车削方法（共12篇）
车削方法 篇1
我单位承揽某国外工程机械专用传动部件的加工业务,其中有1个零件为硬橡胶螺栓,其外径为32mm,螺距为6mm,螺纹牙形为矩形,其结构如图1所示。橡胶材料弹性、韧性及切削变形较大,强度较低,耐热性和导热性较差,因此,无法使用常规的金属切削刀具进行加工,加工精度较难控制。为此我们专门设计了一种用于加工矩形橡胶外螺纹的组合刀具,并制定了合理的加工工艺,现分述如下。
1. 组合刀具
(1)组合刀具结构
该组合刀具结构如图2所示,其主要由左车刀1、右车刀2、定位销3、调整螺钉4、压紧螺钉5、组合刀体6等组成。
1.左车刀2.右车刀3.定位销4.调整螺钉5.压紧螺钉6.组合刀体
刀杆与刀片为焊接,左车刀1、右车刀2的刀杆采用45号优质碳素结构钢制作,经热处理后硬度为HRC28～32。刀片采用抗冲击韧性和耐磨性较好的YG8型硬质合金。
(2)刀具几何参数
为提高切屑橡胶时的排屑效果,将左车刀1的主切削刃磨削成直线形刃口,右车刀2的主切削刃磨削成90°。当左车刀1、右车刀2组合在一起后,其中间留有缝隙。切削时切屑可以从该缝隙处排出。
左车刀1的外侧面为10°,内侧面为2°,且向左倾斜;右车刀2的外侧面也为10°,内侧面也为2°,且向右倾斜。为提高刃口强度,使切削轻快,刀具楔角很小,一般定为8～10°为宜。为提高刀尖强度,防止刀)尖崩裂,左车刀1、右车刀2在装配后2刀尖之间留有0.03～0.05mm的间隙。考虑到橡胶材料具有较好的弹性变形恢复能力,为确保螺纹尺寸的精确,在刃磨车刀时,应使刀具宽度比螺纹额定宽度宽0.1～0.15mm,以抵消切削后橡胶弹性变形的回复量。
(3)组装和调整
2个定位销3的作用是快速、精确地实现左车刀1、右车刀2的组合装配。调整螺钉4的作用有二:一是用于调整左车刀1、右车刀2安装间隙;二是与压紧螺钉5配合,将上述刀具紧固在组合刀体6上。橡胶螺栓的螺纹两侧面分别由2把刀具的刀刃车削成形,为此,车削时加工余量依次减小,切削轻快,矩形螺纹牙形精度、螺纹加工表面质量、加工效率均较高。
2. 加工工艺
车削螺纹前,先在工件切入部位外圆处加工倒角,以使车刀切入工件的过程由浅入深,逐渐切入,入刀稳定。
(1)刀具安装高度
为减小车刀外侧面与工件螺纹加工表面的摩擦面积,从而减轻切削阻力及工件的弹性变形,车刀应按图3所示进行安装,刀具中心与工件中心差值H可根据下列经验公式计算:
式中:H——刀具安装降低值,mm;
R——工件半径,mm。
(2)切削深度与切削速度
刀具低位安装,将对工件螺纹深度产生影响。为消除此影响,应对工件切入深度应作调整,其实际切入深度t应比螺纹的廓形深度h大,具体t值可按照下式计算:
式中:t——实际切入深度,mm;
h——廓形深度,mm。
将刀具安装并调整好后,须按照设定的1 00～130m/min切削速度,一次将螺纹切削完成。
(3)冷却方式
为降低切削温度,提高螺纹表面加工质量和刀具的使用寿命,减少高温切削过程中产生的有害气体对操作者工健康的危害,车削时应采用压缩空气进行冷却。
1.工件2.切刀
3. 车削效果
新设计的组合刀具结构简单,制作容易,拆装方便,通用性强。采用上述组合刀具及加工工艺车削该橡胶材质的矩形外螺纹,加工效率、加工精度高、螺纹表面质量均较高,具有一定的推广价值。
车削方法 篇2
【教学目的及要求】
1．了解车床型号、组成、运动和用途。
2．熟悉车刀、量具和主要附件的基本结构与使用方法。
3．掌握车削加工的基本技能，能加工轴类、盘套类零件。
4．熟悉车工安全操作规程。
【教学课时】7课时
车削加工讲授内容
一般机器制造中车床约占金属切削机床总台数的20%~35%，主要用于加工内外圆柱面、圆锥面、端面、成形回转表面以及内外螺纹面、蜗杆等。
车床种类很多，其中卧式车床是应用最广泛的一种。
一、车床组成
车床上由机床主轴带动工件旋转。由溜板箱上的大拖板及刀架带动刀具作纵横向直线移动。为了改变上述运动的大小，尚有主运动变速箱（主轴箱）和进给运动变速箱（进给箱）。上述各部分都由床身支承。
车床的组成部分有：
1．主轴箱：安装主轴及主轴变速机构； 2．进给箱：安装作进给运动的变速机构；
3．溜板箱：安装作纵横向运动的传动元件并联接拖板及刀架。
4．刀架：安装车刀，使其作纵向、横向（可自动）或斜向（手动）进给运动。5．尾架：安装尾架套筒及顶尖；
6．床身：用来支承上述各部件，并保证其间相对位置。
二、卧式车床型号
车床型号按照国家标准规定，由汉语拼音和阿拉伯数字组成。如： C A 6
机床主参数代号表示最大车削直径的十分之一，即400mm 机床型别代号（卧式车床）机床组别代号（卧式车床）沈阳机床厂作了重大改进 机床类别代号（车床类）
三、车削运动及车削用量
1．车削运动及车削表面 1）车削运动
在车床上，切削运动是由刀具和工件作相对运动而实现的。按其所起的作用，通常可分为以下两种。
（1）主运动。切除工件上多余金属，形成工件新表面必不可少的基本运动。其特征是速度最高，消耗功率最多。车削时工件的旋转为主运动，切削加工时主运动只能有一个。
（2）进给运动。使切削层间断或连续投入切削的一种附加运动。其特征是速度小，消耗功率少。车削时刀具的纵、横向移动为进给运动。切削加工时进给运动可能不只是一个。
2）车削表面
在车削外圆过程中，工件上存在着三个不断变化着的表面。待加工表面、已加工表面和过渡表面。2．车削用量
在车削时，车削用量是切削速度vc、进给量f和背吃刀量ap三个切削要素的总称。它们对加工质量、生产率及加工成本有很大影响。
（1）切削速度vc
车削时的切削速度是指车刀刀刃与工件接触点上主运动的最大线速度(m/s)。
（2）进给量f
车削时，进给量是指工件一转时刀具沿进给方向的位移量，又称走刀量(mm/r)。（3）背吃刀量ap
车削时，背吃刀量是指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，单位为mm。它又称切削深度(mm)。
3．车削用量的选择
车削用量三要素中影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，最小是背吃刀量。所以在粗加工时应优先考虑用大的背吃刀量，其次考虑用大的进给量，最后选定合理的切削速度。半精加工和粗加工时首先要保证加工精度和表面质量，同时要兼顾必要的耐用度和生产效率，一般多选用较小的背吃刀量和进给量，在保证合理刀具耐用度前提下确定合理的切削速度。（1）背吃刀量的选择
背吃刀量ap的选择按零件的加工余量而定，在中等功率车床上，粗加工时可达8～10mm，在保留后续加工余量的前提下，尽可能一次走刀切完。当采用不重磨刀具时，背吃刀量所形成的实际切削刃长度不宜超过总切削刃长度的三分之二。
（2）进给量的选择
粗加工时f的选择按刀杆强度和刚度、刀片强度、机床功率和转矩许可的条件，选一个最大的值；精加工时，则在获得满意的表面粗糙度值的前提下选一个较大值。
（3）切削速度的选择
在ap和f已定的基础上，再按选定的耐用度值确定切削速度（一般查手册决定）。
四、车削时工件的装夹
车床上加工多为轴类零件和盘套类零件，有时也可能在不规则零件上进行外圆、内孔或端面的加工。故零件在车床上有不同的装夹方法。
1．三爪自定心卡盘装夹
这是车床上最通常的一种装夹方法，套盘类工件和正六边形截面工件都适用此法装夹，而且装夹迅速，但定心精度不高，一般为0.05~0.15mm。
2．四爪单动卡盘及花盘装夹
四爪卡盘上的四个爪分别通过转动螺杆而实现单动。它可用来装夹方形、椭圆形或不规则形状工件，根据加工要求利用划线找正把工件调整至所需位置。此法调整费时费工，但夹紧力大。
花盘装夹是利用螺钉、压板、角铁等把工件夹紧在所需的位置上，适用于工件不规则情况。3．顶尖装夹
为了减少工件变形和振动可用双顶尖装夹工件。
常用跟刀架或中心架作辅助支承，以增加工件的刚性。跟刀架跟着刀架移动，用于光轴外圆加工。
当加工细长阶梯轴时，则使用中心架。中心架固定在床身导轨上，不随刀架移动。4．心轴装夹
心轴主要用于带孔盘、套类零件的装夹。以保证孔和外圆的同轴度及端面和孔的垂直度。当工件长径比小时，应采用螺母压紧的心轴。
当工件长度大于孔径时，可采用带有锥度（1：1000~1：5000）的心轴，靠配合面的摩擦力传递运动，故此法切削用量不能太大。
五、车刀的种类
金属切削中，车刀是最简单的刀具，是单刃刀具的一种。为了适应不同车削要求，车刀有多种类型： 1．直头外圆车刀；
2．弯头车刀； 3．偏刀；
4．槽刀或切断刀； 5．镗孔刀； 6．螺纹车刀； 7．成形车刀
六、车削加工
1．外圆车削
外圆车削主要用尖刀、弯头刀和偏刀进行，依车外圆的加工精度和表面粗糙度要求不同，分粗车、半精车和精车。
粗车是尽快从工件上切去大部分加工余量，对尺寸精度和表面粗糙度无严格要求，一般精度为IT12~IT11，表面粗糙度Ra值为50~12.5μm。
半精车作为精车和磨削前的预加工，精度一般为IT10~IT9，表面粗糙度Ra值为6.3~3.2μm。精车是获得所要的尺寸精度和表面粗糙度，精度一般为IT8~IT7，Ra值为1.6μm。2．端面车削
