基于普通车床的球面加工方法

基于普通车床的球面加工方法摘要普通车床无数控编程功能，不能实现对刀头行走的自动控制，对零件曲面无法直接加工。通过生产实践的过程中，总结出了几种对外球面加工的方法。关键词:外球面;加工;方法;引言:如今的机械零件加工中，零件外形越来越复杂，曲面加工难度越来越大，基本需要通过数控机床加工。但对简单的球面加工，尽量采用普通车床加工，降低成本，提高零件加工效率。通过实践过程中，总结出了一些简单球面加工的方法。一、球面车削的加工原理工件绕自身轴线高速旋转，刀具沿圆心点做低速圆周运动，刀尖对工件端面进行车削，使工件端面成为球面。其中圆心点在工件轴线上，刀尖始终与工件轴线在同一平面内。二、人工法人工法即为工人通过感觉，手工操作进刀量及走刀量，手工车出球面形状。某些经验丰富的高级技师能通过手工加工出标准的球面。但此方法对操作人员要求较高，加工精度完全靠手工感觉，加工速度慢，效率低，精度不高。在某些特殊情况下，数量较少，且人员操作能力较高时可采用。三、靠模法靠模法工作原理为通过增加一个曲面模型，与刀盘轴向走刀轴后端的轴承接触，限制刀盘的走刀路径，加工出球面。原理如下图：图1靠模法示意图1加工零件2刀盘3顶紧弹簧4轴承5弧面靠模采用此方法时，需注意以下要点：3.1工装的安装时，靠模安装定位精度较高，与刀盘水平走刀轴线平行。3.2工装的安装时，顶紧弹簧需一直预压，保证走刀路径沿着靠模曲面行走。3.3加工过程中，进刀量不能太大，刀盘为轴向自由状态，进刀量太大，影响加工精度。此加工方法加工时，需对车床进行改造，制作工装，对车床的性能和工装的安装质量要求较高，且加工精度不高，表面粗糙度较低，大批量生产时，靠模及轴承磨损较大，需定期检查加工情况。但对操作人员要求不高。适用于零件精度要求不高的情况，或者为提高数控加工效率，先用此方法对球面粗加工，后用数控车床精加工，提高数控车床的加工效率。四、穿模法穿模法工作原理与靠模法相同，只是曲面模具安装方式不同。穿模法采用刀盘轴向走刀轴上固定一个销钉，穿过模具的曲面内，限制刀盘的走刀路径，加工出球面。原理图如下图：图2穿模法示意图1轴承2模具3紧固螺栓4矩形垫板此方法的注意要点及适用情况与靠模法相同。五、连杆法连杆法工作原理为：加工时，将工件装在立车的工作台上，刀架体3装夹在立车左刀架上，滑板2装在刀架的燕尾槽导轨上，在水平方向可以自由滑动。装有车刀的刀杆1，则固定在滑板2上，支架4装在立车的右刀架上，连杆5的两端用销轴与滑板2和支架4铰接。两销轴的中心距，即为所加工球面半径R。原理图如下图：图3连杆法示意图1刀杆2滑板3刀架体4支架5连杆采用此方法时，需注意以下要点：5.1、工装安装时，圆心与走刀路径曲线圆心必须重合。5.2、滑板处摩擦较小，能保证刀头自由滑动。5.3、加工时，进刀量不能太大，保证加工精度和表面粗糙度。由于此方法为连杆控制曲线，磨损较小，大批量生产时能保证一定的精度。但加工过程中，靠连杆及销轴定位刀头，进刀量太大时容易刀头跳动，影响加工精度。工装制作时，相对较复杂。此方法加工的零件精度比靠模法和穿模法加工的要高，适用于零件要求相对较高的加工。对于要求更高的零件，可用此方法进行粗加工，后用数控车床进行精加工。六、结语相对于数控车床加工，普通车床加工的效率较高，对操作人员要求也相对较低。在同等情况下采用普通车床加工能极大提高生产效率，降低生产成本，提高经济效益。参考文献1、常丽英.用靠模法加工圆球面.煤矿机械2007.42、孙凤林.凹球面的弹簧靠模车床夹具设计.制造技术2008第2期3、谢瑞刚.普通车床对大直径球面的加工.资厂科技2002年第1期4、许大华.立式车床加工大直径球面零件实用装置的设计.煤矿机械2012第10期