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多主轴车床基础课程


多主轴车床 基础课程

上海科宝汽车传动件有限公司 2005 年 6 月

多主轴车床基础
感谢各位参加这个培训课程,多主轴加工是制造行业的动态实践。这四天的培训课程能够提高您 的多主轴车床加工的操作技能。 本课程的聚焦的机床是 Maxim 公司生产的 Euroturn 多主轴车床。 课程形式 培训过程中让每个人感觉舒适很重要,

请自由举手、自愿回答。 下面给出几条使您更容易地学习的要点: 1. 记好笔记 记好笔记能帮助您在工作中查看操作方法、概念 2. 多提问题 请记住一点,永远没有什么愚蠢的问题,我们都在学习 3. 资料留好 在这周结束时,你将有一个组织过的参考,以方便今后的工作 4. 多多实践 各位都要多多参与并完成所有的机床动手实践 相信各位会发现本周充满了挑战,而且富有生产经验。记住,如果有问题或哪里不清楚,就大声 地说出来。 再次感谢各位参加这个培训课程,希望各位度过愉快的一个星期!

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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 第 10 章 第 11 章 第 12 章 第 13 章 第 14 章 第 15 章 第 16 章 多主轴车床介绍 机床细节回顾 加工工艺回顾 机加工数学知识 看懂图纸 多主轴车床公式 Allen Bradley 控制装置 传动齿轮和齿轮装置 凸轮知识 放大臂介绍 加工工艺规划 刀具知识 多主轴车床的调整 挡块 Balluff 控制器 闸刀开关


1 8 12 16 23 29 35 41 49 63 71 78 96 107 112 125

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术语解释
φ 直径(工件或刀具直径) 在本课程直径单位为英寸 π 圆周率 π = 3.1416 SFPM 表面切削速度,英尺/分钟 SFPM = RPM (转速/分钟)× φ() ÷ 3.82 12 英寸 = 1 英尺 常数 1 = 12 ÷ π = 12 ÷ 3.1416 = 3.82 常数 2 = π ÷ 12 = 3.1416 ÷ 12 = 0.262 RPM 转速/分钟 RPM = SFPM × 3.82 ÷ φ(工件或刀具直径) 车端面:计算车床在最大转速时加工工件的直径 工件φ= SFPM × 3.82 ÷ RPM (最大主轴转速) IPR 进给量,英寸/转,每一转刀具的移动量 IPR = IPM ÷ RPM IPM 进给量,英寸/分钟,铣削加工时,每分钟刀具的移动量 IPM = RPM × IPR 铣削进给率 = 切屑量 × 刀具齿数/槽数 切屑量 刀具每个齿切削的材料量 IPM = RPM × 刀具齿数 × 切屑量 切屑量 = IPM ÷ (RPM × 刀具齿数) 螺纹螺距 = 1 ÷ TPI TPI 每英寸螺纹圈数 公制转换 表面加工 微英寸(百万分之一英寸) = 微米(百万分之一米) × 39.37 微米 = 微英寸 ÷ 39.37 英寸 → 公制:英寸 × 25.4 → mm 公制 → 英寸:mm ÷ 25.4 → 英寸 MPM 米/分钟 MPM → SFPM:MPM × 3.28 SFPM → MPM:SFPM ÷ 3.28 半径 = φ÷2

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术语测试
姓名:_______________________ 写出各术语的完整定义 SFPM 角度 原料转轴 IPR 放大臂 螺距 加工循环 工作角度 停顿 附件 凸轮盘 进料杆 凸轮鼓 公制转换系数 主轴传动 滑座 RPM 有效圈数 要求行程 进料传动 Balluff 控制器 下切 上切

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车床部位编号
本手册中车床部位编号如下,请正确填空。该图也是您识别车床各部位的指南。 名称:操作侧、原料转盘、车床后侧、工具箱、Balluff 控制器

第1章 多主轴车床介绍

多主轴车床与其他类型机床的区别:它有多个主轴,各主轴都有棒料在旋转,同时分别有刀具在 加工。同时加工是多主轴车床实现超常加工节拍的关键。 如同流水装配线,在棒料转到下一工位之前,各工位完成各自的操作。有 4、5、6、8 个工位的车 床,各工位完成加工工艺中不同的一段工艺。 这些工位完成工件加工的不同功能,如车、铣、钻、螺纹甚至交叉钻、铣。 该车床不是 CNC(数控车床) ,没有计算机命令各工位或棒料如何动作、动作到哪儿。它是靠机 械凸轮驱动各刀架上的刀具来加工的。 Maxim 的车床配置最新的 PLC(可编程控制器) ,比传统的凸轮控制型车床有更大的灵活性。 图示车床的 PLC 装置是 Allen Bradley 公司的产品。 有些 Maxim 的车床配置 Siemens 的 PLC 装置。 PLC 装置赋予了多主轴车床更多的功能。

产量
与其他机床一样,有众多类型的工件适于多主轴车床加工。首先要考虑产量,多主轴车床的调整 过程长而且复杂,加工量少的工件不太合算。起点定在最少 1000 件较好,因为必须将调整时间平 摊到总产量上去。

加工节拍
多主轴车床被公认是由旋转的原料加工工件最快的车床。 在大多数场合,多主轴车床的加工节拍远快于常用 CNC 车床。 唯一能超过多主轴车床的是旋转定位型车床,但它的不足在于机床复杂、刀具成本高、调整时间 长,通常仅适用于超大批量加工场合。

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多主轴车床的加工方法
多主轴车床的目标是在几秒钟内加工出一批工件。怎么会有如此高的生产率呢?因为车床同时在 加工 6 或 8 个工件,加工过程根据工件的形状和复杂性被分成一系列独立的工步。

加工节拍优势
多主轴车床最显著的方面就是加工节拍,因为所有 6 个主轴同时在加工,一个完整的工件就可以 在其最长的工步用时加工完成。 假设其最长的工步用时为 5 秒,其他工步用时更少就能完成。因为车床的各个主轴同时在加工工 件的某一段,所以能在其最长的工步用时生产出一个成品。 多主轴车床的加工节拍可达 2 秒。 主轴转盘 8 主轴 6 主轴

8 主轴车床用于加工需比 6 主轴车床更多工步的场合。 6 主轴车床是最常见的多主轴车床,主轴上装有转盘,每个加工节拍旋转一下。转盘转动的停顿 时间在总的加工节拍中是一个主要因素。

切削速度
多主轴车床有众多优点,其不足在于选择最佳的切削速度。切削速度由选择的主轴转速 RPM 决 定。我们不能象在常规单主轴 CNC 机床一样精确地指定最佳的切削速度,这意味着多主轴车床 上的某些工步并没有在其最佳的切削速度加工。 钻削时需要高的速度,在硬的材质上攻螺纹时需要低的速度。在多主轴车床上,我们需对付固定 的转速 RPM。 车床必须平衡这些工步的需求,对不同的刀具用不同的转速加工。 这个问题可以通过在加工位置增加特殊装置解决,这些装置会很贵,应与高速加工的好处作个权 衡。为提高产量,我们希望机床有不同切削速度加工的能力。 6 主轴车床前视图 下图所示为 6 个主轴和 6 个横向刀架,可用于各类工艺需要。各个刀架可顺序作用于各个主轴, 完成零件工艺的某一独立工步。 从控制盘开始标记各位置。

横向刀架

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某工步如表面切削后,刀具自动退回到间隙点,此时主轴转盘自动旋转 60°(6 主轴车床) ,进入 下一位置,执行下一加工工步。

纵向加工刀具
Euroturn 车床有若干种纵向加工刀具,它有 6 个标准的纵向加工工位。此外,需要的话,有 4 个 工位可驱动复合刀架,还可选购反抓装置。 注意: 6 轴 Euroturn 车床的主轴不可移动,刀具装在小刀台上,由放大臂带动的推杆推动前移。 推杆有微调装置,可调整工件深度。 装在小刀台上的纵向刀具如右图所示,Euroturn 车床上没有主刀架。和常见的车床不同,它的主 刀架滑座并不前移,而仅仅起到支承独立的纵向加工刀架的作用。

纵向刀架
标准的钻头和铰刀装在套筒式刀架上,刀架为转接块式。 还有膝盖式车刀架,它可以安装在纵向刀架旁边,从而可以在一个工位完成钻、车的组合加工。

复合刀架
复合刀架安装在横向刀架上,由纵向刀架推动,从而可以用普通车刀完成直线切削。

主轴夹具
在 32 mm 车床如 Euroturn 车床上,Acme 型棒料夹头是标配件,Schutte F42 夹头用在 42 mm 车床 上, Gildmeister GM20 夹头用在 20 mm 车床上。 送料夹钳在每一加工循环结束时将棒料向前夹送。 送料夹钳 夹头套管 棒料 主轴夹具剖视图(从车床背部看) 夹头

夹头是棒料加工车床上最常见的夹具,一些多主轴车床上配置卡盘。

卡盘式车床
卡盘式车床用于大直径工件的加工。 卡盘 伸缩管

工艺规划

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独立地负责编制机加工工艺需考虑很多因素。多数情况下,工件加工的每一步都要从问题中考虑 得出。 通用刀具和专用刀具都要考虑,这包括加工各种零件特征的标准成品刀具,如钻头、铰刀、丝锥。 专用刀具包括每项任务唯一的成形刀、钻头和铰刀。显然,专用刀具有交货期要求,从几天到几 个星期不等。 车床有一些标准配置和特殊装置,在开始工作之前,了解你的车床有哪些选项很重要,它们能完 成众多功能。 基本的车床选购件 有反抓装置吗? 有哪些凸轮装置可用?它们的工作行程多少? 车床配置有其他特殊加工装置吗?如高速钻削、低速铰削和攻丝离合器。 车床有螺纹加工主轴吗?所有车床标配有电磁离合器,摆式气动离合器是选购件。 注意:主轴以固定的转速 RPM 旋转,需计算主轴速度,为各种刀具提供最平均的切削条件。在 整个加工过程中,该转速 RPM 不得改变。 其结果就是需要去买选购件,才能使专用刀具的切削速度不同于主轴转速 RPM。 攻丝离合器在大多数多主轴车床上是必备件,它可以在攻丝期间降低现有切削速度,而在从工件 退出丝锥时相对加速。 高速钻削选购件可使钻头以高于主轴转速的切削速度钻削。 低速铰削选购件可使铰刀以低于主轴转速的切削速度铰削。

主轴制动器
主轴制动器可在加工过程中停止一个或多个主轴。 主轴停止时会锁定在其位置上,以进行横向钻孔等补充加工,这在 CNC 车床中称为“live tool 动 力刀具”功能。 横向刀架 棒材进料 横向刀架上的动力刀具 停止的主轴

主轴制动器可在加工过程中加工平面或横向钻孔。 各主轴制动器安装在主轴转盘后面,靠凸轮驱动。离合器/制动器组件实现各个主轴的启动/停止

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和锁定。 注:主轴停止后,各主轴不再同步。 当主轴转盘转到位时,特殊的凸轮装置啮合,该装置安装在主轴转盘后面,能脱开与旋转的主轴 的啮合,还能锁定主轴不再旋转。 当主轴锁定在其位置上后,动力(旋转)刀具快速进刀,进行横向钻孔作业。 当动力刀具钻孔完成后,主轴转盘转到下一工位,该轴又以正常转速 RPM 旋转车削。

双进料车床
多主轴车床一般可选 6 或 8 轴型式。带双进料功能的车床常用于加工能在 3 个工位加工完的非常 简单的工件。 横向刀架 棒材进料 横向刀架上的动力刀具 停止的主轴

这种车床不是通用型号。 双进料车床有两套凸轮鼓来控制送料夹钳和夹紧夹头,这需要两套棒料挡块装置。

反抓装置
Euroturn 车床可装备反抓装置(选购件) ,它一般装在第 6 或第 8 纵向刀架位置,有以下好处: 支承工件 反抓装置在切断工件时起支承作用,可以消除工件切断面中心的小凹坑(或小尖点) ,从原料棒材 上干净利落地切断工件。 反加工 反抓装置的另一好处就是可以进行反加工。当工件保持在反抓夹头中时,工件后部可完成有限的 加工,如钻孔和其他加工。 注:弹出行程和反加工深度有限。

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第 1 章 复习题
1.什么是转盘?

2.列出采用反抓夹头的两个好处。 支承工件 反加工 3.控制盘监控哪些功能?

4.请解释 PLC

5.什么是主轴制动器? 主轴制动器可在加工过程中停止一个或多个主轴。 主轴制动器可在加工过程中加工平面或横向钻孔。 6.双进料车床的独特性在哪里? 双进料车床有两套凸轮鼓来控制送料夹钳和夹紧夹头,这需要两套棒料挡块装置。 7.为什么加工工步决定加工节拍? 多主轴车床最显著的方面就是加工节拍,因为所有 6 个主轴同时在加工,一个完整的工件就可以 在其最长的工步用时加工完成。 假设其最长的工步用时为 5 秒,其他工步用时更少就能完成。因为车床的各个主轴同时在加工工 件的某一段,所以能在其最长的工步用时生产出一个成品。 8.请解释 CNC

9.多主轴车床是 CNC 车床吗? 该车床不是 CNC(数控车床) ,没有计算机命令各工位或棒料如何动作、动作到哪儿。它是靠机 械凸轮驱动各刀架上的刀具来加工的。 10.为什么说多主轴车床的切削速度选择是个问题? 多主轴车床有众多优点,其不足在于选择最佳的切削速度。切削速度由选择的主轴转速 RPM 决 定。我们不能象在常规单主轴 CNC 机床一样精确地指定最佳的切削速度,这意味着多主轴车床 上的某些工步并没有在其最佳的切削速度加工。

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第2章

机床细节回顾

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回答问题
姓名:_______________________ 问:如何区分车床的操作侧? 答:在机床前侧 问:完成下图填空,以区分各个主轴。站在 Balluff 控制盘旁观看车床,并描述它。

问:日内瓦机构(马耳他十字装置)的作用是什么? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:日内瓦机构可以脱开啮合吗? □可以 □不可以 问:请解释你的答案。 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________

横向刀架
该车床有 6 套横向刀架,有些是上切式刀架,有些是下切式刀架。 问:什么是下切式横向刀架? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:什么是上切式横向刀架? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 完成下图填空,以区分上切式刀架和下切式刀架。

加工刀架的选择
问:选择下切式横向刀架有什么优点? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________

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问:何时选择上切式横向刀架? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:凸轮鼓完成哪两个功能? 答: 1._______________________________________________________________________________ 2._______________________________________________________________________________ 问:怎样称呼两种类型的凸轮塔? 答:________________________________________________________________________________

凸轮塔
在车床前面左边靠近 Balluff 控制盘处,有一个凸轮塔。 问: 右侧的空格表示上面所述的凸轮塔位置。 在各空格中填上每个凸轮控制的项目。

问:放大臂有什么作用? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:以下是从车床机柜一侧看到的放大臂,请作标记。 第 5 复合刀架 第 4 复合刀架 第 5 纵向刀架 第 4 纵向刀架 第 6 纵向刀架 第 3 纵向刀架 第 1 纵向刀架 第 2 纵向刀架 第 1 复合刀架 第 2 复合刀架 问:当以 100%效率工作时,放大臂如何设置?凸轮设置为 1 – 1 吗?假设我们要用 150 – 20 的凸 轮移动 20 mm。 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:该车床上有几个复合刀架放大臂?

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答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:复合刀架放大臂允许的最大、最小调节值为多少? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:该车床上有几个纵向刀架放大臂? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:纵向刀架放大臂允许的最大、最小调节值为多少? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:每个放大臂用 22 mm 的套筒扳手锁定位置。我们要凭肉眼设定放大臂,当放大臂动作时,如 何得知刀具的准确移动量? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________

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第3章

加工工艺回顾

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让我们看看在多主轴车床上加工工件相关的工步,下图所示伞齿轮在 6 轴车床上加工完成。 车床调整好可以运行后,工件加工所需的刀具和工艺步骤如下: 所有图形是从机床操作侧看到的刀具和工件。 工位 1 当原料在工位 1 时,定位钻头从右端刀架前移,在工件端部钻一个小孔。 车刀在粗加工外圆的同时成形刀在粗加工工件后部斜角,可用标准的硬质合金刀片从右端刀 架车削外圆。 工位 2 钻头从右端刀架前移钻孔,同时横向刀架上的精加工成形刀精加工工件外形轮廓。 工位 3 钻头从右端刀架接近工件,钻孔到实际深度,同时横向刀架上的精加工刮刀精加工工件的螺 纹外圆。 工位 4 铰刀从纵向刀架前移,完成孔的表面精加工,达到公差要求。同时,横向刀架上的精加工成 形刀精加工工件的后部斜角。 工位 5 横向刀架上的螺纹滚刀加工螺纹。 工位 6 纵向刀架上的反抓装置前移抓住工件,切刀将工件从原料棒材上切下。

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工件被切下时会发生什么呢? 工件会落入溜槽,滑进工件收集筐。 前面提到的反抓装置在大多数机床上都是选购件,它能在工件切下时抓紧工件。 使用该装置时,可在切刀的刀架上加装一个反加工刀架,以加工工件后部特征。 反抓装置 反加工刀架

当反抓装置抓紧工件时,工件被切下,然后反抓装置抓着工件后移,离开主轴。 由于各主轴未改变旋转方向,故应使用左旋刀具。 然后纵向刀架前移,与反加工刀具对中,加工工件后部倒角。 刀架前移 反抓装置前移

这类反抓装置允许在工件后部进行其他加工。 在反加工刀架缩回时,反抓装置后退,工件被卸下,滑进收集筐。 反加工刀架缩回 反抓装置后退 卸下工件

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第 3 章 复习题
1.工位 1 使用成形刀和硬质合金刀片,有何优点?

2.为什么该工件使用两把相同直径的钻头?

3.成形刀加工工件前部表面,哪处需低速切削?

4.为什么只有一处外径需用刮刀?

5.列出铰孔的两个好处。

6.使用反抓装置和反加工刀架有什么好处?

7.在反加工工位使用了哪种特殊钻头?

