車工工藝與技能訓(xùn)練第7章成形面車削、研磨與滾花

2010年3月9/13/2024機(jī)電控制技術(shù)目錄7.1車成形面的方法7.2研磨7.3滾花成形面車削研磨與滾花7.4技能訓(xùn)練9/13/2024有些機(jī)器零件表面不是平直的，而是以曲線為母線，繞軸線心軸旋轉(zhuǎn)而成的，這類零件的表面叫做成形面。例如圓球面、橢圓手柄等，如圖7-1。這些帶有曲線的表面叫成形面，也叫做特形面。對(duì)于這類工件，應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)、精度要求及批量大小，分別采用雙手控制、成形、仿形、專用工具等加工方法。(a)圓球面(b)三球手柄(c)橢圓手柄圖7-1成形面零件9/13/2024

7.1車成形面的方法7.1.1雙手控制法單件或數(shù)量較少的成形面工件，可采用雙手控制法進(jìn)行車削(如圖7-2)，就是用右手握小拖板手柄，左手握中拖板手柄，通過雙手合成運(yùn)動(dòng)，車出所要求的成形面。或者采用床鞍和中拖板合成運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行車削。圖7-2雙手控制法車成形面9/13/2024車削如圖所示的單球手柄時(shí)，其步驟如下：(1)應(yīng)先按直徑和柄部直徑車成兩級(jí)外圓(留精車余量0.2～0.3mm)并車準(zhǔn)球狀部分長(zhǎng)度，再將圓球車削成形。如圖7-3(a)，在ΔAOB中，

可按下面公式計(jì)算：

(7-1)式中：為球狀部分長(zhǎng)度，(

mm)；為圓球直徑(

mm)；為柄部直徑，(

mm)。(2)求出球部長(zhǎng)度值后如圖7-3(b)所示車好圓球的長(zhǎng)度。(3)準(zhǔn)備車削單球的車刀。(4)調(diào)整中、小滑板的鑲條間隙，要求操作靈活，進(jìn)退自如。9/13/2024(5)確定圓球中心位置，并用車刀刻線痕，以保證車圓球時(shí)左、右半球面對(duì)稱。(6)車圓球前兩端45°處先倒角，主要是減少車圓球時(shí)的車削余量，用45°車刀倒角，如圖7-3(c)。(7)車外圓，操作時(shí)用手同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中、小滑板手柄，通過縱、橫向的合成運(yùn)動(dòng)車出球面形狀。車削時(shí)關(guān)鍵在于雙手搖動(dòng)手柄的速度是否恰當(dāng)，因?yàn)閳A球的每一段圓弧其縱、橫向進(jìn)給速度都不一樣，它是由操作者雙手進(jìn)給熟練程度來保證的。①粗車右半球面②粗車左半球面③精車球面9/13/2024用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工的方法叫成形法。車削數(shù)量較多的成形面工件，可以用成形法。7.1.2成形法(1)普通成形刀(2)棱形成形刀成形刀種類(a)普通成形車刀

(b)棱形成形刀

(c)圓形成形刀圖7-6成形刀的種類9/13/2024

(3)圓形成形刀：這種成形刀做成圓輪形，在圓輪上開有缺口，使它形成前刀面和主刀刃，如圖7-7(c)，使用時(shí)，圓形成形刀裝夾在刀桿(或彈性刀桿上)。為了防止圓形成形刀轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)面有端面齒，使之與刀桿側(cè)面上的端面齒相嚙合。圓形成形刀的主切削刃與中心等高，其后角為零度，如圖7-8(a)。當(dāng)主切削刃低于中心后，可產(chǎn)生縱向后角，如圖7-8(b)，主切削刃低于中心O的距離H，可按下式計(jì)算：

(7-2)

式中：D為圓形成形刀直徑，mm；為成形刀的縱向后角，一般為6°～10°；9/13/2024(a)裝刀前(b)裝刀后圖7-7棱形成形刀的縱向前角和后角9/13/2024(a)后角等于0(b)刀刃低于中心，產(chǎn)生徑向后角圖7-8圓形成形刀的后角例7-1已知圓形成形刀的直徑D=50MM，需要保證徑向后角ΑP=6°，求主切削刃低于刀柄中心的距離Ｈ。9/13/2024(1)裝夾成形車刀時(shí)，其主切削刃應(yīng)與工件中心等高。(2)成形車刀在切削時(shí)，主切削刃與工件接觸面較大，容易產(chǎn)生振動(dòng)。所以，應(yīng)把車床主軸和滑板等各部分間隙調(diào)整的小一些，切削速度降低，進(jìn)給量減小。(3)為了提高工件的表面質(zhì)量，合理選用切削液。成形車刀使用時(shí)的注意事項(xiàng)：9/13/20247.1.3仿形法尾座靠模仿形圖7-9尾座靠模仿形1.工件2.車刀3.靠模4.靠模桿9/13/2024靠模仿形圖7-10

