对于制造业来说,锥度车削对于生产精确的圆锥形状非常重要。该工艺在许多行业都有应用,甚至在汽车零部件和航空航天零件制造中也有应用。在本文中,我们将讨论锥度车削的主要技术、计算和实际应用。
什么是锥度车削?
锥度车削通过逐渐改变旋转工件的直径来形成平滑的倾斜表面。该过程由沿直线移动的切削刀具执行 - 去除材料以形成锥形。 每一个锥面都有特定的锥角,即锥件表面与工件轴线之间的角度。
锥度车削方法
1. 表格工具法
成形刀具法使用形状为锥角一半的切削刀具。操作员将该刀具与旋转工件成直角放置。当零件向后或逆时针旋转时,刀具垂直向下,切除整个零件上的材料。这种方法适用于短锥度,但会引起振动。因此,通常会降低切削速度以获得正确的精度。
2. 尾座设置方法
这种锥形车削方法涉及将尾座从车床的中心位置移开。该过程的第一部分涉及将工件安装在中心之间,并将尾座从主轴侧移开。它通过让切削刀具与车床床身平行移动来形成锥度。
机械师使用以下方法计算所需偏移:偏移 = (长度 × 每英尺锥度)/24。
对于角度小于 8 度的长工件,此方法最为合适。
3. 复合休息法
复合刀架法是将复合刀架旋转至所需锥度角的一半。当工件在卡盘上旋转时,刀具沿着其所遵循的倾斜路径移动。要找到锥度角,请使用:tan θ = (Dd)/(2L)。
它非常适合在中心两侧制作短而陡(最大 45 度)的锥度。
4. 锥度车削附着方法
该装置有一个导向杆,安装在车床床身后面,可以向任意方向旋转 10°。导向杆后面是与横滑块相连的导向块,用于精确控制。复合支撑手轮用于由操作员调整切割深度。
该方法提供动力进给选项,适用于长度达 300 毫米的锥度。它适用于内部或外部锥度,无需更改主设置,并保持中心对齐。
5. 结合饲料方法
在这种先进的方法中,通过同时使用纵向和横向进给来创建有角度的切割路径。进给率通过围裙齿轮调整,以由操作员控制其运动。它可以产生准确的锥度,但需要很多技能。该技术适用于 CNC 和手动车床;对于复杂的锥度形状,它可以提供精确的控制。
锥度车削计算
确定锥度角
要找到锥角 (α),请使用以下公式:tan α = (Dd) / 2L。在这种情况下,“D” 表示大直径,“d” 表示小直径,L 表示锥度长度。
每英尺锥度 (TPF)
TPF 表示直径在一英尺长度上的减小。您可以使用以下公式找到 TPF:TPF = (Dd)/L × 12。一旦知道 TPF,就可以使用 O = (TPF × L)/24 计算尾座偏移。
CNC 锥度车削计算
在 CNC 操作中使用时,锥度上任何点 x 处的锥度半径都遵循公式 r = r0 – (xx TPF),其中 r0 是初始半径。为了计算加工时间,公式为时间 = 切削长度 / ( (每转进给量 X RPM) )。这些公式允许对刀具路径进行精细控制,并将公差保持在 ±0.01 毫米以下。
锥度车削的优点
锥形接头具有楔形效应,可产生自锁连接。这提供了一种在接触点之间均匀分配负载的方法,以实现最大的机械稳定性。
锥形零件通过减少特定区域的材料来减轻零件重量,同时保持结构完整性。这在汽车和航空航天领域尤其有用。
现代锥度车削设备具有安全装置来保护您,例如自动控制装置、非常精确的进给系统和防护罩。这些功能可保护操作人员免受金属碎片和旋转部件的伤害。
车床上的内部钻孔可通过锥度车削精确完成。这简化了孔的扩展并允许控制直径的减小。
锥形部分减少了尾流区回流宽度和风的阻力。同时,它们增加了 涡流脱落 频率来提高空气动力学效率。
现代锥度车削通常可达到总直径变化的±0.0002英寸公差。它可确保零件的精确对准和精确配合。
锥度车削在不同行业的应用
航空航天领域
由于航空航天业的系统复杂,因此它需要精度极高的锥形零件。锥形车削可制造支柱、起落架零件、发动机外壳、飞机方向舵和涡轮轴等零件。
机床零部件制造
精密机床部件是借助锥度车削制造的。它有助于生产铰刀、刀架、机销、主轴和心轴。这些精密设计的部件可确保刀具的安全安装和正确对准。
建筑和工程
大型建筑项目需要坚固、精密的零部件。因此,这些特殊部件(如阀门、柱、梁、联轴器和法兰)都是采用锥度车削加工而成。
汽车行业
锥度车削在汽车行业用于制造传动系统部件。这种技术可使从拉杆和悬架部件到车轴和齿轮轴等所有部件准确安装到位。所有这些部件的精确安装直接影响车辆在道路上的实际性能。
锥度车削的各种限制和注意事项
设置锥度车削操作时,需要有知识的操作员和专用设备。在小批量生产中,这会使螺纹或锥形零件的生产成本增加 2-3 倍。
刃磨刀具是保证刀具刃口锋利的重要方法。 研磨
需要技巧和准确性,因为不适当的研磨会对工具和锥度质量产生不利影响。
操作员需要经过大量培训才能学会如何进行深度调整、角度计算和控制进给率。因此,操作员需要学习许多设置和多个加工参数。
锥度车削的刀具费用高,初始设置时间长,但对于大批量生产来说,成本效益较高。对于小批量制造商来说,投资专用设备往往是不合理的。
刀具在工件中心线的准确定位对于生产精确的锥度非常重要。即使是 0.001 英寸的微小偏差也会导致表面光洁度不佳和尺寸误差。
锥度车削工艺比任何常规车削工艺去除的材料都要多 车削加工. 这会产生大量需要安全处理的冷却液废物和金属碎屑。
结语
锥度车削是许多行业中制造锥形部件的一种非常好的加工方法。它还具有几个重要优势,例如最小化部件重量、提高性能和出色的精度。然而,它需要特殊的机械和熟练的操作员。
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常见问题
尾座设定法在锥度车削中如何发挥作用?
操作人员将尾座从工件中心线移开。这个偏移位置就是在切削刀具和工件之间形成一个角度。工件旋转,锥度就是由于这个角度而产生的。
锥度车削附件如何增强锥度车削工艺?
锥度车削附件可精确控制锥度角度。它支持精确一致的切割,无需调整主机设置。
锥度车削操作期间应遵守哪些安全预防措施?
工件必须始终夹紧,并且必须始终佩戴正确的防护装置。将速度限制在 1000 RPM 以内,并经常检查工具是否有任何可能导致事故的磨损或失效迹象。
哪些因素决定了针对特定工作选择特定的锥度车削方法?
这些因素包括材料、生产率、设备可用性、锥角和最终零件所需的精度程度。