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第4章

机加工数学知识
计算 RPM 和 SFPM 公制转换

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RPM

工件或刀具每分钟的转速,由于速度是测量的转数值,因而 RPM 比较重要。车削时原 料在主轴中转动,铣削时刀具转动、工件不动。 计算 RPM 有两个公式,都用到了 SFPM 和常数(下述) 。 RPM =(SFPM × 3.82)÷ φ(工件或刀具直径) RPM = SFPM ÷(φ ÷ 0.262)

SFPM

机床既能车也能铣,通常工件直径用于车床上车削和端面加工,刀具直径用于钻孔、攻 丝等。 切削速度是测量的 SFPM(英尺/分钟) ,测量的是一段时间切削的长度。 SFPM 指 1 分钟切削刀刃切过的材料量。 车削时指刀具在工件上走过的距离(基于工件直径) 。 铣削时指刀具在静止的工件上走过的距离(基于刀具直径) 。 切削速度 SFPM 指 1 分钟工件或刀具走过的距离,计量值是英尺,不是英寸,所以标记 英寸尺寸的工件和刀具需转换到英尺,再代入公式中。

周长

沿圆的外圆周测量值。 计算任一圆的周长的公式: 周长 = π × φ(圆的直径) 例:计算直径 1.25 的圆形工件的周长 周长 = π × φ(圆的直径) = 切削速度指圆周上某一点通过刀具到底有多快(如上图所示 9 点钟位置) 。 SFPM 切削速度也有两个计算公式: SFPM = RPM × φ(工件或刀具直径) ÷ 3.82 SFPM = RPM × φ × 0.262 注:上面两个计算公式都用常数来简化计算,常数由圆的周长和π计算而来。 按计算器的π键,其值约 3.1416。

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SFPM 公式中是英尺值,英寸直径值必须转换。 12 英寸 = 1 英尺 常数 1 = 12 ÷ π = 12 ÷ 3.1416 = 3.82 常数 2 = π ÷ 12 = 3.1416 ÷ 12 = 0.262 建议计算时用常数 3.82,以简化计算。 恒定表面切削速度:即整个切削过程保持表面切削速度不变。 车削时,刀具从工件外圆向中心进给,工件直径不断变小,SFPM 值也随之变小。 铣削时,表面切削速度与刀具直径有关,一把刀具要保持表面切削速度恒定相对容易, 刀具尺寸变化,切削速度也随之变化。 可按以下经验值确定切削速度,还可查阅 SFPM 推荐图表。 SFPM 经验值(常用钢材 1045 的切削速度) : 硬质合金车刀片 硬质合金成形刀 硬质合金端铣刀 高速钢刀具(钻头、端铣刀) 丝锥 500 SFPM 350 SFPM 250 SFPM 100 SFPM 1/3 高速钢刀具速度

SFPM 折衷
该多主轴车床的主轴转速 RPM 恒定不变,因此选择一个适合所有刀具加工的速度很重要。 选择的速度不一定适合每把刀具,而是所有刀具的折衷。选择的速度即使没有一把刀具以最佳的 速度加工,也必须确保所有刀具都能加工。 计算适合所有刀具有效地加工的 RPM 值相当重要。 例题:计算以下各题 例 1、车削题:以 300 SFPM 粗车 1.250 的六角钢,材料为 316 不锈钢 主轴转速 RPM = ________________ 六角的直径为 1.250,车刀加工的直径为 1.150

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RPM =(SFPM × 3.82)÷ φ(工件直径) =(300 × 3.82)÷ 1.150 = ________________ RPM 例 2、 镗孔题:以 4000 SFPM 精镗直径 0.700 的孔,材料为 6061-T6 铝材,进给率为 0.008IPR 表面切削速度 SFPM = ________________ 例 3、车削题:精车直径 0.800 的铬镍铁合金,查得 SFPM 建议值 50-80 主轴转速 RPM = ________________ 例 4、钻孔题:以最大主轴转速 4000 RPM 钻直径 0.094”的孔,材料为 12L14 钢 表面切削速度 SFPM = ________________ 例 5、钻、攻 3/8-24 TPI 螺纹 a. 90?点钻到 0.425 直径 以 90 SFPM 加工的理论转速 RPM = ________________ b. 118?角麻花钻头 以 90 SFPM 加工的理论转速 RPM = ________________ c. 选择的主轴转速 RPM = ________________ d. 攻 3/8-24 TPI 螺纹 以 30 SFPM 加工的理论转速 RPM = ________________ 理论进给率 IPR = ________________ e. 如何以此低 RPM 值加工?________________ 例 6、计算以下刀具的转速 RPM a. 用硬质合金成形刀以 280 SFPM 加工直径 1.770 主轴转速 RPM = ________________ b. 用高速钢钻头以上述 RPM 加工直径 11/32 表面切削速度 SFPM = ________________ 安装钻头加速装置,以 1088 RPM 加工, 表面切削速度 SFPM = ________________ 工位 2 工位 4

工位 2

工位 3

公制转换
Euroturn 多主轴车床以公制规范设计、制造、运行,但除非用户以公制系统加工,所有调 整、加工数据需转换到英制(英寸)系统。 公制系统基于数值 10,10mm = 1cm,100cm = 1m,1000m = 1km

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公制系统在单位前加前缀,下面列出单位米(meter)的前缀: 微1 微米(?m) = 0.000001 米 (百万分之一米) 毫1 毫米(mm) = 0.001 米 (千分之一米) 厘1 厘米(cm) = 0.01 米 (百分之一米) 分1 分米(dm) = 0.1 米 (十分之一米) 十1 十米 = 10 米 (十米) 百1 百米 = 100 米 (百米) 千1 千米(km) = 1000 米 (千米) 6 百万1 百万米 = 10 米 (百万米) 12 万亿1 万亿米 = 10 米 (万亿米) 各单位相差 10 的倍数。如:10 mm = 1cm,20mm = 2cm,5mm = 0.5cm 制造行业常用三类公制单位:微米(计量工件表面精加工) 、毫米(计量工件尺寸) 、厘 米(计算切削速度用) 。

长度转换
该车床的正确使用取决于公制到英制长度的正确转换(公制毫米值除以 25.4) 。 1 英寸 = 25.4 mm 圆整精度:英寸值取小数点后 4 位:0.0001” 公制值取小数点后 3 位:0.001 mm 公式: 公制毫米长度值 ÷ 25.4 = 英制长度英寸值

例:16 mm ÷ 25.4 = 0.6299” 英制英寸值转换到公制,反过来,英寸值乘于 25.4。 例:15.5” × 25.4 = 393.7 mm 完成以下转换题: 提示:公制值先转换成毫米值,再转换到英寸值 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 2.5”= 107.25mm= 21.35cm= 16.975”= 0.01”= 0.01mm= 35.07”= 0.032”=
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9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

44.020”= 76.453mm= 50.8mm= 8mm= 0.000825”= 0.0020”= 8”= 19.278mm=

螺纹
公制螺纹在图纸上有前缀 M,标准螺纹的数值表示螺纹直径和螺距(均为毫米值) 。 操作员在加工时需牢记速度和进给值都是公制值:米/分钟,mm/转,mm/分钟,等。 针对具体工件选择速度和进给值,需牢记先转换。转换公式中是英寸和毫米值,其他的英 尺或厘米值,需先转换成英寸和毫米值。 记住以下等式: 1 英尺 = 12” 1 cm = 10 mm 1 m = 100 cm 1m = 1000 mm 例:500 米/分钟 转换到毫米/分钟 = 500,000 毫米/分钟 转换到英寸/分钟 = 19,685 英寸/分钟 转换到英尺/分钟 = 1640 英尺/分钟 即 500 米/分钟 = 1640 英尺/分钟 转换系数 3.28 例:0.40 毫米/转 0.40 mm ÷ 25.4 = 0.0157” 转换成 0.0157 英寸/转

螺纹调节装置
该车床配有螺纹调节装置,螺纹调节增量 0.02mm。调节时需当心,因为很容易忘记实际的 调节值,不是 0.02”,而是 0.00079”(0.02mm) 。 在车床螺纹调节装置旁贴张提示条很有用。 问题:工件尺寸需正向调节 0.017”(更深) ,用纵向刀架螺纹装置来调节,螺纹需转动多少 格?______________________ 纵向调节螺纹 横向调节螺纹

横向调节螺纹直径值的调节增量为 0.02mm。 问题:工件要加工到直径 0.502”,前一工件测得直径 0.4723”,调到该尺寸螺纹需转动多少 格?______________________

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容积转换
英制系统中,液体单位用加仑表示,公制系统用升表示,如常见的 2 升装汽水瓶。 计量单位升有更小的单位(毫升) ,也有更大的单位(千升) 。机床手册可能以公制值列出 液压油,润滑油和其他液体。 若机床需 20 升冷却液,合多少加仑? 转换系数 1 升 = 0.264 加仑 1 美制加仑= 3.785 升 升 × 0.264 = 加仑 20 升 × 0.264 = 5.28 加仑 若机床需 15 加仑桶装润滑油,合多少升? 计算过程反过来,加仑数除以 0.264 得到升。 15 加仑 ÷ 0.264 = 56.818 升 问 题 : Euroturn 多 主 轴 车 床 需 400 升 冷 却 油 , 要 采 购 多 少 55 加 仑 的 桶 装 油 ? ______________________

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第5章

看懂图纸

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图 7Y-4537 ENC.04

接头

钻通孔 查 HALF DOVETAIL 的规范 退刀槽 刻印“Maxim”

修改记录 C B A 比例: 充满 绘图: ABC 版本: C 未注明公差: 小数: .x ±0.060 .xx ±0.030 .xxx ±0.010 分数: ±1/16 角度: ±1° 锐角倒钝 0.005 – 0.015 改为 HALF DOVETAIL 规范 去掉“镀前” 增加“基准 C” 材料: 1018 成品: 油浸 日期: 11/13/98 名称: 接头 图号: 7Y-4537 ENC.04 Maxim 国际机床公司 125 Bacon Street Dayton, OH 45402 3/12/99 12/28/98 12/28/98

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图 7Y-4537 ENC.04

接头

问:用两个词解释什么是公差? Dimension variety 答:问: “0.008×45 最大”的公差为多少? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:中间尺寸表示什么? 答: MAXIM-MINXIM(尺寸变动的中间范围)

问:尺寸 1.024 -0.010 的中间尺寸为多少? 答:1.024+0.02+(1.024-0.01)=1.029 问:REV 表示什么? 答:加工圈数 问:该图的修改程度为多少? 答:C 问:接到新的任务时,如何检查拿到的图纸版本是否正确? 答:

+0.020

问:符号 - A - 表示什么? 接头右端面的基准 答:问:它用在哪里? 答:________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 问:六角头的最大、最小长度为多少? 答:最大长度 = (1.673+0.02)-<(0.591-0.008)+(0.689-0.016)>=0.044 最小长度 = (1.673-0.02)-<(0.591+0.008)+(0.689+0.016)>=0.394 问:螺纹的公差为多少? 答:UN-2A

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图 23-1165-03-01

接头体

剖视图 棒料 镀前螺距 镀后螺距 实际尺寸 *12L14 钢,按照 ASTM A29 & A108 标准

比例: 充满 绘图: ABC 版本: C

未注明公差: 小数: .x ±0.060 .xx ±0.030 .xxx ±0.010 分数: ±1/16 角度: ±1° 锐角倒钝 0.005 – 0.015

材料: 12L14 成品: YL.镀锌 日期: 3/11/00

名称: 接头体 图号: 23-1165-03-01 Maxim 国际机床公司 125 Bacon Street Dayton, OH 45402

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图 7Y-3700 ECN.02

法兰

刻印“PHI” (4 处) 退刀槽 大径 螺距 小径 查 HALF DOVETAIL 的规范 钻通孔 *选用 2”的方钢 *下料 2.87±0.010 长

比例: 充满 绘图: ABC 版本: C

未注明公差: 小数: .x ±0.060 .xx ±0.030 .xxx ±0.010 分数: ±1/16 角度: ±1° 锐角倒钝 0.005 – 0.015

材料: 12L14 成品: YL.镀锌 日期: 3/15/99

名称: 法兰 图号: 7Y-3700 ECN.02 Maxim 国际机床公司 125 Bacon Street Dayton, OH 45402

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图 7Y-3700 ECN.02 问:工件的名称是什么? 答:法兰 问:工件端面的环槽需用哪类表面精加工方法? 答:磨削

问:什么特征用到基准 A?基准 A 代表什么? 答: 问:什么特征用到基准 B?基准 B 代表什么? 通孔的中心线 答:_问:什么特征用到基准 C?基准 C 代表什么?

答: 问:TYP 表示什么? 对称尺寸 答:问:指出一处带 TYP 的尺寸。 0.945 ±0.010 TYP 答:问:钻 0.433 孔的最大、最小尺寸为多少? 答:问:0.063±0.016R 表示什么? 圆角的最大半径是 0.079,最小半径是 0.047。 答:问:0.811 孔的两端需多大的倒角/倒圆? 答:倒角 0.005-0.015 问:是环槽的两侧还是环槽的底面需 的精加工?或者两者都需要? 100
100

答:两者都需要

的精加工。

问:形位公差符号 0.005 表示什么? 答:法兰右端面的平面度是 0.005

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第6章

多主轴车床公式
加工公式计算方法
多主轴车床科技和操作中用到很多术语。 RPM 转速/分钟,表示 1 分钟里主轴转得有多快。 多主轴车床的 6 或 8 个主轴只有 1 个 RPM 值, 我们可以用附加装置选择不同的 RPM 值, 如攻丝,低速铰削或高速钻削。 计算 RPM 推荐公式:RPM = SFPM × 3.82 ÷ φ(工件或刀具的直径) 等价公式:RPM = SFPM ÷ (φ ÷ 0.262) 问:以 100 SFPM 钻直径 3/16 的孔,RPM 为多少? 答:RPM = SFPM × 3.82 ÷ φ(工件或刀具的直径) RPM = 100 × 3.82 ÷ 0.187 = _______________ 理论 RPM = 2043 问:成形刀以 175 SFPM 加工 1.5 的六角工件,RPM 为多少? 答:RPM = SFPM × 3.82 ÷ φ(工件或刀具的直径) RPM = 175 × 3.82 ÷ 1.5 = _______________ 理论 RPM = 445 SFPM 表面切削速度,英尺/分钟,指刀具走过工件表面的速度,在美国,切削速度计量值是 英尺,不是英寸。 它表示每种刀具的切削速度,由于刀具和所加工的工件直径各不相同,可得到大范围的 实际 SFPM 值。 计算 SFPM 推荐公式:SFPM = RPM × φ(工件或刀具的直径) ÷ 3.82 等价公式:SFPM = RPM × φ × 0.262 问:以 550 RPM 加工直径 1.125 的工件,SFPM 为多少? 答:SFPM = RPM × φ(工件或刀具的直径) ÷ 3.82 SFPM = 550 × 1.125 ÷ 3.82 = 250 SFPM

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问:麻花钻头以 716 RPM 的主轴转速钻直径 0.406 的孔,SFPM 为多少? 答:SFPM = RPM × φ(工件或刀具的直径) ÷ 3.82 SFPM = 716 × 0.406 ÷ 3.82 = 76 SFPM 行程 指各刀具从加工起点走到加工终点的距离。各刀具的行程取决于要加工工件的外形特 征。图示工件的刀具行程为

0.600 加上最小 0.030 的接近距离。

进给量

主轴每转 1 圈刀具前进的距离。进给量用 IPR(英寸/转) ,各刀具的进给取决于刀具的 型式。

旋转圈数:有时也称圈数或有效圈数,指加工特定行程所需的主轴转数。 推荐公式:旋转圈数 = 行程 ÷ 理论进给量 旋转圈数 = 0.600 ÷ 0.0025 = 240 问:成形刀以 0.0012 的进给量加工,行程为 0.175,需转多少圈? 答:旋转圈数 = 行程 ÷ 理论进给量 = 146 进给计算 对已调整好的机床,如何计算刀具行程? 行程 = 各刀具加工走过的距离。 进给量(英寸/转)= 行程 ÷ 旋转圈数 问:刀具在 125 转里走过的距离为 0.250”,进给量为多少? 答:进给量= 行程 ÷ 旋转圈数 = 0.250 ÷ 125 = 0.002 加工循环时间 加工循环时间 = 加工某工件所需的时间。 注:常数 60 使计算结果以秒计。 推荐公式:加工循环时间 = 旋转圈数 × 60 ÷ 加工转速 RPM 问:加工转速 RPM = 850,旋转圈数 = 146,加工循环时间为多少? 答:加工循环时间 = 旋转圈数 × 60 ÷ 加工转速 RPM 加工循环时间 = 146 × 60 ÷ 850 = 10.3 秒 问:加工转速 RPM = 1900,旋转圈数 = 188,加工循环时间为多少? 答:加工循环时间 = 旋转圈数 × 60 ÷ 加工转速 RPM 加工循环时间 = 188 × 60 ÷ 1900 = 5.9 秒

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加工圈数 不同类型的工件完成所需的一系列加工用时也不同,这称作加工圈数。在知道加工循环 时间后,就可计算出每把刀具的加工圈数。 加工圈数 = 加工工件时主轴旋转的圈数。 推荐公式:加工圈数 =(加工转速 RPM ÷ 60)× 加工循环时间 问:以 850 RPM 钻孔,用时 10.4 秒,需钻多少圈? 答:加工圈数 =(加工转速 RPM ÷ 60)× 加工循环时间 加工圈数 =(850 ÷ 60)× 10.4 = 147 圈 问:以 658 RPM 刮某直径,用时 10.4 秒,刮刀需转多少圈? 答:加工圈数 =(加工转速 RPM ÷ 60)× 加工循环时间 加工圈数 =(658 ÷ 60)× 10.4 = 114 圈 总加工时间 总加工时间 = 最长的加工时间 + 主轴转盘转位时间(也称停顿时间) 。 多主轴车床型号不同,其停顿时间也不同。6/32 Euroturn 车床的停顿时间为 1.13 秒。 推荐公式:总加工时间 = 加工循环时间 + 车床停顿时间 问:在 6/32 Euroturn 车床某工件加工循环时间为 9.8 秒,总加工时间为多少? 答:总加工时间 = 加工循环时间 + 车床停顿时间 总加工时间 = 9.8 + 1.13 = 10.93 秒 生产率计算 问:如何计算每小时能生产多少个工件? 答:一旦知道总加工时间,即可轻易计算每小时生产多少工件。 推荐公式:生产率 = 每小时总秒数 ÷ 总加工时间 问:某工件的总加工时间 10.83 秒,1 小时能生产多少个工件? 答:100% 效率下,每小时生产 3600 ÷ 10.83 = 332 件。 问:什么叫加工效率? 答:我们不能在一天工作的所有时间操作机床,因此把仅能部分时间运行机床称为加工 效率。 有许多因素影响能达到的加工效率,下面列出几条: 1.更换磨损的刀具所需的时间 2.调整工件尺寸所需的时间 3.午餐、工间休息时操作员不在车床

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4.许多公司争取效率达到 75 – 80% 推荐公式:100%效率时每小时生产的工件数 × 效率因子 问:100%效率时每小时能生产 332 个工件,80%效率时能生产多少个工件? 答:332 × 0.80 = 265.6

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第 6 章 复习题
1.解释 SFPM 表面切削速度,英尺/分钟,指刀具走过工件表面的速度 2.列出已知 SFPM 时计算 RPM 的一个公式 RPM = SFPM × 3.82 ÷ φ 3.从哪里可查出一些 SFPM 的起始值?

4.解释 stroke(行程) 指各刀具从加工起点走到加工终点的距离。各刀具的行程取决于要加工工件的外形特征

5.如何确定切削长度? 各刀具的行程取决于要加工工件的外形特征

6.解释 approach(靠刀)

7.如何得知靠刀靠多近?

