1簡(jiǎn)介釋義
車(chē)削加工
就是在車(chē)床上,利用工件的旋轉運動(dòng)和刀具的直線(xiàn)運動(dòng)或曲線(xiàn)運動(dòng)來(lái)改變毛坯的形狀和尺寸,把它加工成符合圖紙的要求。
車(chē)削加工是在車(chē)床上利用工件相對于刀具旋轉對工件進(jìn)行切削加工的方法。車(chē)削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。車(chē)削是最基本、最常見(jiàn)的切削加工方法,在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車(chē)削適于加工回轉表面,大部分具有回轉表面的工件都可以用車(chē)削方法加工,如內外圓柱面、內外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉成形面等,所用刀具主要是車(chē)刀。
在各類(lèi)金屬切削機床中,車(chē)床是應用最廣泛的一類(lèi),約占機床總數的50%。車(chē)床既可用車(chē)刀對工件進(jìn)行車(chē)削加工,又可用鉆頭、鉸刀、絲錐和滾花刀進(jìn)行鉆孔、鉸孔、攻螺紋和滾花等操作。按工藝特點(diǎn)、布局形式和結構特性等的不同,車(chē)床可以分為臥式車(chē)床、落地車(chē)床、立式車(chē)床、轉塔車(chē)床以及仿形車(chē)床等,其中大部分為臥式車(chē)床
車(chē)削加工在機器制造行業(yè)中是使用得最為廣泛的一種,車(chē)床的數量大、人員多、加工范圍廣,使用的工具、卡具又很繁多、所以車(chē)削加工的安全技術(shù)問(wèn)題,就顯得特別重要,其重點(diǎn)工作如下:
1、切屑的傷害及防護措施。車(chē)床上加工的各種鋼料零件韌性較好,車(chē)削時(shí)所產(chǎn)生的切屑富于塑性卷曲,邊緣比較鋒利。在高速切削鋼件時(shí)會(huì )形成紅熱地、很長(cháng)的切屑,極易傷人,同時(shí)經(jīng)常纏繞在工件、車(chē)刀及刀架上,所以工作中應經(jīng)常用鐵鉤及時(shí)清理或拉斷,必要時(shí)應停車(chē)清除,但絕對不許用手去清除或拉斷。為防止切屑傷害常采取斷屑、控制切屑流向措施和加設各種防護擋板。斷屑的措施是在車(chē)刀上磨出斷屑槽或臺階;采用適當斷屑器,采用機械卡固刀具。
2、工件的裝卡。在車(chē)削加工的過(guò)程中,因工件裝卡不當而發(fā)生損壞機床、折斷或撞壞刀具以及工件掉下或飛出傷人的事故為數較多。所以,為確保車(chē)削加工的安全生產(chǎn),裝卡工件時(shí)必須格外注意。對大小、形狀各異的零件要選用合適的卡具,不論三爪、四爪卡盤(pán)或專(zhuān)用卡具和主軸的聯(lián)接必須穩固可靠。對工件要卡正、卡緊,大工件卡緊可用套管,保證工件高速旋轉并切削受力時(shí),不移位、不脫落和不甩出。必要時(shí)可用頂尖、中心架等增強卡固??ňo后立即取下搬手。
3、安全操作。工作前要全面檢查機床,確認良好方可使用。工件及刀具的裝卡保證位置正確、牢固可靠。加工過(guò)程中,更換刀具、裝卸工件及測量工件時(shí),必須停車(chē)。工件在旋轉時(shí)不得用手觸摸或用棉絲擦拭。要適當選擇切削速度、進(jìn)給量和吃力深度,不許超負荷加工。床頭、刀架及床面上不得放置工件、工卡具及其他雜物。使用銼刀時(shí)要將車(chē)刀移到安全位置,右手在前,左手在后,防止衣袖卷入。機床要有專(zhuān)人負責使用和保養,其他人員不得動(dòng)用。
1.合理選擇切削用量:2注意事項
數控車(chē)床加工的工藝與普通車(chē)床的加工工藝類(lèi)似,但由于數控車(chē)床是一次裝夾,連續自動(dòng)加工完成所有車(chē)削工序,因而應注意以下幾個(gè)方面。
