车床主要用于旋转体工件的加工,它可以加工各种内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹、沟槽以及进行钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等操作。详细说明如下:
1. 轴类零件
结构特点:轴类零件一般是回转体零件,具有外圆柱面,并且沿轴线方向通常有台阶、轴肩、螺纹、键槽等结构。例如,汽车发动机的曲轴,它的形状较为复杂,有多个轴颈,用于安装连杆、轴承等部件,轴颈之间通过轴肩连接;还有电机的传动轴,其结构相对简单,主要是一根带有台阶的圆柱轴,用于传递扭矩。
车床加工方式:在车床上,通过卡盘或顶尖装夹轴类零件的两端,使零件能够绕其轴线旋转。对于外圆柱面,使用外圆车刀进行车削加工,可以精确地控制圆柱面的直径和长度。如加工电机传动轴的外圆时,将毛坯料装夹在车床卡盘上,通过调整车床的转速和刀具的进给速度,车刀沿着零件的轴向移动,就可以车削出符合尺寸要求的外圆。对于有台阶的轴,先车削直径较大的部分,然后通过调整刀具的位置和进给量,依次车削出不同直径的台阶。在加工轴上的螺纹时,使用螺纹车刀,根据螺纹的螺距和牙型等参数,调整车床的进给机构,使刀具在旋转的工件表面车削出螺纹。例如,在加工普通的三角螺纹时,要精确控制刀具的切入深度和进给速度,以保证螺纹的精度。
2. 盘类零件
结构特点:盘类零件的主体部分是一个扁平的圆盘形状,具有较大的端面和外圆柱面,并且在端面上通常有孔、槽等结构。像机械手表中的齿轮盘,它的外圆精度要求较高,用于与其他齿轮啮合,端面上有安装轴的中心孔,还有用于定位和传递扭矩的键槽;汽车的刹车盘也是典型的盘类零件,它有两个较大的摩擦端面,外圆柱面用于安装在车轮的轮毂上。
车床加工方式:对于盘类零件,通常采用卡盘装夹。加工外圆柱面的方式与轴类零件类似,使用外圆车刀进行车削。在加工端面时,使用端面车刀,将刀具垂直于零件的轴线方向进给,对端面进行车削。例如,加工刹车盘的端面时,通过控制刀具的进给量,可以使端面达到所需的平整度和粗糙度。对于盘类零件上的孔,若为简单的中心孔,可以使用中心钻先钻出一个定位孔,然后用麻花钻钻孔;如果是精度要求较高的内圆柱面,则需要使用内孔车刀进行镗削加工。如在加工齿轮盘的中心孔时,先钻出一个略小于最终尺寸的孔,再用内孔车刀通过多次走刀,逐步提高孔的精度和表面质量。
3. 套类零件
结构特点:套类零件的主要特征是具有内、外圆柱面,且内圆柱面的尺寸精度、形状精度和表面质量要求通常较高。例如,机床的顶尖套,它的外圆用于安装在机床的尾座等部件上,内圆则要与顶尖的柄部紧密配合,以保证顶尖在工作过程中的精度和稳定性;还有液压系统中的液压缸套,其内部的圆柱面精度直接影响液压系统的工作性能。
车床加工方式:加工套类零件时,一般先加工外圆柱面,然后再加工内圆柱面。外圆柱面的加工方法与轴类和盘类零件的外圆加工类似。对于内圆柱面,需要使用内孔车刀。由于内孔车削时,刀具的尺寸受到内孔尺寸的限制,并且排屑、散热等条件相对较差,所以加工难度较大。在车削内孔时,要选择合适的内孔车刀,根据内孔的尺寸和精度要求,控制好刀具的进给速度和切削深度。例如,在加工顶尖套的内孔时,要使用细长的内孔车刀,以适应内孔的形状,并且在车削过程中要注意防止振动,通过合理调整切削参数和刀具的几何形状,保证内孔的圆柱度和表面粗糙度。
4. 圆锥面零件
结构特点:圆锥面零件的表面是圆锥形状,圆锥面的锥度是其重要的几何参数。常见的有圆锥轴、圆锥套等。例如,在机床的主轴前端,为了便于安装刀具或夹具,常采用圆锥面结构,这种圆锥面具有较高的精度要求,用于定位和传递扭矩;还有一些工具的柄部,如莫氏锥柄麻花钻的柄部,是圆锥形状,用于与机床的主轴锥孔配合。
车床加工方式:在车床上加工圆锥面主要有两种方法。一种是转动小滑板法,通过将车床的小滑板转动一定角度,使车刀的运动轨迹与圆锥母线重合,然后手动操作小滑板进行进给,车削出圆锥面。例如,在加工莫氏锥柄时,可以根据莫氏锥度的要求,将小滑板转动相应的角度,然后用外圆车刀或圆锥车刀进行车削。另一种方法是偏移尾座法,适用于加工较长的圆锥轴。通过将尾座在横向方向上偏移一定距离,使工件的轴线与车床主轴轴线形成一定夹角,在车削时,利用车床的纵向进给,就可以加工出圆锥面。这种方法需要精确计算尾座的偏移量,以保证圆锥面的锥度符合要求。
车床加工的应用范围非常广泛,几乎涉及到所有机械制造领域。通过车床的精确加工,可以制造出各种精密和复杂的旋转体零件,满足不同行业的需求。