8.解释加工圈数 不同类型的工件完成所需的一系列加工用时也不同,这称作加工圈数。在知道加工循环时间后, 就可计算出每把刀具的加工圈数。 9.解释有效圈数 旋转圈数:有时也称圈数或有效圈数,指加工特定行程所需的主轴转数。 10.切削加工时间和总加工时间有何区别? 总加工时间 = 最长的加工时间 + 主轴转盘转位时间(也称停顿时间)

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11.加工行程 0.551,有效圈数 275,刀具进给量 IPR 为多少? IPR=加工行程/有效圈数=0.551/275=0.002

12.加工时间 11.29 秒,停顿时间 1.13 秒,计算总加工时间。 总加工时间 = 加工循环时间 + 车床停顿时间=11.29+1.13=12.22sec

13.按上题总加工时间,以 100% 效率计,一小时能加工多少工件? 生产率 = 每小时总秒数 ÷ 总加工时间=3600/12.22=249

14.列出加工厂为何不能以 100% 效率加工的三个理由。 1.更换磨损的刀具所需的时间 2.调整工件尺寸所需的时间 3.午餐、工间休息时操作员不在车床 4.许多公司争取效率达到 75 – 80% 15.某加工厂的生产效率为 83%,一天 8 小时班制能生产多少工件?(以 12.43 秒加工时间计) 8*(3600/12.43)*80%=1853

16.上题工件以 1700 RPM 转速在 12.43 秒加工完毕,加工该工件的加工转数为多少? 加工转数=1700/60*12.43=352

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第7章

Allen Bradley 控制装置

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Allen Bradley 控制面板 下图为主操作面板,由手动开关和 Allen Bradley 公司的可编程控制器(PLC)组成。 控制开关 下面介绍操作员要用的各类开关。 前面的控制面板照片中最顶端一行 5 个按钮为手动控制按钮,从左到右编号 1~7: 这些按钮是手动进给按钮。 1.手动进给锁:顾名思义,这是一个锁定按钮,它有一把钥匙,必须打开它才能使用按钮 2~5。 2.正转:轻按按钮,车床沿正的角度方向转动;手指离开按钮,则车床停止。 安全提示:如果对车床能安全地转一整圈 360? 有任何疑问,建议您一开始手动转一整 圈。 3.电机/进给:该按钮与按钮 2(正转) 、4(反转)配合使用,起加速作用。即同时按 2、3 按钮, 加速正转;同时按 4、3 按钮,加速反转。 4.反转:轻按按钮,车床沿负的角度方向转动;手指离开按钮,则车床停止。 5.慢进料:主轴启动,进料装置正转。该按钮不常用,因为进料装置在动,主轴不能达到正确的 切削速度。 6.调整模式:用于启动棒料不足开关。 Off On 关 开:当车床为自动模式时,应一直保持打开。

当车床收到棒料不足的信号时,车床会停在 180 位置。棒料不足开关会提示您棒料不足。 7.报警灯:车床处于报警模式时它会闪烁。 报警灯下面有 3 个带锁开关,车床调整完、功能正常后,就将这些开关锁定,拔下钥匙。这些开 关操作不当会造成危险。 8.门锁开关: On Off 开 = 位置 1:门锁旁路; 关 = 位置 0:门锁联动。

推荐 off 模式,则车床运转时门会锁住,不能打开。

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9.电气柜门联锁: On 开 = 位置 1:门锁旁路,车床运转时可打开柜门; Off 关 = 位置 0:门锁联动。 推荐 off 模式,则车床运转时门会锁住,不能打开。 10.数据修改联锁 On 开 = 位置 1:可修改; Off 关 = 位置 0:不可修改。 手动进给锁 液压启动 绿灯 液压停止 红灯 正转 主轴启动 绿灯 主轴停止 红灯 电机/进给 进给启动 绿灯 进给停止 红灯 反转 慢进料 主轴慢转 黑灯 程序停止 180 红灯 调整模式 报警灯

这些按钮带有颜色,开关自带说明。 常用程序停止 180 按钮,可停止加工循环,用于更换刀具或调节工件尺寸。该按钮用在下班时停 止车床很好,起停止加工循环的作用。 紧急停车 红色大按钮 冷却液 手动 自动 润滑按钮 手动润滑 0 = 关闭冷却液 AUTO = 随主轴打开、关闭

MAN = 手动打开冷却液 控制面板右下角的一组按钮。

下图有 4 个按钮未使用,它们用于控制车床不同的选购件,如自动棒料进给装置。 攻丝启动 输送带启动 反向倒角 攻丝检查 输送带正转、自动、反转 未用 未用 未用 未用

攻丝启动按钮启动攻丝离合器。 攻丝检查开关确认车床是否完成了攻丝循环。 攻丝时打开该开关,它会在主轴转盘转动之前对丝锥是否已经从孔中缩回作安全确认。 切屑输送带(选购件)一般为正转,反转用于清除切屑缠绕,AUTO 自动模式不起作用。 反向倒角装置(选购件)在车床配有反抓装置时使用,该开关打开时反抓装置才能工作。

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调整过程 在上班开始,车床上电后需按以下步骤操作: 1.启动液压系统。 2.启动主轴 - 电机启动后延时 9 秒主轴才启动。启动过程中,绿灯闪烁,表示电机还需一点点时 间达到转速。当绿灯停止闪烁时,表示车床可以工作了。 注:车床每一侧都有一个紧急停车按钮,棒料转盘后也有,和控制面板上的紧急停车按钮作用相 同。 Allen Bradley 控制器 前面讲过,它是可编程控制器(PLC)装置,很多的功能都是在该装置上编程实现的。 如图所示,装置左侧有一套数字键盘,符号 是回车键。

Allen Bradley 控制器有一些功能在 Euroturn 车床上未提供。 菜单 前一个 下一个 模式 CE +/-

这些键不起作用 CE = 取消 下一个:跳到下一个

前一个:查看前一个 报警按钮

有一组按钮用于显示不同的报警信息。 当车床报警时, 操作员应按相应的报警按钮显示报警原因。 F1 = 报警 – 如果报警灯亮,按 F1 可显示原因。 F2 = 报告各开关、进给机构等的当前状态。 F3 = 工件计数器,可设置 3 个字段: 1 = 计数器清零后加工的工件数; 2 = 设置模式 – 计数器清零; 3 = 工件总件数。 字段表示内存 1、2、3。 选择模式 1、2、3 进行设置,也可按“next”键(下一个)在 3 个字段中循环。 F4 = 主轴启动达到速度所需的启动时间,一般设置 9 秒的延迟,提供足够的时间让主电机达到加 工要求的速度。

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F5 = 加工时间 按 1 测量 0?~150?循环的时间; 按 2 输入加工时间,它必须由工程师计算出。 输入的值决定工件从 0?~150?转得有多快。 改变这个值会影响到工件的加工时间,可通过变速电子进给驱动装置增、减进给率来改变。 这个值只能由车床调整人员或工程师修改。 F6 = 润滑量 – 每 120 秒和每次转位后给车床的各个部位润滑一次的润滑油用量。 F7 = 控制切屑输送带 可设置切屑输送带的工作时间,以减少切屑带出的油量。 按 1 设置启动、运转多长时间; 按 2 设置启动、停顿多长时间。

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第 7 章 复习题
1.PLC 指什么?

2.在车床正常工作时,将钥匙仍留在控制面板上的开关中安全吗?

3.为什么?

4.攻丝检查开关起什么作用?

5.正常操作时,门联锁开关怎样转动?

6.在下图中标出每个紧急停车按钮。

7.为什么推荐启动时间加上 9 秒的延迟?

8.用手动转一整圈或用正转/反转按钮检查调整结果哪一个安全?为什么?

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第8章

传动齿轮和齿轮装置

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附加装置
在使用多主轴车床时,须知所有刀具的切削速度是由主轴转速 RPM 决定的。这使得所有刀具可 能以相同 RPM 加工,而不能以其最佳的 SFPM 加工。 为解决这个问题,以最佳的切削速度加工,多主轴车床常用到 3 种标准的附加装置。 这些附加装置允许攻丝、高速钻削、低速铰削,以选购件方式供货。

攻丝选件
孔内攻丝时需以很低的 SFPM 速度加工,还应能完成攻丝并能缩回丝锥。 攻丝选件在丝锥进入工件后会降低 RPM。 攻丝时丝锥与车床主轴同向旋转,丝锥攻入工件时,转得比主轴慢。当丝锥缩回时,转得比主轴 快。 在攻丝切削过程中,丝锥的速度怎样? 有两个离合器使丝锥转得比主轴慢, 相应地攻丝切削速度 SFPM 也低。 当达到要求的攻丝深度后, 丝锥触动开关,使离合器改变相对速度,缩回丝锥。

攻丝要点
攻丝时有很多要点要考虑。 1.丝锥转速 RPM 与主轴转速 RPM 有何关系? 如:主轴转速 1900 RPM,要以约 30 SFPM 的切削速度攻 1/2-13 TPI 的螺纹,试计算丝锥的转速 RPM。 RPM = SFPM × 3.82 ÷ φ(工件的直径) RPM = 30 × 3.82 ÷ 0.500 = 230 RPM 然后查攻丝速度表,机床上称之为丝锥攻螺纹装置相对速度表。 查 6/32 机床图表可知用主轴齿轮对(齿数 30、29)可得到主轴转速 1900 RPM。从表中选择与计 算出来的速度最接近的切削速度 241 RPM,以及攻丝和缩回的齿数比建议值。 攻丝的“on”齿轮用 NR1 表示, “off”齿轮用 NR2 表示。NR1 齿轮提供主轴转速 RPM 和丝锥转 速 RPM 间 7.87 的传动比,从表中查出齿数 Z1=31、Z2=32。 传动比计算:1900 ÷ 7.87 = 241 RPM

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丝锥转速为 241 RPM,比主轴转速慢,有利于丝锥攻丝。 NR2 齿轮提供主轴转速 RPM 和丝锥转速 RPM 间 3.81 的传动比, 从表中查出齿数 Z3=28、 Z4=27。 传动比计算:1900 ÷ 3.81 = 499 RPM 丝锥转速为 499 RPM,比主轴转速快,有利于丝锥退出工件。

计算攻丝所需转数
攻丝所需转数与丝锥螺距、孔深和接近量(又称为安全转数)有关。 攻 1/2×13 TPI 的螺纹,螺纹深 1.10。 丝锥 螺纹螺距是多少? 螺距 = 1 ÷ 13 = 0.0769

丝锥倒角长度约 4 倍螺距,丝锥倒角 = 4 × 0.0769 = 0.3076 总攻丝深度 = 1.10 + 0.3076 = 1.4076

安全转数
丝锥的允许接近量可以从图表中查出,主轴转速越高,所需安全转数也越大。查表可知,主轴转 速 1900 RPM 时,安全转数为 12。 攻丝总转数计算公式: 总转数 = 攻丝转数 + 退出转数 + 安全转数 总转数 =(1.4 ÷ 0.0769)+(1.4 ÷ 0.0769)+ 12 = 48 转

攻丝加工过程
用丝锥攻内螺纹是一个复杂的过程。 攻丝中常会遇到的问题: 1.攻丝的切削速度比钻孔要慢得多。 2.攻丝的进给率比钻孔要高得多。 3.攻丝时丝锥要攻入工件并退出。 4.大多数螺纹孔为盲孔,不利于切屑的清除。 在 CNC 机床也有这些问题,如进给问题、盲孔处理。但在 CNC 机床上可指定不同的切削速度, 以利于攻丝加工。

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在多主轴车床上,工件主轴转速恒定,可用齿轮装置来变速。但主轴的转动方向不变,丝锥攻入 工件后如何退出呢? 这就需用到高/低速攻丝离合器选购装置,攻丝离合器既能提高也能降低丝锥的转速 RPM。 大多数工件都需要加工螺纹,因此,多主轴车床大都装备有这个攻丝选购件。 它使用两套电磁离合器来控制速度,改变主轴转速 RPM 和丝锥转速 RPM 的传动比。 低速离合器 主传动轴 高速离合器

必须降低转速 RPM 使攻丝成功,丝锥退出又须提高转速。 在车床的齿轮传动链中可以看到这两个离合器,离合器靠后部的齿轮由中间主传动轴传动。 其动力由主轴通过一系列固定的从动齿轮传递。 可通过更换一系列可互换的齿轮来改变离合器的传动比。 注意:Euroturn 车床的齿轮上面的编号并不是齿轮的齿数。车床运行时,内部有众多不同传动比 的从动齿轮可用来改变传动比。

攻丝加工方法
多主轴车床上攻螺纹相当简单。 首先,将丝锥装入轴向浮动的特殊夹头中。 工件 绊轴 自动停止开关 轴向浮动

最初由一个在 20?角有 3mm (0.118”) 升程的凸轮让丝锥进入工件, 这行程很小, 0.118” 只 (3mm) 。 之后丝锥自进给到所需的深度。 操作员应根据螺纹深度设置好自动停止开关,因为丝锥进入工件后绊轴自动向前进给。 当绊轴触发行程开关后,发出信号让攻丝离合器变速。 自动停止开关 轴向浮动

攻丝离合器反转,丝锥自动退出螺纹孔。

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高速钻削装置
又称钻削加速器,可以提供钻小孔时所需的高转速。 钻削加速器可以最佳的切削速度钻孔,我们知道,主轴转盘的主轴仅以固定转速 RPM 旋转,有 时达不到某些孔最佳切削速度(SFPM)要求的转速 RPM。

钻削速度传动比计算
本例用 0.161 直径的钻头,经计算,主轴约需 3450 RPM 的转速才有一个较高的切削速度 SFPM。 钻头加工的 SFPM = RPM × φ(钻头直径) ÷ 3.82 = 3450 × 0.161 ÷ 3.82 = 145 SFPM 要达到该主轴转速,以钻削速度除以主轴转速即得到传动比(3450 ÷ 1900 = 1.81) 。 注意:钻削加速器与主轴转盘的主轴旋转方向相反。若主轴转速为 1900 RPM,钻削加速器转速 为 1546 RPM,则得到复合转速 3446 RPM。 要得到该传动比,必须找到可用的最接近的齿轮对。 车床装有一对齿轮 Z3、Z4。Z3 的齿数为 60,Z4 的齿数为 32。 这对齿轮的计算公式: 传动比 = 传动齿轮齿数 ÷ 从动齿轮齿数 = 32 ÷ 60 = 0.5333。 然后选择配对齿轮,以得到适当的钻削速度。 查机床手册中的传动比图表,选择传动轮 R1 为 28 齿,从动轮 R2 为 43 齿。 这对齿轮的计算公式: 传动比 = 传动齿轮齿数 ÷ 从动齿轮齿数 = 43 ÷ 28 = 1.536。 主轴转速为 1900 RPM,经过这两级齿轮传动,转速为 1900 × 0.5333 × 1.536 = 1556 RPM。 因这个转速与主轴转速反向,则刀具的转速为 1900 + 1556 = 3456 RPM。 则主轴转速与钻头转速间的实际传动比约 1.819,钻头转速 = 1900 × 1.819 = 3456 RPM。 以上计算仅供参考,实际计算时请查阅附图中的可选标准速度范围。

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低速铰削
铰削是多主轴车床上精加工的重要工序,铰削可获得良好的精加工表面,保证孔的公差要求。 铰削是孔的主要精加工手段。与 CNC 车床使用镗杆精加工孔不同,多主轴车床首选铰刀来精加 工孔。 低速铰削装置可提供铰削所需的低转速,尤其是铰削大直径的孔。铰削加工最佳的切削条件是低 的切削速度 SFPM 和相对高的进给率。 低速铰削时,该装置传动铰刀,方向与主轴相同,但速度低。 除了退刀时不加速外,铰削方法与攻丝十分类似。 当主轴转速为 1900 RPM 时,相应可选 7 个铰削速度(查铰削图表) 。若选铰削齿轮齿数 Z3=74, Z4=64,查表得铰刀转速为 435 RPM,从主轴转速(1900)中减去该转速(435)即为低速铰削装 置的转速:1900 – 435 = 1465 RPM。 即低速铰削装置的转速为 1465 RPM,与主轴旋转方向相同。

进给量
铰刀是多槽切削刀具, 高进给量加工的效果较好。 例如, 英寸直径的铰刀加工硬度为 230 HBN 1/2 的 1144 钢工件,推荐的进给量为 0.007~0.010 英寸/转。 低速铰削时,要在较少的切削转数完成同样的工作,就得加大铰刀的进给量。 例如,在标准转速 1900 RPM 下,加工行程为 0.500,切削时间为 10 秒钟。 切削转数 =(1900 ÷ 60)× 10 = 317 转. 进给量计算值 = 行程 ÷ 转数 = 0.500 ÷ 317 = 0.0015 英寸/转 在低转速 435 RPM 下,加工行程为 0.500,切削时间为 10 秒钟。 进给量修正值 = 行程 ÷ 转数 = 0.0068 英寸/转 注意:铰削速度选择之后,记得计算相应的进给量。

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多边形车削
可选购在工件上车削平面的多边形车削装置,以在圆形工件上加工出扳手的平面。注意:多边形 车削对黄铜工件能成功应用, 但钢制工件多边形车削的质量不高。 多边形车削还可用于螺纹加工。 多边形车削曾用于钢制商品件如扳手的加工。 多边形车削装置也可用于工件的螺纹加工。 工件 钢制工件上的平面加工可用复合刀架复合纵向移动实现。Euroturn 机床提供该加工方法,并能在 硬质材料上加工平面。 用 3 槽刀具加工 6 面工件,其比率为 2:1。 横向刀架用于向工件前移多边形加工装置。 工件 前移 横向刀架

要在工件上加工平面,必须使刀具和工件的旋转同步。 装在齿轮箱中的同步齿轮用于提供所需的刀具-工件比率。 齿轮箱到刀具的传动轴是带万向接头的 滑套传动轴,和汽车上的后轮传动装置类似。

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第 8 章 复习题
1.攻丝时凸轮起什么作用?

2.列出攻丝的 4 个难题

3.浮动丝锥套筒的优点在哪里?

4.什么是自动停车装置?它是如何工作的?

5.钻削加速器在钻孔时起什么作用?

6.铰孔有哪两个好处?

7.为何铰刀转速要比主轴转速低?

8.为何多边形车削装置的“同步” 很重要?

9.主轴转速 1200 RPM,7/32” 钻头以 400 RPM 反转,切削转速 RPM 为多少?

10.什么是 SFPM?

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第9章

凸轮知识
什么是凸轮? 凸轮鼓 凸轮盘 凸轮同步

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传动凸轮
Euroturn 车床是凸轮驱动型车床。凸轮装置对车床上众多零件的移动量实现精确控制。凸轮技术 是多主轴车床功能实现的基础。

凸轮型式
右图是一个简单的蛋形凸轮装置,实现恒定的升降动作。 凸轮装置可将旋转运动变换为直线运动。 凸轮传动技术基于实现特定升降动作的机械装置。与 CNC 相比,看起来技术较落后,但每辆汽 车上都使用凸轮装置。 凸轮转 90?,使随动机构正向上升。 凸轮随动机构 上升量

凸轮仅转了 90?,其随动机构就有明显的移动(上升)量。 在汽车发动机中,凸轮装置在汽车各活塞位置精确地打开、关闭进气和排气阀。汽车技术虽不断 革新,但也没有一个能比凸轮装置更好的发动机控制方法。 汽车发动机中靠凸轮轴来实现升降动作,控制发动机阀门的打开和关闭。 进气和排气阀需以精确的顺序打开,多至 40 次/秒。 凸轮装置控制阀的精确动作和极高速的往复。 摇杆 阀门弹簧 阀门关闭 阀门打开 顶杆 缸壁 动力分配和油泵齿轮 活塞位置 同步链条 连杆 凸轮轴

曲轴

同步
汽车发动机中凸轮装置的另一个好处就是能与许多的装置同步,如精确控制活塞位置的曲轴,车 床上的同步靠凸轮的调整来实现。 什么是“同步”?就是使众多高速旋转的零件一个接一个协调地动作。在汽车发动机中,同步功 能可使汽油在活塞刚进入压缩状态(上升动作)时喷入燃烧室。

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车床的凸轮
在多主轴车床上,凸轮装置恒定的升降动作用于控制车床刀架的移动。 要完成各种机构作业,就需调节凸轮的移动量,这比汽车发动机更富挑战性。凸轮的选择和调整 应极小心,以防碰撞。

凸轮鼓
车床上装有两种基本型式的凸轮。 标配的 Euroturn 车床上装有一个简单的圆筒状的凸轮鼓, 像一个大鼓, 水平装在车床轴承台一侧。 推动原料前移 打开、关闭夹头

如图所示,凸轮鼓有两个滑槽带动滚轴随动机构前进和后退。 该凸轮鼓实现两个功能: (a) 进料主轴夹头的开闭。 (b) 进料钳的进退,将棒料由夹头送入原料挡块位置。 即凸轮鼓控制工件夹具的开闭和原材料的进料。 凸轮鼓由轴承台凸轮塔的传动轴传动,可确保该装置同步的自动控制。凸轮鼓设计成不可调整, 以确保安全动作。 带两个滑槽的凸轮鼓 主传动轴 伞齿轮 进料 夹头开闭 凸轮塔 蜗轮蜗杆

凸轮盘

原料挡块

如前一张照片所示,凸轮鼓的左侧滑槽控制原料进给,该滑槽的随动杆带动放大臂,它的刻度尺 能让我们调整控制原料进给的行程量。 夹头打开时,进料钳夹着原料送入加工位置,原料前移,碰到原料挡块,夹头自动关闭,启动加 工循环。