车端面时刀具作横向进给，愈向中心车削速度愈小，当刀尖达到工件中心时，车削速度为零，故切削条件比车外圆要差。
车刀安装时，刀尖严格对准工件旋转中心，否则工件中心凸台难以切除；并尽量从中心向外走刀，必要时锁住大拖板。
3．外圆台阶车削
外圆柱面零件有轴类与盘类两大类。前者一般直径较小，后者一般直径较大。当零件长径比较大时，可分别采用双顶尖、跟刀架和中心架装夹加工。
车削高度大于5mm的台阶轴时，外圆应分层切除，再对台阶面进行精车。
盘类零件一般有孔，且内孔、外圆、端面都有形位精度要求，加工方法大多采用一次装夹下加工，俗称—刀落。要求较高时可先加工好孔，再用心轴装夹车削有关外圆与端面。
4．内孔车削
常用的内孔车削为钻孔和镗孔。在实体材料上进行孔加工时，先要钻孔，钻孔时刀具为麻花钻，装在尾架套筒内由手动进给。
在已有孔（钻孔、铸孔、铰孔）的工件上如需对孔作进一步扩径加工称镗孔，镗孔有加工通孔、盲孔、内环形槽三种情况。
粗车孔精度可达IT11~IT10，表面粗糙度Ra值为12.5~6.3μm；半精车孔精度为IT10~IT9，Ra值为6.3~3.2μm；精车孔精度为IT8~IT7，表面粗糙度Ra值为1.6~0.8μm.对孔径小于10mm的孔，在车床上一般采用钻孔后直接铰孔。5．锥体车削
锥体有配合紧密、传递扭矩大、定心准确、同轴度高、拆装方便等优点，故锥体使用广泛。锥面是车床上除内外圆柱面之外最常加工的表面之一。
最常用的锥体车削方法有以下几种。
（1）转动小刀架法。此法调整方便，由于小刀架（上滑板）行程较短，只能加工短锥面且为手动进给，故车削时进给量不均匀、表面质量较差，但锥角大小不受限制，因此获得广泛使用。
（2）偏移尾架法。一般用于车削小锥度的长锥面。
（3）靠模法。利用此方法加工时，车床上要安装靠模附件，同时横向进给丝杠与螺母要脱开，小刀架要转过90度以作吃刀调节之用。它的优点是可在自动进给条件下车削锥面，且一批工件能获得稳定一致的合格锥度，但目前已逐渐为数控车床所代替。
（4）宽刀法。宽刀法要求切削刃与工件轴线的夹角等于a/2，切削刃必须磨直，工件加工锥面必须很短，否则容易引起振动而破坏工件的表面粗糙度。此法既适于车短锥面，也可车短锥孔。
6．螺纹车削
螺纹种类很多，按牙形分有三角形螺纹、梯形螺纹和方牙螺纹等。按标准分有公制螺纹和英制螺纹两种，公制螺纹中三角螺纹的牙形角为60度，用螺距或导程来表示其主要规格。各种螺纹都有左旋、右旋、单线、多线之分，其中以公制三角螺纹应用最广，称普通螺纹。
（1）螺纹车刀及其安装。螺纹牙形角要靠螺纹车刀的正确形状来保证，因此三角螺纹车刀刀尖及刀刃的交角应为60度，而且粗车时车刀的前角0应等于0°，刀具用样板安装，应保证刀尖分角线与工件轴线垂直。
（2）车床运动调整。
为了得到正确的螺距P，应保证工件转一转时，刀具准确地纵向移动一个螺距，即
n丝P丝nP
通常在具体操作时可按车床进给箱表牌上表示的数值按欲加工工件螺距值，调整相应的进给调整手柄即可满足要求。
（3）螺纹车削注意事项。由于螺纹的牙形是经过多次走刀形成的，一般每次走刀都是采用一侧刀刃进行切削的（称斜进刀法），故这种方法适用于较大螺纹的粗加工。有时为了保证螺纹两侧都同样光洁，可采用左右切削法，采用此法加工时可利用小刀架先作左或右的少量进给。
在车削加工件的螺距P与车床丝杠螺距P丝不是整数倍时，为了保证每次走刀时刀尖都正确落在前次车削好的螺纹槽内，不能在车削过程中提起开合螺母，而应采用反车退刀的方法。
车削螺纹时严格禁止以手触摸工件和以棉纱揩擦转动的螺纹。
7．车槽与切断
车槽可分外圆上的槽，内孔中的槽和端面上的槽。车宽5mm以下的槽，可以将主切削刃磨成与槽等宽，一次进给即可车出。若槽较宽，可用多次横车，最后一次精车槽底来完成。一根轴上有多个槽时，若各槽宽相同，用一把车槽刀即可完成，效率较高。
切断刀的形状与车槽刀类似，但是，当切断工件的直径较大时，切断刀刀头较长，切屑容易 堵塞在槽中而使刀头折断，故把切断刀的头高度加大。切断刀的主切削刃必须调整到与机床旋转中心等高，较高或较低都会使切至靠近工件中心部分时形成小凸台，易使刀头损坏。切断时进给必须均匀。当接近切断时需放慢进给速度，否则易使刀头折断。
8．车成形表面
手柄或圆球等零件上的曲线回转表面叫成形表面。（1）双向车削法
先用普通尖刀按成形表面的大致形状粗车许多台阶，然后用两手分别操纵作纵向和横向同时进给，用圆弧车刀车去台阶峰部并使之基本成形，用样板检验后需再经过多次车削修整和检验，形状合格后还需用砂纸和纱皮适当打磨修光。此法适用于单件小批生产，虽操作技术要求高，但不需要特殊的设备和刀具。
（2）成形刀法
成形刀的刀刃形状与成形表面的形状一致，只需用一次横向进给即可车出成形表面，也可先用尖刀按成形表面的大致轮廓粗车出许多台阶，然后再用成形刀精车成形。此法生产效率较高，但刀具刃磨困难，车削时容易振动，故只适用于在批量较大的生产中，车削刚性好、长度短且形状简单的成形面。
（3）靠模法
它与用靠模法车锥面类似，只要将模尺改为成形面靠模尺即可。此法操作简单、生产效率高，但需要制造专用靠模，故只适用于在大批大量生产中车削长度较大、形状较简单的成形面。
9．滚花
车削螺纹时常见故障及解决方法 篇3
【关键词】 螺纹；扎刀 ；乱牙；牙型角
螺纹是在圆柱工件表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制造业中，带螺纹的零件应用得十分广泛。用车削的方法加工螺纹，是目前常用的加工方法。在卧式车床（如CA6140）上能车削米制、英寸制、模数和径节制四种标准螺纹，无论车削哪一种螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转（即工件转一转），刀具应均匀地移动一个（工件的）导程的距离。它们的运动关系是这样保证的。
主轴带着工件一起转动，主轴的运动经挂轮传到进给箱；由进给箱经变速后（主要是为了获得各种螺距）再传给丝杠；由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合带动刀架作直线移动，这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴的带动来实现的，从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系。
在实际车削螺纹时，由于各种原因，造成由主轴到刀具之间的运动，在某一环节出现问题，引起车削螺纹时产生故障，影响正常生产，这时应及时加以解决。车削螺纹时常见故障及解决方法如下：
一、扎刀
故障分析：原因是车刀安装得过高或过低，工件装夹不牢或车刀磨损过大，车刀径向前角太大，中滑板丝杠与螺母间隙过大。
解决方法：
1、车刀安装得过高或过低：过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成扎刀现象；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现扎刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高（可利用尾座顶尖对刀）。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的中心高出被加工工件直径的百分之一左右。
2、车刀磨损过大：引起切削力增大，顶弯工件，出现扎刀。此时应对车刀加以修磨。
3、车刀径向前角太大，中滑板丝杠与螺母间隙过大：减小车刀径向前角，调整中滑板丝杠与螺母间隙过大。
二、乱牙
故障分析：原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造成的。
解决方法：
1、当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时：如果在退刀时，采用打开开合螺母，将床鞍摇至起始位置，那么，再次闭合开合螺母时，就会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内，以致出现乱扣。解决方法是采用正反车法来退刀，即在第一次行程结束时，不提起开合螺母，把刀沿径向退出后，将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再进行第二次行程，这样往复过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过，车刀始终在原来的螺旋槽中，就不会出现乱扣。
2、对于车削车床丝杠螺距与工件螺距比值成整倍数的螺纹：工件和丝杠都在旋转，提起开合螺母后，至少要等丝杠转过一转，才能重新合上开合螺母，这样当丝杠转过一转时，工件转了整数倍，车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内，就不会出现乱扣，这样就可以采用打开开合螺母，手动退刀。这样退刀快，有利于提高生产率和保持丝杠精度，同时丝杠也较安全。
