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2017年5月19日

鑄鐵切削加工特性 - 加工中心

鑄鐵是含碳量大于2. 11%的鐵碳合金。由于鑄鐵成本低廉，生產工藝簡單，鑄造和切削加工性能良好，且具有很高的耐磨減摩性、消振性以及較低的缺口敏感性等，因此目前仍是機械制造業中應用最為廣泛的重要材料之一。石墨的存在降低了鑄鐵的塑性，在切削加工時可形成易斷的崩碎切屑，且石墨在切削過程中還可起到潤滑作用。因此，與具有相同基體顯微組織的碳鋼相比，切削力小，功率消耗低，刀具磨損率低，可以實現高的金屬切除率。但另一方面，切削鑄鐵時產生的細小切屑進人縫隙后容易對相對運動表面造成研磨損壞> 切削時從石墨處開始的不規則斷裂往往會深人到已加工表面以下> 加工后表面石墨的脫落則會影響已加工表面粗糙度；鑄鐵的組織形態為金屬基體加游離態石墨。由于石墨的強度很低，與鋼相比幾乎接近為零，因此可將鑄鐵看作是布滿孔洞的鋼。切削鑄鐵時形成不連續的崩碎切屑，使切屑與刀具前面的接觸長度非常短，造成切削力、切削熱集中在刃區（在靠近切削刃的后刀面上溫度最高）。盡管切削鑄鐵時單位面積切削力和切削溫度比切削鋼要低，但刃區仍有很髙的壓力和溫度，這是切削加工鑄鐵等脆性材料需注意的一個問題。冷硬鑄鐵是一種抗磨鑄鐵，它是在澆鑄鑄鐵時通過加快鑄鐵表層冷卻速度（激冷），使表層獲得白口鑄鐵組織，達到高硬度、高耐磨性；而中心部分冷卻速度慢，形成灰口鑄鐵組織，具有韌性好和強度高的力學性能。冷硬鑄鐵的含碳量為2.8%?3.8%，含硅 fi為0.3%?0.8%，還可以加人不同的合金元素，以及選擇適宜的冷卻速度，來調整白口組織層的深度和硬度。冷硬鑄鐵可分為普通冷硬鑄鐵、鎳鉻冷硬鑄鐵、高鉻白口鐵和鉻礬白口鐵等，冷硬鑄鐵硬度極高，脆性很大，單位切削力很大（可達3.4GPa，是灰鑄鐵HT200的3 倍），且切屑呈崩碎狀，刀與切屑接觸長度很短，切削力和切削熱集中在切削刃附近，容易使刀具產生磨損和破損。鑄鐵的種類不同，切削加工性也不同。灰鑄鐵中碳以片狀石墨存在，石墨含量高，具有良好的切削加工性。白口鑄鐵大多數碳與鐵化合成滲碳體，既硬又脆.切削加工性差.可鍛鑄鐵含團絮狀的石墨，切削時切屑是帶狀的，具有中等的切削加工性。球墨鑄鐵中的碳以球狀石墨結晶形式存在，其切削性能與灰鑄鐵一樣。

2017年5月19日

數控加工中心加工工藝與技巧

曲面間過渡區域加工時一種比較獨特的區域加工方法，一般采用截平面發進行加工，或定義成過渡曲面后，用參數線法進行加工。曲面間過渡區域一般要求為等半徑圓弧過渡曲面或變半徑圓弧過渡曲面。一般來說兩曲面之間要求有過渡曲面，一方面是造型設計的要求，另一方面是加工工藝的要求。在實際設計生產中，往往不事先構造過渡曲面（一些特殊要求的除外），而是直接通過母面生成過渡區域濟公刀具軌跡。最簡單的過渡區域加工刀具軌跡生成方法是兩曲面間采用等半徑圓弧過渡，該半徑正好是加工所用球形刀的刀具半徑，可直接采用曲面交線清根加工刀具軌跡的生成方法。當兩曲面間過渡圓弧半徑很小時，在加工曲面時，一般不宜采用半徑等于過渡圓弧半徑的刀具，二十采用半徑較大的刀具，這是因為刀具半徑臺小會大大增加加工曲面的刀位點，降低加工效率，而用較大的刀具加工兩張相交曲面，無論用什么方法加工，在交線出留的總是這把刀具的圓角半徑，如果這時再用小刀具沿交線加工一次，又會在交線兩側小刀具與大刀具的交接處留有較高的殘痕，鉗工極不好修理。為了解決好這個問題，可采用半徑遞減法，用大刀具加工曲面，用小刀具在交線的兩側來回加工幾次，行程光滑的過渡區域。