對于高效率的金屬切削加工來(lái)說(shuō),被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著(zhù)加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。切削條件的三要素:切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著(zhù)切削速度的提高,刀尖溫度會(huì )上升,會(huì )產(chǎn)生機械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%,刀具壽命會(huì )減少1/2。進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內產(chǎn)生。但進(jìn)給量大,切削溫度上升,后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒(méi)有切削速度和進(jìn)給量大,但在微小切深切削時(shí),被切削材料產(chǎn)生硬化層,同樣會(huì )影響刀具的壽命。用戶(hù)要根據被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類(lèi)、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規則的、穩定的磨損達到壽命才是理想的條件。然而,在實(shí)際作業(yè)中,刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時(shí),需要根據實(shí)際情況進(jìn)行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來(lái)說(shuō),可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。
2.合理選擇刀具:
(1)粗車(chē)時(shí),要選強度高、耐用度好的刀具,以便滿(mǎn)足粗車(chē)時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。
(2)精車(chē)時(shí),要選精度高、耐用度好的刀具,以保證加工精度的要求。
(3)為減少換刀時(shí)間和方便對刀,應盡量采用機夾刀和機夾刀片。
3.合理選擇夾具:
(1)盡量選用通用夾具裝夾工件,避免采用專(zhuān)用夾具;
(2)零件定位基準重合,以減少定位誤差。
4.確定加工路線(xiàn):加工路線(xiàn)是指數控機床加工過(guò)程中,刀具相對零件的運動(dòng)軌跡和方向。
(1)應能保證加工精度和表面粗糙要求;
(2)應盡量縮短加工路線(xiàn),減少刀具空行程時(shí)間。
5.加工路線(xiàn)與加工余量的聯(lián)系:
目前,在數控車(chē)床還未達到普及使用的條件下,一般應把毛坯上過(guò)多的余量,特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車(chē)床上加工。如必須用數控車(chē)床加工時(shí),則需注意程序的靈活安排。
6.夾具安裝要點(diǎn):
目前液壓卡盤(pán)和液壓夾緊油缸的連接是*拉桿實(shí)現的,液壓卡盤(pán)夾緊要點(diǎn)如下:首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽,卸下拉管,并從主軸后端抽出,再用搬手卸下卡盤(pán)固定螺釘,即可卸下卡盤(pán)
車(chē)削加工通用工藝守則(JB/T9168.2-1998)
1) 車(chē)刀刀桿伸出刀架不宜太長(cháng),一般長(cháng)度不應超出刀桿高度的1.5倍(車(chē)孔、槽等除外)
2) 車(chē)刀刀桿中心線(xiàn)應與走刀方向垂直或平行。
