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基本车削工作包含哪些内容

(2013-11-04 09:45:10)
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汽车

1.车外圆
在车削加工中,外圆车削是一个基础,几乎绝大部分的工件都少不了外圆车削这道工序。车外圆时常见的方法有下列几种(图3-8)。
⑴用直头车刀车外圆:这种车刀强度较好,常用于粗车外圆。
⑵用45°弯头车刀车外圆:适用车削不带台阶的光滑轴。
⑶用主偏角为90°的偏刀车外圆:适于加工细长工件的外圆。

 

 


图3-8  车削外圆
2.车端面和台阶
圆柱体两端的平面叫做端面。由直径不同的两个圆柱体相连接的部分叫做台阶。
1)车端面
车端面常用的刀具有偏刀和弯头车刀两种。

 

 

 

(a)            (b)               (c)               (d)
图3-9  车削端面
⑴用右偏刀车端面(图3-9a)用此右偏刀车端面时,如果是由外向里进刀,则是利用副刀刃在进行切削的,故切削不顺利,表面也车不细,车刀嵌在中间,使切削力向里,因此车刀容易扎入工件而形成凹面;用左偏刀由外向中心车端面(图3-9b),主切削刃切削,切削条件有所改善;用右偏刀由中心向外车削端面时(图3-9c),由于是利用主切削刃在进行切削,所以切削顺利,也不易产生凹面。
⑵用弯头刀车端面(图3-9d),以主切削刃进行切削则很顺利,如果再提高转速也可车出粗糙度较细的表面。弯头车刀的刀尖角等于90°,刀尖强度要比偏刀大,不仅用于车端面,还可车外圆和倒角等工件。
2)车台阶
⑴低台阶车削方法 较低的台阶面可用偏刀在车外圆时一次走刀同时车出,车刀的主切削刃要垂直于工件的轴线(图3-10a),可用角尺对刀或以车好的端面来对刀(图3-10b),使主切削刃和端面贴平。

 

 

(a)                               (b)
图3-10  车低台阶
⑵高台阶车削方法 车削高于5mm台阶的工件,因肩部过宽,车削时会引起振动。

 

 

 


图3-11  车高台阶
因此高台阶工件可先用外圆车刀把台阶车成大致形状,然后将偏刀的主切削刃装得与工件端面有5°左右的间隙,分层进行切削(图3-11),但最后一刀必须用横走刀完成,否则会使车出的台阶偏斜。
为使台阶长度符合要求,可用刀尖预先刻出线痕,以此作为加工界限。
3.切断和车外沟槽
在车削加工中,经常需要把太长的原材料切成一段一段的毛坯,然后再进行加工,也有一些工件在车好以后,再从原材料上切下来,这种加工方法叫切断。
有时工件,为了车螺纹或磨削时退刀的需要,在靠近阶台处车出各种不同的沟槽。
1)切断刀的安装
⑴刀尖必须与工件轴线等高,否则不仅不能把工件切下来,而且很容易使切断刀折断(图3-12)。
⑵切断刀和切槽刀必须与工件轴线垂直,否则车刀的副切削刃与工件两侧面产生磨擦(图3-13)。
⑶切断刀的底平面必须平直,否则会引起副后角的变化,在切断时切刀的某一副后刀面会与工件强烈磨擦。

 

 

(a)            (b)
图3-12  切断刀尖须与工件中心同高         图3-13  切槽刀的正确位置
a)刀尖过低易被压断  b)刀尖过高不易切削
2)切断的方法
⑴切断直径小于主轴孔的棒料时,可把棒料插在主轴孔中,并用卡盘夹住,切断刀离卡盘的距离应小于工件的直径,否则容易引起振动或将工件抬起来而损坏车刀。如图3-14所示。
⑵切断在两顶尖或一端卡盘夹住,另一端用顶尖顶住的工件时,不可将工件完全切断。
3)切断时应注意的事项
⑴切断刀本身的强度很差,很容易折
断,所以操作时要特别小心。
⑵应采用较低的切削速度,较小的进
给量。
⑶调整好车床主轴和刀架滑动部分的
间隙。
⑷切断时还应充分使用冷却液,使排
屑顺利。
⑸快切断时还必须放慢进给速度。                图3-14  切断

