车削螺纹时,因受螺纹升角的影响,使车刀的工作前角和工作后角与刃磨前角和刃磨后角的数值不相等。三角形螺纹的螺纹升角一般比较小,车削时的影响也较小。但在车削矩形、梯形和螺距较大的螺纹时,影响较大。必须在刃磨螺纹车刀时加以考虑。
车刀两侧的工作后角一般取3°~5°。当不存在螺纹升角时,车刀两侧的工作后角与刃磨后角相同。当存在螺纹升角,车削右旋螺纹时,左侧的刃磨后角应等于工作后角加上螺纹升角;车刀右侧的刃磨后角应等于工作后角减去螺纹升角。车削左旋螺纹时,情况就相反。
车刀两侧的工作前角也会受螺纹升角的影响,使车削螺纹时工作前角与刃磨前角不相等。在装夹车刀时,应将车刀两侧切削刃组成的平面垂直于螺旋线装夹,使两侧的工作前角为0°以利于排屑。
螺纹车刀前、后刀面的表面粗糙度必须很小,磨刀时一定要修整砂轮并用油石精研刀具。
在装夹螺纹车刀时要尽量减少伸出长度,防止切削时产生的振动。螺纹车刀的安装高度过高时,后刀面会顶住工件,增大摩擦力;安装高度过低时,切屑不易排出,会把工件顶起。正确的安装高度是刀尖位置比工件中心高0.1~0.3mm。
1.4螺纹车削时选择合适的切削液
在车削螺纹时,应该正确地使用切削液,以减少由于温度升高而引起的加工误差及刀具老化;而且切削液能起到一定的润滑作用,降低刀具与工件的摩擦,减少刀具磨损;切削液能及时f冲走铁屑,从而减小工件表面粗糙度值。
加工一般要求的螺纹使用水基切削液就可以达到要求,如果精度要求较高就必须使用油基切削液,如煤油、植物油等。
1.5锯齿螺纹在数控机床上车削进刀方式的选择
螺纹车削的进刀方式通常由切削机床、工件材料、刀片形状、刀片材料以及螺距来确定,有以下四种进刀方式:
1.5.1径向直进进刀
用此法车削锯齿螺纹时,车刀的三面切削刃同时切削,导致排屑困难,切削力和切削热增加,受力较集中,刀尖磨损严重。虽然数控车床有指令来实现,但很显然,对于车削锯齿螺纹,这种方法是不可取的。
1.5.2单侧面斜进进刀
用此法车削锯齿螺纹时,刀具以和径向成一定角度的方向进刀切削,螺纹车刀始终只有一个侧刃参与切削,切屑从刀刃上卷开,排屑比较顺利。但是其中有一侧刀刃可能与工件发生摩擦以致产生积屑瘤,在编程时应当注意。
1.5.3改进的单侧面进刀
用此法车削锯齿螺纹时,刀刃两侧面切削形成卷状屑,散热好,螺纹表面粗糙度值较低。是车削螺纹的较好方法,但在数控车床上编程较为复杂。
1.5.4左右侧面交替进刀
用此法车削螺纹时,每次径向进给,横向向左或向右偏移一定距离,使车刀只有一侧参加切削。此方法一般用于加工螺距较大的螺纹,但是由于锯齿螺纹的牙形较特殊且不对称,故此方法不适宜于车削锯齿螺纹。
2米制锯齿外螺纹切削参数分析(P=10)
公称直径:d=80mm;
中径:d2=72.5mm;
小径:d3=62.645mm;
牙高:h1=8.678mm;
牙顶宽:f=2.638mm。
由于米制锯齿螺纹承载压侧角仅为3°,中径定心功能几乎为零。通常可以为米制锯齿螺纹的大径规定较为严格的公差,利用大径定心来保证内、外螺纹间的正确配合。
3数控车削(单线)米制锯齿外螺纹加工程序(SIEMENS-802D)
在锯齿螺纹的实际车削加工中,由于刀尖宽度并不一定等于槽底宽,因此通常无法通过一次加工指令循环切削就正确控制螺纹的各项尺寸。为此可采用刀具Z向偏置后再次进行加T指令循环来解决以上问题,为了提高加工效率,必须准确计算Z向的偏置量,以减少偏置加工的次数。本程序中车刀首先沿非承载牙侧按单侧面斜进进方式车削,再通过Z向偏置控制承载牙侧的尺寸。
螺纹加工程序:
R50=10 螺纹的螺距
R51=0 在纵向轴上的螺纹起点
R52=100 在纵向轴上的螺纹终点
R53=80 起始点的螺纹直径
R54=80 终点的螺纹直径
R55=10 螺纹空刀导人量
R56=3 螺纹空刀退出量
R57=8.678 螺纹深度
R58=0 螺纹的精加工余量
R59=30 螺纹的切入进给角
R60=0 首圈螺纹的起始点偏移
R61=15 螺纹粗加工切削次数
R62=4 停顿次数(用于断屑)
R63=3 螺纹加工的类型(外螺纹、恒定切削面积)