3) 刀尖高度的調整: (1) 車(chē)端面、車(chē)圓錐面、車(chē)螺紋、車(chē)成形面及切斷實(shí)心工件時(shí),刀尖一般應與工件軸線(xiàn)等高。 (2) 粗車(chē)外圓、精車(chē)孔、刀尖一般應比工件軸線(xiàn)稍高。 (3) 車(chē)細長(cháng)軸、粗車(chē)孔、切斷空心工件時(shí),刀尖一般應比工件軸線(xiàn)稍低。
4) 螺紋車(chē)刀刀尖角的平分線(xiàn)應與工件軸線(xiàn)垂直。
5) 裝夾車(chē)刀時(shí),刀桿下面的墊片要少而平,壓緊車(chē)刀的螺釘要旋緊。
1) 用三爪自定心卡盤(pán)裝夾工件進(jìn)行粗車(chē)或精車(chē)時(shí),若工件直徑小于30㎜,其懸伸長(cháng)度應不大于直徑的5倍,若工件直徑大于30㎜,其懸伸長(cháng)度應不大于直徑的3倍。 2) 用四爪單動(dòng)卡盤(pán)、花盤(pán),角鐵(彎板)等裝夾不規則偏重工件時(shí),必須加配重。 3) 在頂尖間加工軸類(lèi)工件時(shí),車(chē)削前要調整尾座頂尖軸線(xiàn)與車(chē)床主軸軸線(xiàn)重合。 4) 在兩頂尖間加工細長(cháng)軸時(shí),應使用跟刀架或中心架。在加工過(guò)程中要注意調整頂尖的頂緊力,死頂尖和中心架應注意潤滑。 5) 使用尾座時(shí),套筒盡量伸出短些,以減少振動(dòng)。 6) 在立車(chē)上裝夾支承面小、高度高的工件時(shí),應使用加高的卡爪,并在適當的部位加拉桿或壓板壓緊工件。 7) 車(chē)削輪類(lèi)、套類(lèi)鑄鍛件時(shí),應按不加工的表面找正,以保證加工后工件壁厚均勻。 1) 車(chē)削臺階軸時(shí),為了保證車(chē)削時(shí)的剛性,一般應先車(chē)直徑較大的部分,后車(chē)直徑較小的部分。 2) 在軸得工件上切槽時(shí),應在精車(chē)之前進(jìn)行,以防止工件變形。 3) 精車(chē)帶螺紋的軸時(shí),一般應在螺紋加工之后再精車(chē)無(wú)螺紋部分。 4) 鉆孔前,應將工件端面車(chē)平。必要時(shí)應先打中心孔。 5) 鉆深孔時(shí),一般先鉆導向孔。 6) 車(chē)削(Φ10—Φ20)㎜的孔時(shí),刀桿的直徑應為被加工孔徑0.6—0.7倍;加工直徑大于Φ20㎜的孔時(shí),一般應采用裝夾刀頭的刀桿。 7) 車(chē)削多頭螺紋或多頭蝸桿時(shí),調整好交換齒輪后要進(jìn)行試切。 8) 使用自動(dòng)車(chē)床時(shí),要按機床調整卡片進(jìn)行刀具與工件相對位置的調整,調好后要進(jìn)行試車(chē)削,首件合格后方可加工;加工過(guò)程中隨時(shí)注意刀具的磨損及工件尺寸與表面粗糙度。 9) 在立式車(chē)床上車(chē)削時(shí),當刀架調整好后,不得隨意移動(dòng)橫梁。 10) 當工件的有關(guān)表面有位置公差要求時(shí),盡量在一次裝夾中完成車(chē)削。 11) 車(chē)削圓柱齒輪齒坯時(shí),孔與基準端面必須在一次裝夾中加工。必要時(shí)應在該端面的齒輪分度圓附近車(chē)出標記線(xiàn)。
誤差補償的基本定義是人為地造出一種新的誤差去抵消或大大減弱當前成為問(wèn)題的原始誤差,通過(guò)分析、統計、歸納及掌握原始誤差的特點(diǎn)和規律,建立誤差數學(xué)模型,盡量使人為造成的誤差和原始誤差兩者的數值相等、方向相反,從而減少加工誤差,提高零件尺寸精度。 最早的誤差補償是通過(guò)硬件實(shí)現的。硬件補償屬機械式固定補償,在機床誤差發(fā)生變化時(shí)要改變補償量必須重新制作零部件、校正尺或重新調整補償機構。硬件補償又有不能解決隨機性誤差、缺乏柔性的缺點(diǎn)。