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一種利用普通車床加（jiā）工球麵的車刀工裝設計

2024-8-23 來源：雲南能源職業技術（shù）學院作者：高關勝

［摘要］普通車（chē）床不（bú）能自動控製車刀的走刀軌跡，加工球麵難度較大。文章介紹一種在普通車床上加工球麵的車刀工裝夾具（jù），保（bǎo）證普通車床加工球麵的精度。

［關鍵詞］球（qiú）麵；工裝設計；普通（tōng）車床

0 引言

隨著社會需求的不斷提高，機械零件的結構越來越（yuè）複雜（zá），加工難度越來越大。特別是複雜曲麵的加工，基本上都（dōu）需要使（shǐ）用數控機（jī）床。對於球麵（miàn）的加工，采用普通車床，可以減少高端設備的（de）投入，降低加工成本，但是存在效率、精度低、操作繁瑣等缺點。為了解決這些問題，設計（jì）了一種利用（yòng）普通車床加工球麵的車刀工裝。

1、普通車床加工（gōng）球麵（miàn）的方法

（1）手動車（chē）削法。兩手配（pèi）合（hé），搖動車床大拖板和中拖板的進給手柄（bǐng），車削出圓弧的大致形狀。然後用樣板（bǎn）檢驗圓弧，修整不符合尺寸（cùn）要求的地方，直至達到尺寸（cùn）要求。該方法加工精度低，加工出的球麵圓度誤差一（yī）般大於（yú） 0.5mm，無法滿足零件質量要求。同時加工質量靠操作人員的技術和手感控製，加工效率低，僅適合單件加工。

（2）靠模車削（xuē）法。車床中拖板的進給由靠模實現，這種（zhǒng）加工方法優點是加（jiā）工精度和效率較高，缺點是半徑（jìng）較小的圓弧不易加工，不能加工半球麵以上的球麵。由於產品精度全靠模板（bǎn）精度來保證（zhèng），模板在使用過程中，容易磨損，而且磨損量（liàng）不均（jun1）勻，因此產品質量不穩定。同時（shí），模板安裝需改變機（jī）床機構。因此，在大（dà）批量生產時，這（zhè）種方（fāng）法（fǎ）也不宜采用。

（3）成型刀車（chē）削法。對於小直徑球麵加工，這種加工方法能保證表麵粗糙（cāo）度和尺寸精度。加工半（bàn）徑（jìng）較大的球麵時，由於成型（xíng）車刀的刀刃（rèn）較寬，切削抗力較大，易產生振動。因此，其加工（gōng）精度和表麵粗糙度都較低。

針對以上加工（gōng）方法存在的缺陷，設計一套加工球麵的專用車刀工裝（zhuāng）。該工（gōng）裝結構簡單，使用和維護方便，不但能保證（zhèng）產品的加工精（jīng）度，而且產品的質量也很穩定，能保證了產品的（de）互換性。

2、普（pǔ）通車床使用的球麵切削工裝的設計

2.1　設計原理

球麵工件的車削運動，可分解為工（gōng）件以主軸軸線為中心的旋（xuán）轉運動和刀（dāo）具以主軸軸線上一點為中心的圓周運動。工件的（de）旋轉運動由主軸帶動，比較容（róng）易實現。文章設計的（de）工裝解決刀具以主軸軸（zhóu）線上一點為中心的圓周（zhōu）運動。

2.2　設計目的

（1）確保加工精度（dù）。工裝的使用，對加工人員技術要求降低（dī），不需要通（tōng）過經驗去控製刀具做圓周運動。通過工裝即可讓刀具做標準的（de）圓周運（yùn）動，提（tí）高（gāo）加工精度。

（2）提高加工效率。工裝的使用，使加工（gōng）操作簡化，減少加工輔助時間，提高生產力。

（3）增強安全性。工裝的使用，可以使加工球麵時，操作簡單方便，避免因操作不當造成的（de）意（yì）外傷（shāng）害。

（4）提高經濟效（xiào）益。工裝的使用（yòng），可以減少加工（gōng）過程（chéng）的人工（gōng）投入和時（shí）間成本，提（tí）高經濟效益（yì）。

2.3　設計思路

根據工裝（zhuāng）設計的目的，以及機械（xiè）零部件設（shè）計（jì）的理念，工裝的設計要達到以下要求 :

①工（gōng）裝整體結構力求簡單，要求工裝零部件加工工藝性好、工裝整體裝配簡單。②工裝便於調節，能調節刀片位置，加工不同尺寸的球麵。③工裝能安裝在（zài）車床刀架上，減少換刀的操作。

2.4　工裝結構

該車刀工裝采（cǎi）用中望3D 繪圖軟件（jiàn）建模，設計的主體結（jié）構，如圖1所示。

（1）刀杆。刀杆整體呈 L 形，如圖2所示，材料（liào）為不鏽鋼板材，首先在銑床上加工出 L 形，根據刀片尺寸在（zài）銑床上（shàng）銑出刀（dāo）槽，刀槽用（yòng）於安裝（zhuāng）刀片，通過（guò）螺釘緊固刀片；腰槽用（yòng）於刀（dāo）杆和刀杆固（gù）定座連接，可以根據所加工球麵尺寸調節刀片（piàn）位置。如圖1所（suǒ）示，當加工尺寸（cùn）較大的球麵時可將刀杆往（wǎng）上調，刀（dāo）片就（jiù）遠離（lí）工裝中心，刀片轉動圓周半徑變大（dà），反之加工小球麵（miàn）時，刀杆往下調。