连杆
通常调整连杆的刻度尺比工件的长度大,原料碰到原料挡块后,进料钳仍继续前进,沿着棒料滑 动,以确保原料送进足够的长度来加工工件。 Euroturn 车床多数只装一套凸轮鼓,但可以安装两套凸轮鼓,以便在两个不同的位置进料,用于 只需 3 个以下工位完成的简单工件的加工。

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凸轮盘
多主轴车床的核心是凸轮盘,它驱动刀架进退。 所有刀具都由凸轮驱动,该车床有大批的凸轮盘可供选用。 凸轮盘 返程凸轮 传动凸轮

问:凸轮有什么作用? 凸轮装置可将旋转运动变换为刀架的直线运动。 传动凸轮用于使刀架前进预定的行程,返程凸轮用于使刀架快速返回至起始位置。

凸轮同步
所有凸轮与车床的传动装置同步工作,主电机经齿轮带动传动轴。 主电机 变速齿轮 主传动轴 伞齿轮 蜗轮蜗杆 凸轮塔

凸轮装置由主传动轴经 90?直角伞齿轮传递动力。 动力经伞齿轮后由钢制蜗杆传到铜制蜗轮,蜗杆蜗轮传递系统有两个作用: 1. 90?角传动。 2. 减速、提高扭矩。 这两片凸轮盘在一定的旋转角度(一般在 150?以内)完成指定的升程。旋转过程中,刀架前进指 定的距离,取决于具体应用。

凸轮型式
有众多的凸轮型式,完成不同的行程量。 下例所示凸轮在 150?角的工作行程为 12mm。 12mm 升程 凸轮轮廓线图 150?角 4?角停顿

凸轮转 150?,刀架迅速前移,进给 12mm 的行程量。 凸轮鼓带动 30mm 的滚轴传递运动到传递链的下一环,放大臂。放大臂的功能后述。

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刀架的动作靠两片凸轮盘驱动,小的凸轮盘为传动凸轮,使刀具前移,大的凸轮盘使之快速退回。 所有凸轮以公制单位清楚地标示出了转动角度和升程。切记,公制转英寸需除以 25.4。 问:20mm 的凸轮行程为多少? 答: _________________________________________________________________________________

停顿
图示的两片凸轮盘在慢进给之后快速退回,当凸轮达到最大行程量时,凸轮提供 4?的停顿。 12mm 升程 凸轮轮廓线图 150?角 4?角停顿

这 4?的停顿使刀架在其最前位置短暂停留,确保刀具在最深处停留一点时间,有助于达到公差要 求。停顿约 4?经证实有助于保证工件的尺寸公差要求。 若停留 4?,则刀架在 146?就达到其最前位置。

返程凸轮
当超过 150?位置,返程凸轮就迅速将刀具从工件退回。 问:6.3mm – 0 - 100?凸轮的最高点是多少? 答: _________________________________________________________________________________ 前面讲过,该车床有 1.13 秒的停顿时间,返程凸轮可在 1.13 秒内将所有刀具退回到起始位置。 本章最后有一张完整的凸轮型号表。

凸轮标记
凸轮的每一段都清楚地标记有工件编号和凸轮型号, 它们是在一块钢板上成副制作好以后切开的, 上面清楚地标记有角度和升程的公制值。 编号仅标记在凸轮盘的侧面。因凸轮看上去都差不多,所以应仔细检查凸轮的编号。即使凸轮上 都标有 12mm 150?,我们仍必须确认它们是否就是所要的那一对凸轮。 返程凸轮 传动凸轮 区分编号 区分编号 12.0 150? 转动方向 30mm

连杆前端装有 30mm 的滚轴,可沿着凸轮的轮廓运动。

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凸轮对
如前所述, 传动凸轮和返程凸轮是在一块钢板上成副制作好以后切开的, 都标有清晰的区分编号。 凸轮装到车床上之前应仔细核对凸轮盘上的区分编号。 尽管凸轮是成副制作,能够完美地匹配,但仍有可能人为疏忽,将不同的凸轮盘混在一起,错误 地配对。 任何车床调整时,都有一些凸轮看上去差不多,有可能装上两个同样的凸轮。 例如我们需要两种 12mm - 150?的凸轮盘,如果把它们弄混了,会造成危险。 我们不能互换类似的凸轮,即某一对 12mm - 150?的凸轮盘对的返程凸轮,不能与另一对 12mm 150?的凸轮互换。 “任何事情都可能出错” ,因此须以务实可信的态度工作。 尽管我们尽最大的努力配对凸轮,但它们太相似了,仍很容易出错。

开动车床之前,先仔细检查装上的凸轮。 开动车床之前,先仔细检查装上的凸轮。

凸轮安装
凸轮安装安全 在凸轮塔处作业应小心,安全起见,手动转动轮盘,不要用动力转动。 转动凸轮塔之前手臂拿开,以避免危险。机加工行业有不少人在开动的车床上失去了部分手指。 用弓形扳手松紧挡圈。 先拆下返程凸轮,并确认从车床上拆下了所有的松开的螺栓。 如果凸轮转动时有螺栓突出,连杆可能损坏,或凸轮的螺栓被拉坏。 凸轮拆下以后,根据工件编号来确保传动凸轮和返程凸轮已正确地配对。从车床拆除零件时,须 收好、清点所有零件。如果螺栓掉进了车床,必须取出来。 想想松开的螺栓掉进车床内部可能发生的所有损坏。 凸轮安装详见第 12 章。

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滚轴检查
车床原配 30mm 的滚轴试样。 凸轮盘装到车床上以后,用 30mm 的滚轴试样检查所装的凸轮是否一对。 滚轴必须仔细地在传动凸轮和返程凸轮中走一遍,手动检查一遍以确保足够 30mm 的滚轴通过。

滚轴检查
用手小心地将滚轴推进两块凸轮中。 传动凸轮 滚轴 返程凸轮

如果滚轴不能装进凸轮盘中,则需确认手动轮拆除后已将液压系统关闭,进行该项检查之前先取 下您的贵重物品(戒指、手表、手镯等) 。 若不进行该项检查,极有可能凸轮盘不是一对,车床以自动模式运行时,滚轴将夹在不正确的凸 轮盘间,导致机床故障。 安全建议:用手转动车床一整圈,再次确认凸轮的间隙。 有两套垂直的凸轮塔,两套水平的凸轮塔。 凸轮更换后,切记将紧固螺栓拧紧。在新的车床上,建议运转几小时后再次拧紧这些螺栓。 滚轴 传动凸轮 返程凸轮 传动凸轮

螺栓工作时松动将导致严重的损坏。 螺栓头可能在连杆上撞出一个宽槽,更换损坏的连杆工程量大,代价也大。 “早出”“晚进”型凸轮 、 “早出”型凸轮 调整车床时最担心的是间隙。在很多情况下提高间隙的方法之一,就是将凸轮设置在“早出”模 式,凸轮调整同一位置上工作的刀具的间隙。 例如,使用“早出”型凸轮可消除硬质材料工件表面上的曲线。

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“晚进”型凸轮 此处设置凸轮在加工节拍中稍晚些开始切削,同早出型凸轮一样,用于设置同一位置上其他刀具 的间隙。 这有助于被其他加工工序影响的精加工工序,如切断六角钢棒料。 例:横向刀架设置在 0?- 34? 范围加工,纵向刀架可设置在 50?- 100? 范围,这时,横向刀架的 进、出先于纵向刀架开始切削。 即当纵向刀架“晚进”时,横向刀架“早出” 。 这可用于同一位置攻螺纹先于铰孔,其他如表面加工先于钻孔,凸轮可使前一把刀具完成工作, 然后从工件退出。 下面的图表中, “升程”指每个凸轮带动的刀具移动量, “工作范围”指移动“升程”量所需转动 的角度。

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第 1 工位到第 6 工位的凸轮 凸轮编号 PA1 251 01 PA1 252 01 PA1 253 01 PA1 254 01 PA1 255 01 PA1 256 01 PA1 257 01 PA1 258 01 PA1 259 01 PA1 260 01 PA1 261 01 PA1 262 01 PA1 263 01 PA1 264 01 2431 C3 2431 C9 2431 C21 2431 C34 2433 C34 2434 C34 2435 C34 2436 C34 2437 C34 2438 C34 2439 C34 2440 C34 2434 C35 2431 C39 2432 C39 2433 C39 2434 C39 2435 C39 2436 C39 2437 C39 升程 0 mm 1 mm 1.6 mm 2.5 mm 4 mm 6.3 mm 10 mm 12 mm 16 mm 20 mm 25 mm 32 mm 40 mm 46 mm 8 mm 2.5 mm 6.5 mm 2.19 mm 13.33 mm 20.83 mm 20 mm 46 mm 17.5 mm 1.6 mm 14 mm 25 mm 4 mm 0 mm 0 mm 4 mm 4 mm 4 mm 4 mm 10 mm 工作范围 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 150? 0?- 34? 128?- 150? 0?- 150? 95?- 150? 0?- 55? 0?- 150? 10?- 150? 10?- 150? 0?- 120? 0?- 10? 10?- 150? 10?- 150? 0?- 50? 0?- 55? 95?- 150? 0?- 55? 95?- 150? 0?- 100? 50?- 150? 0?- 55?

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第 1 工位到第 6 工位的凸轮 凸轮编号 2438 C39 2439 C39 2440 C39 2431 C40 2432 C40 2433 C40 2434 C40 2435 C40 2436 C40 2437 C40 2438 C40 2435 C35 第 3 工位、第 6 工位的凸轮 凸轮编号 PA1 255 02 PA1 256 02 PA1 257 02 PA1 258 02 PA1 259 02 第 6 工位反抓装置用凸轮 凸轮编号 2431 C36 2432 C36 2433 C36 2431 C38 升程 2 mm 3 mm 4 mm 6 mm 工作范围 0?- 139? 0?- 139? 0?- 139? 0?- 139? 升程 4 mm 6.3 mm 10 mm 12 mm 16 mm 工作范围 0?- 136? 0?- 136? 0?- 136? 0?- 136? 0?- 136? 升程 10 mm 10 mm 10 mm 16 mm 16 mm 16 mm 16 mm 6.3 mm 12 mm 16 mm 32 mm 2.5 mm 工作范围 95?- 150? 0?- 100? 50?- 150? 0?- 55? 95?- 150? 0?- 100? 50?- 150? 0?- 100? 0?- 100? 10?- 150? 10?- 150? 0?- 100?

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凸轮选用举例
要求工序:车外螺纹、铰孔 滚车螺纹首选“Winter”型螺纹滚刀头,装在横向刀架刀具位置的气缸用于夹紧刀具。 须知, “Winter”型螺纹滚刀装置较大,可能与邻近的刀具干涉。 延迟铰孔,以确保在下一刀具(铰刀)接近工件前完成螺纹加工。

“早进”型凸轮
横向刀架凸轮:0 - 55? 范围 工件编号:2431-C39 0 mm 升程 纵向刀架凸轮:0 - 100? 范围 工件编号:2433-C40 16 mm 升程

50?

凸轮的角度范围显示横向刀架的进、出先于铰刀。 用“Winter”型螺纹滚刀加工螺纹快,可在几圈内完成螺纹加工,这有助于在铰刀开始加工前确 保螺纹加工完成。

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第 9 章 复习题
1.Euroturn 多主轴车床上有两类凸轮,它们各叫什么? 传动凸轮用于使刀架前进预定的行程,返程凸轮用于使刀架快速返回至起始位置。

2.凸轮是如何工作的? 凸轮装置可将旋转运动变换为直线运动。

3.凸轮的最高点指什么?

4.凸轮同步指什么?

5.凸轮鼓控制车床的哪两个功能? 推动原料前移 打开、关闭夹头 6.如何设置凸轮鼓的可调控制杆? 通常调整连杆的刻度尺比工件的长度大,原料碰到原料挡块后,进料钳仍继续前进,沿着棒料滑 动,以确保原料送进足够的长度来加工工件。

7.要加工总长 1.300 的工件,使用 0.188 的切刀,请计算控制杆需设置的行程长度,并演示。 行程长度=1.300+0.188=1.488

8.凸轮盘成对供货,它们各叫什么?各实现什么功能?

9.凸轮行程指什么? 从动件的升程

10.如何确认使用的凸轮盘是否正确的一对?

11.每个凸轮上标的箭头指什么? 凸轮的每一段都清楚地标记有工件编号和凸轮型号, 它们是在一块钢板上成副制作好以后切开的, 上面清楚地标记有角度和升程的公制值。

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编号仅标记在凸轮盘的侧面。因凸轮看上去都差不多,所以应仔细检查凸轮的编号。即使凸轮上 都标有 12mm 150?,我们仍必须确认它们是否就是所要的那一对凸轮。

12.凸轮可以反过来用吗? 不可以

13.请解释凸轮上标的 25 – 150?。 凸轮转 150?,刀架迅速前移,进给 25mm 的行程量。

14. 25 0? – 150? 的凸轮提供多少英寸的行程? 25/25.4=0.984

15.传动凸轮和回退凸轮都标有 16 不可以

0? – 150?,可以认为它们是配对的凸轮吗?

16.凸轮停顿指什么? 图示的两片凸轮盘在慢进给之后快速退回,当凸轮达到最大行程量时,凸轮提供 4?的停顿。 17.凸轮盘上的停顿有什么作用? 这 4?的停顿使刀架在其最前位置短暂停留,确保刀具在最深处停留一点时间,有助于达到公差要 求。停顿约 4?经证实有助于保证工件的尺寸公差要求。

18.标准凸轮上的停顿为多少角度? 4

19. 12 0? – 150? 的凸轮的最高点是多少? 12mm

20.凸轮的停顿从多少度开始,在多少度结束?

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21.凸轮上标 14 0? – 150?,请用英制和公制值解释它。

22.车床调整时,如何切刀精确的凸轮最高点?

23.车床上的 30 mm 滚动轴起什么作用?

24.滚动轴如何使用?

25.建议在完成滚动轴检查后用手转动一整圈,为什么?

26.请解释“早进”“晚出”型凸轮。 、

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第 10 章

放大臂介绍

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放大臂
放大臂是装在滚轴和刀架之间的装置。 放大臂 :俯视图 放大臂 :正视图 随动轮

放大臂是如何工作的?
放大臂是传动凸轮和切削刀具之间的连杆。连杆装置可调节凸轮的行程,这更适用于各种类型的 应用。 当切削刀具的移动量必须改变时,放大臂有很大的优势,有利于快速调整,能在不更换凸轮的情 况下实现不同的切削行程量。 凸轮和切削刀具间有一个刻度尺显示比例数值。当刻度尺设置在刻度值 50 时,凸轮的行程 100% 传递到切削刀具。 放大臂凭肉眼设定,可能不是很精确。在设定放大臂后,应使用长行程的千分表测量得知精确的 移动量。 若有需要,还可增、减放大臂的值。 当放大臂的刻度尺设置在刻度值 50 时,传动比为 1 : 1。 百分数值的改变基于该传动比的调整。例如,放大臂设置在 70%,则切削刀具按 1.4 : 1 的比率改 变。 锪孔面,标有凸轮编号 传动比调节臂 铰点 返程凸轮 传动凸轮 凸轮随动滚轴

放大臂调节公式:调节行程值 = 凸轮设计行程 ×(放大臂调节的刻度数值 ÷ 50) 凸轮标记 6.3 - 150?,即转动 150? 角有 6.3 mm 的行程。 问:行程折算为多少英寸? 答:= 0.248”

问:将该凸轮的放大臂设到刻度值 65,调整后的行程为多少英寸?请演算。 答:= 0.248 ×(65 ÷ 50)= 0.322__________________________________________________

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调节放大臂
前面讲过,放大臂控制凸轮的升程,继而控制刀架的移动量,最终控制住工件的尺寸。 放大臂装在车床电气控制盘一侧、电气柜的后面。每一侧有 5 个连杆,用于控制横向刀架、纵向 刀架和复合刀架。 放大臂有刻度尺指示其刀架相应的总行程。 调节放大臂可参照本章后面的图表。 从该图表的标题可知它用于 Euroturn 6/32 车床。图表顶端的数值为不同的放大臂的调节范围,下 面的方块是这些刀架可调节的范围。 如: 横向刀架 (第 1、 3、 5 工位) 2、 4、 的调节范围为 30 – 60, 第 6 工位的横向刀架用于切除,其调节范围为 25 – 60。 问:纵向刀架的调节范围为多少? 答:= _____________________________________________________________________________ 问:第 5 工位复合刀架的调节范围为多少? 答:= _____________________________________________________________________________ 如图所示,放大臂的刻度并不同,这取决于刀架的控制。中间三个放大臂的调节范围为 45 – 120。 问:这些放大臂控制什么刀架? 答:= _____________________________________________________________________________ 最上面、最下面的放大臂的调节范围为 30 – 70。 问:这些放大臂控制什么刀架? 答:= _____________________________________________________________________________ 注意:调节放大臂时,刻度值 50 处的传动比为 1 : 1,移动量为 100%的凸轮行程。刻度数值减小, 则刀具行程也减小。 该车床可选用很多种的凸轮,列在图表的左侧,还列出了工作行程。下面以 12mm – 150? 的凸轮 举例说明。 12mm – 150? 的凸轮设置在刻度值 50 时,行程就是 12 mm,以毫米计。将手指放到凸轮上,随 之将刻度尺调节到刻度值 50 处。

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刀架的总行程 50 mm 是快速接近量和切削量之和, 放大臂上标出的是刀架的总行程。 例如, 10mm – 150? 的凸轮设置在刻度值 50 时,切削行程是 10 mm,快速返回行程是 40 mm;设置在刻度值 100 时,切削行程是 20 mm,快速返回行程是 80 mm。

放大臂补充 1
垂直式放大臂:调节横向刀架的行程。 第 6 工位的横向刀架(从车床前面 Balluff 控制盘一侧正视) 注:第 6 工位的调节量最大,为 25 – 60。 第 5 工位的横向刀架(俯视) 第 5 工位离操作员较远,较难看清。 其调节范围为 30 – 60。 第 1 工位的横向刀架(正视) 其调节范围为 30 – 60。

放大臂补充 2
垂直式放大臂:调节横向刀架的行程。 第 3 工位的横向刀架(从无 Balluff 控制盘的一侧正视) 其调节范围为 30 – 60。 第 4 工位的横向刀架(俯视) 第 4 工位离操作员较远,较难看清。 其调节范围为 30 – 60。 第 2 工位的横向刀架(正视) 其调节范围为 30 – 60。

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放大臂练习题
1.确定要调节哪种型式的凸轮。请仔细查看凸轮的标记,弄清凸轮的行程。 2.确定需改变哪个可调连杆。 3.确定凸轮的最高点。 下例钻孔深 1/4”,用 12 – 150? 的凸轮,放大臂设置在 100%位置。 问:刀架设为 100%的凸轮行程时,放大臂设为多少? 答: _________________________________________________________________________________ 问:放大臂在该设置下的行程为多少英寸? 答: _________________________________________________________________________________ 问:放大臂设置在 40 刻度值时,刀架的行程为多少英寸? 答: _________________________________________________________________________________ 问:放大臂设置在 50 刻度值时为 100%,那么在 40 刻度值时的百分比为多少? 答: _________________________________________________________________________________ 要确定凸轮的调节量, 将凸轮实际设置的刻度数值代入下面的公式计算 (在 50 刻度值时为 100%) : 凸轮设计行程 ×(放大臂调节的刻度数值 ÷ 50) 问:12 – 150? 的凸轮设置在 35 刻度值时,实际的行程为多少?结果用英制和公制表示。 答: _________________________________________________________________________________

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第 10 章

复习题

1.放大臂起什么作用?

2.相比 Acme 车床,放大臂有什么优势?

3.1 : 1 的设置比率表示什么?

4.如何设置放大臂实现 1 : 1 的设置比率?

