一、車(chē)成形面的方法

1.雙手控制法

單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，或精度要求不高的工件，可采用雙手控制法車(chē)削。如圖6-2所示為單球手柄，具體加工方法如下。

圖6-2　單球手柄

（1）計(jì)算圓球部分長(zhǎng)度。車(chē)削圓球前要將圓球部分的長(zhǎng)度和直徑以及柄部直徑按圖6-3所示車(chē)好。圓球部分的長(zhǎng)度L計(jì)算公式如下：

圖6-3　車(chē)圓球外圓及車(chē)槽

式中：L——圓球部分長(zhǎng)度（mm）；

　　　D——圓球直徑（mm）；

　　　d——柄部直徑（mm）。

（2）車(chē)圓球時(shí)使用車(chē)刀。要求車(chē)刀主切削刃呈圓弧形，車(chē)刀的幾何形狀與圓弧溝槽車(chē)刀幾何形狀相似。

（3）車(chē)圓球的具體操作方法。

①確定圓球中心位置。車(chē)圓球前要用鋼直尺量出圓球的中心，并用車(chē)刀刻線痕，以保證車(chē)圓球時(shí)左、右半球面對(duì)稱。

②為減少車(chē)圓球時(shí)的車(chē)削余量，一般用45車(chē)刀先在圓球外圓的兩端倒角，見(jiàn)圖6-4。

③車(chē)圓球方法如圖6-5（a）所示。操作時(shí)用雙手同時(shí)移動(dòng)中、小滑板或中滑板和床鞍，通過(guò)縱、橫向的合成運(yùn)動(dòng)車(chē)出球面形狀。操作的關(guān)鍵在于雙手搖動(dòng)手柄的速度配合是否恰當(dāng)，因?yàn)閳A球的每一段圓弧其縱、橫向進(jìn)給速度都不一樣。如車(chē)到a點(diǎn)時(shí)，如圖6-5（b）所示，中滑板進(jìn)給速度要慢，小滑板退出速度要快。車(chē)到b點(diǎn)時(shí)，中滑板進(jìn)給和小滑板退出速度基本差不多。車(chē)到c點(diǎn)時(shí)，中滑板進(jìn)給速度要快，小滑板退出速度要慢。它是由雙手操縱的熟練程度來(lái)保證的。因此，必須反復(fù)練習(xí)逐步達(dá)到進(jìn)退自如。車(chē)削的方法是由中心向兩邊車(chē)削，先粗車(chē)成形后再精車(chē)，逐步將圓球面車(chē)圓整。為保證柄部與球面連接處輪廓清晰，可用矩形溝槽刀或切斷刀車(chē)削，如圖6-5（c）所示。

圖6-4　車(chē)圓球外圓兩端倒角

圖6-5　車(chē)圓球方法

（4）圓球形面的修整。雙手控制法車(chē)削圓球的形面，由于手動(dòng)進(jìn)給往往不夠均勻，使工件表面留下高低不平的車(chē)削痕跡，必須采用銼刀修整形面后，用砂布拋光成形面，以保證達(dá)到所要求的精度及表面粗糙度。

2.用成形刀

數(shù)量較多的成形面工件，可以用成形刀車(chē)削。把刀刃磨得與工件表面形狀相同的車(chē)刀叫做成形刀（或稱樣板刀）。一般常用成形刀的類(lèi)型及使用方法如下。

圖6-6　普通成形刀

（1）普通成形刀。這種成形刀的切削刃廓形根據(jù)工件的成形表面刃磨，如圖6-6所示，刀體結(jié)構(gòu)和裝夾與普通車(chē)刀相同。這種刀具制造方便，可用手工刃磨，成本低，但精度較低。若在刀具磨床上刃磨，能達(dá)到較高精度。常用于加工簡(jiǎn)單的成形面。

（2）圓形成形刀。這種成形刀做成圓輪形，在圓輪上開(kāi)有缺口，使它形成前面和主切削刃，如圖6-7所示。使用時(shí)，它裝夾在刀桿（或彈性刀桿）上。為了防止圓輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在側(cè)面做出端面齒，使之與刀桿側(cè)面上的端面齒相嚙合。圓形成形刀的主切削刃必須比圓輪中心低一些，否則后角為零度。主切削刃低于圓輪中心的距離可用下式計(jì)算：

