车铣加工表面粗糙度的形成机理

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1、目录1绪论11.1车铣加工的特点及分类11.2车铣加工技术的国内外研究进展31.3本文主要研究内容42车铣的加工形式分析42.1运动分析42.2水平运动模型53车削及车铣加工表面粗糙度的影响因素分析83.1切削加工中的表面粗糙度及其控制83.1.1残留面积产生的粗糙度93.1.2切削过程中不稳定因素产生的粗糙度103.1.3影响表面粗糙度的主要因素113.2车削加工的表面粗糙度123.2.1车削的主要加工范围123.2.2影响车削加工表面粗糙度的主要因素133.3车铣轴向残留面积高度计算143.3.1无偏心正交车铣轴向残留面积高度计算143.3.2偏心正交车铣轴向残留面积高度计算173.4

2、车铣加工和车削加工的比较与改进措施204结论20致谢22参考文献23231绪论车铣技术是20世纪80年代初在发达国家发展起来的一种新型的机械加工方法，它以全新的概念开辟了机械加工领域的新纪元，并成为20世纪90年代以来西方各国竞相研究和开发的热点高新技术之一。车铣加工将车削和铣削加工有机结合在一起，利用车铣合成运动对工件进行加工，特别适合大型轧辊、发电机转子、曲轴等大型、精密复杂回转体零件的高效粗加工和精密加工，是实现所谓“全部加工”和“一次性完成的加工”的先进制造工艺。采用告诉车铣技术不但可以大幅度提高生产效率，而且加工精度和加工表面的完整性都大大优于传统的机械加工，是一种高金属去除率的

3、“整体制造”技术，被世界公认为最具技术带动性、高技术覆盖面广的关键先进制造技术，具有广阔的发展和应用前景，事机械制造流域的重要发展方向。1.1车铣加工的特点及分类传统的车削和铣削加工中，离心力对卡盘和刀具的影响河大，工艺性和经济性往往成为切削速度和加工精度提高的瓶颈而制约其进一步发展。高速车铣加工技术则是将工件的旋转运动和刀具的旋转运动相结合，同时给予刀具和工件旋转运动的先进加工方法，它充分发挥了高速铣削力小、加工过程产生的热量对工件影响小、加工表面质量好等优势，一次装夹就可以完成平面和槽、圆柱表面和孔加工等工序，形为误差较小。由于其具有加工速度快、加工表面质量高、刀具和工件残留热应力小、

4、切削短、易实现加工过程自动化等优点，起研究应用范围日益扩大，用于回转对称零件的精密加工时甚至可以代替磨削加工，因此，它是今后将车削、铣削和钻削加工综合在一起而大力发展的新技术，是对传统机械加工方法和概念的拓展和提升。如图1所示，根据刀具几何形状和切削运动的不同，车铣加工大致可分为轴向车铣(coaxialturn-milling)和正交车铣(orthogonalturn-milling)两种形式，按照铣刀与工件相对运动方向的不同又可以分为顺铣和逆铣两种情况。轴向车铣时，刀具和工件的轴线平行，铣刀作高速旋转运动，工件作低速回转。该方法适合于回转对称工件内、外表面的加工，正交车铣中刀具的轴线于工

5、件的轴线相垂直，主要用于轴对称回转体的外表面加工。在高的切削熟读条件下将车削和铣削技术相组合，是的车铣加工具有以下优点：23图1车铣加工示意图一（1）由于工件转速低，车铣加工过程切削力小，离心力对工件变形影响小，轴线方向的振动频率小，加工表面尺寸、形状精度高，尤其适合薄壁零件的加工。（2）车铣加工属多刃切削，整个加工过程中总是同时有多个切削刃于工件保持接触，切削振动小，减少了刀具的磨损，对大型回转体毛胚的粗加工十分有益，使用多刃刀具，提高了加工效率，降低了成本。（3）车铣是间断切削，切削较短，易于排屑，甚至在加工塑性材料时也是如此。同时，间断切削使刀具有一定得冷却时间，刀具切削温度相对较低

6、，切削区的热量不断由切削快速带走，使被加工工件的表面残留的热量很小，加工表面基本上午热应力产生热变形。（4）当刀具于工件的速比足够大时，可获得很高的表面质量，可与磨削相媲美；通过对切削参数进行优化，还可以对大型非对称工件和小直径零件进行加工。（5）切削速度是由工件和刀具的回转速度共同合成，从而不需要使工件高速旋转就能实现高速切削，有利于对大型回转体工件进行高速切削，以及实现难加工材料的干式切削。23（6）需车、铣、钻、镗等不同方法进行加工的工件能在1次装夹中完成加工，不需要更换机床，缩短生产周期，避免重复装夹的误差。（7）与传统车削相比，车铣极易实现高速切削，而高速切削的一切优点可在车铣中

7、得以体现。如切削力比传统切削可下降30%。机床和刀具承受的负荷小，也有利于机床精度的保持。1.2车铣加工技术的国内外研究进展车铣加工技术是由德国于20世纪80年代最早研究开发的。目前，对车铣技术的研究主要集中在道具的磨损机理、表面质量和加工表面的完整性、切削形成机理以及硬质材料切削等方面。对滚柱轴承座圈进行了高速车铣加工，研究了轴向车铣和正交车铣中切削条件、刀具和工件相对位置以及刀具几何形状等几何精度和加工表面质量的影响