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
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
高
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
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
光學曲線磨床磨削
高
小
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
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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