1、第第8章机械制造技巧、窍门集粹章机械制造技巧、窍门集粹 8.1车床、车削部分车床、车削部分 8.2磨床、磨削及抛光部分磨床、磨削及抛光部分 8.3钻、铰、攻削部分钻、铰、攻削部分 8.4刨、刨、铣部分铣部分 8.5钳工和其他部分钳工和其他部分 8.18.1车床、车削部分车床、车削部分1.1.反刀架代替跟刀架的双刀对车细长轴反刀架代替跟刀架的双刀对车细长轴用普通车床加工长轴、销、小套及薄垫等工件时,方刀架上一般装两把车刀,来回转动方刀架换刀,效率不高,方刀架重复定位精度差,容易造成工件尺寸误差。按图81所示做一套反刀架,装在方刀架右前方位置,形成方刀架和反刀架上可各装一把车刀,这样就不用来回转动
2、方刀架了。另外一种实施反刀架的方案如图82所示,为利用车床尾座和方刀架上装夹的两把刀具对工件的外圆同时进行加工。双刀对车细长轴可将径向力抵消,不需跟刀架也能防止单刀车削时的工件弯曲变形而让刀产生鼓形误差,而且粗精加工同步实施,有助于提高生产率。图81反刀架示意图 图82用方刀架和尾座同时车外圆 2.2.利用钢丝带动中拖板车较长锥孔利用钢丝带动中拖板车较长锥孔当车削比较长和直径又比较大的锥孔时,在无溜板和小刀架行程长度不够的情况下,可采用图83所示的利用钢丝带动中拖板丝杠旋转,使中拖板移动来车削锥孔。计算钢丝滚筒直径。已知钢丝直径d,中拖板丝杠的螺距P,工件锥孔的斜角,求滚筒直径D。D=P/ta
3、n-d 图83车削锥孔示意图 例:已知钢丝直径d=1.5mm,中拖板丝杠螺距P=5mm,工件锥孔斜角=130,求滚筒直径D。代入上式:D=59.35mm,做好滚筒,装夹在中拖板千分箍处,初步调整好刀架的横向位置,按图所示拉好钢丝,把大拖板移动到起始走刀处,用小拖板吃好刀,再把滚筒上的钢丝拉紧,即可走刀车削。车内锥孔的走刀方向,是从锥孔的小端向大端走刀,以克服中拖板丝杠和螺母间的间隙。采用此方法车削内锥孔,也可用来车外锥体。最好先把锥孔粗车成小端直径的直孔,再车锥孔,缩短辅助时间。车削过程中,中拖板移动均匀,工件表面粗糙度可达Ra1.6m。3.3.自动走刀拉直槽自动走刀拉直槽在C620或CA61
4、40普通车床上拉油槽或键槽,操作者一般在停车状态下,右手摇中拖板手柄,掌握进刀和退刀,控制拉削深度;左手摇动大拖板手柄使大拖板往复移动,进行拉削。这种方法十分费力。若采用自动走刀,就可以省力,其方法如下:将床头箱主轴变速手柄扳至空挡,把车螺纹与增大螺距手柄扳至加大螺距挡位。这样开动车床后,主轴不转,而运动则通过进给传动系统传给溜板箱,使溜板箱连同刀架一起沿床身导轨纵向移动,刀具便在工件孔中拉出直槽。4.4.在车床上加工椭圆轴在车床上加工椭圆轴如图84所示的为旋风车削法加工椭圆轴的示意图。工件通过旋风体的内孔,而且工件回转中心同旋风盘上的刀具旋转平面成一夹角,角的计算公式为 cosa/b 式中:
5、a椭圆的短轴长度(mm);b椭圆的长轴长度(mm)。图84椭圆轴的加工 旋风盘由另外的电动机带动旋转。刀具的刀尖旋转直径应等于被加工工件的椭圆长轴,其调整的方法,可用移动车刀的位置来进行。为了提高加工效率和工件表面质量,可在旋风盘上同时装夹两把或多把刀具,分别用于粗精加工。注意刀具的回转中心与工件的中心线的交点应在刀具刀尖点的回转平面内,否则偏移中心太大,会出现断续车削而使得工件报废。在切削过程中,工件始终不能转动。5.在车床上加工椭圆孔图85所示的为在车床上加工椭圆孔。装夹刀具的长刀杆7由两支架2和8支承,刀杆7与主轴之间用万向接头连接,使刀具随主轴一起旋转。工件装夹在中拖板上,用大拖板纵向
6、自动进给。刀具的刀尖旋转平面与工件中心线成一夹角,角的计算参照上题。刀具的刀尖的旋转直径,等于被加工椭圆孔的长轴,刀具伸出的长短,可改变椭圆孔长轴的大小。根据被加工椭圆孔长短轴比值的不同,调整支架2和支架8,借以改变刀具的旋转平面与工件中心线的夹角。此种方法仅适用于椭圆孔长轴较大的工件加工。图85椭圆孔的加工 6.6.巧获微量进刀巧获微量进刀在车削加工中,经常遇到一些精度要求较高的工件,由于中拖板横向移动的千分箍每小格进刀深度刻度值为0.05mm,在微量进刀时不易掌握。为了解决精确的微量进刀,可将车床的小拖板扳一个角度,巧用三角形对边与斜边的关系,用小拖板的纵向移动来代替中拖板的横向进刀,而获
