一種利用普通車床加工球麵（miàn）的車（chē）刀工裝設計
2024-8-23 來源：雲南能（néng）源職業技術學院（yuàn） 作者：高關勝
［摘 要］普通車床不能自動控製車刀（dāo）的走刀軌跡，加工球麵難度較大。文章介紹一種在普通車床上加工球麵的車刀工裝夾具，保證普通車床（chuáng）加工球麵的精度。
［關鍵詞］球（qiú）麵 ；工裝設計 ；普通車床
0 引言
隨著社會需求的不斷提高，機械零件的結構越來越複雜（zá），加工難度越來越大。特別是複雜曲（qǔ）麵的加（jiā）工，基（jī）本上都需要使用數控機床。對於球麵的加工，采用（yòng）普（pǔ）通車床，可以減少高端設備的投入，降低加工成本，但是存在效率、精度低、操作繁瑣等缺點。為了解決（jué）這些問題，設計了一種利用普通車床加工球麵的車刀（dāo）工裝。
1、普通車床（chuáng）加工球麵的方法
（1）手動車削法。兩手配合，搖動車床大拖板（bǎn）和中拖板的進給手柄，車削出圓弧的大（dà）致形狀。然後（hòu）用樣（yàng）板檢驗圓弧，修整不（bú）符（fú）合尺寸要求的地（dì）方，直至達（dá）到（dào）尺寸要求。該方（fāng）法加工精度低，加工出的球麵圓度誤（wù）差一般大於 0.5mm，無法滿足零（líng）件質量要求。同時加工質量靠操作（zuò）人員的技術和手感控製，加工效率低（dī），僅適合單件加工。
（2）靠模車削法。車床中拖板的（de）進給由靠模實現（xiàn），這種加工方法優點（diǎn）是加工（gōng）精度和效率較高，缺點是半徑較小的圓弧不易加工，不（bú）能加工半球麵以上的（de）球麵。由於產品精度全靠模板精度來保證，模板在使用過程中，容易磨損，而且磨損量不均勻，因此產品質量不（bú）穩定。同時，模板安（ān）裝（zhuāng）需改變機床機構。因此，在大（dà）批量生產時，這種方（fāng）法也（yě）不宜采用。
（3）成型刀（dāo）車削法。對於小直徑球麵加工，這種加（jiā）工方法能保證表麵粗糙度和尺寸精度。加工半徑較大的球（qiú）麵時，由於成型車刀的刀刃較寬，切削抗力較大，易產生振（zhèn）動（dòng）。因此，其加工精度（dù）和表麵（miàn）粗糙度都（dōu）較低。
針對以上加工方法存在的缺陷，設（shè）計（jì）一套加工球麵的專用（yòng）車刀工（gōng）裝。該工裝結（jié）構簡單，使用和維（wéi）護方便，不（bú）但能保證產品的加工精（jīng）度，而且產品（pǐn）的（de）質量也很（hěn）穩定，能保證了產品的互換性。
2、 普通車床（chuáng）使用（yòng）的（de）球麵切削工裝的（de）設計（jì）
2.1 設計原理
球麵工件的車削運動，可分解（jiě）為工件以主軸軸（zhóu）線為中（zhōng）心的旋（xuán）轉運動和（hé）刀具以主軸軸（zhóu）線上一點為中心的圓（yuán）周運動。工（gōng）件的旋轉運動由主軸帶動，比較容易實現。文章設計的工裝解決刀（dāo）具以主（zhǔ）軸（zhóu）軸線上一點（diǎn）為（wéi）中心（xīn）的圓周運動。
2.2 設計（jì）目的
（1）確保加工精度。工裝的（de）使用，對加工人員技術要求降低，不（bú）需（xū）要通過經驗去控製刀具做圓周運動。通過工（gōng）裝即可讓刀（dāo）具做標準的圓（yuán）周運動，提高加工精（jīng）度。
（2）提高加（jiā）工效率。工裝的使用，使加工操作簡化，減少加工輔助（zhù）時間，提高生產力。
（3）增強安全性。工裝（zhuāng）的使用，可以使加（jiā）工球麵時，操（cāo）作簡（jiǎn）單方便，避免因操作不當（dāng）造成的意（yì）外傷害。
（4）提高經（jīng）濟（jì）效（xiào）益。工裝的使用，可以減少加工過程的人工投入和時間成本，提高（gāo）經濟效益。
2.3 設（shè）計思路
根據工（gōng）裝設計的目的，以及機械零部件設（shè）計的理念，工裝的設（shè）計要（yào）達到（dào）以（yǐ）下要求 :
①工裝（zhuāng）整體結構力求簡單，要（yào）求工裝零部件加工工藝性好、工裝整（zhěng）體（tǐ）裝（zhuāng）配簡單。②工（gōng）裝便於調（diào）節，能調（diào）節刀片位置，加工不同尺寸的球麵。③工裝能（néng）安裝在車床刀架上，減（jiǎn）少換刀的操作。
2.4 工（gōng）裝結構