4)车外沟槽的方法
⑴车削宽度不大的沟槽,可用刀头宽度等于槽宽的切槽刀一刀车出。
⑵在车削较宽的沟槽时,应先用外圆车刀的刀尖在工件上刻两条线,把沟槽的宽度和位置确定下来,然后用切槽刀在两条线之间进行粗车,但这时必须在槽的两侧面和槽的底部留下精车余量,最后根据槽宽和槽底进行精车。
4.钻孔和镗孔
在车床上加工圆柱孔时,可以用钻头、扩孔钻、铰刀和镗刀进行钻孔、扩孔、铰孔和镗孔工作。
1)钻孔、扩孔和铰孔
在实体材料上加工出孔的工作叫做钻孔,在车床上钻孔(图3-15),把工件装夹在卡盘上,钻头安装在尾架套筒锥孔内,钻孔前先车平端面,并定出一个中心凹坑,调整好尾架位置并紧固于床身上,然后开动车床,摇动尾架手柄使钻头慢慢进给,注意经常退出钻头,排出切屑。钻钢料要不断注入冷却液。钻孔进给不能过猛,以免折断钻头,一般钻头越小,进给量也越小,但切削速度可加大。钻大孔时,进给量可大些,但切削速度应放慢。当孔将钻穿时,因横刃不参加切削,应减小进给量,否则容易损坏钻头。孔钻通后应把钻头退出后再停车。钻孔的精度较低、表面粗糙,多用于对孔的粗加工。

 

 

 

 

图3-15  在车床上钻孔
扩孔常用于铰孔前或磨孔前的预加工,常使用扩孔钻作为钻孔后的预精加工。
为了提高孔的精度和降低表面粗糙度,常用铰刀对钻孔或扩孔后的工件 再进行精加工。
在车床上加工直径较小,而精度要求较高和表面粗糙度要求较细的孔,通常采用钻、扩、铰的加工工艺来进行。
2)镗孔
镗孔是对钻出、铸出或锻出的孔的进一步加工(图3-16),以达到图纸上精度等技术要求。在车床上镗孔要比车外圆困难,因镗杆直径比外圆车刀细得多,而且伸出很长,因此往往因刀杆刚性不足而引起振动,所以切深和进给量都要比车外圆时小些,切削速度也要小10~20%。镗不通孔时,由于排屑困难,所以进给量应更小些。
镗孔刀尽可能选择粗壮的刀杆,刀杆装在刀架上时伸出的长度只要略等于孔的深度即可,这样可减少因刀杆太细而引起的振动。装刀时,刀杆中心线必须与进给方向平行,刀尖应对准中心,精镗或镗小孔时可略为装高一些。
粗镗和精镗时,应采用试切法调整切深。为了防止因刀杆细长而让刀所造成的锥度。当孔径接近最后尺寸时,应用很小的切深重复镗削几次,消除锥度。另外,在镗孔时一定要注意,手柄转动方向与车外圆时相反。

 

 


(a)                    (b)                      (c)
图3-16  镗孔
a) 镗通孔  b)镗盲孔  c)切内槽
5.车圆锥面
圆锥面具有配合紧密、定位准确、装卸方便等优点,并且即使发生磨损,仍能保持精密地定心和配合作用,因此圆锥面应用广泛。
圆锥分为外圆锥(圆锥体)和内圆锥(圆锥孔)两种。
圆锥体大端直径:

圆锥体小端直径:

式中  D----- -圆锥体大端直径;
      d------ 圆锥体小端直径;
       ------ 锥体部分长度;
      a------ 斜角;
     2a------ 锥角。
锥度:
      
斜度:
     

式中  C------ 锥度;
      M----- 斜度
圆锥面的车削方法有很多种,如转动小刀架车圆锥(图3-17)、偏移尾架法(图3-18)、利用靠模法和样板刀法等,现仅介绍转动小刀架车圆锥。

 

 

 