7、得微量进刀,如图86所示。图86车床小滑板微量进刀法的工作原理 例如,C620-1车小拖板千分箍刻度值为0.05mm,如果要获得横向进刀值为0.005mm时,可以通过计算和查三角函数表。FC(sin=0.005/0.05=0.1=544FC)因此,只要把小拖板扳成544,小拖板的千分箍每移动一小格,横向进刀可获得0.005mm的切削深度。7.7.在车床上绕制弹簧的方法在车床上绕制弹簧的方法在车床上绕制弹簧,一般采用冷绕法,适用6mm直径以下的钢丝,其基本原理与车螺纹相同。钢丝直径在3mm以上时,经光亮退火以后绕制较好。绕制弹簧的主要工具是心轴和夹持钢丝用的压板。考虑到绕后直径扩大,心轴直径要比
8、弹簧内径小,一般为弹簧内径的0.70.9倍,心轴长度比弹簧长些。热绕弹簧时,心轴直径应等于弹簧内径。钢丝端部放入心轴一端的槽或孔中,用卡爪夹紧予以固定。在距心轴外100120mm处,将钢丝用压铁(见图87(b)装夹上方刀台上,压紧力的大小,以用力摇动中拖板刀架恰能抽出钢丝为宜,不宜太紧或太松,否则影响绕制出弹簧的直径与螺距。为了方便装夹与安全,通常把钢丝端部装夹在车床车头一端,大拖板向尾座方向运动,如图87(a)所示。当主轴反转时,绕出的是右旋弹簧;车床主轴正转时,绕出的是左旋弹簧。主轴转速一般为(80150)rmin,不宜太高。图87车床上绕制弹簧 冷绕弹簧成形后,当松开钢丝压铁,由于弹性的
9、作用,弹簧的内、外径都会不同程度的扩大,其扩大量与钢丝压铁的压紧力有关。如选用的心轴直径绕出的弹簧直径大,则可增加对钢丝的压紧力;反之,可减小压紧力。8.用主轴反顶尖车轴类工件车床主轴反顶尖的用途是,将它装在车床主轴锥孔内,与尾座上的活顶尖配合起来装夹轴类工件,加工轴的外圆,如图88所示。图88反顶尖使用示意图 反顶尖尾部锥体与主轴锥孔相配合,工件定位锥孔大端直径应比被加工工件外径大78mm,内锥孔锥体半角为1520,它与主轴的旋转中心跳动不大于0.02mm,以保证较高的定位精度,也可在内锥面上加工成鼠齿牙,以防止工件切削时打滑。光滑锥面制造简单,正确使用,不仅轴的端部没有刻痕,同样也可达到满
10、意的效果。反顶尖用工具钢或45号钢制造,淬火硬度HRC4245。工件是靠反顶尖和活顶尖顶紧时的摩擦力来带动工件旋转的,车削前必须用力拧紧车床尾座手柄,否则会造成打刀。9.9.利用车床大拖板走刀钻孔的夹具利用车床大拖板走刀钻孔的夹具在车床上钻孔,除一般用车床尾座手动进刀钻孔外,还可以用图89所示的钻头夹具装在车床方刀台上,用大拖板自动走刀来钻孔。此方法可以减轻工人劳动强度,加快退刀排屑与进刀速度,节约辅助时间,提高工作效率,并可以选择和控制合理的进给量等优点。图89钻孔夹具 制作时,先按车床规格与钻头锥柄的大小,加工出夹具的外形,然后将它装夹在车床方刀台上,车床主轴装夹钻头和锥度铰刀,加工出莫氏
11、锥孔,这样就可以保证锥孔与车床旋转中心等高;也可以选择同型车床最小刀台中心高划线后车削锥孔,在使用时用刀垫来调整锥孔中心线与车床主轴中心线的高度。装夹好钻头钻孔时的横向调整,用移动中拖板进行。莫氏锥孔号数,应选择本机床所使用钻头上的最大号数,在使用小钻头时,锥柄上加套管。用此夹具除装夹钻头钻孔外,还可以装夹铰刀、浮动镗刀、攻螺纹夹头、扳牙架等工具。10.10.旋压加工薄壁回转体工件旋压加工薄壁回转体工件在日常生产和生活中,有不少薄壁空心回转体工件或生活用具,是采用旋压加工而制成的。如景泰蓝花瓶、坛、罐,工业生产中的盘形、筒形、半球形和锥形工件。它不仅具有工艺设备简单,同切削加工相比可节约大量的
12、原材料,提高产品使用性能和质量,而且它的生产效率比切削加工高几十倍以上。旋压成型加工,是一种无切屑加工工艺。其成型原理是:利用塑性金属在冷态或热态下,车床主轴上心轴旋转和沿心轴相对移动的圆弧形旋压轮,对薄壁坯料施加一定的压力,使坯料随心轴的形状产生塑性变形而形成空心回转体工件。图810车床上旋压示意图 旋压前,先按工件的形状与尺寸加工一个心轴,装夹在车床主轴上,然后将事先备好的圆形坯料,用顶盖和活顶尖挤压在心轴的端面上,并按外圆校正,再开动车床,这样心轴和坯料就一起旋转,使旋压轮在一定压力下接触工件坯料,带动旋压轮被动高速旋转,按其工件成形的方向进行纵向走刀,如图810所示。走刀的次数与方向,
13、视坯料逐步变形的情况,一般不能一次走刀旋压成形,否则会出现褶纹,而使工件报废。在纵向走刀旋压的过程中,横向必须逐步退刀,每走刀旋压一次,逐步加大纵向走刀长度,减小横向退刀长度,经过多次对坯料进行旋压,使之形成所要求的工件。旋压时的工件速度为80150mmin,纵向进给量为0.150.5mmr。旋压轮与工件的接触角以30最佳,圆弧半径以2mm为好。旋压壁厚在4mm以上时,采用氧乙炔焰加坯料先加热,使其软化,再进行旋压。11.11.不停车装卸零件打中心孔装置不停车装卸零件打中心孔装置若是在普通的卧式车床上面利用卡盘装夹零件必须停车,而频繁开停车既费时又加剧机床的磨损,而且打中心孔的效率低。图811
