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成形面的加工方法及選擇:成形面如何進(jìn)行磨削?成形面的磨削方法有哪些?看看這成形面加工方法及技術(shù)選型匯總表
成形面的加工方法及選擇:成形面如何進(jìn)行磨削?成形面的磨削方法有哪些?看看這成形面加工方法及選擇匯總表
成形面在零件加工中十分常見,只要是形狀不同于平面和圓柱面的表面,都被叫做成形面。在生產(chǎn)中,成形面主要有三大類型,旋轉(zhuǎn)體成形面、直母線成形面和立體成形面。對于成形面的磨削加工,下面就來具體介紹一下。
一、成型表面定義
有些零件上帶有某些復(fù)雜的表面,這類表面既不是簡單的平面、圓柱面或圓錐面,也不是由簡單表面組合而成的型面(如T形槽、燕尾槽等),這類復(fù)雜表面通稱為成型表面。螺紋和齒輪齒形表面是其中的典型特例。
主要介紹一般成形表面的加工。
二、成型面的分類
成形面的分類零件上的成形面種類很多,按其幾何特征一般可分成下述三種類型。
1、回轉(zhuǎn)成形面 回轉(zhuǎn)成形面是由一條曲線為母線,繞一固定軸線旋轉(zhuǎn)而形成的。
2、直線成形面 直線成形線是由一條曲線為母線,沿一條直線平移而形成的。
3、立體成形面 這種表面異常復(fù)雜,在各個剖面上具有不同的形狀。因其加工非常困難,故一般機(jī)械零件上較少使用。
三、成形面的磨削方法
1、成形砂輪磨削法:將砂輪修整成與工件形面完全吻合的反形面,然后切入磨削,以獲得所需要的形狀。其特點是生產(chǎn)效率高,加工精度穩(wěn)定,需配置合適的砂輪修整器。
2、成形夾具磨削法:使用通用或?qū)S脢A具,在磨床上對工件的成形面磨削。
3、仿形磨削法:在專用磨床上按放大樣板(或靠模)或放大圖進(jìn)行磨削。
4、坐標(biāo)磨削法:在坐標(biāo)磨床上,工作臺或磨頭按坐標(biāo)運動及回轉(zhuǎn),實現(xiàn)所需要的運動軌跡,磨削工件的成形面。
四、成形砂輪磨削法
1、砂輪角度的修整
砂輪角度修整夾具修整角度的原理是利用墊塊來控制角度。使裝有金剛石筆的滑塊可在正弦尺座的燕尾導(dǎo)軌內(nèi)滑動,滑塊上的齒條與裝在心軸上的小齒輪嚙合。可按計算尺寸組合量塊,墊在量塊平臺、量塊側(cè)墊板與正圓柱之間,使帶有金剛石筆的游尺的運動方向與水平線的夾角等于砂輪需要的角度。
當(dāng)墊好量塊,將正弦尺調(diào)至所需角度后,旋緊螺母,把正弦尺座壓緊在夾具體上,修整砂輪時轉(zhuǎn)動手輪,通過小齒輪及傳動齒條,使裝在滑塊上的金剛筆移動。根據(jù)修整砂輪位置的需要,金剛石筆可插入滑塊的左、中或右位置的孔內(nèi),用螺釘固定。此種夾具可修整0—75度范圍的各種角度砂輪。
2、砂輪圓弧面的修整
砂輪圓弧面的修整,是通過調(diào)整金剛石筆尖到夾具回轉(zhuǎn)中心的距離來控制的。支架固定在轉(zhuǎn)盤上,金剛石筆裝在支架上,當(dāng)轉(zhuǎn)動螺釘時,使金剛石筆軸向移動,移動距離可用定位板和量塊的測量。
3、成形砂輪的修整要點
(1)金剛石筆尖應(yīng)與夾具回轉(zhuǎn)中心在同一平面內(nèi),修整時,應(yīng)通過砂輪主軸中心。
(2)為減少金剛石筆消耗,粗修可用碳化硅砂輪。
(3)砂輪要求修整的形面如果是兩個凸圓弧相連接,應(yīng)先修整大的圓弧;如是一凸一凹圓弧連接,應(yīng)先修整凹圓弧;若是凸圓弧與直線連接,應(yīng)先修整直線;若是凹圓弧與直線連接,應(yīng)先修整凹圓弧。
五、成形夾具磨削
1、用分度夾具磨削成形面
分度夾具適用于磨削具有一個回轉(zhuǎn)中心的各種成形面,與成形砂輪配合使用,能磨削比較復(fù)雜的形面。常用分度夾具有:立式回轉(zhuǎn)夾具、臥式回轉(zhuǎn)夾具和正弦分度夾具等。
用分度夾具磨削的典型工件形狀有:帶有臺肩的多角體、等分槽及凸圓弧工件,具有一個回轉(zhuǎn)中心的多角體、分度槽;一個(或多個)回轉(zhuǎn)中心并帶有臺肩的多角體。
4、用萬能夾具磨削成形面
使用萬能夾具磨削的要點如下:
(1)先將形狀復(fù)雜的形面分解成若干直線、圓弧段,再按順序磨出各段形面。
(2)根據(jù)被磨削工件的形狀,選擇回轉(zhuǎn)中心,視工件情況不同?;剞D(zhuǎn)中心可以是一個或多個。磨削時,要依次調(diào)整回轉(zhuǎn)中心與夾具中心重合,工件以此中心回轉(zhuǎn),并借以測量各磨削面的尺寸。
(3)成形磨削時的工藝基準(zhǔn)不盡一致,往往需要進(jìn)行工藝尺寸換算。主要計算尺寸為:各圓弧面的中心之間的坐標(biāo)尺寸;從一個已選定的中心至各平面或斜面間的垂直距離;各斜面對坐標(biāo)軸的傾斜角度及各圓弧面包角等。
(4)對有的形面部分采用成形砂輪進(jìn)行磨削,可提高精度和效率。
六、成形面的加工方法及選擇
