现代模具制造(徐长寿)2-模具加工机床.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 模具加工机床,5.1 模具切削机床与数控机床基础知识,5.2 车床,主页面,5.3 铣床,5.4 钻床,5.5 镗床,5.6 刨床,5.7 磨床,5.8 加工中心,重点,机床的分类和型号编制,各类机床的主辅运动及加工特点,数控加工中心特点及分类,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,5.1 模具切削机床与数控机床基本知识,5.1.1 机床的基本结构,机床的主要作用就是在其相应机构的带动下，安装在其上的工件和刀具按一定的规律运动，通过切削刀具对工件的切削作用把多余的金属切除掉，使加工表面成形。,机床结构则是为保证实现工件表面成形而构建的,金属切削机床,用切削加工的方法将金属毛坯加工成机器零件的工艺装备，,在其相应机构的带动下,提供了刀具与工件之间的相对运动，提供加工过程中所需的动力，经济地完成一定的机械加工工艺。（机床的基本功能）,第五章 模具加工机床,5.1.2 机床的传动链,传动链构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链。,A.外联系传动链：所联系的动源和执行件间无严格的传动比的传动链。,B.内联系传动链：传动链所联系的执行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格要求。,第五章 模具加工机床,5.1.3 机床的分类和型号编制,1.机床的分类,车床-Lathes,钻床-Drilling Machines,镗床-Boring Machines,磨床-Grind Machines,齿轮加工机床-Gear Cutting Machines,螺纹加工机床-Threading Machines,铣床-Milling Machines,刨插床-Planing Machines&slotting machines,拉床-Broaching Machines,特种加工机床-Non-conventional Machine Tools,锯床-Sawing machines,其他机床,普通卧式车床,数控车床,锯床,钻床,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,数控剪板机,数控折弯机,第五章 模具加工机床,根据通用程度，同类机床又可分为:,通用程度,万能机床-其工艺范围很宽，可用于加工一定尺寸范围内的各种类型的零件的不同工序，结构复杂，加工生产率低。适用于单件小批量生产和工具修配生产,其工艺范围较窄，只能加工某一类或几类零件的某一种或几种特定工序,其工艺范围更窄，只能加工某一特定零件的特定工序。加工生产率很高，适用于汽车等制造大批大量生产,通用机床,专门机床,专用机床,如，曲轴磨床,专门加工箱体部分孔的机床,第五章 模具加工机床,机床型号编制,分类代号,类代号,通用性、结构性代号,组代号,系代号,主参数或设计序号,主轴数或第二主参数,重大改进序号,其他特性代号,企业代号,第五章 模具加工机床,高精度G 加工中心H,精密M 仿形F,自动Z 轻型Q,半自动B 加重型C,数控K 简式J,组代号、系代号：用两位数字表示，每类机床分为0-9共10类，每组又分为若干系。,通用特性、结构特性代号,第五章 模具加工机床,机床主参数(两位数字)表示机床的规格大小，是机床的最主要的技术参数，反映机床的加工能力。,EG1，CA6140*1000,C车床，A结构特性，6组别，卧式车床，,1系别，40床身上最大加工直径40*10=400mm，,1000第二主参数，最大工件长度1000mm。,EG2，Z3040*16,Z钻床，30摇臂钻床，40最大钻孔直径，40mm,16第二主参数，最大跨距16mm。