14、所示的为适用于普通车床不停车装卸零件并可钻孔的一种简易装置。此种装置由前后两部分组成。前一部分由定位轴、轴承、支承套、中心钻、弹簧、定位套组成,其定位轴的外锥与车床主轴内锥孔配制;后一部分为反顶尖定位件,其外锥与车床尾座套筒内锥孔配制,另一端有内锥孔,用来确定和装置零件,内锥孔带有齿纹以便增加摩擦力。零件装在定位套及反顶尖的内锥孔中,内锥角一般为4050为宜。支承套、定位套的圆柱内孔与定位轴外圆配合座有0.060.08mm的间隙,在定位套上铣有4个宽57mm的缺口槽,便于观察中心孔加工的深度。弹簧内径与定位套、支承套外径紧密配合。中心钻装在定位轴前端的内圆柱孔中,间隙0.010.02mm,靠定
15、位套的顶丝将中心钻固牢。图811不停车装卸工件钻中心孔 工作原理:中心钻及定位轴、轴承内圈随车床主轴转动;而定位套、弹簧、支承套与轴承外圈连为一体不转动。摇动尾座手轮使套筒推动后反顶尖左移前进,随之零件也推动定位套左移,压缩弹簧、中心钻和零件逐渐接触钻出中心孔,可从观察槽中看到中心孔加工的深度。钻完中心孔后,手扶零件,同时在使后反顶尖的退出中,零件自动卸下,即完成一端中心孔的加工。如更换定位套可扩大加工范围,工作效率每分钟可加工56个零件,提高工效45倍,位置精度小于（或等于）0.1mm。采用上述装置省时、省力,又可降低机床的磨损,延长机床的使用寿命。12.12.巧车薄板外圆巧车薄板外圆机械加
16、工中,对于薄板零件一般都采用冲压成型工艺。对于厚度在2mm、外圆精度要求高、表面粗糙度较低的零件(如精冲压成型)很难保证。为了实现在车床上进行加工,现把卡盘的三爪调到适当位置,尾座上平顶尖,零件先划好线,然后放在三爪顶端找正,用顶尖顶住,再用切断刀从端面车成外圆,如果零件精度和表面粗糙度要求很高,可分几次进刀车削(见图812)。为此,凡不能用三爪夹紧的而且精度要求又高的薄板零件,都可以用这种方法加工,扩大了车床加工范围。图812巧车薄板外圆 13.13.普通车床改造为多孔镗床普通车床改造为多孔镗床箱体类零件加工一般都需经平面加工,以及镗、扩、铰、钻及攻螺纹等工序。对于中小企业,孔系加工是工厂新
17、产品开发中的薄弱环节。为此,介绍一种“上马”比较快的孔系加工工艺方案:普通车床改造为多孔镗床。如图813所示,在床头箱右侧的导轨上设计装夹简易主轴箱,并在车床床头箱主轴孔内装设驱动齿轮,用于向新设计的主轴箱传递扭矩。同时将车床大拖板上中拖板拆掉后,在顶面装夹镗孔夹具,用于工件的定位、夹紧,这样工件随大拖板可沿床身导轨进行机动或手动移动,以完成进给和退刀运动。图中所示为设镗模方案,也可以不设镗模。不设镗模方案用于刀杆与主轴箱主轴间刚性连接的条件,要求主轴箱孔系精度较高,适于工件被加工孔间距较小的情况,设有镗模方案用于刀杆与主轴箱主轴活动连接或浮动连接的条件。工件加工精度靠镗模保证,对主轴箱孔系精
18、度要求较低,适于工件被加工孔间距较大的情况。图813改制方案布置 14.C512A14.C512A立车改造成立式磨床立车改造成立式磨床某厂大型冲模的磨削加工,需要加工直径达1700mm的磨床。为此,利用一台旧C512A立式车床改造成单柱立式磨床,同时,加工直径由原来立车的1250mm增至1700mm,使用效果良好。该磨床采用端面磨法磨削平面、圆周磨法磨削内外圆及内外圆锥表面。机床的改装结构不复杂,经济实用。改造方案如图814所示,其改造要点为:将原机床侧刀架、下进给箱及五角立刀架拆除;原工作台底座1与立柱10之间增加联接板11,并在原工作台上置加层(新工作台)4来加大工作台尺寸及回转直径,以满
19、足最大的加工直径的要求;通过精修原立车工作台圆导轨面,提高主轴轴承精度,自磨旧工作台面等措施,提高新工作台的精度;在原立刀架处新增设磨头5,磨头中心与工作台中心应重合,同时调整配重块8,保证磨头上下运动的灵活性,并注重磨头的精度和刚度要求;调整工作台的转速和刀架水平进给速度的范围,以满足磨削工艺参数要求;新增冷却系统。图814立车改成立式磨床 15.车削快装易卸的心轴当一零件车好一端面和内孔时,需车另一端,可采用图815所示的心轴,快装易卸,十分方便。图815快换心轴 8.28.2磨床、磨削及抛光部分磨床、磨削及抛光部分1.1.超长深孔磨削、抛光技术超长深孔磨削、抛光技术欲对直径为20300m