式中：H——主切削刃低于圓輪中心距離（mm）；

　　　D——圓形成形刀直徑（mm）；

　　　α_p——成形刀的背后角（一般為6°～10°）。

用成形刀車(chē)削成形面時(shí)，因切削刃與工件接觸面積大，容易引起振動(dòng)，防止和減少振動(dòng)的方法有：

①首先應(yīng)選擇剛性較好的車(chē)床，并必須把車(chē)床主軸和車(chē)床滑板等各部分的間隙調(diào)整得較??；

②成形刀要裝得對(duì)準(zhǔn)工件軸線，裝得高了容易扎刀，裝低了容易引起振動(dòng)；

③應(yīng)選用較小的進(jìn)給量和切削速度。車(chē)削鋼料時(shí)應(yīng)加注乳化液或切削油。車(chē)鑄鐵時(shí)可以不加或加注煤油作切削液。

（3）棱形成形刀。這種成形刀由刀頭和刀桿兩部分組成，如圖6-8所示。刀頭的切削刃按工件形狀在刀具磨床上用成形砂輪磨削，前面上磨出背前角α_p和背后角α_p。后部以燕尾塊作定位基準(zhǔn)，裝夾在刀桿的燕尾槽中，用螺釘固定。裝夾時(shí)，刀具傾斜所需的背后角α_p，并使刀尖與工件軸線等高。棱形成形刀磨損后，只需刃磨刀具前面，并將刀頭稍向上升起，直至刀頭無(wú)法夾住為止。這種成形刀精度高，刀具壽命長(zhǎng)，但制造比較復(fù)雜。

圖6-7　圓形成形刀

圖6-8　棱形成形刀

3.靠模法

靠模法車(chē)成形面是一種比較先進(jìn)的加工方法。一般可利用自動(dòng)進(jìn)給，根據(jù)靠模的形狀車(chē)削所需要的成形面，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，適合于成批生產(chǎn)?？磕＼?chē)成形面的方法很多，主要有：橫向靠模、杠桿式靠模、靠板靠模。

（1）橫向靠模。用橫向靠模車(chē)削工件端面上的成形面，如圖6-9所示?？磕?裝夾在尾座套筒錐孔內(nèi)的夾板7上，用螺釘8緊固。把裝有刀桿2的刀夾3裝夾在方刀架上，滾輪5緊靠住靠模6，由彈簧4來(lái)保證。為了防止刀桿2在刀夾3中轉(zhuǎn)動(dòng)，在刀桿2上銑一鍵槽，用鍵9來(lái)保證。車(chē)削時(shí)，中滑板自動(dòng)進(jìn)給，滾輪5沿著靠模6的曲線表面橫向移動(dòng)，使工件10的端面上車(chē)出成形面。

圖6-9　橫向靠模

（2）杠桿式靠模。利用杠桿的擺動(dòng)車(chē)削工件的成形面，如圖6-10所示。杠桿2由銷(xiāo)軸3連接在夾具體11上，并裝夾在方刀架10上。車(chē)刀12裝在杠桿的方孔中，杠桿的另一端裝有滾輪7。螺釘4可調(diào)整彈簧8的壓力，使?jié)L輪7緊靠靠模板6?？磕０?裝夾在尾座套筒錐孔內(nèi)的靠模支架5上。車(chē)削時(shí)，床鞍作縱向進(jìn)給，車(chē)刀隨杠桿的擺動(dòng)，使工件1車(chē)出成形面。這種靠模裝置制造容易，使用方便，但僅適用于外形變化不大的工件。使用時(shí)應(yīng)注意車(chē)刀、銷(xiāo)軸、滾輪三個(gè)支點(diǎn)間的距離應(yīng)相等。

