一、车床上加工内圆锥面
在车床上加工内圆锥面的方法主要有:转动小滑板法、宽刃刀法和铰内圆锥法。
1.转动小滑板车削法
转动小滑板车削内圆锥面主要适用于单件、小批量生产,特别是锥孔直径较大、长度较短、锥度较大的圆锥孔工件。
(1)锥孔车刀的选择和装夹。
①钻孔。车削内圆锥面前,应先选择比锥孔小端直径小1~2mm的麻花钻钻孔。
②锥孔车刀的选择和装夹。锥孔车刀刀柄尺寸受锥孔小端直径的限制,为增大刀柄刚度,宜选用圆锥形刀柄,且刀尖应与刀柄对称中心平面等高。车刀装夹时,应使刀尖严格对准工件回转中心,刀柄伸出的长度应保证其切削行程,刀柄与工件锥孔间应留有一定的空隙。车刀装夹好后,应在停车状态全程检查是否产生碰撞。车刀对中心的方法与车端平面时对中心方法相同。在工件端面上有预制孔时,可采用以下方法对中心:先初步调整车刀高低位置并夹紧,然后移动床鞍和中滑板,使车刀与工件端面轻轻接触,摇动中滑板使车刀刀尖在工件端面上轻轻划出一条刻线AB,如图5-5所示。将卡盘旋转180°左右,使刀尖通过A点再划出一条刻线AC,若刻线AC与AB重合,如图5-5(a)所示,说明刀尖已对准工件回转中心。若AC在AB的下方,如图5-5(b)所示,说明车刀装低了;若AC在AB的上方,如图5-5(c)所示,说明车刀装高了。此时可根据BC间距离的1/4左右增、减车刀垫片,使刀尖对准工件回转中心。
图5-5 刀尖是否对准工件中心的判别
(2)转动小滑板车削内圆锥面。转动小滑板的方法与车削外圆锥面时相同,只是方向相反,应顺时针方向旋转,旋转角为α/2。车削前必须调整好小滑板导轨与镶条的配合间隙,并确定小滑板的行程。当粗车到圆锥塞规能塞进孔1/2长度时,应及时检查和校正圆锥角。把圆锥角调整准确后,再粗、精车内圆锥面至尺寸要求,如图5-6所示。
图5-6 转动小滑板车对称内圆锥面
(3)精车内圆锥面控制尺寸的方法。精车内圆锥面控制尺寸的方法与精车外圆锥面控制尺寸的方法相同,也可以采用计算法或移动床鞍法确定背吃刀量,如图5-7所示。
图5-7 精车内圆锥控制尺寸的方法
(4)切削用量的选择。
①粗车时,切削速度应比车外圆锥面时低10%~20%;精车时采用低速车削。
②手动进给车削,进给速度应始终保持均匀,不能有停顿或快慢不均匀的现象,最后一刀的背吃刀量,一般为0.1~0.2mm。
③精车钢件时,可以加注切削液,以减小表面粗糙度值,提高表面质量。
2.宽刃刀法车削内圆锥面
宽刃刀车削法,实质上属于成形法,主要适用于锥面较短、锥孔直径较大、圆锥半角精度要求不高,而锥面的表面粗糙度值要求较小的内圆锥面的车削。
使用宽刃刀车削内圆锥面时,要求车床应具有很高的刚度,以免车削时引起振动。
(1)宽刃刀的刃磨与装夹。宽刃锥孔车刀一般选用高速钢车刀,前角γo取20°~30°,后角αo取8°~10°。车刀的刀刃必须刃磨平直,还应与刀柄底面平行,且与刀柄纵向对称中心平面的夹角为α/2,如图5-8所示。宽刃车刀装夹时,切削刃与工件回转轴线的夹角应为圆锥半角α/2,且与回转轴线等高。
(2)用宽刃刀车内圆锥面的方法。先用车孔刀粗车内锥面,并留精车余量0.15~0.25mm。换宽刃锥孔车刀精车,将宽刃刀的切削刃伸入孔内,其长度大于锥长,横向(或纵向))进给时,应采用低速车削,如图5-9所示。车削时,使用切削液润滑,可使车出内锥面的表面粗糙度Ra值达到1.6μm。
图5-8 宽刃锥孔车刀的刃磨与装夹
图5-9 用宽刃刀车内圆锥面的方法
3.铰削法加工内圆锥面
当内圆锥面直径较小,采用镗削法加工时由于镗刀杆细长,容易产生振颤而达不到所要求的加工精度和表面粗糙度的情况下,通常采用铰削法。车床上铰孔一般能达到Ra1.6μm。
(1)铰削锥孔使用的铰刀。铰削内圆锥面,需要使用与内圆锥面的圆锥半角相同的锥形铰刀。锥形铰刀由粗铰刀、精铰刀组成一组,用来加工同一个孔径的孔。粗铰刀如图5-10(a)所示在铰孔中要切除较多的加工余量,使锥孔成形。由于它所形成的切屑较多,所以,粗铰刀的刀槽少,容屑空间大,切屑不易堵塞。精铰刀如图5-10(b)所示,用来获得必要的精度和表面粗糙度,切除的加工余量少而且均匀,所以,它的刀齿数目较多,锥度准确。每个刀齿的顶部都留有宽b=0.2mm左右的棱边,以有利于提高孔的加工精度和降低表面粗糙度。
图5-10 锥形铰刀
(2)内圆锥面铰削方法。被铰削内圆锥面较短或直径尺寸较小时,可先按小端直径钻孔,再用锥形铰刀直接铰削。
锥度较大或锥体较长的内圆锥孔,铰削前应先按小端直径钻孔,再粗镗出内圆锥孔,然后用粗、中、细铰刀依次铰孔。铰削内圆锥孔时,由于排屑条件不好,所以应选用较小的切削用量。在铰孔过程中,要经常将铰刀退出清除切屑,以防止切屑堵塞和摩擦加剧而影响铰孔效果。铰孔时,车床的主轴只能正转,不可反转,否则会影响铰孔质量,甚至损坏铰刀。
铰孔过程中应使用切削液,对于钢和铜类材料一般用乳化液,钢件铰孔精度要求高时,可用柴油或猪油等。铰削铸铁时可干铰,精铰铸铁孔可使用煤油。铝材铰孔也用煤油。用锥形铰刀铰内圆锥面的操作步骤如下。
①先做准备工作。包括校准尾座中心,使尾座中心与主轴中心重合;按照被加工材料选择切削液和选择合理的切削用量等。铰内圆锥面时的切削速度与铰圆柱孔时相同,在进给量选择方面,铰大孔应比铰小孔小些。
②钻孔。工件铰孔前需先钻孔。使用比内圆锥面小端孔直径尺寸小0.2~0.5mm的钻头钻孔。钻孔时要先用中心钻或短钻头钻出定位孔,注意保证钻出孔的位置不歪斜,使孔的中心线与主轴中心同轴。
③使用锥形铰刀铰内圆锥面。铰内圆锥面与铰圆柱孔方法基本相同,所不同的是铰内圆锥面时要注意控制铰孔深度,防止将小端直径铰大。
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