成形面的加工方法及選擇:成形面如何進(jìn)行磨削?成形面的磨削方法有哪些?看看這成形面加工方法及技術(shù)選型匯總表
成形面的加工方法及選擇:成形面如何進(jìn)行磨削?成形面的磨削方法有哪些?看看這成形面加工方法及選擇匯總表
成形面在零件加工中十分常見(jiàn)，只要是形狀不同于平面和圓柱面的表面，都被叫做成形面。在生產(chǎn)中，成形面主要有三大類型，旋轉(zhuǎn)體成形面、直母線成形面和立體成形面。對(duì)于成形面的磨削加工，下面就來(lái)具體介紹一下。
一、成型表面定義
有些零件上帶有某些復(fù)雜的表面，這類表面既不是簡(jiǎn)單的平面、圓柱面或圓錐面，也不是由簡(jiǎn)單表面組合而成的型面(如T形槽、燕尾槽等)，這類復(fù)雜表面通稱為成型表面。螺紋和齒輪齒形表面是其中的典型特例。
主要介紹一般成形表面的加工。
二、成型面的分類
成形面的分類零件上的成形面種類很多，按其幾何特征一般可分成下述三種類型。
1、回轉(zhuǎn)成形面 回轉(zhuǎn)成形面是由一條曲線為母線，繞一固定軸線旋轉(zhuǎn)而形成的。
2、直線成形面 直線成形線是由一條曲線為母線，沿一條直線平移而形成的。
3、立體成形面 這種表面異常復(fù)雜，在各個(gè)剖面上具有不同的形狀。因其加工非常困難，故一般機(jī)械零件上較少使用。
三、成形面的磨削方法
1、成形砂輪磨削法：將砂輪修整成與工件形面完全吻合的反形面，然后切入磨削，以獲得所需要的形狀。其特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定，需配置合適的砂輪修整器。
2、成形夾具磨削法：使用通用或?qū)Ｓ脢A具，在磨床上對(duì)工件的成形面磨削。
3、仿形磨削法：在專用磨床上按放大樣板(或靠模)或放大圖進(jìn)行磨削。
4、坐標(biāo)磨削法：在坐標(biāo)磨床上，工作臺(tái)或磨頭按坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)及回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)所需要的運(yùn)動(dòng)軌跡，磨削工件的成形面。
四、成形砂輪磨削法
1、砂輪角度的修整
砂輪角度修整夾具修整角度的原理是利用墊塊來(lái)控制角度。使裝有金剛石筆的滑塊可在正弦尺座的燕尾導(dǎo)軌內(nèi)滑動(dòng)，滑塊上的齒條與裝在心軸上的小齒輪嚙合?？砂从?jì)算尺寸組合量塊，墊在量塊平臺(tái)、量塊側(cè)墊板與正圓柱之間，使帶有金剛石筆的游尺的運(yùn)動(dòng)方向與水平線的夾角等于砂輪需要的角度。
當(dāng)墊好量塊，將正弦尺調(diào)至所需角度后，旋緊螺母，把正弦尺座壓緊在夾具體上，修整砂輪時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，通過(guò)小齒輪及傳動(dòng)齒條，使裝在滑塊上的金剛筆移動(dòng)。根據(jù)修整砂輪位置的需要，金剛石筆可插入滑塊的左、中或右位置的孔內(nèi)，用螺釘固定。此種夾具可修整0—75度范圍的各種角度砂輪。
2、砂輪圓弧面的修整
砂輪圓弧面的修整，是通過(guò)調(diào)整金剛石筆尖到夾具回轉(zhuǎn)中心的距離來(lái)控制的。支架固定在轉(zhuǎn)盤上，金剛石筆裝在支架上，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘時(shí)，使金剛石筆軸向移動(dòng)，移動(dòng)距離可用定位板和量塊的測(cè)量。
3、成形砂輪的修整要點(diǎn)
(1)金剛石筆尖應(yīng)與夾具回轉(zhuǎn)中心在同一平面內(nèi)，修整時(shí)，應(yīng)通過(guò)砂輪主軸中心。
(2)為減少金剛石筆消耗，粗修可用碳化硅砂輪。
(3)砂輪要求修整的形面如果是兩個(gè)凸圓弧相連接，應(yīng)先修整大的圓弧;如是一凸一凹圓弧連接，應(yīng)先修整凹圓弧;若是凸圓弧與直線連接，應(yīng)先修整直線;若是凹圓弧與直線連接，應(yīng)先修整凹圓弧。
五、成形夾具磨削
1、用分度夾具磨削成形面
分度夾具適用于磨削具有一個(gè)回轉(zhuǎn)中心的各種成形面，與成形砂輪配合使用，能磨削比較復(fù)雜的形面。常用分度夾具有：立式回轉(zhuǎn)夾具、臥式回轉(zhuǎn)夾具和正弦分度夾具等。
用分度夾具磨削的典型工件形狀有：帶有臺(tái)肩的多角體、等分槽及凸圓弧工件，具有一個(gè)回轉(zhuǎn)中心的多角體、分度槽;一個(gè)(或多個(gè))回轉(zhuǎn)中心并帶有臺(tái)肩的多角體。
4、用萬(wàn)能夾具磨削成形面
使用萬(wàn)能夾具磨削的要點(diǎn)如下：
(1)先將形狀復(fù)雜的形面分解成若干直線、圓弧段，再按順序磨出各段形面。
(2)根據(jù)被磨削工件的形狀，選擇回轉(zhuǎn)中心，視工件情況不同?；剞D(zhuǎn)中心可以是一個(gè)或多個(gè)。磨削時(shí)，要依次調(diào)整回轉(zhuǎn)中心與夾具中心重合，工件以此中心回轉(zhuǎn)，并借以測(cè)量各磨削面的尺寸。
(3)成形磨削時(shí)的工藝基準(zhǔn)不盡一致，往往需要進(jìn)行工藝尺寸換算。主要計(jì)算尺寸為：各圓弧面的中心之間的坐標(biāo)尺寸;從一個(gè)已選定的中心至各平面或斜面間的垂直距離;各斜面對(duì)坐標(biāo)軸的傾斜角度及各圓弧面包角等。
