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成形面的加工方法及選擇
帶有成形面的零件,機器上用得也相當多,如機床的手把、內燃機凸輪軸上的凸輪、汽輪機的葉片等,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,機床的運動和結構比較簡單,操作也簡便。但是刀具的制造和刃磨比較復雜(特別是成形銑刀和拉刀),成本較高。而且,這種方法的應用,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,機床的運動和結構都較復雜,成本也高。
成形面的加工方法,應根據(jù)零件的尺寸、形狀及生產(chǎn)批量等來選擇。
小型回轉體零件上形狀不太復雜的成形面,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量和效率較低。為了保證加工質量和提高生產(chǎn)效率,在單件小批生產(chǎn)中,可應用數(shù)控機床加工成形面。
大批量生產(chǎn)中,為了加工一定的成形面,通常設計和制造專用的拉刀或專門化的機床,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
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
手動進給
較低
較大
較低
各種普通機床
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
仿形機床,價格較貴
單件小批量生產(chǎn)各種成形面
數(shù)控裝置
較小
較高
數(shù)控機床,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
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成形面
成形夾具磨削
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
光學曲線磨床磨削
較低
光學曲線磨床,價格貴
單件小批生產(chǎn)加工外直線成形面
砂帶磨削
砂帶磨床
各種批量生產(chǎn)加工外直線成形面和回轉成形面
連續(xù)軌跡數(shù)控坐標磨削
很高
很小
較高
坐標磨床,價格昂貴
單件小批生產(chǎn)加工內外直線成形面
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