20、m,长度大于500mm的管件内孔进行磨削和抛光。问题是常规工具到达不了内孔深处或工具头刚性变差,使得任务无法完成或质量没法保证。解决办法如下,采用柔性的砂带磨削方法如图816所示,开口砂带穿过内孔后接上接头成为闭环砂带,在驱动轮和张紧轮带动下高速运转,作为磨抛的主运动,压缩空气袋在压力空气作业下使得砂带与工件保持稳定均匀接触,并轴向移动进给运动f,工件低速回转n使得圆周得到磨抛,由于压缩空气压力稳定,因此磨抛均匀,而且系统性刚性与加工深度无关。也可以采用图817所示的形式和图818所示的开式砂带磨削形式。诸多内孔都可以用此方法,如模具引料杆内锥孔。图816接头砂带磨抛超长深孔 图817无接头砂
21、带磨抛原理图 图818开式砂带磨抛原理图 2.2.砂带恒力磨削大型筒体内表面砂带恒力磨削大型筒体内表面某厂要生产的大型聚脂反应釜筒体的材质为奥氏体不锈钢1Cr18NigTi,其重量约1.6t,属于大型工件。工件要求加工的内表面面积较大,加工粗糙度值较小,为Ra0.1m。生产厂加工该工件的前道工序为:先把不锈钢板剪裁成三段矩形,再分别旋压成圆柱形筒体后将接口沿母线焊合,去除焊缝疤痕后再进行形状(圆度)校正,最后将三段筒体焊成较长的筒体,并使三条直焊缝在圆周上相互错开120。整个工件由5道焊缝连成,筒身焊合圆度误差较大,达15mm。采用砂带磨削加工大型筒体的加工原理和加工运动见图819。驱动轮在主
22、电机带动下高速运转(n1),带动砂带作高速磨削运动(n1);工件(筒体)在托架滚轮驱动下作低速旋转(n2),实现工件圆周磨削进给运动;磨头固定于伸缩臂上,伸缩臂的轴向运动带动砂带磨头作轴向自动进给运动;此外还有调整磨头对工件吃刀量的径向运动,此运动也由伸缩臂上下调整来实现。有了这四个运动,理论上能保证对工件全内表面进行磨削,但实际上由于工件圆度误差(15mm)的存在,砂带磨头有一定弹性,也难以补偿这么大的误差值,即使能补偿,也会造成磨削力不均匀,引起磨削余量不一致,导致筒体壁厚不均匀。图819加工原理与运动 图820磨头布置与浮动机构实现原理 3.汽车弧形石棉制动片的砂带磨削图821所示的汽车
23、制动片,其材质主要是石棉,加上一些合成添加剂。为了确保汽车制动的可靠性,对制动片的弧形面及厚度要求较严。图821弧形石棉制动片 根据其工件(石棉材料)制造过程可知,弧形精度主要由热压脱坯工序保证,而弧面的粗糙状况及厚度则由本文所介绍的方法来完成。零件在磨削加工前是热压脱坯冷却的毛坯,其表面较光滑,厚度不均且上下周边处有“飞边”,原始加工状况相对较差。内外弧面要求弧面粗糙度均匀,厚度误差小,且不改变原来的弧形精度。生产厂原采用柱形砂轮加工弧面,结果因砂轮堵塞根本无法进行。砂带是一种涂附磨具,涂附磨具多数采用静电植砂方式制作,利用高压静电吸附原理,使经过精选的磨粒能按自身长轴方向定向排布,且分布均
24、匀,因而其等高性好,磨粒锋刃朝外具有较好的容屑和排屑条件。涂附磨具一般只有一层磨粒,加工中无需修磨,在磨粒钝化后只需将其更换下来便可。弧形石棉材质制动片砂磨设备的工作原理及结构示意见图822。磨头工作时作高运转(n2),为主运动,支承轮1低速运转(n1),弧形制动片位于1、3两轮之间,工件送入两轮间隙中,在1、3两轮的综合作用下工件便自动通过。由于n2极高,工件通过中便连续进行磨削。图中是磨外弧面的情形;磨内弧面为图中虚线所示。由于磨削时工件母线与磨头母线呈线接触,故工件在加工后能很好地保持原有的形状位置精度。针对不同厚度的工件,可以通过调整手柄4及丝杆机构来调整磨头与支承轮1的中心距。从以上
25、可见,其加工方法和设备结构都是非常简单的。图822工作原理及结构简图 图823研磨球头示意图 4.4.球头简易研磨方法球头简易研磨方法为了提高球头工件球头的圆度和降低表面粗糙度,可采用图823所示的研磨方法。通过研磨后球头的圆度可小于0.005mm,表面粗糙度可达Ra0.21m以下,是一种简而易行的提高球头精度的好方法。研磨管的材料,一般选用灰铸铁。磨料应选刚玉或碳化硅。粒度为100-W14,可用矿物油或动物油调成糊状。研磨时,工件速度为1520mmin,把铸铁管套在球头上,涂上带有磨料的研磨剂,一边摆动铸铁管2,并一边自转,用手施加一定的压力,进行研磨,直到达到要求为止。5.5.修磨活顶尖修
