车工高级技师岗位职责

第1篇：高级车工技师论文

高级车工技师论文

提高车床加工工效的几个途径

【摘要】 车床加工中，“三分技术七分刀”的说法，充分说明了刀具在加工中的重要地位．但即使使用同样的机床和刀具,不同操作者所完成的加工过程和结果，也是有所差异的,这便是技术水平上的差异。这种差异主要表现在对加工参数的选择与应用,以及现实施行的加工方法上面。也就是说，只有加强学习，钻研和寻找理论知识与实践经验的有效结合点，灵活运用了知识，那么在实际应用中将会发挥出意想不到的作用。

【关键词】 优化工艺方法 合理性 硬质合金 打刀 主偏角 四爪单动卡盘 半精加工 螺距 钝圆 撞车 前角 群钻 分屑槽 磨合现象 消振棱 倒棱 镗孔 刀尖角 强力切削 铁屑 过渡刃 排屑槽

在金属切削加工中,我们追求的理想状态一般是减少单件机加工工时,并尽可能使刀具耐用度提高,以达到降本增效的目的。但在实际生产中,要根据零件的材料和数量的多少,以及加工特点,进行科学合理地分析,选择优化工艺方法,才能达预期的理想状况。

一.刀具的合理选用是提高工效的最基本保障 加工材料通常分为脆性材料和塑性材料，例如碳钢类和铸铁类工件，在车削前对刀具的选择：1）刀具材料的选择：碳钢毛坯通常选用YT类硬质合金加工；铸铁类工件选用YG类硬质合金加工。但是在加工气割毛坯工件或间断切削的工件时，由于工件存在表面硬点和断续冲击的影响，有时要考虑选用韧性更好的YW类硬质合金或高速钢刀具荒车表面，以免出现“打刀”现象的发生；2）主偏角的选择：常用车刀的主偏角分45度，75度，90度等几种（以外圆刀为例），每种刀都有自己的特点，粗加工中一般采用主偏角较小的刀具，因为其刀头散热条件较好，刀尖角相对较大，刀头强度高，适合强力切削；而较大的主偏角适合台阶轴车削，其较小的径向分力，在加工刚性较差的细长工件中效果较好。但在实际加工中也有时采用各种刀具的优点混合使用，比如较大尺寸的台阶轴工件粗加工时，可用45度刀粗车(因为在批量较大的情况下45度车刀能承受更大的切削用量和切削速度，刀具寿命明显高于90度车刀)，90度刀清根的方法加工，能取得较高的效率；3）车刀刃磨角度的选择：这一点特别重要。对于同一个状况而言，几何角度的合理与否直接影响到刀具的使用寿命和加工表面质量，这要求必须遵循一个原则：合理性。我们很难将车刀刃磨得适合任何材料，或任何加工类型（指粗加或半精加工等）。通常只针对一种类型而言，如粗车45#钢棒料，为使切削轻快，增大前角可明显降低切削力，在一定范围内切削力的减小与前角的增大成正比。但过大将会事得其反，其强度的降低也和前角成正比。所以应恰当把握尺度，这便是所需要的“合理性”。刀具的各个角度之间有着密切的联系，刃磨时应综合考虑，不可片面追求刀“快”，而使事与愿违。

二．创新的思路会给工作带来展新的一面。生产过程中，各个行业均会出现问题与难点，对此我们应以积极的心态去尝试着来解决它，这样往往在某个方面想出一些巧妙的办法。包括一些常用的方法，我们都应抱有创新的心态。比如QJS180锯机防护丝母的加工中，以往都是在四爪卡盘上，每个工件在加工前必须进行找正，经过分析与尝试后，笔者采用三爪卡盘加垫片的方法替代前者，略去了找正时间，简化了整个加工过程，工作效率大大提高：