近來(lái)發(fā)展的軟件補償其特點(diǎn)是在對機床本身不作任何改動(dòng)的情況下,綜合運用當代各學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)和計算機控制技術(shù)來(lái)提高機床加工精度。軟件補償克服了硬件補償的許多困難和缺點(diǎn),把補償技術(shù)推向了一個(gè)新的階段。 誤差補償(技術(shù))具有兩個(gè)主要特性:科學(xué)性和工程性。 科學(xué)性誤差補償技術(shù)的迅速發(fā)展極大地豐富了精密機械設計理論、精密測量學(xué)和整個(gè)精密工程學(xué),成為這一學(xué)科的重要分支。與誤差補償相關(guān)的技術(shù)有檢測技術(shù)、傳感技術(shù)、信號處理技術(shù)、光電技術(shù)、材料技術(shù)、計算機技術(shù)以及控制技術(shù)等。作為一門(mén)新技術(shù)分支,誤差補償技術(shù)具有自己的獨立內容和特色。進(jìn)一步研究誤差補償技術(shù),使其理論化、系統化,將具有非常重要的科學(xué)意義。 工程性誤差補償技術(shù)的工程意義是非常顯著(zhù)的,它包含3層含義:一是采用誤差補償技術(shù)可以較容易地達到“硬技術(shù)”要花費很大代價(jià)才能達到的精度水平;二是采用誤差補償技術(shù),可以解決“硬技術(shù)”通常無(wú)法達到的精度水平;三是在滿(mǎn)足一定的精度要求情況下若采用誤差補償技術(shù),則可大大降低儀器和設備制造的成本,具有非常顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。誤差補償的基本定義及特性
車(chē)削加工熱誤差產(chǎn)生及分類(lèi)
隨著(zhù)對機床精度要求的進(jìn)一步提高,熱誤差在總誤差中的比重將不斷增大,機床熱變形已成為提高加工精度的主要障礙。機床熱誤差主要由馬達、軸承、傳動(dòng)件、液壓系統、環(huán)境溫度、冷卻液等機床內外熱源引起的機床部件熱變形而造成的。機床幾何誤差來(lái)自機床的制造缺陷、機床部件之間的配合誤差、機床部件的動(dòng)、靜變位等等。
綜上所述及相關(guān)參考文獻,可知車(chē)削加工誤差一般是由下列因素引起的: 機床熱變形誤差; 機床零部件和結構的幾何誤差; 切削力引起的誤差; 刀具磨損誤差; 其他誤差源,如機床軸系的伺服誤差,數控插補算法誤差等等。 提高機床精度有兩種基本方法:誤差防止法和誤差補償法。 誤差防止法是試圖通過(guò)設計和制造途徑消除或減少可能的誤差源。誤差防止法在一定程度上對于降低熱源溫升、均衡溫度場(chǎng)和減少機床熱變形是有效的。但它不可能完全消除熱變形,且花費代價(jià)是很昂貴的; 而應用熱誤差補償法則開(kāi)辟了一條提高機床精度的有效和經(jīng)濟的途徑。 車(chē)削加工誤差的研究是現代機械制造中最重要的組成部分和發(fā)展方向,并成為提高國際競爭能力的關(guān)鍵技術(shù),誤差的產(chǎn)生是多方面的,對熱誤差的分析與研究有利于提高車(chē)削精度和技術(shù)要求。 誤差補償技術(shù)能滿(mǎn)足工廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)要求的高精度、低成本,熱誤差補償技術(shù)可以修正主軸(或工件)與切削刀具之間的熱漂誤差,提高機床加工精度,降低廢品、增加生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
普通車(chē)床在強力車(chē)削大螺距螺紋時(shí),有時(shí)會(huì )出現床鞍振動(dòng),輕者使加工表面產(chǎn)生波紋,重者斷刀。而切斷時(shí),學(xué)生經(jīng)常有扎刀或斷刀現象。以上問(wèn)題產(chǎn)生的原因很多,現主要通過(guò)對刀具的受力情況分析這一側面來(lái)討論這一現象及解決方法。

