机械英语机A2.docx

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机械英语机A2

12章

DrillingandDrills钻削和钻头

Drilling钻削就是通过迫使绕自身轴线旋转的切削刀具进入工件而在其上生成通孔或盲孔。

Consequently因此，从旋转轴线开始的切削范围等于所需孔的半径。

实际上，使用的是两条围绕相同轴线旋转的对称切削刃。

Drillingoperations钻削作业既能采用手钻也能采用钻床来实现。

钻床在尺寸和结构上虽有差别，然而始终都是切削刀具围绕自身轴线旋转、工件稳固定位的形式。

这正好与在车床上钻孔相反。

In在钻削作业中，要用到被称为钻头的圆柱形回转端切削刀具。

钻头可以有一条或多条直的或是螺旋状的切削刃以及相应的出屑槽。

Thefunction出屑槽的功能是给钻削作业中产生的切屑提供排出通道，并允许润滑剂和冷却液到达切削刃和正在被加工的表面。

下面是常用钻头的概述。

Twistdrill.麻花钻：

麻花钻是最常用的钻头类型。

它有两条切削刃和两条沿钻头体全长连续的螺旋状出屑槽，如图12.1所示。

麻花钻还包括钻颈和钻柄，钻柄可以是直的也可以是锥形的。

Inthelatter锥形钻柄通过楔入动作安装在主轴的锥形轴孔中，钻柄上还有柄舌插入主轴轴孔中的插槽，从而作为传递转动的可靠方法。

Ontheother另一方面，直柄钻头用钻头卡盘夹住，接下来钻头卡盘则象锥形钻柄钻头一样安装在主轴轴孔内。

Ascanb如图12.1所示，两条切削刃就是钻唇，通过凿子状边缘的楔形体连在一起。

麻花钻还有两条导向边，用于作业中钻头的正确导向和定位。

Thetool两条钻唇形成钻顶角，并根据被钻削材料的性能来选取其大小。

商品化钻头的钻顶角一般为118°，这适用于钻削低碳钢和铸铁。

Forharder对于更硬更韧的金属，诸如淬火钢、黄铜和青铜，更大的钻顶角（130°或140°）才能有更好的效果。

麻花钻常用的出屑槽螺旋角范围为24°到30°。

钻削紫铜或软塑料时，推荐采用更大的螺旋角（35°到45°）。

Twistdrills虽然也有硬质合金刀尖的钻头，麻花钻一般用高速钢制成。

工业实际中使用的麻花钻尺寸范围为0.01到3.25英寸（即0.25到80毫米）。

Coredrills空心钻：

空心钻包括斜面、钻头体、钻颈和钻柄，如图12.2所示。

这类钻头可以有三条或四条出屑槽及相同数量的保证良好导向的导向边，这样使得加工有高精度。

Itcan在图12.2中同样能看到，空心钻具有平坦的端部。

斜面可以有三或四条切削刃或钻唇，并且钻唇角可以在90°到120°之间变化。

Coredrills空心钻用于扩大已有的孔而不是打孔。

这类钻头具有较大生产率、高加工精度和优良钻削表面质量的特性。

Gundrills.深孔钻：

深孔钻用于钻深孔。

所有深孔钻都是直出屑槽的，并且均为单切削刃。

钻头体中有个孔作为导管在相当大的压力下将冷却液传送到钻头顶端。

Therearetwo深孔钻有两种类型，即用于钻盲孔的中心切削深孔钻和套孔钻。

后者在其中心有一圆柱形沟槽，这样能生成整体芯在钻孔作业过程中引导钻头。

Spadedrills.扁平钻：

扁平钻用于钻削3.5英寸（90毫米）或更大的大孔。

其设计使得钻头成本明显节省、重量切实减轻，重量轻又使操作更方便。

此外这种钻头容易磨利。

TMillingandMillingCutter铣削和铣刀

Millingis铣削是采用被称为铣刀的多刃旋转刀具完成的机加工作业。

Inthisprocess在此工艺中，金属去除是通过铣刀的旋转运动和工件的直线运动的组合实现的。

