调整手柄的车削加工.docx
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调整手柄的车削加工
调整手柄的车削加工
一、学习目标
知识目标:
·了解车削加工的基本知识;
·熟悉卧式车床的名称、主要组成部分及作用;
·了解轴类、盘套类零件装夹方法;
·掌握外圆、端面、内孔等的车削加工操作基本方法。
能力目标:
·能正确选择简单零件的车削加工顺序;
·能独立完成简单零件的车削加工。
二、任务引入
车削加工图7-11所示的调整手柄,材料45钢。
调整手柄属于轴类零件,轴类零件的结构特点是其轴向尺寸远大于径向尺寸。
轴类零件的轴颈、安装传动件的外圆、装配定位用的轴肩等尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等是要解决的主要工艺问题。
图7-11调整手柄零件图
三、相关知识
车削加工是金属切削加工中最基本的一种方式。
切削时,工件作旋转运动,刀具作纵向或横向进给运动。
车削加工适于单件小批量和大批量零件的加工生产。
(一)车削加工的工艺特点和应用
车削加工具有生产率较高、成本低、易于保证零件各加工面的位置精度等优点,所以车削适应范围广,除难以切削高硬度的淬火钢件外,可以车削黑色金属、有色金属及非金属材料(有机玻璃、橡胶等),是不同精度的各种具有回转表面零件不可缺少的工序。
在车床上使用不同的车刀或其他刀具,可以加工各种回转表面,如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等。
加工精度可达IT8~IT7,表面粗糙度Ra值为1.6μm~0.8μm。
(二)车床的组成
机床均用汉语拼音字母和数字按一定规律组合进行编号,以表示机床的类型和主要规格。
图7-12为C6132型卧式车床外形,其主要组成部分如下。
图7-12C6132型卧式车床外形
Ⅰ-变速箱;Ⅱ-进给箱;Ⅲ-主轴箱;Ⅳ-刀架;Ⅴ-尾座;
Ⅵ-丝杠;Ⅶ-光杠;Ⅷ-床身;Ⅸ-床腿;Ⅹ-溜板箱
1、2、6-主运动变速手柄;3、4-进给运动变速手柄;5-刀架纵向移动变速手柄;
7-刀架横向运动手柄;8-方刀架锁紧手柄;9-小滑板移动手柄;10-尾座套筒锁紧手柄;
11-尾座锁紧手柄;12-尾座套筒移动手轮;13-主轴正反转及停止手柄;
14-开合螺母开合手柄;15-横向进给自动手柄;16-纵向进给自动手柄;
17-纵向进给手动手柄;18-光杠、丝杠更换使用的离合器
1.床身
床身用以连接机床各主要部件,并保证各部件间有正确的相对位置。
床身上的导轨,用以引导刀架和尾座相对于主轴的正确移动。
2.变速箱
变速箱内有变速齿轮,通过改变变速箱上的变速手柄的位置可以改变主轴的转速。
3.主轴箱
内装主轴和主轴的变速机构,可使主轴获得多种转速。
4.进给箱
进给箱是传递进给运动并改变进给速度的变速机构。
5.溜板箱
溜板箱是进给运动的操纵机构。
6.刀架
刀架用来装夹车刀并使其作纵向、横向和斜向运动。
7.尾座
尾座套筒内装入顶尖用来支承长轴类零件的另一端,也可装上钻头、铰刀等刀具,进行钻孔、铰孔等工作。
除上述卧式车床外,还有立式车床和转塔车床。
(三)工件的装夹方法
1.卡盘
三爪卡盘(图7-13)可自动定心,装夹迅速方便,应用较广,夹紧力较小,仅适于夹持表面光滑的圆柱形或六角形等零件,而不适于单独安装重量大或形状复杂的零件。
四爪单动卡盘也是常见的通用夹具,如图7-14(b)所示。
它的四个卡爪都可单独移动,不能自动定心,夹紧力大,适于装夹单件小批量生产的较重的圆形截面的工件,或方形截面及不规则的工件。
(a)三爪自定心卡盘(b)四爪单动卡盘