,第五章 模具加工机床,EG3,MG1432A,M 磨床,G高精度,14外圆磨床组,32最大磨削直径320mm,A第一次重大改进,第五章 模具加工机床,5.1.4 数控机床概述,数字控制是一种自动控制技术，是用数字化信息进行控制的一种方法，简称数控(NC)。采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床，称为数控机床。(一个装有数控系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序)。,1.数控机床的工作原理与组成,(1)数控机床的工作原理,数控机床加工零件时，首先要编制零件的数控加工程序，这是数控机床的工作指令。将数控加工程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、起停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却润滑的起停等动作，使刀具和工件及其他辅助装置严格地按照数控加工程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。,有效地解决了,多品种、小批量生产精密、复杂零件的自动化问题。,第五章 模具加工机床,数控机床的基本组成,磁盘、磁带或穿孔纸带或其他信息载体,在普通机床的基础上发展起来的，作了许多改进和，如采用轻巧的滚珠丝杠进行传动，采用滚动导轨或贴塑导轨消除爬行，采用带有刀库及机械手的自动换刀装置实现自动快速换刀，采用高性能的主轴系统，并努力提高机械结构的动刚度和阻尼精度等,数控机床的一般分类,按工艺用途,普通数控机床,数控加工中心 machining center,在普通机床上发展起来，除装卸工件外，加工过程完全自动，且可以加工形状复杂的表面,主要特点是带有一个容量较大的刀库（容刀数10120）和自动换刀装置,按运动轨迹,点位控制数控机床,点位直线控制数控机床,轮廓控制数控机床,坐标点控制，在移动过程中不能进行加工,数控钻床、数控镗床、数控车床,沿坐标轴移动时能进行切削,简易数控车床、数控磨床、数控铣床,对两个或两个以上的坐标轴进行严格的连续控制,功能比较齐全的数控铣床、数控车床和加工中心,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,按伺服系统,开环,半闭环,闭环,其他类型数控机床,A.塑性成形类数控机床数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机等。,B.特种加工数控机床数控线切割、数控电火花加工机床、数控激光切割机床、数控火焰切割机、三坐标测量机(CMM)等。,第五章 模具加工机床,3.数控机床的坐标系,为准确地描述数控机床上的运动部件在成形运动和辅助运动中的运动方向和运动距离的大小，需要建立一个坐标系才能实现，这个坐标系称为数控机床坐标系。国际标准化组织(IS0)和我国有关部门都对数控机床的坐标系制定了相应的标准，并且两者是等效的。,(1)机床坐标系的规定,标准规定采用右手笛卡儿直角坐标系。基本坐标轴为,x,、,y,、,z,相应每个坐标轴的旋转坐标分别为A、B、C，如图示。,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,A,、,B,、,C,坐标,A,、,B,、,C,坐标分别为绕,x,、,y,、,z,坐标的旋转坐标，按右手螺旋定则来确定,A,、,B,、,C,坐标的正方向。,附加坐标 如果有第二或第三组坐标平行于,z,、,y,、,z,，则分别指定用,U,、,V,、,W,和,P,、,Q,、,R,表示。若除了,A,、,B,、,C,第一旋转坐标系以外，还有其他的旋转坐标，则用,D,、,E,、,F,等表示。,对于工件运动时的相反方向 当工件是移动的，而刀具固定时，坐标轴用带“”的字母表示，如+,x,，表示工件相对于刀具的正向移动。而不带“”的字母，如+,x,则表示刀具相对于工件的正向移动。二者表示的运动方向正好相反。