铣削作业既可用于生成平面、轮廓面和螺旋面，也可用于切削螺纹和齿轮。

Eachof在铣刀切削工件金属时，铣刀的每条切削刃都象一单独的单刃刀具一样作用。

所以每条切削刃都适当的前后角。

Sinceonly由于同一时间只有部分切削刃切削工件，因此可以在对刀具寿命没有不利影响的情况下承担重型切削。

事实上，铣削允许的切削速度和进给比车削或钻削高三到四倍。

Moreover,thequality此外，由铣削加工的表面质量通常优于车削、刨削或钻削加工的表面质量。

Awide工业上可采用的铣刀类型众多。

连同铣床是极通用机床的事实，使得铣床成为机加工车间的支柱。

Asfarasthedirection至于涉及到铣刀转动的方向和工件的进给，铣削可以通过下列两种方法之一进行。

Upmilling逆铣（传统铣削）：

在逆铣中，工件逆着铣刀转动的方向进给，如图12.3a所示。

就像在此图中能看到的那样，切削深度（及作为结果的载荷）随着切削刃持续进入切削而逐渐增加。

Therefore所以，这种工艺没有冲击载荷，从而保证了机床的较平稳运行和较长寿命。

通过逆铣所得机加工表面质量不是很高。

然而逆铣仍经常被用在工业上，尤其是粗切削时。

Downmilling顺铣（同向铣削）：

如同在图12.3b中看到的那样，在顺铣时刀具与工件之间接触点上铣刀旋转与进给方向一致。

还可以看到当刀具进入工件切削时直接达到最大切削深度。

Thisresults这会导致一种冲击，或突然加载。

因此，这种方法只有当铣床在进给螺栓上配备间隙消除器时才采用。

这种方法的优点包括机加工表面质量较高和工件由于切削力向下作用而较容易夹紧。

Thereisawide铣刀的形状类型很多。

其中每种都是为有效进行特定的铣削作业而设计的。

Generally通常，铣刀可以被描述为具有旋转实体形状并将切削齿安装在周边或一到两个端面上的多刃切削刀具。

下面是常用铣刀类型的快速综览。

Plainmilling平面铣刀：

平面铣刀是一种盘状切削刀具，它可以具有直齿或螺旋齿，如图12.4a所示。

这类铣刀总是安装在卧式铣床上，用于机加工平面。

Facemilling端面铣刀：

端面铣刀也可用于机加工平面。

它用螺栓固定在短刀杆的端部，而短刀杆则依次安装于立式铣床上。

图12.4b显示了这类铣刀。

Plain平面金属开槽锯刃铣刀：

图12.4c显示了一种平面金属开槽锯刃铣刀。

可以看到它其实是一种很薄的平面铣刀。

Sidemilling侧铣刀：

侧铣刀用于切削狭槽、凹槽和花键槽。

正如图12.4d所示，它与平面铣刀十分相似，差别在于此类铣刀齿在侧面。

象平面铣刀的情况一样，切削齿既可以是直的也可以是螺旋的。

Anglemilling倾斜铣刀：

倾斜铣刀用于切削燕尾槽、棘轮之类的。

图12.4e显示了这类铣刀。

T-slotcutter.T型槽铣刀：

如图12.4f所示，T型槽铣刀包括了一个平面铣刀和一根垂直于它的整体轴。

正像其名字所表明的，这类铣刀用于铣削T型槽。

Endmillcutter.端面铣刀：

端面铣刀在切削狭槽、凹槽、长凹槽、花键槽、凹状工件之类时均能发现其普遍应用。

图12.4g为端面铣刀。

它总是安装在立式铣床上，并具有两到四条既可是直的也可是螺旋的长凹槽。

Formmillingcutter成形铣刀：

成形铣刀的齿具有特定的形状，这个形状与铣削时要切削的那部分金属的形状一致。

这类铣刀的例子包括齿轮铣刀、齿轮滚刀、凸形和凹形铣刀等等。

成形铣刀安装在卧式铣床上。

MaterialsofMillingCutters

Thecommonly普通使用的铣刀用高速钢制造，这对一般大多数工作已足够。

