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模具制造工艺复习题
2014-05-02 | 阅:  转:  |  分享 
  
1.主运动:指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运动的速度即切削速度,用v(m/s)表示。

2.进给运动:指为不断把余量投入切削的运动。进给运动的速度用进给量(f—mm/r)或进给速度(vf—mm/min)表示。

3.切削速度Vc:

式中n——主运动转速(r/s);

d——刀具或工件的最大直径(mm)。

4.进给量f:工件或刀具每转一周时(或主运动一循环时),两者沿进给方向上相对移动的距离,单位为mm/r。

5.切削深度ap:主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值。

6.对刀具切削部分材料的要求:1)高的硬度和耐磨性

2)足够的强度和韧性

3)较好的热硬性

4)良好的工艺性

5)经济性

1.高速钢:

是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。

高速钢的特点:1)强度高,抗弯强度为硬质合金的2~3倍;

2)韧性高,比硬质合金高几十倍;

3)硬度HRc63以上,且有较好的耐热性;

4)可加工性好,热处理变形较小。

应用:常用于制造各种复杂刀具(如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等)。

2.硬质合金

硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)粉末和金属粘结剂(如Co、Ni、Mo等)经高压成型后,再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。

硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高,允许的切削速度远高于高速钢,且能切削诸如淬火钢等硬材料。硬质合金的不足是与高速钢相比,其抗弯强度较低、脆性较大,抗振动和冲击性能也较差。

硬质合金因其切削性能优良而被广泛用来制作各种刀具。在我国,绝大多数车刀、面铣刀和深孔钻都采用硬质合金制造,目前,在一些较复杂的刀具上,如立铣刀、孔加工刀具等也开始应用硬质合金制造。

3.陶瓷刀具材料

陶瓷材料比硬质合金具有更高的硬度(HRA91~95)和耐热性,在1200℃的温度下仍能切削,耐磨性和化学惰性好,摩擦系数小,抗粘结和扩散磨损能力强,因而能以更高的速度切削,并可切削难加工的高硬度材料。主要缺点是性脆、抗冲击韧性差,抗弯强度低。

4.超硬刀具材料

天然金刚石是自然界最硬的材料,耐磨性极好,刃口锋利,切削刃的钝圆半径可达0.01μm,刀具寿命可达数百小时。因价格昂贵,主要用于高速、精密加工。

聚晶金刚石由金刚石微粉在高温高压下聚合而成,硬度比天然金刚石略低(HK6500~8000),价格便宜,焊接方便,可磨削性好,已成为金刚石刀具主要材料。金刚石刀具不适于加工钢及铸铁。

聚晶立方氮化硼(CBN)由单晶立方氮化硼微粉在高温高压下聚合而成。硬度为HV3000~4500,耐热性达1200℃,化学惰性很好,在1000℃的温度下不与铁、镍和钴等金属发生化学反应。主要用于加工淬硬工具钢、冷硬铸铁、耐热合金及喷焊材料等。用于高精度铣削时可以代替磨削加工。

1.基面Pr:通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。基面与刀具底面平行。

2.切削平面Ps:通过切削刃选定点与主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。

3.主剖面Po:通过切削刃选定点垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。

4.前角γo:在主剖面内测量,是前刀面与基面的夹角。通过选定点的基面位于刀头实体之外时γo定为正值;位于刀头实体之内时γo定为负值。

γo影响切削难易程度。增大前角可使刀具锋利,切削轻快。但前角过大,刀刃和刀尖强度下降,刀具导热体积减小,影响刀具寿命

5.后角αo:后角αo在主剖面内测量,是主后刀面与切削平面的夹角。

后角的作用是为了减小主后刀面与工件加工表面之间的摩擦以及主后刀面的磨损。但后角过大,刀刃强度下降,刀具导热体积减小,反而会加快主后刀面的磨损。

6.主偏角κr:在基面内测量,是主切削刃在基面上投影与假定进给方向的夹角。

κr的大小影响刀具寿命。减小主偏角,主刃参加切削的长度增加,负荷减轻,同时加强了刀尖,增大了散热面积,使刀具寿命提高。

κr的大小还影响切削分力。减小主偏角使吃刀抗力增大,当加工刚性较弱的工件时,易引起工件变形和振动。

7.副偏角κr′——κr′在基面内测量,是副切削刃在基面上的投影与假定进给反方向的夹角。

副偏角的作用是为了减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦,以防止切削时产生振动。副偏角的大小影响刀尖强度和表面粗糙度。