,第五章 模具加工机床,卧式车床坐标系,第五章 模具加工机床,卧式升降台铣床坐标系,立式升降台铣床坐标系,(5)易于建立计算机通信网络。,数控机床的不足之处是设备价格昂贵，维修复杂，对调试、维修人员的技术素质要求较高，首件加工的准备周期较长。数控机床最适合加工形状复杂、精度要求高，通用机床无法加工，或虽然能加工但很难保证加工质量的零件；用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件；必须在一次装夹下合并完成钻、扩、铰、铣、镗及攻螺纹等较多加工内容的零件。,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,数控的特点,加工精度高,加工质量稳定,数控加工的尺寸通常在,0.005,0.lmm,之间，目前最高的尺寸精度可达土,0.0015mm,，不受零件形状复杂程度的影响，加工中消除了操作者的人为误差，提高了同批零件尺寸的一致性，使产品质量保持稳定。,按程序自动进行加工，加工过程消除了人为误差;,加工误差可用软件进行校正及补偿，获得的比机床本身精度高的加工精度和重复精度,第五章 模具加工机床,B.对加工对象的适应性强,更换零件时，只重新调整工件的装夹和更换刀具外，只需更换程序，就可加工出新零件，无需对机床作任何其他调整或制造专用夹具。,C.加工形状复杂的工件比较方便,多轴联动，至多5轴联动。,D.加工生产率高,准备时间短；一次装夹加工大部分加工面。,E.易于建立计算机通信网络数字代码。,返回,第五章 模具加工机床,5.2车床,1.车削加工,用车刀在车床上进行的切削加工。,A.主要用于回转体零件的加工，及非回转体零件上回转表面的加工。,B.车削加工时工件回转作主运动，车刀作直线进给运动。,5.2.1 车床的工艺范围和类型,第五章 模具加工机床,2.车床的主要工艺范围和类型,中心孔加工,钻孔加工,镗孔加工,绞孔加工,加工锥孔,加工端面,第五章 模具加工机床,56 seconds,第五章 模具加工机床,割断加工,车削外螺纹,滚花,2 minutes 32 seconds,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,车削外锥面,车削圆锥轴,车削细长轴,车削成形面,车削内螺纹,车削倒角,第五章 模具加工机床,4.车削加工的工艺特点,E.车削加工经济精度为IT11IT7，表面粗糙度Ra12.50.8m。,A.切削过程较平稳；,B.易于保证各加工面间的位置精度；,C.刀具简单；,D.车削加工多用于粗加工和半精加工，也可用于有色金属的精加工；,5.2.2CA6140型卧式车床,床头箱,尾架,床身,床腿,溜板箱,光杠,丝杠,刀架,切屑盘,变速手柄,卡盘,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,.卧式机床的组成,(1)主轴箱 主运动的执行部件。箱内装有主轴部件和变速、变向、传动机构。,支撑主轴，并将动力经变速、变向、传动机构传给主轴，使主轴按规定的转速带动工件旋转，实现主运动。,(2)刀架和拖板 安装刀具，带动刀具作纵向、横向运动拖板安装在床身导轨上，可沿导轨作纵向移动。,刀架部件由几层刀架组成，其功能是带着夹持在上面的车刀移动，实现纵向、横向或斜向进给运动。,(3)尾座 安装后顶尖、孔加工刀具,。,第五章 模具加工机床,(4)进给箱 箱内装有进给运动变换机构。进给传动比的变换改变机动进给量或所加工螺纹的导程，并可按加工需要实现螺纹加工(经过丝杠)和一般机动进给(经过光杠)的转换。,(5)溜板箱 带动刀架作纵向进给运动。把进给箱传来的运动传递给刀架部件，使刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或车螺纹。,(6)床身 车床的基本支撑件，在床身上安装着车床的各个主要部件。支撑其他部件并使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。