第五單元 滾花和成形面的車削

第五單元滾花和成形面的車削課題一滾花課題二車成形面課題一滾花一、滾花的種類在某些工具和機(jī)器零件的捏手部位，為了增大表面摩擦力，便于使用或使零件表面美觀，常在零件表面滾壓出各種不同的花紋，如千分尺的微分筒、車床中滑板刻度盤表面等。

用滾花工具在工件表面滾壓出花紋的加工稱為滾花。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《滾花》（GB/T6403.3—2008），滾花的花紋有直紋和網(wǎng)紋兩種?；y有粗細(xì)之分，并用模數(shù)m進(jìn)行區(qū)分。模數(shù)越大，花紋越粗?；y的種類如圖5-1所示。二、滾花刀車床上滾花使用的工具稱為滾花刀。滾花萬一般有單輪、雙輪和六輪三種，如圖5-2所示。單輪滾花刀由直紋滾輪和刀柄組成，用來滾直紋；雙輪滾花刀由兩個(gè)旋向不同的滾輪、滾輪連接頭和刀柄組成，用來滾網(wǎng)紋；六輪滾花刀由三對(duì)不同模數(shù)的滾輪通過浮動(dòng)連接頭與刀柄組成一體，可以根據(jù)需要滾出三種不同模數(shù)的網(wǎng)紋。三、滾花方法和要點(diǎn)1.滾花前工件直徑的確定由于滾花過程是利用滾花刀的滾輪來滾壓工件表面的金屬層，使其產(chǎn)生一定的塑性變形而形成花紋的，隨著花紋的形成，滾花后工件直徑會(huì)增大。因此，在滾花前滾花表面的直徑應(yīng)相應(yīng)車小些。

一般在滾花前，根據(jù)工件材料的性質(zhì)和花紋模數(shù)的大小，應(yīng)將工件滾花表面的直徑車?。?.8~1.6）m，m為模數(shù)。2.滾花刀的裝夾和滾花方法滾花刀裝夾在車床刀架上，滾花刀的刀柄中心與工件回轉(zhuǎn)中心等高，如圖5-3所示。

滾壓有色金屬或滾花表面要求較高的工件，滾花刀滾輪表面與工件軸線平行，如圖5-4所示。

滾壓碳素鋼或滾花表面要求一般的工件，滾花刀滾輪表面相對(duì)于工件軸線向右傾斜3°~5°安裝，如圖5-5所示。這樣便于切入工件表面且不易產(chǎn)生亂紋。3.滾花要點(diǎn)（1）在滾花刀接觸工件開始滾壓時(shí)，擠壓力要大且猛一些，使工件圓周上一開始就形成較深的花紋，這樣就不易產(chǎn)生亂紋。

（2）為了減小滾花開始時(shí)的徑向壓力，可以使?jié)L輪表面寬度的1/3~1/2與工件接觸，使?jié)L花刀容易切入工件表面，如圖5-6所示。在停車檢查花紋符合要求后，即可縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給，反復(fù)滾壓1~3次，直至花紋凸出達(dá)到要求為止。（3）滾花時(shí)應(yīng)選低的切削速度，一般為5~10m/min?？v向進(jìn)給量可選擇大些，一般為0.3~0.6mm/r。

（4）滾花時(shí)應(yīng)充分澆注切削液，以潤滑滾輪及防止?jié)L輪發(fā)熱損壞，并經(jīng)常清除滾壓產(chǎn)生的切屑。

（5）滾花時(shí)徑向力很大，所用設(shè)備剛度應(yīng)較高，工件必須裝夾牢固。由于滾花時(shí)出現(xiàn)工件移位現(xiàn)象難以完全避免，因此，車削帶有滾花表面的工件時(shí)，滾花應(yīng)安排在粗車之后、精車之前進(jìn)行。四、滾花質(zhì)量分析

滾花時(shí)產(chǎn)生亂紋的原因和預(yù)防方法見表5-1。技能訓(xùn)練1滾花一、訓(xùn)練任務(wù)把圖2-33所示加工完的短臺(tái)階軸車削成圖5-7所示的滾花銷軸。二、車削滾花銷軸滾花銷軸的車削步驟見表5-2。三、滾花的注意事項(xiàng)

