談車刀中心高對車削加工的影響

龔艷芳

（韶關(guān)市高級技工學校 廣東 韶關(guān) 512026）

談車刀中心高對車削加工的影響

龔艷芳

（韶關(guān)市高級技工學校 廣東 韶關(guān) 512026）

車削加工是金屬切削加工中應(yīng)用最廣的加工方法。本文根據(jù)實踐，針對車刀中心高對車削加工的影響的幾種情況，運用金屬切削加工原理、三角幾何關(guān)系、投影關(guān)系等進行了探討和分析，闡明了車刀中心高的正確對車削加工有不可忽視的重要性。

車削加工；車刀中心高；加工效果

“車工一把刀”，這句話說明車刀對車工的重要性。在加工工件安裝車刀時，不但要注意刀具的伸出長度與剛性能否滿足加工需要，也要考慮刀具的安裝角度是否合理，同時還要考慮刀尖是否嚴格對準工件的旋轉(zhuǎn)中心這個問題。車削工件時，通常要求車刀刀尖與工件的旋轉(zhuǎn)中心等高，這就是常說的車刀中心高。在車床上加工工件時，車刀中心高不正確將直接影響工件加工效果，甚至會使車削難以順利進行并使車刀受損。筆者在工作實踐中，針對車刀中心高在加工中的影響進行了反復的觀察研究，并結(jié)合金屬切削加工原理等進行分析探討，得出車刀中心高對車削的影響主要有以下幾個方面。

對車刀工作角度的影響

安裝車刀時，中心高是否準確主要對車刀的前角和后角產(chǎn)生影響。后角是切削平面與后刀面的夾角，前角是基面與前刀面的夾角。車刀中心高裝準確（從理論上講），則車刀的刃磨角度等于車刀的工作角度，即αo=αo'，γo=γo'，如圖1（b）所示。如果車刀中心高沒有裝準，則定義車刀角度的參考系——切削平面和基面的位置就會發(fā)生改變。當車刀刀尖高于工件軸線時，如圖1(a)所示，車刀的工作后角αo'減小，工作前角γo'增大；而當車刀刀尖低于工件軸線時，如圖1（c）所示，則車刀的工作后角αo'增大，工作前角γo'減小。

圖1 車刀中心高對車刀工作角度影響圖

后角的大小主要影響刀具的強度和后刀面與工件加工表面的摩擦，前角的大小主要影響刀具的鋒利程度。車刀中心高誤差越大，對刀具的工作前角和工作后角影響越大。假設(shè)車刀中心高過高，如圖1（a）所示，就會造成車刀工作后角αo'過小，從而增大刀具后刀面與工件加工表面的摩擦，加快刀具的磨損并影響工件已加工表面的質(zhì)量，若工作后角αo'為零度或負值，就會出現(xiàn)刀具后刀面與工件加工表面干涉，形成擠壓而造成無法切削甚至發(fā)生崩刀現(xiàn)象；假設(shè)車刀中心高過低，如圖1（c）所示，則會造成工作后角αo'過大、工作前角γo'過小，后角過大使刀具的強度下降，容易造成崩刃，前角過小使刀具的鋒利程度下降，切削力增大，增大切削難度。

對切削深度（ap）控制的影響

在車削工件的外圓或內(nèi)孔時，我們會發(fā)現(xiàn)當排除了車床、夾具、刀具、量具等各方面因素的影響后，按要求所需控制中滑板切入了所要的切削深度，但車削后檢測的尺寸往往達不到要求。其原因如圖2分析所示：

圖2 車刀中心高對車削深度影響圖

要將工件外圓由φD車至φd，EF應(yīng)是當車刀刀尖與工件軸線等高（中心高正確）時車刀應(yīng)切入的深度。而當車刀中心高裝高到B點時，如果要車到φd的直徑，則車刀應(yīng)切入的深度為BD。

在直角△CAB中

∵BC（斜邊）＞BA（直角邊） 而BA=EF

BD=BC+CD

∴BD＞EF

若按EF切入，車出的外圓必定大于φd。車內(nèi)孔時的分析同理。

對車削圓錐的影響

在車削圓錐時，如果車刀中心高不準確，車出的圓錐會產(chǎn)生雙曲線誤差，如圖3（a）所示。根據(jù)圓錐體的形成原理可知，通過圓錐體中心的圓錐素線是一條直線，如果把一個標準圓錐體用一個平行于軸線且高于軸線Δh的截面剖切，其剖面形狀是一個雙曲線，如圖3（b）所示。也就是說，如果車刀裝高Δh后，走刀軌跡若能走出這一雙曲線的話，就能車出圓錐素線是直線的正確的圓錐體。但車刀的走刀軌跡不是一條雙曲線而是一條直線，所以，車圓錐時，要車出正確的圓錐體和圓錐孔，必須盡