(4)對(duì)有的形面部分采用成形砂輪進(jìn)行磨削，可提高精度和效率。
六、成形面的加工方法及選擇
帶有成形面的零件，機(jī)器上用得也相當(dāng)多，如機(jī)床的手把、內(nèi)燃機(jī)凸輪軸上的凸輪、汽輪機(jī)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(jī)床的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作也簡(jiǎn)便。但是刀具的制造和刃磨比較復(fù)雜(特別是成形銑刀和拉刀)，成本較高。而且，這種方法的應(yīng)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)、液壓仿形裝置或數(shù)控裝置等來(lái)控制刀具與工件之間特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
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(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)加工成形面，刀具比較簡(jiǎn)單，并且加工成形面的尺寸范圍較大。但是，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)都較復(fù)雜，成本也高。
成形面的加工方法，應(yīng)根據(jù)零件的尺寸、形狀及生產(chǎn)批量等來(lái)選擇。
小型回轉(zhuǎn)體零件上形狀不太復(fù)雜的成形面，在大批量生產(chǎn)時(shí)，常用成形車刀在自動(dòng)或半自動(dòng)車床上加工;批量較小時(shí)，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(wàn)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(shí)，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(zhì)量和效率較低。為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，在單件小批生產(chǎn)中，可應(yīng)用數(shù)控機(jī)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(shè)計(jì)和制造專用的拉刀或?qū)ｉT化的機(jī)床，例如加工凸輪軸用凸輪軸車床、凸輪軸磨床等。
對(duì)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(jiàn)表1。
|
表1 成形面的加工方法及選擇 |
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|
加工方法 |
加工精度 |
表面粗糙度 |
生產(chǎn)率 |
機(jī)床 |
適用范圍 |
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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(zhuǎn)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 |
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|
成形面的切削加工 |
簡(jiǎn)單刀具加工 |
手動(dòng)進(jìn)給 |
較低 |
較大 |
較低 |
各種普通機(jī)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(jī)床，價(jià)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(jī)床，價(jià)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(zhuǎn)成形面 |
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|
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(xué)曲線磨床磨削 |
高 |
小 |
較低 |
光學(xué)曲線磨床，價(jià)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(zhuǎn)成形面 |
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|
連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨削 |
很高 |
很小 |
較高 |
坐標(biāo)磨床，價(jià)格昂貴 |
單件小批生產(chǎn)加工內(nèi)外直線成形面 |
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