26、磨活顶尖6060锥面的方法锥面的方法活顶尖是车床的常用夹具,而且使用较频繁。但在使用的过程中,由于使用不当,造成60锥面尖部断裂、刀具划伤、表面磨损而影响使用或造成报废,给企业造成经济损失。但是,只要顶尖内的辕承不坏,就可以在普通的外圆磨床上把60锥面修磨好,使活顶尖继续正常使用。如图824所示。图824磨削活顶尖 修磨的方法:把活顶尖的莫氏锥柄插入在磨床头架主轴锥孔内,把头架逆时针扳转30,然后在60锥体后的圆柱面套绕一根小线绳,用手各拉小线绳的一头,在磨削的过程中,用双手来回拉动线绳,利用线绳与圆柱面的摩擦力,带动顶尖旋转,直至绳索尽头为止。此种修磨方法的特点是采用拉动线绳带动顶尖旋转来代
27、替鸡心拨盘,具有体积小,操作方便,加工时的顶尖定位基准与顶尖工作基准统一重合,位置精度好。修磨一个活顶尖,一般只需23min,其效率比较高。6.外圆强力磨削这种强力磨削是通过加大磨削深度来提高金属切除率的。这里介绍的是把砂轮修成多阶台式,形成多层磨削来实现一次基本达到所需尺寸,如图825所示。图825强力磨削示意图 先用金刚石砂轮修整笔,把砂轮修成约0.05mm深、67mm宽的多个阶台,根据工件磨量大小进行吃刀,最好留0.030.05mm的精磨余量,直至磨成要求尺寸。磨削中,注意纵向进给量不宜过大,工作中要供给充足的切削液;砂轮使用钝了后,仍然要按上述方法进行修整。7.7.薄片工件的磨削方法薄
28、片工件的磨削方法(1)垫弹性垫片。工件装夹时,在工件与电磁盘之间垫一层很薄的橡皮或海绵,厚度大约0.5mm。当工件被吸紧时,由于橡皮或海绵能够压缩,因而工件的弹性变形减小,磨出的平面就比较平直。工件这样反复翻身磨几次,平面度达到要求后,再直接放在电磁盘上进行磨削,直到工件达到图样要求为止。如图826(d、e、f)所示。图826薄片工件的磨削(a)毛坯翘曲;(b)电磁工件台吸紧;(c)磨后松开，工件翘曲;(d)磨削凸面;(e)磨削凹面;(f)磨后松开，工件平直(2)在工件与电磁盘的空隙中垫纸。将工件放在平板上,用眼睛观察工件与平板的空隙部位的大小,再在空隙处垫上合适厚度的纸,然后以垫平的一面作定
29、位基准面,吸在电磁盘上磨反面,以后再这样反复翻身磨几次,就能得到较平的平面。(3)涂白蜡。在工件表面涂一层白蜡,然后在较平的砂轮端面上摩擦,使工件凸部上的白蜡磨去，凹部的白蜡留下,再放在平板上检查,如工件平面较平,就以它为定位基准,放至电磁盘上磨削第一个平面,然后在反复翻身磨两面。8.8.在内圆磨床或万能外圆磨床上磨削内球面在内圆磨床或万能外圆磨床上磨削内球面在万能外圆磨床上磨削内球面,如图827所示。磨削工件装夹在头架的三爪卡盘上,并用百分表找正,然后把头架攒一个角,再根据球面直径计算出所需砂轮的直径,把选定砂轮装夹在内圆磨头上,用金刚石笔将砂轮修整到所需要的尺寸，砂轮的径向跳动量减小。然后
30、再横向移动砂轮架,使砂轮轴巷与工件轴线交于球心。这时就可以开动机床,移动工件接近砂轮进行磨削。为了达到沿砂轮轴向的微量进给,可装一百分表7及挡铁6定位,转动纵向进给手轮,进行进给。图827磨内球面示意图 砂轮直径do和头架应扳角计算：d0D(D/2+K)1/2 式中:d0砂轮直径(mm);D球面直径(mm);K球面大于或小于半径时的高度。当工件球面大于半圆时为正值,小于半圆时为负值,等于半圆时为零。角的计算:sind0/D头架应扳的角度();d0砂轮直径(mm);D球面直径(mm)。9.9.巧用橡皮垫保证磨削加工质量巧用橡皮垫保证磨削加工质量对图828所示的长臂工件,需要磨削两头凸台端面。按照
31、常规的磨削方法,把它直接放在电磁盘工作台上磨削,由于磁吸力的作用,工件产生变形,磨完后质量不合格。图828磨长臂工件 10.10.浸二硫化钼的砂轮浸二硫化钼的砂轮在常温下,把粉状二硫化钼与无水乙醇的混合液放入防止乙醇挥发密闭性良好的容器中,再把普通砂轮放在溶液中,浸泡14h后,取出自然干燥1820h,干透后即可使用。经多次应用,这种砂轮的磨削性能得到很大的提高,各方面的效益都很突出,深受大家欢迎。用浸过的氧化铝砂轮,对高碳钢、渗碳钢和高速钢进行磨削可以直观看出磨削火花是连续的,当干磨时工件的温升极小,磨削深度为0.3mm时,也不产生退火和烧伤现象。工件表面粗糙度可达Ra0.20.1m,砂轮长时
