含義如下：三、牛頭刨床的傳動系統及結構的調整104牛頭刨床B6065的傳動系統如圖7-5所示，其中包括下述機構：105◆◆工程實訓指導書（金工實習）3.專用夾具安裝專用夾具是根據工件的加工要求設計出相應的夾具，其結構緊湊、裝夾方便。成批大生產的工件用專用夾具，以保證工件加工后的準確性和裝夾迅速?；砼傧鞔采砦?、其他刨床口除了牛頭刨床外，刨削類機床還有龍門刨床、插床和拉床等。?。床身b液壓缸1.龍門刨床刀架支承座工作臺圖7-11所示為龍門刨床，主要用于加工大型工件上窄長的平面、大平面或多件多刀滾柱護送夾頭時刨削。它與牛頭刨床主要的區別在于龍門刨床是利用工作臺（工件）的往復直線運動給運動是刀架（刀具）的間歇移動來刨削工件。龍門刨床剛性好、功率大、操作方加工精度和生產率比牛頭刨床高。底座安裝在橫梁上的兩個垂直刀架做橫向進給，以刨水平面；安裝在立柱上的兩個側刀架垂直進給，以刨垂直面。各個刀架均可扳轉一定的角度以刨斜面。橫梁可沿立柱導軌升降圖7-12B5020插床圖7-13臥式內拉床以適應不同高度的工件。2.插床第三節刨刀及安裝插床（圖7-12）的結構原理與牛頭刨床類似，只是在結構形式上略有差別。插床的主運動是滑枕垂直方向上的往復直線運動；進給運動是工作臺（工件）的縱向、橫向或回轉間歇轉動或移動。工作臺可進行圓周分度。插削斜面時，可將滑枕傾斜一定角度，且可在小一、常見刨刀于10°的范圍內任意調整主要用于單件小批加工零件直線成形的內表面及與其相似的外表面，如內鍵槽、花鍵孔、方孔和多邊形孔等。刨刀的結構和幾何角度與車刀相似，由于刨刀工作時不連續，每次切人工件時受到較大的沖擊，所以刨刀刀體的橫截面均比車刀大1.25-1.5倍，以承受較大的沖擊力。刨刀刀桿常做成彎頭，彎頭刨刀在受到較大的切削力時，刀桿所產生的彎曲變形可繞O點向后上方右立柱彈起，從而避免了啃傷工件，如圖7-14所示。左立柱右垂直刀架刨刀的種類較多，按其加工形式和用途的不同，通?？煞譃槠矫媾俚丁⑵丁⒔嵌绕蟠怪钡都軕覓彀粹o站刀、彎切刀、成形刀等。橫梁垂直刀架進給箱工作臺右側刀架進給箱左側刀架二、刨刀的安裝進給箱刨刀的正確裝夾將直接影響工件的加工質量。裝夾時，將刀架上的轉盤對準零刻度線，液壓安全器以準確控制吃刀量。刀架下端與轉盤底部基本對齊，以增加刀架的剛度。直頭刨刀的伸出長0度一般為刀體厚度H的1.5倍，如圖7-15所示。彎頭刨刀的伸出量可長些。床身右側刀架減速箱工作臺圖7-11龍門刨床3.拉床在拉床上用拉刀加工工件稱為拉削（圖7-13）。拉床的運動較簡單，只有主運動即拉刀15H的移動，沒有進給運動（進給運動由遞增的齒升量決定）。拉削的生產率很高，加工質量好，加工精度較高，主要用于大批量加工各種形狀的通孔、平面和成形面。b）圖7-15刨刀的裝夾108圖7-14刨刀a）彎頭刨刀b）直頭刨刀109工程實訓指導書（金工實習）第五章槽時，可用主切削刃與槽寬相等的切槽刀一次切出；切寬槽時需分幾次橫向進給（圖s.車削主軸53）。最后一次精車的順序如圖5-53c所示。工件交換齒輪進給箱絲杠∧∧∧∧對開螺母圖5-56車螺紋的傳動路線×＋在車床上安裝的位置正確。為獲得準確的螺紋牙型，螺紋車刀的刀尖角應等于被切螺紋的牙b）c）型角（圖5-57）。例如米制普通螺紋車刀的e，＝60°，前角y。＝0。粗車或車精度要求不高的螺紋時，車刀可有5°～15°的前角，以利于切削。圖5-53切寬槽安裝車刀時，車刀的刀尖必須對準工件的中心，同時必須用螺紋樣板對刀，如圖5-a）第一次橫向進給b）第二次橫向進給c）末次橫向進給后，再以縱向進給精車槽底切寬槽58所示。否則，螺紋會出現牙型偏差和倒牙等誤差。在加工螺紋過程中，若因刀具損壞，切斷所用的切斷刀與切槽刀極為相似，只是刀頭更加窄長，剛性更差。由于刀具要切至要修磨或更換刀具，使刀具經過二次裝夾，這時工件螺紋與車刀的相對位置發生變動，工件中心，呈半封閉切削，排屑困難，容易將刀具折斷。因故必須重新用樣板對刀，并且利用小滑板使車刀刀尖準確落在后來的螺紋槽內，才能繼此，裝夾工件時應盡量將切斷處靠近卡盤，以增加工件剛性。續加工。如圖5-54所示。用手動進給時一定要均勻，即將切斷時，需x6-0放慢進給速度，以免刀頭折斷。七、車螺紋√樣板螺紋的種類很多，按制別分為米制螺紋和寸制螺紋；按牙E-60°型分為普通螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋等（圖5-55）。其中單圖5-54切斷線、右旋、米制螺紋應用最廣泛。圖5-57螺紋車刀圖5-58樣板對刀螺紋的加工方法很多，主要有車削、銑削、攻螺紋和套螺紋、搓螺紋與滾螺紋、磨削及研磨等，但車螺紋最常見。車螺紋時，根據螺距，查找車床銘牌，選定進給箱手柄位置或更換齒輪，脫開光杠，嚙合絲杠，并選較低的主軸轉速，以使切削順利并有足夠的退刀時間。為使刀具移動平穩、均勻，還需調整橫溜板導軌間隙和小刀架絲杠與螺母的間隙。工件必須裝夾牢固。車螺紋的方法如圖5-59所示。螺紋可用螺紋環規或螺紋塞規檢驗（圖5-60）。為避免亂a）b）牙，車螺紋應始終保持主軸至刀架的傳動系統不變、車刀在刀架上的位置保持不變、工件與圖5-55螺紋的類型主軸的相對位置保持不變，否則需重新對刀。a）普通螺紋b）矩形螺紋c）梯形螺紋八、滾花車螺紋時，必須保證螺紋的中徑、牙型角和螺距。為獲得準確的螺距，必須由絲杠帶動各種工具和機件的手握部分，為便于握持和增加美觀，常常在表面上滾出各種不同的花刀架進給，使工件每轉動一周，刀具移動的距離等于螺紋的導程（單線螺紋導程為螺距）。車螺紋的傳動路線（由主軸至絲杠）如圖5-56所示。改變進給箱手柄的位置或更換交換齒紋，如百分表套管、絲杠扳手及螺紋量規等。這些花紋一般是在車床上用滾花刀滾壓而成輪，就可改變絲杠的轉速，從而車出不同螺距的螺紋。的，如圖5-61所示。車螺紋使用螺紋車刀，一般用高速工具鋼或硬質合金制造，可加工各種形狀、尺寸精度滾花花紋有直紋和網紋兩種，滾花刀也分直紋滾花刀和網紋滾花刀。