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加工中心切削工序知多少?

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数控加工中心是集钻、铣、镗、扩、铰、攻丝等多种工序为一体的机械设备,其中切削是较为常见的工件加工手段。为了确保工件加工的精度已经切削的准确性,工件切削加工前要明白以下几点。


一、车削运动及形成的表面


车削运动:在切削过程中,为了切除多余的金属,必需使工件和刀具作相对的切削运动,在车床上用车刀切除工件上多余金属的运动称为车削运动,可分为主运动和进给运动。


进给运动:使新的切削层不断投入切削的运动,进给运动是沿着所要形成的工件表面的运动,可以是连续运动,也可以是间歇运动。如卧式车床上车刀的运动时连续运动,牛头刨床上工件的进给运动为间歇运动。


工件上形成的表面:在切削过程中,在工件上形成已加工表面、加工表面和待加工表面。已加工表面指已经车去多余金属而形成的新表面。待加工表面指即将被切去金属层的表面。加工表面指车刀切削刃正在车削的表面。


主运动:直接切除工件上的切削层,使之转变为切屑,从而形成工件新表面的运动,称主运动。切削时,工件的旋转运动是主运动。通常,主运动的速度较高,消耗的切削功率较大。


二、加工中心切削用量三要素是指切削深度、进给量和切削速度。


1、切削深度


ap=(dw-dm)/2(mm) dw=未加工工件直径 dm=已加工工件直径,切削深度也就是我们通常所说的吃刀量。


切削深度的选择:切削深度αp应根据加工余量确定。粗加工时,除留下精加工的余量外,应尽可能一次走刀切除全部粗加工余量。这不仅能在保证一定耐用度的前提下使切削深度、进给量ƒ、切削速度V的乘积大,而且可以减少走刀次数。在加工余量过大或工艺系统刚度不足或刀片强度不足等情况下,应分成两次以上走刀。这时,应将第一次走刀的切削深度取大些,可占全部余量的2/3~3/4;而使第二次走刀的切削深度小些,以使精加工工序获得较小的表面粗糙度参数值及较高的加工精度。


切削零件表层有硬皮的铸、锻件或不锈钢等冷硬较严重的材料时,应使切削深度超过硬度或冷硬层,以避免切削刃在硬皮或冷硬层上切削。


2、进给量的选择


工件或工具每旋转一周或往复一次,工件与工具在进给运动方向上的相对位移,单位为mm。切削深度选定之后,应进一步尽量选择较大的进给量。进给量其合理数值的选择应保证机床、刀具不致因切削力太大而损坏,切削力所造成的工件挠度不致超出工件精度允许的数值,表面粗糙度参数值不致太大。粗加工时,限制进给量的主要是切削力,半精加工和精加工时,限制进给量的主要是表面粗糙度。


3、切削速度的选择


在进行切削加工时,工具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度,单位为m/min,。当切削深度αp与进给量ƒ选定后,在些基础上再选最大的切削速度,切削加工的发展方向是高速切削加工。


三、粗糙度机械学概念


在机械学中,粗糙度指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。它是互换性研究的问题之一。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。


四、粗糙度表示方式


零件表面经过加工后,看起来很光滑,经放大观察却凹凸不平。表面精糙度,是指加工后的零件表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征,一般是由所采取的加工方法和(或)其他因素形成的。零件表面的功用不同,所需的表面粗糙度参数值也不一样。零件图上要标注表面粗糙度代(符)号,用以说明该表面完工后须达到的表面特性。表面粗糙度高度参数有3种:


1、轮廓算术平均偏差Ra

在取样长度内,沿测量方向(Y方向)的轮廓线上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值。


2、微观不平度十点高度Rz

指在取样长度内5个最大轮廓峰高的平均值和5个最大轮廓谷深的平均值之和。


3、轮廓最大高度Ry

在取样长度内,轮廓最高峰顶线和谷底线之间的距离。

目前,一般机械制造工业中主要选用Ra.


五、粗糙度对零件进行性能的影响


工件加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能,产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。一般而言,重要或关键零件的表面质量要求都比普通零件要高,这是因为表面质量好的零件会在很大程度上提高其耐磨性、耐蚀性和抗疲劳破损能力。


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