32、间保持锋利,切削效率比未浸二硫化钼的砂轮高23倍。浸二硫化钼的砂轮磨削特点:(1)用它磨削工件时,整个磨削过程是在有二硫化钼充分润滑情况下进行的,排屑性能良好,砂轮不易堵塞,被磨削表面光滑,用30倍工具显微镜观察切屑,多数是带状的,极少成挤裂状或崩碎状,这说明砂轮的切削性能十分良好。(2)磨削中产生的切削热,95由切屑带走,使工件热变形小,对于薄壁和细长工件更为重要。(3)经过浸过的氧化铝砂轮,有34的磨粒保持锋利,有1/4的磨粒半钝化状态,无钝化磨粒,说明浸二硫化钼的砂轮其磨粒不易钝化,使用寿命长。(4)对磨削铜、铝等有色金属时,砂轮也不易堵塞,排屑畅快,其效率可提高23倍。11.11.用铁
33、丝束研磨小孔用铁丝束研磨小孔在生产中,可能遇到研磨小方孔或其他形状的孔,一般采用与孔形状相同的研磨棒研磨,研磨棒很快磨损不能再用。为此,就改用铁丝(或铜丝)束来研磨,即在孔中穿满0.20.5mm的细铁丝,以代替研磨棒,再在上面涂上研磨剂,来回拉动铁丝束,细铁丝束根据孔的形状自动变换位置,就把孔的四周都研磨到。研磨方法如图829所示,在主轴和回转顶尖上均装夹有卡铁丝工具,卡住铁丝的两端,并将铁丝拉紧。由主轴带动铁丝转动,转速为7501200rmin,用手操持工件使之在铁丝上作往复的移动,则加工出的内孔精度可达到IT7级,表面粗糙度Ra0.8m以上,这种研磨的方法,十分简单有效。图829用铁丝作研
34、磨工具及其使用方法 12.12.在平板玻璃上钻孔在平板玻璃上钻孔利用研磨的原理,在平板玻璃上钻孔。将研磨剂涂敷在研磨头和玻璃表面,研磨头装夹在钻床或电钻上,使研磨头旋转,在适当的压力下,研磨剂中的磨粒对玻璃起切削作用,从而在玻璃上研磨出一个和研磨头外圆一样大的圆孔。研磨头如图830所示,材质为45钢,L大于玻璃2倍厚度,d0为玻璃孔径,并在端面开槽,以便使磨料进入磨削区。磨料为碳化硅,粒度为150180,用煤油调成糊状,研磨时涂抹在研磨头和玻璃之间。研磨时,玻璃必须放平稳并垫上软材料。图830研磨头 13.13.用研磨法提高钢球的圆度用研磨法提高钢球的圆度在一般情况下,对钢球的研磨,是为了提高
35、钢球的圆度。研磨的方法如下:用两块300mm300mm的铸铁平板,在一块平板上面车削几圈等深的V形或弧形槽,槽的大小与深浅,能使钢球一半左右进入槽内。研磨钢球时,将有沟槽的平板放在钳台上,然后把研磨膏和钢球放入平板沟槽内,在上面覆盖一块无槽的平板,并用手推动槽平板,作往复旋转运动来进行研磨。在同一批钢球中,其直径不可能完全一致,在放入槽前,必用精密量具按其直径大小分组,然后将直径较大和较小的钢球隔开来,放入槽中,大球在槽中要放得基本对称,目的使两块平板保持平行状态。首先均衡地研磨直径大的钢球,待大钢球接近于小钢球直径时,全部钢球才能得到一致的研磨。研磨后钢球圆度可达0.001mm。14.14.
36、超薄弹簧片超薄弹簧片(0.08mm)(0.08mm)磨削加工磨削加工油缸产品中有两种需磨削加工的弹簧垫片,它们的厚度分别为0.08mm和0.2mm,而原材料的厚度为0.4mm;卷筒式弹簧钢带,革新前在平面磨床上加工,经试磨,遇到以下几个问题:钢带是圆弧状,经磨床工作台吸住后,由于弹性变形,工件各处所受力也不匀,导致磨削后簧片厚度不均匀(厚度差值在0.02mm以上)而报废,加工时工件易发生移动,不安全。由于工件薄,不易从工作台拿下,所以测量不方便,且生产效率低。由于以上问题而保证不了加工质量,为此设计制造了辅具(见图831)。使用时将钢带围绕在辅具外圆上,钢带一头用螺钉固定,另一头插入开槽螺钉的
37、槽中旋紧后,再旋紧固定螺母,然后将其上外圆磨床用顶尖顶紧即可进行加工。因为该辅具具有外圆接近钢带的直径,减少了钢带的弹性变形,装夹牢固、安全,同时测量方便(产品可不下机床直接测量厚度),并提高了加工精度(原厚度差值在0.02mm以上,现在0.005mm以内),保证了质量,所以可用于超薄片状零件的加工,如厚度在0.080.8mm的钢带均可采用该辅具进行加工。图831磨削夹具 15.15.铝合金压铸件表面抛光新工艺铝合金压铸件表面抛光新工艺铝合金压铸件表面光亮度的处理,大多数都采用人工机械抛光的形式进行。有劳动强度大,工作环境差,表面质量不高,而且工作效率低等缺点。由于铝合金表面与空气接触易氧化,
38、铝合金中的硅分子硬度较高,惰性大,留在零件的表面上不易去除,处理起来比较困难。为解决上述问题,可采用机械滚丸法。滚筒中加入许多不同规格的钢丸、溶液、被加工的零件在滚筒的旋转作用下,钢球不停地撞击零件,使零件表面产生无数的亮点,由于溶液的翻滚冲洗,表面上的氧化膜被带入溶液中去。又因铝本身是白色的,在钢丸和溶液的作用下,变得更加白亮。但如果不加保护,取出后又很快会被重新氧化,形成新的氧化层。所以在溶液中必须加入适量的合成物,溶液、合成物、钢丸在滚筒中不停地翻滚,零件的表面在去除氧化层的同时,形成一种光亮保护膜,达到去除又保护的目的。图832所示的是六方形机械滚筒的示意图。图832机械滚筒示意图 机