滾花屬于擠壓加的內外螺紋，特別適合加工大尺寸螺紋。螺紋牙型的精度取決于螺紋車刀刃磨后的形狀及其工，因此其背向力很大，在加工時主軸轉速要低些，還需要提供充足的切削液，以免損壞滾86花刀和防止滾花產生的細屑堵塞滾花刀紋路而產生亂紋。工程實訓指導書（金工實習）小拖板行程的限制，不能車太長的錐面。而且，小拖板只能手動進給，錐面的表面粗糙度值1.雙向手動法第五章大。刀架轉位法在單件、小批生產中用得較多。車削雙向手動法是指用雙手同時搖動中拖板和小拖板的手柄，使刀尖的運動軌跡與所需成形面的母線相符，加工出所需的成形面（圖5-49）。該方0、法簡單易行，但對操作技能要求高，且生產率低，故適用于加工單件小批、精度要求不高的成形面。2.成形車刀法60切削刃形狀與工件表面形狀一致的車刀稱為4020成形車刀。用成形車刀切削時，只要做橫向進給就可以車出工件上的成形表面，如圖5-50所示。圖5-49雙向手動法車成形面圖5-45寬刀法車錐面圖5-46刀架轉位法車錐面用成形車刀車成形面，工件的形狀精度取決于刀具的精度，加工效率高，但由于刀具切削刃長，加工時的切削力大，加工系統容易產生變形3.偏移尾座法和振動，要求機床有較高的剛度和切削功率。成形車刀制造成本高，且不容易刃磨。因此，偏移尾座法是指將尾座頂尖偏移距離s，使工件回轉軸線與主軸軸線成半錐角α。利用成形車刀法適用于成批、大量生產。車刀的縱向進給，加工出所需錐面（圖5-47）。3.靠模法尾座的偏移量為：s＝Lsina或s＝Ltana＝L（D-d）/2l（a較?。┛磕７ㄜ嚦尚蚊嫒鐖D5-51所示。該方法加工質量好、生產率高，但靠模的制造成本高，該方法可自動進給，能車出較長的錐面，且加工質量好。但因受尾座偏移量的限制，只故適用于大批量加工成形面。能加工半錐角a＜8°的錐面，且不能車錐孔。偏移尾座法適用于成批加工錐面。4.靠模法靠模法是利用滑塊沿固定在床身上的錐度靠模板內的移動來控制車刀的運動軌跡，從而加工出所需錐面（圖5-48）。該方法適用于批量加工精度要求高、a＜12°的長錐面和錐孔。0連接板銷釘由⊙甲滑塊靠模板底座圖0圖5-50成形車刀法車成形面圖5-51靠模法車成形面1一車刀2一成形面3一拉桿4一靠模5滾柱＋＋4.數控加工法〤數控加工法是目前加工成形面的主要方法，可25～30°｜A圖5-47偏移尾座法車錐面A-A圖5-48靠模法車錐面加工任意要求的成形面，且加工質量好、生產率高。五、車成形面8～12°六、切槽和切斷）.5～0.5°～1°｜A～2°車床上可以車削各種以曲線為母線旋轉而形成的回轉體成形面。車成形面的方法主要有雙向手動法、成形車刀法、靠模法和數控加工法?；剞D體表面常有退刀槽、砂輪越程槽等溝槽，車出這些溝槽的方法稱為車槽。切斷是在車主切削刃84床上將坯料或工件從夾持端分離出來的車削方法。副切削刃～2°切槽使用切槽刀（圖5-52）。切5mm以下的圖5-52切槽刀工程實訓指導書（金工實習）第五章右偏刀適用于車削軸類工件和直徑較小的端面。在一般情況下，右偏從外緣向中心擴孔是在鉆孔的基礎上對孔的進一步加工。在車床上擴孔的方法與車床鉆孔相似，所不車削車面時，由是副切主要切加工，在切作用，。為同的是用擴孔鉆，而不是用鉆頭。擴孔的余量與孔徑大小有關，一般為0.5～2mm。擴孔的服這一缺點，可以從中心向外進給，同時也可以在原副切削刃處磨出斷屑槽，以此作為主切尺寸公差等級可達IT9-IT10，表面粗糙度Ra值為3.2～6.3μm，屬于孔的半精加工。削刃進行車削。左偏刀適用于車左臺階和端面。由于是主切削切削，故切削順利，加工質孔是用鉸刀做擴孔或半精鏜孔后的精加工，其方法與在車床上鉆孔相似。鉸削余量為0.1～0.2mm，尺寸公差等級一般為IT7～IT8，表面粗糙度Ra值為0.8-1.6um。量好。車臺階實際上是車外圓和端面的組合加工。軸上臺階高度在5mm以下的小臺階可在車鉆孔、擴孔及鉸孔是在車床上加工直徑較小、精度較高、表面粗糙度值較小孔的主要方法。外圓時同時車出（圖5-38）。裝夾刀具時用直角尺對刀，以保證車刀的主切削刃垂直于工件2.鏜孔軸線。軸上臺階高度在5mm以上的大臺階可分層進行切削（圖5-39）。鏜孔是利用鏜刀對工件上鑄出、鍛出或鉆出的孔做進一步的加工。圖5-43所示為車床上鏜孔加工。在車床上鏜孔，工件旋轉做主運動，鏜刀在刀架帶動下作進給運動。鏜孔主要√出出用來加工大直徑孔，可以進行粗加工、半精加工和精加工。鏜孔可以修正原來孔的軸線偏斜，提高孔的位置度。鏜刀的切削部分與車刀是一樣的，形狀簡單，便于制造。但鏜刀要進人孔內切削，尺寸不能大，導致鏜刀桿比較細，剛性差，因此加工時背吃刀量和進給量都選約95得較小，進給次數多，生產率不高。鏜削的通用性很強，應用廣泛。精鏜后孔的精度可達在末次縱向進給后，橫IT7-IT8，表面粗糙度Ra值為1.6～3.2μm。90主切削刃偏刀主切削刃和工件軸線約成90分多次縱向進給向退刀，車出90°臺階鏜孔深度的控制可采用在刀桿上做記號的方法（圖5-44）。孔深度的測量可以用游標卡a）b）尺或深度尺。圖5-38車小臺階圖5-39車大臺階臺階長度可用鋼直尺和內卡鉗（圖5-40）或用深度卡尺測量（圖5-41）?？叹€記號a）b）c）圖5-43車床鏜孔圖5-44測量孔深a）鏜通孔b）鏜臺階孔c）鏜不通孔圖5-40鋼直尺和內卡鉗確定臺階長度圖5-41深度卡尺確定臺階長度四、車錐面三、車床上孔的加工錐面可看成是內、外圓的一種特殊形式，具有配合緊密、拆卸方便、對中性好的特點，車床上孔的加工是指回轉體工件中間孔的加工。對非回轉體上的孔可利用單動卡盤或花廣泛應用于需經常拆卸的配合件上。車錐面的方法主要有寬刀法、刀架轉位法、偏移尾座法盤裝夾在車床上加工，但更多的是在鉆和靠模法。床和鏜床上進行加工。1.寬刀法1.鉆孔、擴孔和鉸孔在車床上鉆孔時，工件的回轉運動寬刀法就是利用主切削刃橫向直接車錐面，如圖5-45所示。