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车床加工车削方形工件的结构原理与加工方法|慈溪市逍林誉华五金配件厂

车床加工车削方形工件的结构原理与加工方法


车床加工车削方形工件的结构原理与加工方法


(a)外切削法

(b)内切削法
c-刀具和工件中心距 l-刀尖至刀具回转轴线距离
图1
表1
速比i 切削方式
外切削法(l 内切削法(l>c)
>2 02 l=c/(i-1)2 c/(i-1)2
2  
<2 02 l=c/(i-1)2 c/(i-1)2

1.刀盘 2.主动轮 3.介轮 4.从动轮 5.工件 6.工件夹具 7.夹紧油缸 8.进给油缸
图2

1 问题提出

在工作中曾经有企业提出一个问题:能不能采用一种新的切削方式加工方形工件,以便提高生产效率。因为很多的五金件厂、标准件厂、电子厂、洁具厂需要成形大批的方形工件,常采用锻压、冲裁、铣削加工,这些传统的锻压、冲裁由于结构原因有时无法实现,而铣削加工生产效率低(每次铣削一方,工件转位浪费时间),能不能有一种两全齐美的办法?

2 新的方案拟定

通过对大量的小型方形工件结构的分析,实践操作,查阅相关资料,有一种较为先进的方法能实现这一要求,即采用车削的方式。
车削多边形原理为:车削加工时,如果工件旋转的同时,刀具也以一定的转速(大于工件的转速)和工件同向旋转,便可改变车刀和工件的相对运动轨迹,加工多边工件。图1为车削正多边形工件的原理图。
当工件与刀具分别以w1w2旋转,它们之间保持定速比i=w1/w2=3。这样切削过程中,刀尖相对于工件轴线的轨迹为一周期性重复的封闭曲线,由该曲线包围的中间部分便形成了一个正三边形,当工件轴线位于刀尖运动圆周之外时,称为外切削法;当工件轴线位于刀尖运动圆周之内时,称为内切削法。切削方式和速比对成形的影响见表1。

3 结构装置

图2是采用外切法的多边形车削装置的结构简图。
在机床主轴上装有刀盘1和主动齿轮轴2,当刀盘和主动齿轮轴旋转时通过介轮3带动从动齿轮4和工件同时旋转(工件的夹紧是通过油缸7使夹具6夹紧工件),其速比为3:1,此时刀盘上装一把刀具能同时加工出多边形的三方(其速比为2:1,此时刀盘上装一把刀具能同时加工出多边形的两方,如果刀盘上对称安装两把刀具能同时加工出正四边形,依次类推)。纵向进给由油缸8带动中拖板来实现,此油缸设计为两档速度,空行程用高速,切削时用高速,两油缸自动控制过程为夹紧一快进一慢进-后退一松开。当工件径向尺寸变化时调整介轮3与齿轮轴2和从动齿轮4的啮合来实现。

4 主要参数的确定

主要参数包括速比i、装刀数Z、刀具间角度y及刀具伸出长度l。
加工正多边形工件,刀尖的相对运动轨迹必须为封闭的内摆线,因此传动比i应是大于1的正整数。
表2
正方形
n=4 i=2 z=2
l1=l2
正六边形
n=6 i=2 z=3
l1=l2=l3
正六边形
n=6 i=3 z=2
l1=l2
若设n为多边形的边数,i为刀盘与工件的速比,则装刀数量为Z=n/i。以q为多边形两邻边夹的角度,则刀具间的角度为y=i×(180-q)。当中心距一定时,并设e为多边形工件回转中心至边的距离,则刀尖至刀具回转中心距离(刀具伸出长度)由下式确定:l=c-ee。
加工正多边形时的速比和装刀数量关系如表2。

5 结构特点

这种加工多边形的设备结构简单、运动可靠、操作方便、性能稳定、工件尺寸变化时调整简单,而且工件的夹紧和纵向进给都是采用油缸实现自动操作,减轻了操作者的劳动强度。特别是车刀(利用普通车刀改磨即可)作高速旋转,加工出的工件的表面粗糙度值小,效率高(不管是二、四、六、八、十二方等多边形工件一次纵向即可完成),比铣削加工至少提高效率3~5倍,边数越多,效率提高越大,适合于大量成批小型多边形工件的加工
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