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1、车内圆弧的方法及其夹具的设计摘要：针对本单位某产品中零件球腔的内圆弧加工时所碰到的问题提出一些解决的办法。并且就本人曾参与的车内圆弧专用夹具的设计， 制造，调试到最后应用的工作，在此谨作一总结和探讨。关键词：夹具 车削 内圆弧 效率 精度 镜面前言：针对本单位某产品中零件球腔的内圆弧，由于产品的特殊性， 内圆弧的要求较高，主要体现在内圆弧的尺寸及表面粗糙度等方面。 具体要求有：尺寸精度要求是SR60 土 006；粗糙度要求是Ra02而 且每次投产都有一定的批量。上述要求，在本单位机加工车间现有设 备条件下，设计合适的夹具再配合数控车床加工的方法是较为理想的 选择。一、车内圆弧的方法一般情况下，
2、内圆弧的加工方法，根据本人多年的经验，常用的 有如下四种：1、成形刀车削法在零件内圆弧尺寸较小的情况下（一般R10以下），可采用刃磨 成形刀来一次加工成形，此方法的要点是刀具刃磨一定要达到图纸尺 寸要求，同时要考虑加工时达到粗糙度的要求。成形刀车削的优点是 方法简单，效率高，精度也可基本保证，但加工尺寸不能过大，否则加工时会带来振动，不能顺利保证内圆弧的精度。所以只适用于加 工小批量、尺寸较小的内圆弧产品。2、双手控制法车内圆弧双手控制法，就是用左手控制车床大滑板，右手控制中滑板，通 过双手合成运动，车出所要求的内圆弧面，或者双手控制中、小滑板 合成运动来进行车削。此方法的要点是要求操作者有较
3、熟练的技能。 此方法的优点是所用刀具较简单，容易刃磨，加工灵活，不受车床设 备及工件尺寸局限。缺点是加工精度较难保证，且加工效率较低，对 于加工者而言，长时间的采用双手制法亦显得较为疲劳，所以这种方 法一般适用于单件或数量较少或精度要求不高的零件加工。3、数控车床加工内圆弧面数控加工，一直以迅猛的势头发展，毫无疑问，在以后的机加工 行业中，数控加工显示更为突出。因为数控车床加工的优点太明显了， 它加工的产品无论从难度，精度及加工效率方面是普通车床无法比拟 的。而且科技发展一日千里，数控车床加工产品的精度及复杂程度正 在不断提高中。加工圆弧方面，只要输入程序中坐标值的准确性得到 保证，圆弧加工原
4、来在普通车床中显得较为麻烦的内容就会变得轻松 起来了。所以上述来看，加工内圆弧的产品应该完全可以在数控车床 中来加工了，因为数控车床能轻松保证圆弧精度，提高加工效率。但 由于数控车床车圆弧原理的关系，刀尖走刀的轨迹并不是圆弧形状 的，经放大后其实是阶台形的，所以在加工产品时，若圆弧面的要求 是镜面的时侯，经抛光后，表面的质量就显出了缺陷很能达到镜面的技术要求。所以要保证圆弧面达到镜面的效果则前提必需使车刀 刀尖运动的轨迹是圆形的。所以可见此方法适用于加工批量的，精度 较高的内圆弧产品，但有一定的限制。4、专用夹具车内圆弧面当加工的产品有一定的批量且精度要求较高时，也常用设计专用 夹具车内圆弧的
5、方法来进行加工，尤其是数控车床尚未普及的时侯。 通常可按照产品的内圆弧形状、要求设计合适的夹具安装在普通车床 上进行加工。其优点是加工精度可保证，效率较高。缺点是夹具的设 计、制造、调试到最后的应用需要一定的时间，且专用夹具一般只局 限于加工某种产品的某一工序。二、加工实例分析: 一）、图纸的要求产品若的:瓦外水井惶 部件名鶴:瑋腔二部件 喜件召珀:球腔二 相科:碇含金戏E TE53 3-66 图1该零件的技术要求可通过图纸来了解，图1是该产品零件图，其 中内圆弧的要求见图中所示，尺寸要求是 SR600.06, 500.05,球 腔表面粗糙度要求是Ra02,圆弧表面要求是镜面，每次投产都有一
