1.車刀的裝夾
1) 車刀刀桿伸出刀架不宜太長(zhǎng),一般長(zhǎng)度不應(yīng)超出刀桿高度的1.5倍(車孔、槽等除外)
2) 車刀刀桿中心線應(yīng)與走刀方向垂直或平行。
3) 刀尖高度的調(diào)整:
a、車端面、車圓錐面、車螺紋、車成形面及切斷實(shí)心工件時(shí),刀尖一般應(yīng)與工件軸線等高。
b、 粗車外圓、精車孔、刀尖一般應(yīng)比工件軸線稍高。
c、車細(xì)長(zhǎng)軸、粗車孔、切斷空心工件時(shí),刀尖一般應(yīng)比工件軸線稍低。
4) 螺紋車刀刀尖角的平分線應(yīng)與工件軸線垂直。
5) 裝夾車刀時(shí),刀桿下面的墊片要少而平,壓緊車刀的螺釘要旋緊。
2.工件的裝夾
1) 用三爪自定心卡盤裝夾工件進(jìn)行粗車或精車時(shí),若工件直徑小于30㎜,其懸伸長(zhǎng)度應(yīng)不大于直徑的5倍,若工件直徑大于30㎜,其懸伸長(zhǎng)度應(yīng)不大于直徑的3倍。
2) 用四爪單動(dòng)卡盤、花盤,角鐵(彎板)等裝夾不規(guī)則偏重工件時(shí),必須加配重。
3) 在頂尖間加工軸類工件時(shí),車削前要調(diào)整尾座頂尖軸線與車床主軸軸線重合。
4) 在兩頂尖間加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),應(yīng)使用跟刀架或中心架。在加工過(guò)程中要注意調(diào)整頂尖的頂緊力,死頂尖和中心架應(yīng)注意潤(rùn)滑。
5) 使用尾座時(shí),套筒盡量伸出短些,以減少振動(dòng)。
6) 在立車上裝夾支承面小、高度高的工件時(shí),應(yīng)使用加高的卡爪,并在適當(dāng)?shù)牟课患永瓧U或壓板壓緊工件。
7) 車削輪類、套類鑄鍛件時(shí),應(yīng)按不加工的表面找正,以保證加工后工件壁厚均勻。
3.車削加工
1) 車削臺(tái)階軸時(shí),為了保證車削時(shí)的剛性,一般應(yīng)先車直徑較大的部分,后車直徑較小的部分。
2) 在軸得工件上切槽時(shí),應(yīng)在精車之前進(jìn)行,以防止工件變形。
3) 精車帶螺紋的軸時(shí),一般應(yīng)在螺紋加工之后再精車無(wú)螺紋部分。
4) 鉆孔前,應(yīng)將工件端面車平。必要時(shí)應(yīng)先打中心孔。
5) 鉆深孔時(shí),一般先鉆導(dǎo)向孔。
6) 車削(Φ10—Φ20)㎜的孔時(shí),刀桿的直徑應(yīng)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(yīng)采用裝夾刀頭的刀桿。
7) 車削多頭螺紋或多頭蝸桿時(shí),調(diào)整好交換齒輪后要進(jìn)行試切。
8) 使用自動(dòng)車床時(shí),要按機(jī)床調(diào)整卡片進(jìn)行刀具與工件相對(duì)位置的調(diào)整,調(diào)好后要進(jìn)行試車削,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) 在立式車床上車削時(shí),當(dāng)?shù)都苷{(diào)整好后,不得隨意移動(dòng)橫梁。
10) 當(dāng)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削。
11) 車削圓柱齒輪齒坯時(shí),孔與基準(zhǔn)端面必須在一次裝夾中加工。必要時(shí)應(yīng)在該端面的齒輪分度圓附近車出標(biāo)記線。
4.誤差補(bǔ)償
現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)正朝著高效率、高質(zhì)量、高精度、高集成和高智能方向發(fā)展。精密和超精密加工技術(shù)已成為現(xiàn)代機(jī)械制造中重要的組成部分和發(fā)展方向,并成為提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵技術(shù)。
車削加工誤差隨著精密加工的廣泛應(yīng)用也成為了研究的熱門課題。由于在機(jī)床的各種誤差中,熱誤差以及幾何誤差占據(jù)著絕大部分,故以減少這兩項(xiàng)誤差特別是其中的熱誤差成為了主要目標(biāo)。誤差補(bǔ)償技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展而出現(xiàn)并發(fā)展起來(lái)。由機(jī)床熱變形造成的損失是相當(dāng)大的。
故極有必要開(kāi)發(fā)能滿足工廠實(shí)際生產(chǎn)要求的高精度、低成本熱誤差補(bǔ)償系統(tǒng)來(lái)修正主軸(或工件)與切削刀具之間的熱誤差,以提高機(jī)床加工精度,降低廢品、增加生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
(1)基本定義
誤差補(bǔ)償?shù)幕径x是人為地造出一種新的誤差去抵消或大大減弱當(dāng)前成為問(wèn)題的原始誤差,通過(guò)分析、統(tǒng)計(jì)、歸納及掌握原始誤差的特點(diǎn)和規(guī)律,建立誤差數(shù)學(xué)模型,盡量使人為造成的誤差和原始誤差兩者的數(shù)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(bǔ)償是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)的。硬件補(bǔ)償屬機(jī)械式固定補(bǔ)償,在機(jī)床誤差發(fā)生變化時(shí)要改變補(bǔ)償量必須重新制作零部件、校正尺或重新調(diào)整補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。硬件補(bǔ)償又有不能解決隨機(jī)性誤差、缺乏柔性的缺點(diǎn)。近來(lái)發(fā)展的軟件補(bǔ)償其特點(diǎn)是在對(duì)機(jī)床本身不作任何改動(dòng)的情況下,綜合運(yùn)用當(dāng)代各學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)提高機(jī)床加工精度。軟件補(bǔ)償克服了硬件補(bǔ)償?shù)脑S多困難和缺點(diǎn),把補(bǔ)償技術(shù)推向了一個(gè)新的階段。
(2)特性