3、开合螺母中途抬起：开合螺母与丝杠间隙过大，开合螺母有时松动，引起刀架与丝杠的轴向窜动，引起螺纹车刀的啃刀现象，需对开合螺母挂重物。
三、螺距不正确
故障分析：螺纹全长或局部上不正确，螺纹全长上螺距不均匀或螺纹上出现竹节纹。
解决方法：
1、螺纹全长上不正确：原因是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对，可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。
2、局部不正确：原因之一是由于车床丝杠本身的螺距局部误差（一般由磨损引起），可更换丝杠或局部修复。另外，切削热，摩擦热使工件伸长，测量后缩短，或环境温度变化大，也易引起螺距误差。因此，需要正确选择切削用量，切削液，切削时加大切削液的压力和流量，并控制环境温度。
3、出现竹节纹：原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差引起的，如挂轮箱内的齿轮，进给箱内齿轮由于本身，制造误差、或局部磨损、或齿轮在轴上安装偏心等造成旋转中心低，从而引起丝杠旋转周期性不均匀，带动刀具移动的周期性不均匀，导致竹节纹的出现，可以修换有误差或磨损的齿轮。
四、中径不正确
故障分析：原因是吃刀深度不正确，刻度盘不准，而又未及时测量所造成。
解决方法：精车时要详细检查刻度盘是否松动，精车余量要适当，车刀刃口要锋利，要及时测量。
五、螺纹表面粗糙值大
故障分析：原因是车刀刃口磨得不光洁，切削液不适当，切削速度和工件材料不适合以及切削过程产生振动等造成功。
解决方法是：正确修整砂轮或用油石精研刀具；选择适当切削速度和切削液；调整车床床鞍压板及中、小滑板燕尾导轨的镶条等，保证各导轨间隙的准确性，增加刀杆的横截面积，防止切削时产生振动，注意工件的刚性，选择合理的切削用量。
六、牙型角不正确原因
车刀刃磨不正确，安装不正确，车刀磨损都会导致螺纹牙型角超差。
解决方法：正确刃磨和测量车刀刀尖角度，注意前角對到刀尖角度的影响，刀刃两侧要锋利程度一样，安装时用样板对刀，合理选择切削用量。
总之，车削螺纹时产生的故障形式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除故障时要具体情况具体分析，通过各种检测和诊断手段，找出具体的影响因素，采取有效的解决方法。
参考文献：
[1]凌二虎、徐浩.《车削加工禁忌实例》.机械工业出版社.2005.4
[2]彭德荫.《车工工艺与技能训练》.中国劳动社会保障出版社.2001.6
谈谈车削细长轴加工方法 篇4
根据我多年来在车工生产实习教学实践经验谈一谈细长轴的车削。请同行多多指教。
1 细长轴在加工中是最常见的问题
1.1 热变形大。
细长轴车削时热扩散性差、线膨胀大, 当工件两端顶紧时易产生弯曲。
1.2 刚性差。
车削时工件受到切削力、细长的工件由于自重下垂、高速旋转时受到离心力等都极易使其产生弯曲变形。
1.3 表面质量难以保证。
由于工件自重、变形、振动影响工件圆柱度和表面粗糙度。
2 怎样提高细长轴加工精度及预防措施
2.1 选择合适的装夹方法
(1) 双顶尖法装夹法。采用双顶尖装夹, 工件定位准确, 容易保证同轴度。但用该方法装夹细长轴, 其刚性较差, 细长轴弯曲变形较大, 而且容易产生振动。因此只适宜于长径比不大、加工余量较小、同轴度要求较高、多台阶轴类零件的加工。
(2) 一夹一顶的装夹法。采用一夹一顶的装夹方式。在该装夹方式中, 如果顶尖顶得太紧, 除了可能将细长轴顶弯外, 还能阻碍车削时细长轴的受热伸长, 导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。另外卡爪夹紧面与顶尖孔可能不同轴, 装夹后会产生过定位, 也能导致细长轴产生弯曲变形。因此采用一夹一顶装夹方式时, 顶尖应采用弹性活顶尖, 使细长轴受热后可以自由伸长, 减少其受热弯曲变形;同时可在卡爪与细长轴之间垫入一个开口钢丝圈, 以减少卡爪与细长轴的轴向接触长度, 消除安装时的过定位, 减少弯曲变形。
(3) 双刀切削法。采用双刀车削细长轴改装车床中溜板, 增加后刀架, 采用前后两把车刀同时进行车削。两把车刀, 径向相对, 前车刀正装, 后车刀反装。两把车刀车削时产生的径向切削力相互抵消。工件受力变形和振动小, 加工精度高, 适用于批量生产。
(4) 采用跟刀架和中心架。采用一夹一顶的装夹方式车削细长轴, 为了减少径向切削力对细长轴弯曲变形的影响, 传统上采用跟刀架和中心架, 相当于在细长轴上增加了一个支撑, 增加了细长轴的刚度, 可有效地减少径向切削力对细长轴的影响。
(5) 采用反向切削法车削细长轴。反向切削法是指在细长轴的车削过程中, 车刀由主轴卡盘开始向尾架方向进给。这样在加工过程中产生的轴向切削力使细长轴受拉, 消除了轴向切削力引起的弯曲变形。同时, 采用弹性的尾架顶尖, 可以有效地补偿刀具至尾架一段的工件的受压变形和热伸长量, 避免工件的压弯变形。
2.2 选择合理的刀具角度
为了减小车削细长轴产生的弯曲变形, 要求车削时产生的切削力越小越好, 而在刀具的几何角度中, 前角、主偏角和刃倾角对切削力的影响最大。细长轴车刀必须保证如下要求:切削力小, 减少径向分力, 切削温度低, 刀刃锋利, 排屑流畅, 刀具寿命长。从车削钢料时得知:当前角γ0增加10°, 径向分力Fr可以减少30%;主偏角Kr增大10°, 径向分力Fr可以减少10%以上;刃倾角λs取负值时, 径向分力Fr也有所减少。
(1) 前角 (γ0) 其大小直接着影响切削力、切削温度和切削功率, 增大前角。可以使被切削金属层的塑性变形程度减小, 切削力明显减小。增大前角可以降低切削力, 所以在细长轴车削中, 在保证车刀有足够强度前提下, 尽量使刀具的前角增大, 前角一般取γ0=150。车刀前刀面应磨有断屑槽, 屑槽宽B=3.5~4mm, 配磨br1=0.1~0.15mm, γ01=-25°的负倒棱, 使径向分力减少, 出屑流畅, 卷屑性能好, 切削温度低, 因此能减轻和防止细长轴弯曲变形和振动。
(2) 主偏角 (kr) 车刀主偏角Kr是影响径向力的主要因素, 其大小影响着3个切削分力的大小和比例关系。随着主偏角的增大, 径向切削力明显减小, 在不影响刀具强度的情况下应尽量增大主偏角。主偏角Kr=90° (装刀时装成85°~88°) , 配磨副偏角Kr'=8°~10°。刀尖圆弧半径γS=0.15~0.2mm, 有利于减少径向分力。
(3) 刃倾角 (λs) 倾角影响着车削过程中切屑的流向、刀尖的强度及3个切削分力的比例关系。随着刃倾角的增大, 径向切削力明显减小, 但轴向切削力和切向切削力却有所增大。刃倾角在-10°~+10°范围内, 3个切削分力的比例关系比较合理。在车削细长轴时, 常采用正刃倾角+3°~+10°, 以使切屑流向待加工表面。
(4) 后角较小a0=a01=4°~60, 起防振作用。
2.3 合理地控制切削用量
切削用量选择的是否合理, 对切削过程中产生的切削力的大小、切削热的多少是不同的。因此对车削细长轴时引起的变形也是不同的。粗车和半粗车细长轴切削用量的选择原则是:尽可能减少径向切削分力, 减少切削热。车削细长轴时, 一般在长径比及材料韧性大时, 选用较小的切削用量, 即多走刀, 切深小, 以减少振动, 增加刚性。
(1) 背吃刀量 (ap) 在工艺系统刚度确定的前提下, 随着切削深度的增大, 车削时产生的切削力、切削热随之增大, 引起细长轴的受力、受热变形也增大。因此在车削细长轴时, 应尽量减少背吃刀量。
(2) 进给量 (f) 进给量增大会使切削厚度增加, 切削力增大。但切削力不是按正比增大, 因此细长轴的受力变形系数有所下降。如果从提高切削效率的角度来看, 增大进给量比增大切削深度有利。
(3) 切削速度 (v) 提高切削速度有利于降低切削力。这是因为, 随着切削速度的增大, 切削温度提高, 刀具与工件之间的摩擦力减小, 细长轴的受力变形减小。但切削速度过高容易使细长轴在离心力作用下出现弯曲, 破坏切削过程的平稳性, 所以切削速度应控制在一定范围。对长径比较大的工件, 切削速度要适当降低。
3 结论
教案 课题 车削直沟槽 篇5
课题XX 车削外沟槽
教学过程：
授课班级：XX班
【课堂教学】（1课时）讲授：XX 时间：XX
一、安全教育。
1、停机变速。
2、卡盘扳手随手取下。
3、不要窜岗，在砂轮间磨刀要注意安全。
4、“一夹一顶”装夹，要注意回转顶尖是否跟转。
5、上次实习情况总结。
（1）刃磨车槽刀不能在砂轮侧面。（2）刀头始终朝上。
（3）注意车槽刀的副偏角和副后角。
二、复习
（一）、机床转速n、进给量f、切削深度ap的选择
1、使用白钢刀,车削外圆转速200-300转/分；
车槽转速150-200转/分；
车削锥度300转/分；
2、钻中心孔择选较高转速，一般为700-1000转/分