Millingcutters对大规模生产而言，因为其需要重型切削和/或高切削速度，铣刀顶端常装有烧结碳化物或有色金属碳合金作为切削齿。

14章

Dimensioning标注尺寸

Thedesign机械设计除了计算载荷和应力、选择合适的材料外，还包括许多其它因素。

Beforeconstruction在建造或制造开始前，完成装配图和零件图以把必要信息传达给车间工人是必须的。

在送往车间前设计者常常被召集来检查图纸。

而在精通生产图纸的所有情况之前，需要有许多经验并熟悉制造工艺。

Drawingsshould图纸必须仔细检查其尺寸是否按生产部门最方便易懂的方式标注。

很明显图纸应该只有唯一的解释。

Inparticular尤其是不能要求车间工人在生产机械安排前进行三角或其它复杂的计算。

尺寸标注是一项复杂的工作，要掌握它需要有丰富的经验。

Tolerances由于要把零件加工到正好为给定尺寸是不可能的，因此图纸的尺寸必须加上公差以限制其可允许的变化。

Althoughsmall虽然较小公差能得到较高加工质量和较好操作机构，但随着公差的减小制造成本会迅速增加，如图14.1的典型曲线所示。

因此公差被定为从操作或功能考虑允许的最大值是重要的。

Tolerancesmay公差既可以是单向的也可以是双向的。

单向标注有一公差为零，所有变化都由另一公差给定。

而双向标注则采用一平均尺寸，它将公差带中点从该尺寸双向扩展为相等的正负变化范围。

Thedevelopment大规模低成本制造生产工艺的发展很大程度取决于组成零件的互换性。

因此设计者必须确定单个零件的合适公差以及配合零件装配允许的正确间隙或过盈量。

Themanner在图纸上标注公差的方法相当程度上依赖于产品的性质或制造工艺的类型。

如果尺寸公差没有特别注明，图纸应该包含一个给出这些尺寸公差值的普遍适用注释。

However然而有些公司不采用普遍适用注释，假定每个尺寸是单独被考虑的，可能会规定出比注释中要求的更宽的公差。

在任何情况下图纸不模棱两可并只服从于单一的解释是十分重要的。

TDimensionandTolerance尺寸和公差

Indimensioning在图纸标注尺寸时，除非设计者有意标明，注在尺寸线上的数字代表的尺寸仅仅是近似的，并不代表任何精度等级。

Tospecify为了详细标明精度等级，有必要在尺寸上增加公差数字。

公差是零件允许的变动量或给定尺寸允许的总变动。

Ashaft一根轴可能的名义尺寸为2.5in.（63.5mm），但由于实际原因不用大成本是不能在制造中保持这个数字的，因此要增加确定的公差。

如果允许有±0.003in.（±0.08mm）的变化，则此尺寸可表达为2.500±0.003（63.5±0.08mm）。

Dimensionsgiven具有紧密公差的尺寸表示该零件必须恰当地与某些其它零件配合。

所采用的制造工艺和使利润最大化的最小生产及装配成本都要求给定公差以保持所需允差。

Generallyspeaking一般而言，零件的成本随着公差的减小而上升。

如果一个零件有若干或较多表面要机加工，且几乎不允许偏离名义尺寸，则成本会超过正常合理的界限。

Allowance允差，有时会跟公差混淆，但其具有完全不同的含义。

它是配合零件之间最小的预期间隙空间，代表着允许的最紧配合条件。

Ifashaft如果一根尺寸为1.498-0.003的轴与尺寸为1.500+0.003的孔配合，孔的最小尺寸为1.500而轴的最大尺寸为1.498。

这样允差就是0.002，而由最小轴尺寸和最大孔尺寸形成的最大间隙为0.008。

Tolerancesmay公差可以是单向的也可以是双向的。

单向公差意味着任何变动都是只从名义或基本尺寸出发向一个方向变动的。

引用前例，孔的尺寸标注为1.500+0.003，它表示了一个单向公差。

