车削加工
出处:按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《模具工实用技术手册第2版》第605页(3200字)
车削主要用于加工回转体的凸模、凹模、型腔、型芯、螺纹型腔等。
(一)型面的加工
在普通车床上加工型面有两种原理,一为改变刀具切削刃的形状,使之与型面的母线形状吻合。二为改变刀具的运动轨迹,使刀具的运动轨迹与型面的母线一致。其具体方法有双手控制法、样板刀、靠模法。
1.双手控制法
双手控制法是用手工操纵刀架的纵向和横向移动进行成型加工。精度要求不高或型面比较简单的零件,用卡尺和标准圆弧样板测量。精度要求较高、型面较复杂的零件可将整个复杂的型面分成几个简单的型面,依次进行车削,零件的外形靠分型样板和整形样板来测量。双手控制法用于中小型零件的单件小批生产。
2.样板刀
将刀具的刃口磨得和零件被加工部分的型面曲线相同,但凸凹方向相反,使车削出来的型面符合图纸要求。型面的精度主要靠刀具来保证。样板刀适用于加工零件上的大圆角、圆弧槽以及变化范围较小但又比较复杂的型面。样板刀的选择见表5.3-8。
表5.3-8 样板刀的选择
注:1.车削内成型面的样板刀,应适当增大后角。
2.样板刀前角不等于0°时,前刀面的外形与零件轴间截面外形不同,必须参照零件外形的要求,对样板刀前面外形进行修整。
3.靠模法
特殊型面的型芯、型腔可用靠模装置进行车削。图5.3-1为车型面的靠模装置,底座固定在车床床身的背部,底座上装有靠模板,靠模板上曲线沟槽的形状尺寸与工件型面曲线形状尺寸相同。使用靠模时抽掉中拖板丝杠,用连接板将中拖板和滚柱固定在一起,滚柱可自由地沿着靠模板的曲线槽滑动,当大拖板做纵向移动时,中拖板及车刀沿着靠模做横向移动车出成型面。为便于调整切削深度,小拖板必须转过90°作调整切深用。
图5.3-1 车型面靠模装置
(二)螺纹加工
模具的螺纹型芯、型腔都要求有较高的精度和表面质量,为便于脱模,需要加工带有锥度的型芯。在螺纹型芯和型腔加工时,为使制件符合设计要求还必须考虑收缩率。目前常用对螺纹的中径放收缩量的方法,但有时还必须对螺距放收缩量,因此需要采取一些特殊措施,以加工这些非标准的螺纹。常用的有挂轮法和靠模法。
1.挂轮法
根据计算后的螺距选择车床挂轮齿数。
(1)车床有直连丝杠机构
挂轮齿数为
式中 t′——考虑收缩率后型芯或型腔的螺距;
s——车床丝杠螺距。
(2)车床无直连丝杠机构
挂轮齿数为
式中t1——在车床走刀箱上选取的螺距值;
i原——选取的t1位置上原挂轮的传动比。
注意:①挂轮齿数必须在车床所带的齿轮中选取。②齿数必须满足搭配条件
2.靠模法
靠模法加工特殊螺距螺纹如图5.3-2所示,将尾座偏移L1距离,拆去小拖板的移动丝杠,装上带斜度的靠模板,加工时大拖板按车床丝杠移动螺距t,刀架因靠模板作用在工件上移动t′。
图5.3-2 靠模法加工特殊螺距螺纹
尾座偏移量L1=(1+K)sinα×L(mm)
式中 K——收缩率;α——靠模板角度;
L——零件总长;t——工件螺距;
t′——考虑收缩率后的工件螺距。
3.车锥度螺纹工具
图5.3-3所示为车锥度螺纹工具。刀架尾部设有锥度控制杆,刀杆尾部有调节螺钉靠在锥度控制杆的斜面上,纵向走刀时锥度控制杆由于挡块的限制而相对地向右移动,车刀则相应后退而车出锥度螺纹。螺纹车好后,由于锥度控制杆的阶梯,刀杆立即退刀,退刀时销钉压下杠杆。再次车削前,扳动杠杆,抬起刀杆,锥度控制杆在弹簧的作用下向左移动。
图5.3-3 车锥度螺纹工具
(三)定距加工
图5.3-4所示为对拼式塑压模型腔。为了保证组合后型腔外形吻合,加工时先加工好模块外形,并用定位销将模块组合后再车削型腔。为了控制每一个尺寸L的距离,无论在粗车或精车时都要控制车刀的纵向位置,为此必须采用多位行程挡块。
图5.3-4 对拼式塑压模型腔
图5.3-5所示为转盘式多位行程挡块。挡块固定在车床床身上,4个可调节螺钉固定在圆盘上,转动套,即可控制4个纵向长度尺寸。
图5.3-5 转盘式多位行程挡块
(四)淬硬零件的加工
大型成型零件热处理后变形较大,磨削加工有困难时可在车床上使用硬质合金车刀加工(图5.3-6)。刀具几何角度见表5.3-9,切削用量见表5.3-10。
图5.3-6 硬质合金车刀
表5.3-9 刀具角度
表5.3-10 切削用量
加工淬硬零件时注意事项如下:
(1)表5.3-9为连续切削时的刀具角度,断续切削时,前角和刃倾角的绝对值应适当加大。
(2)YT30硬质合金质地非常脆,刃磨时易崩刃,因此必须选用细颗粒的碳化硅砂轮刃磨,先磨负前角及刃倾角,后磨其他角度,刃磨时刃口向上,用力不可过大,这样可减少崩刃,避免产生裂纹。
(3)要选择刚性好的机床。刀具安装时伸出要短,不得中途停车,尽量减少刀具的冲击。