【机械加工专业知识】机械加工基本常识

专注于机械行业,专业,专业信息共享。机械加工的基本常识有哪些呢?下面我们来了解一下机械加工的基本常识:
(一)基准。
零件由几个表面组成,每个表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。零件表面之间的相对位置要求包括两个方面:表面之间的距离尺寸精度和相对位置精度(如同轴度、平行度、垂直度和圆跳动等)。).研究零件表面之间的相对位置关系离不开基准。如果基准不清楚,就无法确定零件表面的位置。就其一般意义而言,基准是用于确定其他点、线、面位置的点、线、面。根据其功能不同,基准可分为两类:设计基准和工艺基准。
设计基准。1.设计基准。
用于确定其它点、线、面的基准,称为设计基准,就活塞而言,设计基准是指活塞中心线和销孔中心线。
工艺基准。
零件在加工和装配过程中使用的基准称为工艺基准。根据不同的用途,工艺基准可分为定位基准、测量基准和装配基准。
(1)定位基准:加工过程中使用的工件在机床或夹具中占据正确位置的基准称为定位基准。根据定位部件的不同,最常用的有以下两种:
三爪卡盘定位等自动定心定位。
定位套定位:将定位部件制成定位套,例如止口盘定位。
其它的在V形架中定位,在半圆孔中定位等。
(2)测量标准:测量零件时用于测量加工表面尺寸和位置的标准,称为测量标准。(3)组装标准:组装时用于确定零件在零件或产品中的位置的标准,称为组装标准。
(二)工件的安装方法。
为了在工件的某个部分加工出符合规定技术要求的表面,在机械加工之前,工件必须在机床上与工具相比占据一定的正确位置。这个过程通常被称为工件的“定位”。工件定位后,由于在加工过程中受到切削力和重力的影响,工件应由一定的机构“夹紧”,以保持其确定位置不变。使工件在机床上占据正确的位置,并将工件夹紧的过程称为“安装”。
工件安装的质量是机械加工中的一个重要问题,不仅直接影响加工精度、工件安装的速度和稳定性,还影响生产率。为了保证加工表面与其设计基准之间的相对位置精度,加工表面的设计基准在安装工件时应与机床相比占据一个正确的位置。比如精车环槽工序,为了保证环槽底径与裙轴之间的圆跳,安装工件时必须使其设计基准与机床主轴的轴线重合。
在各种机床上加工零件时,有各种各样的安装方法。安装方法可以概括为三种:直接找正法、划线找正法、夹具安装法。
(1)当这种方法直接找到正确的方法时,通过一系列的尝试获得了工件在机床上应该占据的正确位置。具体方法是将工件直接安装在机床上,然后用百分表或指针盘上的指针用目测方法校正工件的正确位置,并在检查时找到正确的位置,直到满足要求。
直接找正方法的定位精度和找正速度取决于找正精度、找正方法、找正工具和工人的技术水平。它的缺点是耗时多,生产率低,需要根据经验操作,对工人的技术要求高,所以只用于单件和小批量生产。比如模仿形状的矫正,就是直接矫正的方法。(2)这种矫正方法是一种用针在机床上根据粗糙或半成品上的线找到正确的工件,使其得到正确的位置的方法。显然,这种方法需要更多的矫正过程。划线本身有一定的宽度,在划线时也有划线误差。
(3)采用夹具安装方法:用于夹具工件,使其占据正确位置的工艺设备称为机床夹具。夹具是机床的附加装置,在工件安装前已经提前调整了机床上相对刀具的位置。因此,在加工一批工件时,可以保证加工的技术要求,不仅省工省事,而且是一种高效的定位方法,广泛应用于批量生产和大规模生产。我们目前的活塞加工是一种夹具安装方法。
1)工件定位后,在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧。夹具中使工件在加工过程中保持定位位置不变的装置称为夹紧装置。
2)夹紧装置应满足以下要求:夹紧时,工件的定位不应损坏;夹紧后,应保证工件在加工过程中的位置不发生变化,夹紧准确、安全、可靠;夹紧动作快,操作方便,省力;结构简单,易于制造。
3)夹紧时的注意事项:夹紧力要合适,过大会导致工件变形,过小会导致工件在加工过程中位移,破坏工件定位。
(三)金属切削基础知识。
车削运动和形成的表面。
车削运动:在切削过程中,为了切除多余的金属,需要使工件和刀具进行相对的切削运动。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。
主要运动:直接切除工件上的切削层,使其转化为切屑,从而形成工件新表面的运动,称为主要运动。切割时,工件的旋转运动是主要运动。通常主要运动速度高,切削功率大。
进给运动:使新的切割层不断投入切割运动。进给运动是沿着工件表面形成的运动,可以是连续运动,也可以是间歇运动。比如卧式车床上车刀的运动是连续运动,牛头刨床上工件的进给是间歇运动。