5.第 1-2-4-5 工位的横向刀架的工作范围为多少?(列出最小、最大值)

6.第 3 工位的横向刀架的工作范围为多少?(列出最小、最大值)

7.所有纵向刀架的工作范围为多少?(列出最小、最大值)

8.所有复合刀架的工作范围为多少?(列出最小、最大值)

9.12 – 136 的凸轮,放大臂设置为 50%,实际的行程为多少?结果用英制和公制表示。 ____________________________________________________________________________________

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放大臂应用
放大臂不同设置下的凸轮实际调节量计算公式: 调节行程值 = 凸轮设计行程 ×(放大臂调节的刻度数值 ÷ 50) 10.第 1 工位横向刀架 12 – 136 的凸轮,放大臂设置为 40%,实际的行程为多少?结果用英制和公 制表示。请演算。 ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 11.第 4 工位横向刀架 16 – 150 的凸轮,放大臂设置为 70%,实际的行程为多少?结果用英制和公 制表示。请演算。 ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 12.第 2 工位横向刀架要求实际行程为 5/16,采用 10 – 150 的凸轮,试计算放大臂的设置刻度值 (先将要求的行程转换成公制) 。请演算。 放大臂调节的刻度数值 =(实际的行程值 ÷ 凸轮设计行程)× 50 ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 13.用 25 – 150 的凸轮设置实现 0.591 的行程(先将实际行程转换成公制) 。请演算。 ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 14.上题中放大臂的设置刻度值为多少? ____________________________________________________________________________________ 15.选择凸轮时允许一定的接近量,它指什么? 接近量 = 调节的总行程 – 切削量 ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________

16.20 – 150 的凸轮,放大臂设置在 55 刻度值处,接近量为多少? 第 1 步:计算调节的总行程,并演算。 ____________________________________________________________________________________ 第 2 步:转换成英寸值。 ____________________________________________________________________________________ 第 3 步:计算接近量。 ____________________________________________________________________________________

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计算进给率
放大臂设置在 50 刻度值时,可从凸轮得到 1 : 1 的进给率,即一圈的行程量已知。 下面进行计算: 首先,从 Allen Bradley 控制盘查出车床加工节拍的设置值,这是含转位时间的总加工时间,在 Euroturn 车床上转位时间为 1.13 秒。 按以下步骤计算: 第 1 步:切削时间(又称加工节拍)为多少? 公式:切削时间 = 总加工时间 - 转位时间 第 2 步:加工圈数为多少? 公式:加工圈数 =(加工转速 RPM ÷ 60)× 加工节拍 第 3 步:进给率 IPR 为多少? 公式:IPR = 加工行程 ÷ 加工圈数 例如:加工节拍为 9.83 秒,钻孔粗加工用时最长,需 8.7 秒。用 20 – 150 的凸轮,放大臂设置在 55 刻度值处,车床主轴转速为 1120 RPM,加工行程为 0.866。 17.刀具的切削速度 SFPM 为多少? ____________________________________________________ 加工圈数 =(加工转速 RPM ÷ 60)× 加工节拍 加工圈数 =(1120 ÷ 60)× 8.7 = 162.4 圈 IPR = 加工行程 ÷ 加工圈数 IPR = 0.866 ÷ 162.4 = 0.0053 IPR

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第 11 章

加工工艺规划

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编制下图工件(液压接头,316 不锈钢)的加工工艺。

工艺规划概述
下表是加工该工件的大致工艺,该工件的加工有多种方法,也有众多的刀具速度值、进给量可选。 请看该工艺: 横向刀架的刀具 工位 1 工位 2 工位 3 工位 4 工位 5 工位 6 粗车外圆 成形刀精加工颈部、端面 刮螺纹外圆 车螺纹 3/4×20 TPI 滚印 硬质合金刀切下工件 纵向刀架的刀具 钻孔粗加工、粗车外圆 0.750 钻孔 0.406 钻孔 0.406 不加工 成形铰刀 反抓装置

工艺规划
刚编制工艺时,我们并不知道哪道工序最慢,这是个“鸡与蛋”的问题。 我们要使每把刀具以最佳的速度、进给量、加工长度工作。这些值计算出来后,最慢的刀具也就 知道了,总的加工节拍也就确定了。

各刀具加工工位布置
任何多主轴车床的加工时间取决于以下两个因素: 因素 1:主轴转速 RPM 取决于各刀具的允许切削速度 SFPM。 例 1、硬质合金成形刀加工工件的最大直径。 例 2、大直径的高速钢 HSS 麻花钻头加工。 因素 2:加工时间取决于各刀具加工的最大长度。 例 1、硬质合金成形刀由最大直径加工到相对小的直径。 例 2、高速钢 HSS 麻花钻头进行深孔加工。 多主轴加工的经验多了以后,我们就能通过工艺规划明显缩短加工时间。 例如:工件外圆要切除大量材料,我们可以分两步加工,先纵向刀架粗车,然后横向刀架上的成 形刀加工。

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工件的深孔加工可分成两个工位的纵向刀架钻孔,钻孔粗加工的长度可减半。 切削速度和最大的切削长度组合,可确定哪道工序最慢。 这确定之后,所有其他的刀具都能在该工序时间内完成加工。

选择最佳的主轴转速
编制工艺前须计算适合各刀具的最佳主轴转速 RPM。如加工不锈钢时,主切削速度如下: 高速钢 HSS 刀具 @ 70 SFPM,硬质合金刀具 @ 175 SFPM 横向刀架的刀具 工位 1 1X 粗车外圆φ0.80 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 392 纵向刀架的刀具 1E 钻孔粗加工,最大φ0.625,118? 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 658 粗车外圆φ0.750 硬质合金刀具 SFPM = 175 计算得 RPM = 904 工位 2 2X 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 392 3X 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 367 4X 高速钢刀具 SFPM = 68 计算得 RPM = 348 5X 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 367 6X 硬质合金刀具 SFPM = 175 计算得 RPM = 356 2E 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 658 3E 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 658 4E 不加工 5E 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 431 6E 反抓装置

工位 3

工位 4

工位 5

工位 6

综合以上计算,选取最合适的主轴转速 355 RPM,然后用此 RPM 开始规划工件各工位的加工。

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加工工艺规划
从计算数据中找出主轴转速 RPM 最慢的工序。然后将该 RPM 应用于所有刀具,并计算各种刀具 的建议 RPM。 横向刀架的刀具 工 1X 位 粗车外圆φ0.80 1 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 356 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0.002 加工行程 = 0.128 加工转数 加工转数 加工时间 加工时间 = 加工行程 ÷ 进给量 = 0.128 ÷ 0.002 = 64 转 = 加工转数 × 60 ÷ RPM = 64 × 60 ÷ 355 = 10.8 秒 纵向刀架的刀具 1E 粗车外圆φ0.750 硬质合金刀具 SFPM = 175 计算得 RPM = 904 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0.005 加工行程 = 0.520 加工转数 = 0.520 ÷ 0.005 = 104 转 加工时间 = 104 × 60 ÷ 355 = 17.6 秒 钻孔粗加工,最大φ0.625,118? 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 427 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0.005 加工行程 = 0.575 加工转数 = 0.575 ÷ 0.005 = 115 转 加工时间 = 115 × 60 ÷ 355 = 19.4 秒 2E 钻孔φ0.406×0.925 深 注:上道工序孔深 0.575 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 658 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0.004 加工行程 = 0.455 加工转数 = 0.455 ÷ 0.004 = 114 转 加工时间 = 114 × 60 ÷ 355 = 19.27 秒 3E 钻孔φ0.406×1.300 深 注:上道工序孔深 0.925 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 658 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0.004 加工行程 = 0.405
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___________________________________ 最长的加工行程 钻孔粗加工在这三种刀具中最长 工 2X 位 成形刀精加工颈部、端面 2 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 392 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0.002 加工行程 = 0.200 加工转数 = 0.200 ÷ 0.002 = 100 转 加工时间 = 100 × 60 ÷ 355 = 17.0 秒 工 3X 位 精刮螺纹外圆到φ0.728 3 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 367 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0.002 加工行程 = 0.125 加工转数 = 0.125 ÷ 0.002 = 62 转

加工时间 = 62 × 60 ÷ 355 = 10.5 秒 工 4X 位 板牙套滚车螺纹 4 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0 加工行程 = 0 加工转数 = 15 转 加工时间 = 15 × 60 ÷ 355 = 2.53 秒 工 5X 位 颈部滚印 5 板牙套需 1 转来标记工件编号 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 367 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0.002 加工行程 = 0.125 早出型凸轮 加工时间 = 1.0 秒 工 6X 位 硬质合金刀切下工件 6 硬质合金刀具 SFPM = 175 计算得 RPM = 356 选择进给量 = 0.003 加工行程 = 0.225 加工转数 = 0.225 ÷ 0.003 = 75 转 加工时间 = 75 × 60 ÷ 356 = 12.6 秒

加工转数 = 0.405 ÷ 0.004 = 101 转 加工时间 = 101 × 60 ÷ 355 = 17.1 秒 4E 不加工

5E 成形铰刀铰,最大φ0.625 高速钢刀具 SFPM = 70 计算得 RPM = 431 实际 RPM = 355 选择进给量 = 0.005 加工行程 = 0.500 加工转数 = 0.500 ÷ 0.005 = 100 转 加工时间 = 100 × 60 ÷ 355 = 16.9 秒 6E 反抓装置 夹取六角部位

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工艺回顾
评估该工艺,找出最慢的工序。 横向刀架的刀具 工位 1 工位 2 工位 3 工位 4 工位 5 工位 6 成形刀粗加工 = 10.8 秒 成形刀精加工 = 17.0 秒 精刮螺纹外圆 = 10.5 秒 板牙套滚车螺纹 = 2.53 秒 颈部滚印 = 1.0 秒 硬质合金刀切下工件 = 12.6 秒 纵向刀架的刀具 钻孔粗加工 = 19.4 秒 粗车外圆 = 17.6 秒 钻孔 0.925 深 = 19.27 秒 钻孔 1.300 深 = 17.1 秒 不加工 成形铰刀铰 = 16.9 秒 夹取工件

最长加工时间 = 19.4 秒 总加工节拍 = 20.53 秒 转盘转位时间 = 1.13 秒 100%加工效率时,每小时的产量 = ____________________ 80%加工效率时,每小时的产量 = ____________________

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第 11 章

复习题

1.哪两个因素影响多主轴车床的加工时间?

2.如何确定最慢的刀具?

3.如何确定加工行程长度?

4.加工转数 Revs 与转速 RPM 有何区别?

5.为何计算转速 RPM 与实际转速 RPM 不同?

6.为何加工效率低于 100%?

7.本例中为何使用两次 0.406 的钻头?

8.本例共使用了多少刀具?

9.本例共使用了多少工位?

10.如何决定哪把刀具用在哪个工位?

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第 12 章

刀具知识

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纵向刀架的刀具
Euroturn 车床上有 6 个标准的纵向刀架,并有多种型式的刀具可用。

刀具套筒
车床配有可装直径 1.500 圆柄刀具的套筒。 下图为车床上常用的 Erickson 公司直径 1.500 的刀具套筒。 该套筒为 DA(双角度)型式的套筒,其双角度可适用于安装直径 1/8 到最大 1.00 的刀具。 注意: 这类双角度套筒仅能夹紧一定直径范围的刀具。 200DA 套筒的夹紧范围为 1/8~3/8 直径, 如 用于小件加工。 大点的刀具可选 400DA 的套筒,其夹紧范围为 1/4~1.000 直径。 此外,需要大范围的套筒用于各种刀柄直径。套筒可以 1/64 直径增量供货。 在每次加工调整之前,都要与众多可装直径 1.5 刀柄的套筒打交道。 还有 ER32 型套筒,夹紧范围为 2 – 20 mm(0.078 – 0.787 英寸) ,ER40 型套筒可装更大的刀具, 夹紧范围为 3 – 26 mm(0.118 – 1.024 英寸) 。 常用内部冷却刀具提高钻削性能,ER 型套筒系统可装密封型套筒,以确保冷却液在刀具里流动, 而不是在套筒中流动。

铰接式刀架
套筒长柄装在铰接式刀架中,可快速更换刀具。 铰接式刀架用螺栓装在滑动刀台上。 注:Euroturn 车床上的中央刀座并不动作,纵向刀架装在半圆形的滑座中。 图示装置即精密的刀架滑座。 所有纵向刀架的刀具都装在该滑座上。 各刀架都用螺栓安装到刀架滑座上,滑座纵向有多个位置可以安装。 如图所示,刀架滑座上有一排螺纹孔,刀架可以安装在任一位置。注:滑座的每个螺纹孔都装有 定位螺栓。

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定位螺栓可以防止没用到的螺纹孔充满切屑。 在刀架安装到滑座之前,先拆下安装刀架要用到的螺纹孔中的定位螺栓。 下图为安装在纵向刀架滑座上的标准刀架(铰接式刀架) 。 刀架滑座为半圆形,设计可装各种刀架,刀架根据需要可沿长度方向自由移动。 由图可见,车床上滑座用压板压在可调凹楔上。 刀架滑座 压板 两处

纵向刀架的进退
纵向刀架沿长度方向的移动可由两套垂直凸轮装置的任意一套传动,其传动由凸轮盘经放大臂传 到刀架后部。 刀架由放大臂带动的推杆推动前移。推杆设计带有微调装置,可调节工件的加工深度。 刀架沿滑座平稳前移,深入切削区域。注意:滑座本体不动,仅刀架和刀具移动。 下图为装在纵向滑座上的标准刀架和铰刀的侧视图。 工件 纵向刀架:进刀

特殊的车刀架可装在纵向刀架一侧,在一个刀架上实现钻孔和车外圆的组合加工,以让出横向刀 架,完成所需的其他加工。 图示为可调的膝盖式转动装置。所有的膝盖式转动装置可调整直径,刀架可调成上切、下切式以 及高度对中。 刀架可定制,以单一直径或直径范围可调的型式供货。

钻孔深度设置
按标准程序设置刀具很重要。当用纵向刀架加工时,可用以下方法精确设置各种刀具。 本方法适用于所有凸轮控制型机床。 例、钻直径 1/4 的孔,孔深 1.00。 需设置总的钻孔深度,以精确加工该孔。

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第一步

将钻头装到刀架套筒中,夹紧。 应确保加工孔深所需的钻头长度。 Erickson 刀具套筒

第二步

将钻头及套筒装到刀架中。 应确保刀具套筒全部推进了刀架中。 纵向刀架

第三步

确定凸轮的最高点,Euroturn 机床上的最高点在 146~150?之间。 可将刀架轻推到该最高点, 但最好打表确定凸轮的实际最高点, 以避免失误, 代价昂贵。 纵向刀架 工位 2 最前点

第四步

将钻头向前推,接触到工件表面后,轻轻夹紧刀架。 注意:工件钻孔要求 1.00”孔深,毛坯表面的允许公差约 0.030,则工艺总行程为 1.030。 纵向刀架 工位 2

第五步

建议手动将刀架及刀具退回。 此方向移动

第六步

在刀柄后装一个长行程千分表,以确保进刀行程达到所需的 1.030。 千分表清零,向前进刀,锁紧刀架。 此方向移动 纵向刀架 工位 2

第七步

以自动加工模式钻孔至所需深度。 纵向刀架 工位 2

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钻孔技巧
钻孔偏心 1.工件外圆应先加工,以确保钻孔与外圆同心。可能主轴卡盘的精度不够,不能保证内外圆的同 心度要求。 2.钻孔偏心通常是由于中心钻修磨不当。中心钻磨的角度小于后续加工钻头相当重要。 工件 工件 中心钻头 麻花钻头 110? 118?

对常用的 118?钻头,中心钻头可磨成 110?,则钻孔时,钻头刀刃先于钻头尖点切削工件,从而使 钻头回到正确的中心线上来。 3.开始的中心钻/定位钻必须与主轴同心,否则中心孔不好,会使钻头偏离正确的方向。 4.钻头必须保持锋利,顶点适当修磨。钝的钻头受力过度会导致钻偏,尤其是在钻深孔时。在两 个工位钻一个孔时,建议定期更换钻头。 5.钻头钻孔不要超过切刀切除位置太多,否则中心钻在下一工件钻孔之前不能完全清除该孔。 毛坯棒料 毛坯定位块 工件一 毛坯棒料 工件 钻孔φ11/16 毛坯棒料 毛坯定位块 工件二 工件一留下的孔会使钻头在加工工件二时打转。 6.钻孔深度 应合理安排,确保钻头在未退出时不至于钻得太深。通常规定第一次钻孔最大深度为 3 倍孔径, 钻深孔时还需要足够的冷却液,否则切屑会堵塞排屑槽,导致钻头偏向。冷却液不足还会烧坏钻 头。 7.钻头重磨对尺寸控制很重要。钻头的两个切削刃长度必须相等,否则切削力不平衡,钻头摇晃, 钻出的孔会偏大。 8.黄铜工件上钻孔时,切屑容易堵塞钻头的排屑槽,导致钻头受力过度而钻偏。改用平头钻或小 头钻比较好。 9.可能的话,最好使用高速钻削装置,其优势在于: (a)小钻头可以其最佳切削速度 SFPM 钻孔 (b)旋转装置能更好地保证同心度 (c)有利于排屑 (d)高速钻比恒速钻的每转进给量更小

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钻孔出错的可能原因和纠正措施
1.孔偏大 (a)切削刃不等长 (b)切削刃修磨不当,顶角相对钻头轴线不均匀 (c)尖点修磨得不在中心上 (d)工件轴线和钻头轴线未重合,或刚度不够 (e)钻头套筒和轴衬套磨损或偏心 2.钻心开裂 (a)切削刃间隙不够 (b)尖点修磨不当,削弱了钻心 (c)进给量太大 钻心厚度 3.切削刃崩裂 (a)切削刃间隙太大,套筒支承不足,切削刃崩裂 (b)进给量太大 4.切削刃外边崩裂 (a)切削速度太高,刀刃会变蓝 (b)钻头润滑不当或不足 (c)毛坯中有夹杂或硬点 钻头损坏原因 (a)切削刃不够锋利 (b)切削刃后的间隙不够 (c)刃磨不当 (d)刃口磨损,导致钻头粘孔 (e)切屑堵塞排屑槽,尤其在钻深孔时

钻削建议
钻头常常交错布置,以加快加工节拍。 下例工件在定位钻加工后,接着用两种钻头加工。建议每步加工使用不同角度的钻头。 推荐刀具 钻头 1: 90? 定位钻 用途: 加工定位孔,0.5 直径处倒角

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钻头 2: 118? 高速麻花钻 用途: 加工第一个孔到 0.45 直径 钻头 3: 135? 高速麻花钻 用途: 加工第二个孔到 0.32 直径 使用这样一套钻头的优势如下: 1.各钻头在钻孔时是刀刃切削工件(而非钻头尖点) ,能保证良好的自对中。 2.小钻头可以快速进给到位,加工直径 0.320 的孔,缩短了加工时间。 工位 1: 90? 定位钻 用途: 加工定位孔,0.5 直径处倒角 工位 2: 118? 高速麻花钻 用途: 加工第一个孔到 0.45 直径 工位 3: 135? 高速麻花钻 用途: 加工第二个孔到 0.32 直径 注:使用 3 种不同的钻头角度可保证更好的孔同心度。

铰削技巧
(a) 用铰刀可提高工件的尺寸精度和公差精度。 上一工序钻孔加工给后续铰孔加工留足够的毛坯 加工余量,对获得良好的铰孔效果相当重要。 下面列出铰孔的推荐加工余量: 孔径(英寸) 1/16 1/8 1/4 3/8 1/2 5/8 3/4 铰孔加工余量 0.004φ 0.006φ 0.008φ 0.010φ 0.012φ 0.014φ 0.015φ