（二）、车槽时产生振动的原因
（1）工件细长，车槽刀刃口太宽。（2）车槽刀远离工件支撑点。
（3）车槽时转速过高，进给量过小。（4）车槽刀伸出过长。
（三）、车槽刀折断的主要原因
（1）工件装夹不牢靠，车槽点远离卡盘，在切削力的作用下，工件抬起，造成刀头折断。
（2）车槽时排屑不良，铁屑堵塞造成刀头载荷增大，使刀头折断。
（3）车槽刀的副偏角、副后角磨得太大，削弱了刀头强度，使刀头折断。
（5）车槽刀装夹跟工件轴心线不垂直，主刀刃与轴心有高低。（6）进给量过大，车槽刀前角过大。
（7）床鞍、中、小滑板松动，切削时产生“扎刀”，致使车槽刀折断。
（四）、直沟槽的车削步骤
第 1 页 《车工工艺学》与《车工生产实习》一体化教案纸
（1）划线，确定车槽位置。（2）“左右借刀法” 粗车，两侧和槽底分别预留0.2mm、0.5mm的余量。
（3）精车槽底、槽侧至图纸尺寸。
（五）、矩形槽的检查的测量
（1）精度较低的槽，一般采用游标卡尺测量，（2）精度要求较高的槽可用千分尺、样板等测量。
（六）加工步骤
（七）小结
【实习】(5课时)
【教师示范】
1、左右借刀法车槽
2、刃磨车槽刀
【学生训练】
1、车槽。
2、完成实习任务书训练图纸。
3、刃磨车刀。
车削方法 篇6
关键词：车削加工 表面粗糙度 质量 原因 方法
零件的加工质量包括两方面内容，即加工精度和表面加工质量。其中表面加工质量和加工精度一样，同样是零件加工质量的重要组成部分，并且零件表面加工质量的好坏还会直接影响到零件或产品的使用性能。在技工学校车工实习教学中，学生非常重视零件的加工精度，而对零件的表面加工质量，即粗糙度却有所忽视。同时在实习教学过程中，笔者通过对学生提问，发现学生对切削加工表面粗糙度的形成不了解，在理论上认识不充分、不深入，对实习操作过程中零件表面形成的沟痕、振纹、鳞刺等现象更是感到茫然和束手无策。于是笔者在实习教学中专门抽出课时，专项探讨加工零件表面粗糙度的形成原因及控制方法。
一、加工零件表面粗糙度形成的原因
首先，切削金属材料时，由于刀具和工件的相对运动及刀具几何形状的关系，有一部分金属未被切下来而残留在已加工表面上，称为残留面积。残留面积的高度的大小直接影响已加工表面的粗糙度。如下图所示。
图
笔者通过演示切削过程，让学生认真观察已加工表面的痕迹形成过程，发现已加工表面的粗糙程度与选用刀具几何角度和进给量有关。笔者带领学生讨论及查阅有关书籍，得到了已加工表面残留面积的高度计算公式。
或者：
公式中：——刀尖圆弧半径
——主偏角
——副偏角
f——进给量
由以上计算公式可见，表面粗糙度的值与进给量f、主偏角、副偏角的大小有直接关系。通过以上公式可知，采用减小主偏角、副偏角、进给量f，以及适当增大刀尖圆弧半径，即可将表面粗糙度的值降低。但是在实际工作过程中，还需要根据不同情况对表面粗糙度进行控制，以达到精加工的目的。
二、对表面粗糙度进行控制的方法
1.改进刀具几何形状
减小刀具的主、副偏角，增加刀尖圆弧半径，对已加工表面有挤压修光作用，能有效减小切削层的残留面积；适当增大前角，从而使切削变形减小和有利于切屑流出，减少摩擦，降低切削力及切削热，使得已加工表面粗糙度减小。但是前角过大易引起“扎刀”现象，太小又会使切削变形严重，切削热量增大，使已加工表面的粗糙度增大。这样当前角确定后，增大后角，切削刃锋利，同时还能减小后刀面与加工表面间的摩擦与挤压，有利于降低粗糙度。后角不易过大，否则会造成刀具强度及刚度下降，引起切削振动而使表面粗糙度增大。
2.选择合适的切削用量
切削用量包括进给量f、切削速度v、背吃刀量ap。在实际切削过程中，三者之间相互联系，共同影响表面粗糙度，而并非是各要素单独作用。精加工时，刀具产生积屑瘤和已加工表面出现麟刺现象，都与切削用量有关。由残留面积高度公式可知，进给量f越小越好。但是在实际工作中，如果进给量f越小，切削厚度下降，切削变形大，易产生积屑瘤，不利于降低粗糙度。这样适当地提高切削速度，可减小或避免积屑瘤和鳞刺的产生。故精加工时，切削用量的选取原则应为：采用较小的背吃刀量和较小的进给量，在保证刀具磨损极限的前提下尽可能采用大的切削速度。在实际操作过程中，精加工刀具一定要进行试切削，这样可以使得粗糙度降低。
另外，根据加工的金属材料不同，刀具形状及几何角度和切削用量的选择也要及时修正。适当调整加工设备配合件的松紧程度，可以减少或避免振动产生，采用高速小进给量或低速宽刀刃、减少背吃刀量同样能有效地减小振动，同时选用适当的冷却润滑液，对提高已加工表面的质量都有明显效果。
3.确保刀具刃磨质量
俗话说七分刀具、三分手艺。在日常实习教学中，教师应严格要求同学认真刃磨每一把刀具，刀刃要直、刀面要平，严格保证几何角度的准确性。学生通过练习不断提高操作机床设备的熟练程度，就能掌握正确选用切削用量的方法。
（作者单位：河南省开封市技师学院）endprint
摘 要：本文探讨了车削加工实习教学过程中，零件表面粗糙度的形成原因，并提出要根据实际情况，采用不同的控制方法。
关键词：车削加工 表面粗糙度 质量 原因 方法
零件的加工质量包括两方面内容，即加工精度和表面加工质量。其中表面加工质量和加工精度一样，同样是零件加工质量的重要组成部分，并且零件表面加工质量的好坏还会直接影响到零件或产品的使用性能。在技工学校车工实习教学中，学生非常重视零件的加工精度，而对零件的表面加工质量，即粗糙度却有所忽视。同时在实习教学过程中，笔者通过对学生提问，发现学生对切削加工表面粗糙度的形成不了解，在理论上认识不充分、不深入，对实习操作过程中零件表面形成的沟痕、振纹、鳞刺等现象更是感到茫然和束手无策。于是笔者在实习教学中专门抽出课时，专项探讨加工零件表面粗糙度的形成原因及控制方法。
一、加工零件表面粗糙度形成的原因
首先，切削金属材料时，由于刀具和工件的相对运动及刀具几何形状的关系，有一部分金属未被切下来而残留在已加工表面上，称为残留面积。残留面积的高度的大小直接影响已加工表面的粗糙度。如下图所示。
图
笔者通过演示切削过程，让学生认真观察已加工表面的痕迹形成过程，发现已加工表面的粗糙程度与选用刀具几何角度和进给量有关。笔者带领学生讨论及查阅有关书籍，得到了已加工表面残留面积的高度计算公式。
或者：
公式中：——刀尖圆弧半径
——主偏角
——副偏角
f——进给量
由以上计算公式可见，表面粗糙度的值与进给量f、主偏角、副偏角的大小有直接关系。通过以上公式可知，采用减小主偏角、副偏角、进给量f，以及适当增大刀尖圆弧半径，即可将表面粗糙度的值降低。但是在实际工作过程中，还需要根据不同情况对表面粗糙度进行控制，以达到精加工的目的。
二、对表面粗糙度进行控制的方法
1.改进刀具几何形状
减小刀具的主、副偏角，增加刀尖圆弧半径，对已加工表面有挤压修光作用，能有效减小切削层的残留面积；适当增大前角，从而使切削变形减小和有利于切屑流出，减少摩擦，降低切削力及切削热，使得已加工表面粗糙度减小。但是前角过大易引起“扎刀”现象，太小又会使切削变形严重，切削热量增大，使已加工表面的粗糙度增大。这样当前角确定后，增大后角，切削刃锋利，同时还能减小后刀面与加工表面间的摩擦与挤压，有利于降低粗糙度。后角不易过大，否则会造成刀具强度及刚度下降，引起切削振动而使表面粗糙度增大。
2.选择合适的切削用量
切削用量包括进给量f、切削速度v、背吃刀量ap。在实际切削过程中，三者之间相互联系，共同影响表面粗糙度，而并非是各要素单独作用。精加工时，刀具产生积屑瘤和已加工表面出现麟刺现象，都与切削用量有关。由残留面积高度公式可知，进给量f越小越好。但是在实际工作中，如果进给量f越小，切削厚度下降，切削变形大，易产生积屑瘤，不利于降低粗糙度。这样适当地提高切削速度，可减小或避免积屑瘤和鳞刺的产生。故精加工时，切削用量的选取原则应为：采用较小的背吃刀量和较小的进给量，在保证刀具磨损极限的前提下尽可能采用大的切削速度。在实际操作过程中，精加工刀具一定要进行试切削，这样可以使得粗糙度降低。
另外，根据加工的金属材料不同，刀具形状及几何角度和切削用量的选择也要及时修正。适当调整加工设备配合件的松紧程度，可以减少或避免振动产生，采用高速小进给量或低速宽刀刃、减少背吃刀量同样能有效地减小振动，同时选用适当的冷却润滑液，对提高已加工表面的质量都有明显效果。
3.确保刀具刃磨质量
俗话说七分刀具、三分手艺。在日常实习教学中，教师应严格要求同学认真刃磨每一把刀具，刀刃要直、刀面要平，严格保证几何角度的准确性。学生通过练习不断提高操作机床设备的熟练程度，就能掌握正确选用切削用量的方法。
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摘 要：本文探讨了车削加工实习教学过程中，零件表面粗糙度的形成原因，并提出要根据实际情况，采用不同的控制方法。
关键词：车削加工 表面粗糙度 质量 原因 方法
