在普通車床上加工錐形零件工藝解析

司馬朋

摘要：普通車床加工錐形內外表面唯一的辦法就是手搖，效率低、勞動強度高。尤其是大批量生產對操作者的體力和精力是個挑戰，不僅效率低，沒有規律性，往往發生批量超差，甚至報廢。針對該問題，為保證批次一致性和質量穩定性，采用合理的加工方法，把無規律加工生產變為規范性操作，保證產品質量的同時，提高了勞動效率。

關鍵詞：普通車床 車削 群鉆 錐形零件

1、零件簡介

噴管座，材料為不銹鋼0Cr15Ni7Mo2Al(PH15-7Mo)，毛坯為鋼棒，經過車削加工為圖一所示零件。成品零件重量約占毛坯總重的15%。

材料為不銹鋼PH15

不銹鋼0Cr15Ni7Mo2Al(PH15-7Mo)是一種半奧氏體沉淀硬化不銹鋼，通常在固熔、鍛造、熱軋進行切削加工，宜用低速大吃刀量加工，以免引起加工硬化。主要用于制造耐腐蝕好并具有高強度的各種容器、管道、彈簧以及航空薄壁結構件等。

2.毛坯為棒料，鉆孔困難

毛坯為實心棒料，常用的方法為先用φ16鉆頭鉆通孔，再用較大的鉆頭擴孔，直到擴鉆頭的最大直徑φ60。選用直徑差值比較大的鉆頭擴孔，切削力大，勞動強度高；選用直徑差值比較小的鉆頭擴孔，易引起材料加工硬化。

解決方法：

分級鉆孔，由小到大

毛坯為實心棒料，先用φ16鉆頭鉆通孔，然后采用群鉆擴孔。群鉆采用直徑φ60的鉆頭，在砂輪機上將切削刃磨出兩道圓弧槽，加工時鐵屑呈有規律排出，不易傷人，內孔沒有鉆頭進給拉傷，表面粗糙度達到Ra1.6以上。有效降低切削刃的吃刀面積，從而減小切削力，不用多次擴孔，減輕勞動強度，提高生產效率，比普通鉆頭提高效率2~3倍。

3.車削內外錐用扳角度方法車削生產率低

通常用小刀架扳角度和中托盤同時進刀的方法去除毛坯余量，加工時兩個進刀方向如果不協調，易造成零件超差，甚至報廢。若兩個方向同時進刀，造成鐵屑不易排出，易傷人。

解決方法：

3.1 車內外錐孔把常規扳角度方法改變為多臺階分段加工

以前的加工方法為小刀架扳角度加工，因為加工余量大，一次進給深度2~3mm，加工時鐵屑易傷人，不易保證尺寸要求，從而產生超差、報廢。經過分析，查找規律后通過使用寶塔形多臺階狀加工，計算出臺階的深度和直徑，粗加工時先加工出各個小臺階，簡單快捷。

3.1.1根據已知條件換算深度（角度）

深度換算：零件內錐孔的尺寸小徑φ90（d），大徑φ166(D)，斜度為55°（α），通過計算得出錐形總深度（s）

s=（D/2-d/2）Xctgα=（166/2-90/2）Xctg55°=27.05

角度換算：該零件如果已知大徑（D）、小徑（d）和深度（s），可經以下公式換算斜度（α）

α=arctan（（D/2-d/2）/s）

3.1.2深度分段

根據零件的材料加工的難易程度，可以把錐孔的深度分為若干個深度為L(為了方便計算，最好為整數)的小臺階，形成若干個階梯孔，如圖三所示。對于加工的零件，錐度越大，每個小臺階的深度宜小，相應的臺階也就相應增加，去除的毛坯越多，利于半精加工。操作者可根據機床、零件的材料等因素，來選擇合適的臺階深度。

3.1.3每段直徑計算

每個階梯孔的點連起來為簡單的一次函數，相鄰兩個階梯孔的直徑差一致，階梯孔的直徑差可以通過計算得出，

2D=2LXtgα(建議方便計算，得出的直徑差進行圓整)

從而得出每個臺階孔的直徑（見圖二）。加工內外圓錐時，通常用小刀架扳角度加工方法改變為多臺階分段自動走刀，將錐形表面預車成塔形多臺階形狀。

3.2半精加工

計算出的每個小臺階孔的直徑D和深度L，可以分別利用機床縱向大托板和中托板橫向刻度盤定尺寸進行加工。按照孔徑由大到小的順序，依次加工，去掉毛坯的余量。

各個臺階有規律的遞減，完成臺階孔的加工后，通過半精加工、精加工完成整個錐孔的加工。

3.3精加工

將該零件錐面與車成塔形多臺階形狀后精加工時不僅提高生產效率，而且大大減輕勞動強度，使操作者精神放松。保證該零件各項技術要求。該方法有利于鐵屑從孔中排除，減少鉤屑時間，增加有效生產時間，而且對操作者降低風險，如鐵屑絞壓孔內易甩出傷人等。

4、總結

外錐零件加工運用該方法同樣適用。塔形方法，簡單快捷，有規律性，普通操作者易掌握，降低了操作者的勞動強度，加工單件零件的時間由240分鐘縮短到90分鐘，提高勞動生產率2.5倍。并且該方法鐵屑易從孔中排出，減少鉤鐵屑時間，增加有效生產時間，并且對操作者降低鐵屑傷人的風險。

經過改動后的群鉆，提高了效率，減小了勞動強度，在鉆削大孔時可以借鑒。■

參考文獻

［1］《車工工藝學》勞動人事出版社