例: 要铰直径 0.500 的孔, 必须钻直径 0.496 的孔, 用精铰刀尺寸减去毛坯加工余量 (0.500 – 0.012) = 0.488φ (b)允许铰刀一定量的浮动(真圆浮动) ,可获得较好的铰孔效果,但这仅在水平或垂直铰孔时 允许。浮动量也不能太大,因为锋利的刀口和狭长的刀刃容易使铰刀自重施加切削压力,导致孔
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径偏大或钟口状孔。铰刀套筒越精确越好,以保证利用所需的最小浮动量。 (c) 铰刀的头部必须磨得很均匀, 磨得不均的头部高点会使铰刀跑偏, 导致孔径偏大或钟口状孔。 (d)铰刀头部的角度决定铰削的光滑程度,小角度的头部会比大锥角的加工精度高,因为大锥角 的铰刀切削几乎就在铰刀的平行部分,会在孔上留下进给的痕迹。 (e)在钢制工件上铰孔时,刀槽磨一个小的倾角,刀刃宽度尽量小,有助于消除铰孔颤痕。 (f)孔底部尺寸偏大有三个原因: (a)铰刀设置稍微深了些,导致在孔底跑偏 (b)浮动量不足 (c)铰刀头部太长,孔底没有间隙容纳切屑 (g)奇数槽的铰刀加工效果更让人满意,但铰刀直径难以测量又部分抵消了这个优点。 (h)铰孔时进给量不要太小,否则铰刀易磨损、切削效率不高。铰刀是多齿型刀具,需要一定的 进给量给铰刀足够的压力进行高效切削。正确的进给量会减小铰刀头部倒角和刀刃的磨损。 (i)工件和铰刀轴的合理布置有助于保证铰孔精度,消除孔径偏大或钟口状孔。类似地,套筒和 衬套也应完好,并与铰刀轴同心。

管螺纹铰刀
当在硬质材料工件上加工大孔径的螺纹时,应使用管螺纹铰刀。 管螺纹铰刀能减小攻丝时的应力。标准管螺纹铰刀有一定锥度,可通过预先攻一个螺纹孔来减小 攻丝难度。

攻丝要点
用丝锥攻丝快速有效,但攻丝的特点是难以加工出高质量的螺纹。 攻丝的问题点 (a) 必须严格控制丝锥的进给量, 它是所加工螺纹螺距的函数。 螺距值可由每英寸螺纹数算出来。 注意:车螺纹和攻丝必须按规定的进给量加工,丝锥每转的进给量必须与螺距值匹配。 使用轴向浮动型套筒可使进给量在最佳值的 90%以内,偏离该值就会出错。

攻丝技巧
1.攻出的螺纹偏大,螺纹量具在孔中偏松 (a)攻丝前预钻孔偏小(丝锥超负荷工作) (b)丝锥偏出孔中心线。检查攻丝装置、丝锥轴和工件轴是否对准。

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(c)丝锥头部倒角修磨不当,各刃长度不等。 (重磨) (d)丝锥头部倒角太小。加大至 4 或 5 圈螺纹。 (e)切削刃不均匀。 (重磨) (f)丝锥偏了。检查轴线是否对准,以及套筒、衬套的同心度,或使用径向浮动套筒。 (g)初始进给或压力太大,导致螺纹“稀疏” 。需检查初始进给或凸轮升程。 (h)丝锥类型与材质或应用场合不符。麻花丝锥比直槽丝锥更适合盲孔攻螺纹。 2.丝锥切削不平稳,加工的螺纹质量差 (a)丝锥不锋利或刀刃有缺口。重磨或换刀。 (b)切削刃倾角不正确。 (c)丝锥头部倒角修磨不当,如不均匀或不够长。重磨或换刀。 (d)冷却液流量不合适或不够。确保冷却液能直接到达切削部位。 (e)转速不合适。检查推荐的切削转速与实际转速。 (f)攻丝前预钻孔钻头或孔的尺寸太小。选择换上推荐的最大尺寸钻头。 3.丝锥磨损较快 (a)润滑不合适或不够。 (b)速度太高。比较推荐的切削速度。 (c)攻丝前预钻孔钻头或孔的尺寸太小。 (d)丝锥修磨锋利不正确。 (e)材料有很强的研磨特性。若改变速度或切削刃倾角仍无效果,请向刀具厂商技术咨询,可能 会建议使用其他型式的丝锥。 (f)工件孔内表面太硬。确保钻头切削容易,无磨损,否则更换钻头。 4.螺纹孔呈钟口状孔 (a)丝锥套筒或机床主轴窜动量太大。 (b)攻丝前预钻孔不圆。重磨钻头。 (c)攻丝时进给压力不稳定。 (用动力丝锥替代自攻丝锥) 5.螺纹孔尺寸不一 (a)丝锥、套筒或攻丝装置与工件主轴不一致。 (b)丝锥装夹过松,在套筒中浮动量过大。 (c)初始压力或进给量不正确。重设行程量或检查进给凸轮。 (d)丝锥头部倒角太大,开始时起铰削作用。换把倒角小的丝锥攻丝,头几圈的螺纹会好些。 6.切屑堵塞丝锥引起的质量问题 (a)冷却液太脏,不适用或不足。 (b)速度与材质不相配。查攻丝速度推荐值。 (c)丝锥型式不对,如刃面太宽;槽太小不利排屑; (麻花丝锥攻盲孔螺纹的排屑效果与加大槽 区的排屑效果一样好) ;根部槽型不合适。需要的话,可向刀具厂商咨询购买更有效的丝锥型式。 (d)切削刃不锋利或修磨不当。 (e)工件材料容易粘住丝锥螺纹。多数情况下可选用不完整螺纹丝锥。 7.丝锥损坏

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(a)切削刃磨损或有缺口。 (b)多次修磨刃槽部分,削弱了丝锥。 (c)丝锥与工件孔不同心。 (d)工件或丝锥未夹紧。 (e)攻丝前预钻孔太小。 (f)丝锥被切屑堵塞。要清除孔底的切屑,可选用槽大点的丝锥,用润滑剂冲排切屑,用麻花丝 锥加工盲孔,或用喷射型丝锥加工通孔等。 (g)攻丝装置在丝锥到达孔底部时未及时反转。 (h)切削刃上有突起点。 (i)冷却液不足。 (j)表面切削速度不正确。 (k)丝锥超负荷工作(如:非常粗糙、深的 Acme 螺纹) ;这类工件需要同时使用粗、精加工丝 锥。 (l)工件孔内表面太硬。重磨钻头。 (m)材料有硬点或偏析。 (n)材料的加工性太差。 (o)丝锥型式不正确。

攻丝问题分析
问题 可能原因 检查内容

问题:螺纹小径偏小 原因:比较推荐的钻头和孔径值 检查:加工用的螺纹孔预钻孔推荐钻头尺寸,查工艺手册找出该小径的最大允许钻孔尺寸。对相 同的螺纹牙型,常推荐钻头尺寸为螺纹的 65%。 丝锥切削角不正确,或头部锥度不正确 (a)在攻盲孔和硬材质工件的螺纹时,选用最大头部锥度的丝锥。用“Turbo”高螺旋型(麻花) 丝锥排除孔底的切屑。注意: “Turbo”丝锥另需动力驱动。 (b)切削钢制工件的刃倾角为 5~8?。径向防堵丝锥有时在退刀时夹带切屑,造成缠绕和碎屑, 换一把丝锥就会解决。 攻盲孔螺纹的问题 (a)检查在孔底是否有足够的空间容纳丝锥头部和排出切屑。 (b)排屑空间不足时使用麻花丝锥。 (c)确认行程设置正确,接近距离最小为 4 倍螺距,这段行程用于启动丝锥。 (d)检查在全螺纹孔底是否有足够的空间容纳丝锥头部锥角。 (e)确保孔内冷却液供应充足。 切削速度(英尺/分钟)不正确 (a)查工艺手册中工件材质推荐的切削速度。 丝锥寿命短

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(a)以主轴每分钟转数除以攻丝传动比,结果表示丝锥相对工件主轴的实际转速。 螺纹质量差 (a)比较推荐速度与实际速度值。若差距明显,则需改变攻丝传动比和改变加工时间。

常见攻丝难点及其原因
难点 损坏的原因 (a)攻丝前预钻孔太小。 (b)切削刃修磨不当。 (c)丝锥钝了。 (d)机床或装置不正确。 (e)丝锥与工件孔不同心。 (f)切削角不正确。 丝锥螺纹损坏或刀刃有缺口 (a)切削刃修磨不当。 (b)丝锥钝了。 (c)切削面不正确。 孔中螺纹损坏 (a)切削角不正确,常常磨得太小。 (b)未修磨。 (c)丝锥头部修磨不当,或未分隔。 (d)设备不合适。 (e)切削速度不正确。 (f)润滑不足或型号不对。 (g)丝锥钝了。 丝锥粘牢 (a)头部锥度不够。 (b)切削角不正确。 (c)攻丝前预钻孔尺寸不对,通常太小。 (d)润滑不足或型号不对。

成形刀
如前所述,多主轴车床非常适于大批量生产。当加工成千上万的工件时,刀片会磨损,就需要更 换刀片,这就会使加工变慢。 加工外径轮廓更经济的选择是用成形刀。成形刀对每种工件都是专用的,即每种工件都需要特定 型式的成形刀。

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没有标准尺寸或形状的成形刀,所有成形刀都是根据工件特制的。 图示的成形刀的表面形状就是要加工工件的外形。 中心线 成形刀切削工件毛坯的方式与车刀相似。 工件毛坯随主轴旋转,成形刀切除材料,形成所需的精确外形。它类似模具塑造所需的精确外形。 尽管成形刀的初始成本高于车刀和刀片,但它强度高,且可重复修磨。 成形刀装夹在横向刀架上。 成形刀用于加工直径,通常是加工一连串阶梯轴特征工件的首选方法。 优点 成形刀常作为加工工件外径轮廓的首选方法。它采用坚固的硬质合金刀片,它是粗加工,尤其是 硬质工件粗加工强有力的刀具。 缺点 必须为所需的每种工件制造成形刀,因此刀具很贵,有时还需修磨以得到正确的工件几何尺寸。 成形刀分三类: 1.扁平成形刀 2.圆形成形刀 3.楔形成形刀 成形刀俯视图 1.扁平成形刀 图示为简单的成形刀,标准的扁平成形刀带正倾角。 成形刀由修磨的硬质合金刀片镶在钢质刀柄上制成。 也可用高速钢或硬质合金块制成。 成形刀是每种工件专用的,刀具通过修磨或 EDM 线切割得到所需工件的外形。 2.圆形成形刀

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圆形成形刀在其外圆周上修磨出工件外形。 这类成形刀不如扁平成形刀或楔形成形刀常用。 它可以旋转圆形刀片至一个新的位置,进行多次修磨。 这类成形刀有强力随动机构保证在极高的切削压力下移动。 3.楔形成形刀 楔形成形刀最常用,可由高速钢、硬质合金块制成,或仅用硬质合金刀片。 楔形成形刀的刀架既坚固又便于换刀。刀具可用螺纹调节装置调整对中。 成形刀的经验传动比为 2.5 : 1,即最大成形长度不超过 2.5 倍直径。

成形刀的使用
如何使刀具对中? 下图所示为“深槽”成形刀。 俯视图 侧视图 前倾角

深槽指最高点 1 和最低点 3 的相对距离较大。 刀具必须与工件中心准确对中,由于刀具的每一段在不同的深度工作,刀具是否对中很难判定。 刀具的三段分别标记为 1、2、3。哪一点应对准工件中心? 折衷的办法是设置第 2 段对中。 点 1:最高点,刀具设置过高就会提前烧坏。 点 2:中间点,设置该段对中较好。 点 3:最低点,刀具设置过低就会打颤。 折衷的结果就是点 1 过中心线,点 3 低于中心线。 这样的结果不利于刀具的切削,问题在于点 1 太高,刀具提前烧坏;点 3 太低,加工时刀具打颤。 如何解决这个问题呢?可将该成形刀分成两把独立的刀具,完成同样的工作,但消除了深槽成形 刀的问题。

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第一把刀加工最大的外径。 第二把刀加工两处较小的直径,切削第一把刀加工的外圆。该方法需我们将两个位置的加工分开 来完成工件。

成形刀型式:前倾角
刀具的前倾角与刀具切削时的冲击力有关。标准的刀具前倾角为正的 20°范围以内。 每次设置都会遇到不同的挑战。每种工件形状和刀具型式的唯一组合都会影响工件的加工。改变 刀具的前倾角可能有助于工件的加工。 有时减小刀具的前倾角(如 8°) ,能减轻打颤。加工长的工件时,前倾角小的刀具能减小工件骑 上刀具的倾向。 注意,改变前倾角,刀具在工件上加工的形状也随之改变。形状的改变基于前倾角和刀具修磨量 之间的数学关系。如果重磨了刀具前倾角,则需重磨刀具轮廓,以保证工件的尺寸正确。

成形刀公差
在选择刀具和刀架时,应可虑到刀具使用的场合。成形刀安装在刀架上,刀架上磨出间隙角,切 削场合决定刀具所需的角度。 成形刀向前切削工件时,刀具应有远离主轴的 2?倾角。 成形刀向毛坯中心切削时,刀具应为方形,两端都不要倾角。 成形刀反向切削工件时,刀具应有朝向主轴的 2?倾角。 反向切削工件时,应先用大的刀具粗加工成形,这有助于消除刀具与工件或毛坯的摩擦。

刮刀
顾名思义,刮刀仅切削掉工件外圆的薄薄一层。它用于精加工,光整粗车后的工件。 刮刀的切削深度范围为 0.005”~0.008”,根据工件的材质,在 16-32 m 范围留表面精加工量。 刀具在工件上自动对中,滚轮压在工件外圆上,将刀具拉向工件中心。 机床凸轮进给,刀具沿中心线前进,确保加工尺寸一致。 问题:此类刀具用在什么场合较好? _______________________________________________________________________________

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图示为常见的 Langolf 公司的刮刀。

光整刀
光整刀是成形刀的变形,工件形状在刀具顶部而不是前部,刀具前刃有倾角以减小切削压力。刀 具在横向刀架上切削,切削刃布置在工件外圆上方或下方。 该刀具是外圆精加工的备选方案,因它不在中心线切削,可产生抛光效果,改善表面质量。

车刀
车削时,工件毛坯在主轴中旋转,车刀不旋转,切削工件。车刀的选择取决于所需工件的外形。 工件外形决定需用什么车刀,最重要的是车刀的刀片。刀片的形状和尺寸极多。刀尖圆角(TNR) 即切削点的圆角,故需根据工件要求的圆角半径来正确选择刀尖圆角。 车削时,车刀可安装横向刀架上,由复合刀架辅助移动。 横向刀架带进给凸轮,可快速进刀至工件。 横向刀架凸轮快速 进刀至该位置,暂停。 复合刀架推动刀具侧向移动, 实现外圆直线车削。

这类车削有局限性和以下缺点。它需要两个凸轮协同设置,还需确保进给刀架和复合刀架都有足 够的凸轮用于进给。 用车刀比用成形刀加工时间长得多、不够快、效率不高。成形刀比车刀的加工行程(切削长度) 小。 进给部分需安装暂停型凸轮,横向刀架需安装零升程凸轮。 横向刀架进给凸轮快速进刀至最终直径位置。 零升程凸轮可在复合刀架走刀时始终保证刀具在所需的外径位置。 切削长度 当进给凸轮到达正确的外径设置值时,复合刀架的凸轮提供所需长度方向的走刀量。 复合刀架凸轮走刀 标准凸轮的最大切削长度为 46mm(1.8 英寸) 。

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直径进给值和复合刀架走刀长度值都可用微调装置调节。锥度可调±5?。

舌簧片 – Acme 机床
舌簧片很有用,作为降噪机构,在加工六角形工件时很有用。 舌簧片是受弹簧作用的硬质钢片,它上下动作,减轻六角形工件加工时的噪音。 弹簧 侧视图

工件在主轴中旋转,舌簧片的钢片刷过工件,减轻边部的噪音。 舌簧片装在横向刀架或纵向刀架上都可以。钢片边部与工件边部留足够的距离。钢片阻碍工件旋 转,正好消除噪音。 该装置消除噪音省时、高效。 Euroturn 机床上没有使用舌簧片。好的加工工艺和加工方法有助于减轻噪音。Euroturn 机床上有 刷式装置消除噪音。 俯视图 图示为成形刀加工外圆时,旁边六角部分的舌簧片消除噪音。

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第 12 章

复习题

1.ER32 型套筒适用的直径范围是多少?

2.ER40 型套筒的尺寸增量是多少?

3.纵向刀架安装在刀架滑座上,为什么刀架滑座上有一排螺纹孔?

4.刀架长度方向如何调节?

5.可以仅用一个纵向刀架同时进行车削和钻孔吗?

6.请解释。

7.凸轮的最高点如何确定?

8.当使用两个以上的钻头时,为什么第一次钻孔的精度特别重要?

9.钻头钻过切除位置会发生什么?

10.车刀可用于多主轴车床吗?

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11.成形刀为何比车刀经济?

12.请说出 3 类成形刀。

13.成形刀标称的最大长度直径比表示什么?

14.成形刀和刮刀有何差异?

15.要在直径 7/8 的工件上加工出 1 1/4 宽的表面,长度直径比为多少?

16.成形刀重磨不同的纵倾角对工件尺寸有什么影响?

17.用成形刀时必须准确对中。 a.将成形刀设置在中心线上方有何结果?

b.将成形刀设置在中心线下方又有何结果?