零件的加工质量包括两方面内容，即加工精度和表面加工质量。其中表面加工质量和加工精度一样，同样是零件加工质量的重要组成部分，并且零件表面加工质量的好坏还会直接影响到零件或产品的使用性能。在技工学校车工实习教学中，学生非常重视零件的加工精度，而对零件的表面加工质量，即粗糙度却有所忽视。同时在实习教学过程中，笔者通过对学生提问，发现学生对切削加工表面粗糙度的形成不了解，在理论上认识不充分、不深入，对实习操作过程中零件表面形成的沟痕、振纹、鳞刺等现象更是感到茫然和束手无策。于是笔者在实习教学中专门抽出课时，专项探讨加工零件表面粗糙度的形成原因及控制方法。
一、加工零件表面粗糙度形成的原因
首先，切削金属材料时，由于刀具和工件的相对运动及刀具几何形状的关系，有一部分金属未被切下来而残留在已加工表面上，称为残留面积。残留面积的高度的大小直接影响已加工表面的粗糙度。如下图所示。
图
笔者通过演示切削过程，让学生认真观察已加工表面的痕迹形成过程，发现已加工表面的粗糙程度与选用刀具几何角度和进给量有关。笔者带领学生讨论及查阅有关书籍，得到了已加工表面残留面积的高度计算公式。
或者：
公式中：——刀尖圆弧半径
——主偏角
——副偏角
f——进给量
由以上计算公式可见，表面粗糙度的值与进给量f、主偏角、副偏角的大小有直接关系。通过以上公式可知，采用减小主偏角、副偏角、进给量f，以及适当增大刀尖圆弧半径，即可将表面粗糙度的值降低。但是在实际工作过程中，还需要根据不同情况对表面粗糙度进行控制，以达到精加工的目的。
二、对表面粗糙度进行控制的方法
1.改进刀具几何形状
减小刀具的主、副偏角，增加刀尖圆弧半径，对已加工表面有挤压修光作用，能有效减小切削层的残留面积；适当增大前角，从而使切削变形减小和有利于切屑流出，减少摩擦，降低切削力及切削热，使得已加工表面粗糙度减小。但是前角过大易引起“扎刀”现象，太小又会使切削变形严重，切削热量增大，使已加工表面的粗糙度增大。这样当前角确定后，增大后角，切削刃锋利，同时还能减小后刀面与加工表面间的摩擦与挤压，有利于降低粗糙度。后角不易过大，否则会造成刀具强度及刚度下降，引起切削振动而使表面粗糙度增大。
2.选择合适的切削用量
切削用量包括进给量f、切削速度v、背吃刀量ap。在实际切削过程中，三者之间相互联系，共同影响表面粗糙度，而并非是各要素单独作用。精加工时，刀具产生积屑瘤和已加工表面出现麟刺现象，都与切削用量有关。由残留面积高度公式可知，进给量f越小越好。但是在实际工作中，如果进给量f越小，切削厚度下降，切削变形大，易产生积屑瘤，不利于降低粗糙度。这样适当地提高切削速度，可减小或避免积屑瘤和鳞刺的产生。故精加工时，切削用量的选取原则应为：采用较小的背吃刀量和较小的进给量，在保证刀具磨损极限的前提下尽可能采用大的切削速度。在实际操作过程中，精加工刀具一定要进行试切削，这样可以使得粗糙度降低。
另外，根据加工的金属材料不同，刀具形状及几何角度和切削用量的选择也要及时修正。适当调整加工设备配合件的松紧程度，可以减少或避免振动产生，采用高速小进给量或低速宽刀刃、减少背吃刀量同样能有效地减小振动，同时选用适当的冷却润滑液，对提高已加工表面的质量都有明显效果。
3.确保刀具刃磨质量
俗话说七分刀具、三分手艺。在日常实习教学中，教师应严格要求同学认真刃磨每一把刀具，刀刃要直、刀面要平，严格保证几何角度的准确性。学生通过练习不断提高操作机床设备的熟练程度，就能掌握正确选用切削用量的方法。
细长轴车削加工方法探讨 篇7
关键词：细长轴,加工精度,加工方法
1 概述
在机械加工过程中, 有很多轴类零件的长径比L/d>25, 这种轴称为细长轴。细长轴虽然外形并不复杂, 但由于它本身刚性差, 车削时, 在切削力、重力和顶尖顶紧力的作用下, 很容易弯曲甚至失稳。因此, 车削时必须改善细长轴的受力问题, 提高细长轴的加工精度。
2 车削细长轴产生弯曲变形的因素分析
在车床上车削细长轴采用的传统装夹方式主要有两种, 一种是:一夹一顶安装;另一种是:两顶尖安装。这里主要分析一夹一顶的装夹方式。
通过实际加工分析, 车削引起细长轴弯曲变形的原因主要有:
2.1 切削力导致变形
在车削过程中, 产生的切削力可以分解为轴向切削力PX、径向切削力PY及切向切削力PZ。不同的切削力对车削细长轴时产生弯曲变形的影响是不同的。
2.1.1 径向切削力PY的影响
径向切削力是垂直作用在通过细长轴轴线水平平面内的, 由于细长轴的刚性较差, 径向力将会把细长轴顶弯, 使其在水平面内发生弯曲变形.径向切削力对细长轴弯曲变形的影响。
2.1.2 轴向切削力PX的影响
轴向切削力是平行作用在细长轴轴线方向上的, 它对工件形成一个弯矩。由于细长轴的刚性较差, 其稳定性也较差, 当轴向切削力超过一定数值时, 将会把细长轴压弯而发生纵向弯曲变形。
2.2 切削热产生的影响
细长轴的散热性差。在切削热的作用下, 工件轴向尺寸会变热伸长, 如果轴的两端为固定支承, 则会因变挤而产生弯曲变形, 甚至会使工件卡死在顶尖间而无法加工。
因此可以看出, 提高细长轴的加工精度问题, 实质上就是改善工艺系统的受力及受热变形的问题。
3 提高细长轴加工精度措施
3.1 选择合适的装夹方法
3.1.1 采用一夹一顶装夹
在该装夹方式中, 如果顶尖顶得太紧, 除了可能将细长轴顶弯外, 还能阻碍车削时细长轴的受热伸长, 导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。另外卡爪夹紧面与顶尖孔可能不同轴, 装夹后会产生过定位, 也能导致细长轴产生弯曲变形。因此采用一夹一顶装夹方式时, 顶尖应采用弹性活顶尖, 弹性回转顶尖有效补偿工件热变形伸长。当工件热变形伸长时, 工件推动顶尖, 使弹性回转顶尖内的碟形弹簧压缩变形, 工件的热变形伸长得到有效补偿, 工件不易产生弯曲, 车削可以顺利进行。同时可在卡爪与细长轴之间垫入一个开口钢丝圈, 以减少卡爪与细长轴的轴向接触长度, 消除安装时的过定位, 减少弯曲变形。
3.1.2 采用跟刀架和中心架
采用一夹一顶的装夹方式车削细长轴, 为了减少径向切削力对细长轴弯曲变形的影响, 传统上采用跟刀架和中心架, 相当于在细长轴上增加了一个支撑, 增加了细长轴的刚度, 可有效地减少径向切削力对细长轴的影响。
3.1.3 采用轴向拉夹法车削细长轴
采用跟刀架和中心架, 虽然能够增加工件的刚度, 基本消除径向切削力对工件的影响。但还不能解决轴向切削力把工件压弯的问题, 因此可以采用轴向拉夹法。轴向夹拉车削是指在车削细长轴过程中, 细长轴的一端由卡盘夹紧, 另一端由专门设计的夹拉头夹紧, 夹拉头给细长轴施加轴向拉力。
在车削过程中, 细长轴始终受到轴向拉力, 解决了轴向切削力把细长轴压弯的问题。同时在轴向拉力的作用下, 会使细长轴由于径向切削力引起的弯曲变形程度减小;补偿了因切削热而产生的轴向伸长量, 提高了细长轴的刚性和加工精度。
3.2 采用反向切削法车削细长轴
反向切削法是指在细长轴的车削过程中, 车刀由主轴卡盘向尾架方向进给。这样在加工过程中产生的轴向切削力使细长轴受拉, 消除了轴向切削力引起的弯曲变形。同时, 采用弹性的尾架顶尖, 可以有效地补偿刀具至尾架一段的工件的受压变形和热伸长量, 避免工件的压弯变形。
3.3 改装中滑板, 设前后刀架
如图1所示, 两把车刀同时车削, 工件振动和变形小, 加工精度高, 适用于批量生产。
3.4 合理地控制切削用量
3.4.1 切削深度 (ap)
在工艺系统刚度确定的前提下, 随着切削深度的增大, 车削时产生的切削力、切削热随之增大, 引起细长轴的受力、受热变形也增大。因此在车削细长轴时, 应尽量减少切削深度。
3.4.2 进给量 (f)
进给量增大会使切削厚度增加, 切削力增大。但切削力不是按正比增大, 因此细长轴的受力变形系数有所下降.如果从提高切削效率的角度来看, 增大进给量比增大切削深度有利。
3.4.3 切削速度 (vc)
提高切削速度有利于降低切削力。随着切削速度的增大, 切削温度提高, 刀具与工件之间的摩擦力减小, 细长轴的受力变形减小。但切削速度过高容易使细长轴在离心力作用下出现弯曲, 破坏切削过程的平稳性, 所以切削速度应控制在一定范围。
3.5 选择合理的刀具角度
前角γo直接着影响切削力、切削温度和切削功率。增大前角, 可以使被切削金属层的塑性变形程度减小, 切削力明显减小。在保证车刀有足够强度前提下, 前角一般取γ=13°~17°。随着主偏角kr的增大, 径向切削力明显减小, 在车削细长轴时, 一般采用大于60°的主偏角。随着刃倾角λs的增大, 径向切削力明显减小, 常采用正刃倾角0°~+10°, 以使切屑流向待加工表面。
4 结论
车削细长轴时, 只要做到采用合理的装夹方法和加工方法, 正确选择刀具几何角度及切削用量, 恰当的冷却润滑, 就可以保证细长轴的加工精度, 避免返修, 报废情况的发生, 提高工作效率, 节约生产成本。
参考文献
[1]牛军珍, 李菁, 薄瑞峰.细长轴车削加工方法探讨[J].华北工学院学报, 2000 (2) :72-74.
[2]刘静香.张春梅.用轴向拉夹法车削细长轴[J].机床与液压, 2004 (2) :139-140.