此時，切削刃的長度要略為主運動，尾座上的套筒推動鉆頭所做長于圓錐素線長度，切削刃與工件回轉中心線成半錐角儀。這種加工方法方便、迅速，能加的縱向移動為進給運動（圖5-42）。鉆工任意角度的內、外圓錐。車床上倒角實際就是寬刀法車錐面。此種方法加工的錐面很短，孔前應先車端面、用中心鉆鉆中心孔，圖5-42車床上鉆孔而且要求切削加工系統有較高的剛性，適用于批量生產。以防鉆頭偏斜；鉆孔時需加切削液，鉆2.刀架轉位法深孔時應經常退出，以利于排屑和冷卻鉆頭。鉆孔一般用于孔的粗加工，加工精度可達車床中拖板上的轉盤可以轉動任意角度，松開上面的緊固螺釘，使小拖板轉過半錐角IT11～IT12，表面粗糙度Ra值為12.5～50μm。a，如圖5-46所示，將螺釘擰緊后，轉動小拖板手柄，沿斜向進給，便可以車錐面。這種方82法操作簡單方便，能保證一定的加工精度，能加工各種錐度的內、外錐面，應用廣泛。但受83工程實訓指導書（金工實習）和主后面的摩擦，但過大的后角也會削弱切削刃強度。因此后角一般為6°-12°，精加工第五章車削選較大值，粗加工時選較小值。（3）主偏角x，在基面內，測量主切削刃和進給運動方向的夾角。主偏角減小，切合金刀頭用碳化硅砂輪（綠色）。刃強度增加，切削條件得到改善，但車削時背向力會增大。加工細長桿件時為避免工件的形和振動，應選較大的主偏角。車刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等。（4）副偏角在基面內，測量副切削刃和進給運動相反方向的夾角。其作用是減副切削刃和已加工表面之間的摩擦，以改善加工表面的表面粗糙度。一般副偏角＇為5°-15°。（5）刃傾角A，在主切削面內，測量切削刃和基面之間的夾角。其作用是控制切屑的流向，并影響刀頭強度。刃傾角A，一般為-5°～5°。粗加工時選負值，精加工時選正或零值b）0圖5-33車刀的刃磨三、車刀的安裝a）磨前面b）磨主后面c）磨副后面d）磨刀尖圓弧車刀應正確地裝夾在車床刀架上，這樣才能保證刀具有合理的幾何角度（圖5-32），從而提高車削的質量。2）刃磨時，人要站在砂輪的側面，雙手要拿穩車刀，用力要均勻，傾斜角度要合適；裝夾車刀應注意下列事項：要在砂輪圓周表面中間部位磨，并左右移動。3）磨高速工具鋼車刀時，刀頭發熱，應放入水中冷卻，以免刀具因溫升過高而軟化。高度。1）車刀的刀尖應與車床主軸軸線等高。裝夾時可根據尾座頂尖的高度來確定刀尖4）磨硬質合金車刀時，刀頭發熱，可將刀柄置于水中冷卻；切忌將硬質合金刀頭直接2）車刀刀桿應與車床軸線垂直，否則將改變主偏角和副偏角的大小。沾水，以免刀頭因急冷而產生裂紋或極大的內應力。3）車刀刀體懸伸長度一般不超過刀桿厚度的兩倍，否則刀具剛性下降，車削時容易產5）車刀刃磨后，應加機油并在油石上細磨各刀面，以提高其使用壽命和加工質量。生振動。第四節車削安全生產規程4）墊刀片要平整，并與刀架對齊。墊刀片一般使用2～3片，太多會降低刀桿與刀架的接觸剛度。5）車刀裝好后應檢查在工件的加工極限位置時是否產生運動干涉或碰撞。1）進入車間，穿好工作服、工作鞋，扎好袖口，戴好護眼鏡；女生戴好工作帽，頭發罩在工作帽內；不準穿拖鞋、涼鞋、高跟鞋；嚴禁戴手套操作。2）實習學生應在指定車床上進行操作，不得隨意開動其他車床；如果兩人同開一臺車刀尖與工件床，只能其中一人操作，另外一人在安全區域做準備。軸線不等高3）設備操作前，應檢查開關、手柄是否在規定位置，潤滑油路是否暢通，防護裝置是否完好。車刀伸4）變速、測量、換刀和裝夾工件時必須停機。出過長5）卡盤上的扳手在松開或夾緊工件后應立即取下，以免開機時飛出傷人。墊刀片放置a）不平整6）機床運轉時，嚴禁用手觸摸機床的旋轉部位。嚴禁隔著車床傳遞物件。b7）車削時的切削速度、背吃刀量和進給量都應選擇適當，不得任意加大。圖5-32車刀的安裝a）正確b）錯誤8）測量工件時，將變速手柄轉到空檔位置或將急停開關按下以防誤操作而轉動主軸。9）切削時，手、頭部和身體其他部位都不要與工件及刀具靠得太近；人站立位置應偏四、車刀的刃磨離切屑飛出方向；切屑應用鉤子清除，不得用手拉。10）轉動刀架時要將床鞍或中滑板移到安全位置，防止刀具和卡盤、工件、尾座相碰。車刀通過刃磨（整體和焊接式車刀）才能保持合理的幾何角度和良好的切削性能。車刀的刃磨是在砂輪上進行的，主要磨三個刀面和刀尖圓弧（圖5-33）。刃磨時應注意下列事項：11）操作中，發現機床有異?，F象時應立即停機，并及時向指導教師匯報。1）刃磨高速工具鋼車刀或硬質合金車刀的刀體部分用氧化鋁砂輪（白色）；刃磨硬12）正確使用和愛護量具，經常保持量具清潔，用后及時擦凈并放入盒內。禁止將工78具、刀具和工件放在車床的導軌上。應嚴格按照刀具刃磨安全操作規程。工程實訓指導書（金工實習）多，常用的有錐度心軸、圓柱心軸和可脹心軸等。第五章車削當工件長度大于孔徑時，常用錐度1：1000-1：5000的錐度心軸（圖5-20）。工件壓后靠摩擦力與心軸夾緊。錐度心軸裝卸方便、對中準確，但不能承受較大的切削力和加工五、其他車床直徑的外圓，一般用于精加工盤、套類零件。當工件長度小于孔徑時，常用圓柱心軸（圖5-21）。工件左端緊靠心軸軸肩，右端用1.立式車床母及墊圈壓緊。圓柱心軸夾緊力大，可一次裝夾多個盤形零件，但對中性差，且對工件的立式車床的結構如圖5-25所示，分單柱式和雙柱式兩種。立式車床結構的主要特點是主軸豎直布置，直徑很大的圓工作臺水平布置，工件的安裝找正都比較方便。此外，由于工個端面與孔的垂直度要求高。件及工作臺的重力由床身導軌推力軸承承擔，減小了主軸負載，因而能長期保證車床的加工工件精度。立式車床結構上的另一個特點是不但在立柱上裝有側刀架，而且在橫梁上還裝有垂直刀心軸架，兩個刀架可分別切削或同時切削，工作效率高。工件螺母立式車床適用于加工徑向尺寸大，軸向尺寸相對較小的大型、重型工件，如機架、盤等軸工件。2.