淺談特殊零件的刨削加工技巧

馬國強(qiáng)，王　超

(沈陽工程學(xué)院 機(jī)械學(xué)院，遼寧 沈陽 110136)

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淺談特殊零件的刨削加工技巧

馬國強(qiáng)，王超

(沈陽工程學(xué)院 機(jī)械學(xué)院，遼寧 沈陽 110136)

摘要：在刨削加工中經(jīng)常遇到薄壁零件、直齒圓柱齒輪等特殊零件的加工問題，這些零件普遍存在著剛性差、易變形、定位和裝夾困難等技術(shù)問題。針對以上問題，通過結(jié)合實際工作進(jìn)行了一些研究，提供了相對應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：刨削加工；薄壁零件；直齒圓柱齒輪；加工方法。

隨著機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展，刨床作為一種工作母機(jī)，是廣為應(yīng)用的一種機(jī)床，因為它的功能的廣泛性，除了可以加工平面外，還可以加工曲面和圓柱直齒齒輪等，在刀架上安裝立銑頭后還可作為銑床使用。

1薄壁零件

1.1薄壁零件加工容易產(chǎn)生的問題

1)薄壁零件剛性差，如果夾裝方法不當(dāng)，在夾壓力的作用下，容易產(chǎn)生形變。

2)薄壁零件壁厚很薄，加工時產(chǎn)生的切削熱容易導(dǎo)致零件形變，使得零件的尺寸難以控制。

3)在切削力的作用下，薄壁零件容易產(chǎn)生振動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置精度和表面粗糙度。

1.2解決薄壁零件加工易產(chǎn)生問題的措施

1.2.1選擇正確的定位方法

為了減少因夾壓力導(dǎo)致的變形，除了必要的主要支撐外，還需采用可調(diào)的輔助支撐。薄壁零件的定位應(yīng)采取兩面定位的方法，即將工件迎著走刀方向和刨削主切削力的方向的兩側(cè)緊靠定位件，而另外兩側(cè)留適量的間隙，不對零件的四側(cè)面都加以限位。

1.2.2選擇正確的裝夾方法

1)薄壁零件的裝夾原則和要點

薄壁零件裝夾的原則是零件不因壓緊力而產(chǎn)生變形，對于基礎(chǔ)不平的零件，不易強(qiáng)制壓平，而應(yīng)在翹曲處墊平。薄壁工件的正確裝夾必須滿足下列條件：

①工件的定位基準(zhǔn)面必須可靠地壓貼在工作臺面或平口鉗的墊板上，并在工件前端應(yīng)該加裝低于工件加工面的擋塊。

②對工件的卡壓力必須對稱、均衡，其力的大小既不能引起工件的彈性變形，即上鼓或下凹，又不能使工件在刨削過程中產(chǎn)生移動。

③各夾裝壓板、緊固螺栓等均不能妨礙刨刀的切削運(yùn)動。

2)窄而長的薄壁零件的裝夾方法

對于窄而長的薄壁零件的裝夾一般采用斜口擋板側(cè)擠夾緊的方法，在工件兩側(cè)安裝斜口擋板。安裝時斜口擋板水平向下傾斜8°～10°，在迎著進(jìn)給方向上安裝定位擋板，如圖1所示。

圖1　斜口擋板側(cè)擠夾緊薄壁零件

3)薄而大的薄壁零件的裝夾方法

對于薄而大的薄壁零件的裝夾一般采用楔鐵夾緊的方法。楔鐵斜度為1:100，零件安裝時工件兩面應(yīng)輪流翻轉(zhuǎn)，適當(dāng)調(diào)整楔鐵間距，多次定位和裝夾，使得零件兩面的受力均衡，如圖2所示。

圖2　楔鐵夾緊薄壁零件

1.2.3減小和防止切削力和切削熱引起的零件變形

1)選擇合適的切削用量

合理地選擇切削用量，可減小切削力，降低切削熱，防止零件變形，從而保證零件的尺寸精度。

①薄壁零件加工切削速度的選擇

切削速度對薄壁零件的尺寸精度和表面粗糙度都有較大的影響，刨削不同材料薄壁零件的切削速度推薦值如表1所示。

表1　不同材料薄壁零件的切削速度推薦值

②薄壁零件加工進(jìn)給量和切削深度的選擇

薄壁零件的刨削加工一般采用粗加工、半精加工和精加工3道工序進(jìn)行，刨削鋼及鑄鐵材料時的進(jìn)給量和切削深度的推薦值如表2所示。

2)正確磨銳刨刀各角度

為了盡可能減少切削力，以減少切削發(fā)熱導(dǎo)致的形變，切削薄壁零件用的刨刀，其前角和后角都應(yīng)比刨削一般平面的刨刀要大些，且主偏角應(yīng)小些，這樣在刨削時的走刀阻力較小，工件不易變形。吃刀阻力較大，有助于將零件緊壓在工作臺面或平形墊板上，零件不易產(chǎn)生振動，從而保證加工質(zhì)量。