,第五章 模具加工机床,2.CA6140型普通车床,传动系统,CA6140普通车床的传动系统主要有主运动链、进给运动链、螺纹车削传动链。,(1)主运动传动链,主运动传动链的两末端件是主电动机与主轴，其功用是把运动源的动力和运动传递给主轴，使主轴以合适的速度带动工件旋转，实现加工必需的主运动，并满足卧式车床主轴变速换向的要求。,传动路线,第五章 模具加工机床,主电机,V型带,轴,带轮,消除带传动过程中较大的径向力对轴所产生的,影响，使I轴在工作过程中弯曲减少、运动平稳,7.5KW，1450rpm,双向多片式摩擦离合器M1,M1的作用是使主轴实现正、反转和停车。左位正转，右位反转，中间位置与制动器配合，实现主轴的制动。,第五章 模具加工机床,M1左位：,轴的运动经摩擦离合器M1及齿轮副56/38或51/43传动给传动轴(实现正转)。,M1右位：,轴的运动经M1右边的摩擦片及齿轮副50/34传给中间轴，再经过34/30齿轮副传给传动轴(实现反转)。,M1中间位与制动器配合实现制动,第五章 模具加工机床,轴的运动通过三对齿轮副22/58、30/50、39/41传动到轴。,第五章 模具加工机床,轴到轴,高速：Z50处于左端，63/50传至主轴。,低速：Z50处于右端，M2啮合，20/80或50/50传给轴，,20/80或51/55，26/58及齿式离合器传动到主轴。,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,CA6140车床主传动路线表达式,第五章 模具加工机床,主轴的转速和转速级数,主轴转速运动平衡式,式中，n,主,主轴转速(rpm)；n电电动机转速(1450rpm)；,D主动带轮直径(D=,130mm)；230mm)；,V带滑动系数，近似取=0.02,D从动带轮直径(D=；,z,I-II,由轴I传动到轴II的主动轮齿数；,z,I-II,由轴I传动到轴II的从动轮齿数；,(1)主轴最低转速,(2)主轴最高转速,主轴反转时速度大于主轴正转时的转速,第五章 模具加工机床,传动系统的转速级数等于组成传动链的所有变速组传动数的乘积。,主轴传动级数,CA6140,正转,时转速级数2*3*(1+2*2)=30，但实际只有24级，最后一级()有重复。,反转,转速级数3*(2*2+1)-3=12级。,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,轴间传动比,螺纹进给传动链,C6140车床可以加工公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹、径节螺纹。(公制、英制螺纹称为螺纹；模数、径节螺纹称为蜗杆)。,第五章 模具加工机床,螺纹加工传动路线,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,(1)车削公制螺纹,我国常用，螺距是标准的。CA6140可加工导程为1192的44种公制螺纹。,运动平衡式:,式中，u,基,从轴XIII轴XIV之间的变比传动机构的传动比；,u,倍,从轴XV轴XVII之间的变比传动机构的传动比。,化简得，,第五章 模具加工机床,在轴XIII和轴XIV之间共有8 种不同的传动比:,第五章 模具加工机床,在轴XV到轴XVII之间的传动比有4个，,第五章 模具加工机床,车削导程大于12mm的螺纹，需使用螺距扩大机构。,扩大螺距机构的传动元件是主运动传动链的传动元件。,主轴转速为10,32rpm时，螺纹导程可扩大16倍；当主轴转速为40125rpm时，可扩大4倍；,主轴转速更高时，导程不可扩大。,第五章 模具加工机床,(2)车削模数螺纹,模数螺纹主要用于公制蜗杆中，其螺距参数为模数m，模数是国标的，模数也是分段等差数列，与公制螺纹排列规律相同。,模数螺纹的导程中含有特殊因子。加工螺纹时，必须将挂轮换成(64/100)*(100/97)。