杆類球麵零件旋風切削的加工（gōng）計算和調試
2014-3-13 來源： 作者：鄭州煤礦機械集團公司 傅廣義 楊民
在實際生（shēng）產（chǎn）中經常碰到車削圓球麵, 除了（le）單件生產采用雙（shuāng）手控製法加工外, 大都采用旋風切削（xuē）法加工。用旋風切削圓球麵時, 需要根據工（gōng）件球麵的形狀計算出刀具盤旋轉軸線應與工件旋轉軸線（xiàn）的（de）夾角α、以及刀（dāo）具盤上兩刀尖間的距（jù）離AB 。
如圖1 、圖2 、圖3 中所示各類型杆（gǎn）類球（qiú）麵零件（jiàn）有一顯著特點, 即球麵頭部有一中心孔, 做為各工序基準, 為保證（zhèng）後序工序加工, 在加（jiā）工（gōng）球麵時, 應予保留, 這樣就等於在該處有一小球缺, 此（cǐ）時, 若加工如圖1 、圖2 、圖3 所示各類型零件的球麵時, 其（qí）刀具盤旋轉軸線與工件旋（xuán）轉軸（zhóu）線的夾角α和（hé）刀具盤上兩刀尖間的距離AB 的計算公式分別為
式中 d ———右端小（xiǎo）球缺直徑
D ———球（qiú）麵工件左端尺寸
SR ———球麵半徑
———工件中心與小球缺的夾角
———刀具盤辶（zǒu）回轉中心與小球缺夾角 α———刀（dāo）具盤辶回（huí）轉中心與工件軸線夾角
AB ———刀具盤上兩刀尖距離
按計算的α角將刀具盤旋轉軸線與工件旋轉軸線的夾角α調整好, 並按計算出的AB 尺寸（cùn）將兩刀尖調正好, 並保證（zhèng）兩刀尖在同一旋轉平麵內, 其（qí）所在旋轉平麵垂直於刀具盤旋轉軸線, 然後試切球（qiú）麵,測量球麵外徑的橢（tuǒ）圓度, 按其（qí）橢圓度誤差調整刀盤旋轉軸線與球麵中心的（de）軸向位置。
當試切的球麵如圖4 所示, 其中D 為實測尺寸, D1為正確尺寸。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（cǐ）時應將交點（diǎn）往（wǎng）右移, 即調整工件（jiàn）和刀（dāo）盤的（de）相對位置, 再試切直至橢圓（yuán）度消失為止。當試切的球麵如圖5 所示,D < D1 時, 說明刀盤旋轉軸線與工（gōng）件旋轉軸線的交點（diǎn）在球麵中心的右側（cè）, 此時應將交點往左移, 即調整（zhěng）工件和刀盤的相（xiàng）對位置, 再試切直至橢（tuǒ）圓度消失為止。對（duì）於圖1 球冠（guàn）和圖2 半（bàn）球麵可用（yòng）圓弧樣板檢（jiǎn）驗球麵質量。此外在加工上述各類型（xíng）球（qiú）麵時, 要（yào）特別注意工件與刀盤的相對位（wèi）置, 從而保證一批工（gōng）件在加工中始終（zhōng）處於正確位置。
在圖5中, 定位銷套6 內孔尺寸（cùn）為
,定位銷7 的導向外（wài）圓尺寸為
,定位銷定位外圓尺寸為（wéi）
,工件定位孔尺寸為
；根據氣缸蓋加（jiā）工工藝, 要求 尺寸為47 ±0.05mm, 因（yīn）此我們設計定位銷底孔到導（dǎo）向（xiàng）孔（kǒng）的距離 為47 ±0.015mm。由於專用機床夾具上定位銷與定位銷套之間存在間隙δ1 , 定位銷與工件上的定位孔之間存在間隙δ2 , 將（jiāng）導致工件（jiàn）下垂δ1/2+δ2/2 。當工件在第一台專用機床上加工再經過生產線（xiàn）上近（jìn）20 台專用（yòng）機床插入定位後, 工件上的定位銷孔孔徑會因磨（mó）損而變大, 由此產生（shēng）的（de）間隙為δ3(約（yuē）為0.02 ～ 0.03mm), 使工件下垂量增大。
,定位銷7 的導向外（wài）圓尺寸為,定位銷定位外圓尺寸為（wéi）,工件定位孔尺寸為；根據氣缸蓋加（jiā）工工藝, 要求 尺寸為47 ±0.05mm, 因（yīn）此我們設計定位銷底孔到導（dǎo）向（xiàng）孔（kǒng）的距離 為47 ±0.015mm。由於專用機床夾具上定位銷與定位銷套之間存在間隙δ1 , 定位銷與工件上的定位孔之間存在間隙δ2 , 將（jiāng）導致工件（jiàn）下垂δ1/2+δ2/2 。當工件在第一台專用機床上加工再經過生產線（xiàn）上近（jìn）20 台專用（yòng）機床插入定位後, 工件上的定位銷孔孔徑會因磨（mó）損而變大, 由此產生（shēng）的（de）間隙為δ3(約（yuē）為0.02 ～ 0.03mm), 使工件下垂量增大。
由以上計算可知, 以一圓柱銷、一菱型銷懸掛在垂直麵上定位的方式進行加工, 一方麵部（bù）分工件會超（chāo）差, 另一（yī）方麵即使加工出的工件尺寸（cùn）符合工（gōng）藝要求, 也大多處在公差下限（xiàn）(理想狀態是公差處於中限), 這將降低機床的穩健性。
根據以上分析, 筆者通過反複總結（jié）專（zhuān）用機床製（zhì）造（zào）與（yǔ）大修過程（chéng）中的經驗, 提出在設計精加工專用機床夾具時, 將定位銷底孔到其它導向孔（kǒng）的距離增（zēng）大Δy , 以彌補工件的下垂量
上述公式適用於被加工孔位於定位銷底（dǐ）孔下部的情況。若待加工孔位於定位銷上邊, 設計夾具時要將（jiāng）定位銷底孔到其它導向孔的距離減少（shǎo）Δy 。
將上述改（gǎi）進後的定位設計方案（àn）應用於實際生產, 取得很好的效果:所加工的（de）氣缸蓋上各孔到定位銷（xiāo）孔的距（jù）離公差大（dà）多處在中限, 使工件廢品率降為零, 大大提高（gāo）了機床（chuáng）的穩健性。
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