轉塔車床臥式車床加工范圍廣，適應性強，但在專業化生產中效率較低。為提高成批生產過程中墊圈的工作效率，在臥式車床的基礎上又設計制造出了轉塔車床，如圖5-26所示。轉塔車床的最大結構特點是沒有絲杠和尾座，只能靠絲錐、板牙加工螺紋。轉塔車床除有一個橫向刀架圖5-20錐度心軸圖5-21圓柱心軸外，還有一個可繞豎直軸旋轉的轉塔刀架，轉塔刀架只能縱向移動，用來完成車外圓、鉆孔、擴孔、鉸孔和攻螺紋、套螺紋等加工。可脹心軸（圖5-22）是利用錐面的軸向移主軸工件動使彈性心軸脹開而夾緊工件的。它既定心又夾緊，裝夾效率高，夾緊力比錐度心軸大，但對中性比錐度心軸低。6.花盤在車床上加工大而形狀不規則的零件，可3用花盤裝夾，如圖5-23所示。采用花盤裝夾鏜孔和車端面時，有利于保證定位平面與加工面圖5-22可脹心軸的垂直度和平行度。8率8有些復雜的零件裝夾在角鐵上，再將角鐵壓在花盤上。如圖5-24所示的軸承座的裝8④8方式。用花盤裝夾工件，找正比較費時，還應安裝平衡鐵來減小轉動時產生的振動。墊鐵壓板圖5-25立式車床圖5-26轉塔車床花盤一螺釘一平衡鐵1一底座2-圓工作臺3-立柱4-垂直刀架1一進給箱2-主軸箱3一方刀架4一轉塔刀架螺釘槽5一橫梁6一垂直刀架進給箱5一縱向溜板6一定程裝置7一床身7一側刀架8一側刀架進給箱8一轉塔刀架溜板箱9一方刀架溜板箱工件螺釘槽工件安裝基面平衡鐵角鐵第三節車刀圖5-23花盤圖5-24花盤、角鐵裝夾工件車刀是切削加工中最基本的切削刀具，其他種類的刀具就其切削部分而言，均可看成是7475工程實訓指導書（金工實習）第五章輪等傳至主軸產生的；后者稱為進給運動，是由主軸經齒輪等傳至光杠或絲杠，從而帶動車削具移動而產生的。進給運動又分為縱向進給（縱走刀）和橫向進給（橫走刀）兩種。縱10033221702617r/min＝27.6r/min（各傳動比均取最小值）進給是指車刀沿主軸軸向移動，橫向進給是指車刀沿主軸徑向移動。nmin＝1440×16045561906458機床常用的傳動形式有帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪齒條傳動及絲杠螺母傳動主軸的反轉是由電動機的反轉實現的。圖5-4所示為C6136臥式車床的傳動系統框圖。2.進給運動傳動系統進給運動傳動系統是指從主軸到刀架之間的傳動。C6136臥式車床的進給運動傳動路帶傳動主軸箱主軸卡盤工件做旋轉運動線為子52交換齒換向機構30553548變速箱絲杠溜板箱滑板刀架車螺紋355529甲丙3M一（主軸）I區56乙Xr一XI5536進給箱（換向齒輪）5521目。24電動機光杠溜板箱滑板刀架車刀做縱、橫向進給2724］圖5-4C6136臥式車床的傳動系統框圖1.主運動傳動系統3952主運動傳動系統是指從電動機到主軸之間的傳動，其作用是使主軸帶動工件旋轉，并滿3926265239238足主軸變速和換向的要求。圖5-5所示為C6136臥式車床的主運動傳動系統框圖。C6136臥光杠XW離合器一橫進給絲杠一橫向進給39457-XM4747的式車床的變速箱可輸出6種轉速，經帶輪傳給主軸箱，再經主軸箱內變速機構的高、低速變5226一Ⅷ3926392425絲杠XV-離合器X一齒輪齒條一縱向進給換，主軸可獲得27.6～1350r/min的12種轉速。C6136臥式車床的主運動傳動路線為3952396055337452626電動機1004626265252中17026-Ⅱ1716032Ⅲ64在進給運動的傳動中，可根據各傳動路線上不同的傳動比計算出進給量和螺紋螺距。對190-（主軸）38內齒輪離合器于給定的一組交換齒輪，光杠或絲杠可獲20種不同的轉速，通過溜板箱就能使車刀獲得2040種不同的進給量或加工出20種不同螺距的螺紋。帶傳動主軸箱主軸卡盤四、車床附件及其工件的裝夾工件做旋轉運動車床主要用于加工回轉面，安裝工件時應使被加工表面的回轉中心和車床主軸的軸線重變速箱合，以保證工件加工時在機床上或夾具中在正確的位置，即定位。工件定位后，還需夾緊，以承受切削力、重力、離心力等。裝夾方法主要取決于工件的尺寸結構。常用的附件有：自定心卡盤、單動卡盤、頂尖、中心架、跟刀架、心軸、花盤及壓板等。電動機1.自定心卡盤圖5-5C6136臥式車床的主運動傳動系統框圖自定心卡盤是車床上最常用的附件之一。其構造如圖5-6所示。當扳手插入卡盤體內三個小錐齒輪的方孔中轉動時，可使與其嚙合的大錐齒輪轉動。大錐齒輪背面的平面螺紋就使主軸轉速可根據電動機的轉速和不同的傳動比計算。主軸最高、最低轉速為：1004642170得三個卡爪同時做向心或離心移動，以實現工件的夾緊或松開。nmax＝1440×x1r/min＝1350r/min（各傳動比均取最大值）1603236190自定心卡盤能自動定心、裝夾方便迅速，但定心精度不高（一般為0.05-0.15mm），夾緊力較小。裝夾直徑較小的外圓表面用正爪進行，裝夾直徑較大的外圓表面，用反爪換到68卡盤上即可進行（圖5-7）。工件上同軸度要求較高的表面，應盡可能在一次裝夾中車出。69工程實訓指導書（金工實習）1）提高熔敷效率，如焊條電弧焊中的鐵粉焊、重力焊、躺焊以及埋弧焊中的多絲地焊、熱絲焊等。2）減小坡口角度及熔敷金屬，如以氣體保護電弧焊為基礎，采用單絲、雙絲或三經行焊接的窄間隙焊等。第五章焊接機器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業機器人。根據國際標準化組（IS0），工業機器人屬于標準焊接機器人的定義，工業機器人是一種多用途的、可重復編的自動控制操作機（Manipulator），具有三個或更多可編程的軸，用于工業自動化領域。車削接機器人在現代焊接生產中的大量應用，是焊接自動化的進步。它突破了焊接剛性自動化傳統方式，開拓了一種柔性自動化的新方式，實現了小批量產品焊接自動化，為焊接柔性產線提供了技術基礎。