,第五章 模具加工机床,传动链的运动平衡式：,上式中，,可车制出模数为0.25、0.5、1、1.25、1.5、1.75、2、2.25、2.5、2.75、3mm的模数螺纹。使用螺距扩大机构，可加工出模数=3.2548mm的28种模数螺纹。,第五章 模具加工机床,(3)车削英制螺纹(英寸制螺纹),英制螺纹的螺距参数为每英寸长度上螺纹牙数。标准的螺纹牙数也是按分段的等差数列规律排列。,对螺纹的进给传动链用作如下改动，,A.基本组的主动、从动传动关系，调整成与公制螺纹相反；,B.改变传动链中部分传动副的传动比，使其包含特殊因子25.4。,第五章 模具加工机床,传动链的运动平衡式：,式中：,第五章 模具加工机床,(4)车削径节螺纹,径节螺纹主要用于英制蜗杆，其螺距参数以径节DP表示。径节是按分段等差数列排列的。,传动链的运动平衡式:,式中:,第五章 模具加工机床,(5)车削非标准及较精密螺纹,车削非标准及较精密螺纹，将进给箱中三个离合器M3、M4、M5全部接合，使得轴XII、轴XIV、轴XVII、丝杆XVIII联成一体。运动直接从轴XII传至丝杆，要加工螺纹的导程通过挂轮选择。此时，主轴到丝杆间的传动路线大为缩短，减少了传动件制造和装配误差对工件螺纹螺距精度的影响。,传动链平衡式:,第五章 模具加工机床,纵、横向机动进给传动链:,CA6140纵向、横向进给各有64种。纵向进给范围0.0286.33mm/r;横向进给范围为0.0143.165mm/r。,第五章 模具加工机床,A.卧式车床应用最普通、工艺范围最广泛。适用于单件小批生产。,B.落地车床和立式车床,立式布局的主要特点是主轴垂直布置，并有一个直径较大的圆形工件台。,其他车床,第五章 模具加工机床,立式车床主要用于加工径向尺寸较大而轴向尺寸较短，且形状复杂的大型或重型零件。,C.转塔车床,转塔车床的特征没有尾座和丝杆，尾座的位置装有一个多工位的转塔刀架，刀架上可安装多把刀具，通过转塔转位实现不同刀具的依次工作。,返回,第五章 模具加工机床,5.3 铣 床,A.加工生产率高；,加工表面粗糙度值较小，精铣表面粗糙度Ra可达3.21.6m，两平行平面间的尺寸精度可达IT9IT7，直线度可达0.08mm/m0.12mm/m。,B.断续切削，切削厚度及切削面积随时变化；,C.容屑和排屑能力强；,D.同一表面可采用不同的加工方式。,1.铣削加工特点,第五章 模具加工机床,2.铣床,卧式铣床、立式铣床、工件台不升降铣床、龙门铣床、工具铣床、仿形铣床等。,(1)卧式铣床,(horizontal milling machines),1column,2over-arm,3arbor,4work table,5saddle,6over-arm support,7knee,8base,立柱,悬梁,铣刀轴,工件台,滑座,悬梁支座,升降台,底座,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,主要用于单件及成生产中，铣削平面、沟槽和成形表面。,铣刀的旋转是主运动，工件移动是进给运动。,悬梁,2，可以沿,水平,方向调整其位置。,升降工作台,7安装在床身的导轨上，可作,铅垂,运动。,升降台上面的水平导轨上装有,滑座,5，滑座5带着其上的工作台和工件可作,横向,移动，,工作台,4装在滑座5的导轨上，可作,纵向,移动。,万能卧式铣床有回转盘（位于工作台和滑座之间）回转盘可绕而有轴线在45范围内转动，工作台能沿调整转角的方向在回转盘的导轨上进给 以便铣削不同方向的螺旋槽。,(2立式铣床(vertical milling machines),立式床身2装在底座1上，床身上装有变速箱3，滑动立铣头4可升降，它的工作台6安装在升降台7上，可作X方向的纵向运动和Y方向的横向运动，升降台还可作Z方向的垂直运动。,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,主轴垂直安装。立铣头代替卧式铣床的水平主轴、悬梁、刀杆及其支承。,立铣头根据需要可以在垂直面内调整角度。