帶有成形面的零件,機(jī)器上用得也相當(dāng)多,如機(jī)床的手把、內(nèi)燃機(jī)凸輪軸上的凸輪、汽輪機(jī)的葉片等,都是帶成形面的零件。
成形面的加工方法較多,一般有車削、銑削、刨削、拉削或磨削等。這些加工方法可以歸納為如下兩種基本方式:
1用成形刀具加工即用切削刃形狀與工件廓形符合的刀具,直接加工出成形面,如圖1所示。
圖1用成形車刀成形面
用成形刀具加工成形面,機(jī)床的運動和結(jié)構(gòu)比較簡單,操作也簡便。但是刀具的制造和刃磨比較復(fù)雜(特別是成形銑刀和拉刀),成本較高。而且,這種方法的應(yīng)用,受工件成形面尺寸的限制,不宜用于加工剛性差而成形面較寬的工件。
2利用刀具和工件作特定的相對運動加工用靠模裝置車削成形面(圖2),就是其中的一種。此外,還可以利用手動、液壓仿形裝置或數(shù)控裝置等來控制刀具與工件之間特定的相對運動。
圖2用靠模車成形面
1—車刀;2—工件;3—聯(lián)接板;4—靠模;5—滑塊
利用刀具和工件作特定的相對運動來加工成形面,刀具比較簡單,并且加工成形面的尺寸范圍較大。但是,機(jī)床的運動和結(jié)構(gòu)都較復(fù)雜,成本也高。
成形面的加工方法,應(yīng)根據(jù)零件的尺寸、形狀及生產(chǎn)批量等來選擇。
小型回轉(zhuǎn)體零件上形狀不太復(fù)雜的成形面,在大批量生產(chǎn)時,常用成形車刀在自動或半自動車床上加工;批量較小時,可用成形車刀在臥式車床上加工。
成形的直槽和螺旋槽等,一般可用成形銑刀在萬能銑床上加工。
尺寸較大的成形面,大批量主產(chǎn)中,多采用仿形車床或仿形銑床加工;單件小批生產(chǎn)時,可借助樣板在臥式車床上加工,或者依據(jù)劃線在銑床或刨床上加工,但這種方法加工的質(zhì)量和效率較低。為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率,在單件小批生產(chǎn)中,可應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工成形面。
大批量生產(chǎn)中,為了加工一定的成形面,通常設(shè)計和制造專用的拉刀或?qū)iT化的機(jī)床,例如加工凸輪軸用凸輪軸車床、凸輪軸磨床等。
對于淬硬的成形面或精度高、粗糙度值小的成形面,其精加工則要采用磨削甚至光整加工。
成形面常用的加工方法及選擇見表1。
表1 成形面的加工方法及選擇 |
|||||||
加工方法 |
加工精度 |
表面粗糙度 |
生產(chǎn)率 |
機(jī)床 |
適用范圍 |
||
成形面的切削加工 |
成形刀具加工 |
車削 |
較高 |
較小 |
較高 |
車床 |
成批生產(chǎn)尺寸較小的回轉(zhuǎn)成形面 |
銑削 |
較高 |
較小 |
較高 |
銑床 |
成批生產(chǎn)尺寸較小的外直線成形面 |
||
刨削 |
較低 |
較大 |
較高 |
刨床 |
成批生產(chǎn)尺寸的外直線成形面 |
||
拉削 |
較高 |
較小 |
高 |
拉床 |
大批大量生產(chǎn)各種小型直線成形面 |
||
成形面的切削加工 |
簡單刀具加工 |
手動進(jìn)給 |
較低 |
較大 |
較低 |
各種普通機(jī)床 |
單間小批生產(chǎn)各種成形面 |
靠模裝置 |
較低 |
較大 |
較低 |
各種普通磨床 |
成批生產(chǎn)各種直線成形面 |
||
仿形裝置 |
較高 |
較大 |
較低 |
仿形機(jī)床,價格較貴 |
單件小批量生產(chǎn)各種成形面 |
||
數(shù)控裝置 |
高 |
較小 |
較高 |
數(shù)控機(jī)床,價格昂貴 |
單件及中、小批生產(chǎn)各種成形面 |
||
成形面的磨削加工 |
成形砂輪磨削 |
較高 |
小 |
較高 |
平面磨床,工具磨床,外圓磨床,附加成形砂輪修整器(通用) |
成批生產(chǎn)加工外直線成形面和回轉(zhuǎn)成形面 |
|
成形夾具磨削 |
高 |
小 |
較低 |
成形磨床、平面磨床、附加成形磨削夾具(通用) |
單件小批生產(chǎn)外直線成形面 |
||
光學(xué)曲線磨床磨削 |
高 |
小 |
較低 |
光學(xué)曲線磨床,價格貴 |
單件小批生產(chǎn)加工外直線成形面 |
||
砂帶磨削 |
高 |
小 |
高 |
砂帶磨床 |
各種批量生產(chǎn)加工外直線成形面和回轉(zhuǎn)成形面 |
||
連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨削 |
很高 |
很小 |
較高 |
坐標(biāo)磨床,價格昂貴 |
單件小批生產(chǎn)加工內(nèi)外直線成形面 |
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