Ifthedimensions如果尺寸标为1.500±0.003，就是双向公差；即它可以在名义尺寸之上或之下变化。

单向体系允许在依然保留相同允差或配合类型的情况下改变公差。

Withthebilateral而双向体系在不同时改变一个或两个配合零件名义尺寸的情况下，这是不可能做到的。

大规模生产中配合零件必须能互换，单向公差是经常遇到的。

为了使配合零件之间具有过盈或强制配合，公差必须产生零或负允差。

TTolerances,LimitsandFits公差、极限和配合

Thedrawing图纸必须按方便制造零件的方式将设计者的要求真实和完整地表达出来。

Everydimension对每一描述产品所需的尺寸都只须标注一次而不必在不同的视图中重复。

有关同一特性的尺寸，诸如孔的位置和大小，如果可能应出现在同一视图上

Thereshould除绝对需要的尺寸外，不应该有更多的尺寸；而在任意方向上，只能在一个尺寸上标注特性要求。

Itmaybe偶尔也可能为了检查而必须给出供参考的辅助尺寸。

在这种情况下，尺寸应该用括号括起来，以便参考。

这样的尺寸不受通用公差控制。

Dimensions影响零件功能的尺寸总是应该标注的而不要留作其它尺寸的和或差。

Ifthisisnot如果不是这样，那尺寸允许的总的变化将形成其它尺寸及它们的公差的和或差，这会导致这些公差不得不定得过紧。

总尺寸一般应该标注。

Alldimensions除非另行说明，所有尺寸都必须受图上的通用公差控制。

一般这样的公差受到尺寸量值的控制。

在影响功能或互换性的尺寸上必须标注专门的公差。

Asystem为了允许在制造过程中必然会发生的精度变化，并提供零件的互换性和正确功能，一个公差系统是必需的。

Atolerance公差是为了允许工艺上不可避免缺陷而存在的尺寸上的不同。

公差范围取决于制造机构的精度、机加工过程和尺寸的量值。

Thegreater公差范围越大，则制造过程的成本就越低。

双向公差是在公称尺寸两侧都有公差带的公差。

单向公差是仅在公称尺寸一侧有公差带的公差，在这种情况下公称尺寸成了两个极限中的一个。

Limits

极限是公差带的极限尺寸。

例如公称尺寸30毫米公差极限

Fitsdepend配合取决于两配合零件公差带之间的关系，并且可以概括地分为具有正允差的间隙配合，允差可以是正或负的过渡配合和总是负允差的过盈配合。

TTypeofLimitsandFits极限和配合的类型

TheISO在一些最主要采用公制的国家中广泛使用的ISO的极限和配合系统，比ANSI的极限和配合系统要复杂得多。

Inthissystem在这个系统中，每个零件都有基本尺寸。

零件尺寸的每一极限，不管大小，都通过对基本尺寸的偏差来定义；其量值和符号由正被讨论的极限减去基本尺寸得到。

零件尺寸的两个极限之差称为公差，这是一个没有符号的绝对量值。

Thereare存在三种配合：

1）间隙配合，2）过渡配合（装配后可以有间隙或过盈），和3）过盈配合。

Eithera基轴制或基孔制均可采用。

对任何给定的基本尺寸，公差范围和偏差可以相对于被称为零线的零偏差线来确定。

Thetolerance公差是基本尺寸的函数并通过一个被称为等级的数字符号标明—即公差等级。

Theposition公差相对于零线的位置同样为基本尺寸的函数通过一个或两个字母符号表达，大写字母表示孔而小写字母表示轴。

这样基本尺寸为45毫米的一个孔和轴配合规格可能是45H8/g7。

TwentyISO规定了二十种标准的公差等级，称之为IT01，IT0，IT1~18，给在直至500毫米强行分段（例如0~3，3~6，6~10,......,400~500毫米）中的公称直径提供具体数值。

