图5-2所示的是在龙门刨床上自动走刀刨圆弧面的装置。
在左侧刀架上安装绕O点旋转的刀杆,并在下端安装刨刀,刀杆上端与连杆一端连接,连杆的另一端与右侧刀架连接。工作时,左侧刀架固定在刨床横梁上,由右侧刀架横向自动走刀,使连杆带动左侧刀架上的刀杆绕O点旋转,使刀具切出内圆弧面来。工件上圆弧面半径R的大小,取决于O点到刀尖的距离,要调半
径R的大小,只有改变刀杆和刀头伸出的长短。
2 简易差动镗缸装置
为了解决大型缸体和缸筒内孔的镗削,特设计制造了如图5-3所示的简易差动镗缸装置,在T6112普通镗床上,完成了对大型气缸的镗削。
镗杆2的一端由镗杆支座1固定在镗床的大旋转盘上,实现镗杆的驱动。镗杆端头锥部与镗床主轴的锥孔配合,达到镗杆与镗床主轴中心线同轴。镗杆的另一端由镗床尾座架5通过滚动轴承实现支承。安装镗杆时,需调整校正镗杆,使尾座支承孔与镗床主轴中心线同轴。
镗杆的中间部分为135mm×135mm方形,其上铣有U型槽,槽内装有传动丝杠3,镗杆上装有刀架4,刀架呈“十”字对开式结构,便于调整与镗杆的配合间隙。刀架上装有丝杠螺母,与丝杠相配合,实现刀架沿镗杆的轴向运动。刀架上可以对称安装两把镗刀,同时切削,提高切削时的稳定性。
镗杆的尾端装有一套差动齿轮传动机构。其传动路线:与镗杆连接的齿轮11(m=2.5mm、Z1=88),传动双联齿7(m=2.5mm、Z2=44)、8(m=2.5mm、Z3=43),双联齿轮又传动在滑动配合在镗杆上的齿轮10,该齿轮有外齿(m=2.5mm、Z1=88)和内齿(m=3mm,Z5=39),其内齿带动小齿轮9(m=3mm、Z6=12),使丝杠转动,从而使刀架获得进给运动。由此可见,丝杠在绕镗杆中心旋转的同时,又获得自转,而产生刀架的进给运动。其进给量f的计算如下:
式中 P——丝杠螺距(mm);
“—”——此号说明丝杠自转与镗杆的旋转方向相反。
双联齿轮是固定在镗床尾座上的齿轮支架6上,它不绕镗杆旋转。
加工时,工件安装在镗床工件台上,将工件处于合适的位置,校正后,使刀架在镗杆上的运动能加工完缸体的全程,然后将工作台锁紧,便可进行镗削。
用该装置来加工气缸,收到良好的效果。镗杆刚性较好,不易产生弯曲变形,采用对称双刀镗削,使切削力平衡,切削中不易振动。刀架与镗杆的配合问隙可调,提高了镗削的稳定性和加工质量。采用差动齿轮传动,使结构简单紧凑,便于制造与操作,解决普通镗床镗削大型缸体的问题。
3 在镗床上镗削内球面
图5-4所示的在镗床上镗削内球面的刀杆。它是由安装在镗床大转盘上的弯臂刀杆2,插在主轴锥孔内锥柄4,连杆1,连接杆6,摆动小刀杆7和销钉9等组成。连接杆、连杆它们的销轴与小刀杆相连,一端与锥柄相连,在镗床主轴前后移动的作用下,使小刀杆绕销钉9转动而进行圆球面的镗削。由于镗床主轴转速和大旋转盘的转速不一样,所以连接杆与锥柄的连接是通过连接块3和连接螺母相连的,还必须保证连接杆和连接块能自由的转动。此刀杆的大小,由工件孔的大小来决定。
4 在镗床上镗削内球面
图5-4所示的在镗床上镗削内球面的刀杆。它是由安装在镗床大转盘上的弯臂刀杆2,插在主轴锥孔内锥柄4,连杆1,连接杆6,摆动小刀杆7和销钉9等组成。连接杆、连杆它们的销轴与小刀杆相连,一端与锥柄相连,在镗床主轴前后移动的作用下,使小刀杆绕销钉9转动而进行圆球面的镗削。由于镗床主轴转速和大旋转盘的转速不一样,所以连接杆与锥柄的连接是通过连接块3和连接螺母相连的,还必须保证连接杆和连接块能自由的转动。此刀杆的大小,由工件孔的大小来决定。
加工时,把工件安装在工作台上,先粗镗成圆孔,并留一定的余量,再装上此刀杆进行精加工。把刀杆的销钉9的中心必须与工件球面的中心相重合。镗削球面时,工作台不动,弯臂刀杆2随着大转盘的转动而转动,镗杆也转动,而且向前或向后移动,可以手动或自动进行,推动小刀杆绕销钉9转动,这样就加工出球面来。销钉9的中心至刀尖的距离就是球面的半径R。
5 镗削内球面
图5-8(a)所示的是在镗杆上加工内球面的工具。在镗杆上开一条槽,槽内安装带有刀架的扇形蜗轮,并在镗杆的一侧装一根与蜗轮啮合的蜗杆轴,在轴的一端安装有星形拨轮。工作时,镗杆旋转带动刀架作圆周切削运动,星形拨轮便被安装在某一位置上的拨杆拨动,使蜗杆带动扇形蜗轮转动作间歇进给运动。这种工具适用于直径较大的内球面加工。