2017年5月19日

數控加工中心

精工加工中心是由機械設備與精工系統組成的適用于加工復雜零件的高效率自動化機床。精工加工中心是目前世界上產量最高、應用最廣泛的精工機床之一。它的綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加工內容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產更為適用。精工加工中心是一種功能較全的精工加工機床。它把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設備上，使其具有多種工藝手段。加工中心設置有刀庫，刀庫中存放著不同數量的各種刀具或檢具，在加工過程中由程序自動選用和更換。這是它與精工銑床、精工鏜床的主要區別。特別是對于必需采用工裝和專機設備來保證產品質量和效率的工件。這會為新產品的研制和改型換代節省大量的時間和費用，從而使企業具有較強的競爭能力。精工加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內進行多種加工操作的精工機床。在加工中心上加工零件的特點是：被加工零件經過一次裝夾后，精工系統能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能，連續地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機床的調整時間及工件周轉、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經濟效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。

2017年5月19日

數控機床的注意和日常維護

維護章程精工系統的維護1、嚴格遵守操作規程和日常維護制度2、防止灰塵進入精工裝置內：漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現故障甚至損壞元器件。3、定時清掃精工柜的散熱通風系統4、經常監視精工系統的電網電壓：電網電壓范圍在額定值的85%～110%。5、定期更換存儲器用電池6、精工系統長期不用時的維護：經常給精工系統通電或使精工機床運行溫機程序。7、備用電路板的維護機械部件的維護機械部件的維護1、刀庫及換刀機械手的維護1）用手動方式往刀庫上裝刀時，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；2）嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發生碰撞；3）采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，防止換錯刀具導致事故發生；4）注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；5）經常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調整，否則不能完成換刀動作；6）開機時，應先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能否正常動作。2、滾珠絲杠副的維護1）定期檢查、調整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；2）定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動以及支撐軸承是否損壞。如有以上問題要及時緊固松動部位，更換支撐軸承；3）采用潤滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠，每天機床工作前加油一次；4）注意避免硬質灰塵或切屑進入絲杠防護罩和工作過程中碰擊防護罩，防護裝置一有損壞要及時更換。3、主傳動鏈的維護1）定期調整主軸驅動帶的松緊程度；2）防止各種雜質進入油箱。每年更換一次潤滑油；3）保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時調整液壓缸和活塞的位移量；4）要及時調整配重。4、液壓系統維護1）定期過濾或更換油液；2）控制液壓系統中油液的溫度；3）防止液壓系統泄漏；4）定期檢查清洗油箱和管路；5）執行日常點檢查制度。5、氣動系統維護1）清除壓縮空氣的雜質和水分；2）檢查系統中油霧器的供油量；3）保持系統的密封性；4）注意調節工作壓力；5）清洗或更換氣動元件、濾芯；使用注意1、精工機床的使用環境：對于精工機床最好使其置于有恒溫的環境和遠離震動較大的設備（如沖床）和有電磁干擾的設備；2、電源要求；3、精工機床應有操作規程：進行定期的維護、保養，出現故障注意記錄保護現場等；4、精工機床不宜長期封存，長期會導致儲存系統故障，數據的丟失；5、注意培訓和配備操作人員、維修人員及編程人員