防护丝母是我公司QJS180桥式锯机丝杠部件中的一个零件，材料为HT200。其外形如图所示，由于该机的产销量大，所以零件加工工序多为中小 批量加工。

以往对于T48*7-7H的梯形内螺纹，一般是在普通车床上采用四爪卡盘装夹加工，加工前毛坯要逐个找正，费工费时。7mm的螺距，使内螺纹在车削时刀具相对工件运动速度较快，而且需要频繁进退车刀，所以使加工过程变得紧张、繁琐。稍有不慎也易进错刀，甚至会发生“撞车”现象，损坏刀具或者工件报废，因而对操作者的技术水平有相当高的要求。另者钻底孔（Ф40mm）过程劳动强度较大，操作者易于疲劳，因此对加工效率的提高带来一定困难。

针对上述不利因素，笔者在实际加工中（2003年期间）利用德州产CKD6140经济型数控车床，发挥数控加工的优势，配合自制工装进行车削，实现了加工过程的自动化，取得了理想的效果，具体改进方式如下：

1）用加垫块的方法用三爪自定心卡盘替代四爪单动卡盘装夹，简化了找正过程，节约了装夹时间。垫片厚度的计算方法可用CAD绘图法，测量出理论数值后，再在实际装夹中进行验证调整。需要注意的是未加垫片的两爪，夹紧位置应处于工件毛坯棱边边线的中间位置。用目测法校对装夹后，钻孔位置误差一般能控制在1mm左右。

2)由于工件钻通前、后钻头的走刀路线总长度是包含两个钻心高度的，所以说两种钻头的走刀路线差值，实际上是两者的钻心高度差的两倍，而不是两者钻心高度之差。这对于批量加工来说，走刀路线的缩短就意味着工作效率的提高。3）用专用钻孔工装，象装夹车刀一样固定在车床刀台上（如下图所示装配使用，本工装已发表在原《机械工人》2005年第九期上）替代人工用尾座钻孔，完全实现了自动切削的过程，把劳动强度降到最低。

上图工装的使用方法：可将一坯料装夹在卡盘上，用车床尾座钻出Ф40mm的孔，然后把上图中的工装体象装夹车刀一样装夹在刀台上。钻头找正时，要先把钻头穿过事先钻好的孔内，再去调正工装体，最终使孔、钻头、钻套、工装体内孔统一在同一轴线上来。

需要说明的是，钻套的外圆是圆柱面，与工装体的内孔是过渡配合（可用标准钻套改装成型，这样设计的目的是重磨钻头时，换装极为方便，只需折下定位螺钉，便可抽出钻头和钻套来），而工装体的制作中，先加出除内孔和销孔的其它位置后，最后镗孔。为使内孔处于理想位置，最好采用配作的方法加工：1.即把工装体安放在刀台的压刀位置上，调正、压紧；2.把钻头装夹在车床的三爪卡盘上，预留1-2mm精加工量，移动大拖板进给，钻出底孔；3.卸下钻头，换上镗孔刀，仍旧装夹在车床的卡盘上，用同样的方法精镗出内孔。并刻划出位置标记，以便在下次使用时，工装的位置仍然同制作时的位置相吻合。

以上所述加工方法，已通过多年的实践验证，是一种实用性很强的典型范例，为此类工件的加工方法展示了一条新的思路。

三．工作中多留意某些“不利现象”，正确利用它，会给工作带来很大方便。例如在车床上钻45#钢时（指较大的孔），切削易成带状，这种屑形虽然排屑顺利，但却易于伤人，不易清理。偶然在一次钻孔时，钻头前刀面出现几处较大破损，继续工作时屑形呈碎片状。分析原因是破损的主切削刃变成若干段折线，相当于磨出若干分屑槽，而且前角明显变小，因而出现这种现象。如果希望出现这种屑形，只需仿照便可以了。

四．加强理论学习，利用理论知识应用于生产是提高工效的好方法。阅读和学习大量和车床有关的书籍和资料,学习他人的一些方法和思路是开启难点的钥匙。无数同行和前辈,学者在自身的实践中,用数年甚至毕生的经验、成果定格成文章,供我们参照,这使我们在解决某些问题上寻得一条捷径,尤其是信息化时代的今天,网络成为个人成长和发展的有效平台。它如同一盏路灯,不仅拓宽我们的视野,而且在信息交流中使工作上少走很多弯路。