39、械滚丸法代替了人工机械抛光。减轻了工人的劳动强度,改善了工人的工作环境,工作效率比人工机械抛光提高810倍,表面粗糙度和光亮度提高34级,并具有很强的防氧化能力。16.提高鼓式刹车制动力的方法和简易工具设计制造摩托车制动性能项目是国家安全强检项,制动性能不达标准的车辆禁止出厂。制动力指标要求为560N。然而,组装后的摩托车很难达到这一标准。这是因为刹车踢块弧形制动片在装夹后的误差是多种误差累积而成的,误差较大,使刹车踢块弧形制动片与制动鼓轮毂内圆面的接触不好。考虑到刹车踢块上的弧形制动片多为石棉材料,车削加工比较困难,而采用静电植砂的砂带磨削较为有利,且砂带有不阻塞,实施方便,成本低,加工质量
40、稳定和加工效率极高等特点。为此,我们利用废旧制动鼓轮毂加装砂带制作了专用磨头,对装配后的刹车踢块弧形制动片进行磨削加工,真正做到了“就地加工”,彻底清除累积误差,且磨削加工时的专用磨头与制动轮毂的装夹基准同一,使得组装后的刹车踢块弧形制动片在张开时能与制动鼓内圆面接触达到最佳状态,组装后制动力不足这一问题得到了解决。图833改制的专用磨头 图834磨削加工实施简图 通过在某厂对踏板式的女装摩托车实施该磨削工艺和实际测试,取得了很好的效果:制动力由原来平均420N增加到650N,超过了560N的标准值;路试效果更加显著,时速30kmh时,仅5m就完全制动,而国家标准值为7m;通过涂抹红丹实测,踢
41、块与鼓内圆面接触面积由40增加到98,而国家标准为75；工具成本低,使用寿命长,1片砂带可加工1万件(套)的制动踢块,工具成本仅1元人民币;上述专用工具装置的设计制造和工艺方法可在类似结构的其他摩托车、汽车、拖拉机等制动器的制造和维修中应用。17.17.一种交叉布置的新型磨削工艺方法与装置一种交叉布置的新型磨削工艺方法与装置图835所示的是某规格摩托车变速齿轮箱的结构示意图,材料为铝合斜压铸成型。它的圆弧柱面上残留有高度B为26mm,厚度h为12mm的渣包口需要去除。图样要求残留高度值小于0.3mm,同时要求对该分型面上的飞边进行清理和抛光。由于渣包口和分型面位于圆弧柱面中央部位,这给采用手持
42、工具(风动锉磨铰刀、平锉、电动磨笔等)的手工去除清理工作带来诸多困难,表现在:生产方式原始,费工费力,工件和工具把持困难,难以配合完成该去除的部位;质量差,由于手工的不稳定,容易损伤不要求去除的外观表面,同时工件该部位外观一致性差;劳动强度大,手持平锉去除渣包口用力大,单手施力困难;效率低下,每件需约3min;环境差、粉尘多。图835工件结构与加工部位 图836所示的是本装置的结构图,图中工件“一面双销”定位,由台座34、支承钉35,滚花手柄29、大圆柱销28、3个滑柱30,螺钉32等构成的手动夹具夹紧。图836交叉布置的磨削装置结构 反向旋转29则3个滑柱30在3个弹簧31的作用下后退,取出
43、工件。手动操作手柄36可使工件随工作台周向进给,完成整个飞边和渣包口的磨削,结构中还设置有操作手柄的起点和终点限位(未画出)。由工作台主轴20、轴承21、移动23、导柱24、弹簧25、螺钉26和端盖27组成滑座组件可在快速扳动并自锁的夹具19的导柱24左右运动。图中位置为加工状态,快速夹具19上扳时整个工件、工作台都将右移,便于工件的装卸,磨头以简支梁(见图836(a),电动机动力通过三角皮带和带轮将动力和运动传至轴6上,整个磨头部件和工作台部件通过底板连在一起。磨头位置始终保持不动,工作台主轴与磨头主轴呈现交叉垂直布并可以调整,以适应不同的高度h值的变化(见图837)。为使结构简化紧凑,砂带
44、磨头采用单轮结构形式,如图838所示。轮体可采用钢轮或铝轮。图837磨头与工件的位置和运动关系 图838单轮砂带磨头结构 8.38.3钻、铰、攻削部分钻、铰、攻削部分1.1.在薄板材上加工大孔在薄板材上加工大孔在生产中需要在零件或组成的箱体上加工一批50100mm的孔。以前加工方法是:先在零、部件上划出所需孔径线,然后沿线内侧钻小孔,去掉多余部分,锉磨成形。这种原始加工方法,既费工又费力,而且很难保证产品质量,尤其是在产品数量增多时,很不适应生产发展的需要。因此通过在工艺上进行改进,设计制造一套简单的工具,如图839所示。其加工方法是:首先在板材、部件或组成的箱、柜上,划出所需孔的位置线,钻出