2017年5月19日

數控機床的基本組成

精工機床的基本組成包括加工程序載體、精工裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進行概要說明。加工程序載體精工機床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對精工機床進行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數（進給量主軸轉速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過精工機床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。機床主體機床主機是精工機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在精工機床上自動地完成各種切削加工的機械部分。與傳統的機床相比，精工機床主體具有如下結構特點：1）采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構系統的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方法來提高機床主機的剛度和抗震性，使機床主體能適應精工機床連續自動地進行切削加工的需要。采取改善機床結構布局、減少發熱、控制溫升及采用熱位移補償等措施，可減少熱變形對機床主機的影響。2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置，使精工機床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械傳動系統的結構。3）采用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。精工裝置精工裝置是精工機床的核心。現代精工裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實現精工功能，因此又稱軟件精工（Software NC）。CNC系統是一種位置控制系統，它是根據輸入數據插補出理想的運動軌跡，然后輸出到執行部件加工出所需要的零件。因此，精工裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統程序進行合理地組織，使整個系統協調地進行工作。1）輸入裝置：將精工指令輸入給精工裝置，根據程序載體的不同，相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM系統直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC（直接精工）輸入，現仍有不少系統還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。（1）紙帶輸入方式。可用紙帶光電閱讀機讀入零件程序，直接控制機床運動，也可以將紙帶內容讀入存儲器，用存儲器中儲存的零件程序控制機床運動。（2）MDI手動數據輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用于比較短的程序。在控制裝置編輯狀態（EDIT）下，用軟件輸入加工程序，并存入控制裝置的存儲器中，這種輸入方法可重復使用程序。一般手工編程均采用這種方法。在具有會話編程功能的精工裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸入有關的尺寸數字，就可自動生成加工程序。（3）采用DNC直接精工輸入方式。把零件程序保存在上級計算機中，CNC系統一邊加工一邊接收來自計算機的后續程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設計的復雜工件并直接生成零件程序的情況。2）信息處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信息，由信息處理部分按照控制程序的規定，逐步存儲并進行處理后，通過輸出單元發出位置和速度指令給伺服系統和主運動控制部分。CNC系統的輸入數據包括：零件的輪廓信息（起點、終點、直線、圓弧等）、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀、變速、冷卻液開關等），數據處理的目的是完成插補運算前的準備工作。數據處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。3）輸出裝置：輸出裝置與伺服機構相聯。輸出裝置根據控制器的命令接受運算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標的伺服控制系統，經過功率放大，驅動伺服系統，從而控制機床按規定要求運動。伺服與測量反饋系統伺服系統是精工機床的重要組成部分，用于實現精工機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自精工裝置的指令信息，經功率放大、整形處理后，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。由于伺服系統是精工機床的最后環節，其性能將直接影響精工機床的精度和速度等技術指標，因此，對精工機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤精工裝置發出的數字指令信號，并能忠實地執行來自精工裝置的指令，提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。伺服系統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。測量元件將精工機床各坐標軸的實際位移值檢測出來并經反饋系統輸入到機床的精工裝置中，精工裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，并向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。精工機床輔助裝置輔助裝置是保證充分發揮精工機床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉工作臺和精工分度頭，防護，照明等各種輔助裝置。

2017年5月19日

加工中心之常用工程材料加工工藝特點 - 加工中心

加工中心之常用工程材料加工工藝特點類別：加工中心技術文章一、鋼切削加工特性鋼材中碳的含量對材料切削加工性的影響較大。碳素結構的強度與硬度隨著含碳量的增加而增加，而塑性與韌性隨含碳量的增加而減小。當碳素工具鋼含碳量大于0.9%時，硬度繼續增加而強度下降。低碳鋼的塑性和韌性較高，切削力和摩擦力相對較大，而且切削加工時產生的切削不易斷屑，故切削加工性較低；高碳鋼的強度、硬度較高。切削力大，而且刀具磨損較快，故切削加工性較低；一般情況下中碳鋼的切削加工性較好。在鋼中加入Cr、Mn等合金元素能提高鋼的強度和硬度，改善鋼的使用性能，這些元素含量高于一定值時，會是切削力增加，刀具磨損加劇，導致材料切削加工性降低。在鋼中加入少量的硫、硒、鉛、磷、鉍和鈣等元素可形成易切削鋼，對提高切削加工性有利。它們能在鋼中產生硫化物，質地柔軟，降低切削力，使切削易于折斷，且有潤滑作用，減小刀具磨損，提高切削加工性，但降低了鋼的使用性能。對力學性能要求較高的工件應避免使用此類鋼材。1.高錳鋼銑削加工的特點高錳鋼是含錳量在9%~18%的含金鋼。主要有高碳高錳耐磨和中碳高錳無磁鋼兩大類。高錳鋼常用“水韌處理”，這時高錳鋼將具有高強度、高韌性、高耐磨性。無磁性等較好的使用性能。常用的高錳鋼主要有Mn13、ZGMn13、20Mn23A1、40Mn18Cr13、50Mn18Cr4、50Mn18Cr4V等，其中最難切削加工的是ZGMn13.高錳鋼銑削加工的特點如下。（1）加工硬化嚴重，切削力大高錳奧氏體鋼的加工表層硬化嚴重，加工表面硬度比基體增加2倍，硬化層深度可達0.3mm以上，引起切削劇增。與正火45鋼相比，單位切削力增加60%左右高錳鋼熱導率小，刀具熱磨損嚴重高錳鋼熱導率小，切削溫度高。在相同切削條件下，切削溫度比45鋼高100~200℃，刀刃熱磨損加劇。（2）高錳鋼塑性大，韌性高，斷屑、排屑困難高錳鋼的沖擊韌度值高，約為45鋼的8倍，伸長率較大，易產生磷刺，加工表面質量不易保證。切削強度大，硬度高，斷屑困難。高錳鋼線膨脹系數大，影響工件尺寸精度高錳鋼的線膨脹系數較大，約為20x10-6K-1。在高的切削溫度下，易產生膨脹和變形，影響加工精度，同時，高錳鋼的伸長率隨溫度升高有所下降，但超過600℃時又很快增加。因此，切削速度不宜過高，以避免切削溫度過高而引起伸長率增加，使切削加工困難。