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第 13 章

多主轴车床的调整

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每次都按标准程序进行机床的调整工作很重要。 建议取下之前加工的所有刀具, 并拆下所有凸轮、 成对放好。这样就可以进行全新的调整工作,刀具、装置也不会混乱。 此外,清除前次加工设置的挡块,则机床完全清除了前次加工的所有设置、刀具,已准备好新的 调整了。 在开始调整工作之前,必须有工程部或调整专员准备的机床调整表。 好的机床调整表列出了所有刀具及其位置、所需的凸轮。

调整主轴刀具
每次新的调整都从开始,先需要拆除进料夹钳。 拆除进料夹钳之前应先拆除原料转盘套管,它安装在弹性转盘上。将套管向前推,转动,从转盘 上取下,再从机床拉出。 8mm 的 Allen 扳手松开锁紧螺母, 用 转动,从进料套管取下后部进料门。 进料门起挡块作用,确保进料夹钳不退出主轴。 进料门 从机床拉出后部进料门,转动取下,即露出进料夹钳尾部。 然后从定位套管松开进料夹钳,并从主轴拉出套管。 放一块 2×2 的木块顶在原料转盘套管前,取下进料夹钳套管,在木块上敲击,以松开进料夹钳。 拆除进料夹钳 拆除夹头 这时可拆除夹头,注意,夹头是左旋螺纹。 首先,松开夹头定位销,再用 5 mm 的 Allen 扳手拧开夹头螺母,直到夹头从套管上拧下。 装入夹头之前,应彻底清除机床主轴的切屑和污物。 安装新的夹头时,建议用填充橡胶的夹头,可使进入主轴的切屑最少。夹头螺纹处切屑过多会导 致拆除时卡住。 夹头用主轴键定位,拧紧螺纹。

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设置夹头的张力 设置夹头的张力
设置正确的夹头张力很重要。要设置张力,需将原料棒材装入到主轴中。建议用一根短的棒料。 夹头就位后,用长杆开、闭夹头,设置夹紧张力。 凭感觉设置正确的张力 用长杆开、闭夹头,确定夹紧工件所需的开、闭压力值,称之为“开、闭张力” ,即夹头闭合夹紧 棒料所需的张力。 第一个夹头张力设置好后,后续各夹头必须设置相同的张力值。 重点提示:夹紧力设置好后,切勿忘记拧紧各夹头的定位销。 如果不装定位销,夹头会自动拧紧,会导致机床严重的损坏,夹头闸瓦损坏,如马耳他十字装置 中的承剪销。 完成夹头安装前,确保在夹头和原料间有一点间隙,否则夹头会过紧,不能打开。 间隙

进料门
进料门是更换夹头和进料夹钳需移动的安全装置,在重新调整主轴刀具后,进料门重新归位到进 料夹钳之后相当重要。 进料门未锁定到正确的位置会导致进料夹钳套管逃离正确的位置,造成损坏。

主轴变速齿轮
主轴速度可设置两种传动比,见图表 1-60.2。 主轴高/低转速范围:250-1800 RPM。 主轴高速范围:600-4250 RPM。 高速传动比齿轮对大多数机加工应用来说已足够。 在加工大直径和/或硬质钢工件时,需选择低速切削。 在给新工件编制工艺时,需计算最佳的主轴转速,从而确定需用哪类主轴齿轮。 注意:由于变速齿轮的位置在主齿轮箱之后,要改变其范围较困难。

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凸轮图 每个凸轮位置都有一个总的加工范围。

凸轮的设置
设置早出/晚进凸轮 设置刀具用早出/晚进凸轮非常有用,回顾第 8 章,凸轮可设置成前一刀具加工工件后移开,第二 把刀具进入同一位置加工。 在设置凸轮时,可前移凸轮使其最高点出现于指定角度位置之前,还可延迟凸轮使其最高点出现 于指定角度位置之后。 前移凸轮时,应增大行程以防机床快进时刀具撞上工件。 延迟凸轮时,要在 150°达到最高点,因机床在快进,刀具仍可能前移。 例如:0 - 120°凸轮可延迟 20°,则凸轮的作用范围为 20 – 140°。 传动凸轮为 10°间隔的齿式结构。 凸轮和凸轮盘上有清晰的标记线条,将这两根线条对齐时,凸轮工作在正常位置。 向标记线条右或左转动传动凸轮可实现相对标准凸轮的早进或晚出。 必须根据标记在各凸轮上的方向箭头来确定前移/延迟凸轮的正确的转动方向。

马耳他十字装置
马耳他十字装置的功能是使主轴转盘一个个位置地旋转定位。又称日内瓦机构。 在正常生产的加工节拍内,马耳他十字装置定位(旋转)主轴转盘。 有标准的程序啮合和脱开该装置。 下图装置中的手柄,可安装于两个位置的任一个位置。 啮合、脱开手柄 设置时的第一件事也是最重要的事就是看机器的角度位置, 即机器在 360°循环的位置, Balluff 从 控制器读出角度值。

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在移动马耳他十字装置啮合连杆之前,应确保机床位置在 0 – 150°间,否则会导致机床损坏。 红色手柄位于马耳他十字装置旁,机床后部,操作员侧(Balluff)对面。 一个类似齿轮换档杆的小装置,在两个位置之一,完成啮合或脱开。 当连杆朝前,靠近隔板时,马耳他十字装置啮合。 当连杆朝后,马耳他十字装置脱开,用于机床调整。 主轴侧 隔板 马耳他十字装置 原料转盘侧或装料器尾部 接近开关 隔板 红色手柄前进 啮合

在脱开模式,机床设置相对简单,可从工位 1 开始,并可以单循环模式重复转动机床。 脱开马耳他十字装置,进行机床调整。 通常逐一调整各刀具位置。将一根棒料伸进切削位置,并连续旋转至各刀具位置。 所有的凸轮、速度、进给需提前调整好。 从工位 1 开始调整刀具。脱开马耳他十字装置,停止机床转盘转位。 注意:使用凸轮鼓上的啮合/脱开手柄,夹头和进料夹钳是安全的(无论开或闭) 。 机床进料至原料挡块,原料送进后,进料夹钳就脱开了,确保不再送进原料。 加装所有工位 1 的刀具。 机床转盘不转位时,这些刀具可重复使用,确保在工位 1 工作正常,还可精确设置接近距离和挡 块位置。 工位 1 设置好后,设置工位 2。 注意:确保循环角度指示在 0 – 150°间。 啮合马耳他十字装置,使转盘转到工位 2,重复该工位的刀具设置。 此时必须脱开马耳他十字装置,不用转位。 在移动马耳他十字装置啮合连杆之前,还必须确保机床位于 0 – 150°间。 主轴侧 隔板 马耳他十字装置 原料转盘侧或装料器尾部 接近开关 隔板 红色手柄退回 脱开

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注:机床装有两个接近开关,用以反馈给机床哪种模式被选择了。

承剪销
承剪销是防止机床损坏的安全装置,Euroturn 机床有很多承剪销。 没有承剪销的话,机床在机构失灵后会夹住或卡死而损坏。 例如工件可能会撞上下方的横向刀架。 承剪销在运动链中用作最弱的机构连接件(跟电气上的保险丝类似) 。 如图所示,承剪销上有一道槽便于破坏。 承剪销两端钻孔,攻有螺纹,在损坏之后便于拆除。 两端螺纹 M6×1 该放大图显示了承剪销受力破坏的环槽。 横向刀架装有两个强力复位弹簧。 弹簧的作用是使刀架在每次切削后复位至其间隙点。 承剪销损坏后,弹簧会使刀架上半部分回到完全缩回位置,如下图所示。 承剪销孔没有对齐。 损坏的承剪销必须拆除,建议用带 6 mm 螺纹的滑锤取出销子。 注:机床未带上面提到的滑锤,应由机修间自备。如果机修间没有,则应提前准备,在正常工作 中承剪销破坏之前准备好。 承剪销的另一半可用小的销子敲出。有了这些工具,损坏的两半销子就能拆除了。 重新装入新的承剪销时,必须将两个孔对齐。 用一根螺纹长杆和螺母迫使刀架靠近,转动螺母,刀架上半部分逐渐对齐,即可装入新的承剪销。 承剪销装在工位 1、2、3 的横向刀架上,因为这些刀架位于主轴下方,下方的刀架容易被掉落的 工件卡死。 主轴上方的刀架不存在这类问题。

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窄点
窄点指两工位之间的干涉区。在 Maxim 多主轴车床上,窄点在下面两工位(1、2)和机床支座之 间。 下图所示干涉区位于下面两个纵向刀架工位的刀具和主支座之间。 铸造 支座

图示支座为固定式,用于支承下方的刀架。 图示传动杆控制纵向刀架的位置,从侧面传动纵向刀架进退。当传动杆前进到最前面的位置时, 传动杆不会碰到中央主轴的刀架滑座。 危险区出现在刀架行程的回程段时。 如下图所示,纵向刀架安装在中央主轴四周,立式支架安装在下面的铸铁支座上。 机床隔板和中央主轴支架间装有调节螺栓,该装置在机床制造厂已调节好,无需再调节。 机床隔板 中央主轴 中央主轴立式支架 中央主轴 刀架 窄点 支座

下图所示纵向刀架加工进给丝杆与每个刀架相联。 注意:仅仅扫视一下机床很难发现干涉区(碰撞点) ,机床上有很多零件,危急点被挡住了。 必须事先查看该干涉区,以免碰撞。 机床隔板 中央主轴 纵向刀架加工进给丝杆 中央主轴立式支架 窄点 支座 中央主轴 刀架

一旦发生碰撞,就必须更换 SQ1 承剪销。 什么会导致窄点碰撞? 这类碰撞常发生在刀具后移,远离主轴时。 调整时需小心,用手转一整圈以确保各刀具位置无干涉。 窄点问题常发生在未事先计划的调整时,例如要装一把长钻头,纵向刀架从切削区后退时。 纵向刀架不管在什么原因下后退,如果错误地估计其距离值,都会导致与支座的碰撞。 窄点碰撞问题很常见,至少 60%的用户碰到过。

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什么时候会发生碰撞? 当你以为你知道你在做什么的时候。通常第一次用户会很小心地避免发生窄点碰撞,一旦用户有 自信甚至过于自信以后,就会有讨厌的碰撞声从机床发出。 窄点发生碰撞后如何处理? 大多数用户不具备足够的技能来修理碰撞后的机床,应请机床制造厂的服务工程师来指导如何解 决问题,一天的费用(含工时、交通费)在$550 以上。 此外,如果碰撞导致凸轮盘损坏的话,更换一对新凸轮的费用在$750 以上。 实际的费用可能会不同,可查看窄点碰撞后的相关财务报表。 注意:在调整纵向刀架工位 1、2 时,必须考虑到窄点。 下述机床调整的各种调节,都应手动转一圈,检查窄点问题。

刀具设置
成形刀 在刀具一章中提到,成形刀是针对具体工件制造的,对工件来说是唯一的,因此其尺寸、形状各 不相同。 众所周知,刀具的切削刃设置在工件的中心线上,设置这种刀具时该怎么做呢? 调整时采取折衷的办法。如果刀刃#1 对中,刀具太低;如果刀刃#3 对中,刀具太高;折衷的办法 是调整刀刃#2 对中。 这个方案可能仍有问题,刀具如何部分高于中心线会烧损,如果刀具低于中心线一点点距离,刀 刃#3 会打颤。 如果存在这类问题,可将刀具一分为二,即用两把成形刀加工,不再用一把刀加工。

经验方法
设置成形刀时用以下经验步骤: 1.用平面仪测量棒料车削的直径底面到刀架的距离。 2.测量棒料直径,算出半径。 3.前两值相加即刀架的中心高度。 4.设置横向刀架刀具到该高度。

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5.设置成形刀时,取刀具最高或最宽部分。 用可调刀具套筒 成形刀装在可调刀具套筒时,应按以下步骤确保刀具在套筒中: 1.首先必须已经调好停止压力。 2.确保有足够的行程(接近量 0.030)完成切削。 3.往后移可调套筒,确保在用手转动转盘到最高点刀具不碰工件。 4.夹紧套筒,使其仍能随调节装置移动而不变形。 5.调节套筒时低速转动机床,成形刀前移,靠近工件。 6.一旦工件某直径光整,可测量时,机床反转,退刀。 7.测量刚加工的直径。 8.调节套筒以得到正确的直径,紧固套筒。 9.开动机床完成整个加工循环,进行最终调节。 成形刀倾角 切削刃的倾角影响切削过程。如果在用成形刀时碰到问题,改变其倾角可能有助于解决问题。改 变成形刀时需小心,倾角改变则形状改变,工件随之改变。最坏的状况是成形刀必须重磨。 改变倾角 以下要点在改变刀具倾角时可能会有用: 1.小的正倾角有助于减少颤动。 2.加工长工件时,工件可能骑上刀具,小的正倾角有助于减少这个问题。 3.减少某些刀具的倾角有助于避免崩落区烧损。

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第 13 章

复习题

1.进料门是有 6 个销子的开口弹性转盘,它起什么作用?

2.主轴刀具套筒带左旋螺纹,左旋螺纹起什么作用?

3.在设置主轴夹具时要仔细设置正确的夹头张力,为什么?

4.设置夹头张力时需用到手动长杆,并确保设置张力时留一点点间隙,为什么?

5.有两种主轴转速范围可选,举例说明为什么要选用低速齿轮?

6.如何确定哪类凸轮装在哪个位置?

7.在作新的调整时,为什么建议要手动转一整圈?

8.如何确定所有类型的凸轮和放大臂的设置是否正确?

9.加工循环时间需要多大的转角?这又称作加工行程。

10.马耳他十字装置有什么作用?

11.何时需要脱开马耳他十字装置?

129 - 109

12.脱开马耳他十字装置有什么好处?

13.如何脱开马耳他十字装置?

14.在什么转角位置可安全脱开马耳他十字装置?

15.在 150 – 360°位置脱开马耳他十字装置会发生什么情况?

16.窄点指什么?

17.纵向刀架为什么会撞上下面的支座?

18.车床上装有若干承剪销,它们有什么作用?

19.什么会导致承剪销损坏?

20.下面的两个之一纵向刀架的承剪销损坏会发生哪两种情况?

21.承剪销两端为什么要有螺纹?

22.重新安装承剪销时建议使用螺纹长杆,它起什么作用?

129 - 110

第 14 章

挡块

129 - 111

挡块用于控制工件尺寸,阻挡凸轮连杆前推。 刀架前移动作始自凸轮盘,可通过放大臂调节。运动一级级地传递,最终传递到刀架动作。挡块 是该动作的最后一环。 Euroturn 车床横向刀架上挡块的阻挡力可以通过螺栓调节,该螺栓压着嵌在铸铁座上的硬质钢垫 板。在某些车床如 Acme 车床上,挡块不适合每个主轴。 当加工工件公差要求不高,工件材质为低碳钢、铜、铝时,无需设置阻挡力。在加工硬材质工件 如 316 不锈钢时,建议采用较小的阻挡力(0.003 – 0.005) ,以确保在刀具磨损时刀架能始终保持 刀具压力。 由于常规的尺寸调节方法加工出的直径偏小 0.005 – 0.007,要在 Euroturn 车床上设置阻挡力,应 先转动车床到横向刀架的最高点(打表确定) ,刀架不在最高点设置阻挡力会导致刀架装置损坏。 扭动阻挡力调节螺栓,直到刀架拉回 0.003 – 0.004(打表指示) ,这时可以加工下一工件,尺寸应 该正确了。 挡块调节螺栓 挡块定位螺钉 硬质钢垫板 齿轮齿条传动

不同车床类型的尺寸控制 Acme 车床上有一些停止按钮用于控制尺寸。每个工位有一个停止按钮,由各刀架上的停止压杆 触发控制。 工位 1、工位 2 自滑动、工位 3 停止压杆、工位 4、工位 5 切除、工位 6

注:各停止压杆触发不同的停止按钮。 这个方法不管主轴是否与刀具工位对中都能方便地控制国际尺寸, 并有尺寸调节用锁紧螺钉螺母。 New Briton 机床也有类似装置,这种方法的优点在于能解决主轴和各个独立刀架不同心产生的问 题。停止点处有偏心套管。 从大约的尺寸调节到最终尺寸,偏心套管装置调节比 Acme 车床的尺寸调节难得多。 工位 1、工位 2 自滑动、工位 3、工位 4、工位 5 切除、工位 6

129 - 112

建议调节刀具来控制最终的工件尺寸。

在 Acme/New Briton 车床上设置挡块
前面讲过,这两种车床都允许各刀具工位进行独立的尺寸调节,在这种老式的车床上,主轴转盘 与刀架不同心很常见。 各工位使用挡块可解决这种不同心问题。 因为很容易搞混哪个挡块控制哪个特征尺寸,在这种车床上调节挡块充满了挑战。 如果错误地调节挡块会导致大的混乱,所有车间负责人不允许车床操作员调节挡块,其后果是两 个问题,不只一个。

在 Euroturn 车床上设置挡块
前面讲过不允许挡块压力超过 0.003~0.005 范围。 车床在作新的调整之前,将挡块调节螺栓从硬质钢垫板处退回很重要。 从硬质钢垫板处退回所有挡块调节螺栓以免碰撞。 如果忘记退回挡块调节螺栓会发生什么呢? 新的调整开始时,可能需要更换一个凸轮或放大臂以获得更大的行程。 这个行程的改变可能导致更长的行程和挡块压力过度,肯定存在碰撞的可能性。 调整车床时规定必须从挡块退回所有调节螺栓。

横向刀架
每个横向刀架都应分别设置。在设置横向刀架刀具的阻挡力时,应转动车床到达刀架的最高点。 注意:有些凸轮是“早进”和“早出”型式,所以应确认刀架处在最高点。 最好的方法是刀架上打表,转动车床到凸轮的停顿位置,即是刀架的最高点。 调节成形刀套筒,使工件加工尺寸小于所需尺寸 0.005~0.007,调节挡块压力调节螺栓,将刀架从 现在的位置拉回 0.003/0.004。 现在试加工一个工件,做最后的调整,用此方法调整,并考虑刀具的压力和工件的变形。

129 - 113

纵向刀架
纵向刀架的调整除了深度比所需的尺寸大 0.010 外,跟横向刀架一样。 扭动挡块调节螺栓将纵向刀架拉回至要求的深度。 切记,任何主要的刀具更换之后都需重新调整。

129 - 114

第 14 章

复习题

1.挡块起什么作用?

2.挡块是如何工作的?

3.为什么需要挡块?

4.为什么在重新调整车床时要将挡块从硬质钢垫板处退回?

5.在调整挡块时需找到最高点,最高点指什么?

6.如何找到凸轮的最高点?

7.如何调节挡块的阻挡力?

8.加工不同类型的工件需改变挡块的阻挡力吗?

129 - 115

第 15 章

Balluff 控制器
反加工装置 反抓活塞 反抓弹出 编程方法

129 - 116

Balluff 控制器是 Euroturn 车床上的另一个控制器, 它监视 3 类特征。 控制面板在车床前面右上角, 车床加工时,控制面板显示径向位置的读出数值。 Balluff 控制器又称微型控制器, 因为它仅控制反抓夹头、 反抓活塞和反加工刀架 (后面举例说明) , 它还用于控制附加的装置。在讲 Balluff 编程之前,先了解一下工件反抓装置和反加工装置。

反抓程序
反抓程序中有众多“角色” ,角色 1 是第 6 工位的纵向刀架,它的活塞驱动刀架沿导轨进退。对于 反抓操作,反抓夹头用于在工件切除时夹紧工件。 注意:夹头有多种尺寸,可能需根据工件直径更换纵向刀架的夹头。 角色 2 是第 6 工位的横向刀架,它装有切除刀。角色 3 是加装在第 6 工位横向刀架上的反加工刀 架,下例刀架上装了把钻头。并非所有工件都需要反加工,反加工的能力也有限,但它很有效。 钻头必须是左旋的,因为反抓夹头是反向旋转的。 切刀 反抓夹头 第 6 工位横向刀架 进退 第 6 工位纵向刀架 加装的反加工刀架

反向加工
要同时进行工件的切除和反加工,各角色的时序必须协调。注意,多主轴车床上的加工以径向角 度计时。Euroturn 车床有个刻度盘用角度值表示加工位置,这个位置也以数值显示在 Balluff 控制 器中。 加工在 0?- 150?之间完成。反抓和反加工操作在加工时序线的特定区间完成。这里列出的数字仅 供参考,实际的角度值可能不同。 反抓和反加工的时间由调整工程师确定,将时间值输入到 Balluff 控制器中,选择这些值时必须万 分小心。

0?- 150? ? ?
考虑到时序线从加工循环结束时开始,车床上工件加工结束的时间为 150?,它也是返程的起点, 所有刀具从工件处快速退回,主轴转盘转动,加工下一工件。 当主轴转盘转到工位 6 时,前一工件仍在反抓夹头中。

第 6 工位加装的刀架

开始于 330? ?

在返程阶段,加装的刀架及反加工刀具(本例是钻头)前移、对中,前移到预定位置。通常设置 在返程段的 330?,编程输入到 PLC 装置中。

129 - 117

第 6 工位纵向刀架

开始于 0? ?

当加工循环转到该位置时,又开始加工新的工件了,纵向刀架前移,钻头进给。由于工件与主轴 反向旋转,故应使用左旋钻头。

第 6 工位纵向刀架
在此位置时反加工结束,工件从反加工刀具处退开。

开始于 39? ?

第 6 工位加装的刀架

45?- 62? ? ?

当钻头从工件退出后,Balluff 控制器移动加装的刀架到其最大回退位置,这在加工循环的指定位 置实现,这个位置由调整工程师确定,并输入到 PLC 装置中,调整工程师必须小心选择一个安全 的位置,以确保工件退出钻头,这在 45?- 62? 之间。

工件卸下
加装的刀架上的钻头完全退回后,Balluff 控制器打开反抓夹头,反加工凸轮提供卸下工件所需的 动作行程。

第 6 工位纵向刀架

62? ?

当纵向刀架达到 62? 位置时,Balluff 控制器已退回反抓夹头,并卸下了工件,夹头又准备好反抓 下一工件了。

第 6 工位纵向刀架

102? ?