五．工作经验的积累和利用是提高工效一种方法。在现实生产中,操作者的新老交替大多是以师带徒的形式进行的,这种方法给徒弟不止是有积极影响的一面,一些错误的做法同样会误导徒弟,这是我们不容忽视的一个方面。这就要求我们不能人云亦云,盲目接受,要多问几个为什么,更要勇于打破传统思维方式,不仅要消化正确可行做法,甚至要形成自己的风格,锻炼成具有独立解决难题的方法和能力。这样在工作上才能有所突破。记得有个《小马过河》的故事,说河水的深浅只有勇于亲自尝试才能验证。下面是笔者在多年实践中的一个实例应用。即“磨合现象”在车刀中的应用。众所周知,机动车辆在正常使用前都有一个“磨合期”,其主要目的是消除零件在制造和装配中的各种误差,改善配合状态,以便于在后期的工作中发挥良好的作用。此期间,通常要限制负荷与车速,不能满负荷工作,通过长期的观察发现,该现象同样适用于车刀的工作状况。刀具的正常磨损分初期磨损,正常磨损和后期磨损。刃磨后的车刀,刃口上有许多锯齿状的小缺口,如果在刃磨后直接使用,切削负荷极易在这些强度薄弱的位置引起应力集中而形成早期破损,较可行的办法是用油石适当研磨车刀的各个刃口和刀面,进一步降低表面粗糙度,尽可能消除微观缺陷,钝圆刀刃。提高其抗冲击性能,这个研磨过程十分重要,相当于车刀的初期磨损。它能大大提高车刀的抗破损能力。QJS180锯机主轴是一种典型台阶轴类零件，材料为45＃钢。该件是由锻坯正火后再进行粗车的，粗车后预留半精车余量在2—4mm之间。

以前的半精车工序中，是用90°外圆车刀（注：本文所指刀具为机夹式车刀，刀片材料为硬质合金YT15）担负着除端面和倒角以外几乎全部的外圆加工，承担了主要切削任务。而45°外圆车刀仅用于车端面和倒角的过程中，起次要作用。但通过笔者不断地尝试，对半精车加工中的刀具几何角度，工艺方法等几方面做出部分改进后，不仅明显提高了加工效率，而且刀具的使用寿命也同时得到了提高。具体改进方法如下：

1）改用45°外圆车刀半精车大部分外圆（除左端Ф80和Ф150以外台阶），90°外圆车刀清根的方法加工工件。改变了两者主次关系，调整了切削用量。下表是实验后，两种刀具的切削参数的对比表：

通过上表的对比不难看出，工件在加工时转速和走刀量等参数上显著提高了。那么为何会有这么大的差别呢？

如下图所示，当车床每转进给量用线段AB表示，用矩形ABGF和ADEH分别表示90°外圆刀和45°外圆车刀的切屑厚度。不难看出，在直角三角形ABC中，直角边BC的长度必然要小于斜边AB的长度。也就是说在进给量相同的情况下，45°外圆车刀与90°车刀的切屑的厚度之比为1：2；而在背吃刀量（L）相等时，在直角三角形ADF中，直角边AD和斜边AF，分别为45°外圆车刀与90°车刀主刀刃的负荷分布长度。也就是说在同样的切削力与切削热的情况下，前者较后者有更长的散热长度和较小的表面压强。这就是刀具在主偏角改变后，刀具切削用量为何能够加大，而且刀具寿命并不降低的重要原因。但需要说明一点，工作中选择上表中切削用量的上限，刀具的寿命将处于数值的下限值。

2）在主后刀面上磨出“消振棱”，结合人工“磨合切削刃”的方法，能使加工过程的振动现象得到有效的扼制。我们知道，任何事物都存在优、缺点的两面性。45°外圆车刀虽然具有上述优点，但也同时存在不利的方面：较大的径向切削分力。而90°车刀的主要切削力方向是沿走刀方向平行于的轴线的，径向分力很小，这就是车细长轴类工件多选用较大主偏角刀具的原因。