靠模仿形1.工件2.拉桿3.靠板4.支架9/13/20247.1.4仿形法用專用工具車削內(nèi)外圓弧的原理如圖7-11所示。這種工具可使刀尖按外圓弧。如果刀尖到回轉(zhuǎn)中心的距離可調(diào)，還可以車出各種半徑的內(nèi)外圓弧工件。圖7-11專用工具車削內(nèi)外圓弧的原理9/13/2024蝸桿蝸輪車內(nèi)外圓弧的工具如圖7-12。圖7-12蝸桿蝸輪車圓弧工具1.刀架2.圓盤3.轉(zhuǎn)動(dòng)手柄9/13/2024研磨可以獲得很高的精度和很小的表面粗糙度，還可以改變工件表面的形狀誤差。研磨有手工研磨和機(jī)械研磨兩種，在車床上一般是手、機(jī)結(jié)合研磨。研磨軸類工件的外圓時(shí)，可以用鑄鐵做成研套，它的內(nèi)徑按工件尺寸配置，如圖7-13.

7.2研磨圖7-13在車床上銼削的姿勢(shì)1金屬夾箍2研套3螺絲4螺栓7.2.1研磨方法9/13/2024研磨時(shí)，在套筒表面涂上研磨劑，研棒裝夾在自定心卡盤和頂尖上做低速旋轉(zhuǎn)，工件套在套筒上，用手扶著或裝入夾具中沿軸向往復(fù)移動(dòng)。研棒如圖7-14。圖7-14

研棒1、4.螺母2.錐形心軸3.錐孔套筒5.銷釘9/13/2024常用的研具材料有以下幾種：(1)灰鑄鐵：灰鑄鐵是較理想的研具材料，它最大的特點(diǎn)是具有可嵌入性，砂粒容易嵌入鑄鐵的細(xì)片形隙縫或真孔中起反作用。適用于研磨各種淬火鋼料工件。(2)軟鋼：一般很少使用，但它的強(qiáng)度大于灰鑄鐵，不易折斷變形，可用于研M8以下的螺紋和小孔工件。(3)鑄造鋁合金：一般用作研磨銅料等工件。(4)硬木材：用于研磨軟金屬。(5)軸承合金(巴士合金)：用于軟材料的精研磨，如高精度的銅合金軸承等。7.2.1研磨工具研磨工具材料9/13/2024研磨劑是磨料、研磨液及輔助材料的混合劑。1)磨料：(1)金剛石粉末(2)碳化硼(B4C)(3)氧化鉻(Cr2O3)和氧化鐵(Fe2O3)(4)碳化硅(SiC)(5)氧化鋁(AL2O3)

目前企業(yè)經(jīng)常采用氧化鋁和氧化硅兩種微粉磨料。微粉的粒度號(hào)用Ｗ表示，數(shù)字代表磨粒寬度尺寸。如Ｗ14表示磨粒尺寸為10～14的微粉磨料。研磨劑9/13/20242)研磨液：磨料不能單獨(dú)用于研磨，必須加配研磨液和輔助材料。常用的研磨液為10號(hào)機(jī)油、煤油和錠子油。研磨液的作用是：(1)使微粉能均勻分布在研具表面；(2)冷卻和潤(rùn)滑作用。

3)輔助材料：輔助材料是一種黏度較大和氧化作用較強(qiáng)的混合脂。常用的輔助材料有硬脂酸、油酸、脂肪酸和工業(yè)甘油等。輔助材料主要作用是使表面形成氧化薄膜，加速研磨過程。9/13/2024滾花是在車床上利用滾花刀擠壓工件，使其表面產(chǎn)生塑性變形而形成花紋的，如圖7-15，是用網(wǎng)紋滾花刀滾制成網(wǎng)狀花紋。滾花的徑向擠壓力很大，因此加工時(shí)工件的轉(zhuǎn)速要低。

7.3滾花圖7-15

滾花操作9/13/2024滾花的花紋一般有直花紋、斜花紋和網(wǎng)花紋三種。花紋的粗細(xì)由節(jié)距(p)來決定，節(jié)距1.2和1.6mm是粗紋，0.8mm的是中紋，0.6mm是細(xì)紋。7.3.1滾花種類(a)直紋(b)斜紋(c)網(wǎng)花紋圖7-16

滾花花紋的種類如圖7-17滾花花紋的節(jié)距9/13/2024將滾花刀裝夾以后，要求把刀架上的緊固螺釘擰緊，然后開較慢轉(zhuǎn)速，當(dāng)滾花刀與工件表面接觸后，確定工件表面沒有發(fā)生亂紋現(xiàn)象(停機(jī)觀看)，即可縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給進(jìn)行滾花。由于滾花時(shí)徑向壓力較大，所以工件裝夾必須牢靠，以防工件走動(dòng)。滾花一般在精車之前進(jìn)行。滾花方法7.3.2滾花刀具及滾花方法滾花刀有單輪、雙輪、六輪三種，如圖7-18。滾花刀具9/13/2024圖7-18

