立式车床加工大型回转表面的方法优化

1.在立式车床上车削套类零件的方法

（1）零件图样分析 图9-6所示的套类零件，毛坯为铸件，材料为铸铁，经过退火处理，单件或小批量生产。

图9-6 套类零件

该零件的结构、刚度和强度都比较好，精度要求也不高，又因毛坯是铸铁件，其余量较大，因此，使用立式车床上的卡盘爪夹紧并找正后加工。

（2）车削方法

1）用卡盘爪夹紧。夹紧方法如图9-7所示，工件以毛坯底平面为粗基准，在车床工作台面上按毛坯外圆ϕ900mm实测尺寸作出标记，并按标记的位置装上卡盘爪，然后固定卡座并装上工件，用划针找正，并用卡爪丝杠调整卡爪，使工件轴线与工作台轴线基本同轴，将各卡爪拧紧，紧固工件。为了便于找正工件，在装夹工件时，应以千斤顶支撑工件底平面。

①车ϕ600⁰_-0.2mm端面。

②车外圆ϕ600⁰_-0.02mm及长度尺寸230mm（即230mm=350mm-120mm）。

③倒角C5。

④车内孔ϕ400^+0.2₀mm至要求尺寸。

⑤孔口倒角C2。

图9-7 用卡盘爪夹紧套类工件

2）调头。工件以外圆ϕ600⁰_-0.2mm肩平面为基准，装于等高块上，卡盘爪夹住外圆ϕ600⁰_-0.2mm（卡盘爪与工件接触面之间垫铜片），用百分表找正ϕ400^+0.2₀mm内孔，使其轴线与工作台主轴轴线同轴，即可车削下列各面：

①车端面至尺寸350mm、120mm。

②车外圆ϕ900mm至要求尺寸。

③倒角C2。

（3）在立式车床上车削端面及内外圆的基本要点

1）车削端面的基本要点。

①精车端面时，车刀应由工件平面的中心处向外缘方向进给，用这种方法进给使刀具磨损所造成端面的平面度误差，呈凹形状，不影响工件的使用。因为中心处比外缘处切削速度低，刀具不易磨损；外缘处切削速度高，刀具磨损较快。

②精车端面时，背吃刀量不宜过大或过小，一般取0.1～0.15mm。

③精车薄壁工件的端面时，若端面的平面度和平行度要求较高时，应反复多次装夹车削两端平面。装夹时，一般使用普通压板顶紧工件的内孔或外圆，顶紧力不宜过大，以免增加工件变形而造成加工误差。

2）车削内外圆的要点。

①车削内外圆时，立刀架或侧刀架行程应由上往下切削，使切削力始终压向工件与工作台贴合；反之，易使工件抬起而发生事故。同时车刀由上往下进给，还可以减小压板的夹紧力，减小工件的装夹变形。

②对精度要求较高的内孔及外圆，当车削余量多时，不能一次车削，应先将内外圆加工成具有一定的精车余量，然后再依次精车内孔或外圆，可以保证工件的技术要求。

2.在立式车床上车削圆锥面方法

（1）零件图样分析 图9-8所示的圆锥体零件，材料为45钢，热处理硬度为35～38HRC。圆锥半角α/2=3°±1′，圆锥体轴线对外圆ϕ820⁰_-0.05mm轴线的径向圆跳动公差为0.03mm。工件在热处理前，已先将工件按工艺图（图9-9）车削至要求尺寸。

图9-8 圆锥体零件

（2）圆锥体零件的车削方法

1）用卡盘爪夹紧工件。工件以外圆ϕ754mm的端面为支承面，置于车床工作台面上，并用支承块或千斤顶支承，找正工件轴线，用卡盘爪夹紧外圆ϕ754mm后即可车削。

①车端面。

②半精车、精车外圆ϕ820⁰_-0.05mm至要求尺寸，并与端面垂直度误差不大于0.02mm。

图9-9 圆锥体零件的工艺图

③倒角C1。

④精车孔ϕ600^+0.2₀mm至要求尺寸。

⑤孔口倒角C0.5。

2）调整立刀架角度车削圆锥面。按图9-10所示的方法，用中心距L=200mm的正弦规和标准测量块找正垂直刀架。其方法首先根据工件圆锥半角α/2=3°计算垫入正弦规的量块厚度，即h=Lsin（α/2）=200mm×sin3°=10.47mm。(www.xing528.com)