图5~8(b)所示的为另一种结构的支承镗削内球面工具,它的本体1安装在镗床大盘2上,另一端与轴6相连并支承。刀杆4用销轴5与本体相连接,并可绕销轴5转动。刀杆4一端装有刀头,另一端与杠杆3连接,杠杆的另一端与插在主轴孔内轴9的接头8连接,并用螺母7锁住防止脱落。
工作时,本体由镗床大盘带动旋转,刀具作圆周切削运动,进给运动由主轴轴向进给带动杠杆3和刀杆4来实现。
这两套工具的结构简单,制造方便,只要各部分配合问隙合理,就能保证加工精度。
6 使用宽刃刨刀精刨时应注意的问题
(1)机床。使用宽刃刨刀精刨用的机床精度要高,运动平稳性和刚性要好,各滑动部件间的间隙要适当调小,以能保证工件的加工精度和表面质量。
(2)工件。工件粗刨后要进行时效处理,安装的基准面要平整,以免精刨后变形。工件在精刨前,切入处应用锉刀倒成45°角,避免入刀时崩坏刀刃。
(3)刀具。一般加工面积小的钢件,选用高速钢作刀头;加工面积大的钢件和铸铁件,应采用抗弯强度较高的硬质合金作刀头。加工铸铁件宽刃精刨刀的合理几何参数为: 法向前角γn =-15°,法向后角αn =5°,刃倾角λs=-3°。在这种几何参数的刨刀工作情况与用刮刀刮削的情况近似,可以获得较低的表面粗糙度。加工钢件的高速钢宽刃刨刀的几何参数:γn =15°~20°,αn =10°~12°,Κr =2°~3°,λs=-20°~-40°。采用较大的刃倾角,以增加实际工作前角,使刀刃平稳切人工件,这对精刨钢件的硬质合金宽刃精刨刀,尤其重要。
宽刃精刨刀应采用机械刃磨,然后用研磨膏进行研磨,使前刀面和后刀面的粗糙度小于Ra=0.1μm。刀具在设计时,应使刀刃的最高点要低于刀杆底面(5~15)mm,以消除扎刀和振动。
安装时,应用光隙法找正,使刀刃与工件的平面平行。当精刨有走刀进给时,平直刃与工件表面不宜完全平行,应根据具体情况留有适当间隙,一般为进给方向前边的缝隙略大,这样在刨削时,由于切削力的作用,刀杆略有变形,使刨出的平面不会出现走刀纹。
(4)切削用量。宽刃精刨时的切削深度一般为(0.03~0.1)mm,切削深度过大,会出现啃刀现象;切削速度一般为(2~10)m/min,刨钢件和刀刃较宽时取小值;宽刃精刨一般不进给,直接刨出工件全宽,当精刨较宽的平面时,进给量一般小于平直刃长度的1/3。
(5)切削液。精刨一般钢件时,采用乳化液或30%白铅油和70%煤油配成的切削液;精刨铸铁时,采用煤油或在煤油中添加3%重铬酸钾作为冷却润滑液。在精刨前,应在待加工表面上先涂一层冷却润滑液,使它充分渗透以获得好的润滑效果。在切削的过程中,要不停地将切削液浇在刀刃处,否则会出现刀痕。
(6)其它要求。整个平面的刨削中,中间不宜停车;刨铸铁时,严防机油滴在待加工面上;精刨过程中,如发生振动,可以降低切削速度和进给量等办法予以消除。
7 牛头刨靠模刨曲面
图5-15所示的是在牛头刨床上用靠模加工成型面的方法。先将牛头刨床工作台的垂直丝杠拆去,在工作台底部装上滚轮,靠工作台自重使滚轮支承在与床身相联的靠模板上。当工作台水平方向进给时,滚轮沿靠模板滚动,带动工作台和工件对刀具作曲线运动,这样加工出工件上的曲面形状同靠模曲线形状相反的曲面来。加工不同的曲面,只需更换相应的靠模板即可。
8 在镗床上安装立铣刀的方法
在镗床上进行铣削加工比较费事,其原因是铣刀装夹方面的困难。因为镗床主轴是实心的,不能像铣床那样可用长螺栓从主轴孔中穿过拉紧刀具。如果刀具在主轴安装不可靠,在切削过程中刀具受切削力和切削中的振动,使刀具从主轴孔中松动或脱出,不仅使刀具损坏,而且还会使工件成为废品。下面介绍两种立铣刀在镗床主轴上的安装方法。
图5—16所示是装夹圆柱柄立铣刀的夹头。使用时,根据铣刀圆柱柄直径的大小,选择不同内径的弹簧套3,用螺帽2夹紧在夹头体上,再将夹头体插入在镗床主轴锥孔内,并用扁销锁紧。这种弹簧套式立铣刀夹头,可以在配相应内径的弹簧套的情况下,安装不同直径的圆柱柄立铣刀。它的优点是结构简单,装夹牢固,换刀方便迅速,应用普遍。
图5—17所示的圆锥柄立铣夹头,它是由螺帽4压紧7:24的过渡套3的工具。根据铣刀锥柄尺寸的大小。一方面可以用莫氏套在中间过渡,或者更换内孔为不同号数的锥度为7:24过渡套。
铣刀锥柄装紧在过渡套内,用螺钉2拉紧。夹头体后面的锥柄插入镗床主轴锥孔中,也同样用扁销锁紧在主轴上。过渡套3外面的锥度是7:24,由于锥度大,自锁能力差,便于装卸。