我們知道:車(chē)削螺距較小的螺紋時(shí),一般采用直進(jìn)刀切削法(在垂直于工件軸線(xiàn)方向做直線(xiàn)進(jìn)刀);車(chē)削螺距較大的螺紋時(shí),為減小切削力,往往采用左右借刀切削法(通過(guò)移動(dòng)小滑板讓螺紋車(chē)刀分別用左右切削刃切削)。 車(chē)削螺紋時(shí),床鞍的移動(dòng)是由長(cháng)絲杠的轉動(dòng)帶動(dòng)開(kāi)合螺母的移動(dòng)來(lái)實(shí)現的。長(cháng)絲杠的軸承處有軸向間隙,長(cháng)絲杠與開(kāi)合螺母之間也同樣有軸向間隙。當采用左右借刀切削法強力車(chē)削右旋蝸桿用右主刀刃切削時(shí),刀具承受了工件給它的力P,(忽略切屑與前刀面的摩擦力,如圖1),把力P分解成軸向分力Px和徑向分力巧,其中軸向分力Px與刀具的進(jìn)給方向相同,刀具把這個(gè)軸向分力Px傳給了床鞍,從而推動(dòng)了床鞍向有間隙一側做快速猛烈的來(lái)回竄動(dòng),其結果是使刀具來(lái)回竄動(dòng),并使加工表面產(chǎn)生波紋,甚至斷刀。但用左主刀刃切削時(shí)就沒(méi)有這種現象,當用左主刀刃切削時(shí),刀具所承受的軸向分力Px與進(jìn)給方向相反,往消除間隙的方向運動(dòng),這時(shí)床鞍做勻速運動(dòng)。 切斷時(shí),中滑板的移動(dòng)是由中滑板絲杠的旋轉帶動(dòng)螺母的移動(dòng)來(lái)實(shí)現的,絲杠軸承處有軸向間隙,絲杠與螺母之間也有軸向間隙。在車(chē)床上切斷時(shí),刀具前刀面(帶有前角的)承受了工件給它的力P,(忽略切屑與前刀面的摩擦力,如圖2),把力P分解成力Pz和徑向分力巧,其中徑向分力巧與切斷車(chē)刀的進(jìn)給方向相同,指向工件,將刀具朝工件里推,從而會(huì )拉動(dòng)中滑板向有間隙方向竄動(dòng),使切斷刀突然扎人工件,造成扎(斷)刀或工件彎曲。 當車(chē)削螺距較大采用左右借刀切削法的螺紋時(shí),除了調整好車(chē)床有關(guān)參數外,還應調整床鞍同床身導軌之間的配合間隙,使其稍緊一些,以增大移動(dòng)時(shí)的摩擦力,減少床鞍竄動(dòng)的可能性,但這個(gè)間隙也不能調的太緊,以能平穩搖動(dòng)床鞍為宜。 調整好中滑板的間隙,盡量使間隙最??;調整好小滑板的松緊,使其稍緊一些,以防車(chē)削時(shí)車(chē)刀移位。應盡量縮短工件和刀桿伸出的長(cháng)度,盡量采用左主刀刃切削;用右主刀刃切削時(shí),要減小背吃刀量;增大右主刀刃的前角,刀刃口要直,要鋒利,以減小刀具所承受的軸向分力Px。從理論上講,右主刀刃的前角越大越好。6車(chē)刀刃磨操作口訣
常用車(chē)刀種類(lèi)和材料,砂輪的選用
常用車(chē)刀五大類(lèi),切削用途各不同,
外圓內孔和螺紋,切斷成形也常用;
車(chē)刀刃形分三種,直線(xiàn)曲線(xiàn)加復合;
車(chē)刀材料種類(lèi)多,常用碳鋼氧化鋁,
硬質(zhì)合金碳化硅,根據材料選砂輪;
砂輪顆粒分粒度,粗細不同勿亂用;
粗砂輪磨粗車(chē)刀,精車(chē)刀選細砂輪。
7車(chē)刀刃磨操作技巧與注意事項
890°、75°、45°等外圓車(chē)刀刃磨步驟
粗磨先磨主后面,桿尾向左偏主偏;
刀頭上翹 38 度,形成后角摩擦減;
接著(zhù)磨削副后面,最后刃磨前刀面;
前角前面同磨出,先粗后精順序清;
精磨首先磨前面,再磨主后副后面;
修磨刀尖圓弧時(shí),左手握住前支點(diǎn);
右手轉動(dòng)桿尾部,刀尖圓弧自然成;
面平刃直穩中求,角度正確是關(guān)鍵;
樣板角尺細檢查,經(jīng)驗豐富可目測。
來(lái)源:模具人雜志
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