可铣削斜面。,用于单件及成批生产，可用于加工平面、沟槽、台阶；斜面；配合分度头，可铣削齿轮、凸轮等。模具加工中适用于模具型腔和凸模成形表面。,(3龙门铣床（Planer-type milling machine）,1床身,2侧铣刀,3、6立铣头,4立柱,5横梁,7操纵箱,8液压箱,9工件台,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,每个铣头均是独立的主运动，有各自的驱动电机、变速机构、操纵机构及主轴等部分。,主要适用于大中型件的平面、沟槽加工。多件、多表面同时加工，生产效率高。成批、大量生产中应用。,(4)万能工具铣床(universal tool milling machine),横向进给运动由主轴座移动实现，纵向及垂直方向进给分别由工件台、升降台实现。,适用于工具、刀具及各种模具加工，适用于中小型形状复杂零件加工。,第五章 模具加工机床,(5)工作台不升降铣床,主轴箱1的两个主轴上分别安装,粗铣,和,半精铣,的端铣刀。加工时,工件安装在圆工作台3的夹具上,工作台缓慢连续转动，实现进给运动。工件从铣刀下通过后即被加工完毕。滑座4可沿床身5导轨横向移动，以调整工作台3与主轴间的横向位置。主轮箱可沿立柱2的导轨升降。主轴可以在主轴箱1中调整轴向位置，以保证刀具与工件间的相对位置。,成批大量生产中铣削中、小型工件的平面。,返回,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,5.4 钻 床,5.4.1 钻床的工艺范围与类型,主要用钻头在工件上加工孔的机床称为钻床。它是孔加工的主要机床。,在车床上钻孔时，工件旋转，刀具作进给运动。而在钻床上加工时，工件不动，刀具作旋转主运动，同时沿轴向移动作进给运动。,钻床一般用于加工尺寸较小，精度要求不太高的孔，如各种零件上的连接螺钉孔。此外，还可进行扩孔、铰孔、锪孔、锪平面、钻埋头孔及攻螺纹等工作。如图示。,第五章 模具加工机床,在钻床上能完成的工作,第五章 模具加工机床,钻床型号和分类：,根据用途和结构的不同，钻床可分为：立式钻床、台式钻床、摇臂钻床、专门化钻床(如深孔钻床、中心钻床等深孔钻床以及中心孔钻床等。,其中应用最广泛的是：立式钻床、摇臂钻床和立式数控钻床。,5.4.2 常用钻床,1.立式钻床,立式钻床的主轴呈垂直布置且位置固定不动，被加工孔位置的找正，必须通过移动工件来实现。根据主轴数，可分为单轴和多轴立式钻床。,立式钻床 摇臂钻床,1工作台 2主轴 l底座 2立柱 3摇臂,3主轴箱 4立柱 5进给操纵手柄 4主轴箱 5主轴 6工作台,第五章 模具加工机床,3.立式数控钻床,ZK5140C数控钻床外形图,1底座 2横向丝杠 3罩 4工作台 5主轴 6手柄 7主轴箱8主电机,9步进电机 10立柱 11手柄 12面版 13纵向丝杠14滑座 15支架,返回,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,5.5 镗 床,（见第七章）,返回,第五章 模具加工机床,5.6 刨 床,5.6.1 刨床的工艺范围与类型,刨床类机床主要用于加工各种平面（如水平面、垂直面、倾斜面）和沟槽（如T形槽、燕尾槽、V形槽等），如对机床进行适当的调整，也可以加工花键以及一些直线成形面。,刨床类机床的主运动是刀具或工件所作的直线往复运动。刨削加工只在刀具向工件(或工件向刀具)前进时进行，返回时不进行切削，并且刨刀抬起让刀，以避免损伤已加工表面和减轻刀具磨损。刨床类机床的进给运动的是间歇性的直线往复运动，由刀具或工件完成，其方向与主运动方向相垂直。,第五章 模具加工机床,刨床加工的典型表面,刨床分类：主要有牛头刨床、龙门刨床和插床三种类型。