2017年5月19日

加工中心用孔加工刀具類型 - 加工中心

在加工中心上可進行鉆孔、擴孔、鏜孔和攻絲等孔加工，其加工具有中心鉆、麻花鉆（直柄、錐柄）、淺孔鉆、擴孔鉆、锪孔鉆、絞刀、鏜刀、絲錐等。1、中心鉆用于鉆引正孔，防止鉆孔時鉆偏和鉆頭折斷。2、潛孔鉆潛孔鉆用于在實體工件上打孔，一般加工的長徑比在3:1以內。這種鉆頭的剛性很好，可保證鉆孔的精度，有易于排屑的容削槽，其加工效率很高。3、麻花鉆在加工中心上鉆孔，普通麻將鉆應用最廣泛，尤其是加工Φ30mm以下的孔時，以麻花鉆為主。4、擴孔鉆擴孔鉆用于對鑄造孔和預加工孔的加工，由于刀體上的容屑空間可通暢地排屑，因此可以擴盲孔，有些擴孔刀的直徑可直接進行調整，可滿足一定范圍內不同孔徑的要求。高檔的擴孔刀還帶有內冷功能，可使冷卻液直接到達刀刃上，這樣不僅可以有效防止刀具的升溫，而且還可幫助排屑。5、鏜刀有單刃鏜刀、雙刃鏜刀、多刃組合鏜刀等，用于孔的鏜削加工。加工中心用的鏜刀通常采用模塊式的結構，通過高精度的調整裝置調節鏜刀的徑向尺寸，可加工出高精度的孔。另外，鏜刀還采用平衡模塊調整其動平衡，以減少震動，從而保證孔的表面粗糙和尺寸精度。6、絲錐用于螺紋孔的攻絲加工。

2017年5月19日

加工中心加工工藝特點

加工中心加工工藝特點加工中心加工工藝與普通精工銑床相比，在許多方面遵循基本一致的工藝原則。但由于加工中心具有自動換刀的特有功能，使得加工中心加工工藝具有其特點，它的優點主要體現在以下幾個方面。生產效率高。不僅可省去劃線、中間檢驗等工作，而且由于其具有的自動換刀功能，通常還可以省去復雜的工裝，減少對加工零件的安裝、調整及多次對刀等相對復雜而繁瑣的工作。加工中心能選用******工藝線路和切削用量，有效地減少加工中的輔助時間，從而提高生產效率。另一方面由于加工中心的自動換刀功能，它可以非常容易實現復雜零件的批貴生產，因此加工中心的批量生產也能非常有效地提高整個加工效率。加工精度高、加工質量穩定。加工中心具有的自動換刀功能，可以非常有效地減少工件的裝夾次數，降低或消除因多次裝夾帶來的定位誤差，提髙加工精度。當零件各部位的位置精度要求高時，加工中心具有的自動換刀功能，可以非常方便而有效地減少定位與對刀誤差，能在一次裝夾與一次性對刀的過程中完成各個部位的加工，保證了各加工部位的位置精度要求。對零件加工的適應性強、靈活性好。加工中心上可方便地實現對箱體類零件進行鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻摞紋、銑端面和挖槽等多道不同的加工工序，因此能加工輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的零件，如風扇葉片、汽車發動機箱體等零件。能加工復雜曲線類零件以及非常復雜的三維空間曲面類零件，如凸輪類零件、汽車覆蓋件模具等。加工中心一般在一次裝夾后，可完成絕大部分的機加工工序，因此可有效地減少車間的工序件和在制品，簡化了生產調度和管理，為企業提高產品質量提供了一個非常有力的保證。同時它也可減少工件周轉次數和運輸工作量，縮短了整個生，加工中心一臺機床，集中了銑床、鉆床、攻牙機等多種設備的功能，它可以減少企業機床的數量，并相應減少操作工人，節省占用車間面積。加工中心加工零件也有不足之處，主要體現在以下幾個方面。加工中心配套的夾具剛度、加工中心自身的剛度和精度保持性要求非常高。多工序的集中加工，要及時處理切屑。在將毛坯加工成為成品的過程中，零件不能進行時效處理，內應力難以消除。技術復雜，對使用、維修、管理要求較髙。加工中心一次性投資大，需配置其他輔助裝置，如精工刀具系統、刀具預調設備等，機床的加工工時費用高。