102? 值由调整工程师输入到 PLC 装置中,当加工循环到该位置时,Balluff 控制器启动反抓夹头前 移到下一工件。 虽然反抓活塞已完全前移,刀架的凸轮仍在向前进给,当凸轮达到其最前位置时,Balluff 控制器 闭合反抓夹头,夹紧工件。

工件反抓
夹头夹紧工件时,纵向刀架进入停顿期,保证工件切除时无线性移动。

第 6 工位纵向刀架

136? ?

在 136? 时,第 6 工位纵向刀架的加工循环已结束,当其他刀架继续加工时,该刀架用“早出”型 凸轮确保有足够的时间完成其他操作。

第 6 工位横向刀架

150? ?

129 - 118

由于纵向刀架已进入停顿状态,横向刀架前移到位,切除工件。加工循环结束,到达 150?,车床 再次进入返回循环,所有刀架回到起始位置,从此再次重复所有工序。

调整要素
由调整工程师确定每个特别的设置所需的正确的角度值。 应手动转一整圈来确定加工循环中各个功能所需的角度值。 这些角度值确定后,记录下这些设置值很重要,便于下次的工件调整。

工艺回顾
考虑图示工件的整个工艺,下面各图列出了 Balluff 控制器对各工序的控制。

150?

加工结束

150? 时,加工循环结束,所有刀架退离主轴,转盘转动工位。工件在工位 6 被切除,留在反抓夹 头中。

330?- 0?
330? 时,加装的反加工刀架前移,对中。在 0? 时,Balluff 控制器启动活塞,将工件向钻头前移, 以完成反加工。 如前所述,反抓过程非常复杂,需精确的时序,用 Balluff 控制器来设置。下面讲讲 Balluff 控制 器的设置: Balluff 控制器是一个 PLC (可编程控制器) 装置, 它用绝对的角度传感器来实现众多的加工能力。 把 Balluff 控制器想像成电子凸轮塔,在指定的角度设置值完成某种功能。 控制器所用大多数数据在机床厂设置,不常改变。这些机床厂设置的参数值控制一些无需调整的 加工功能。 Balluff 控制器显示加工循环的旋转角度值,转动位置也显示在机床刀具两侧的大转盘上。 转盘上显示的值是近似值,用于粗略指示,仅供参考。精确的角度值从 Balluff 控制器上查看。 Balluff 控制器通过解码器(电子反馈装置)数显,其显示值与转盘指示值理论上相同,但更精确。 精度优先时,采用 Balluff 控制器的显示值来精确指示加工循环的位置。

129 - 119

主要功能
Balluff 控制器控制反抓装置和加装的反加工刀架动作。Balluff 控制器通过一系列信息通道接收、 发出电子信号来工作,用字母 K 标记各个通道。 这些通道用于控制许多加工功能,这里仅介绍几个需更改的通道 K15、K17 和 K18,它们控制反 抓和反加工功能。 K15 = 反抓装置夹具 = 夹头开、闭 K17 = 启动辅助活塞杆动作,实现反抓功能 K18 = 控制加装的反加工刀架的进退动作

所需数据
注意:反抓装置由第 6 工位的纵向加工凸轮(通常为“早出”型凸轮)驱动前进。 编程之前,先确定反抓过程所需的各个功能的角度值,将其输入 Balluff 控制器,控制凸轮工作, 完成加工循环。 在前进过程中,Balluff 控制器发出信号启动反抓套筒套上工件,再发出一个信号闭合夹头夹紧工 件。 工件切除之后,反抓套筒退回,脱开工件。 Balluff 控制器编程通道 每次车床调整时, 必须更改 Balluff 控制器中反抓装置的设置值。 每个工件设置时, 须先画出 Balluff 通道图(后附参考样图) ,各工件的通道图以及相关布置信息应保存好,归档。 在使用反抓装置时,须小心地在 Balluff 控制器上编程,以确保与其他加工循环有正确的时序。 Balluff 控制器编程 记住以下几个需调整的通道: 15 - 控制开、闭反抓装置夹头 17 - 控制活塞的进退动作 18 - 控制反加工刀架的进退动作 通道 15:开、闭反抓装置夹头 在活塞前移时,控制器必须知道何时闭合夹头,该信息输入到通道 15。 查看该操作如何动作,确定凸轮的最高点,再编程控制夹头闭合,夹紧工件。

129 - 120

通道 17:控制活塞的进退动作 该通道控制活塞伸出到适当位置来夹紧工件,用机械挡块设置前移的距离。在 Balluff 控制器上编 程控制反抓装置在加工循环中前移到指定位置。 再观察加工循环,记录反抓凸轮最高点的角度值。如果难以确定凸轮的最高点,就用刀架上的刻 度盘物理确定凸轮的最高点。 反抓凸轮在最高点时(前进动作停止) ,记录数显的实际转角值,例如读出 116?,就将其输入到 通道 15。 注:0?- 150?为机械加工循环,150?- 0?为返程,包括主轴转盘索引。 反抓夹头闭合时,可知工件即将切除,这通常是 136?位置,设置时角度稍大一点(如 5?) ,即设 置通道 17 为 141?。 通道 18:控制反加工刀架的进退动作 主轴转盘到该位置的角度通常是 330?,启动反加工刀架到位进行切除。 在该位置工件被切除,留在夹头中。当车床到达凸轮零点,加工循环进行反加工。 反加工结束后,刀架完全退回,夹头打开,脱开工件。然后继续下一工件加工。 输入 Balluff 控制器读出的角度值。 数据 绿色 I 红色 O 加工 预设 TH H T U 教学 编程 显示 绿色 I 红色 O 输出 就绪 输出

循环 存储

Balluff 控制器上的数据按钮(Data)在左边。 绿色按钮 I 表示输入;红色按钮 O 表示输出。Data 按钮用于输入角度值。 显示按钮(Display)在右边。 绿色按钮 I 表示输入;红色按钮 O 表示输出。Display 按钮用于查看角度值。 还有 3 个数字编码按钮: 字母 H = 100 倍 则:H × 1 = 100 字母 T = 10 倍 则:T × 3 = 30 字母 U = 基本单位 则:U × 5 = 5 注:TH 按钮在该车床上不使用。

129 - 121

输出 通道编号旁有两列指示灯。 红灯表示活动的通道。 对通道编程时,所有的指示灯会关闭。

控制器时查看以下项目: 在使用 Balluff 控制器时查看以下项目:
记住,只设置通道 15,17 和 18。 为了使用 Balluff 控制器,所以必须先熟悉它。设置出错会导致很大的损坏。 1.画出 Balluff 通道图 当按所需角度值编程时,将其记录到通道图中,记录好后保存,归档供下次工件设置参考。 通道 15 通道 17 通道 18 50 140 50 115 318 355

2.只调整通道 15,17 和 18 的值,其他为出厂设置,不可更改。 3.加工/编程开关 图示开关有三种模式可选: Run = 加工模式,进行常规机加工 Program = 编程模式,用于改变参数 Teach in = 维护功能,与我们无关 4.转动开关时须确认每个人的手都远离车床,因为车床的刀架和部件可能会动作而发生危险。 5.通道选择:确定更改哪个通道。 轻按这些按钮来改变通道号。 轻按这些小按钮来改变显示的通道号,图示通道是要更改的通道之一,确认显示的通道号是否正 确。 6.车床不加工时,将开关转到编程模式。 7.在输入数值时,需注意指示通道号的红色指示灯。

129 - 122

8.输入数据: 例如通道 15:观察加工循环,50?时夹头必须打开(先于加工循环) ,115?时闭合,将这些值输入 Balluff 控制器。 输入数值时,牢记各按钮的作用。 每个按钮表示不同的角度值。 如前所述,TH 按钮未用到。 按钮用法举例: 字母 H = 100 倍 字母 T = 10 倍 字母 U = 基本单位

则:H × 1 次 = 100 则:T × 3 次= 30 则:U × 5 次 = 5

控制器上显示以上数值之和。 上面表示的数值为多少? = ______________?

Balluff 控制器练习
只设置通道 15,17 和 18。 先设置通道 15:轻按数字上下的小按钮设置为通道 15。 通道 15:开、闭反抓装置夹头 选用正确的按钮输入所需的角度值。 通道 15:绿色按钮 = 反抓装置夹头打开;红色按钮 = 反抓装置夹头闭合。 数据按钮 绿色 I 按钮 红色 O 按钮

输入 50 到绿色按钮。 输入 115 到红色按钮。 核对数值看输入正确与否。 调出通道 15,绿色按钮 = 前进动作。 在 Balluff 控制器给通道 15 输入数值 50?。 数值输入到内存中后,按绿色 I 数据输入按钮保存。

129 - 123

如下图所示输入数值 50: 050 数据按钮(Data) 绿色 I 按钮 0百 5十 0个 = = = 0 × H 5 × T 0 × U

在 50?位置夹头打开的设置步骤: 1.轻按小按钮选择通道 15。 2.按 H 按钮 0 次,T 按钮 5 次,U 按钮 0 次输入 050。 3.按绿色数据按钮保存角度值。 4.按绿色显示按钮确认该角度值。 调出通道 15,红色按钮 = 退回动作。 在 Balluff 控制器给通道 15 输入数值 115?。 数值输入到内存中后,按红色 O 数据输出按钮保存。 115 1百 1十 5个 = = = 1 × H 1 × T 5 × U

红色 O 按钮

在 115?位置夹头闭合的设置步骤: 1.轻按小按钮选择通道 15。 2.按 H 按钮 1 次,T 按钮 1 次,U 按钮 5 次输入 115。 3.按绿色数据按钮保存角度值。 4.按绿色显示按钮确认该角度值。 调出通道 15,红色按钮 = 退回动作。 按红色显示按钮确认输入值。 数据 绿色 I 红色 O 预设 TH H T U 显示 绿色 I 红色 O

数值 50 按绿色按钮输入通道 15。 数值 115 按红色按钮输入通道 15。 数值正确吗? 核对数值看输入正确与否。

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查看编程的数值
通道 15,绿色按钮 = 在 50?位置夹头打开 显示按钮 绿色 I 按钮

50

通道 15,红色按钮 = 在 115?位置夹头闭合 红色 O 按钮 115

若有错误,请核对数值。 通道 17:启动活塞的进退动作 观察加工循环,318?时活塞必须前移,设置该值,同样设置活塞退回位置 140?。 选用正确的按钮输入所需的角度值。 通道 17 = 启动活塞前移 如下图所示输入数值 318: 318 数据按钮(Data) 绿色 I 按钮 3百 1十 8个 = = = 3 × H = 300 1 × T = 10 8 × U =8 绿色按钮。

设置步骤: 1.轻按小按钮选择通道 17。 2.按 H 按钮 3 次,T 按钮 1 次,U 按钮 8 次输入 318。 3.按绿色数据按钮保存角度值。 4.按绿色显示按钮确认该角度值。 通道 17 = 启动活塞退回 如下图所示输入数值 140: 140 1百 4十 0个 = = = 1 × H = 100 4 × T = 40 0 × U =0 红色按钮。

红色 O 按钮

设置步骤:

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1.轻按小按钮选择通道 17。 2.按 H 按钮 1 次,T 按钮 4 次,U 按钮 0 次输入 140。 3.按绿色数据按钮保存角度值。 4.按绿色显示按钮确认该角度值。 通道 18:启动反加工刀架的进退动作 在名义零度值开始后续加工,当整个循环结束后,可设置早 5?即在 355?位置开始。 通道 18:绿色按钮 = 启动反加工刀架前移。 355 数据按钮(Data) 绿色 I 按钮 3百 5十 5个 = = = 3 × H = 300 5 × T = 50 5 × U =5

设置步骤: 1.轻按小按钮选择通道 18。 2.按 H 按钮 3 次,T 按钮 5 次,U 按钮 5 次输入 355。 3.按绿色数据按钮保存角度值。 4.按绿色显示按钮确认该角度值。 通道 18:红色按钮 = 启动反加工刀架退回。 050 0百 5十 0个 = = = 0 × H =0 5 × T = 50 0 × U =0

红色 O 按钮

在 45?- 62?位置退回刀架,选 50?较合适。 设置步骤: 1.轻按小按钮选择通道 18。 2.按 H 按钮 0 次,T 按钮 5 次,U 按钮 0 次输入 050。 3.按绿色数据按钮保存角度值。 4.按绿色显示按钮确认该角度值。 关闭反向倒角开关,进行加工,注意工件在哪里脱开(切除) ,在加工循环的 0?位置,活塞必须 前移,在切除之前夹紧工件。 开始加工,测试设置值,在开关转到加工模式时,确保双手远离车床。

129 - 126

Balluff 控制器通道样图
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

– 完成每个工件的调整后,与调整资料一起保存
200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 291 202 280 325 190 140 135 145 148 335 220 310 350

120 130 140 150 160 170 180 190 175

K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9

主轴转盘开锁 (加工) 开锁检查 锁紧检查 主轴转盘开锁 (手动) 切除监视区 棒料末端监视区 工作进给-快速移动 退回 退回

K10 加工停止预选择 K11 手动夹紧区 K12 退回 K13 加工时间测量 K14 退回 K15 夹紧加速 K16 螺纹功能检查 K17 活塞动作加速 K18 刀具动作加速 K19 退回加速 K20 活塞检查加速 K21 (CUCCHI 装料工位) K22 (CUCCHI 进料工位)
160 165 145 155 0 148

180

200

305 180 200 220

通道 K15,K17,K18,K20 的角度值在设置调整反抓装置时设置。 日 期 07.01.99 机 床 绘 图 PEJLA JIRI 审 核 上一页 41 下一页 43

SAY 6/32 AU
129 - 127

电气图

凸轮设置图

570086 S101 D2

页数 51 页码 42

第 15 章

复习题

1.车床调整时,可从刻度盘看到或从 Balluff 控制器读出角度值,为什么首选 Balluff 控制器?

2.每次调整时,负责人要改变哪三个通道?

3.请列出 Balluff 控制器的三个功能。

4. Balluff 控制器设置编程时要输入一些数值,下面的三个符号各表示什么? H = ______________________________________________________________________________ T = ______________________________________________________________________________ U = ______________________________________________________________________________ 5.数据按钮(data)有何作用?

6.显示按钮(display)有何作用?

129 - 128

第 16 章

闸刀开关

129 - 129

电气柜里有一组闸刀开关。 由于闸刀开关在电气柜里,所以存在一定的危险电流。 因而在处理这些闸刀开关前应先关闭车床总电源。 闸刀开关用作刀架过载的旁路开关。 不熟悉该车床的人不得改变这些开关。 开 On、关 Off 开关朝上闭合,朝下打开。 如图所示,车床内有列出每个开关 PV 编号的清单,安全起见,电线上也有编号。 通常应查看电线编号而不是 PV 编号,本章后附有 PV 编号和电线编号的参考表。注意,车床和 型号可能不同。 前面讲过,闸刀开关用作各刀架过载的旁路开关,如用于反抓装置。 正常进行反抓操作时,Balluff 微控制器在工件切除时启动伸出杆夹紧工件。不用反抓装置时,可 以关闭相应的闸刀开关,脱开第 6 工位的纵向刀架。

横向刀架
车床下面的 3 个横向刀架很可能在加工完的工件落入刀架和车床本体之间时卡住,刀架卡住时承 剪销损坏,释放应力。 承剪销损坏后,刀架内的弹簧使刀架完全退回,远离装置主轴。 加工还在继续,在下一加工循环中,该刀架因承剪销损坏,不会动作,而刀架的接近开关检测到 它不在加工位置,就会发出警报,停止加工。 正常情况下,接近开关监视每一加工循环刀架的动作。如果工件调整较特别,没有用到某个刀架, 慎重起见,打开该刀架的闸刀开关,以免接近开关报警。 打开刀架的闸刀开关后,接近开关不再检测刀架的动作,从而允许连续加工。刀架不用,车床也 不会报警。 闸刀打开后,接近开关设置的安全过载条件也不再检测。

129 - 130

PV 编号 / 电线编号
以下清单仅供参考,须知,车床不同下面的数据也不同。 PV1 电线 393 控制反抓装置 Balluff 控制器向反抓装置发出进退指令,闸刀开关打开(off) ,反抓装置脱开。 PV2 电线 394 控制攻丝离合器 这个开关控制攻丝离合器,闸刀开关打开(off) ,攻丝离合器脱开。 PV3 电线 395 控制棒材送料装置 该开关从车床启动棒材送料装置,闸刀开关打开(off) ,送料装置脱开。 PV4 电线 396 控制冷却液泵 该开关启动高压冷却液泵选购装置,闸刀开关打开(off) ,冷却液泵脱开。 PV5 电线 397 控制双送料接口 该开关启动双送料接口选购装置,约 10%的 6 轴车床、20%的 8 轴车床使用该选购装置。 PV6 电线 743 PV7 电线 744 PV8 电线 745 横向刀架工位 1 横向刀架工位 2 横向刀架工位 3

接近开关
接近开关用于检测电路闭合与否。接近开关的意思是一个物体与另一个物体处于靠近的状态。 我们常常需要知道一个物体在什么时候靠近了另一个物体。接近开关用于检测夹头是否闭合,也 用于检测刀架是否在正确的位置。

接近开关是如何工作的?
当物体靠近接近开关的设置点时,产生磁场, (电路闭合) ,发出信号到 Balluff 控制器,证实某机 械部件移动到了指定的位置。电流经两机械部件的细小间隙传递。 接近开关的突出位置接近主轴夹头上的开/闭夹头,车床需要知道主轴夹头是否闭合良好。 下图所示夹头套筒和接近开关的间隙较大,接近开关电路为开路。 电路的两部分未接触,所以是开路。 电路开路,则 Balluff 控制器知道夹头为打开状态。

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下图所示的间隙已相当小,两部分之间的磁场近得足以相互感应,闭合电路。 电路闭合,信号传到车床,说明工作良好。 如果夹头闭合失败,不管什么原因,接近开关不能闭合电路,则产生报警信号,并且停止车床。 另一处用到接近开关的位置是安装到下面的横向刀架上。 在本例中,车床在查找打开的接近开关,刀架工作正常时不会检测出问题。 注意刀架是靠弹簧装置保持张力的,如果承剪销损坏,刀架会完全弹回原位。 此时刀架靠近开关,电路闭合,Balluff 控制器报警。 Balluff 控制器将信号译码,记录刀架的位置,这样,加工过程各阶段每个刀架的位置 Balluff 控制 器全知道。 有时不想使用某个横向刀架,就脱开了它的凸轮,接近开关记录到刀架在完全退回状态,则发出 故障警报。 这时需设置适当的闸刀开关以避免接近开关产生的警报。切记,在下一工件调整时将闸刀开关复 原。 Maxim 多主轴车床上有很多接近开关,须注意的是这些开关是磁性的,切屑掉落到开关时可能会 闭合电路而引起误操作。 如前所述,如果不需用到下面的横向刀架,就设置闸刀开关消除警报。 注意:如果忘了设置闸刀开关,正好又发生了问题,例如承剪销损坏,用户将得不到保护或警报, 这会导致车床更大的故障。

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第 16 章

复习题

1.闸刀开关起什么作用?

2.如何判断闸刀开关是开(on)或关(off)?

3.如何确定哪个闸刀开关起什么作用?

4.PV 编号和电线编号哪个重要?

5.什么是接近开关?

6.接近开关是如何工作的?

7.列出车床的一个接近开关。

8.横向刀架的承剪销损坏会发生什么情况?

9.举例说明为何要断开闸刀开关。

10.新的工件调整时,可能不需用到所有的刀架,假设脱开第 2 工位的横向刀架,并断开其闸刀开 关,以便车床正常加工。两周以后进行下一工件的调整,又要用到 2 工位的横向刀架,如果忘了 设置闸刀开关会发生什么情况?

11.如果不知道承剪销损坏了会发生什么情况?

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