谈谈偏心工件的车削方法 篇8
关键词：偏心工件,车削,方法
1 偏心工件的基本理论与技术方法
偏心工件是一种外圆、内孔的轴线平行却不重合以致于重心不平衡的零件, 尤其容易引起偏心距以及圆度的误差, 产生加工质量问题。
一般来说解决这类问题的关键在于矫正偏心轴线, 常从装夹方面着手处理。在进行偏心工件的车削施工时, 根据我们采用的装夹仪器以及工件特点的不同, 对应的车削方法亦有所不同。常用的装夹仪器有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、双重卡盘、两顶针间、偏心卡盘、专用夹具等。
当然在实际应用过程中, 车削方法还有很多, 主要以控制轴线间的平行度和偏心距的精度为基本要求。下面我们通过具体实例与拓展研究来具体研究偏心工件车削方法及其特点与工艺。
2 实例探析及比较分析偏心工件车削方法、特点与工艺
在车床上偏心轴、偏心套是最常用的两类偏心工件加工, 其加工原理基本相同, 主要是在定位装夹方面采取措施, 把需要加工偏心部分的轴线找正到与车床主轴旋转轴线相重合。这里我们主要通过对偏心轴套法与三爪自定心卡盘加垫法进行实例分析, 最后分析比较两种车削方法的应用实况及工艺特点, 进行偏心工件的车削方法研究。
2.1 偏心轴套法
偏心轴车削常用方法为偏心轴套法。偏心轴套法的主要工序有准备、粗车、调质、精车等工序。其中准备供需主要是指备料以及在镗床铣同一方向的同一位置拟钻中心孔与偏置中心孔。粗车加工粗车时要确定坯料的直径和长度, 注意偏心圆半径加两倍偏心距x2再加工余里, 工件尺寸应加上放长段, 并保证坯件的尺寸达到标准要求, 采用棒料加工偏心轴, 一般要选用合适的刀具材料 (如YT5) 和含几何参数进行两顶加上四爪单动卡盘粗车。当偏心轴质量小且无圆度要求时, 精车工序无须配重, 若有则需要调质。精车基本工序有研修中心孔, 加工偏心轴, 测量并切刀车削, 调整相面一致和尺寸精度, 用一夹一顶夹工件, 切去放长段, 倒角, 打中心, 标准尺寸上铣床铣, 以保证定位精度和偏心距。
在工件加工至大端覬D的外圆尺寸后, 将其插入偏心轴套的覬D的内孔中, 然后用三爪自定心卡盘夹紧偏心轴套的的外圆。由于偏心轴套轴向开有1.5-2mm的槽, 偏心轴套受到的三爪自定心卡盘卡爪的夹紧力后会自动收紧并夹紧工件, 在偏心轴的另一端顶尖顶偏置的偏心孔。偏心轴套的外圆的中心线2与工件小端外圆覬d的中心线1同轴, 偏心轴套的覬D的内孔的中心线4与工件大端外圆覬D的外圆中心线3同轴。此时即可车削工件的偏心外圆到尺寸。偏心套外圆上沿轴线方向开有1.5-2mm的通槽, 此槽的作用是使偏心轴套受到三爪自定心卡盘卡爪的夹紧力后自动收紧并夹紧工件。
2.2 三爪自定心卡盘加垫法
偏心轴车削惯常方法为三爪自定心卡盘加垫片法, 广泛适用于轴类零件的加工, 尤其是偏心孔盘状零件的加工, 其准备工艺方法与偏心套法的准备工序基本一致。其主要工艺步骤为:一是检查毛坯尺寸;二是夹一端外圆, 伸出50, 找正、夹紧;车端面, 车平就可;粗、精车外圆Ф34至尺寸要求, 长41;倒角C2;切断, 长41;三是调头装夹, 找正、夹紧;粗、精车端面, 保证总长40;四是三爪垫片装夹, 找正、夹紧;粗、精车外圆Ф24至尺寸要求, 长20, 外圆倒角C2;大外圆倒棱。车削偏心轴的偏心外圆时的工艺方法如图示, 在三爪自定心卡盘上任一个卡爪, 在卡爪与工件覬D圆柱面之间垫上一块厚度预先计算好的垫片, 垫片厚度可按公式计算:x=1.5e+1.5|e-e'|, 其中e为工件偏心距, e'为试车后实测工件偏心距, 1.5|e-e'|为修正系数, |e-e'|为试车后偏心距的误差值。
下面以图1所示的工件为例来说明一下垫片厚度的整个计算过程, 覬D=35mm, 覬d=20mm, e=3mm, 则x=1.5e+k=1.5×3+k=4.5+k, 按照计算厚度1.5×3mm=4.5mm, 预选4.5mm厚度垫片在卡爪上垫好后试车, 测出试车后的实测偏心距为e'=2.85mm△e=|e-e'|=3-2.85=0.15 (mm) , k=1.5△e=1.5×0.15=0.225 (mm) , x=1.5e+k=1.5×3+0.23=4.73 (mm) , 4.73mm就是修正后的垫片厚度x, 也就是图1所示的工件采用三爪自定心卡盘加垫片法车削时要加的垫片厚度。
2.3 两类方法的比较分析
三爪自定心卡盘加垫法加工出来的偏心轴质量较差且不稳定, 操作能力较低的操作者很难保证偏心量的尺寸精度以及两轴中心线的平行度, 易出废品, 而且需要试车、测量、计算后才能确定最终的垫片厚度, 花费的准备时间比较长, 成本比较高, 只适宜单件生产。相对来说偏心轴套法比三爪自定心卡盘加垫法生产效率更高一些, 校正和计算时间也短了很多。但由于偏心轴套轴向开有通槽, 夹紧工件时偏心轴套会产生变形导致对中性受到影响, 使偏心轴的偏心量的尺寸公差和两轴中心线的平行度均受到不良影响, 较难以达到较高的尺寸与形位精度。
3 最新拓展研究思路
通过对以上两种方法的具体分析与研究, 我们还要在实践中加以探索, 不断提高偏心轴的尺寸与形位精度。
一方面通过改进偏心轴套法和实践创新, 得到一种偏心轴套加胀紧套法, 两者基本工艺相同, 偏心轴套有所不同。后者无须开轴向槽, 而靠自对中胀紧套胀紧在内孔中。这种方法加工出来的偏心轴质量精度好、生产效率高, 拆装简易, 且适用于批量大且精度高的偏心轴的车削加工。
另一方面, 在三爪自定心上爪。通过工序调整得到一种三爪镗位加垫片装夹方法, 要求先上一号爪, 轻动夹头旋转几圈后再上二号和三号爪, 形成自然偏心。此法简单易行, 主要适用于精度要求不高的零件。
4 结语
偏心工件车削方法种类很多, 在具体选用过程中, 要把握好实况和需要, 有争对性地进行车削加工, 还要在实践中不断开发新的方法, 不断完善车削工序。
参考文献
[1]袁永富, 熊福林, 肖善华, 王渝平.偏心轴零件的数控车削加工研究[J].煤矿机械, 第30卷第8期, 2009年8月.
车削方法 篇9
钢管公司焊管车间生产上需要的辊子种类较多, 有挤压辊、上辊、平辊、侧辊、成型辊等 (如图1所示) 。辊子材料为GCr15, 加工的难度大、要求高, 这就对刀具提出了较高的要求。它不仅要求刀具的刀尖有较高的强度, 还要求有较强的耐用度。为了提高车刀刀尖处的强度, 改善刀具耐用度, 降低加工零件的表面粗糙度, 我们通常把刀尖的刃磨成圆弧过渡刃。数控车削刀具普遍使用的可转位机夹式刀片, 刀尖圆弧半径常有0.2mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.8 mm等, 通常数控车削过程中程序的编制是以刀尖为刀位点发生变化, 在实际加工过程中往往会产生加工误差, 即出现欠切、过切现象。那么如何避免刀尖圆弧过渡刃在车削圆弧过程中产生欠切、过切现象呢?本文以CJK6150Y型数控车床为例来说明, 提出了刀尖圆心编程方式, 并通过实例验证, 达到了零件加工精度的要求。
1 车削圆弧产生欠切、过切现象的原因和对策
1.1 刀位点与实际切削点不同引起欠切、过切现象
对于不同的数控系统可能出现欠切、过切现象的原因是不同的, 如华中数控系统HNC-21/22T在车削圆弧过程中, 数控系统自身带有刀尖圆弧半径补偿功能, 不需要人为改变编程方式, 只需要在编程完后, 把刀尖圆弧半径输入到机床参数里。当然, 有一些数控系统是没有此功能的。如CJK6150Y、CSJ980TA (广州数控系统) 等数控车床就没有刀尖圆弧半径补偿功能。
现在, 我们以CJK6150Y型数控车床为例来分析车削圆弧加工。如图2所示, 在数控车床上进行凸圆弧加工时, 往往会在圆弧右侧产生欠切现象, 而在左侧却产生过切现象。在编写加工程序时, 总是设想车刀的刀尖沿着图纸上零件的轮廓运动进行编程, 即利用假想刀尖进行编程, 对刀时用的也是假想刀尖, 数控车床依照所编的程序进行加工。但是, 不论是尖刀还是其它车刀都不是一个理论上的尖角, 即使是所谓的尖刀其实也只是副偏角较大, 刀尖角较小的偏刀, 它的刀尖仍是一个半径较小的圆弧, 如图3所示刀尖放大图。所以车刀在车削时并不是所谓的刀尖进行车削, 而是刀尖圆弧上的切点在进行车削, 实际轮廓是由车刀上参与车削的各切点的轨迹形成的, 从而导致车削点的轨迹与假想的刀尖轨迹不一致, 所以出现了欠切、过切现象。
数控车削加工中不仅在凸圆弧时会出现欠切、过切现象, 在加工凹圆弧 (图4) 、圆锥面时也同样会出现欠切、过切现象。在数控车削加工中只要是X、Z轴同时联动, 就会有上述现象。
1.2 原理分析与解决措施
带刀尖圆弧过渡的车刀车削圆弧面时, 产生欠切、过切现象如图5、6所示, 从点P1圆弧插补到点P2时产生的欠切区域为虚线和实线之间的区域。虚线为零线编程轨迹, 实线为实际加工轨迹。
图5为加工凸圆弧面时的状态。图中点O1是以刀尖点为刀位点编程轨迹的圆心, 编程轨迹半径为R;点O2为有刀尖圆弧过渡刃的车刀实际加工轨迹的圆心, 实际加工轨迹半径为 (R·r) 。
加工时要使实际轮廓轨迹与零件编程轨迹一致, 则从点P1圆弧插补到点P2时, 若把编程轨迹半径改为 (R+r) 。这时加工轨迹半径就变为 (R+r) -r=R, 即实际加工轨迹半径变为R。因此编制车削凸圆弧面的程序时预先在程序圆弧半径上加上一个刀尖圆弧半径r, 同样也可以消除刀尖圆弧过渡刃引起的加工误差, 达到补偿目的。
图6是加工凹圆弧时的状态, 图中点O1是以刀尖为刀位点编程轨迹的圆心, 编程轨迹半径为R, 点O2为有刀尖圆弧过渡刃的车刀实际加工轨迹的圆心, 实际加工轨迹半径为 (R+r) 。
加工时要使实际轮廓轨迹与零件编程轨迹一致, 则从点P1圆弧插补到点P2时, 若把编程轨迹半径改为 (R-r) +r=R, 即实际加工轨迹半径变为R。同样原理, 编制车削凹圆弧面的程序时, 预先在程序圆弧半径上减去一个刀尖圆弧半径r, 同样可以消除刀尖圆弧过渡刃引起的加工误差, 达到补偿目的。
若车削圆弧面时利用G41或G42刀具半径补偿办法虽然也可以消除刀尖圆弧过渡刃引起的加工误差, 但要考虑建立刀补、撤销刀补的坐标位置, 相比起来编程繁琐一些。
1.3 举例说明
如图7所示, 在加工圆弧前已经用45°弯头刀完成·100mm外圆的加工, 圆弧车刀的圆弧半径为R3mm, 仅加工图中R19mm的圆弧部分, 刀尖圆心轨迹圆弧的半径为R16mm, 起点A和终点B的直径均为·100mm, 距右端面的距离分别为8.0mm, 40mm, 其加工程序如下:
O 0001;
N10 S1 M3; (主轴低速正转)
N20 T0101; (调用1号圆弧刀)
N30 G00 X150 Z80; (快速移动到安全换刀点)
N40 X106 Z-8; (快速移动到加工起点)
N50 G71 U1 R0.5; (粗车圆弧面)
N60 G71P70 Q100 U0.5 F0.2;
N70 G0 X106Z-8.0;
N80 G1 X100 F0.08;
N90 G2 X100 Z-40 R16;
N100 G1 X106;
N110 G0 X150 Z80; (快速退刀至换刀点)
N120 M05; (主轴停)
N130 M0; (程序暂停)
N140 S2 M3; (主轴高速正转)
N150 G70 P70 Q100; (精车圆弧)
N160 G0 X100 Z80;
N170 M5;
N180 M30;
在使用刀尖圆心编程方式时, 注意事项:
(1) 对刀时, 要把刀尖圆弧半径R值考虑进去 (Z向取半径、X向取直径) , 不能以按假想刀尖进行对刀, 而应以刀尖圆心进行对刀。如上述程序以工件右侧面的中心点作为工件坐标原点, 用试车法对刀时, 车刀碰工件外圆后, 如果对刀处的外圆直径为30mm, 不应按原来假想刀尖的输入X30, 而应输入X36, 因为刀尖圆心处的直径为30mm加上2倍的刀尖半径。
(2) 计算圆心坐标时, 要根据其刀位点在原有的坐标点的方向决定其加或减。
(3) 检查所使用的刀具的刀尖圆弧半径的R值是否与程序中的R值一致。由于程序中刀尖圆心的轨迹是由刀尖圆弧半径算出, 不同的轨迹对应不同的轨迹, 所以此方法加工零件时, 车刀圆弧半径的测量精度将直接影响到零件的加工精度, 车刀的刀尖圆弧半径改变时, 程序必须跟着改变, 在批量较大的生产中要注意刀具的磨损对加工精度的影响。
(4) 车刀切削刃的圆弧半径应当小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径, 以免发生加工干涉。
(5) 对有圆弧部分的编程, 当刀尖在圆内时, 其R值要减去一个刀尖圆弧半径, 当刀尖在圆心外时, 其R值要加上一个刀尖圆弧半径值, 内、外圆均如此。
2 结论
带刀尖圆弧过渡刃的车刀在车削圆弧面时, 编程中预先在程序圆弧半径上加上或减去一个刀尖圆弧半径同样也可以消除刀尖圆弧过渡刃引起的加工误差。在实际生产中, 采用以上办法进行加工补偿不仅能达到消除加工误差的目的, 而且编程简单方便。
参考文献
[1]王清明、卢泽声、梁迎春, 亚微米数控车床误差补偿技术研究[J]。中国机械工程, 1999, 10 (10) :1169-1172.
