1.1一般机械加工

第一章 零件机械加工方法综述

1.1.3 刨削加工
1．定义
刨床是指用刨刀加工工件表面的机床。机床在水平方向的运动是主运动。
2．刨削的工艺特点 1）主要用于各种平面（窄小面、垂直面、斜面等）、纵向成形平面以及 沟槽（燕尾槽、T形槽等）等表面的加工。 2）由于刨刀属于单刃切削刀具，需要经过多次行程才能完成加工。
图1.13
撑板
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斜面刨削时，可在工件底部垫入斜垫块使之倾斜。斜垫块是 预先制成的一批不同角度的垫块，使用时还可用两块以上不同角 度的斜块组成斜垫块组。 另外，刨削斜面还可以倾斜刀架，使滑枕移动方向与被加工 斜面方向一致。刨削时采用手动进给将斜面刨出。
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用于模具加工的精密机床有坐标镗床、坐标磨床等。 这些设备多用于加工固定板的凸模固定孔、模座上的导柱 和导套孔、某些凸模和凹模的刃口轮廓等。 加工模具零件常用的数控机床有：三坐标数控铣床、 加工中心、数控磨床等。由于数控加工对工人的操作技能 要求低、成品率高、加工精度高、生产率高、节省工装、 工程管理容易、对设计更改的适应性强、可以实现多机床 管理等一系列优点，对实现机械加工自动化，使模具生产 更加合理机械加工的传统方式具有十分重要的意义。这也 是今后模具发展的方向。
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机械加工方法广泛用于制造模具零件。根据模具 设计图样中的模具构成、零件的结构要素和技术要求， 制造完成一副完整模具的工艺过程一般可分为：毛坯 外形的加工；工作型面的加工；模具零部件的再加工； 模具装配。
第一章 零件机械加工方法综述 模具零件的机械加工方法有以下几种情况： 普通精度零件用通用机床加工，例如，车削、铣 削、刨削、钻削、磨削等。这些加工方法对工人的技 术水平要求较高，具有生产率低，模具制造周期长， 成本高等特点。加工完成后要进行必要的钳工修配再 装配。 精度要求较高的模具零件用精密机床加工；形状 复杂的空间曲面，采用数控机床加工；对特种零件可 考虑其他加工方法，如挤压成型、超塑成型加工、快 速成型等。
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图7 在花盘上安装零件
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车削时，把工件初步装夹在车床的花盘上，将辅助顶 尖一端顶在样冲眼上或中心孔上，另一端顶在车床尾座顶 尖上。用手转动主轴，以千分表校正辅助顶尖外圆，调整 工件的位置，如图1.5 所示。当辅助顶尖的外圆校正后， 便可以对型腔进行车削。用同样的方法，可以校正其他型 腔中心，并进行车削加工。辅助顶尖的结构如图1.6所示 ，要求φ16 mm与φ10 mm的外圆保持同轴。
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车 削 加 工
一、概述

车削是指在车床上用车刀进行切削加工。 车削的主运动是工件的旋转，进给运动是由 刀具的直线移动完成的。
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1.车削加工的特点


易确保轴类、盘类、套类等零件各表面的位置精 度； 适用于有色金属零件的精加工； 切削过程比较平稳，车削工作一般是连续进行的 ，当刀具的几何形状和背吃刀量及进给量确定时 ，车削层的截面积是不变的； 刀具简单。
图1.5 用辅助顶尖找正中心 图1.6 1—坯料；2—辅助顶尖；3—车床尾座
辅助顶尖结构图
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用顶尖安装工件
对同轴度要求比较高且需要调头加工的轴类工件，常 用双顶尖装夹工件，如图2所示，其前顶尖为普通顶尖 ，装在主轴孔内，并随主轴一起转动，后顶尖为活顶 尖装在尾架套筒内。工件利用中心孔被顶在前后顶尖 之间，并通过拨盘和卡箍随主轴一起转动。
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1. 平面的刨削
对于较小的工件，常用平口钳装夹，对于大而薄的工件， 一般是直接安装在刨床工作台上，用压板压紧。
对于较薄的工件，在刨削时还常采用撑板压紧，如图1.12所 示。其优点是便于进刀和出刀，可避免工件变形，夹紧可靠。撑 板如图1.13所示。
图1.12 用撑板装夹 1—虎钳；2—撑板；3—垫板；4—工件
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采用此种方法车削，由于手动进给的不均匀， 工件表面的走刀痕迹往往很明显，为降低表面粗糙 度，应用细板锉仔细修整后再用砂布加机械油磨光 。最后切断，调头车削R10的曲面并修光。
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球面加工
如图1.2所示的浮动模柄接头，就是带球面的零件 。
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2.车削加工的主要范围

