杆類球麵零件旋風切削的加工計算和調試
2014-3-13 來源（yuán）： 作者：鄭州煤礦機械（xiè）集團公司 傅廣義 楊民
在實際生產中經常碰到車削圓球麵, 除了單件生產采用雙手控製（zhì）法加（jiā）工外, 大都采用旋風切削法加工。用旋風切削圓球麵時, 需（xū）要根（gēn）據工件（jiàn）球麵的形狀計算出刀具盤旋轉軸線（xiàn）應與工件旋轉軸線的夾角α、以及刀具盤上兩刀尖間的距離AB 。
如圖1 、圖2 、圖（tú）3 中（zhōng）所示各類型杆類球（qiú）麵零件有一顯（xiǎn）著特點, 即球麵頭部有一中心孔, 做（zuò）為各工序基準, 為保證後序工序（xù）加工, 在加工球麵時, 應予（yǔ）保留, 這樣（yàng）就等於在該處有一小球缺, 此時, 若加工如圖1 、圖2 、圖3 所示各類型零件的球麵時, 其刀具盤（pán）旋轉軸線與工件旋轉軸線的夾角α和刀具盤上兩刀尖間的（de）距離AB 的計算公式分別（bié）為
式中 d ———右端小球缺直徑（jìng）
D ———球麵工件（jiàn）左端尺寸
SR ———球麵半徑
———工件（jiàn）中心與（yǔ）小球缺的夾角
———刀具盤辶回轉（zhuǎn）中心與小球缺夾角 α———刀具盤（pán）辶回轉中心與工件軸線夾（jiá）角（jiǎo）
AB ———刀具盤上兩刀尖距離
按計算的α角將刀具盤旋轉軸線（xiàn）與工件旋轉軸線的夾角α調整好, 並按計（jì）算出的AB 尺寸將兩刀尖調正好, 並保證（zhèng）兩（liǎng）刀尖（jiān）在同一旋轉平麵內, 其所（suǒ）在旋轉平麵垂直於刀具盤旋（xuán）轉（zhuǎn）軸線, 然後試切球麵,測（cè）量球麵（miàn）外徑的橢圓度, 按（àn）其（qí）橢圓度誤差（chà）調整刀盤旋轉（zhuǎn）軸線與球（qiú）麵（miàn）中心的軸向位置。
當試切的（de）球麵如圖4 所示, 其中D 為實測（cè）尺寸, D1為正（zhèng）確尺寸。D > D1時, 說明刀盤旋轉軸線與工件旋轉軸線的交點在球麵中心的左側, 此時應（yīng）將交點往右移, 即（jí）調整工件和刀盤的相對位置, 再試切直至橢圓度消失為止。當試切的（de）球麵如圖5 所示,D < D1 時, 說明刀盤旋轉軸線與工件（jiàn）旋（xuán）轉軸線的交點在球麵中心的右側, 此時應將（jiāng）交點往左（zuǒ）移, 即調整工件（jiàn）和刀盤的相對位置, 再試（shì）切直（zhí）至橢（tuǒ）圓度消失為止。對於圖1 球冠和圖（tú）2 半球麵可用圓弧樣板檢驗球麵質量。此外在加工上述各類型（xíng）球麵時, 要特別注意工件與刀盤的相對位置（zhì）, 從而保證一批（pī）工件在加工中始終處於正確位（wèi）置。
在圖5中（zhōng）, 定位銷（xiāo）套6 內孔尺（chǐ）寸為
,定位銷7 的導向外圓尺寸為
,定位銷定位外（wài）圓尺寸（cùn）為
,工件定位孔尺寸為
；根據氣缸蓋加工工藝, 要求 尺寸為（wéi）47 ±0.05mm, 因此我們（men）設計定位銷底孔到（dào）導向孔的距離 為47 ±0.015mm。由於專用（yòng）機床夾具上定位銷與定位銷套之間存在間隙δ1 , 定位（wèi）銷與工件上的定位孔（kǒng）之間（jiān）存在間隙δ2 , 將導致工（gōng）件下垂δ1/2+δ2/2 。當（dāng）工件在第一台專用機（jī）床上加工（gōng）再經過生產線上（shàng）近20 台專用機床插（chā）入定位後, 工件上的定位銷孔孔徑會因磨損而變大, 由此（cǐ）產生的間隙（xì）為δ3(約為0.02 ～ 0.03mm), 使工件下垂量增大。
,定位銷7 的導向外圓尺寸為,定位銷定位外（wài）圓尺寸（cùn）為,工件定位孔尺寸為；根據氣缸蓋加工工藝, 要求 尺寸為（wéi）47 ±0.05mm, 因此我們（men）設計定位銷底孔到（dào）導向孔的距離 為47 ±0.015mm。由於專用（yòng）機床夾具上定位銷與定位銷套之間存在間隙δ1 , 定位（wèi）銷與工件上的定位孔（kǒng）之間（jiān）存在間隙δ2 , 將導致工（gōng）件下垂δ1/2+δ2/2 。當（dāng）工件在第一台專用機（jī）床上加工（gōng）再經過生產線上（shàng）近20 台專用機床插（chā）入定位後, 工件上的定位銷孔孔徑會因磨損而變大, 由此（cǐ）產生的間隙（xì）為δ3(約為0.02 ～ 0.03mm), 使工件下垂量增大。
由以上計算可知, 以一圓柱（zhù）銷、一菱型銷懸掛在垂直麵上定位的方（fāng）式進行加工（gōng）, 一方麵部分工件會（huì）超差, 另（lìng）一方麵即使加工出的工件尺寸符合工藝要求, 也大多處在公差下限（xiàn）(理想狀態是公差處（chù）於中限), 這將降（jiàng）低機床的穩健性。
根（gēn）據以上分析（xī）, 筆者通過反複總結專用機床製造（zào）與大修過程中的經驗, 提出（chū）在設計精（jīng）加工專用機床夾具時（shí）, 將定位銷底孔到其（qí）它導向孔的距離增大Δy , 以彌補工（gōng）件的下垂量
上述（shù）公（gōng）式（shì）適用（yòng）於被（bèi）加工孔位於定位銷底孔（kǒng）下部的情（qíng）況。若待加工孔位（wèi）於（yú）定位銷上邊, 設計夾具時要將定位銷底孔到其它導向孔的（de）距離減少Δy 。
將（jiāng）上述改進後的定位設計方案應用於實際生產, 取得很（hěn）好的效果:所加工的氣缸蓋上各孔到定位銷孔的距離公差大多處（chù）在中（zhōng）限, 使工（gōng）件廢品率降為零, 大大（dà）提高了（le）機床的穩健（jiàn）性。
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