本工件的长、径尺寸比按1130：70.5≈16：1，最细处直径为φ70.5mm。半精车余量在4mm以下，虽然工件的从外形、切削力方面分析，其刚性相对较好，但由于改进后所采用了较高的车速和径向分力较大的刀具，产生振动的倾向也增大了。所以必须首先解决切削过程中振动的产生。而采用在车刀的后刀面磨出消振棱的方法，是一种抑制振动的有效方法。

3）“磨合现象”在车刀中的应用。前者所说的“磨合现象”，笔者通过长期的实践观察笔者发现，该现象同样适用于车刀的工作状况，在此件的加工中应用后取得了令人满意的效果。

刀具的使用磨损分初期磨损，正常磨损和后期磨损。刃磨后的车刀,刃口上有许多锯齿状的小缺口，如果在刃磨后直接使用，切削负荷极易在这些强度薄弱的位置引起应力集中，而形成刀具的早期破损。较可行的办法是用油石适当研磨车刀的各个刃口及刀面,进一步降低表面粗糙度，尽可能消除微观缺陷，钝化刀刃的尖角，提高其抗冲击性能。这个研磨过程十分重要，相当于车刀的初期磨损，它能大大提高车刀的抗破损能力。据有关资料介绍，现在已有专门针对刀具作钝化处理的工艺方法。车刀在安装后的工作实际角度，会因安装误差而发生偏差，从而改变了刀具刃磨后本身的角度，这种误差会给加工造成一定影响。相信同行们会发现刚磨出的车刀，不如使用过一段时间后好用，甚至是无法正常使用。这种现象多发生在细长轴类工件的首件加工中，刚磨好的刀具常会出现明显的振动现象，造成加工面出现明显振纹，严重时甚至使加工过程被迫中止。通常这种现象会被认为是刀杆的强度低或是机床结构中某些部位间隙过大，工件刚性不足等原因所至，所以首先设法强化刀杆的强度，或是调整机床，降低车速等方法。在排除以上原因仍未得到控制时，在很大程度上就是刀具后角偏大所造成的。而依据“磨合现象”，在主后刀面磨出一个大约宽在0.2-0.4mm左右，后角为0度的消振棱，配合油石研磨刀刃后，一般能消除振动现象的发生。如果仍未消除，可采用提高车速小吃刀的方法，试切一段时间后（目的在于加速初期磨损的过程），再进行正常加工参数的切削加工，就能根除振动的发生，这就是笔者所说的“磨合现象”。这时作为消振棱的这个棱面，在切削时与工件产生磨擦所产生的反作用力，这个作用力在一定程度上会减弱或抑制了振动的发生。实践证明，振动现象一般是常发生在前

三、四件加工过程中，而通过这个“磨合”期的刀具，从理论上来说，消振棱的刃磨偏差和安装误差在此期间被磨损掉了，形成了实际存在的0度后角的消振棱，即工件与刀具之间形成了“默契”的工作关系，从而有效地抑制了振动的发生。有些书籍上也介绍过其它消除自激振动的方法，如采用消震器，但不如该方法方便实用。

4）双重后角结构，能兼顾到刃口的强度与耐用度。理论上主后刀面较为合适的后角是3°～5°左右，但由于刃磨和安装的误差，使我们很难掌握地恰到好处，而采用在后刀面上磨出消振棱的办法，只要恰当控制后刀面VB宽度（经验值VB约为0.2～0.3mm，其后角为零度）并进行适当的“磨合”，振动现象会得到有效地扼制。我们知道，适当增大后角可明显降低切削阻力，使切削变得轻快，这在手动进刀时会有明显感觉。然而较大的后角又易于产生振动，所以采用“双重后角”结构，车刀就具备了既快又耐用的特点。如果出现单纯的刀刃正常磨损，只需要拆下机夹刀片来，手工在砂轮上稍加修磨，就可再次使用。而用这种方法5）增大刀尖圆弧半径尺寸。较大的刀尖（过渡刃）能使刀具的抗冲击性及散热效果得到明显改善，而且降低了工件表面刀痕残留面积的高度，这为减小粗糙度提供了保障。当然，较大的圆弧尺寸切削力也有明显的影响，经验值是控制在R2.5-R3左右。

