成形表面回转体零件靠模仿形车削技术- .pdf

圈 成形表面回转体零件靠模 仿形车削技术 杭州东华链条集团有限公司 浙江3 1 0 0 2 1 叶俊勇虞婕华韩冬明 生产中常会遇到各类成形表面回转体零件的加工 如操作手柄 鼓形滚轮 圆球面滚轮 圆球杆 圆槽滑 轮等 如图 1 所示 对于较高精度要求的零件生产过程 中会遇到一系列的问题 本文探讨成形回转体表面各种加工方法 重点分析 靠模仿形车削工艺系统的技术要点 三兮 a 操作手柄 b 球头操作手柄 目 c 鼓形滚轮 d 球面滚轮 e 圆凹面滑轮 图 1 常见成形表面回转体零件 1 成形表面回转体零件加工方法 成形表面回转体零件加工方法比较多 根据不同的 生产批量 工艺设备条件 选用不同的加工方法 常见 加工方法如下 1 单件小批量生产时 用数控车床加工 具有较 高的精度和生产柔性 更换品种迅速 但成本较高 2 用专用仿形车床加工 适用于大批量生产 但 很多企业没有专用仿形车床 受设备条件限制 3 在卧式车床上利用靠模仿形法车削 此方法各 种资料上介绍很多 方法简单 使用也很广泛 只要有 卧式车床即可实现 4 对于两端面直径相等的标准圆球面 也可在铣 床上加工 利用分度头夹持心棒和工件 使用自制专用 球面铣刀切削 其加工照片如图2 所示 球面铣削专用刀具制造 刀具尺寸的计算和调整 标注如图3 所示 刀具尺寸可按下式计算 d 式中 球面半径 D 圆球端面直径 工件装夹与找正 先用 心棒装夹工件 1 2 棒一端用 万能分度头上的三爪 自 定心 卡盘装夹 另一端用尾座顶 尖夹持 找正心棒中心与工 作台导轨平行 刀具中心与圆球中心找 正 在刀具中心装上找 正锥销 找正后取出 如图4所示 铣削方法 以在立 铣上铣削球面为例 用 垂向进给调 整背吃刀 量 转动分度手柄带动 工件转动进行切割 工 件每转一周调整背吃刀 量一次 转动 分度 手柄 时 转速 应均 匀 铣 削完最 后一 刀时 应 先降 下工 作台 再停 止摇 动 工件 以免啃伤工 一 图2 球面铣削 J d o f 图3 球面铣削刀具简图 参磊 工冷 加 工 呈 笙 箜 塑幽 WWW met al wor king T 9 50 com 铰链定位销联接 在车削过程中拉杆另一端绕固定的圆 柱定位销转动 转动半径为零件圆弧半径 大滑板在车 床导轨上纵向进给时 车刀刀尖跟随刀架在 T 形滑块上 横向移动 运动合成使刀尖做圆弧轨迹运动 2 仿形法车加工工艺系统原理 使用靠模 在车床床身上安装靠模托架 用于固定 靠模板 将中滑板丝杆卸去 在中滑板上安装联接板和 滚轴 轴承 滚轮与靠模靠紧方法 一是使用单面轨 迹靠模 用拉簧使滚轮压紧靠模 如图5 所示 二是用 刚性双面轨迹靠模 不用拉簧 刀具进退由靠模的两面 强制实现 如图6所示 应取下两定位销 3 轨迹靠模仿形车削 工艺系统技术要点分析 由于弹簧具有 良好的 伸缩性 切深 量较大时 容易产生让刀 稳定性不 好 表面容易产生波浪形 适宜于车削余量小 工件 小的场合 由于不能用大 切深量 生产 效率不高 但工人操作阻力小 拉簧 拉力大的调节很关键 以加工图 7所示标准 圆球滚子为例 该滚子是 我集团某钢厂 P 6 0 0输送链 条零件 通过多次工艺试 验和改进 总结出如下要 点 1 刚性双面轨迹靠 模工艺系统 由于刚性好 可以用较 大的切 削用量 图5 单面轨迹靠模系统 图6 靠模与滚轮对中 表面不会产生明显让刀 波浪形 适用于加工较大工 件和较多加工余量的工件 生产效率很高 成形表面形 状精度较高 而表面粗糙度值较低 2 车床滑板架刚性要好 尤其中滑板导轨间隙一 定要小 方法为调整中滑板塞铁 用力左右摇摆中滑板 没有明显间隙 而刀架能横向移动即可 因为靠模表面对滑板 刀尖 的作用力方向 始终 是向着轨迹靠模表面法向 会随着靠模表面形状发生改 2 0 1 0 年第 9期 www m et a