,5.6.2 常用的刨床,牛头刨床,1刀架 2转盘 3滑枕 4床身 5横梁 6工作台,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,龙门刨床,1侧刀架 2横梁 3立柱 4顶梁 5垂直刀架,6垂直刀架 7立柱 8侧刀架 9工作台 10床身,第五章 模具加工机床,5.6.1 刨削的加工特点,刨削加工方法牛头刨床加工中小型零件；龙门刨床加工大型零件或同时加工多个中型零件。,1刨削加工特点(同铣削比较),A.加工质量基本相当，刨削易产生积屑瘤；刨削无接刀痕；,B.加工范围不如铣削,C.生产率一般不如铣削，窄长面例外,D.加工成本低于铣削,第五章 模具加工机床,宽刃细刨,在普通精刨基础上，以高精度的龙门刨床和宽刃细刨刀，以低速和大进给量在工件表面切运动去一层极薄的金属。,代替手工刮削各种导轨平面，生产率提高不少。,返回,1.磨削加工类型,(以砂轮的工作表面),广义上,砂轮磨削,砂带磨削,磨除加工,珩磨,研磨,光整加工,一般意义,砂轮磨削,外圆磨削,内圆磨削,平面磨削,成形磨削,5.7 磨 床5.7.1 磨床的工艺范围和类型,第五章 模具加工机床,A.圆周磨削,(peripheral grinding),以砂轮圆周表面磨削工件。,无心磨削,(centerless grinding),端面外圆斜切入磨削,第五章 模具加工机床,圆周磨削,内圆纵磨,平面磨削,第五章 模具加工机床,圆周磨削,外圆磨削,external cylindrical grinding,第五章 模具加工机床,B.端面磨削,(face grinding),以砂轮的一个端面磨削工件,端面导轨磨削,端面磨削平面,第五章 模具加工机床,C.成形磨削,(forming grinding),以砂轮圆周成形面磨削工件。,成形磨削齿轮,成形磨削花键,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,成形磨削轴承沟道,成形磨削螺纹,主要用于零件的精加工和超精加工，磨削后加工精度可达IT6,IT4，表面粗糙度值Ra可达0.021.25m，常用于一般刀具难以切削的高硬度材料加工。,2.磨削的主要特点,A.刀刃的形状及分布处于随机的状态,B.每颗磨粒的切削厚度极薄,C.磨削速度非常大，磨削区温度很高,D.磨削过程中有自厉作用,E.磨削的径向磨削力Fy大，且作用在工艺系统刚性较差的方向上,F.磨削加工的工艺范围广,G.磨削在切加工中的比重日益增大,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,3.磨削运动,砂轮的旋转运动是主运动，砂轮旋转的线速度为磨削速度,c,(m/s)。,磨削的进给运动一般有三种：,A.外圆、内圆磨削时的进给运动,工件圆周进给运动,w,工件外圆的线速度；,工件相对砂轮的轴向进给运动f,a,工件每转一转工件相对砂轮移动的距离；,砂轮径向进给运动f,r,进给量用工件表面磨削一次后砂轮切入工件深度。,进给运动,外圆磨削,内圆磨削,工件圆周进给运动,w,工件相对砂轮的轴向进给运动,f,a,砂轮径向进给运动,f,r,第五章 模具加工机床,B.平面磨削时的进给运动,工件纵向进给运动即工作台往复运动，速度为,w,(m/s)；,砂轮径向进给运动进给量用工件表面磨削一次后砂轮切入工件深度,f,r。,砂轮相对工件的轴向进给运动工件台每行程或双行程后砂轮轴向移动量,f,a。,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,5.7.2 常用的磨床,1.万能外圆磨床,(1)万能外圆磨床的磨削方法,图示为万能外圆磨床磨削内外圆柱面、圆锥面的加工示意图。其基本磨削方法有纵磨法和横磨法两种。,第五章 模具加工机床,A.纵磨法磨削外圆时，砂轮的高速旋转为主运动，工件作圆周进给运动，同时随工件台沿工件轴向人纵向进给运动。,第五章 模具加工机床,横向进给量少，磨削力小，散热条件好，用光磨来提高工件的磨削精度和表面质量，目前使用最广泛的一种方法。,砂轮超越工件两端的长度要合适，一般取砂轮宽度的1/31/2。,纵磨法,若超越过长，不仅浪费工时，还会使工件两端直径小于其余部分；若超越过短甚至没有超出，工件两端直径会大于其余部分,第五章 模具加工机床,B.