R64=1 螺纹起始数量
R65=R55—0.15
G90 G18 G55 坐标系定义
S200 M03 M08 主轴准备、冷却启动
T1D1 选取刀具
G00 X=R53+20 Z=R51+10 刀具定位
CYCLE97(R50, ,R51,R52,R53,R54,R55,R56,R57,R58,R59,R60,R61,R62,R63,R64) 非承载牙侧螺纹加工
CYCLE97(R50, ,R51,R52,R53,R54,R65,R56,R57,R58,R59,R60,1, ,R63,R64) 承载牙侧螺纹加工
G00 X=R53+200 Z=R51+10 退刀
M09 冷却停止
M30 程序结束
参考文献
[1]张晓晖.公制美制和英制螺纹标准手册.中国标准出版社,2004
[2]SINUMERIK 802D.操作编程车床版,2002
作者简介:
邓铭杰,本科,兰州理丁大学,机械设计及自动化专业,现就职于天水星火机床有限责任公司技术中心电气控制研究所。
数控曲轴连杆轴颈车床夹具的改进设计
刘彬 董全宏
(天水星火机床有限责任公司 天水 741024)
摘要:针对CK43140/6m数控曲轴连杆轴颈车床夹具在对工件进行角度调整时,存在费时、费力的问题,对其进行了改进设计,使其达到在调整工件时,旋转轻松方便的目的,设计了夹具的托起方式。实践证明,此结构简单实用,具有通用性。可减轻操作者的劳动强度,提高生产率的要求。具有一定的参考价值。
关键词:数控曲轴车床 连杆颈 夹具 托起装置
我公司生产的CK43140/6m数控曲轴连杆轴颈车床主要用于柴油机曲轴连杆颈外圆、圆根、曲柄臂外圆及曲柄臂端面等工序加工。也可适用于车削各类外圆、端面、圆弧及回转体的内外表面等粗、精加工。其加工的产品主要为:Z630.D02.05曲轴。
为了保证上述的加工要求,则在左、右主轴箱上安装有左、右夹具,用来调角度、及偏心。左夹具是由基盘、偏心盘、回转盘组成,基盘固定在主轴上,偏心盘沿基盘上下移动调整偏心距,回转盘以偏心盘为回转中心完成分度运动,圆锥销定位,右分度花盘结构与左分度花盘基本相同,左夹具上的分度花盘具有调整偏心、分度、夹紧工件功能,右夹具上的分度花盘具有调偏心、夹紧工件功能。工件夹紧方式采用上下瓦式结构,瓦口基准尺寸为Ф280mm,另配衬瓦两副,分别适用于加工轴颈为ф230和ф225尺寸的工件,通过改变轴瓦的轴颈尺寸,可以满足不同尺寸曲轴工件的加工。
调整工件向位角的工艺过程为:先将曲轴两端置于左右夹具的瓦片上,调整弹性托起装置的支撑力,使曲轴处于微浮起状态,转动曲轴使其正确的位置上,并用上瓦压盖压紧固定。用百分表及量块调整第一压缩连杆颈轴线与机床的主轴中心线重合,然后夹紧曲轴。待车完第一压缩连杆颈轴颈后,松开右夹具上压盖,转动曲轴120。定位、夹紧后车下一个压缩连杆颈轴颈。但原结构是由于曲轴特别重,它与夹具中的瓦片摩擦力大,两工人用工具靠体力对工件进行转动,劳动强度大,生产率低。同时对瓦口磨损特别大,影响夹具加工时的装夹精度。
1结构设计
针对原有夹具存在的问题,考虑到用户生产批量大,生产效率高的要求,为减少瓦口磨损和曲轴转动轻松方便,给左、右夹具设计了一套弹性托起装置。该装置如图2所示:
该装置主要由夹具体1;压盖2;上瓦片3;下瓦片4;螺母5;套6;轴承7;小轴8;托架体9;螺钉10;调整垫11;碟形弹簧12;拉杆13等零件组成。结构简单,制造方便,成本较低。
2使用方法
待车完第一压缩连杆颈轴颈后,松开夹具上压盖螺母,托起装置会自动将曲轴抬起一定高度,使曲轴与下瓦不接触,在转动曲轴时由原来的滑动摩擦变为轴承的滚动摩擦,大大减轻转动扭矩,生产实践证明,通过此结构的改进,劳动强度大大减小,缩短了调整工件的时间、降低了生产成本。当更换不同型号的曲轴时,只需更换调整垫、碟簧等零件,调整方便、快捷,为新产品的投产奠定了技术基础。
待转过120°后定位、夹紧后车下一个压缩连杆颈轴颈。该夹具能大大提高生产效率。
3托起装置调整