8.刃倾角λs——切削平面内测量,是主切削刃与基面的夹角。当刀尖是切削刃最高点时,λs定为正值;反之位负。λs影响刀尖强度和切屑流动方向。粗加工时为增强刀尖强度,λs常取负值;精加工时为防止切屑划伤已加工表面,λs常取正值或零。

1.机床的分类

按机床的加工性质和所用刀具来分类,分成为12大类:车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其它机床。

每一类机床,又可按其结构、性能和工艺特点的不同细分为若干组。

2.机床型号表示方法

(△)□(□)△△△△(·△)(□)(/△)(×△)

分类代号

类别代号

通用特性和结构特性代号

组别代号

型别代号

主参数或设计顺序号

主轴数(用“·”分开)

重大改进序号

同一型号机床的变型代号(用“/”分开)

最大跨距、最大工件长度、工作台长度等第二参数(用“×”分开)

CA6140

机床类别代号(车床类)

机床特性代号(结构特性)

机床组别代号(落地及卧式车床组)

机床系别代号(卧式车床系)

机床主参数代号(最大车削直径400mm)



3.机床的组成

1)动力源:为机床提供动力(功率)和运动的驱动部分

2)传动系统:包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统,如变速箱、进给箱等部件

3)支撑件:用于安装和支承其它固定的或运动的部件,承受其重力和切削力,如床身、底座、立柱等

4)工作部件:包括

①与主运动和进给运动的有关执行部件,如主轴及主轴箱、工作台及其溜板、滑枕等安装工件或刀具的部件;

②与工件和刀具有关的部件或装置,如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等;

③与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。

5)控制系统:控制系统用于控制各工作部件的正常工作,主要是电气控制系统,有些机床局部采用液压或气动控制系统。数控机床则是数控系统。

6)冷却系统

7)润滑系统

8)其他装置:如排屑装置,自动测量装置



1、机械Machinery

2、零件Parts

3、机器Machine

4、强度(Intensity)

5、刚度(Stiffness)





残余应力产生原因

◆热塑变形效应:表层张应力,里层压应力

◆里层金属弹性恢复:若里层金属产生压缩变形,则弹性恢复后表层得到压应力,里层为张应力

◆表层金属相变:影响复杂,若切削区温度超过相变温度,则珠光体受热转变成奥氏体,冷却后又转变成马氏体,体积膨胀,表层产生压应力

◆实际应力状态是上述各因素影响的综合结果

2.刀具磨损原因:

◆磨粒磨损

——

——低速情况下刀具磨损的主要原因

◆粘结磨损(冷焊)

——刀具材料与工件材料亲和力大

——刀具材料与工件材料硬度比小

——中等偏低切速

◆扩散磨损

——高温下发生

◆氧化磨损

——高温情况下,在切削刃工作边界发生

电火花加工的特点:是不接触加工;

加工过程中没有宏观切削力;

可以“以柔克刚”。

2.特种加工的出现,改变了这种一成不变的程序格式。由于它基本上不受工件硬度的影响,而且为了免除加工后再引起淬火热处理变形,一般都先淬火而后加工。为了减少加工误差,应该采用较小的加工规准,缩小放电间隙,这样不但能提高仿形精度,而且放电间隙愈小,可能产生的

4.在短脉冲精加工时采用正极性加工(即工件接电源正极),而在长脉冲粗加工时则采用负极性加工。3个刀面(前刀面、主后刀面和副后刀面),2个刀刃(主切削刃和副切削刃)和1个刀尖组成。















































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(本文系穆晓晓首藏)