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車削與銑削:定義、原理、類型及應(yīng)用全解析
車削是一種金屬切削加工方法,指利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的直線或曲線移動(dòng)來(lái)改變毛坯的形狀和尺寸,將其加工成符合設(shè)計(jì)要求的零件。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是工件旋轉(zhuǎn),刀具對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行切削,從而加工出所需形狀。
車削加工時(shí),工件通常安裝在車床的主軸上,由主軸帶動(dòng)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。刀具則安裝在刀架上,刀架可沿工件的軸向(縱向)和徑向(橫向)移動(dòng)。刀具與旋轉(zhuǎn)的工件接觸,通過(guò)切削作用去除工件上多余的材料,逐步形成所需的表面形狀和尺寸。
常見(jiàn)加工類型
外圓車削:用于加工工件的外圓柱表面,是車削中最常見(jiàn)的加工類型之一。例如,加工軸類零件的外圓,使其達(dá)到規(guī)定的直徑和表面粗糙度要求。
內(nèi)孔車削:又稱鏜孔,用于加工工件的內(nèi)圓柱表面。像加工套筒類零件的內(nèi)孔,保證內(nèi)孔的尺寸精度和形狀精度。
端面車削:加工工件的端面,使端面平整并達(dá)到一定的尺寸精度和表面質(zhì)量。例如,加工齒輪毛坯的端面,為后續(xù)的齒輪加工做好準(zhǔn)備。
螺紋車削:在工件表面加工出螺紋,包括外螺紋和內(nèi)螺紋。如加工螺栓上的外螺紋和螺母上的內(nèi)螺紋。
錐面車削:加工工件的錐形表面,可分為外錐面車削和內(nèi)錐面車削。例如,加工錐度配合的零件,如錐度軸和錐度孔。
適用材料
車削加工適用于各種金屬材料,如鋼、鑄鐵、銅、鋁等,也可用于一些非金屬材料,如塑料、尼龍等。
優(yōu)勢(shì)
加工精度較高:通過(guò)精確控制刀具的運(yùn)動(dòng)和切削參數(shù),能夠達(dá)到較高的尺寸精度和形狀精度。
表面質(zhì)量較好:合理選擇切削參數(shù)和刀具,可獲得較好的表面粗糙度。
生產(chǎn)效率較高:對(duì)于批量生產(chǎn)的零件,車削加工可采用自動(dòng)化設(shè)備,提高生產(chǎn)效率。
加工范圍廣:可加工各種回轉(zhuǎn)體零件,包括軸類、盤類、套類等。
示例
以加工一根階梯軸為例,首先將毛坯安裝在車床主軸上,啟動(dòng)車床使毛坯旋轉(zhuǎn)。然后,用外圓車刀對(duì)軸的外圓進(jìn)行粗車和精車,達(dá)到規(guī)定的直徑尺寸;接著,用端面車刀車削軸的端面,保證端面平整;之后,若軸上有螺紋,再用螺紋車刀車削出外螺紋;最后,若軸上有錐度部分,用錐面車刀車削出錐度表面。通過(guò)這一系列的車削加工,將毛坯加工成符合設(shè)計(jì)要求的階梯軸。
銑削是一種利用旋轉(zhuǎn)的多刃刀具(銑刀)對(duì)工件進(jìn)行切削加工的方法。銑削時(shí),銑刀做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),工件可做直線或曲線進(jìn)給運(yùn)動(dòng),通過(guò)銑刀的多個(gè)切削刃同時(shí)切削工件,去除多余材料,從而加工出各種形狀的表面。
銑削加工中,銑刀安裝在銑床的主軸上,由主軸帶動(dòng)做高速旋轉(zhuǎn)。工件安裝在銑床的工作臺(tái)上,工作臺(tái)可沿X、Y、Z三個(gè)方向移動(dòng),使工件相對(duì)于銑刀做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑刀的多個(gè)切削刃依次切入和切出工件,將工件上的材料切削下來(lái),形成所需的表面形狀。
常見(jiàn)加工類型
平面銑削:用于加工工件的平面,如零件的頂面、底面等。例如,加工機(jī)床的工作臺(tái)平面,保證其平整度。
溝槽銑削:在工件上加工出各種溝槽,包括直槽、斜槽、T形槽等。像加工鍵槽,用于安裝鍵來(lái)傳遞扭矩。
輪廓銑削:加工工件的外形輪廓,可加工出各種復(fù)雜的形狀。例如,加工模具的型腔輪廓。
齒輪銑削:用銑刀在工件上加工出齒輪的齒形。不過(guò),目前齒輪加工更多采用滾齒、插齒等專用方法,但在一些小批量生產(chǎn)或特殊情況下,銑削齒輪仍有一定的應(yīng)用。
螺旋面銑削:加工螺旋槽、螺旋齒輪等螺旋面零件。例如,加工螺旋輸送機(jī)的螺旋葉片。
適用材料
銑削加工同樣適用于各種金屬材料和非金屬材料,如鋼、鑄鐵、鋁合金、塑料、木材等。
優(yōu)勢(shì)
加工效率高:銑刀有多個(gè)切削刃,同時(shí)參與切削,切削速度快,材料去除率高。
可加工復(fù)雜形狀:通過(guò)調(diào)整工件的進(jìn)給路線和銑刀的形狀,能夠加工出各種復(fù)雜的表面形狀。
加工精度較好:現(xiàn)代銑床具有較高的精度和穩(wěn)定性,配合合適的刀具和切削參數(shù),可獲得較好的加工精度。
適應(yīng)性強(qiáng):可加工不同尺寸、形狀和材料的工件,應(yīng)用范圍廣泛。
示例
以加工一個(gè)帶有平面、溝槽和輪廓的零件為例,首先將工件安裝在銑床工作臺(tái)上,啟動(dòng)銑床使銑刀旋轉(zhuǎn)。然后,用端面銑刀對(duì)工件進(jìn)行平面銑削,加工出零件的頂面;接著,換用立銑刀進(jìn)行溝槽銑削,加工出零件上的直槽;之后,根據(jù)零件的輪廓形狀,編寫數(shù)控程序或手動(dòng)操作工作臺(tái),使工件按照規(guī)定的路徑進(jìn)給,用球頭銑刀等刀具進(jìn)行輪廓銑削,加工出零件的外形輪廓。通過(guò)這一系列的銑削加工,將毛坯加工成符合設(shè)計(jì)要求的零件。