陳冠迪

摘 要：螺紋加工是金屬切削加工中最常用到基本操作。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，針對車刀中心高對車削加工螺紋的影響，運(yùn)用金屬切削加工原理、三角幾何關(guān)系、投影關(guān)系等進(jìn)行了探討和分析，闡明了車刀中心高的正確對車削加工有不可忽視的重要性。

關(guān)鍵詞：螺紋；車削加工；車刀中心高；工件質(zhì)量

在車床上加工零件時(shí)，車刀中心高正確與否，將直接影響工件加工效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致一大批零件不合格，致使生產(chǎn)效率下降。這就要求我們必須有更豐富的加工知識和精密的操作，稍有不慎就會(huì)引起產(chǎn)品的報(bào)廢！這里需要說明的一點(diǎn)是：裝刀——它最不容易引起人們的注意?？墒?，在車削螺紋時(shí)，我們在安裝車刀時(shí)，不但要注意刀具的伸出長度與剛性能否滿足加工需要外，也要考慮刀具的安裝角度是否合理，同時(shí)還要滿足刀尖嚴(yán)格對準(zhǔn)工件的旋轉(zhuǎn)中心這個(gè)問題。

為什么車刀刀尖要嚴(yán)格對準(zhǔn)機(jī)床的旋轉(zhuǎn)中心呢？筆者在工作實(shí)踐中，針對車刀中心高低在生產(chǎn)加工中（螺紋）的影響進(jìn)行了反復(fù)的觀察研究，并結(jié)合金屬切削加工原理進(jìn)行分析探討，得知：

一、車刀中心高對車削螺紋的影響

1.對車刀工作角度的影響

車刀安裝時(shí)，中心高是否準(zhǔn)確主要對車刀的前角和后角產(chǎn)生影響。如果車刀中心高沒有裝準(zhǔn)，這時(shí)，定義車刀角度的參考系——切削平面和基面的位置就會(huì)發(fā)生改變。

（1）基面pr

通過切削刃上某選定點(diǎn)，垂直于改點(diǎn)主運(yùn)動(dòng)方向的平面稱為基面。

（2）切削平面ps

切削平面是指通過切削刃上的某選定點(diǎn)，與過渡表面相切并垂直于基面的平面。

當(dāng)車刀刀尖高于工件軸線時(shí)，車刀的主后角αo減小，工作前角γo增大；而當(dāng)車刀刀尖低于工件軸線時(shí)，則車刀的主后角αo增大，工作前角γo減小。

2.車刀中心高對車刀工作角度的影響

我們知道，后角的大小主要影響刀具的強(qiáng)度和后刀面與工件加工表面的摩擦，前角的大小主要影響刀具的鋒利程度。車刀中心高誤差越大，對刀具的工作前角和工作后角影響越大。刀具的受力點(diǎn)也不同，磨損的速度不同，車削出工件的光潔度也不同。如果車刀中心高過高，則會(huì)造成車刀主αo過小，從而增大刀具后刀面與工件加工表面的摩擦，加快刀具的磨損并影響工件已加工表面的質(zhì)量，若主αo過小，如為零度或負(fù)值，就會(huì)出現(xiàn)刀具后刀面與工件加工表面干涉，形成擠壓而造成無法切削甚至發(fā)生崩刀

現(xiàn)象。

如果中心高過低，則造成主αo過大、工作前角γo過小。主后角過大使刀具的強(qiáng)度下降，容易造成崩刃，前角過小使刀具的鋒利程度下降，切削力增大，增大切削難度。

這句話，一方面，說明刀尖高中心會(huì)因后刀面與已加工表面間的摩擦增大會(huì)引起表面粗糙度質(zhì)量下降；另一方面，也說明車刀低于機(jī)床的旋轉(zhuǎn)中心時(shí)，還可以減少工件的表面粗糙度。然而，車刀刀尖不對準(zhǔn)機(jī)床的旋轉(zhuǎn)中心，卻會(huì)產(chǎn)生一定的尺寸誤差。這個(gè)尺寸誤差我們可以通過下面一個(gè)簡單的車削剖面圖來說明。

車削剖面圖

三、對切削深度（ap）控制的影響

在車削螺紋時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)排除了車床、夾具、刀具、量具等各方面因素的影響后，在我們按要求所需控制中滑板切入了所要的切削深度，但車削后檢測的尺寸往往達(dá)不到要求。我們找了很多原因，如車刀角度正確，對刀正確，也按照圖紙要求，大經(jīng)中經(jīng)都正確，到最后還是螺紋配合時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)問題，究其原因，如下圖分析所示：

車刀中心高對車削深度的影響

由圖可知：有大、小外圓各一個(gè)，其中大D為待加工外圓直徑尺寸，小d為已加工外圓直徑尺寸，并且有AB長度大于CD長度。刀尖高于旋轉(zhuǎn)中心AE尺寸，直徑由D車到d時(shí)，測量計(jì)算即進(jìn)給（D-d）/2等于圖上CD長尺寸。而刀尖從A點(diǎn)進(jìn)給（D-d）/2尺寸時(shí)，其刀尖并沒有落在B點(diǎn)，而是落在AB上的F點(diǎn)，AF長度等于CD長度，即實(shí)際上已加工外圓直徑還大于d，具體誤差多少這與刀尖高于工件旋轉(zhuǎn)中心尺寸AE和切削深度（D-d）/2和工件外徑尺寸的大小有關(guān)，還與后角的大小等許多要素有關(guān)，書上有公式可以計(jì)算。舉個(gè)例子：我們車削螺距是6的梯形螺紋，根據(jù)公式：我們計(jì)算出切削深度應(yīng)該是70 mm，當(dāng)車刀刀尖比中心略高一點(diǎn)時(shí)，實(shí)際的切削深度<70 mm。這就是說我們的實(shí)際切削深度沒有達(dá)到理論的切削深度。而我們用三針測量法或單針測量時(shí)，螺紋的中經(jīng)、大經(jīng)是正確的，但這把螺紋刀車削出來的螺紋經(jīng)過光學(xué)檢測，全部是不合格的。這是我們許多機(jī)械加工者沒有注意到的問題。經(jīng)實(shí)踐證明：這個(gè)誤差是很明顯的，比較其數(shù)值的變化就說明了這一點(diǎn)（有興趣的同志可以舉幾個(gè)加工實(shí)例去測量計(jì)算并驗(yàn)證比較一下）。因?yàn)檫@個(gè)尺寸誤差值對精加工尺寸精度，現(xiàn)代的精加工尺寸精度可達(dá)到0.001 mm，甚至更高的公差值比較就顯得很大了。

當(dāng)今數(shù)控切削機(jī)床的應(yīng)用越來越廣，而且加工精度比較高，在

數(shù)控車床上，要求刀具的安裝嚴(yán)格遵守對準(zhǔn)工件的旋轉(zhuǎn)中心這一原則，否則，會(huì)引起加工誤差（尺寸、形狀和表面粗糙度誤差）。俗話說：“磨刀不誤砍柴工?！币虼?，我們在安裝車刀時(shí)要認(rèn)真一點(diǎn)，要細(xì)心一點(diǎn)，雖然花去多一點(diǎn)時(shí)間，但能避免不少麻煩，不僅能使加工得以順利進(jìn)行，保證加工效率，而且能獲得良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志遠(yuǎn)，陳為華.車工工藝與技能訓(xùn)練.中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.

[2]邱言龍，王兵，劉繼福.車工實(shí)用技術(shù)手冊.中國電力出版社，2010-01.