①刨刀前角的選擇

刨削薄壁零件的刨刀前角推薦值如表3所示。根據(jù)所加工零件材料的拉伸強(qiáng)度選擇相應(yīng)的前角，零件材料的拉伸強(qiáng)度大選擇推薦值里的較小值，反之選較大值。

表2　刨削鋼及鑄鐵材料時的進(jìn)給量和切削深度推薦值

表3　刨削薄壁零件的刨刀前角推薦值

②刨刀后角的選擇

刨削薄壁零件的刨刀后角推薦值如表4所示。根據(jù)薄壁零件的工序選擇相應(yīng)的后角值，粗加工選擇較小值，精加工選擇較大值。

表4　刨削薄壁零件的刨刀后角推薦值

③刨刀主偏角和副偏角的選擇

薄壁零件加工時刨刀的主偏角和副偏角應(yīng)選擇的大一些，這樣可以利于減小切削力，減少切削熱并防止發(fā)生振動。主偏角一般選取60°~90°，副偏角一般選取5°~10°。

2直齒圓柱齒輪

在實際生產(chǎn)中，由于場地、機(jī)床種類的限制，使用刨床修補(bǔ)直齒圓柱齒輪是一種比較經(jīng)濟(jì)的加工方式，在機(jī)械修配中有著廣泛的應(yīng)用。下面以模數(shù)6、齒數(shù)120、齒寬75、壓力角20°的直齒圓柱齒輪為例介紹加工方法。

2.1直齒圓柱齒輪的夾裝方法

由于該直齒圓柱齒輪的尺寸較大，使用刨床工作臺裝夾是無法實現(xiàn)的，所以必須拆卸工作臺，采用刨床橫梁裝夾。

將齒輪裝卡在橫梁前端找正，使用螺栓壓板裝夾壓緊，刀架上裝置百分表，移動滑枕，使齒輪的水平面和側(cè)面與滑枕的平行度不超過0.02 mm，壓緊后再測量1遍。檢測無誤后即可進(jìn)行加工。

2.2直齒圓柱齒輪的修補(bǔ)方法

1)開車將斷裂輪齒去掉并在原齒根位置刨出一平面。

2)在這平面上對應(yīng)相鄰兩齒劃出平行中線，在輪齒任一端面5 mm處劃出5個間距為13 mm的線、打上樣沖，在搖鉆床上鉆出孔徑為6.6 mm、深15 mm的6個螺紋底孔，如圖3所示。

圖3　螺紋底孔

3)使用6個M8規(guī)范的螺栓固定輪齒齒坯，如圖4所示，注意輪齒齒坯必須與刨出的平面緊密貼合。

4)按照齒輪規(guī)范，劃出輪齒齒形樣板及齒形樣板刀的樣板，如圖5所示，在齒坯一側(cè)銼出一個垂直于齒

輪寬方向的平面，并在此平面上將齒形樣板對準(zhǔn)中心線劃出齒形輪廓線，打上樣沖，對線，按刨曲面的方法預(yù)留0.5 mm余量刨出輪齒外形。

圖4　M8螺栓

圖5　齒形樣板

5)安裝齒形樣板刀，精刨齒形兩側(cè)面及齒根圓。進(jìn)刀控制以樣板、齒輪卡尺和齒輪公法線長度的尺寸公差及測量數(shù)據(jù)作為輪齒精加工的控制依據(jù)，直到加工質(zhì)量合格為止。

3結(jié)語

通過對某些剛性差、易變形、形狀特殊零件的刨削加工可以看出，合理的定位和裝夾，選擇合適的切削用量，對零件的加工質(zhì)量有著非常重要的作用。以直齒圓柱齒輪加工過程為例，總結(jié)了加工經(jīng)驗，為從業(yè)人員提供了參考。

參考文獻(xiàn)

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[3]國家機(jī)械工業(yè)委員會.刨工工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

(責(zé)任編輯佟金鍇校對張凱)

Introduction to special parts planing processing techniques

MA Guo-qiang，WANG Chao

(School of Mechanical Engineering,Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,Liaoning Province)

Abstract：In the planing process,some processing problems of thin wall parts,spur gears and other special parts that there exists poor rigidity,easy to deformation,difficult to positioning and clamping are often encountered.Based on the practical research on the special parts processing method,the corresponding solution was put forward to solve the above difficulties.

Key words：Planing processing;Thin-walled parts;Spur gears;Processing method

中圖分類號：TH13

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-1603(2015)01-0093-04