圖3 車刀中心高對車削圓錐影響圖

對車削工件端面的影響

車端面時，如車刀中心高不正確，如圖4所示，在車至端面中心時，會使工件中心留有凸臺而造成端面不平，并會造成車刀刀尖崩

圖4 車刀中心高對車端面影響圖

對數(shù)控車床車削臺階外圓和臺階孔的影響

在數(shù)控車床上車削臺階外圓和臺階孔時，如果車刀中心高偏低或偏高會產(chǎn)生不良后果。如在連續(xù)車削臺階外圓時，當測量小端直徑已經(jīng)符合公差要求時，大端直徑已經(jīng)嚴重超差，往往是外圓越大超差的越嚴重。分析如圖5所示:

圖5 車刀中心高對數(shù)控車床車削臺階外圓影響圖

當車刀中心高與工件中心等高時，外圓1從E1點車至F1點，外圓2從E2點車至F2點，且E1F1=E2F2，如果車刀裝高OO'的高度，同樣要車去同等的車削深度，但外圓1要從A1點車至D1點，外圓2要從A2點車至D2點。

從圖可知在兩直角△A1B1C1和△A2B2C2中，

∵A1B1=A2B2=E1F1=E2F2； ∠C2A2B2＞∠C1A1B1

則C2A2＞C1A1； 而C2A2＜D2A2 C1A1＜D1A1

∴D2A2＞D1A1

也就是說，如外圓1和外圓2要車去同等的余量，如果車刀中心裝高了OO'的高度，則外圓2的切削深度要得取比外圓1深，同理，車內(nèi)孔時也應(yīng)注意這一問題。

因為在數(shù)控車床上車臺階外圓或臺階內(nèi)孔時,不像在普通車床上對各個尺寸是逐個控制的,而是由程序控制連續(xù)車削的。因此，在數(shù)控車床上加工此類臺階外圓或臺階內(nèi)孔時要特別注意，應(yīng)以大端直徑為測量基準，只要大端直徑合適，那么小端直徑就會留有余量。同時，為了保證各個臺階外圓或內(nèi)孔的尺寸合格，在車削時不要統(tǒng)一改刀補，可以根據(jù)各個外圓的余量，在程序中修改各個尺寸至圖紙要求。

然而，安裝車刀時，車刀中心高是否一定要與工件旋轉(zhuǎn)中心等高呢？也有例外。如在車削孔類工件時，為了防止車刀后面與內(nèi)孔孔壁摩擦，可以把車刀刀尖裝夾得略微高出工件軸心線，這樣就有利于切削的正常進行。另外，在加工剛性較差的長軸時，若將刀尖與工件中心等高（對準工件中心）進行加工，工件會振動較大，而如果把車刀刀尖微量抬高一點，振動反而會減弱或消失。這是因為是刀尖抬高了，后角變小了，后刀面與工件表面發(fā)生了摩擦，相當于給工件增加了一個支撐，使工件剛性增加，振動就減弱或消失了。在實際生產(chǎn)中，在車削端面、圓錐面、螺紋、成形面時，要求車刀的中心高一定要嚴格對準工件的中心；粗車一般外圓、精車孔、粗車空心孔、切斷空心工件時，安裝車刀的刀尖應(yīng)等高或稍高于工件中心線。一般中心高裝高在0.2～0.5毫米之間問題不大，而且工件的直徑相對必須大。

俗話說，磨刀不誤砍柴工。安裝車刀時要認真一點，要細心一點，雖然花去多一點時間，但能避免不少麻煩，不僅能使加工得以順利進行，保證加工效率，而且能獲得良好的效果。

[1]技工學校機械類通用教材編委會.車工工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，1981.

[2]王公安.車工工藝學[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2005.

[3]王家浩.高級車工技能訓練[M].北京：中國勞動出版社，1999.

龔艷芳（1977—），廣東省韶關(guān)市高級技工學校一級實習指導教師，高級技師，主要從事數(shù)車專業(yè)一體化教學。

□有話職說

習慣真是一種頑強而巨大的力量，它可以主宰人生。因此，人自幼就應(yīng)該通過完美的教育，去建立一種好的習慣。

——培根

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1672-5727（2011）01-0089-02