图3-17  转动小刀架法车锥面                       图3-18  偏移尾座车锥面
车削长度较短和锥度较大的圆锥体和圆锥孔时常采用转动小刀架,这种方法操作简单,能保证一定的加工精度,所以应用广泛。车床上小刀架转动的角度就是斜角a。将小拖板转盘上的螺母松开,与基准零线对齐,然后固定转盘上的螺母,摇动小刀架手柄开始车削,使车刀沿着锥面母线移动,即可车出所需要的圆锥面。这种方法的优点是能车出整锥体和圆锥孔,能车角度很大的工件,但只能用手动进刀,劳动强度较大,表面粗糙度也难以控制,且由于受小刀架行程限制,因此只能加工锥面不长的工件。
6.车特形面
有些机器零件,如手柄、手轮、圆
球、凸轮等,它们不象圆柱面、圆锥面
那样母线是一条直线,而是一条曲线,
这样的零件表面叫做特形面。
在车床上加工特形面的方法有双手
控制法、用样板刀法和用靠模板法等。
所谓双手控制法,就是左手摇动中
刀架手柄,右手摇动小刀架手柄,两手
配合,使刀尖所走过的轨迹与所需的特
形面的曲线相同。在操作时,左右摇动
手柄要熟练,配合要协调,最好先做           图3-19  用圆头刀车削成形面
个样板,对照它来进行车削。如图3-19
所示。当车好以后,如果表面粗糙度达不到要求,可用砂布或锉刀进行抛光。双手控制法的优点是不需要其它附加设备,缺点是不容易将工件车得很光整,需要较高的操作技术,生产率也很低。

 

 

 

 

图3-20  用成形车刀车成形面                      图3-21  用靠板车成形面
2) 用成形刀车成形面,如图3-20所示。要求刀刃形状与工件表面吻合,装刀时刃口要与工件轴线等高。由于车刀和工件接触面积大,容易引起振动,因此需要采用小切削量,只作横向进给,且要有良好润滑条件。此法操作方便,生产率高,且能获得精确的表面形状。但由于受工件表面形状和尺寸的限制,且刀具制造、刃磨较困难,因此只在成批生产较短成形面的零件时采用。
3) 用靠模车成形面,如图3-21所示。车削成形面的原理和靠模车削圆锥面相同。加工时,只要把滑板换成滚柱,把锥度靠模板换成带有所需曲线的靠模板即可。此法加工工件尺寸不受限制,可采用机动进给,生产效率高,加工精度高,广泛用于成批量生产中。
7.车螺纹
螺纹的加工方法很多种,在专业生产中,广泛采用滚丝、轧丝及搓丝等一系列先进工艺,但在一般机械厂,尤其在机修工作中,通常采用车削方法加工。
现介绍三角形螺纹的车削。
1)螺纹车刀的角度和安装 螺纹车刀的刀尖角直接决定螺纹的牙形角(螺纹一个牙两侧之间的夹角),对公制螺纹其牙形角为60°,它对保证螺纹精度有很大的关系。螺纹车刀的前角对牙形角影响较大(图3-19),如果车刀的前角大于或小于零度时,所车出螺纹牙形角会大于车刀的刀尖角,前角越大,牙形角的误差也就越大。精度要求较高的螺纹,常取前角为零度。粗车螺纹时为改善切削条件,可取正前角的螺纹车刀。
安装螺纹车刀时,应使刀尖与工件轴线等高,否则会影响螺纹的截面形状,并且刀尖的平分线要与工件轴线垂直。如果车刀装得左右歪斜,车出来的牙形就会偏左或偏右。为了使车刀安装正确,可采用样板对刀(图3-20)。

 

 


图3-19  三角螺纹车刀                   图3-20  用对刀样板对刀
2)螺纹的车削方法 车螺纹前要做好准备工作,首先把工件的螺纹外圆直径按要求车好(比规定要求应小于0.1~0.2mm),然后在螺纹的长度上车一条标记,作为退刀标记,最后将端面处倒角,装夹好螺纹车刀。其次调整好车床,为了在车床上车出螺纹,必须使车刀在主轴每转一周得到一个等于螺距大小的纵向移动量,因此刀架是用开合螺母通过丝杆来带动的,只要选用不同的配换齿轮或改变进给箱手柄位置,即可改变丝杆的转速,从而车出不同螺距的螺纹。一般车床都有完善的进给箱和挂轮箱,车削标准螺纹时,可以从车床的螺距指示牌中,找出进给箱各操纵手柄应放的位置进行调整。车床调整好后,选择较低的主轴转速,开动车床,合上开合螺母,开正反车数次后,检查丝杆与开合螺母的工作状态是否正常,为使刀具移动较平稳,需消除车床各拖板间隙及丝杆螺母的间隙。车外螺纹操作步骤如图3-21所示。