图7-13三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘
2.顶尖
常用的顶尖有死顶尖和活顶尖两种,前顶尖采用死顶尖,后顶尖易磨损,在高速切削时常采用活顶尖。
较长(L/D>4)或加工工序较多的轴类零件,常采用两顶尖安装,如图7-14所示。
车削细长(L/D>10)轴类工件时,为减少振动和弯曲变形,常使用中心架(图7-15)或跟刀架(图7-16)作为辅助支承。
图7-14用双顶尖安装零件
1-夹紧零件;2-调整套筒伸出长度;3-锁紧套筒;4-调整零件在顶尖间的松紧度;
5-将尾座固定;6-刀架移至车削行程左侧,用手转动拨盘,检查是否碰撞
图7-15中心架的使用
1-可调节支承爪;2-预先车出的外圆面;3-中心架
图7-16跟刀架的使用
1-三爪自定心卡盘;2-零件;3-跟刀架;4-尾座;5-刀架
3.心轴
形状复杂或同轴度要求较高的盘套类零件,常用心轴安装加工,以保证零件外圆与内孔的同轴度及端面与内孔轴线的垂直度的要求。
心轴用双顶尖安装在车床上,以加工端面和外圆。
安装时,根据零件的形状、尺寸、精度要求和加工数量的不同,采用不同结构的心轴,如圆柱心轴、小锥度心轴、胀力心轴等。
(四)车削工艺
利用车床的各种附件,选用不同的车刀,可以加工端面、外圆、内孔及螺纹面等各种回转面。
1.车外圆、台阶及端面
车外圆、台阶及端面最常用的方法如图7-17所示。
(1)90°偏刀
90°偏刀分为右偏刀和左偏刀。
右偏刀可以用来车削外圆、右向阶台、端面。
左偏刀一般用来车削左向阶台,也适用于车削直径较大、长度较短的工作端面和外圆,如图7-17(a)、(b)所示。
(2)45°车刀
45°车刀适用于刚性较好、较短工件的外圆、端面的车削和倒角,如图7-17(c)所示。
(a)90°偏刀车外圆(b)90°偏刀车端面(c)45°车刀车外圆及端面
图7-1790°偏刀及45°车刀的使用
2.钻孔
在车床上钻孔,大都将麻花钻头装在尾座套筒锥孔中进行,如图7-2(d)所示。
钻出的孔或铸孔、锻孔,若需进一步加工,可进行镗孔。
镗孔可作为孔的粗加工、半精加工或精加工,加工范围很广。
3.车圆锥面
车削圆锥面的方法有四种:
宽刀法、小刀架转动法、偏移尾座法和靠模法。
(1)宽刀法
如图7-18所示,车刀的主切削刃与零件轴线间的夹角等于零件的半锥角α。
其特点是加工迅速,能车削任意角度的内外圆锥面,但不能车削太长的圆锥面,并要求机床与零件系统有较好的刚性。
(2)小刀架转位法
如图7-19所示,转动小刀架,使其导轨与主轴轴线成半锥角α后再紧固其转盘,摇小刀架进给手柄车出锥面。
图7-18宽刀法图7-19小刀架转位法
此法调整方便,操作简单,加工质量较好,适于车削任意角度的内外圆锥面。
但受小刀架行程限制,只能手动车削长度较短的圆锥面。
(3)偏移尾座法
如图7-20所示,将零件置于前、后顶尖之间,调整尾座横向位置,使零件轴线与纵向走刀方向成半锥角α。
尾座偏移量为
式中:
L—前后顶尖间距离(mm);l—圆锥长度(mm);D—锥面大端直径(mm);d—锥面小端直径(mm)。
图7-20偏移尾座法
这种方法的优点是能加工较长的圆锥面,而且可以自动走刀。
但由于尾座偏移量不可能太大,因此所能加工的锥角较小,而且不能加工内锥面。
(4)靠模法
如图7-21所示,靠模板装置的底座固定在床身的后面,底座上装有锥度靠模板4,它可绕中心轴3旋转到与零件轴线成半锥角α,靠模板上装有可自由滑动的滑块2。
图7-21靠模法
1-中滑板;2-滑块;3-中心轴;4-靠模板
对于某些半锥角小于12°的锥面或较长的内外圆锥面,当其精度要求较高且批量较大时常采用靠模法。
4.车槽及切断