工件上形成的表面:在切削过程中,在工件上形成加工表面、加工表面和待加工表面。加工表面是指由车辆去除多余金属而形成的新表面。待加工表面是指金属层的表面即将被切除。加工表面是指车刀的切削刃在车削表面。
切削量的三个因素是指切削深度、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。
精密切削深度的选择:切削深度αp应根据加工余量确定。粗加工时,除了留下精加工余量外,所有粗加工余量应尽可能通过刀具一次切除。这不仅可以在保证一定耐久性的前提下,使切削深度、进给量、切削速度V乘积大,还可以减少刀具数量。如果加工余量过大或工艺系统刚度不足或刀片强度不足,应分为两次以上的刀具。此时,第一次刀具的切削深度应提高,可占总余量的2/3~3/4;第二次刀具的粗糙度应小于加工深度,以使精细度和表序数
当切割零件表面有硬皮铸件、锻件或不锈钢等冷硬严重的材料时,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:工件或工具每周旋转一次或往复一次,工件和工具在进给运动方向上的相对位移为mm。选择切削深度后,应尽可能选择较大的进给量。进给量合理值的选择应保证机床和刀具不会因切削力过大而损坏,切削力造成的工件挠度不会超过工件精度允许的值,表面粗糙度参数值不会太大。粗加工时,切削力主要受到限制。半精加工和精加工时,表面粗糙度主要受到限制。
(3)切削速度的选择:切削时,工具切削刃上的某一点与主运动方向待加工表面的瞬时速度相比,单位为m/min。当选择深度αp和进给量时,在一些基础上选择最大的切削速度,切削的发展方向是高速切削。
(四)机械学粗糙度的概念。
在机械学中,粗糙度是指由加工表面的较小间距和峰谷组成的微观几何形状特征。它是交换研究的问题之一。表面粗糙度一般由加工方法和其他因素组成,如刀具与零件表面之间的摩擦、切屑分离时表面金属的塑性变形、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,加工表面留下的痕迹的深度、密度、形状和纹理也不同。表面粗糙度与机械零件的配合性能、耐磨性、疲劳强度、接触刚度和振动对机械零件的影响。
表示粗糙度的方法。
加工后,零件表面看起来光滑,但放大后观察不均匀。表面粗糙度是指加工后的零件表面的微观几何形状特征,由加工方法和(或)其他因素组成。零件表面的功能不同,所需的表面粗糙度参数值也不同。表面粗糙度代(符)号应标记在零件图上,以说明表面完成后必须达到的表面特征。表面粗糙度高度参数有三种:
轮廓算术平均偏差Ra。
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绝对值的算术平均值。
微观不平度10点高度Rz。
指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。
轮廓最大高度Ry。
采样长度内,轮廓最高峰顶线与最低谷底线之间的距离。
现在,Ra是一般机械制造行业的主要选择。
4.表示粗糙度的方法。
粗糙度对零件性能的影响。
工件加工后的表面质量直接影响加工件的物理、化学和力学性能,产品的工作性能、可靠性和使用寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。一般来说,重要或关键零件的表面质量要求高于普通零件,因为良好的表面质量零件会大大提高其耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳损伤能力。
切削液。
(1)切削液的作用。
冷却效果:切削热能带走大量的切削热,改善散热条件,降低刀具和工件的温度,从而延长刀具的使用寿命,防止工件因热变形而产生的尺寸误差。
润滑功能:切削液可以渗透到工件和刀具之间,在切屑和刀具之间的微小间隙中形成薄薄的吸附膜,减少摩擦系数,从而减少刀具和工件之间的摩擦,减少切削力和切削热,减少刀具的磨损,提高工件的表面质量,对于精加工来说,润滑尤为重要。
清洗功能:清洗过程中产生的微小切屑容易附着在工件和刀具上,尤其是钻深孔和绞孔时,切屑容易堵塞在切屑槽中,影响工件的表面粗糙度和刀具的使用寿命。切屑可以用切削液快速冲走,切割顺利进行。
(2)种类:常用的切削液有两种。
乳化液:主要起到冷却作用。乳化液是用15~20倍的水稀释乳化油。这种切削液比热量大,粘度小,流动性好,能吸收大量热量。这种切削液的使用主要是为了冷却刀具和工件,延长刀具的使用寿命,减少热变形。乳化液含水量高,润滑防锈功能差。
切削油:切削油的主要成分是矿物油。这种切削液比热量小,粘度大,流动性差,主要起润滑作用。常用的是低粘度的矿物油,如机油、轻柴油、煤油等。