这里需要说明的一点是: 装刀――它最不容易引起人们的注意。 可是, 在车削螺纹时, 我们在安装车刀时, 不但要注意刀具的伸出长度与刚性能否满足加工需要外, 也要考虑刀具的安装角度是否合理, 同时还要满足刀尖严格对准工件的旋转中心这个问题。 为什么车刀刀尖要严格对准机床的旋转中心呢? 笔者在工作实践中,针对车刀中心高低在生产加工中(螺纹) 的影响进行了反复的观察研究,并结合金属切削加工原理进行分析探讨, 得知: 一、 车刀中心高对车削螺纹的影响 1. 对车刀工作角度的影响 车刀安装时, 中心高是否准确主要对车刀的前角和后角产生影响。 如果车刀中心高没有装准, 这时, 定义车刀角度的参考系――切削平面和基 面的位置就会发生改变。 (1) 基面 pr 通过切削刃上某选定点, 垂直于改点主运动方向的平面称为基面。 (2) 切削平面 ps 切削平面是指通过切削刃上的某选定点, 与过渡表面相切并垂直于基面的平面。 当车刀刀尖高于工件轴线时, 车刀的主后角α o’ 减小, 工作前角γ o’增大; 而当车刀刀尖低于工件轴线时, 则车刀的主后角α o’ 增大, 工作前角γ o’ 减小。 2. 车刀中心高对车刀工作角度的影响 我们知道, 后角的大小主要影响刀具的强度和后刀面与工件加工表面的摩擦, 前角的大小主要影响刀具的锋利程度。 车刀中心高误差越大, 对刀具的工作前角和工作后角影响越大。 刀具的受力点也不同, 磨损的速度不同, 车削出工件的光洁度也不同。 如果车刀中心高过高, 则会造成车刀主α o’ 过小, 从而增大刀具后刀面与工件加工表面的摩擦, 加快刀具的磨损并影响工件已加工表面的质量, 若主α o’ 过小, 如为零度或负值,就会出现刀具后刀面与工件加工表面干涉, 形成挤压而造成无法切削甚至发生崩刀 现象。 如果中心高过低, 则造成主α o’ 过大、 工作前角γ o’ 过小。 主后角过大使刀具的强度下降, 容易造成崩刃, 前角过小使刀具的锋利程度下降,切削力增大, 增大切削难度。 这句话, 一方面, 说明刀尖高中心会因后刀面与已加工表面间的摩擦增大会引起表面粗糙度质量下降; 另一方面, 也说明车刀低于机床的旋转中心时, 还可以减少工件的表面粗糙度。 然而, 车刀刀尖不对准机床的旋转中心, 却会产生一定的尺寸误差。 这个尺寸误差我们可以通过下面一个简单的车削剖面图来说明。 车削剖面图 三、 对切削深度(ap) 控制的影响 在车削螺纹时, 我们会发现当排除了 车床、 夹具、 刀具、 量具等各方面因素的影响后, 在我们按要求所需控制中滑板切入了所要的切削深度,但车削后检测的尺寸往往达不到要求。 我们找了很多原因, 如车刀角度正确, 对刀正确, 也按照图纸要求, 大经中经都正确, 到最后还是螺纹配合时还是会出现问题, 究其原因, 如下图分析所示: 车刀中心高对车削深度的影响 由图可知: 有大、 小外圆各一个, 其中大 D 为待加工外圆直径尺寸,小 d 为已加工外圆直径尺寸, 并且有 AB 长度大于 CD 长度。 刀尖高于旋转中心 AE 尺寸, 直径由 D 车到 d 时, 测量计算即进给(D-d) /2 等于图上CD 长尺寸。 而刀尖从 A 点进给(D-d) /2 尺寸时, 其刀尖并没有落在 B 点,而是落在 AB 上的 F 点, AF 长度等于 CD 长度, 即实际上已加工外圆直径还大于d, 具体误差多少这与刀尖高于工件旋转中心尺寸 AE和切削深度 (D-d)/2 和工件外径尺寸的大小有关, 还与后角的大小等许多要素有关, 书上有公式可以计算。 举个例子: 我们车削螺距是 6 的梯形螺纹, 根据公式: 我们计算出切削深度应该是 70 mm, 当车刀刀尖比中心略高一点时, 实际的 切削深度<70 mm。 这就是说我们的实际切削深度没有达到理论的切削深度。而我们用三针测量法或单针测量时, 螺纹的中经、 大经是正确的, 但这把螺纹刀车削出来的螺纹经过光学检测, 全部是不合格的。 这是我们许多机械加工者没有注意到的问题。 经实践证明: 这个误差是很明显的, 比较其数值的变化就说明了 这一点(有兴趣的同志可以举几个加工实例去测量计算并验证比较一下)。 因为这个尺寸误差值对精加工尺寸精度, 现代的精加工尺寸精度可达到 0. 001 mm, 甚至更高的公差值比较就显得很大了。 当今数控切削机床的应用越来越广, 而且加工精度比较高, 在 数控车床上, 要求刀具的安装严格遵守对准工件的旋转中心这一原则, 否则, 会引起加工误差(尺寸、 形状和表面粗糙度误差)。 俗话说:“磨刀不误砍柴工。” 因此, 我们在安装车刀时要认真一点, 要细心一点, 虽然花去多一点时间, 但能避免不少麻烦, 不仅能使加工得以顺利进行, 保证加工效率, 而且能获得良好的效果。 参考文献: [1] 王志远, 陈为华. 车工工艺与技能训练. 中国矿业大学出版社,2008. [2] 邱言龙, 王兵, 刘继福. 车工实用技术手册. 中国电力出版社,2010-01.