车削加工(下)

李少庆

14　车床铭牌以外螺纹的加工
在众多的机械传动中，多头蜗杆、多头螺杆、多头螺旋花键、变导程蜗杆、双导程变齿厚蜗杆、斜齿轮啮合蜗杆等的螺距、导程在车床上铭牌查不到，给加工带来困难。现介绍一种在车床铭牌上查不到所需螺距(或导程)的一种解决方法，可以省去作挂轮的麻烦。
例如，进口铣床上与斜齿轮啮合的蜗杆，其法向模数为3.175，圆周模数为3.184，在车床上找不到3.184模数，要加工就得计算与制作挂轮。经过计算与分析，把模数螺距换算成米制螺距，即3.184×3.1416=10.003mm，这样就可以按螺距1Omm加工。
在设备大修和维修中，大都以米制来测量螺纹的螺距，这样就会出现非标准螺距。实际上螺纹分普通、英寸制、模数、径节和非标准螺纹，它们的螺距可以互相转换。如 9.4248mm、12.5664mm、12.7mm、25.4mm和7.9756mm等，均可按其他种类螺纹处理，其结果是P=9.4248mm、 P=12.5664mm，分别为模数3和模数4。
3 F! |. {- R& Y1 t7 c又如12.7mm、25.4mm，分别为2牙/英寸和1牙/英寸的英制螺纹。P=7.9756mm则为DP=10的径节螺纹。
15　镗削大长内锥孔的工装
在车床上加工直径较大、长度较长的内锥孔时，如采用一般的车削方法，由于刀杆刚性差，车削时振动，切削用量很小，甚至无法切削。为此，就采用了如图3-34所示的工装，多次成功地加工出合乎要求的大型内孔或内锥孔。

& W, ?( N4 n4 @1 e5 C加工时，工件一端用卡盘夹住，另一端用中心架支承。在车床主轴孔内放一反顶尖，将刀杆一端用钢球定位，另一端用连接套和紧固螺钉把刀杆固定在车床尾座套筒上，使其在工件旋转时，刀杆不转动。刀盘在刀杆上由于键的作用，只能作轴向滑动。铁丝的一端固定在刀盘上，另一端固定在车床大拖板上，当大拖板进行纵向走刀时，拉动刀盘作轴向移动，完成进给运动，进行切削。
( o4 L, m. ]- [: @, `) F' v7 e, h5 y2 |在刀杆安装前，必须把车床尾座放在大拖板前面，以利于大拖板拉动铁丝带动刀盘移动，进给量的大小，可调整进刀箱手柄获得。加工锥孔时，可偏移尾座，使刀杆轴线与工件轴线线在水平方向偏移一个斜角。刀盘返回时，用手推刀盘即可。
) y: a0 [, @1 }: V5 ^" P此工装在车床上加工大型内孔，操作十分方便，而且结构也简单，刀杆的刚性好。
$ g( c# `8 Z+ B) A16　改变挂轮箱主动轮齿数，增加车蜗杆螺纹的范围
% t! j1 J/ L' m# a' r; K将C620-1车床挂轮箱主动轮的齿数32，增加到48齿，则铭牌上没有的模数螺纹也能加工了。如果把主动轮32齿改为64齿，这时车蜗杆可以不受主轴速比的限制，采用低速精车，有利于改善螺纹表面粗糙度。
17　降低细长轴(杆)表面粗糙度的方法
2 W+ a3 N+ k8 o  B$ S- S在车床上降低细长轴(杆)表面粗糙度的工艺方法，一种是采用单轮珩磨法；另一种是采用滚压法。这是在车床上利用简单的工具和工艺解决粗糙度要求低的行之有效的措施和没有磨床进行磨削问题。
在车床上精加工细长轴(杆)后，如粗糙度还未达到图纸要求，可采用单轮珩磨法，对工件表面进行再加工，能使工件表面粗粗度由Ra6.3μm降低到砌 (1.6～0.2)μm。珩磨轮轴线与车床主轴轴线夹角一般为28°～30°为好。夹角大效率高，粗糙度大，夹角小效率低，粗糙低。珩磨轮速度一般为 (30～60)m/min，进给量为(0.5～2)mm/r，粗珩时选大值。珩磨轮对工件的压力为(150～200)N。对于刚性差的工件，应使用跟刀架。珩磨轮的粒度一般为100#～180#，如粗糙度要达到Ra0.2，珩磨轮的粒度应为W40～W280珩磨时用的润滑液，应用加入5％～10％油酸的煤油或柴油。在没有条件时，也可用普通乳化液来进行珩磨过程的清洗与润滑。
