切削加工專用HD諧波減速機SHF-40-120-2UH切削加工是指用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)把坯料或工件上多余的材料層切去成為切屑,使工件獲得規定的幾何形狀、尺寸和表面質量的加工方法。
切削加工專用HD諧波減速機SHF-40-120-2UH任何切削加工都必須具備3個基本條件:切削工具、工件和切削運動。切削工具應有刃口,其材質必須比工件堅硬。不同的刀具結構和切削運動形式構成不同的切削方法。用刃形和刃數都固定的刀具進行切削的方法有車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、拉削和鋸切等;用刃形和刃數都不固定的磨具或切削加工相關圖片(1)磨料進行切削的方法有磨削、研磨、珩磨和拋光等。
切削加工專用HD諧波減速機SHF-40-120-2UH切削加工是機械制造中最主要的加工方法。雖然毛坯制造精度不斷提高,精鑄、精鍛、擠壓、粉末冶金等加工工藝應用日廣,但由于切削加工的適應范圍廣,且能達到很高的精度和很低的表面粗糙度,在機械制造工藝中仍占有重要地位。
金屬材料的切削加工有許多分類方法。常見的有以下3種。
切削加工的工藝特征決定于切削工具的結構以及切削工具與工件的相對運動形式。按工藝特征,切削加工一般可分為:車削、銑削、鉆削、鏜削、鉸削、刨削、插削、拉削、鋸切、磨削、研磨、珩磨、超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加工、螺紋加工、超精密加工、鉗工和刮削等。
切削加工專用HD諧波減速機SHF-40-120-2UH可分為:①粗加工:用大的切削深度,經一次或少數幾次走刀從工件上切去大部分或全部加工余量,如粗車、粗刨、粗銑、鉆削和鋸切等,粗加工加工效率高而加工精度較低,一般用作預先加工,有時也可作最終加工。②半精加工:一般作為粗加工與精加工之間的中間工序,但對工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位,也可以作為最終加工。③精加工:用精細切削的方式使加工表面達到較高的精度和表面質量,如精車、精刨、精鉸、精磨等。精加工一般是最終加工。④精整加工:在精加工后切削加工相關圖片(3)進行,其目的是為了獲得更小的表面粗糙度,并稍微提高精度。精整加工的加工余量小,如珩磨、研磨、超精磨削和超精加工等。⑤修飾加工:目的是為了減小表面粗糙度,以提高防蝕、防塵性能和改善外觀,而并不要求提高精度,如拋光、砂光等。⑥超精密加工:、激光、電子、核能等尖端技術領域中需要某些特別精密的零件,其精度高達IT4以上,表面粗糙度不大于 Ra 0.01微米。這就需要采取特殊措施進行超精密加工,如鏡面車削、鏡面磨削、軟磨粒機械化學拋光等。
切削加工專用HD諧波減速機SHF-40-120-2UH切削加工時,工件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相對運動來獲得的。按表面形成方法,切削加工可分為 3類。①刀尖軌跡法:依靠刀尖相對于工件表面的運動軌跡來獲得工件所要求的表面幾何形狀,如車削外圓、刨削平面、磨削外圓、用靠模車削成形面等。刀尖的運動軌跡取決于機床所提供的切削工具與工件的相對運動。②成形刀具法:簡稱成形法,用與工件的最終表面輪廓相匹配的成形刀具或成形砂輪等加工出成形面。此時機床的部分成形運動被刀刃的幾何形狀所代替,如成形車削、成形銑削和成形磨削等。由于成形刀具的制造比較困難,機床-夾具-工件-刀具所形成的工藝系統所能承受的切削力有限,成形法一般只用于加工短的成形面。③展成法:又稱滾切法,加工時切削工具與工件作相對展成運動,刀具(或砂輪)和工件的瞬心線相互作純滾動,兩者之間保持確定的速比關系,所獲得加工表面就是刀刃在這種運動中的包絡面。齒輪加工中的滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒(不包括成形磨齒)等均屬展成法加工。
切削加工的歷史可追溯到原始人創造石劈、骨鉆等勞動工具的舊石器時期。在中國,早在商代中期(公元前13世紀),就已能用研磨的方法加工銅鏡;商代晚期(公元前12世紀),曾用青銅鉆頭在卜骨上鉆孔;西漢時期(公元前 206~公元23),就已使用桿鉆和管鉆,用加砂研磨的方法在"金縷玉衣"的4000多塊堅硬的玉片上鉆了 18000多個直徑1~2毫米的孔。17世紀中葉,中國開始利用畜力代替人力驅動刀具進行切削加工。如公元1668年,曾在畜力驅動的裝置上,用多齒刀具銑削天文儀上直徑達2丈(古丈)的大銅環(圖1),然后再用磨石進行精加工。18世紀后半期的英國工業革命開始后,由于蒸汽機和近代機床的發明,切削加工開始用蒸汽機作為動力。到19世紀70年代,切削加工中又開始使用電力。對金屬切削原理的研究始于19世紀50年代,對磨削原理的研究始于19世紀80年代。此后各種新的刀具材切削加工相關圖片(2)料相繼出現。19世紀末出現的高速鋼刀具,使刀具許用的切削速度比碳素工具鋼和合金工具鋼刀具提高兩倍以上,達到25米/分左右。1923年出現的硬質合金刀具,使切削速度比高速鋼刀具又提高兩倍左右。30年代以后出現的金屬陶瓷(見陶瓷)和超硬材料(人造金剛石和立方氮化硼),進一步提高了切削速度和加工精度。隨著機床和刀具不斷發展,切削加工的精度、效率和自動化程度不斷提高,應用范圍也日益擴大,從而促進了現代機械制造業的發展。