第一節概述復習思考題車削是指在車床上利用工件的旋轉和刀具的移動，從工件表面切除多余材料，使其成為1.熔焊、壓焊及釬焊的區別是什么？符合一定形狀、尺寸和表面質量要求的零件的一種切削加工方法，是機械加工中最基本、最2.什么是焊接電??？電弧區的溫度是如何分布的？何謂正接？何謂反接？常用的一種工藝方法。3.常用電焊機有哪幾種？說明實習中使用電焊機的種類。車削時，工件的旋轉運動為主運動，車刀相對工件的移動為進給運動。切削用量為切削4.焊條的組成及其作用是什么？說明E4303和E5015焊條牌號的含義。速度v（m/s）、進給量f（mm/r）和切削深度a。（mm）。切削速度是指工件加工表面上最5.常見焊接接頭及坡口的形式有哪些？焊接位置有哪幾種？大直徑處的線速度；進給量是指工件旋轉一周，車刀沿進給運動方向移動的距離；切削深度6.焊接參數是什么？如何選擇？是指車刀每次切去金屬層的厚度。7.常見焊接缺陷有哪些？車床是既可以用車刀對工件進行車削，又可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙、滾花8.氣焊火焰有哪幾種？低碳鋼、鑄鐵、黃銅各用哪種火焰進行焊接？刀等對工件進行加工的機床?？杉庸さ谋砻嬗袃韧鈭A柱面、圓錐面、成形面、端面和各種內9.金屬材料要具備哪些條件才能氣割？外螺紋面等。車削的應用范圍較廣，可加工各種回轉面及平面等（圖5-1）。其加工精度可10.敘述埋弧焊、氣體保護電弧焊、等離子弧焊、電阻焊和釬焊的特點及用途。n0c）g）h）i）j）k））m）n）圖5-1車削的加工范圍a）車端面b）車外圓c）車外錐面d）切槽、切斷e）鏜孔f）切內槽g）鉆中心孔h）鉆孔i）鉸孔j）孔k）車外螺紋1）車內螺紋m）攻螺紋n）車成形面o）滾花6465◆工程實訓指導書（金工實習）第五章達IT1-IT6；表面粗糙度Ra值為1.6～12.5μm。車削第二節車床1.床身床身是用來支承各主要部件，并按技術要求把各個部件連接在一起，使其在工作時保持準確的相對位置，是機床的基礎件。床身上的導軌用以引導刀架和尾座相對于主軸箱進行準車床是各種機械加工設備中應用最廣泛的機床之一，約占金屬切削機床總數的一半。車確移動。床身結構的緊固性和精度對車床的加工精度有很大影響。床的種類很多，按用途和結構的不同，可分為臥式車床、轉塔車床、立式車床、單軸自動車2.主軸箱床、多軸自動和半自動車床、仿形車床、專門化車床等。其中臥式車床應用最廣。主軸箱內裝空心主軸和主軸變速機構。動力經變速機構傳給主軸，主軸箱的變速手柄可以改變主軸箱內齒輪的嚙合關系，使主軸按規定的速度帶動工件旋轉，實現主運動。一、車床的型號3.進給箱車床型號是按GB/T15375-2008《金屬切削機床型號編制方法》規定，由漢語拼音進給箱內裝進給運動的變速機構，主軸的旋轉運動通過齒輪傳人進給箱，經過變速機構帶動光杠或絲杠以不同的轉速轉動，最終通過溜板箱而帶動刀具移動，實現進給運動，并可母和阿拉伯數字組成的。型號的具體含義如下：以獲得所需要的進給量或車削螺紋的螺距。（A）（Q）（x）（O）/（）4.光杠和絲杠其他特性代號光杠和絲杠將進給箱的運動傳給溜板箱。自動走刀用光杠，車削螺紋用絲杠，光杠和絲重大改進順序號杠不能同時使用。主軸數或第二主參數5.溜板箱主參數或設計順序號系代號溜板箱與大拖板連在一起。它將光杠或絲杠傳來的旋轉運動通過齒輪-齒條機構（或絲組代號杠副）帶動刀架上的刀具做直線橫向或縱向進給運動。絲杠運動時，可實現車螺紋。通用特性、結構特性代號6.刀架類代號分類代號刀架用來裝夾車刀，有4個裝刀裝置，以便轉位換刀。使其做橫向、縱向及斜向運動，由大拖板、中拖板、小拖板、轉盤和方刀架組成（圖5-3）。車工實習中常見的車床型號為CA6136，其中C是“車”字漢語拼音的首字母，代表大拖板（縱溜板、大刀架）與溜板箱連接，床類型為車床，讀作“車”；A在此處為結構特性代號，是為了區分主參數相同而機構不可帶動車刀沿床身導軌做縱向移動；中拖板的機床，可以理解為這種型號的車床在結構上區別于C6136型車床；6為組代號，表示落（橫溜板、橫刀架）可沿大拖板上的導軌做橫向及臥式車床；1為系代號，表示臥式車床；36為主參數代號，表示最大車削直徑的1/1移動；轉盤與中拖板用螺栓緊固，松開螺母，可即最大車削直徑為360mm。使其在水平面內轉動任意角度；小拖板（小溜板、小刀架）可沿轉盤上的導軌做短距離縱向二、車床的組成進給或在轉動轉盤后做斜向進給。臥式車床的主要組成如圖5-2所示。7.尾座尾座套筒內可以安裝頂尖用來支承較長工圖5-3刀架的組成件，也可以安裝鉆頭、鉸刀、中心鉆等。尾座套筒在尾架體殼的伸出長度可以用手柄轉動調節，并由鎖緊手柄將套筒固定，也可以將套筒退到末端，可卸下套筒錐孔內所安裝的工具或刀具。調節尾座底側面的螺釘，尾座體在尾架底板上還可以橫向移動，用來車削圓錐。8.床腳床腳用地腳螺栓固定在水泥地基上，其左端安裝電動機和變速機構，右端安裝著電氣控制箱和冷卻泵。0三、車床的傳動系統圖5-2臥式車床的主要組成車床的運動分為工件旋轉和刀具移動兩種運動。前者為主運動，是由電動機經帶輪和齒6667◆工程實訓指導書（金工實習）第四章的熔點必須低于該金屬本身的熔點，同時流動性要好，這樣的氧化物能以液體狀態從切口處焊接點焊時，先加壓使焊件緊密接觸，隨后接通電流，在電阻熱的作用下焊件接觸處熔化，3）金屬在切割氧射流中燃燒屬于放熱反應，使所放出的熱量足以維持切割過程繼續進被吹除。冷卻后形成焊點。點焊主要用于厚度4mm以下的薄板構件、沖壓件焊接，特別適合汽車車身和車廂、飛機機身的焊接；但不能焊接有密封要求的容器。4）金屬的導熱性不應太高，否則預熱火焰及氣割過程中氧化所析出的熱量會被傳導散行而不中斷。6.縫焊失，使氣割不能開始或中途停止?？p焊過程與點焊相似，只是用滾輪電極代替熔化電極。焊接時，轉動的滾輪電極壓緊并氣割的特點是設備簡單、操作靈活方便、生產率高、適應性強，可在任意位置和任意方帶動焊件向前移動，配合斷續通電，形成連續重疊的焊點（圖4-23）?？