該車刀（dāo）工裝采用中望3D 繪（huì）圖軟件建模，設計的主體結構，如圖1所示。
（1）刀杆。刀杆整體呈 L 形（xíng），如圖2所示，材料為不鏽鋼板材，首先在銑床（chuáng）上（shàng）加工出 L 形，根據刀片尺寸在銑床上銑（xǐ）出刀槽，刀（dāo）槽用於安裝刀片，通過螺釘緊固刀片（piàn） ；腰槽用於刀杆和（hé）刀杆固定座連接，可以根據所加工球麵尺寸調節刀片位置。如（rú）圖1所示，當（dāng）加工尺寸較大（dà）的球麵時可將刀杆往上（shàng）調，刀（dāo）片就（jiù）遠離工裝中心，刀片轉動圓（yuán）周（zhōu）半徑變大，反之加工小球麵時，刀杆往下調。
1.鎖緊螺母；2.把手；3.銷（xiāo）釘；4.套筒；5.心軸；6.滾動軸承（chéng）；7.刀杆固定座；8.刀杆固定螺釘（dìng）；9.刀杆；10.刀（dāo）片；11.刀片固定螺釘
圖1 車刀（dāo）工（gōng）裝結構
1.腰槽；2.刀槽
圖2 刀杆
（2）刀杆固定座。整體呈圓柱形（xíng），如圖3所示，材料為不鏽鋼棒材，在銑床上加工（gōng）出刀杆槽，刀杆槽用於裝刀杆（gǎn） ；心軸孔用於連接心軸。
1.刀杆槽；2.心軸孔
圖3 刀杆固定座
（3）心軸。心軸是一根典型的階梯軸，如圖4所（suǒ）示，材料為不鏽鋼棒材，大端通過過盈配合與刀杆（gǎn）固（gù）定（dìng）座連接，中段上通（tōng）過滾動軸承裝上套筒。小端上裝把手，通過鍵限製把手的周向運動，用螺母鎖緊。
1.大端；2.中段；3.鍵槽；4.螺紋
圖4 心軸
（4）套筒。整體呈（chéng）圓柱形，如圖5所示，材料為不鏽鋼棒材（cái），中心（xīn）鑽出通孔，用於穿過心軸，兩端（duān）有台階孔，用於安裝軸（zhóu）承，槽用於安裝固定板。
1.軸承孔；2.螺釘孔；3.槽
圖5 套筒（tǒng）
（5）固定板。整體為長方體，如圖6所示，通過螺釘和套筒連接為一體，通過固定板和刀架連接，從而（ér）使整（zhěng）個車刀工（gōng）裝（zhuāng）裝夾在車床刀架上。
圖6 固定板
（6）把手。如圖7所示，安裝在（zài）心（xīn）軸上，通過鍵和螺母鎖緊，通過轉動把手帶動刀具做圓周運動。
圖7 把手
2.5 工裝運動原理
如圖8所（suǒ）示，調節（jiē）好刀杆位置，通過緊固螺釘將車刀工裝安裝在車床刀架上，加（jiā）工球麵時，手握、轉動工（gōng）裝把手。通過心軸帶動刀杆（gǎn）固定座和刀杆轉（zhuǎn）動，此時刀片繞著工裝中（zhōng）心線做圓（yuán）周運動，從而加工出球麵形狀。
1.車床刀架；2.緊固螺釘；3.把手；4.心軸；5.套（tào）筒；6.固定板；7.刀杆（gǎn）固（gù）定座；8.刀杆；9.刀片；10.工裝中心線
圖8 車刀工裝裝夾圖
3、結束語
此款（kuǎn）車刀工裝，可以在普通車床上加工出球麵，簡化了加工過（guò）程的操作，既能保證加工質量，又能提高生產力。工裝結構簡單、加工工藝性好、成本低，可以直接安裝在車床刀架上（shàng），不需要更換車床其他零部件就（jiù）能使用，比較實用。
投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡（huān）迎聯係本網編輯部， 郵箱（xiāng）：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡（huān）迎聯係本網編輯部， 郵箱（xiāng）：skjcsc@vip.sina.com
更多相關信息
業界視點
| 更（gèng）多
行業數據
| 更多
- 2024年11月 金屬切削機床產量（liàng）數據
- 2024年11月 分地區金屬切削機床產量數據
- 2024年11月 軸承出口情況
- 2024年11月 基本型乘用車（轎車）產量數據
- 2024年11月 新能源汽車產量數據
- 2024年11月 新能源汽車（chē）銷量情況
- 2024年10月 新能源汽車產量數據
- 2024年10月 軸承出口（kǒu）情況
- 2024年10月 分地區金屬切削機床產量數據
- 2024年10月 金屬切削機床（chuáng）產（chǎn）量數據（jù）
- 2024年9月 新能源汽車銷量情況
- 2024年8月（yuè） 新（xīn）能源汽車產量數據
- 2028年8月 基本型乘用車（轎車）產量數（shù）據