6）较宽的倒棱结合较大的前角，在强化刀刃的同时，对切削力的增大也不会有较大影响。由于刃口倒棱的宽度值一般是走刀量的30%-70%左右，我们选择的是较大的走刀量参数，自然也应选用较宽的倒棱宽度值，这样刃口的强度及散热能力也会随之提高。此时适当增大排屑槽的宽度和深度，使刀具前角加大，降低了切削力的同时，切削热也会明显降低，排屑变得通畅，一般铁屑呈白色的长螺旋绳状排出，在刀具使用寿命的中后期会出现微黄色，并随切削时间的增长铁屑颜色也变深，此时应及时磨刀。要不，当切屑呈深蓝色时，刀具磨损已是很严重了。此时再磨刀，就很难出现理想的切削效果了。如果刀具在采用前述方法车削时，铁屑呈现深黄色，而且是C型屑，这说明前角小，排屑槽偏浅，偏窄。在修磨排屑槽时，一定要平行于主刀刃，倒棱宽度要保持基本一致。刃倾角为0°或正值，控制切屑流向不能朝向已加工面，以免产生划伤和铁屑乱崩现象。磨刀时砂轮的圆角不能太大，否则就易磨成宽而浅的排屑槽，也就无法达到前述效果。7）加工先后顺序的改进。以前车工件时，是先从最大尺寸的台阶开始，依次向床尾方向的加工顺序进行的，其间在反复的空行程上，浪费了许多时间。由于粗加工中各台阶的长度尺寸已车好，所以工件装夹好后，完全可以从尾座至床头的加工顺序，减少了空行程中的时间消耗，工件的台阶越多，节省的时间就越多。因这种方法的加工路径基本是“顺路”加工，再用90°外圆车刀清根时，也只有很少的一段行程了。而原来的方法是多走了一个工件长度的行程。

以上改进的工艺方法，是笔者在多年的实践中得出的经验。关于“磨合理论”的说法，笔者也在后来《金属加工》杂志上找到相关论文的支持，即2009年第8期《事半功倍的新工艺刀具钝化》。在此特别说明的是，工件坯料中如有焊点，气孔，白点，弯曲过大或经过调质处理的，均不适用此方法加工。

六．车刀的安装后的工作角度会异于其刃磨角度,这种误差有时会给加工造成一定影响。相信同行们会发现刚磨出的刀不如使用过一段时间好用,甚至是无法正常使用。比如我公司某产品部件的青铜螺母加工中,T48×7的梯形内螺纹,在首件加工中刚磨好的刀具常会出现明显的振动现象,加工后的牙侧面振纹明显,无法达到图纸要求，通常这种现象会被误认为是刀杆的强度低所至,所以首先设法强化刀杆的强度,但结果并未根治这种现象的发生。而依据“磨合现象”,采用提高车速小吃刀的方法试切,或用油石研磨，加速初期磨损的过程,使主副后刀面尽快出现一个较小的VB宽度,大约在0.1mm左右,即形成消振棱后,再进行实际切削加工，这时作为消振棱的这个棱面在切削时与工件产生磨擦,所产生的反作用力，这个作用力在一定程度上会抑制或减弱了振动的发生。

另外在半精车外圆中也经常会遇到这种现象,通常会认为机床本身的刚性差或机床某些结构间隙大,多年的经验证实,真正的根源大多是刀具本身的后角相对过大,理论上较为合适的后角是2～3度,但由于刃磨和安装的误差,使我们很难掌握地恰到好处,而采用在后刀面上磨出消振棱的办法,只要恰当控制其后刀面VB宽度（外圆刀经验值为VB约等于0.2～0.3mm其后角为零度）并进行适当的“磨合”,振动现象会得到有效的扼制。

结束语 机械制造行业中，经济成本是企业重点控制的对象，而生产效率是其中的重中之重，以人工操作为主的加工类型中，人为影响的因素很多，这就突显出员工操作技能对降本增效的重本性。在车床加工中，“三分技术七分刀”的说法充分肯定了刀具在加工中和重要地位，这就要求我们在提高刀具耐用度，减少辅助时间的消耗方面引起足够重视，刀具不仅会磨，更要会用，不当的操作会大大减低刀具潜能的发挥，提高工效也成为一句空话，三分技术七分刀具的完美结合才是我们想要的理想状态。