p焊的焊縫具有良好的密封性。向切割任意形狀和任意厚度的工件。2.等離子弧切割夾緊力等離子弧切割是利用等離子弧的熱能實現切割的方法。氣體可以是空氣，也可以是復氣、氬氣和氮氣的混合氣體。高頻電弧使一些氣體“分解”或離子化，成為基本的原子粒滾輪電極壓力O子，從而產生等離子。然后，電弧跳躍到工件焊件鎢極上，高壓氣體把等離子從割嘴吹出，出口速度Ar或N2開關焊點U重疊焊點為800～1000m/s。這樣，結合等離子中的各高頻振蕩冷卻水O種氣體恢復到正常狀態時所釋放的高能量產生直流電源。器冷卻水熔化電極2700℃的高溫（該溫度幾乎是不銹鋼熔點的兩倍），從而使不銹鋼快速熔化，熔化的金屬噴嘴圖4-22點焊圖4-23縫焊由噴出的高壓氣流吹走。因此，需要用排煙和等離子弧縫焊主要用于焊接厚度3mm以下、要求密封性的容器和管道等，如汽車的油箱、消聲除渣設備。等離子弧是電弧經機械、熱和電磁器等。工件壓縮效應后形成的（圖4-21）。7.釬焊等離子弧切割的特點是高速、高效、高質圖4-21等離子弧發生裝置釬焊是指低于焊件熔點的釬料和焊件同時加熱到釬料熔化溫度后，利用液態釬料填充接量，切口光滑，切割厚度可達150～200mm。頭間隙使金屬連接的焊接方法。釬焊時，首先要去除母材接觸面上的氧化膜和油污，以利于其主要用于切割合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳、鈦及其合金、難熔金屬和非金屬。毛細管在釬料熔化后發揮作用，增加釬料的潤濕性和毛細流動性。根據釬料熔點的不同，釬3.激光切割焊又分為硬釬焊和軟釬焊。激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸釬焊的焊接過程是：焊前準備（除油、機械清理）→裝配零件、填放釬料→加熱、釬料發形成孔洞，隨著光束對材料的移動，孔洞連續形成寬度很窄的（0.1mm左右）切口，完熔化→冷卻、形成接頭→焊后清理→檢驗。成對材料的切割。目前主要有激光升華切割、激光熔化切割和激光燃燒切割三種方法。激光釬焊的加熱方法有：烙鐵、火焰、電阻、感應、鹽浴、紅外、激光、氣相（凝聚）加切割適用于易氧簡單、直徑小于20mm和強度要求不高的焊件，也可用于棒材、管材和板材熱等。的焊接。因為沒有刀具加工成本，所以激光切割設備適用于生產小批量的各種尺寸的部件釬焊的焊接溫度低、焊接應力和變形小、尺寸精度高，可焊接異種金屬，易于實現機械激光切割設備通常采用數控裝置。采用該裝置后，即可從計算機輔助設計（CAD）工作站化和自動化，但接頭強度較低、耐熱性差，多用搭接接頭。其主要用于焊接微電子元件、精接收切割數據。密儀器、真空器件、異種金屬構件及某些復雜的薄板結構等。4.閃光對焊（三）特種焊接閃光對焊的焊接過程是：通電一閃光加熱→頂鍛、斷電→去壓。閃光加熱是焊件端面逐1.摩擦焊漸移近達到局部接觸時，接觸點金屬迅速熔化，以火花形式飛濺，形成閃光。多次閃光加熱摩擦焊是指利用焊件接觸面摩擦產生的熱量為熱源，使焊件在壓力作用下產生塑性變形后，焊件端面就均勻達到半熔化狀態，然后斷電加壓頂鍛，形成了焊接接頭。該接頭質量較而進行焊接的方法（圖4-24）。其特點是接頭質量好，生產率高，易實現自動化，適用于碳高、強度好，但接頭表面粗糙，主要用于棒料、型材等的焊接，也可用于異種金屬的對接。素鋼、高速工具鋼、不銹鋼、低合金高強度結構鋼、鎳合金的焊接，尤其是異種材料間的焊5.點焊接，如碳素鋼一不銹鋼、鋁一銅、鋁一鋼、鋁一陶瓷等，如石油鉆桿、圓柄刀具等。點焊是指焊接時利用熔化電極，在焊件接觸面之間形成焊點的焊接方法（圖4-22）。焊2.超聲波焊點距不應太小，以減少分流的影響，且與焊件材料和厚度有關。超聲波焊是指利用超聲波頻率（20kHz以上）的機械振動能量連接金屬的一種特殊焊6061工程實訓指導書（金工實習）模鍛可分為錘上模鍛和壓力機模鍛。錘上模鍛第三章是在蒸汽一空氣模鍛錘上進行的，常用的模鍛壓力楔鐵錘頭鍛壓機有曲柄壓力機、摩擦螺旋壓力機、平鍛機和液壓模膛上模壓力機（圖3-28）是曲柄壓力機的一種，可完分模面飛邊槽機等。成除剪切外的絕大多數基本工序，是沖壓生產的基帶輪模鍛與自由鍛相比，生產的鍛件形狀更為復雜，離合器楔鐵下模本設備。沖壓時沖模的凸模（或沖頭）裝在滑塊的軸尺寸精度較高，表面粗糙度值小，且力學性能較高；緊固楔鐵模墊下端，凹模裝在工作臺上，壓力機的曲柄連桿機構制動器鍛件加工余量和鍛造公差小，材料利用率高；生產將旋轉運動轉變成滑塊的上、下往復運動，實現沖過程操作簡便，勞動強度小，易于實現自動化，生壓。壓力機主要技術參數有額定壓力、滑塊行程距連桿產率高。但模鍛的設備投資大；生產準備周期，尤離（mm）、滑塊行程次數（次/min）和封閉高電動機其是鍛模的設計制造周期長，費用高；鍛模成本高；度等。0圖3-26鍛模（二）沖壓的基本工序床身工藝靈活性差，適用于中小鍛件的大批量生產。膠帶導軌沖壓的基本工序主要有分離工序（落料和沖滑塊三、板料成形孔）和變形工序（彎曲和拉深）。工作臺1.落料和沖孔利用沖壓設備和沖模使金屬或非金屬板料產生分離或變形的壓力加工方法稱為沖壓，也稱為板料成形。這種加工方法通常是在常溫下進行的，所以又稱冷沖。板料成形的原材料是具有較高落料和沖孔是使坯料分離的工序，又稱為沖裁工序。從板料上沖下所需形狀的零件（或毛坯）為踏板塑性的金屬材料，如低碳鋼、銅及其合金、鎂合金等。還可以加工某些非金屬（如石棉板、硬落料，即沖下部分為成品，剩下周邊部分為廢料；膠、膠木板、皮革等）的板材、帶材或其他型材。用于加工的板料厚度一般小于6mm。而沖孔則相反，它是在板料上沖出所需形狀的孔，沖壓的特點是可沖出形狀復雜的零件，材料利用率高；沖壓件表面質量高，強度高，剛即沖下部分為廢料，剩余周邊部分為成品，如圖圖3-28壓力機性好；操作簡單，生產率高，易于實現機械化和自動化；沖模精度要求高，結構復雜，制造3-29所示。