普通車床橫向切斷車刀工作后角變化規律及控制措施
2017-7-20 來源： 蘭州石化職業技術學院 機械工程系 作者：周蘭生
摘要: 在普通車床上橫向切斷軸類零件是車削加工的基本工藝． 通過對橫向切斷車刀工作后角變化過程的分析，表明工作后角的變化規律，指出在實際切斷中為避免工作后角變負，采用手動進給是目前唯一有效的方法。
關鍵詞: 車床; 橫向切斷; 工作后角; 控制措施
軸類零件橫向切斷是車削加工的基本工藝。在普通車床實際切斷過程中，由于受到橫向進給速度和工件直徑大小的影響，切斷車刀工作后角的大小不是恒定的。在由外向中心切斷的過程中，車刀的工作后角由正后角逐漸變為負后角，導致工件最后不是被“切斷”而是被“擠斷”［1］，從而影響切斷質量。同時由于工作后角變負，使后刀面與工件切削表面間的摩擦增大，車刀熱量增加，磨損加劇，降低了車刀的耐用度，且由于擠壓摩擦加劇，使工件切削表面產生殘余應力和加工硬化。因此，需對橫向切斷車刀工作后角變化規律進行研究并采取相應措施。
1.橫向切斷車刀工作角度的確定
1． 1 橫向切斷車刀工作角度與標注角度的關系
圖 1 橫向切斷車刀標注角度與工作角度的關系
刀具的標注角度是刀具在理想安裝位置和沒有進給運動的情況下所確定的角度。在實際切削過程中，由于有進給運動，使刀具角度參考系發生了變化，導致刀具的工作角度與刀具的標注角度不一致。如圖 1 所示為車刀橫向切斷加工時，標注角度與工作角度的關系。
圖 2 橫向切斷中心被“擠斷”示意圖
1． 2 工作后角變化機理
由以上分析可知，在普通車床實際切斷過程中，工作后角變負的原因是機動進給時，橫向進給量 f( 橫向進給速度) 固定，而工件直徑在逐漸變小，若要使 μ 不變，則必須將 f 作為變量，則 f 與 d 成比例關系，由式( 3) 得:
2.實際橫向切斷車刀工作后角控制措施
由上述橫向切斷車刀工作后角的變化過程分析，在實際切斷過程中，為使切斷車刀保持正后角，需要滿足( 5) 式要求，為此可采取如下措施。
2． 1 機動進給采取的措施
所謂機動進給是指在普通車床上，橫向進給量或進給速度保持恒定。由( 5) 式，在保持恒定，不斷減少的情況下，要不斷增大，這在實際切斷過程中是不可能實現的［3］。因此，在實際切斷之前，根據刀頭強度和機床功率確定合理的和，在即將切斷時，由機動進給變為手動緩慢進給，最后將工件切斷。其效果如圖 3 所示。
圖 3 機動進給切斷斷面
圖 4 手動進給切斷斷面
2． 2 手動進給采取的措施
由上述機動進給切斷過程看，仍會出現工件被擠斷的情況，為避免這一現象的出現，在實際切斷過程中，改為手動進給，即隨著切斷的持續進行，進給量不斷減少，在最終切斷時，進給量為零。效果如圖4 所示。
3.結束語
通過以上分析可以看出，在普通車床上通過機動進給橫向切斷時，由于橫向進給量不能隨的減少而減少，從而出現工作后角變負的情況，手動橫向進給可以有效的避免這一現象［4］。雖然，手動進給加工效率不高，而且切斷的表面質量取決于操作者的技術水平，但從保證切斷面的表面質量來看，手動進給仍是目前唯一可取的方法，實際切斷效果也驗證了這一點。
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