45、20mm的底孔,然后将工具装在钻床上,使工具20mm的杆插入底孔即可加工了。图839加工大孔工具图其特点是20mm的孔可作为工具的定位孔,很安全,加工孔时不必夹压。加工板材厚度在0.53mm为宜,加工精度可控制在 0.05mm之内。加工孔径在 200mm之内。2.2.采用可调式刀架加工非金属材料采用可调式刀架加工非金属材料夹具制造中时常遇到非金属材料做成的垫圈,密封圈及制孔等工件。由于尺寸大小没有规律,过去加工一直延用传统的手工制作方法,加工工艺落后,零件质量差,费力、费时、生产效率低、劳动强度大。针对这个问题,设计制造可调式刀架,如图840所示,定心针和切割刀可用 3mm钢丝磨制,或用 3m
46、m废钻头磨制成。经过实践应用,加工牛皮、石棉板、橡胶板、毛毡效果很好,工件外形、内孔平整光滑。使用方法:将被加工的材料钉在一块平整的木板上,把刀架调整到要加工件的尺寸,两个切割刀刃应调整在同一平面上,并低于定心针1mm左右。制孔时可取下一个切割刀即可。钻床转速可选用500rmin,提高工效十多倍。图840橡胶回转件加工工具图 3.3.巧取折断丝锥巧取折断丝锥在机械制造业中,无论在零件制造或装配过程中,攻螺纹都是一种重要的不可缺少的工序,无论是手工作业还是机动攻螺纹,折断丝锥的情况是经常发生的,也是不可避免的。如能简单、方便地取出折断丝锥,这对大批量生产将有重大的经济意义。加工中经常对于M6以下
47、规格的折断丝锥,均采用电火花强化退火,钻掉折断丝锥,再重新清理一下螺孔,但对于M10以上的就极为困难。改进后,采用一专用装置,见图841。这种扁圆形三爪扳手,直接从折断丝锥的三个排屑槽插入,用扳手左旋退回折断丝锥,这个方法经数百次实践证明是成功的,其取出率可达90%100。它的优点在于:无需其他辅助设备,不受零件大小、场地、位置的限制。方法简单、方便,易掌握。同电火花强化相对比,不伤损螺孔的螺纹表面。应用面较宽,对于制造,修理,大批生产有实际使用价值。图841工具及其工作简图 4.4.巧取残留在螺孔中的断丝锥巧取残留在螺孔中的断丝锥钳工在螺孔零件加工中,稍有不慎,就可能将丝锥折断在螺孔内,不易
48、取出,造成零件报废。在实践中,采用了如图842所示的方法,用螺母将钢丝固定在同一规格丝锥的容屑槽中,钢丝伸出端插入断锥的容屑槽内,反转丝锥,就可以取出断锥。选用的钢丝直径大小和数量,视丝锥容屑槽数与深浅而定。图842取断丝锥 5.5.避免小丝锥折断的简便方法避免小丝锥折断的简便方法在比较软而韧性比较大的工件材料上,攻制M4以下的螺纹孔,尤其是盲孔,加上丝锥的轴线与工件表面的垂直度和螺纹的深度不好掌握,丝锥很容易折断。如采用图843所示的攻螺纹套管,就可以解决这个问题。图图843攻螺纹套管攻螺纹套管 6.6.半孔钻半孔钻工件上原来就有圆孔,要扩成腰形孔,这就需要钻半孔了。若采用一般的钻头进行钻削
49、,会产生严重的偏斜现象,甚至无法加工。这时可将钻头的钻心修整成凹形,如图844所示,突出两个外刃尖,以低速手动进给,即可钻削。实际钻削时,还会遇到超过半孔和不超过半孔的情况,由于两者的切削分力情况不同,必须对半孔钻的几何参数作必要的修建,若条件可能的话,使用相应的钻套就更好了。图844半孔钻 7.7.薄板钻薄板钻在0.11.5mm厚的薄钢板、马口铁皮、薄铝板、黄铜皮和月紫铜皮上钻孔,不能用普通钻头,否则钻出的孔就会出现不圆、成多角形、孔口飞边、毛刺很大,甚至薄板扭曲变形,孔被撕破。大的薄板很难固定在机床上,若用手握住薄板钻孔,当用普通麻花钻的钻尖刚钻透时,钻头失去定心的能力,工件发生抖动,刀刃
50、突然多切,扎入薄板,切削力急增,易使钻头折断或手扶不住,造成事故。图845所示的薄板钻,钻时钻尖先切入工件,起定心作用,两个锋利的外尖迅速把中间切离,得到所要求的孔。用它钻薄板时干净利落,安全可靠。图845薄板钻 8.钻玻璃孔的砂轮钻头在日常生活中,若需在玻璃上钻孔,可采用图846所示的钻头,它具有工具制造简单、使用方便、钻削效率高等特点。图846玻璃钻孔用的砂轮钻头 砂轮采用树脂结合剂的黑碳化硅单面凹形砂轮,粒度为2036,硬度为HK,砂轮尺寸d,即为工件的孔径,H应大于玻璃厚度。加工时,将玻璃用木板垫实,切削速度为100mmin左右,走刀量不宜大,以“沙沙”声不太明显为宜,并使用充足的冷却