内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、 端面、沟槽、回转型成形面以及滚花、 盘绕弹簧等，此外，还可以进行钻孔、 铰孔和镗孔等操作。
3.车削加工的精度

一般为IT11—IT7，甚至可达IT6； 表面粗糙度Ra可达12.5—0.8μm。
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如图1.3(a)所示，调节连杆2的长短，可以车出半径 不同的球面。调整基准板的位置，可以车出内凹球 面，如图1.3(b)所示。
图1.3 车球面工具 1—基准板； 2—连杆； 3—调节板
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2. 多型腔零件的车削
其型腔的结构形状适 合于用车削加工。因此， 可用四爪卡盘或花盘装夹 零件。用辅助顶尖找正型 腔中心，逐个车出。 三 型 腔 塑 料 模 的 动 模
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外圆车削
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车沟槽
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车断
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其他车削加工 车床还可以完成车内孔、车成形面、车凸轮、滚 花、盘弹簧、滚压等工序。
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1. 特形曲面的车削 在机械制造中，由于设计和使用等的需要，会 出现各种复杂的特殊的型面。如：凸轮、手柄、自 动机床上的靠模及球面等。当其为单件生产或小批 生产时，通常用普通车床来完成这些特殊型面的加 工。 车削精度要求不高的特形曲面，常用纵向、横 向同时进给法来完成车削加工，即在车削时双手同 时摇动大拖板手柄和中拖板手柄，通过双手协调动 作，车出所要求的特形曲面形状。

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1.1.2 铣削加工
铣削可加工平面、台阶面、沟槽、成 形面等，多刃切削效率高。 铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移 动为进给运动。 铣削加工精度较高，可达IT8左右，表 面粗糙度Ra值为1.6～0.8 µm，因此，铣 削是切削加工中的重要的加工方法之一， 在机械加工中得到广泛的应用。

如果为空间曲面则需要控制X、Y、Z三个坐 标方向的移动。
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图1.10 不规则型腔的立铣削
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4. 坐标孔的铣削
对于单件孔系工件，如图1.11所示的凸 凹模，由于孔系孔距精度较高，可在立铣上 利用其工作台的纵向与横向移动，加工工件 上的坐标孔。但对普通立铣床因工作台移动 的丝杆与螺母之间存在间隙，故孔距的加工 精度不是很高。 当孔距精度要求高时，可用坐标铣床加 工。坐标铣床是以孔加工和立铣加工为主要 加工对象。坐标机床上装有光电式或数字式 读数装置，其加工精度比立式铣床高。

图2 用顶尖安装工件
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3. 对拼装式型腔的车削
在模具设计中，常常把型腔设计 成对拼式的，即型腔的形状由两 个半片或多个镶件组成。如在注 射模、吹塑模、压铸模、玻璃模 和胀形模等模具中都常有拼装式 型腔零件。 车削加工拼装式型腔零件时，如 图1.8所示。为保证型腔尺寸的 准确性，应预先将各对拼件的对 拼面磨平，相互间用工艺销钉固 定组成为一个整体后再进行车削 加工。