Thevalu对5～16级而言，公差单位i的值可用下式计算这里i的单位是微米，而D的单位是毫米。

Standardshaft标准的轴和孔偏差同样都由若干公式提供；然而对实际应用，公差和偏差都在三张相当复杂的表格中规定了。

Additionaltables对基本尺寸大于500毫米和在“一般用途”和“精密机械和钟表”两个类别中的“常用的轴和孔”而言，由附加的表格给出数值。

第二章

NumericalControl（NC）

（1）数控是程序控制的自动化，在数字控制系统中，设备通过数字，字母和符号来编码，以一种合适的格式为每一个特定的零件或工件定义一个程序指令集。

当工件变化时，程序也变化，改变程序的能力也就是适合中小批量生产。

写一个新程序比改变大量生产设备要容易的多。

BasicComponents基本结构：

数控系统由下面三部分组成：

1.控制程序；2.机器控制单元；3.加工设备。

Thegeneral三部分的基本关系，由图2.1所示。

程序输入到控制单元由送入的程序来引导加工设备控制。

Theprogram指导程序是一步步详细的指导加工设备的指令。

通常指令把主轴上刀具相对于安装工具的工作台定位。

更多先进的说明包括主轴的转速，加工工具的选择及其功能。

程序刻在合适的介质中，提交到机器控制单元中，在过去几十年中，最常用的介质是一英寸宽的打孔纸带。

由于打孔纸带的广泛使用，NC有时也叫纸带控制，然而这是现代数控使用的误称。

现在进入使用更多的是磁带和软盘。

Themachine机器控制单元（MUC）由电子和控制硬件组成，机器控制单元可以读出和执行指令程序，可以自动改变加工工具和其他加工设备。

Theprocessing执行单元是数控系统的第三基础部分，执行原件是有效执行工作的原件，最常见的数控例子其中的一个加工操作，加工设备由工作台和主轴组成，就像用电动机来驱动一样。

加工设备由控制单元来驱动控制系统的类型。

TypesofControlSystems控制系统的类型Therearetwo数控有2种基本类型，点对点式和轮廓式控制，点对点式控制也称定位控制，每个轴都是通过丝杠单独驱动，根据加工类型不同，加工速度也不一样。

Themachine机器开始以最大速度运行来减少非加工时间，但当他达到数据定义的位置时，机器开始减速。

Thusinan因此在一个操作中，如钻或冲孔操作先定位再加工。

Afterthehole在钻或冲孔之后，迅速收起工具移动到另一个位置重复此操作。

Thepath从一个位置移到另一个位置是非常重要的，要遵循一个原则，从效率上考虑只要时间最短即可。

Point-to–point点对点系统主要用于钻，冲孔，直铣操作中。

Inthecontouring轮廓式也就是连续路径式系统，定位和切削同时按不同速度来控制，由于刀具在指定路线运动同时切削，因此速度和运动的同步控制是非常重要的。

Thecontouringsystem轮廓式系统常用于车床铣床磨床焊接设备和加工中心。

Movementalongthepath沿着路径的运动或以增量差补是几个基本方式的一个，在所有的差补中，要控制刀具的回转中心定位，补偿可以以不同直径及刀具磨损，在数控程序中进行改写。

Thereareanumber有一些已形成差补方案来处理数控系统中连续路径和加工系统产生的问题包括：

1.线性差补；2.圆弧差补；3.螺旋线差补；4.抛物线差补；5.立体差补Eachofthese每一种差补程序都允许程序源产生加工指令，适用于相对少的输入参数的直线或曲线路径。

储存在数控单元中的模块预算指引工具沿计算出的路径运动。

Linear线性差补是最基本的差补方法，用于连续路径的数控系统中。

Two-axis两轴和三轴线性差补路线在实际中有时会分辨出的，但在概念上他们是一样的，程序源要明确指定直线的起点和缺点及沿直线的进给率。

差补需计算两轴或三轴的进给速率以达到设定的进给速度。

Linearinterpolation线性差补用来差补圆是不合适的因为程序源需要明确指定线段部分（线段数量）和各自的终点来大约模拟圆弧。

Circularinterpolation圆弧差补法已形成他允许程序编程的路径，使用圆弧只要给定以下参数，圆弧终点坐标，圆心坐标，半径和刀具沿圆弧路径的走刀方向。

