大型回转件车床加工找正方法简介
2021-09-10王竹叶
摘 要:大型回转件在日常生活中具有重要位置,在一定程度上反映了一个国家的工业水平,因此机械加工在大型回转件中起着举足轻重的作用,本文就回转件加工介绍了三种不同的找正方法,分析各种方法的使用方法、特点及应用场合。
关键词:车床;回转件;找正;加工
大型回转件如汽轮发电机轴、转子、叶轮、叶片、护环、大型水压机立柱、高压缸、轧钢机轧辊、连杆、齿轮以及国防工业方面的火炮等在日常生活中具有重要位置,在一定程度上反映了一个国家的工业水平,因此机械加工在回转件中起着举足轻重的作用。在机械加工车间加工大型回转件时,车床操作者在工件加工前需要采用各种找正方法测量回转件各部的尺寸,检测工件毛坯尺寸是否可以满足图纸的加工尺寸要求。工件一般为回转锻件,锻件在锻造过程中很容易出现裂纹、铲坑、外圆不同心、外圆形状不规则、工件弯曲等各类问题,找正方法多种多样,比较灵活。下面就针对回转锻件的加工找正方法简介三种常用的方法。
1 划针外圆偏摆找正法
偏摆的定义:回转件在车床一次装卡旋转过程中,工件某一截面表面距回转中心最高点与最低点的差值即为工件该处的偏摆值。
传统的工件外圆偏摆找正方法是根据工件毛坯的实际外观情况,操作者利用划针、卡钳和钢板直尺来测量工件的偏摆数值。操作者用卡钳测量该部位直径,用测量的毛坯直径数值减去偏摆数值后的差值即为该种装卡下工件见光的最大外圆直径,从而确定该处外圆是否可以满足图纸加工要求。
此种方法中,第一步需要初估外圆的偏摆方向,便于操作和安全起见一般以正偏摆为测量基准,正偏摆即为工件旋转一圈工件毛坯离旋转中心最远的部位即为正偏摆最大值,划针就依据偏摆最大值定位。在找正过程中,划针顶尖高度是与工件中心高等高的位置,在各个外圆径向方向有异议部位外圆上,划针找一个跟工件几乎零接触的临界位置,工件旋转中操作者手持钢板尺,一端直接接触锻件,另一端接触划针顶尖,钢尺在工件旋转过程中移动的径向数值差值即为工件的偏摆数值。
该种方法的优缺点:
(1)简捷、便于操作,毛坯无裂纹铲坑的回转件尤为适用。
(2)测量时工件需要旋转,用划针与钢板尺测量时需要人与工件直接接触,这种测量方法受人为因素影响较大,即使反复多次测量,仍不能保证测量数据的准确性。
(3)对表面有裂纹铲坑的回转件检测不准确。
2 中心高找正法
中心高找正法是利用车床的中心高数值来间接测量毛坯尺寸。这种方法找正测量时需要两个参数,一个为车床中心高,另一个为毛坯缺陷部位到车床床身导轨面的高度数值。车床中心高数值是制造厂参数,是固定不变的,毛坯缺陷高度数值需要用划针测量,中心高数值与毛坯缺陷高度数值之间的数值差值即为可保证毛坯尺寸的最小半径。使用中心高找正方法找正测量,测量毛坯缺陷部位到床身导轨面的距离是关键所在。
按此种方法实际操作时,第一步将回转件缺陷部位所在中心线旋转到垂直于车床导轨面最低点,第二步,调整划针高度到缺陷部位,使划针针尖紧贴缺陷部位,固定划针位置,此时划针高度位置即为需要测量的缺陷位置到车床床身导轨面的距离数值,钢板尺测量得出实际数值,第三步,用车床中心高的数值减去顶针固定位置的距离数值后的差值即为缺陷处可以保证的半径数值,从而可判断是否可以满足加工要求。
该种方法的优缺点:
(1)较划针外圆偏摆找正法可以准确测量毛坯的尺寸问题,尤其是对毛坯有裂纹、铲坑等毛坯尺寸问题有较高的准确率。
(2)车床的中心高数值是固定值,缺陷部位到机床床身导轨基面的距离数值需要用划针测量后固定划针位置,再用钢直尺测量数值,数值受人为因素较大,测量累积误差较大,对余量在1 mm~3 mm有一定影响。
(3)找正效率较划针外圆偏摆找正法较低。
3 床尾套筒找正法
利用车尾套筒作为基准对刀,固定车床的套筒直径是固定数值,对刀后车刀位置即为固定数值,根据检测毛坯的实际情况,有数值控制性地纵向移动刀架,保证车刀移动过程中不磕碰回转件本体,Z向移动刀架到缺陷位置,可根据车刀刀尖的位置与缺陷部位的距离数值来间接测量缺陷的外形尺寸,此种找正实际操作方法如下:
3.1 缺陷位置毛坯尺寸小于套筒直径时
车床刀架开到床尾套筒处,车刀对刀完毕就固定紧固刀体,Z向移动刀架到缺陷部位,用钢板尺或者顶针测量刀尖到缺陷部位的距离尺寸,套筒的半径减去钢板尺测量的数值即为毛坯尺寸可以保证见光的外圆半径数值。
3.2 缺陷位置毛坯尺寸大于套筒直径时
车床刀架开到床尾套筒处,车刀对刀完毕就固定紧固刀体,X向移动刀架,保证车刀移动过程中不磕碰回转件本体,记录刀架移动前后的距离,Z向移动刀架到缺陷部位,用钢板尺或者顶针测量刀尖到缺陷部位的距离尺寸,刀体移动数值+套筒半径数值-缺陷到刀尖的数值的差值即为毛坯尺寸可以保证见光的外圆半径数值。
该种方法的优缺点:
(1)来回移动刀架,效率比较低。
(2)机床的套筒直径一般不超过500 mm,对大直径的毛坯回转件检测不方便,多次测量易产生立即误差,该种方法适合检测部位直径小于套筒直径的检查,特别适用于床尾小直径的毛坯尺寸检测。
4 总结
(1)第一种方法使用最多,操作方便,效率高,但是准确率低,比较适用于毛坯外形比较规整,无裂纹和气爆坑等回转件。
(2)第二种方法使用一般,与偏摆找正方法相比较,找正效率较低,操作不方便,但是准确性较高,尤其对表面有裂纹、气爆坑、外圆形状不规则等缺陷找正效果突出明显,可以直接确定缺陷部位尺寸的数值,比较适用于毛坯尺寸处于不确定的边界范围,通过這种方法可以准确判断毛坯尺寸。
(3)第三种方法使用较少,效率较低,操作方便,一般适用于床尾部位小直径外圆的检测,可以在站台一次性检测完成。
参考文献:
[1]王竹叶.大型车床回转件偏摆找正辅助工具及其方法[J].中国机械,2019,11(15):102.
[2]孙耀志.普通车床快速找正工件工具的应用研究[J].科学家,2017,5(6):56.