细长轴(杆)的滚压加工，可以高效率的降低表面粗糙度的同时，提高表面硬度和耐磨性。由于工件刚性差，滚压时必须使用跟刀架，使用的方法与粗车细长轴相同，即把跟刀架放在滚压工具的前面，这样避免跟刀架爪拉伤工件表面。刚性或弹性滚压工具均可以对细长轴(杆)滚压。滚压次数一般不超过两次。滚压速度为(20～30)m/min，进给量为(0.1～0.2)mm/r。采用机油润滑，也可用乳化液润滑。
; {* t0 o, T& l5 a2 W& s18  用铜棒校正工件的方法
工件的校正，也称为找正，是车削工件前检查工件的安装是否处于正确位置的方法。校正的目的，粗车时是为了保证工件余量基本一致；半精车和精车时，是为了保证待加工表面与已加工表面相对位置符合要求。迅速而正确地校正是保证产品质量、缩短辅助时间的重要措施。
用铜棒校正工件的方法，是在将工件外圆和端面粗车后再安装工件时进行的一种快速校正的方法，如图3-41所示。在车床方刀台上装夹一铜棒或铝棒，将工件轻微夹持在三爪卡盘上，开动车床用100r/min左右的转速旋转，使铜棒接触工件端面或外圆，并用手摇动拖板施加一定压力，使工件表面与铜棒完全接触为止，再慢慢将铜棒脱离工件，再停车夹紧工件，工件就校正了。

: N) e- K: z4 Y* ?( t此种校正方法，迅速准确，并能达到一定的精度。如果工件夹持合理(小于10mm)，工件表面光滑，一般轴类径向跳动和盘类工件端面跳动不大于0.02mm。
19　在车床上校直细长杆的方法
/ ^7 O) X2 s' r7 j) X0 a% Y. N细长杆在车削前必须先校直，否则会造成加工余量不均匀而车不圆，或因弯曲离心大而增加杆的弯曲度，无法车削。在车床上进行细长杆校直，可采用以下方法。
(1) 采用锤击方法。先将细长杆的一端用三爪卡盘夹住约10mm，一端顶尖支承。用较低的速度使工作旋转，用粉笔在工件画出高点后，停车。左手拿一块凹形的铁块，使凹面靠在工件高点的反面，右手拿手锤打击工件的高点。打击力的大小与工件弯曲的情况成正比。这样反复几次，工件就校直了。这种方法适用杆细而长时。
3 L( c/ W! `" Z) w(2) 用杠杆撬压法。细长杆在车床安装好后，开车使工件旋转，用一根长300mm的木棍搭在中拖板和方刀台上，摇动中拖板，使木棍压向工件弯曲部分。继续移动中拖板，跟紧尾座顶尖，以防工件脱出，待工件继续旋转几秒钟，再将中拖板慢慢退出，并适当松退尾座顶尖，视工件是否校直。如还弯曲，再继续按上述方法进行，直到校直为止。此方法适工件较短的情况下。
(3)用反击法。在细长杆较长、直径相对大一些的情况下，先把两端的中心孔钻好，用主轴顶尖和车床尾座顶尖将它顶起来。然后，用手使工件转动，找出工件上的高点，并用粉笔画上记号。这时，用一块约25mm厚40mm宽，比车床大导轨宽长的铁块或比较大的木块，横放在大导轨上，在上面放一个头部不是60°尖形而是V型或凹弧型的螺纹千斤顶，支承在工件变曲的高点，稍微用力支起一些，左手用手握住工件，右手用手锤的圆头打击工件的弯曲的低点。打击的次数、力度和在工件的长度，与弯曲的大小成正比。这样校直的工件，还不易恢复弯曲。
除上述在车床上校直细长杆的方法外，还可以采用在机床外目测，在平台上目测用上述方法校直。
20　车深孔中内球面的车刀
, ]3 i- Q7 y( K( h6 K' W( ?- W2 F车削工件如图3-61中工件1所示的塑料，尼龙和有机玻璃等材料时，要求内孔圆柱面与深孔中的内球面连接点A，必须十分光滑无台阶，这就给加工带来难度。为此，在车削内孔和内球面时，必须在一次精车走刀中完成。
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: k+ q/ D# g! h2 x为了加工好此工件内孔，先制作如图3-61所示的内孔车刀。刀片2的材质为工具钢或合金工具钢，淬火为HRC(60～62)。制作的方法：先在车床车削一个刀坯，热处理淬火，磨两端面，用刀片内孔与心轴安装，在外圆磨或工具磨磨外圆和后角至要求，再按图刀片形状把多余的部分磨去，以防车孔时反面碍事，无法进行车削。然后把刀片用螺钉固定在刀杆上，使刀片的前刀面接近于刀杆中心，以免刀杆下部碍事，这样也可使刀杆横截面大一些，有利于提高刀杆刚性。