[2]倪军, 数控机床误差补偿研究的回顾及展望[J]。中国机械工程, 1997, 8 (1) :29-33
[3]龚洪浪, 提高数控车床加工质量的措施[J], 机械工人 (冷加工) 。2006 (1) :37-39
车削螺纹时常见故障及解决方法 篇10
在车削螺纹时, 需要进行注意的是, 由于车削螺纹过程中会受到一些影响因素对于车床螺纹零件制作加工的影响, 导致车削螺纹零件加工制作过程中出现一些故障问题, 不仅对于车削螺纹的正常加工制作过程会产生一定的影响, 还会对于车削螺纹零件的质量造成一定的影响。因此, 在进行车削螺纹加工制作时, 应注意结合车削螺纹加工制作实际, 对于车削螺纹过程中的故障问题进行处理避免, 以保证车削螺纹加工制作质量。
1 车削螺纹啃刀故障问题及解决方法
在进行车削螺纹加工制作过程中, 出现啃刀故障主要是因为车削螺纹时的车床车刀在安装过程中, 由于过高或者过低的不正确安装, 导致车床进行螺纹零件加工制作过程中, 出现车床车刀的工件装夹不牢固或者是车床车刀出现严重的磨损问题, 对于车削螺纹的正常运转以及加工会产生很大的影响。
首先, 在进行车削螺纹时, 如果对于车床车刀的安装中出现车床车刀安装过高或者是车床车刀安装过低的情况时, 在车削螺纹时, 如果吃刀到达一定的作业深度后就容易出现车床车刀与车床工件之间卡夹, 这种卡夹问题与车削螺纹加工中的运转作用力会造成车床工件发生变形, 导致车削螺纹摩擦力增加, 出现啃刀故障或者问题。车削螺纹过程中, 如果车道安装过低, 车削产生的铁屑废料很难排出, 车刀产生的力直指工件的中心, 再加上螺母与横进丝之间的间距过大, 造成吃刀的深度由浅变深, 最终导致工件被抬起来, 出现啃刀现象。车削螺纹时, 为了避免车床啃刀事故或者问题对于车削螺纹的正常运转造成不利影响, 应注意在车床啃刀现象出现的第一时间对车床车刀高度进行适当的调整以保证车窗率车刀刀尖与车床工件轴线之间高度保持一致。在使用粗车或者是使用半精车进行车削螺纹加工时, 对于粗车以及半精车车床车刀刀尖与车床工件之间的高度调整, 一般都是车床车刀刀尖高度在车床工件中心1%直径处。
其次, 在车削螺纹时, 如果车削螺纹加工的车床工件的装夹不够牢固, 那么在进行车削螺纹加工过程中, 车床工件自身的刚度就不足以支撑车削螺纹过程中的车削运转作用, 致使车床工件对于车削螺纹作用力不能承受, 车床工件中出现较大的挠度, 或者是车床工件的中心高度与车床车刀之间的高度情况发生变化, 导致车床啃刀故障发生。针对这种情况, 在进行车削螺纹时应注意要将车床工件夹装装置固紧以此增加工件的刚度, 避免车削螺纹啃刀故障发生。
最后, 在车削螺纹时, 如果车床车刀的磨损情况比较严重, 也会对于车削螺纹的正常加工过程出现影响, 导致车床啃刀故障发生。因此, 在车削螺纹时应注意及时对于车床车刀进行修磨, 保证车床车刀的工作效率, 避免车削螺纹啃刀故障发生。
2 车削螺纹乱扣故障及解决方法
车削螺纹过程中出现的乱扣故障问题主要是指在车削螺纹过程中, 由于车床丝杠与车床工件之间的运转不协调, 导致车削螺纹乱扣故障的产生。
一般情况下, 车削螺纹时, 出现乱扣故障问题的表现主要有两种。其一, 在车削螺纹过程中, 如果车削螺纹运转过程中, 车床丝杠螺距和车床工件螺距之间的距离设置不符合加工运转要求或者标准时, 会导致车削螺纹加工过程中, 车床车刀与螺纹零件之间出现乱扣故障, 对于车削螺纹的运转稳定性以及安全性都会造成很大的影响。其二, 车削螺纹过程中, 车床丝杠螺距和车床工件螺距之间的距离设置符合加工运转要求或者标准, 但是在车床加工运转过程中, 对于加工螺母的开合不符合车削螺纹加工操作规范时, 也容易导致车削螺纹出现乱扣故障以及问题。针对车削螺纹过程中乱扣故障以及问题出现的原因, 在进行车削螺纹加工中, 应注意对于车削螺纹车床丝杠螺距与车床工件螺距进行合理的设置, 并注意严格按照车削螺纹加工操作要求规范进行加工操作, 以避免故障问题发生。
3 车削螺纹螺距故障问题及解决方法
车削螺纹过程中, 螺距故障问题主要是指车削螺纹过程中螺母全长不正确或者是螺母的局部长度不正确、螺纹零件螺距不均匀等情况, 导致车削螺纹的正常加工生产或者是车削螺纹质量出现问题等。
车削螺纹过程中, 出现螺母全长不正确或者是螺母的局部长度不正确、螺纹零件螺距不均匀等故障问题, 多是由于车削螺纹时, 对于车削螺纹加工的不规范操作或者是车床机组磨损等原因造成的。针对车削螺纹过程中的螺距故障问题发生原因, 在进行车削螺纹加工生产过程中, 应注意从规范加工操作与做好车床机组维护等方面, 避免车削螺纹螺距故障问题出现。
4 车削螺纹中径故障问题及解决方法
车削螺纹过程中, 出现中经不正确故障的主要原因是由于车削螺纹时, 吃刀过深或者刻度盘不准确导致的。对这一故障解决的方法主要是在精车时, 首先要对刻度盘仔细的进行检查, 看是否有松动的现象, 如果有, 及时进行调整。车时要保证刀口的锋利, 测量要及时。
5 车削螺纹螺纹故障问题及解决方法
车削螺纹过程中, 螺纹故障问题主要有, 车削螺纹的表面粗糙等, 出现这一故障问题的原因主要是车床车刀口不锋利或者是切削速度不均匀等。因此, 在车削螺纹时, 应注意从精磨车刀、选择合适切削液以及控制车削速度等方面进行避免。
总之, 车削螺纹时常见故障对于车削螺纹质量以及安全有很大的影响, 加工操作过程中要从实际情况入手, 采取最佳的方法进行解决, 不断的提高工作效率, 保证产品的质量。
摘要：本人主要介绍分析了车削螺纹时螺纹表面粗糙故障、中径不正确故障、螺距故障、乱扣故障、啃刀故障等几种常见故障并提出了针对性的解决方法。
快速车削细长轴 篇11
一、采用快速车削细长轴的车刀
1.刀具特点
首先,刀片材料选择YT15硬质合金,在精加工或加工硬度较高的工件时,亦可采用YT30硬质合金;刀杆材料选择45号钢。其次,选择约为20°左右的大前角;同时磨有4～6毫米宽、1.5～1.8毫米深的卷屑槽,使切削力减小;主切屑呈银白色,并能盘旋成螺旋状顺利排出。第三,选择90°的主偏角,以减小径向切削分力的影响。第四,主切削刃的刃倾角为3°,控制排屑方向,不使切屑划伤已加工表面。第五,刀尖处磨有圆弧过渡刃,增加刀尖强度,改善散热条件。第六,负倒棱的宽度为0.15～0.20毫米,倾斜角为-20°(和前角的绝对值相同),能增加刀刃强度,并使在加工时产生线状蓝色副切屑,串在主切屑的螺旋圈中同时排出,带走粘附在已加工表面上的积屑瘤,使工件取得较好的加工表面粗糙度。
2.使用条件
此刀适用于在C620、C630类车床上快速车削细长轴。当车削20～40毫米、长1～1.5米的细长轴时:粗车选择n=450～750转/分、ap=1.5～3毫米、f=0.3～0.5毫米/转;半精车选择n=600～1200转/分、ap=1～1.5毫米、f=0.3～0.5毫米/转;精车选择n=600～1200转/分、ap =0.5～0.7毫米、f=0.15～0.2毫米/转。同时,应用硫化乳化液作充分的冷却润滑。
3.使用效果
加工表面粗糙度可达到Ra≦3.2微米,工件弯曲度小于0.03/500毫米,生产效率可提高4倍左右。
4.注意事项
装刀时,刀尖应高于工件中心0.3～0.5毫米,使车刀后刀面与工件表面有微小的面接触,减小车削时的工件振动;同时使车刀后刀面能对工件起微量定位挤压作用,以减低加工表面粗糙度值。装刀时,车刀刀尖应向左偏2°左右,使车削时的实际主偏角相当于88°,有利于减少“扎刀”现象。
二、做好车床的调整工作