 

 

(a)                        (b)                      (c)

 

(d)                        (e)                      (f)
图3-21  车外螺操作步骤
1. 开车,使车刀与工件轻微接触,记下刻度盘读数,向右退出车刀(图3-21a),
2. 合上开合螺母,在工件表面工车出一条螺旋线,横向退出车刀,停车(图3-21b)。
3. 开反车使车刀退到工件右端,停车,用钢直尺检查螺距是否正确(图1c)。
4. 利用刻度盘调整切削深度,开车切削(图3-21d)。
5. 车刀将至行程终了时,应做好退刀停车准备,先快速退出车刀,开反车退回刀架(图3-21e)。
6. 再次横向切入,继续切削,其切削过程的路线如图3-21f所示。
在车削时,有时出现乱扣。所谓乱扣就是在第二刀时不是在第一刀的螺纹槽内。为了避免乱扣,可用丝杆螺距除以工件螺距即P/T,若比值为N且为整数倍时,就不会乱扣。若不为整数,就会乱扣。因此在加工前应首先确定是否乱扣,如果不乱扣就可以采用提闸(提开合螺母)的加工方法,即在第一条螺纹槽车好以后,退刀提闸,然后用手将大拖板摇回螺纹头部,再合上开合螺母车第二刀,直至螺纹车好为止。若经计算会产生乱扣时,为避免乱扣,在车削过程和退刀时,应始终保持主轴至刀架的传动系统不变,如中途需拆下刀具刃磨,磨好后应重新对刀。对刀必须在合上开合螺母使刀架移到工件的中间停车进行。此时移动刀架使车刀切削刃与螺纹槽相吻合且工件与主轴的相对位置不能改变。
螺纹车削的特点是刀架纵向移动比较快,因此操作时既要胆大心细,又要思想集中,动作迅速协调。车削螺纹的方法有直进切削法和左右切削法两种。现介绍直进切削法。
直进切削法,是在车削螺纹时车刀的左右两侧都参加切削,每次加深吃刀时,只由中刀架作横向进给,直至把螺纹工件车好为止。这种方法操作简单,能保证牙形清晰,且车刀两侧刃所受的轴向切削分力有所抵消。但用这种方法车削时,排出的切屑会绕在一起,造成排屑困难。如果进给量过大,还会产生扎刀现象,把车刀敲坏,把牙形表面去掉一块。由于车刀的受热和受力情况严重,刀尖容易磨损,螺纹表面粗糙度不易保证。直进切削法一般用在车削螺距较小和脆性材料的工件。
8.滚花
有些机器零件或工具,为了便于握持和外形美观,往往在工件表面上滚出各种不同的花纹,这种工艺叫滚花。这些花纹一般是在车床上用滚花刀滚压而成的。图3-22所示。花纹有直纹和网纹两种,滚花刀相应有直纹滚花刀和网纹滚花刀两种。

 

 

 

 

图3-21  在车床上滚花
滚花时,先将工件直径车到比需要的尺寸略小0.5mm左右,表面粗糙度较粗。车床转速要低一些(一般为200~300r/min)。然后将滚花刀装在刀架上,使滚花刀轮的表面与工件表面平行接触,滚花刀对着工件轴线开动车床,使工件转动。当滚花刀刚接触工件时,要用较大较猛的压力,使工件表面刻出较深的花纹,否则会把花纹滚乱。这样来回滚压几次,直到花纹滚凸出为止。在滚花过程中,应经常清除滚花刀上的铁屑,以保证滚花质量。此外由于滚花时压力大,所以工件和滚花刀必须装夹牢固,工件不可以伸出太长,如果工件太长,就要用后顶尖顶紧

 

本文出自:南京第二机床厂配件经销中心  www.njnmt2.com

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