横磨法磨削外圆时，工件不作纵向进给运动，砂轮以缓慢速度连续或断续沿工件作横向进给运动，直至达到加工要求。,第五章 模具加工机床,要求砂轮的宽度比工件的磨削宽度大；,磨削过程中，砂轮与工件接触面积大，磨削力大，磨削热集中。,磨削力大，必须使用功率大、刚性好的机床。磨削温度高，需给予充分的切削液降低磨削温度。,一次行程就可完成磨削加工的全过程，加工效率高，同时适用于成形磨削,第五章 模具加工机床,万能外圆磨床的组成,1床身；2头架；3工件台；4内磨装置；,5砂轮架；6尾座；7脚踏操纵板,无心磨削centerlessgrinding),无心磨削是工件不定中心的磨削，无心磨削可以磨削外圆柱面、内圆柱面和内处锥面，螺纹和其他形状表面,工件放在,磨削轮,与,导轮,之间，以被磨削外圆表面作为基准，支承在,托板,上。砂轮与导轮的旋转方向相同，由于磨削砂轮的旋转速度很大，但导轮（用摩擦系数较大的树脂或橡胶作结合剂制成的刚玉砂轮）则依靠摩擦力限制工件的旋转，使工件的圆周速度基本等于导轮的线速度，从而使砂轮和工件间形成很大的速度差，产生磨削作用。,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,无心磨削,第五章 模具加工机床,无心磨削调整费时，只适于成批及大量生产；因工件支承及传动特点，只能用来加工尺寸较小，形状比较简单的零件。无心磨削不能磨削不连续的外圆表面(如带键槽、小平面的表面)，也不能保证被加工表面的相互位置精度。,5.磨削,(internal cylindrical grinding),特点：,内孔纵磨,内孔横磨,磨端面,A.磨孔时，砂轮直径受工件孔径的限制，直径较小；,B.小直径砂轮的转速要求较高；,C.砂轮轴的直径比较细小，且悬臂长度较大，刚性差，磨削时易发生弯曲和振动。,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,内圆,砂轮直径,不宜太大或太小。,砂轮直径太大，则砂轮与工件接触弧随之增大，使磨削热增加，冷却和排屑困难,砂轮直径较小，难以达到理想的磨削速度，使磨削厚度增加，磨粒所受负荷增大，容易磨钝，使内孔表面粗糙度增大，生产效率降低,砂轮直径与内孔直径应保持适当的比值0.50.9之间。,被磨孔直径 砂轮直径 被磨孔直径 砂轮直径,1217,10,4555,40,1722,15,5570,50,2227,20,7080,65,2732,25,80100,75,3245,30,第五章 模具加工机床,内圆,砂轮宽度,不宜太宽或太窄。,若砂轮宽度太窄，砂轮易磨损，不利于提高生产效率和降低表面粗糙度值,若太宽，磨削力过大，易引起砂轮接长轴弯曲变形,内圆,砂轮的硬度,不可过高或过低。,内圆磨削时，砂轮与工件接触弧较长，工件散热条件差，充分发挥砂轮的自厉性，才有利于减小磨削力和磨削热。宜选用较软的砂轮。但不能太软，易磨损变钝，通常内圆砂轮应比外圆砂轮的硬度软12级。,第五章 模具加工机床,第五章 模具加工机床,内圆磨削时，砂轮与工件的接触弧较长，磨削热高，磨粒负荷大，为了提高磨粒的切削能力，同时减少磨削热，应选择较粗有粒度。,内圆磨削时不宜选择,粒度,细、组织紧密的砂轮。,6磨平面,A.周边磨削,砂轮与工件的接触面积小，磨床摩擦热小，排屑及冷却条件好，且砂轮磨损均匀，所以,加工精度较高,。但，砂轮的主轴处于水平位置，呈悬臂状态，,刚性差,，不能采用较大的磨削用量，,生产效率较低,。,砂轮的周边为磨削工作面,第五章 模具加工机床,B.端面磨削,端磨时，砂轮轴伸出较短，磨头主要承受轴向力，刚性好，可采用较大磨削用量；砂轮与工件接触面积较大，同时参加磨削的磨粒较多，生产效率高。但，磨削中发热量大，冷却差，脱落的磨粒及磨屑从磨削区排出困难，所以工件热变形大，表面易烧伤，且砂轮端面沿径向各点线速度不等，砂轮磨损不均匀，因此磨削质量比周边磨削差。,用砂轮一个端面作为磨削工作面,返回,第五章 模具加工机床,