Thetoolpath圆弧差补也是由许多小的直线段来实现的，但这些小线段的参数由差补模块来计算出来的，而不是程序员设定的。

切削是沿着每一小线段一个一个的进行以产生光滑曲线路径。

圆弧差补的局限性是圆弧路径所在平面是由数控系统中两轴所决定的平面。

Helicalinterpolation螺旋线差补结合了环形差补两轴在第三轴上做线性运动这样来定义空间三维螺旋路径。

Parabolic抛物线差补和立方差补法通过高次高程来实现自由曲线。

这通常需要有强的计算能力，正因如此，他不如直线差补和环形差补常见。

他们主要用于汽车工业中具有自由风格的车身面，而这是线性差补和圆弧差补不能精确容易得到的。

Themostcommon数控技术运用于数控机床，这是数控的主要应用。

现在主要用于商业。

我们仍讨论数控系统特别是金属数控车床。

MachineToolTechnologyforNC数控车床技术Eachofthe五种加工程序的每种加工过程都可以在设计的专门车床上来实现加工。

Turningisperformed在车床上车削，在钻床上钻，在铣床上加工。

有几种类型的磨削方法也要有相应种类的磨床。

被设计的数控磨床可以进行下列加工Thelistincludes包括：

1.钻加工；2.铣床,立式和卧式主轴；3.车床,卧式主轴和立式主轴；4.卧式和立式镗床；5.仿形铣床；6.平面磨和圆柱磨Inaddition除了上述几种机械加工方法，数控机床可用于其他金属加工过程.Thesemachines包括：

用于薄片板的金属板上冲孔的冲压机，用于薄片金属弯曲的折弯机。

Theintroduction数控技术的介入到机加工对机床的设计和运用有着显著的影响。

数控影响之一在程序控制下切削金属的时间与传统手动机床大得多Thiscauses所以对于一些零件如主轴驱动主轴丝杠磨损更快，这些零件要设计成持续时间长的。

Second.第二，增加电子控制单元后设备成本也随之增加，因此需要更高的利用率。

Insteadof取代传统手工操作的一班制，数控机床通常采用两班或三班制来获得更多的回报。

Also数控机床的设计中减少了非操作过程的时间如装卸工件和换刀时间。

Third第三，增加的劳动成本由人工成本变为设备成本。

考虑到人工操作的角色，角色由技术熟练的工人控制，工件生产的每一个过程变为只控制装卸换刀和清除碎屑和类似的操作，Inthisway这样一个工人可以同时操作两台或三台车床，机床的角色和功能也改变了。

数控需要设计成高度自动化具有需要在不同车床加工几种操作联合在一起一定加工的能力，Thesechanges这些变化是通过一种新型车床在数控技术存在之前是不存在的，他丰富了数控加工中心Themachining加工中心是在20世纪50年代发展起来的具有在程序控制下在一个工件上一次裝夹完成几种不同的加工能力的机床。

加工中心能完成铣，钻，铰屑，攻丝，镗，车端面及一些类似机加工工作。

另外数控加工中心的典型特征包括以下方面：

Automatictool-changingcapability自动换刀能力:

多种机加工工作意味着需要多种刀具。

刀具贝安装在刀库或多刀刀库中。

当一把刀需要被调换时，多刀刀座自动旋转到相应的位置上。

自动化的换刀机构。

在程序控制下进行，把主轴上需换下的刀和多刀刀座上的刀调换。

Automaticworkpart工件的自动定位:

大多数加工中心都可以使工件沿着主轴旋转因此允许刀具达到工件的四个表面。

Palletshuttle托架滑动装置（平板架）:

加工中心另一个特点是有两个或多个独立拖板每个拖板都可以调整在刀具上。

在加工过程中，一个拖板在刀具的前部，另一个拖板在远离主轴的安全位置。

这样当机床正在加工当前的零件时。

操作人员就可以从上一个工作循环中卸下最终加工好的零件，同时加紧毛坯用于下一个工作循环。

Machiningcentres加工中心可以分为立式和卧式。

这是参照机床主轴方向来划分的。

立式加工中心具有轴线相对工作台垂直的主轴，卧式车床的主轴轴线是水平方向的。

Thisdistinction这种区别通常会导致在这些加工中心加工的零件类型不同。

立式加工中心用于以上进刀的平面工作。

Ahorizontal卧式加工中心用于立体形状，刀具在立体侧面可以进刀。

一台数控卧式加工中心，例子如图2.2所示，具有上面提到的一些特征。

Thesuccess加工中心的成功应用导致了其他类似金属加工机床的发展。

例如：

在车削中心，把车削加工设计成一个高度自动化万能机床可以完成车削，刨，钻，螺纹加工和类似的操作DNCandCN