成本大等，因此沖壓常適用于大批量生產場合。落料和沖孔所用的模具稱為沖裁模，其凸、凹模刃口必須鋒利且應有很小的沖裁間隙（一）沖壓設備（單邊間隙為材料厚度的5％～10％）。沖壓生產常用的設備是剪板機和壓力機。2.彎曲和拉深剪板機是將板料切成一定寬度的條料，是沖壓生產的備料設備。剪板機（圖3-27）的彎曲是使板料的一部分相對于另一部分彎成一定角度的沖壓變形工序（圖3-30）。彎曲傳動原理為：電動機帶動帶輪、齒輪轉動，經離合器帶動曲軸轉動，使裝在滑塊上的上刀刃件有最小彎曲半徑的限制，凹模的工作部位必須有圓角過渡，以免拉傷工件。彎曲主要應用沿導軌做上、下運動，并與固定在工作臺上的下刀刃配合，進行剪切。制動器的作用是使上于制造各種彎曲形狀的沖壓件。彎曲模的凸模端部和凹模邊緣應做成一定的圓角，以防止工件外表面被彎裂或劃傷；凹模的角度應略小于工件的角度。刀刃剪切后停在最高位置上，為下次剪切做準備，擋鐵用來控制下料尺寸。為了減小剪切力，剪切寬度大的板材用斜刃剪切，當剪切窄而厚的板材時，應選用平刃剪切。剪板機的規格是以剪切板料的厚度和寬度來表示的。例如Q11-2×1000型剪板機，表示廢料沖頭工件能剪切厚度為2mm、長度為1000mm的板料。制動器帶輪齒輪工件廢料曲軸下模電動機離合器（凹模）安滑塊0導軌滑塊圖3-29落料與沖孔圖3-30彎曲0上刀刃擋鐵上刀刃a）落料b）沖孔板料下刀刃板料工作臺下刀刃拉深是將板料沖成開口的中空形狀零件的沖壓變形工序（圖3-31）。拉深模的凸模端部工作臺和邊緣除應帶有圓角外，凸、凹模之間還應留有一定（略大于板料厚度）的間隙；拉深過圖3-27剪板機程中為了防止起皺，要用壓邊圈將板料壓緊，凹模和凸模必須有圓角過渡。4445第一章金工實習的基本知識第二節工程材料（如齒輪、軸、螺栓等）。這類鋼屬于低碳鋼（碳的質量分數小于0.25％）和中碳鋼（碳的質量分數為0.25％～0.6％）、常用的牌號有Q215、Q235和40、45鋼。材料是人類一切生產活動和生活活動的物質基礎，是人類發展和進步的標志。在當今社2）碳素工具鋼主要用于制造各種刀具、模具、量具等。這類鋼屬于高碳鋼（碳的質量會，材料、能源和信息已成為現代科學技術的三大支柱。分數大于0.6％）。常用的牌號有T8、T10、T10A和T12等。工程材料是指制造工程結構和機器零件使用的材料的總稱。工程材料可分為金屬材料、3）合金結構鋼主要用于制造承受載荷較大或截面尺寸大的重要機械零件。常用的有低非金屬材料和復合材料。合金結構鋼（Q345、Q390）、調質鋼（40Cr、35CrMo）、彈簧鋼（65Mn、60Si2Mn）和滾動軸承鋼（GCr15、GCr15SiMn）等。一、金屬材料4）合金工具鋼主要用于制造各種刀具、模具、量具等。常用的有量具刃具鋼（9SiCr）、金屬材料是現代制造中應用最廣泛的工程材料，特別是鋼鐵材料的應用更為廣泛。模具鋼（Cr12、Cr12MoV、5CrMnMo）。5）特殊性能鋼具有特殊的物理性能、化學性能，用于制造有特殊性能要求的零件。常1.金屬材料的性能金屬材料的性能分為使用性能和工藝性能。使用性能是指金屬材料制成的零件或產品在用的有不銹鋼（12Cr18Ni9、20Cr13）、耐熱鋼（15CrMo、42Cr9Si2）等。6）灰鑄鐵廣泛用于制造各種承受壓力和要求消振性好的床身、底座、箱體等。常用的使用過程中所表現出來的性能。它包括物理性能、化學性能和力學性能等。工藝性能是指金牌號有HT150、HT200、HT300等。屬材料在加工過程中所表現出的性能。7）球墨鑄鐵可代替碳素結構鋼用于制造一些載荷較大、受力復雜的重要零件，如曲金屬材料的物理、化學性能主要有密度、熔點、熱膨脹性、導熱性、導電性、導磁性、軸、連桿、齒輪等。常用的牌號有QT400-18、QT500-7、QT600-3、QT800-2等。耐酸性、耐堿性、抗氧化性等。它與零件或產品的用途密切相關，對制造工藝也有影響。金屬材料的力學性能是指金屬材料在外載荷作用下所表現出來的性能，主要有強度、塑二、非金屬材料性、剛度、硬度、韌性和疲勞強度等，它們是表征和判斷金屬材料力學性能所用的指標和依非金屬材料包括金屬材料以外的幾乎所有材料，工程上常用的有塑料、合成橡膠和陶瓷據，稱為金屬材料的力學性能判據。材料等。（1）強度強度是指金屬材料抵抗永久變形（塑性變形）和斷裂的能力。1.塑料（2）塑性塑性是指金屬材料斷裂前發生的不可逆的永久變形的能力。塑料以高分子合成樹脂為主要成分，經過熱加工和加壓制成。塑料具有密度小、比強度（3）硬度硬度是機械制造現場經常使用的力學性能指標，用它可大致評價其他力學高、化學性能穩定、摩擦系數小、耐磨性好、絕緣性能好、消聲吸振性好、加工簡單、生產性能指標，且操作簡單、成本低、不破壞產品零件。硬度值常用布氏硬度HBW和洛氏硬度率高等優點。HRC表示。2.橡膠（4）韌性韌性是指金屬材料在斷裂前吸收變形能量的能力。橡膠是以生膠為主要原材料，加入適當的硫化劑、軟化劑等輔助材料制成的材料。主要金屬材料的工藝性能一般包括鑄造性能、可鍛性、焊接性、可加工性和熱處理性能等。優點有彈性好、撕裂強度好、耐疲勞、不透水、不透氣、絕緣等。它決定著金屬材料的加工制造工藝方法、設備工裝、生產率及成本效益，甚至會影響產品零3.陶瓷材料件的設計。陶瓷材料是無機非金屬材料，目前常用的制造工藝是粉末冶金法。陶瓷在機械工業中主（1）鑄造性能鑄造性能是指金屬及合金在鑄造生產中表現出來的工藝性能，如流動要用于制造有耐高溫、耐磨、耐蝕等性能要求的零件，如內燃機火花塞、發動機的葉片、切性、收縮性、偏析性、透氣性等。削高硬度材料的刃具等，也可用作絕緣材料、半導體材料和壓電材料。（2）可鍛性可鍛性是指用鍛壓成形方法獲得合格鍛件的難易程度。三、復合材料（3）焊接性焊接性是指金屬材料對焊接加工的適應性，也就是在一定的焊接工藝條件下，獲得優質焊接接頭的難易程度。