1.滾壓直紋時(shí)，滾花刀的齒紋必須與工件軸線平行；否則滾壓后花紋不直。

2.在滾壓過程中，不能用手或棉紗去接觸滾壓表面，以防發(fā)生絞手傷人事故；清除切屑時(shí)應(yīng)避免毛刷接觸工件與滾輪的咬合處，以防毛刷被卷入。

3.滾壓細(xì)長工件時(shí)應(yīng)防止工件彎曲，滾壓薄壁工件時(shí)應(yīng)防止變形。

4.滾壓時(shí)擠壓力不能過大，進(jìn)給量不能太小，以免滾出臺(tái)階形凹坑。課題二車成形面一、成形面及其技術(shù)要求有些機(jī)器零件表面在零件的軸向剖面中呈曲線形，如圓球手柄、橄欖手柄等，如圖5-8所示，具有這些特征的表面稱為成形面。

在車床上加工成形面時(shí)，應(yīng)根據(jù)這些工件的表面特征、精度要求和生產(chǎn)批量大小，采用不同的加工方法，這些方法主要包括雙手控制法、成形法（樣板刀車削法）、仿形法（靠模仿形）和專用工具法等。隨著數(shù)控機(jī)床的的普及，成形面加工效率和精度大幅度提高，本課題僅介紹雙手控制法和成形法車成形面。二、雙手控制法車成形面1.雙手控制法及其特點(diǎn)用雙手控制中滑板與小滑板或者中滑板與床鞍的合成運(yùn)動(dòng)，使刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡與工件所要求的成形面曲線重合，以實(shí)現(xiàn)車成形面目的的方法稱為雙手控制法，如圖5-9所示。

3.車刀移動(dòng)速度的分析用雙手控制法車圓球時(shí)，車刀刀尖在圓球各不同位置處的縱向、橫向進(jìn)給速度是不相同的，如圖5-11所示。車刀從a點(diǎn)出發(fā)至c點(diǎn)，縱向進(jìn)給速度由快→中→慢；橫向進(jìn)給速度則由慢→中→快。也就是在車削a點(diǎn)時(shí)，中滑板的橫向進(jìn)給速度要比床鞍（或小滑板）的縱向進(jìn)給速度慢；在車削b點(diǎn)時(shí)，橫向與縱向進(jìn)給速度基本相等；在車削c點(diǎn)時(shí)，橫向進(jìn)給速度要比縱向進(jìn)給速度快。4.刀具的選擇和車削方法刀具的選擇和車削方法見表5-3。5.修整由于雙手控制法為手動(dòng)進(jìn)給車削，工件表面不可避免地留下高低不平的刀痕，因此，必須用細(xì)齒紋扁銼進(jìn)行修光，再用粒度為F120或F100的砂布砂光。6.球面的檢測

為保證球面的外形正確，車削過程應(yīng)邊車邊檢測。檢測球面的常用方法如下:

（1）用樣板檢查

用樣板檢查時(shí)，樣板應(yīng)對(duì)準(zhǔn)工件中心，觀察樣板與工件之間間隙的大小，并根據(jù)間隙情況進(jìn)行修整，如圖5-12所示。

（2）用千分尺檢測

如圖5-13所示，用千分尺檢測時(shí)，千分尺測微螺桿軸線應(yīng)通過工件球面中心，并應(yīng)多次變換測量方向，根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行修整。對(duì)于合格的球面，各測量方向所測得的量值應(yīng)在圖樣規(guī)定的范圍內(nèi)。三、用成形刀車成形面用成形刀對(duì)工件進(jìn)行加工的方法稱為成形法。成形法適用于加工數(shù)量較多、成形面軸向尺寸不長且不太復(fù)雜的成形面工件。切削刃的形狀與工件成形表面輪廓形狀相同的車刀叫作成形刀，又稱樣板刀。1.成形刀（1）整體式成形刀

整體式成形刀與普通車刃相似，其特點(diǎn)是將切削刃磨成與成形面輪廓素線相同的曲線形狀，對(duì)車削精度要求不高的成形面，其切削刃可用手工刃磨；對(duì)車削精度要求較高的成形面，切削刃應(yīng)在工具磨床上刃磨。