l wo r k ing1 9 50 c om 参磊 工冷 加 工 变 导致刀尖轨迹变化 产生形状加工误差 3 靠模系统 刀 具设计制造要点 靠模 和联接板分别设计有安 装两定位销孔 线切割 加工时以基准面 A打百 分表与导轨平行度控制 在 0 0 2 m m 以内 将 靠 模和安装定位销孔一次 割出 将轨迹槽双面与 图7 P 6 0 0 链条滚子 滚轮 球轴承 配件间隙0 O l m m以内 线切割进给速 度要尽量小 降低槽面表面粗糙度值 如图 8 所示 刀具轴向对刀样板 及刀具设计 采用 6 0 螺纹车刀 刀具 主副 偏角必须要大 否则可 能与工件表面摩擦 对刀样板采用薄钢板线 切割加工 保证 6 0 对 刀槽与 6 0 凹槽对称度 较好 4 靠 模 刀 具 安装及对中 靠模安装 在托架上 以 面打表 与车床导轨平行度控制 在 0 0 1 m m以内 锁紧 螺钉将靠模固定在托架 上 靠模与 滚轮 联 接板 刀具与工件对 中 经试验 没有经仔 细对中时 车加工后两 端直径相差很大 甚至 可达 4 5 m m a 靠模 月 1 f c 对刀样板 图8 靠模与滚轮对中方法为 将联接板与靠模用两支定 位销定位 确保滚轮 轴承 中心与 R 4 5 m m轴向对称 中心在一条线上 锁紧联接板螺钉 如图6 所示 此时 将刀具 刀尖 与工件轴向对中 方法为 将对刀 对 中 样板卡在工件上 样板 与工件 中心等 藏 舷 国圜 用立式铣床加工零件 凹圆弧面 许昌烟草机械有限责任公司 河南4 6 1 0 0 0 王俊杰 在机械加工中 经常会遇到一些凹圆弧面的加工 常规的加工方法有两种 一种是在卧式镗床上加工 但 对于长度较长的零件 由于镗刀杆长度的限制 加工的 有效长度可能不够 另一种方法是在加工中心上用球刀 分层铣 但对于一些表面粗糙度值要求较低的零件 由 于分层铣削采用的是刀具直线逼近的方式 零件的表面 粗糙度可能会达不到 要 求 现 有 一 种 零 件 如 图 1 所示 圆 弧面长 2 5 5 m m 表面 粗糙度值 R 1 6 p a n 圆 度 要 求 不 高 一 1 图1 高 调整车刀切削刃与样板对中 当轴向调节量大时 松开三爪 轴向调节位置至要求 如图9 所示 取下对刀样板和靠模 联接板 上的定位销 通过上述严格对 中 车削后的工件两端面直径 相差小于 0 2 mm 完成满 足滚轮设计要求 5 由于生产批量较 大 先将工件表面余量在 前工序车去 仿形车只需 粗 精车两道即可完成 4 结语 图9 刀 具与工件对中 成形表面回转零件加 工有很多方法 尤其球面加工方法更层出不穷 靠模仿 形法车加工工艺装备简单 适应性强精细调整机床 认 真制造和安装靠模 刀具系统 可获得满意的成形表面 加工效果 有较高的技术经济性 一般机械制造企业都 可实现 MW 收稿日期 2 0 1 0 0 1 0 5 t 9 0 m m自由公差 采用普通立式铣床转主轴角度的 方式 很好地完成了加工 1 理论分析 普通立式铣床在主轴转过一定角度 0 4 5 后 沿机床的 轴方向水平看 刀具在 X Y 平面的投影为椭 圆形 如果把椭圆微分成多个小段 每 d 段都可以近 似看作是圆弧 根据这一原理 通过调整机床主轴和工 作台面的夹角 同时改变刀具的直径 总可以找到与所 加工面半径接近的轨迹 2 加工过程 用三维软件 S o l i d W o r k s 或 P r o E等 通过调整刀 具平面与工件平面的夹角 本例为 4 5 改变刀具的 直径 本例为7 0 m m 找出一个沿 轴水平方向看最 接近所加工圆弧面 b 9 0 m m 的一段轨迹 如图 2所 示 然后 用平 口 钳夹住工件两侧 用刀具找出 b 9 0 m m 圆弧的中心方向位置 每次切深 0 2 0 3 m m即可完成 对零件的加工 在平面 图2 3 结语 本方案很好地解决了上述两种情况的问题 并且操 作可