根据曲轴两端的轴颈确定上、下瓦,再根据上、下瓦孔径调整托起装置的高度,可根据下瓦的高度配磨调整垫11,以初定托起装置高度,再通过拧螺母5,来调整拉杆的高度,在保证碟形弹簧预紧力的情况下使轴承套外表面高于下瓦片表面0.5~1.0mm,并保证夹紧工件时让碟形弹簧处于压缩状态。
4结论
(1)该夹具结构的改进,能大大提高生产效率,劳动强度减小,缩短了装夹时间、降低了生产成本。
(2)结构简单,制造方便,成本较低。
(4)更换不同型号的曲轴时,只需更换调整垫、碟簧等零件,调整方便、快捷,为新产品的投产奠定了技术基础。
参考文献
[1]姚广鹰.用可调夹具加工曲轴连杆轴颈.机械制造,1994(12)
[2]李海国.车削曲轴连杆轴颈的可调整夹具.制造技术与机床:2002(11)
[3]赵敖生.机械制造学.南京:东南大学出版社,1993
[4]刘友才.机床夹具设计.北京:机械工业出版社,1992
普通车床功能扩展——超大导程设计
刘彬 董全宏
(天水星火机床有限责任公司 天水 741024)
摘要:针对用户要求的大导程车床,既能够进行超大导程的螺旋槽铣削加工,又要保持原有的普通车床功能,对其进行了改进设计,使其达到超大导程的螺旋槽铣削加工的目的,且设计合理,有足够大的静态动态刚度,尤其是改进方式更有独到之处。保证设备具有功率大、转速高、噪声小、精度保持性好、安全可靠等优点。实践证明,满足了用户生产率高的要求。具有一定的参考价值。
关键词:超大导程车床 超大导程 设计
最近,我公司为一家用户设计制造了一台大导程车床,要求该机能够进行大导程的螺旋槽铣削加工,且设计合理,有足够大的静态动态刚度,保证设备具有功率大、转速高、噪声小、精度保持性好、安全可靠等优点。
1 用户要求
大导程车床,是在普通卧式车床的基础上增加“加大导程”的功能和适当降低主轴转速发展而来的专用机床,以满足大导程零件的车削加工。
传统的工作原理是在现有车床的主传动系统中,将主轴传动到进给轴的固定齿轮改为滑移齿轮,在背曲机构齿轮处增设一导程扩大齿轮,所述滑移齿轮通过拨动拨叉分别导程调配齿轮Z3或新增导程扩大齿轮啮合,实现原导程功能和扩大导程功能的转换,从而实现大的传动比,则导程范围扩大至1~786mm,但由于结构限制,要满足用户更大的导程范围,其结构比较复杂。
我公司为了满足用户的需要加工的螺旋槽范围要求,在普通卧式车床基础上大胆创新,设计出的产品。
2工作原理分析
该机床是在普通卧式车床的基础上通过增加减速机来更进一步降低主轴转速,以满足大导程零件的铣削加工。通过调配减速机传动比来满足用户不同的导程加工需要。取掉该装制就可以恢复原普通卧式车床的功能。
该结构的安装方式是:减速机3的输入轴由过渡盘2与原机床主轴箱的主轴相连接,通过配磨调整垫4来保证减速机的高度,并保证减速机3输入轴与输出轴在同一轴线上,减速机3的输出轴与主轴9连接,主轴9前端装有卡盘,用来装夹工件;箱体6和减速机安装在支座12上,支座12通过压板13固定在床身14上。
主轴采用两点支承形式,以前支承为主,中间支承为辅,合理的轴承配置及跨距设计,配以高精度主轴轴承,使得机床具有很好的旋转精度及很高的主轴刚性和承载能力,优化设计的传动系统。使机床具有输出扭矩大、噪声低、刚性强、精度高和精度保持性好等内在特点。
3结束语
该机床造型美观大方、布局紧凑合理等外部特点,还具有手柄集中、标牌形象直观、操作灵活方便、安全可靠、宜人性好等优点。增加了普通车床的性能,按这个产品设计思路,能使产品多样化,以满足各种不同用户的需要。对一般普通车床的主轴传动系统具有普遍的适用性,且极易改制,特别适用于机械、造纸、轧机、船舶等行业的设备改造,改造后的车床能够完成对楔横轧、铸塑机等大导程零件进行加工。
参考文献
[1]吴宗泽.机械设计.北京:中央广播电视大学出版社,1999
[2]丘宣怀.机械设计.北京:高等教育出版社,1997
[3]洛阳轴承研究所.滚动轴承产品样本.北京:机械工业出版社,2000.8
[4]冯辛安.机械制造装备设计.北京:机械工业出版社,1999
[5]郑堤,唐可洪.机电一体化设计基础.北京:机械工业出版社,1997