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3. 复杂型腔或型面的铣削 在模具设计与制造中，有大量的不规则型腔或型面。 对于凸凹模的不规则型腔或型面的铣削，可采用坐标法进 行。其方法是： 首先选定基准，根据被铣削的型腔或型面的特征选定坐标 的基准点。基准点(即坐标原点)的选定应根据型面或型腔 的主要设计基准来确定。 其次建立坐标系，以坐标基准点为原点，根据工作台的运 动方向建立坐标系或极坐标。 第三，计算型腔或型面的横向和纵向坐标尺寸。 最后用铣刀逐点铣削。
2. 曲面的刨削 刨削曲面时，刀具没有一定的位置，它随曲面的形状作相应 的变化，用合成动作加工出各类曲面。曲面刨削有以下几种方法： (1) 按划线刨削法 这种方法最常用，特别适合单件生产， 其加工简单，但要求具有一定的操作技术。用该法加工曲面表面 粗糙，刨后应修光表面。 (2) 成形刀具刨削法 用与曲面弧形相同的成形刨刀刨削曲面。 加工后其表面粗糙度Ra可达6.3～3.2 μm，用于一定批量的生产。 缺点是只能刨削小面积曲面。当曲面的面积较大时要分段刨削， 生产效率低，且精度不高。 (3) 机械装置刨削法 这种方法能得到较好的精度，加工质 量稳定，适用于大批量生产。
图1 用圆棒夹持工件
图2 用平行垫铁装夹工件
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在立式铣床上铣削斜面，通常有三种方法：按划线 转动工件铣斜面，用夹具转动工件铣斜面，转动立铣头 铣斜面。
图1
按划线铣斜面
图2 转动钳口铣斜面
图3
转动铣刀铣斜面
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2. 圆弧面的铣削
在立式铣床上加工圆弧面，通 常是利用圆形工作台，它是立铣加 工中的常用附件，其结构组成如图 1.9所示。 利用它进行各种圆弧面的加工 。首先将圆形工作台安装在立式铣 床工作台上，再将工件安装在圆形 工作台上。安装工件时应注意使被 加工圆弧的中心与圆形工作台的回 转中心重合，并根据工件形状来确 图1.9 圆形工作台 定铣床主轴中心是否需要与圆形工 1—底座；2—圆台；3、5、7—手柄； 4—接头；6—扳动杆 作台中心重合。
3）表面的加工精度可达到IT10级，表面粗糙度为Ra1．6μm。
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3．刨床的应用范围 应用范围主要包括：单件小批量的生产；维修车间。特别是应用于宽刃刀 具加工窄长平面和沟槽的时候，加工效率明显提高。 4．刨削加工的特点 1）刨床的结构简单，便于调整，刨刀制造和刃磨较容易。 2）刨削加工生产率较低。 3）生产成本较低。 4）加工制件的精度不高，加工质量中等。 5．仿形刨削 仿形刨削，是指在专门的仿形刨床上对模具的凸模进行的精加工.
二、车床的分类及结构 按用途和结构的不同，主要分为：


（1）卧式车床
（2）立式车床


（3）转塔车床
（4）自动车床和半自动车床
（5） 仿形车床
（6）数控车床
CA6140卧式车床的结构
溜板箱里有齿轮，由丝杠和光杠带动大拖板做纵向移动， 带动中拖板做横向移动，小拖板可以调角度车锥形。
第一章 零件机械加工方法综述 5、常用附件
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模具零件的立铣加工主要有以下几种： 1. 平面或斜面的铣削 在立式铣床上用端铣刀铣削平面，一般用平口钳、 压板等装夹工件，其特点是切屑厚度变化小、同时进行 切削的刀齿较多，切削过程比较平稳，铣刀端面的副切 削刃有刮削作用，工件的表面粗糙度较低。 因此，对于宽度较大的平面，都采用高速端面铣削 。这样既能保证铣削精度，生产效率又高。
球面的加工方法有很多种： 双手同时摇动中拖板手柄和小拖板手 柄协调车削； 用成形车刀车削； 还可以在卧式车床上设置一个球面车 削工具来车削球面。
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具体做法如下：
在机床导轨上固定一基准板1，在中拖板上紧固 一调节板3，基准板与调节板连杆2通过轴销铰链联 接。当中拖板横向自动进给时。由于连杆2的作用， 使大拖板作相应的纵向移动，而连杆绕基准板上的 轴销回转使刀尖也作出圆弧轨迹。

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例如，车削如图1.1所示的手柄，工件装夹 在三爪卡盘上。
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车削时，根据大拖板自动纵向进给的速 度和工件曲面圆弧的大小，掌握中拖板进退 配合的快慢，并根据工件曲面圆弧的变化， 随时调整。 车削顺序，先车削距离卡盘最远的曲面 R20，再车削R80的曲面，以此往左。车削 时，大拖板应该由工件曲面的高处向低处作 纵向进给，中拖板则由外向里以手动配合进 给，这样可以避免因中拖板进给(退刀)不及 时而将工件车坏。