圖6-10　杠桿式靠模

（3）靠板靠模。在車(chē)床上用靠板靠模法車(chē)成形面，如圖6-11所示。實(shí)際上與靠模車(chē)圓錐的方法基本上相同。在臥式車(chē)床的床身的外端裝上靠模支架5和靠模板4，靠模板4是一條曲線溝槽，它的形狀與工件成形面相同。滾柱3通過(guò)拉桿2與中滑板連接（應(yīng)將中滑板絲杠抽去）。當(dāng)床鞍作縱向進(jìn)給時(shí)，滾柱3沿著靠模板4的曲線槽移動(dòng)，使車(chē)刀刀尖隨著靠板曲線的變化在工件上車(chē)出成形面。若把小滑板轉(zhuǎn)過(guò)90°，就可以進(jìn)行橫向進(jìn)給。這種靠模方法操作方便，成形面準(zhǔn)確，但只能加工成形面變化不大的工件。

圖6-11　靠板靠模

4.用專用工具車(chē)成形面

（1）圓筒形球面精車(chē)刀。切削部分是一個(gè)圓筒，如圖6-12所示。端面上磨有錐面15°，形成刃口，裝夾在刀桿槽內(nèi)，并用圓柱銷(xiāo)作支點(diǎn)，可自動(dòng)調(diào)整中心。車(chē)削時(shí)，筒形刀具的徑向表面中心應(yīng)與主軸回轉(zhuǎn)軸線成一夾角α，刀具切削刃上的A點(diǎn)應(yīng)與主軸回轉(zhuǎn)軸線重合。這種方法簡(jiǎn)單方便，易于操作，加工精度較高，適合于車(chē)削青銅、鑄鋁等脆性金屬材料的球面零件。

圓筒刀內(nèi)孔直徑D與工件圓球直徑d₁及球柄直徑有一定幾何關(guān)系，即：

車(chē)削圓球時(shí)，先用粗車(chē)刀大致車(chē)好球形，然后用圓筒形球面精車(chē)刀修光圓球表面。切削刃磨損后，只需按筒形刀內(nèi)孔及15°斜面找正，重磨15°斜面即可。

圖6-12　圓筒形球面精車(chē)刀

（2）蝸桿、蝸輪式車(chē)內(nèi)、外圓弧刀桿。車(chē)內(nèi)、外圓弧刀桿的結(jié)構(gòu)如圖6-13所示。車(chē)內(nèi)圓弧刀桿如圖6-13（a）所示，裝有車(chē)刀2的滑塊1能在彈性刀夾3中移動(dòng)，并用螺釘6緊固。搖動(dòng)手柄7，通過(guò)蝸桿5帶動(dòng)蝸輪4使彈性刀夾3繞蝸輪軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。刀桿8裝夾在方刀架上，車(chē)刀刀尖處于主軸軸線位置。刀尖與蝸輪的中心距，就是加工圓弧曲率半徑R。調(diào)節(jié)它們間的距離，就可以控制加工圓弧的半徑。車(chē)外圓弧刀桿結(jié)構(gòu)原理、調(diào)整使用方法與車(chē)內(nèi)圓弧刀桿基本相同，見(jiàn)圖6-13（b）。

（a）車(chē)內(nèi)圓弧刀桿

圖6-13　蝸桿、蝸輪式車(chē)內(nèi)、外圓弧刀桿

（3）齒條齒輪式車(chē)圓弧工具。圓弧工具的結(jié)構(gòu)原理如圖6-14所示，齒輪2裝夾在機(jī)床導(dǎo)軌4的凸臺(tái)平板3及凹槽平板5上，以調(diào)整齒輪旋轉(zhuǎn)軸線在橫向上的位置。在齒輪2上面裝有活動(dòng)輔助刀架8，以調(diào)整車(chē)刀9刀尖對(duì)圓球半徑旋轉(zhuǎn)中心的距離。齒輪2中心裝有對(duì)刀量棒1。與齒輪2嚙合的齒條7裝夾在中滑板6的側(cè)面，車(chē)削時(shí)，可以手動(dòng)進(jìn)給，也可以自動(dòng)進(jìn)給。

圖6-14　齒條齒輪式車(chē)圓弧工具