2017年5月19日

加工中心加工工藝制定的基本步驟和方法 - 加工中心

程序編制人員在進行工藝分析時，要有機床說明書、編程手冊、切削用量表、標準工具、夾具手冊等資料，根據被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床，制定加工方案，確定零件的加工順序、各工序所用刀具、夾具和切削用量等。此外，編程人員應不斷總結、積累工藝分析方面的實際經驗，編寫出高質量的精工加工程序。加工中心加工工藝制定的基本步驟如下。1.分析被加工零件的結構工藝性在加工中心上加工的機械零件，其結構工藝性一般都要進行認真分析，為之后的工藝制定奠定一個良好的基礎。在分析被加工零件結構工藝性時，可參考如下幾方面重點分析和考慮。零件的內腔和外形最好采用統一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規格和換刀次數，使編程方便，生產效益提高。內槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內槽圓角半徑不應過小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的髙低、轉接圓弧半徑的大小等有關。銑削零件底平面時，槽底圓角半徑r不應過大。零件的槽底圓角半徑r或腹板與緣板相交處的圓角半徑r對平面的銑削影響較大。當r?越大時，銑刀端刃銑削平面的能力越差，效率也越低。因為銑刀與銑削平面接觸的******直徑d = D_2r (D為銑刀直徑），當D越大而r越小時，銑刀端刃銑削平面的面積越大，加工平面的能力越強，統削工藝性越好。反之，當r過大時，銑刀端刃銑削平面的面積小，可采取先用r較小的銑刀粗加工（注意防止r被“過切”），再用符合零件要求的r銑刀進行精加工。應采用統一的基準定位。在精工加工中，若沒有統一基準定位，會因工件的重新安裝而導致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協調現象。因此要避免上述問題的產生，保證兩次裝夾后其相對位置的準確性，應采用統一的基準定位。零件上最好有合適的孔作為定位基準孔，若沒有，要設置工藝孔作為定位基準孔 (如在毛坯上增加工藝凸耳或在后續工序要銑去的余量上設置工藝孔）。若無法制出工藝孔時，最起碼也要用經過精加工的表面作為統一基準，以減少兩次裝夾產生的誤差。合理選用加工中心考慮毛坯的材料和零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數量和熱處理要求等選用加工中心。選用加工中心應符合如下三點原則。要保證加工零件的技術要求，加工出合格的產品。有利于提高生產率。盡可能降低生產成本（加工費用）。選擇合適的加工方法與加工方案加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對于IT7級精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。此外，還應考慮生產率和經濟性的要求，以及工廠的生產設備等實際情況。常用加工方法的經濟加工精度及表面粗糙度可査閱有關工藝手冊。零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。確定加工方案時，首先應根據主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求所需要的加工方法。例如，對于孔徑不大的IT7級精度的孔，最終加工方法取精較時，則精鉸孔前通常要經過鉆孔、擴孔和粗鉸孔等加工。合理劃分工序與工步在加工中心上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應根據零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺加工中心上完成整個零件的加工工作，若不能則應決定其中哪一部分在加工中心上加工，哪一部分在其他機床上加工，即對零件的加工工序進行劃分。零件的安裝與夾具的選擇零件在加工中心上加工應盡量減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。加工中心對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協調零件和機床坐標系的尺寸關系。刀具與切削用量的選擇刀具的選擇是精工加丁丁.藝中重要內容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規定隨時進行選刀和換刀工作。因此必須有一套連接普通刀具的接桿，以便使鉆、鏜、擴、鉸、銑削等工序用的標準刀具能迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。作為編程人員應了解機床上所用刀桿的結構尺寸以及調整方法、調整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心主要采用 TSG工具系統，其柄部有直柄（三種規格）和錐柄（四種規格）兩種，共包括16種不同用途的刀具。切削用量包括主軸轉速（切削速度）、背吃刀量、進給童。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應編人程序單內。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率和經濟性。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。7.加工路線的確定在精工加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線。編程時加工路線的確定原則主要有以下幾點。加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度要求，且效率較髙。使數值計算簡單，以減少編程工作量。應使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時間。