滾花刀的裝夾圖7-19滾花到的裝夾9/13/2024(1)滾花時(shí)產(chǎn)生亂紋的原因：

①滾花開始時(shí)，滾花刀與工件接處面太大，使單位面積壓力減小，容易形成花紋微淺，出現(xiàn)亂紋。

②滾花刀轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，或滾花刀槽中有細(xì)屑阻塞，有礙滾花刀壓入工件。

③轉(zhuǎn)速過高，滾花刀與工件容易產(chǎn)生滑動(dòng)。

④滾花刀間隙過大，產(chǎn)生徑向擺動(dòng)與軸向竄動(dòng)等。7.3.3滾花注意事項(xiàng)9/13/2024(2)滾直紋時(shí)，滾花刀的齒紋必須與工件軸線平行。否則會(huì)產(chǎn)生花紋不直。(3)在滾花過程中，不能用手和棉紗去接觸工件滾花表面，以防危險(xiǎn)。(4)細(xì)長(zhǎng)工件滾花時(shí)，要防止工件被頂彎，薄壁工件要防止變形。(5)壓力過大，進(jìn)給量過慢，往往會(huì)滾出臺(tái)階形凹坑。9/13/2024(1)了解成形工件含義。(2)通過裝夾、校正工件，熟練工件裝夾操作。(3)分析如圖7-20所示成形工件切削工序。(4)掌握雙手控制切削操作，完成工件切削。

7.3技能訓(xùn)練7.4.1車削搖手柄項(xiàng)實(shí)訓(xùn)要求實(shí)訓(xùn)設(shè)備

CA6140車床、#45毛坯

18×150mm、千分尺、外圓車刀、切槽車刀、外徑千分尺。9/13/2024圖7-20

搖手柄9/13/2024實(shí)訓(xùn)內(nèi)容(1)夾住外圓車平面和鉆中心孔(已鉆好)。(2)工件伸出長(zhǎng)約110mm左右，一夾一頂，粗車外圓

24mm、長(zhǎng)100mm，

16mm、長(zhǎng)45mm，

10mm、長(zhǎng)20mm，各留精車余量0.1mm左右，如圖7-25(a)。(3)從

16mm外圓的平面量起，長(zhǎng)17.5mm為中心線，用小圓車刀車

12.5mm的定位槽，如圖7-25(b)。

(4)從

16mm外圓的平面量起，長(zhǎng)大于5mm開始切削，向12.5mm定位槽處移動(dòng)車40mm圓弧面，如圖7-25(c)。9/13/2024(5)從

16mm外圓的平面量起，長(zhǎng)49mm處為中心線，在

24mm外圓上向左、右方向車48mm圓弧面，如圖7-25(d)。(6)精車

10mm，長(zhǎng)20mm至尺寸要求，并包括

16mm外圓。(7)用銼刀、砂布修整拋光。(8)松去頂尖，用圓頭車刀車R6mm，并切下工件。(9)調(diào)頭墊銅皮，夾住

24mm外圓找正，用車刀或銼刀修整6mm圓弧，并用砂布拋光，如圖7-21(e)。9/13/2024(a)粗車外圓

(b)車定位槽(c)車40mm圓弧面(d)左、右方向車外圓弧圖7-21車搖手柄工序示意圖9/13/2024(1)要注意目測(cè)球形和協(xié)調(diào)雙手控制進(jìn)給動(dòng)作的技能。否則，往往把球面車成橄欖形和算盤珠形。(2)用銼刀銼削弧形工件時(shí)，銼刀的運(yùn)動(dòng)要繞弧面進(jìn)行。(3)銼削時(shí)，為了防止銼屑散落床面，影響床身精度，應(yīng)墊護(hù)床板或護(hù)床紙。(4)銼削時(shí)，操作者宜用左手捏銼刀柄進(jìn)行銼削，這樣比較安全。注意事項(xiàng)9/13/2024(1)分析如圖7-22所示成形工件切削工序。(2)掌握雙手控制切削操作，完成工件切削。(3)學(xué)習(xí)滾花刀的裝夾。(4)掌握滾花的方法，完成對(duì)工件的加工。7.4.1車削搖手柄項(xiàng)實(shí)訓(xùn)要求實(shí)訓(xùn)設(shè)備CA6140車床、#45毛坯

45×110mm、滾花刀、千分尺、

34半球樣板、外圓車刀、切槽車刀。

7.4技能訓(xùn)練9/13/2024實(shí)訓(xùn)內(nèi)容(1)夾住毛坯外圓，伸出50mm，校正。(2)粗車端面，粗車外圓至

36mm，長(zhǎng)度38mm。(3)調(diào)頭夾住

36mm外圓，車平端面，車外圓至

vmm，長(zhǎng)度62mm。滾網(wǎng)紋0.5mm，保證

mm，倒角1×45°.(4)調(diào)頭墊銅皮夾持滾花外圓，校正。(5)車端面保證總長(zhǎng)尺寸。(6)車

36mm外圓至

34.3mm，長(zhǎng)38mm，車

16×6mm溝槽至尺寸，保持