誤差補(bǔ)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(bǔ)償技術(shù)的迅速發(fā)展極大地豐富了精密機(jī)械設(shè)計(jì)理論、精密測(cè)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(bǔ)償相關(guān)的技術(shù)有檢測(cè)技術(shù)、傳感技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、光電技術(shù)、材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制技術(shù)等。作為一門新技術(shù)分支,誤差補(bǔ)償技術(shù)具有自己的獨(dú)立內(nèi)容和特色。進(jìn)一步研究誤差補(bǔ)償技術(shù),使其理論化、系統(tǒng)化,將具有非常重要的科學(xué)意義。
工程性誤差補(bǔ)償技術(shù)的工程意義是非常顯著的,它包含3層含義:一是采用誤差補(bǔ)償技術(shù)可以較容易地達(dá)到“硬技術(shù)”要花費(fèi)很大代價(jià)才能達(dá)到的精度水平;二是采用誤差補(bǔ)償技術(shù),可以解決“硬技術(shù)”通常無(wú)法達(dá)到的精度水平;三是在滿足一定的精度要求情況下若采用誤差補(bǔ)償技術(shù),則可大大降低儀器和設(shè)備制造的成本,具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
5.車削加工熱誤差產(chǎn)生及分類
隨著對(duì)機(jī)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(jī)床熱變形已成為提高加工精度的主要障礙。機(jī)床熱誤差主要由馬達(dá)、軸承、傳動(dòng)件、液壓系統(tǒng)、環(huán)境溫度、冷卻液等機(jī)床內(nèi)外熱源引起的機(jī)床部件熱變形而造成的。機(jī)床幾何誤差來(lái)自機(jī)床的制造缺陷、機(jī)床部件之間的配合誤差、機(jī)床部件的動(dòng)、靜變位等等。
誤差補(bǔ)償基本方法:
綜上所述可知車削加工誤差一般是由下列因素引起的:機(jī)床熱變形誤差;機(jī)床零部件和結(jié)構(gòu)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(jī)床軸系的伺服誤差,數(shù)控插補(bǔ)算法誤差等等。提高機(jī)床精度有兩種基本方法:誤差防止法和誤差補(bǔ)償法。
誤差防止法是試圖通過(guò)設(shè)計(jì)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(duì)于降低熱源溫升、均衡溫度場(chǎng)和減少機(jī)床熱變形是有效的。但它不可能完全消除熱變形,且花費(fèi)代價(jià)是很昂貴的;而應(yīng)用熱誤差補(bǔ)償法則開(kāi)辟了一條提高機(jī)床精度的有效和經(jīng)濟(jì)的途徑。
車削加工誤差的研究是現(xiàn)代機(jī)械制造中重要的組成部分和發(fā)展方向,并成為提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵技術(shù),誤差的產(chǎn)生是多方面的,對(duì)熱誤差的分析與研究有利于提高車削精度和技術(shù)要求。
誤差補(bǔ)償技術(shù)能滿足工廠實(shí)際生產(chǎn)要求的高精度、低成本,熱誤差補(bǔ)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(jī)床加工精度,降低廢品、增加生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
6.常見(jiàn)問(wèn)題
普通車床在強(qiáng)力車削大螺距螺紋時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)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),經(jīng)常有扎刀或斷刀現(xiàn)象。以上問(wèn)題產(chǎn)生的原因很多,現(xiàn)主要通過(guò)對(duì)刀具的受力情況分析這一側(cè)面來(lái)討論這一現(xiàn)象及解決方法。
問(wèn)題的產(chǎn)生及原因:
車削螺距較小的螺紋時(shí),一般采用直進(jìn)刀切削法(在垂直于工件軸線方向做直線進(jìn)刀);車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)小滑板讓螺紋車刀分別用左右切削刃切削)。
車削螺紋時(shí),床鞍的移動(dòng)是由長(zhǎng)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)開(kāi)合螺母的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。長(zhǎng)絲杠的軸承處有軸向間隙,長(zhǎng)絲杠與開(kāi)合螺母之間也同樣有軸向間隙。當(dāng)采用左右借刀切削法強(qiáng)力車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(cè)做快速猛烈的來(lái)回竄動(dòng),其結(jié)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(xiàn)象,當(dāng)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(yùn)動(dòng),這時(shí)床鞍做勻速運(yùn)動(dòng)。
切斷時(shí),中滑板的移動(dòng)是由中滑板絲杠的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺母的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)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。
解決方法:
當(dāng)車削螺距較大采用左右借刀切削法的螺紋時(shí),除了調(diào)整好車床有關(guān)參數(shù)外,還應(yīng)調(diào)整床鞍同床身導(dǎo)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(diào)的太緊,以能平穩(wěn)搖動(dòng)床鞍為宜。
調(diào)整好中滑板的間隙,盡量使間隙最小;調(diào)整好小滑板的松緊,使其稍緊一些,以防車削時(shí)車刀移位。應(yīng)盡量縮短工件和刀桿伸出的長(zhǎng)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。
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