将10.47mm组合量块垫入正弦规，把标准测量块装于正弦规，用百分表找正标准测量块前（后）侧面与机床横梁平行。然后把百分表装夹于立刀架上，使百分表测头接触标准测量块右侧面，找正立刀架行程与标准测量块右侧面平行。

图9-10 找正立刀架倾斜角度

3）将工件调头并用压板顶紧。装夹方法如图9-11所示。工件以外圆ϕ820⁰_-0.05mm端面为基准，置于工作台面上，用压板按四等分顶紧外圆，并找正ϕ820⁰_-0.05mm外圆轴线与工作台主轴轴线同轴，顶紧工件后即可车削：

①车端面，控制尺寸200mm。

②半精车圆锥面，并留精车余量0.5～0.6mm。

③精车圆锥面，长度尺寸170⁰_-0.01mm（必要时，在精车圆锥面前，重新按上面方法找正立刀架，使立刀架符合圆锥半角）。

④用ϕ10⁰_-0.005mm×50mm圆柱量棒和外径千分尺测量圆锥大端直径ϕ750⁰_-0.05mm，测量方法如图9-12所示。其外径千分尺的读数应为M=750mm+2×5×（1+tan43.5°）mm=769.49mm。

图9-11 用压板顶紧圆锥体工件的方法

图9-12 圆锥体的测量

测量M值时应按ϕ769.49⁰_-0.05mm尺寸测量。

⑤内外倒角C0.5。

（3）在立式车床上车削圆锥面的基本要点

1）在立式车床上能够车削精度要求较高的圆锥半角，主要是依靠正弦规来找正立刀架的角度，通常能保证角度误差在±30″～±1′范围内。

2）精度要求较高的圆锥大小端直径，可用圆柱量棒（或钢球）、外径千分尺和量块等经过换算间接测量。这种测量精度可在±0.01～±0.05mm范围内。

3）精车圆锥面时，车刀刀尖中心应与工作台旋转轴线重合，否则所车得的圆锥素线不平直，并造成角度误差。

4）对精度要求高的圆锥面可用磨头磨削。

3.在立式车床上使用成形刀车削特殊型面方法

图9-13所示的特殊面工件，材料为铸铁，毛坯退火处理后的硬度为170～220HBW。端面B对外圆ϕ740⁰_-0.05mm轴线垂直度公差为0.05mm，端面C对端面B的平行度公差为0.05mm，三处（R5±0.03）mm的凸环对外圆ϕ740⁰_-0.05mm轴线同轴度公差为0.03mm。

工件在车削时，应两件对合在一起为一组。在立式车床上精车之前，两端面和尺寸30mm已经铣削（或刨削），两端面留精车余量每面1.5～2mm。工件的车削方法如下。

（1）粗、精车两端面 用压板顶紧装夹工件，装夹方法如图9-14所示。装夹时将工件对合起来装于工作台面上，两个工件均分别用压板按三等分顶紧，并找正工件的中心。

粗、精车两端面至要求尺寸（500±0.1）mm，并保证两端面的平行度误差不大于0.05mm。粗车时，进给量f=0.5～1mm/r；精车时，f=0.2～0.3mm/r。车刀的刀片材料为YG8牌号的硬质合金。

（2）车外圆 在两工件中间垫入30mm厚度的工艺垫块，并装于工作台面上，找正工件轴线与工作台主轴轴线使二者同轴，分别将两工件用压板按三等分顶紧工件的上端面，装夹及车削外圆的方法如图9-15所示。

图9-13 特殊型面工件

图9-14 用压板顶紧装夹

图9-15 装夹及车削外圆的方法

用侧刀架粗车、精车外圆ϕ740⁰_-0.05mm，并符合图样要求。车削时，可使用整形样板来找正成形刀位置的准确性，并注意留出由R（5±0.03）mm及R（3±0.03）mm组成型面的精车留量。

（3）车型面R（5±0.03）mm及R（3±0.03）mm 按图9-16a所示的方法车削第一个由R（5±0.03）mm及R（3±0.03）mm所组成的型面凸环，用分形工作样板1来找正成形刀的正确装夹位置，然后将成形刀固定，横向进给精车型面，使其符合图样要求。

图9-16 用成形刀车削特殊型面的方法

a）车第一个凸环方法 b）车第二个凸环方法 c）车第三个凸环方法

1、2—分形工作样板 3—整形样板

按上述方法，依次车削第二个、第三个由R（5±0.03）mm及R（3±0.03）mm所组成的型面凸环，其成形刀的正确装夹位置，分别用分形工作样板2及整形样板3来找正，如图9-16b、c所示。