2017年5月19日

常用工程材料加工工藝特點(鋼切削加工特性) - 加工中心

鋼切削加工特性?? 鋼材中碳的含量對材料切削加工性的影響較大。碳素結構鋼的強度與硬度隨著含碳量的增加而增加，而塑性與韌性隨含碳量的增加而減小。當碳素工具鋼含碳量大于0.9%時，硬度繼續增加而強度下降。低碳鋼的塑性和韌性較髙，切削力和摩擦力相對較大，而且切削加工時產生的切屑不易斷屑，故切削加工性較低；高碳鋼的強度、硬度較高，切削力大，而且刀具磨損較快，故切削加工性能也較低；一般情況下中碳鋼的切削加工性較好。在鋼中加人Cr、Mn等合金元素能提髙鋼的強度和硬度，改善鋼的使用性能。這些元素含量高于一定值時，會使切削力增加，刀具磨損加劇，導致材料切削加工性降低。中加人少量的硫、砸、鉛、磷、鉍和鈣等元素可形成易切削鋼，對提高切削加工性有利。它們能在鋼中產生硫化物，質地柔軟，降低切削力，使切屑易于折斷，且有潤滑作用，減小刀具磨損，提高切削加工性，但降低了鋼的使用性能。對力學性能要求較高的工件應避免使用此類鋼材。1.高錳鋼銑削加工的特點高錳鋼是指含錳量在9%?18%的合金鋼。主要有高碳高錳耐磨鋼和中碳高錳無磁鋼兩大類。高錳鋼常用“水韌處理”，這時高錳鋼將具有高強度、高韌性、高耐磨性、無磁性等較好的使用性能。常用的高錳鋼主要有Mnl3、ZGMnl3、20Mn23Al、40Mnl8Crl3、 50Mnl8Cr4、50Mnl8Cr4V等，其中最難切削加工的是ZGMnl3?高錳鋼銑削加丁的特點如下。加工硬化嚴重，切削力大高錳奧氏體鋼的被加工表層硬化嚴重，加工表面硬度比基體增加2倍，硬化層深度可達0.3mm以上，引起切削力劇增。與正火45鋼相比，單位切削力增加60%左右。高錳鋼熱導率小，刀具熱磨損嚴重高錳鋼熱導率小，切削溫度髙。在相同切削條件下，切削溫度比45鋼高100?200*0,刀刃熱磨損加劇。高錳鋼塑性大、韌性髙，斷屑、排屑困難高錳鋼的沖擊韌度值高，約為45鋼的8 倍，伸長率較大，易產生鱗刺，加工表面質量不易保證。切屑強度大，硬度髙，斷屑困難。高錳鋼線膨脹系數大，影響工件尺寸精度高錳鋼的線膨脹系數較大，約為20X 10_SK—\在高的切削溫度下，易產生膨脹和變形，影響加工精度。同時，高錳鋼的伸長率隨溫度升高有所下降，但超過600X；時又很快增加。因此，切削速度不宜過高，以避免切削38 溫度過高而引起伸長率增加，使切削加工困難。高強度鋼銑削加工的特點高強度鋼是指那些強度、硬度都很高，同時又具有很好韌性和塑性的合金鋼。高強度鋼按含有合金元素成分不同，可分為鉻鋼、錳鋼、鎳鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鋼、鉻鉬鋼、錳硅鋼等。如 40Cr、40CrSi、30CrMnSi、30CrMoMnSiNi2、45CrNiMoV 等。高強度鋼銑削加工特點如下。切削力大高強度鋼的室溫強度高，抗拉強度在1.47GPa以上，淬火的硬度非常高，故銑削時變形困難，切削力大。切削溫度髙高強度鋼銑削中消耗的功多，產生的熱量大，且高強度鋼的熱導率低，所以切削溫度高。刀具磨損快，容易崩刃打刀高強度鋼加工中，由于切削力大，切削溫度高，使得刀具磨損快；同時切屑與前刀面接觸長度短，應力集中在刀尖處，容易使刀具崩刃打刀。