6、定的批量。该产品的车削方法一般情况下可按以下步骤进行（在普通车床或 数控车床上加工均可）：1） 车右平面，钻孔至p 50X48,粗车球腔（镗数级阶台孔）粗车 外圆148, V 128留余量23mm。2） 调头夹V 128外圆，粗车圆锥，粗车螺纹外圆留余量23mm,注 意V 17.5孔未钻（为保证精车球腔时能准确测量球腔的深度尺 寸 50005mm）。3） 调头夹螺纹粗车外圆，精车外圆V 148、V 128, 孔V 125。精车 球腔SR60006,保证深度尺寸50土0. 05,钻孔V 175,去毛 刺。4） 调头夹外圆V 128,车平面取总长，精车60, 30圆锥面， 切槽，车螺纹，车V 28
7、.5孔，去毛刺。5）抛光球腔至要求。6）转下一工序。二）、加工方法的选用 针对产品图纸要求,在上述车内圆弧的各种方法中 ,进行分析和 比较,选择较为适用的加工方法。1、成形刀车削法是行不通的,因为该圆弧尺寸较大,且精度要求较高，难以保证。2、双手控制法也不适用，产品精度根本无法保证。3、在数控车床上加工，可以保证尺寸精度和加工效率，有效降低 了加工者的劳动强度。但是加工完毕后,，对于该产品圆弧面的 粗糙度要求抛光成镜面较难保证。4、既然在数控车床上加工也难以保证图纸的技术要求，最后就只能考虑设计专用夹具来车削内圆弧的方法三) 、夹具的设计和加工原理1、夹具的设计合适的夹具当然就要从保证产品的质
8、量，能提高加工效率这两方 面来考虑了。由于该产品是本单位的定型产品，考虑到其精度要求高， 每次投产都有一的批量等原因，此夹具设计的出发点应是较为独立， 而且是专用的夹具来保证其精度。夹具设计的原理是通过蜗杆与蜗轮 传动来使车刀旋转，保证车刀刀尖运动的轨迹是圆形的。通过该产品 的车削工艺分析，车内圆弧可分为粗、精车，精车前可以留较少余量(23mm),所以车内圆弧夹具设计方面可将重点放在如何保证精车后的精度方面。图2所示就是车该产品的内圆弧的专用夹具：1：车刀；2：刀座；3：斜齿轮； 4：斜齿轮； 5：蜗轮；6：蜗杆；7：手柄；8：夹具体2、夹具的加工原理（具体装夹见附图）其中安装时先拆去小拖板后
9、通过夹具体上两个p 13的孔与车床 中拖板上原来安装小拖板的两螺丝固定，再以螺母锁紧。由于该产品 材料为硬合金铝，所以可采用材料为高速钢的车刀来进行加工，车刀 形状为圆弧刀。在车削前,先装好车刀,调整车刀伸出的长度,圆弧刀 刀刃最外点与刀座中心间的尺寸L=60006。然后调整车床中滑板 令刀座中心点与内圆弧的轴心线重合后,方可开始进行车削。车削时，车床大滑板进给一定的深度后，通过转动手柄7，蜗杆 6转动，带动蜗轮5转动，通过轴I传动至斜齿轮4转动，带动斜齿 轮3转动，通过轴II传动至刀座2转动，而最后使车刀1的刀刃沿工 件内圆弧的轨迹由端面位置向圆弧中心位置作顺时针旋转，从而进行 车削零件内圆
10、弧。经多次进给后圆弧深度的尺寸500.05 可通过深 度游标卡尺进行测量，大滑板进给时由床鞍配合百分表来保证深度尺 寸。车削时切削用量的选择亦较为重要。粗车时，切削速度约为 8m/min （转速约为460r/min）,切削深度约为1mm,进给量为手动缓 慢进给;精车时切削速度约为130m/min（转速约为700r/min或以上）； 切削深度为005015mm,进给量为手动缓慢进给。经过多次实践验 证，精车后，尺寸精度能稳定保证，粗糙度能达到Rai. 6,为以后抛 光的工序打下一个良好的基础 , 抛光后粗糙度能较为容易地达到图 纸的技术要求。三、结束语本人在加工该产品过程中,既在普通车床上进行加工,也尝试了 在数控车床上进行加工,虽然数控车床对于保证图纸上的技术要求存 在一定的缺陷,但数控车床加工产品的效率远远高于普通车床。所以 最后本人确定了加工该产品的最理想的方案,就是在数控车床上经过 粗、半精加工后,再在普通车床上经专用夹具进行精车内圆弧,最后 进行抛光加工。这样产品无论在质量控制上或者在效率的提高上都能 取得令人满意的效果。