回转体表面常有退刀槽、砂轮越程槽等沟槽,在回转体表面上车出沟槽的方法称车槽。
切断是将坯料或零件从夹持端上分离出来,主要用于圆棒料按尺寸要求下料或把加工完毕的零件从坯料下切下来。
切槽刀(如图7-22所示)前端为主切削刃,两侧为副切削刃。
切断刀的刀头形状与切槽刀相似,但其主切削刃较窄,刀头较长,切槽与切断都是以横向进刀为主。
(a)切外槽(b)切内槽(c)切端面槽
图7-22切槽刀及切断刀
四、任务实施
手柄的车削加工过程见表7-1。
五、能力训练
液压缸车削加工工艺
图7-23所示的液压缸属长套筒类零件,其内孔与活塞相配,因此表面粗糙度、形状及位置精度要求都较高。
毛坯可选用无缝钢管,如果为铸件,其组织应紧密,无砂眼、气孔及疏松缺陷,成批生产。
表7-1调整手柄车削加工过程单位:
mm
工序号
工序名称
工序内容
刀具
设备
装夹方法
1
下料
下料φ40×135
锯床
2
车
夹φ40毛坯外圆,车右端面
弯头外圆车刀
车床
三爪自定心卡盘及顶尖
在右端面钻A2.5中心孔,用尾座顶尖顶住
中心钻
车削外圆φ35至
右偏刀
车削φ30外圆至尺寸,留长108
右偏刀
滚花网纹m0.4至尺寸
滚花刀
车削
外圆至φ18外圆,留长98
右偏刀
车
外圆至尺寸
右偏刀
车削螺纹M16至φ15.75外圆,留长33
螺纹车刀
车削槽R4和退刀槽5×2
成形车刀、车槽刀
倒角C1和C2.5
弯头外圆车刀
车削螺纹M16至要求
螺纹车刀
切断长120
切断刀
3
检验
按图样要求检验
图7-23液压缸简图
液压缸加工工艺过程如表7-2所示。
表7-2液压缸加工工艺路线
工序
工序内容
定位与夹紧
1
下料切断
2
车端面、车一端外圆至φ88mm,并车螺纹M88×1.5mm(工艺用)、倒角
一夹一顶(或托)
3
调头车端面(总长1686mm)、车另一端外圆至φ85mm、倒角
用螺纹紧固一托
4
车端面、切去工艺螺纹、车外圆φ82至尺寸、割圆槽、镗内锥孔
用螺纹紧固一托
5
调头车端面取总长1685mm、车外圆φ82至尺寸、割圆槽、镗内锥孔
一夹一顶(或托)
六、经验交流
车削步骤
在正确安装零件和刀具之后,通常按以下步骤进行车削。
1.试切
试切是精车的关键,为了控制切削深度,保证零件径向的尺寸精度,开始车削时,应进行试切。
试切的方法与步骤:
第一步(图7-24(a)、(b)),开车对刀,使刀尖与零件表面轻微接触,确定刀具与零件的接触点,作为进切深的起点,然后向右纵向退刀,记下中滑板刻度盘上的数值。
注意对刀时必须开车,因为这样可以找到刀具与零件最高处的接触点,也不容易损坏车刀。
第二步(图7-24(c)、(d)、(e)),按切削深度或零件直径的要求,根据中滑板刻度盘上的数值进切深,并手动纵向切进1mm~3mm,然后向右纵向退刀。
第三步(图7-24(f)),进行测量。
如果尺寸合格了,就按该切深将整个表面加工完;如果尺寸偏大或偏小,就重新进行试切,直到尺寸合格。
试切调整过程中,为了迅速而准确地控制尺寸,背吃刀量需按中滑板丝杠上的刻度盘来调整。
2.切削
经试切获得合格尺寸后,就可以扳动自动走刀手柄使之自动走刀。
每当车刀纵向进给至末端距离3mm~5mm时,应将自动进给改为手动进给,以避免行程走刀超长或车刀切削卡盘爪。
如需再切削,可将车刀沿进给反方向移出,再进切深进行车削。
如不再切削,则应先将车刀沿切深反方向退出,脱离零件已加工表面,再沿进给反方向退出车刀,然后停车。
3.检验
零件加工完后要进行测量检验,以确保零件的质量。
(a)(b)(c)
(d)(e)(f)
图7-24试切方法
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- 调整 手柄 车削 加工