斷屑困難高強度鋼是具有很高韌性和塑性的合金鋼，銑削加工中斷肩排屑困難。不銹鋼銑削加工的特點塑性高，加工硬化嚴重，切削力大不銹鋼塑性大，其伸長率超過45鋼1.5倍以上，切削加工時塑性變形大，加工硬化嚴重，使總切削力增大，其單位切削力比正火45鋼要高出25%以上。易粘刀，損壞刀具，生成積屑瘤，影響加工表面質量不銹鋼材料在切削過程中，切屑與刀具粘結現象嚴重，容易造成刀具表面剝落。另外，由于粘結嚴重，容易形成積屑瘤，使已加工表面粗糙度增大。對含碳量低的馬氏體不銹鋼尤為嚴重。切削溫度高，刀具容易磨損切削不銹鋼時，由于切削力大，消耗功率多，故產生的切削熱也多。再加上不銹鋼導熱性差，其導熱率約為中碳鋼的1/2?1/4,大量切削熱集中在切削區和刀屑接觸界面上，不能及時傳出，從而使刀刃容易產生過熱現象，在髙溫下失去切削性能。加之不銹鋼中的高硬度碳化物，在切削過程中直接與刀面接觸、摩擦，會使刀具加速磨損。切屑不易卷曲和折斷，由于不銹鋼塑性高，韌性大，且髙溫強度高，切削時切屑不易卷曲和折斷。若切屑不能及時排出，易造成堵屑現象，會擠壞和劃傷已加工表面，甚至崩壞刀刃。因此，解決斷屑和排屑是不銹鋼銑削的難點之一。不銹鋼的線膨脹系數大，影響加工精度不銹鋼的線膨脹系數比碳鋼和鑄鐵都大，約為碳素鋼的1.5倍。在切削溫度的作用下，工件容易產生熱變形，故在精加工時易影響零件的尺寸和形位精度。高溫合金的切削加工特性高溫合金是難切削金屬材料中很難加工的材料，其相對可加工性小于0.2?鐵基髙溫合金的相對可加工性僅為奧氏體不銹鋼的1/2左右，而鎳基高溫合金的相對可加工性更差，且隨抗熱性能的提高而降低。高溫合金難切削的主要原因如下。 (1)單位切削力大，約為切削中碳鋼的2?3倍。高溫合金含有大量的合金元素，其高溫強度很高，約為45鋼的6. 5倍，抗塑性變形能力強，這是切削力大的主要原因；其次是高溫合金加工硬化嚴重，其已加工表面的硬度往往比基體硬度高出50%?100%,冷硬程度的增加，使切削力進一步增加；其次是高溫合金塑性好，加工中塑性變形大、切削力大。此外，還由于切屑與前刀面接觸長度加大，摩擦力增大，使切削力也隨之增大。切削髙溫合金時，由于變形抗力大，刀面與切肩及工件表面間的摩擦劇烈，消耗功率多，因此加工高溫合金時要比加工一般鋼材產生的切削熱多。且高溫合金的熱導率很低，只有45鋼的1/3?1/4，故切削熱從切削區向外傳出很慢，大部分切削熱集中在切削區，故使切削區的平均溫度高達750?10001C,約比切削45鋼要高出3001C左右。刀具磨損劇烈，耐用度低。在切削高溫合金時，由于切削溫度高，在切削中產生的擴散磨損與氧化磨損要比加工一般鋼材嚴重。高溫合金中含大量合金元素的碳化物、氮化物、硼化物及金屬間化合物等硬質點，其高溫硬度很高，故在切削加工中其磨粒磨損特別嚴重。高溫合金中多含有與刀具材料相同的合金元素，在切削加工中，由于親和力的作用，易產生粘刀現象，造成的粘結磨損比加工一般鋼材嚴重。由于上述原因，在切削髙溫合金時，刀具除后刀面產生磨損外，還常在前刀面產生磨損，這種磨損嚴重時，會使刀刃大塊崩損。易產生積屑瘤和鱗刺，影響加工精度與表面質量。銑削高溫合金時，由于切削溫度高，易使刀具和工件的尺寸與形狀發生變化，影響加工精度。且在切削過程中易產生積屑瘤與鱗刺，影響加工表面質量。