成形面车削的方法优化

在车床上加工成形面时，应根据工件的表面特征、精度的高低和生产批量大小等情况，采用不同的车削方法。加工成形面的方法有双手控制法、成形法、仿形法（靠模仿形）和采用专用工具车削等方法。

1.双手控制法

用双手控制中、小滑板或中滑板与床鞍的合成运动，使刀尖的运动轨迹与工件表面曲线重合，以达到车削成形面的目的。

（1）双手操作中、小滑板的方法 具体操作方法是左手控制中滑板手柄，右手控制小滑板手柄，两手配合，左、右手控制中、小滑板手柄要熟练，配合要协调。也可在车削前先做个和工件表面曲线重合的样板，对照样板来进行车削，如图5-2所示。当车好以后，如果表面粗糙度值达不到要求，可先用锉刀修光，再用砂布进行抛光。

（2）运动速度分析 用双手控制法车成形面时，首先要分析曲面上各点的斜率，根据各点斜率来确定各点纵、横进给速度。例如车图5-3所示的单球手柄，车削a点处时，中滑板的横向进给速度比小滑板的纵向进给速度慢；车削b处时，横向与纵向的进给速度基本相等；车削c处时横向进给速度要比纵向进给速度快。如此经过多次合成运动进给，才能使车刀刀尖移动轨迹逐渐接近所要求的曲线。

图5-2 样板检测成形面

图5-3 车刀刀尖移动轨迹分析

（3）单球手柄的车削

1）单球手柄圆球部分长度L的计算。

式中 L——圆球部分的长度（mm）；

D——圆球的直径（mm）；

d——柄部直径（mm）。

2）单球手柄的车削方法。

图5-4 车单球手柄示意图

a）车球面前 b）车圆球

①用自定心卡盘夹毛坯一端车外圆、端面，保证长度L。

②调头车球面大外圆（比标注尺寸大0.5mm）。

③车球面，用图5-5所示的圆头车刀，由a点→c点及a点→b点逐步把余量车去而形成球头。

3）修整。由于双手控制法为手动进给车削，工件表面不可避免地会留下高低不平的刀痕，因此必须用细齿纹平面锉来修光，再用1号或0号砂布并加机油进行表面抛光。

（4）成形面的检测 在车削成形面的过程中，要边车边检测。为了保证成形面外形和尺寸的正确，可根据不同的精度要求选用样板、游标卡尺或千分尺等进行检测。精度要求不高的成形面可用样板检测。检测时，样板中心应对准工件中心，如图5-6所示，并根据样板与工件之间的间隙大小来修整球面，最终使样板与工件曲面轮廓全部重合方可。用千分尺检测时，千分尺测微螺杆轴线应通过工件球面中心，并应多次变换测量方向，根据测量结果进行修整。合格的球面，各测量方向所得的量值应在图样规定的尺寸范围内，如图5-7所示。

图5-5 圆头车刀

图5-6 用样板检测成形面

（5）双手控制法车成形面的注意事项

1）用双手控制法车成形面时，双手配合应协调、熟练。车刀切入深度应控制准确。

2）车削球面时，要培养目测球形的能力，防止把球形车扁。

3）车削成形曲面时，车刀一般应从曲面高处向低处进给。为了增加工件刚度，应先车离卡盘远的曲面段，后车离卡盘近的曲面段。(www.xing528.com)

4）用锉刀修整弧面时，锉刀应绕弧面进行。

图5-7 千分尺测量成形面

5）用锉刀修整工件时，车床导轨面上应垫有防护板或防护纸，防止散落在床面上的挫屑损伤导轨，从而避免导轨的精度受影响。

2.成形法

成形法是用成形刀对工件进行加工的方法。切削刃的形状与工件成形表面轮廓形状相同的车刀称为成形刀，又称样板刀。数量较多、轴向尺寸较小的成形面可用成形法车削。常用的成形刀有整体式成形刀、棱形成形刀和圆形成形刀等几种。以下介绍整体式成形刀和棱形成形刀。

（1）整体式成形刀 这种成形刀与普通车刀相似，其特点是将切削刃磨成和成形面表面轮廓素线相同的曲线形状，如图5-8和图5-9所示。对车削精度不高的成形面，其切削刃可用手工刃磨；对车削精度要求较高的成形面，切削刃应在工具磨床上刃磨。

图5-8 凹球面成形刀

图5-9 凸球面成形刀

（2）棱形成形刀 这种成形刀由刀头1和弹性刀柄2两部分组成，如图5-10所示。刀头的切削刃按工件的形状在工具磨床上磨出，刀头后部的燕尾块装夹在弹性刀柄的燕尾槽中，并用紧固螺栓紧固。

图5-10 棱形成形刀及使用方法

1—刀头 2—弹性刀柄

3.仿形法

刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿形法。仿形法车成形面是一种加工质量好、生产效率高的先进车削方法，特别适合质量要求较高、批量较大的生产。仿形车成形面的方法很多，下面介绍两种尾座靠模仿形法。

（1）靠模仿形法一 车床上常用的简单靠模装置如图5-11所示。拆除中滑板丝杠使小滑板转过90°，以代替中滑板横向进给。靠模板由托脚固定在床身上，滚柱固定在中滑板的接长板上，并在弹簧力或重力作用下使滚柱始终紧贴在靠模板的曲面上，如图5-11所示，适当调整小滑板控制刀尖到工件回转中心的距离，当床鞍作纵向移动时，在滚柱沿靠模板作曲线运动的同时，刀尖就车削出与靠模板轨迹完全相同的工件。此法适合于切削力不大的有色金属加工及零件的成形面精加工。

（2）靠模仿形法二 这种靠模仿形法车成形面与用靠模车圆锥面的方法大体相同。不同的是须将带有曲线槽的靠模代替锥度靠模板，并将滚柱代替滑块。与车圆锥面类似，须拆去中滑板丝杠，小滑板转过90°以代替中滑板横向进给，如图5-12所示。这种方法操作方便，生产效率高，质量稳定可靠，但只适合加工成形表面起伏较平稳的工件。

4.用专用工具车成形面

用专用工具车成形面的方法很多，在此只介绍用蜗杆副车削成形面。

图5-11 靠模仿形法一

图5-12 靠模仿形法二

1—滚柱 2—靠模板

（1）蜗杆副车削成形面的原理 车削成形面时必须使车刀刀尖的运动轨迹是一个圆弧曲线，所以车削时必须确保车刀刀尖作圆周运动，使其运动的圆弧半径与成形面圆弧半径相等，同时使刀尖与工件的回转轴线等高，如图5-13所示。

图5-13 内、外成形面的车削原理

（2）蜗杆副车削内、外成形面的结构和原理 如图5-14所示，车削时，先拆下车床小滑板，安装车成形面工具，刀架1装在圆盘2上，刀尖应与工件的回转中心等高。圆盘内装有蜗杆副，当转动手柄3时，蜗杆带动蜗轮转动，从而使车刀围绕圆盘中心旋转，刀尖作圆周运动，即可以车出成形面。