有些切削加工兼有刀尖軌跡法和成形刀具法的特點,如螺紋車削。
各類切削加工方法所能達到的精度和表面粗糙度等級見表。
切削加工質量主要是指工件的加工精度(包括尺寸、幾何形狀和各表面間相互位置)和表面質量(包括表面粗糙度、殘余應力和表面硬化)。隨著技術的進步,切削加工的質量不斷提高。18世紀后期,切削加工精度以毫米計;20世紀初,切削加工精度已達0.01毫米;至50年代,切削加工精度已達微米級;70年代,切削加工精度又提高到0.1微米。影響切削加工質量的主要因素有機床、刀具、夾具、工件毛坯、工藝方法和加工環境等方面。要提高切削加工質量,必須對上述各方面采取適當措施,如減小機床工作誤差、正確選用切削工具、提高毛坯質量、合理安排工藝、改善環境條件等。
通常采用的方法有:①選用具有足夠精度和剛度的機床。②必要時可以采取補償校正的方法,如在螺紋磨床或滾齒機上,根據事先測得的機床傳動鏈誤差加裝誤差校正裝置,以校正機床的傳動系統誤差。③采用機床夾具來保證加工精度,如利用鏜模加工箱體上的孔系,使孔距精度由鏜模決定而不受機床定位誤差的影響。④防止機床熱變形對加工精度的影響。⑤消除機床內部振源和采取隔振措施,以減少振動對加工精度和粗糙度的影響。⑥提高機床自動化程度,如采用主動測量或自動控制系統,以減少加工過程中的人為誤差。
應采用耐磨性好的刀具,合理選用刀具幾何參數,并仔細地研磨刃口,使其光滑而鋒利。例如用磨具加工,一般選用較細、較硬磨粒的磨具,砂輪要正確和及時地修整。
工件毛坯要具有均勻的材質和加工余量,同時采用適當的熱處理,如時效處理、退火、正火、調質等措施以消減內應力,并改善材料的切削加工性。
采用合理的工藝程序;正確選用切削用量,以減小切削力和切削熱的影響,并防止產生自激振動;選用合適的切削液對切削區進行充分冷卻和潤滑;選擇工件的安裝定位基準和夾緊方式時,注意減小安裝誤差和工件變形。
保持加工環境清潔;對外部振源和熱源采取隔離措施;精密加工在恒溫、恒濕和防塵的條件下進行。
提高切削用量以提高材料切除率,是提高切削加工效率的基本途徑。常用的高效切削加工方法有高速切削、強力切削、等離子弧加熱切削和振動切削。
一般指采用硬質合金刀具所能達到的切削速度的切削加工。磨削速度在45米/秒以上的切削稱為高速磨削。采用高速切削(或磨削)既可提高效率,又可減小表面粗糙度。用硬質合金刀具高切削加工相關圖片(4)速車削普通鋼材的切削速度可達200米/分;用陶瓷刀具可達500米/分;用金剛石刀具車削有色金屬的切削速度可達 900米/分。實驗室中試驗的超高速切削的速度可達4000米/分以上。60年代以來, 磨削速度已從 30米/秒左右逐步提高到45、60、80以至 100米/秒;實驗室中的磨削速度已達200米/秒。 高速切削(或磨削)要求機床具有高轉速、高剛度、大功率和抗振性好的工藝系統;要求刀具有合理的幾何參數和方便的緊固方式,還需考慮安全可靠的斷屑方法。
指大進給或大切深的切削加工,一般用于車削和磨削(見緩進給磨削)。強力車削的主要特點是車刀除主切削刃外,還有一個平行于工件已加工表面的副切削刃同時參與切削,故可把進給量比一般車削提高幾倍甚至十幾倍。在一般機床上,只要功率足夠和工藝系統剛度好就可實行強力切削。與高速切削比較,強力切削的切削溫度較低,刀具壽命較長,切削效率較高;缺點是加工表面較粗糙。強力切削時,徑向切削力很大,故不適于加工細長工件。
利用等離子弧的高溫把工件切削區的局部瞬時加熱到800~900℃的切削方法,常采用陶瓷刀具,適用于加工大件。切削時要根據工件的材質、尺寸以及切削速度、切削深度和進給量來調整等離子弧的加熱強度。適當調整后,可使工件已加工表面的溫度保持在 150℃以下而不致發生金相組織變化。這種方法適于加工淬硬工件和難加工金屬材料的切削。材料切除率可提高2~20倍,成本降低30~85%。
沿刀具進給方向附加低頻或高頻振動的切削加工,可以提高切削效率。低頻振動切削具有很好的斷屑效果,可不用斷屑裝置,使刀刃強度增加,切削時的總功率消耗比帶有斷屑裝置的普通切削降低40%左右。高頻振動切削也稱超聲波振動切削,有助于減小刀具與工件之間的摩擦,降低切削溫度,減小刀具的粘著磨損,從而提高切削效率和加工表面質量,刀具壽命約可提高40%。