车削内孔时，先用钻头钻孔，用内孔刀粗车内孔。精车时，把图3-61所示的刀具安装在车床方刀台上，并使刀刃和工件旋转中心等高。先用此刀半精车内孔，孔深基本达到要求。精车内孔圆柱部分后，在同一次走刀把孔深处内球面也车成。这时，内孔全部车完。此种刀具与操作方法，使内孔与内球面无接刀痕，十分圆滑。
21　车削平面螺纹
所谓平面螺纹，就是在圆柱或圆盘端面上加工的螺纹。车刀相对于工件运动的轨迹，则是一条阿基米德螺线，它与常加工的圆柱螺纹不同。
# m* A0 y  z) R$ O在普通车床上车削平面螺纹，一般采用光杠传动，使中拖板丝杠转动，驱动车床中拖板横向移动走刀来车削。这就要求工件每转一转，中拖板横向移动工件上一个螺距。
在工件螺距要求不严格时，可用工件平面螺纹的螺距，除以车床增大螺距的倍数(如C620-1车床可增大2、8、32倍)，用所得的商，选择车床铭牌相近似的横向进给量，并按要求扳好进刀箱手柄，再把主轴箱上增大螺距手柄扳到增大螺距位置上，并把主轴箱上变速手柄扳到要求的位置上，安装好刀具，就可进行平面螺纹的车削。
2 v$ n3 N0 Q( e+ R5 Q& q在工件螺距要求严格时，就必须配换挂轮箱挂轮。在计算挂轮前，按上述的方法，选一个近似的横走刀量，并扳好进刀箱、增大螺距和变速手柄，进行横向走刀。然后用主轴的整数(5转以上)去除横拖板所移动的距离，所得的商是车床的实际螺距。一般的情况下，不会与工件要求螺距相等，这就必须计算更换挂轮箱挂轮。其公式为
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式中　i——传动比或传动速比；
P工——工件螺距(mm)；
) A' _/ e$ E) VP实——实测的螺距(mm)；
6 l! |% \  D* {; }; R5 p, hZ1、Z3——为主动轮齿数；
Z2、Z4——为被动轮齿数。
. `& R7 P, M2 k' T& t例：工件的平面螺纹螺距P工=8mm，实测的螺距P实=8.24mm，求车床挂轮的齿数。
解1　用计算方法：
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答：主动轮齿数为100，被动轮齿数为103。此挂轮为单式挂轮，中间可选任一齿数的齿轮为介轮。
解2　用查表法：
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) C" w( X  E% E9 `# X- i  ~; q查上海科学技术出版社出版的《金属切削手册》或机械工业出版社出版的《机械工人切削手册》，即可得到相应的挂轮齿数。
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答：Z1=100，Z2=80，Z3=70，Z4=90。
车削时，最好采用弹性刀杆，刀头的几何参数与车圆柱螺纹相同，只不过刀头车内圆一侧的副后角必须磨出双重后角，以防止车削中此部分碍事。采用车床主轴正反车走刀和使刀具返回。吃刀的方法有两种：一是用车床小刀架吃刀与退刀，小千分箍记数；二是大拖板前面的大导轨上安装磁力表架和百分表，用以控制大拖板的位置和吃刀量，并用大拖板吃刀与退刀。
在车削平面螺纹的过程中，除方牙螺纹外，车削其它牙型的螺纹，也需要像车削圆柱螺纹那样进行“赶刀”，来精车牙型的两侧面。其“赶刀”的方法也有以下两种：一是采用大拖板吃刀与退刀，将小刀架逆时针旋转90°并固定，“赶刀”时摇动小刀架手柄即可：二是采用大拖板或小刀架吃刀与退刀，要“赶刀”时，把刀头置于工件之外，在走刀中将主轴停下，但必须无反转，这时将脱落蜗杆手柄落下，把中拖板的手柄旋转需要“赶刀”的数值，再提脱落蜗杆手柄即可。用此方法“赶刀”，必须消除传动链的间隙，就是需要往哪个方向“赶刀”，中拖板必须往同一方向走刀。“赶刀”以后，再使刀头逐步切入工件。【MechNet】
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