整體式成形刀常用于車削簡單的成形面，如圖5-14所示。（2）棱形成形刀

棱形成形刀由刀頭1和彈性刀柄3兩部分組成。刀頭的切削刃按工件的形狀在工具磨床上磨出，刀頭后部的燕尾塊2裝夾在彈性刀柄3的燕尾槽中，并用緊固螺釘4緊固。這種成形刀加工精度高，刀具壽命長，但制造比較復(fù)雜。

棱形成形刀主要用于車削直徑較大的成形面，如圖5-15所示。2.車削方法

車削時(shí)，為了保持成形刀切削刃鋒利和形狀正確，減小切削力，通常只在精加工階段使用成形刀，而粗加工時(shí)則用雙手控制法車去大部分加工余量。四、表面拋光利用機(jī)械、化學(xué)或電化學(xué)的作用，使工件獲得光亮、平整表面的加工方法稱為拋光。在車削加工時(shí)，由于手動(dòng)進(jìn)給不均勻，尤其是雙手同時(shí)進(jìn)給車削成形面時(shí)，往往在工件表面留下不均勻的刀痕。拋光的目的就是去除這些刀痕及減小表面粗糙度值。在車床上拋光通常采用銼刀修光和砂布砂光兩種方法。1.銼刀修光法（1）銼刀

修光用的銼刀常用細(xì)齒紋扁銼和整形銼或特細(xì)齒紋的油光銼。修光的銼削余量一般為0.01~0.03mm。

（2）握銼方法在車床上用銼刀修光時(shí)，為保證安全，最好用左手握銼柄，右手扶住銼刀前端進(jìn)行銼削，如圖5-17所示。（3）銼刀修光要點(diǎn)

在車床上銼削時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

1）推銼力和壓力要均勻，不可過大或過猛，以免在工件表面銼出溝紋，將工件銼成節(jié)狀或?qū)⑵滗S扁。推銼速度要緩慢（一般約為40次/min），并盡量利用銼刀的有效長度進(jìn)行銼削。

2）用銼刀修光時(shí)，應(yīng)合理選擇銼削速度。銼削速度不宜過高，否則容易造成銼齒磨鈍；銼削速度過低則容易把工件銼扁。

3）進(jìn)行精細(xì)修銼時(shí)，除選用油光銼外，還可在銼刀的銼齒面上涂一層粉筆末，并經(jīng)常用銅絲刷清理齒縫，以防銼屑嵌入齒縫劃傷工件表面。2.砂布砂光法（1）砂布

用砂布磨光工件表面的過程稱為砂光。工件表面經(jīng)過精車或用銼刀修光后，如果表面粗糙度值還不夠小，可用砂布砂光。在車床上拋光時(shí)常用粒度為F120或F100的砂布。砂布越細(xì)，拋光后的表面粗糙度值越小。

（2）砂光外圓的方法1）把砂布?jí)|在銼刀下面進(jìn)行砂光。2）用雙手直接捏住砂布兩端，右手在前，左手在后進(jìn)行砂光，如圖5-18所示。砂光時(shí)，雙手用力不可過大，防止砂布因摩擦過度而被拉斷。3）將砂布夾在拋光夾的圓弧槽內(nèi)，套在工件上后，手握拋光夾縱向移動(dòng)砂光工件。如圖5-19所示。用拋光夾砂光比手捏砂布砂光安全，適用于成批砂光，但僅適合砂光形狀簡單的工件。

（3）砂光內(nèi)孔的方法

用砂布砂光內(nèi)孔時(shí)，可用一根比孔徑小的木棒作為拋光棒，在一端開槽，如圖5-20所示。將砂布撕成條狀，一端插在拋光棒槽內(nèi)，并按順時(shí)針方向?qū)⑸安祭p緊在拋光棒上，然后砂光內(nèi)孔，如圖5-21所示。

（4）砂布砂光要點(diǎn)

用砂布砂光工件時(shí)應(yīng)選擇較高的轉(zhuǎn)速，并使砂布在工件表面來回緩慢而均勻移動(dòng)。