復合材料是指由兩種或兩種以上不同物質以不同方式組合而成的材料，材料復合后，可（4）可加工性可加工性是指切削加工金屬材料的難易程度。改善和克服單一材料的缺點，充分發揮其優點，并能得到單一材料難以達到的性能和功能。（5）熱處理性能熱處理性能是指金屬材料通過熱處理后反映出來的能力。2.常用的鋼鐵材料第三節鋼的熱處理鋼和鑄鐵是以鐵、碳為主要成分的合金，又稱鐵碳合金。碳的質量分數小于或等于2.11％的鐵碳含金稱為鋼；碳的質量分數大于2.11％的鐵碳合金稱為鑄鐵。在毛坯制造和加工之前通常都會對材料進行熱處理，熱處理是將鋼在固態下通過加熱、）碳素結構鋼主要用于制造各種工程構件（如橋梁、船舶、建筑用鋼）和機械零件保溫后以一定方式進行冷卻，使其組織改變而獲得所需性能的工藝方法。熱處理是改善材料23工程實訓指導書（金工實習）第一章金工實習的基本知識工藝性能、提高材料的強度、硬度，改善其塑性、韌性等性能，保證產品質量，挖掘材料潛力不可缺少的工藝方法。重要的機械零件在制造過程中一般都要經過熱處理?；瘜W熱處理是通過改變鋼的表面化學成分和組織而獲得所需性能的表面熱處理?；瘜W熱熱處理的工藝方法很多，可分為普通熱處理和表面熱處理兩大類。處理的種類很多，主要有滲碳、滲氮、碳氮共滲等，其中以滲碳應用最廣。滲碳工藝可使工件具有外硬內韌的性能，主要用于承受強烈摩擦又承受沖擊或交變載荷的工件，如拖拉機的變速齒輪、活塞銷、凸輪、履帶等。一、普通熱處理除表面熱處理外，還有電鍍、發藍處理和噴塑等表面處理也可以改善材料的相關性能。鋼的普通熱處理工藝中，最基本的是退火、正火、淬火與回火，如圖1-2所示。熱處理常用的加熱設備是箱式電阻爐、井式電阻爐和鹽浴爐；冷卻設備有攪拌水槽、攪1.退火保溫拌油槽、循環冷卻液槽和鹽浴槽等。加熱爐的溫度測控是通過熱電偶、控溫儀表系統和計算退火是將工件加熱到適當溫度，保持一臨界點機溫控系統實現的。目前計算機與自動控制技術在熱處理及檢測設備中的大量應用，不僅使定時間，然后隨爐緩慢冷卻的熱處理工藝。加熱冷單臺設備和單一工序的熱處理實現了計算機控制自動化生產，還形成了多道復雜的熱處理工卻其目的是降低硬度、細化組織、消除內應力序、輔助工序及檢測工序和多臺設備集成的計算機集成熱處理生產線，為各種金屬材料提供和某些鑄鍛焊的熱加工缺陷，為后續切削加時間了多種改性手段，滿足了不同機械產品對零件性能的要求。工和熱處理做工藝準備。圖1-2熱處理工藝示意圖2.正火1一退火2—正火3淬火4—回火第四節切削加工基本知識正火是將工件加熱奧氏體化后在空氣中或其他介質中冷卻獲得以珠光體組織為主的熱處理工藝。其目的是細化組織、消除組織缺陷和切削加工是使用切削刀具將毛坯或工件上多余的材料層切除，以獲得所要求的幾何形內應力，為后續切削加工和熱處理做工藝準備。正火后可得到比退火時較高的強度和硬度，且狀、尺寸精度和表面質量的加工方法。切削加工可分為機械加工（簡稱機加工）和鉗工兩生產率高、成本低，因此正火也可作為一些使用性能要求不高的中碳鋼零件的最終熱處理。大類。機械加工是通過操縱機床來完成的切削加工，主要加工方法有車、鉆、刨、銑、磨及齒3.淬火與回火淬火是將工件加熱奧氏體化后以適當方式冷卻獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處輪加工等，所用機床相應為車床、鉆床、刨床、銑床、磨床及齒輪加工機床等。它具有精度理工藝。其目的是提高材料的硬度和耐磨性。但淬火鋼內應力大、脆性高、易變形和開裂，高、生產率高、勞動強度低等優點。通常切削加工主要是指機械加工。必須進行回火?；鼗鹗菍⒐ぜ阌埠蠹訜岬紸c1以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻鉗工是通過手持工具來進行的裝配、維修或切削加工，常用的加工方法有劃線、鏨、到室溫的熱處理工藝。按回火溫度不同，可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。工件經高鋸、銼、刮研、鉆孔、攻螺紋和套螺紋等。為減輕勞動強度和提高生產率，鉗工中的某些工溫回火處理又稱調質，經調質后的鋼具有良好的力學性能，廣泛地用于重要機械零件的熱作已逐步被機械加工代替，實現了機械化處理。一、切削運動及切削用量工件常用的回火方法見表1-1。1.切削運動表1-1工件常用的回火方法切削運動是指在切削加工過程中，刀具和工件之間的相對運動。它是實現切削過程的必回火方法回火溫度/℃硬度HRC力學性能特點應用舉例要條件之一，分為主運動和進給運動。低溫回火250以下58-64高硬度、高耐磨性刃具、量具、沖模、滾動軸承主運動是形成機床切削速度或消耗主要動力的工作運動，是完成切割的主要運動。在切中溫回火250-50035-50高彈性和韌性彈簧、熱鍛模具削加工中，主運動有且只有一個。高溫回火500以上20-30優良的綜合力學性能軸、齒輪、螺栓、連桿進給運動是使工件多余的材料不斷投入切削的運動。沒有進給運動，就無法實現連續切削。在切削加工中，進給運動可以有一個或多個。二、表面熱處理切削運動可以是旋轉的，也可以是直線的或曲線的；可以是連續的，也可以是間歇的（圖1-3）。表面熱處理是將鋼的表面進行熱處理的工藝方法。其目的是使鋼的表面層具有較高的硬在切削過程中，工件表面的被切金屬層不斷地被切削而轉變為切屑，從而加工出所需的度和耐磨性，而心部仍保持較高的塑性和韌性。常用的表面熱處理工藝有表面淬火和化學熱處理。工件表面。切削加工時，工件上有三個不斷變化的表面，即待加工表面、切削表面和已加工表面（圖1-4）。表面淬火是一種局部淬火方法，目的是獲得高硬度、高耐磨性的表層，而心部仍保持原2.切削用量有的良好韌性，常用于機床主軸、齒輪、發動機的曲軸等零件的表面處理。表面淬火所采用切削用量是指切削加工時的切削速度v、進給量f和背吃刀量an。的快速加熱方法有電感應、火焰、電接觸、激光等?！?