在车削细长轴时,车床本身的精度对加工质量,生产效率等有着较大的影响,因此,在一般精度的车床上车削细长轴,必须重视车床的调整工作,为顺利加工打好基础。
1.调整尾座位置,使工件轴线与床身导轨平行
调整时,车床卡盘夹住一根与工件长度相接近的试棒,试棒的另一端由顶针支承,移动大拖板,利用放在拖板上的百分表,使其触头触在试棒上面,测出在试棒两端位置上百分表读数误差,接着就可用厚度等于百分表读数差值的窄条垫片(如薄铜片、薄纸片等),垫入尾座和床身导轨的接触面之间,进行调整。垫的位置按误差所在部位确定,如果靠车头一端低,垫片应垫在尾座的后端;如果靠尾座一端低,则应垫在尾座的前端,使车削时工件轴线在垂直方向上与床身导轨基本平行。然后,把百分表触头触在试棒的侧面,移动大拖板,测出在试棒两端位置上的百分表读数误差,再根据误差的大小和方向调整尾座的横向位置(当误差较小时,也可在顶针锥柄和尾座心轴锥孔的接触面一侧垫进适当的薄纸片来进行调整),使车削时工件轴线在水平方向上与床身导轨平行。
2.调整大、中、小拖板塞铁的间隙
这里需要注意的是调整中拖板塞铁的间隙,使中拖板在车削过程中稳定、可靠,防止“扎刀”,且能轻便、精确地控制切削深度,方便操作。
三、使用改进过的跟刀架
跟刀架在细长轴加工过程中是一个主要辅件,使用跟刀架是防止工件弯曲变形的重要措施。在快速车削细长轴时,所用的跟刀架需达到以下几点要求:第一,跟刀架的各个爪柱应互相垂直。在加工细长轴外圆时,使用上、侧两爪柱;在加工长丝杆时,三个爪柱都用,并要求它们的轴线在垂直于工件轴线的同一个平面内,而且都通过工件中心,使跟刀架爪脚与工件的接触位置正确,支承平稳。第二,跟刀架各爪柱与跟刀架上各相应孔的配合要求精确,其间隙宜在0.02～0.03毫米左右,同时要求起锁紧爪柱作用的紧固螺钉顶端与爪柱上的长槽接触良好,使调整跟刀架爪柱时方便、可靠。第三,跟刀架爪柱申出跟刀架体的长度不要大于35毫米,爪柱与爪脚的配合要紧密,使爪脚在车削过程中,支承稳定,不发生摇动。第四,跟刀架爪脚材料不适宜选用铜类或钢类,一般应选用HT20-40铸铁,它的特点是耐磨性强,能保证加工精度。同时,不会研伤工件表面,加工表面粗糙度较好。当加工的细长轴材料为铜、不锈钢或30号钢以下的低碳钢时,则爪脚应选用胶木材料。第五,爪脚和工件的接触面要求在工件轴线方向上有30～35毫米宽,并要求爪脚在该方向上的两端不带有倾角;在工件径向方向上则要求接触面成弧形,使车削时爪脚和工件接触良好、稳定,因此在车削前,要对跟刀架脚的支承面进行修整,即对爪脚进行预磨损。
四、采用有效的加工方法和合理的加工步骤
下面以车削材料为45号钢(经正火处理或调质处理)、直径为20毫米(毛坯直径为28毫米或30毫米)、长度为1200毫米的细长轴为例,进行叙述。
首先,工件以一端夹持,另一端用中心架支承的方法,车平端面和车出“夹头档”(即调头后,受卡盘夹持的部分),“夹头档”的直径约22毫米,长度要求为8～10毫米;接着将工件调头,以相同的装夹、支承方法,车对总长和钻好中心孔;而后采用活顶针支承、顶针的顶紧力不能太大,只要使顶针尖能随着工件作稳定的旋转再稍微顶紧一点即可。这样再按前面所述的内容装好快速车削细长轴的车刀,修整好跟刀架脚的支承面,准备好充分的硫化乳化液,调整好切削用量,移动小拖板使车刀主切削刃在爪脚侧面前0.5～2毫米左右,即可开始进行粗车。粗车时,采用反走刀车削法,在车到“切”入工件后,就要做好跟刀架脚的调整准备工作,使爪脚的支承面尽量靠近工件的已加工表面。当所车处的轴向长度能容纳爪脚时,即迅速、正确地调整跟刀架外侧和上侧的两个脚,使它们和工件接触,而又不影响此时车削的工件直径大小。在车削中,由于一般车床床身导轨的磨损不很均匀,工件的加工轴线和床身导轨之间会有局部的不平行,使跟刀架脚对工件的支承力大小发生变化,而影响到顺利切削和加工精度。因此,在一般精度的车床上车削细长轴时,宜根据事先通过检查、测量得出床身各段导轨的磨损情况,来调整跟刀架上面一个爪脚的支承紧松,达到顺利车削和保证加工精度的目的(必须注意:在车削中,跟刀架外侧的一个脚一般是不能调整的,否则会出现更大的加工缺陷)。
为了减小工件的弯曲变形,在车削中,每车好一刀后,要进行中心孔的“找正”工作,即在停车后,用手托住工件右端(防止因工件自重而产生下垂现象),随后松开顶针,以慢车速(一般在12转/分以下)让工件回转,检查工件中心孔是否对准尾座的顶针尖;如果没有对准,则需按中心孔偏离的大小和方向,用木锤或手轻轻拍击工件,进行校正。一般在每车好一刀后,进行一次中心孔找正工作,能够减小工件的弯曲变形。
椭圆线旋转轮廓的车削编程方法 篇12
用户宏程序是FANUC数控系统及类似产品中的特殊编程功能。所谓用户宏程序的实质是把一组实现某种功能的指令, 以子程序的形式事先存储在系统存储器中, 通过宏程序调用指令执行这一功能。
宏程序与普通程序相比较, 一般程序的程序字为常量, 一个程序只能描述一个几何形状, 所以缺乏灵活性和适用性。而用户宏程序本体中可以使用变量进行编程, 还可以用宏指令对这些变量进行赋值、运算等处理, 从而可以使用宏程序执行一些有规律变化的动作, 如在钻孔循环、椭圆球、四棱台、椭圆台等加工中, 用户应能根据工况确定切削参数, 一般程序不能达到, 在进行自动测量时人或机床要对测量数据进行处理, 这些数据存储在变量中, 一般程序是不能处理的。
应用宏程序变量编程, 对可以用函数公式描述的工件轮廓或曲面进行数控加工, 是现代数控系统一个重要的新功能和新方法, 也是近些年来全国各级数控技能大赛实操考试主要考核点之一。在今年的选拔赛中, 除了有公式曲线之外, 还增加了坐标轴的旋转, 很多选手没有做出来, 而是以圆弧代替此段曲线。赛后, 本人思考了很长一段时间, 故成此文, 希望为广大数控专业爱好者提供参考。
下面以椭圆线旋转轮廓的车削编程方法为例对此问题说明。
2 零件特点以及相关数学知识
2.1 零件特点
如图1示零件, 右侧是旋转的椭圆线。
2.2 相关数学知识
(1) 椭圆的曲线方程 (直角坐标系)
普通方程:
参数方程:Z=acost X=bsint
(2) 坐标轴旋转α后, 函数之间的关系
3 实例
如图1所示的零件, 椭圆线旋转30°后构成的曲线, 该椭圆的长半轴为30mm, 短半轴为20mm。并且椭圆中心向Z轴负方向偏了26.19mm。
注意:以下两种方法所涉及的计算数据, 均可以在绘图软件的帮助下查询得到相应数值。
3.1 方法1用普通方程编程序
涉及的计算如图2所示。
(1) 未旋转时椭圆线的起点坐标 (X1、Z1) 。
解此方程得到X1=13.093, Z1=22.678
(2) 未旋转时椭圆线的终点坐标 (X2、Z2) 。
解此方程得到X2=6.808, Z2=-28.209
(3) cos30°=0.866, sin30°=0.5。
参考程序:
3.2 方法2用参数方程编程序
涉及的计算如图3所示。
(1) 未旋转时椭圆线的起点参数t1。
解得t1=40.893°
(2) 未旋转时椭圆线的终点参数t2。
解得t2=160.1°
参考程序:
4 结语
随着我国工业的发展, 数控机床的使用也越来越广泛, 尤其是加工一些复杂的零件, 普通机床无法加工。宏程序的应用可以大大降低工件的加工时间, 从而提高生产效率, 大大节约了劳动力。
摘要：用户宏程序是FANUC数控系统及类似产品中的特殊编程功能。文中主要介绍了使用宏程序处理椭圆曲线在经过坐标变化后的数控车削程序处理方法, 进而为处理其他类似情况提供了参考意见。