参考文献 ：（1）《机械制造工艺学》 朱焕池主编 机械工业出版社（2）《金属切削原理与刀具》 吴林禅主编（3）《金属加工冷加工》2009年第8期 机械工业出版社（4）《机械加工工艺手册》 王先远主编 机械工业出版社

第2篇：车工高级技师论文

山东省“金蓝领”

普通车工高级技师论文

论文题目：油缸焊接式单耳后盖的加工

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油缸焊接单耳后盖的加工

摘要：

本文介绍了利用车床的加工特点，设计了一套特殊的专用加工夹具，经过复杂的加工工艺，加工油缸焊接单耳后盖，通过对后盖的加工验证，达到了使用要求，从而保证了焊接后加工单耳后盖的质量。

关键词：焊接、油缸、单耳后盖：

目录

油缸焊接单耳后盖的加工....................................................................................................2

摘要：.............................................................................................................................2 1前言：..........................................................................................................................4

1.1研究背景 ...........................................................................................................4 1.2研究目的...........................................................................................................5 2.原焊接单耳后盖的加工工艺......................................................................................5 2.1单耳后盖图纸与技术要求（图1）........................................................................5

2.2原单耳后盖组成部分 .......................................................................................6 2.3原加工工艺......................................................................................................6

.................................................................................................................................7 2.4原加工工艺分析...............................................................................................7 3 改进后新加工工艺...................................................................................................8 3.1 改进后单耳后盖组成..............................................................................................8

3.2改进后加工工艺 ...............................................................................................8 3.3改进后加工工艺分析...............................................................................................9 4.设计车加工工装..............................................................................................................10 4.1 车加工工序工艺分析............................................................................................10 4.2 设计四爪定位工装..............................................................................................10 4.结论............................................................................................................................11 致谢.....................................................................................................................................12 声明.....................................................................................................................................13

1前言： 1.1研究背景

烟台未来自动装备有限责任公司坐落于美丽的海滨城市——烟台。公司始建于1973年，是原国家机械部定点生产企业，1989年在同行业率先荣获国家二级企业称号并于2000年通过ISO9001国际质量体系认证。公司集产品研发、生产加工、经营销售、技术服务、进出口贸易为一体，是目前国内气动元器件及控制系统、腋压元件及系统、包装机械、汽车检验与维修系统的主要生产基地。公司实行董事会领导下的总裁负责制，下设：总裁管理办公室，管理部，品质工艺部，生产制造部，汽车配套事业部，销售公司，机器设备公司。公司共有90多个系列、1000 多个规格的气动、液压元器件及控制系统的产品。产品研发及非标设计加工能力在国内同行业中处于领先地位。公司产品广泛应用于冶金、化工、纺织、汽车、军工、建筑机械、橡胶机械、木工机械、玻璃制造机械等行业。公司注重生产一线工作业人员技能及素质的培养，拥有国内先进的气缸、油缸、气阀专业加工线 , 拥有 ISO 标准气缸试验检测台、油缸试验检测台等试验设施，生产现场管理实行 "5S" 管理、精益生产管理以及全面质量管理，在生产过程中运用ISO9000质量控制体系。公司在技术管理、生产、进销存、技术定额、工艺流程等方面全面运行 ERP 系统 , 建立了完善的企业信息化平台。

改制以后，在YG油缸的基础上，公司加强了油缸产品的研发力度。2003年设计了FHSG系列工程油缸，以此为起点开始向非标准化的油缸设计方向发展。在油缸产品方面，公司全力发展了专用车辆行业，形成了压缩式垃圾车配套油缸等多个系列的产品。2010年，烟台未来自动装备有限责任公司已发展成为全国最大的环卫车辆油缸供应商，产品市场占有率达到40%以上。

近几年来随着市场经济的发展国外订单逐渐增加，对于一些国内外知名企业对于油缸后盖要求严格，特别是有单耳与后盖焊接后组成的单耳后盖，由于存在焊接变形与加工后内应力释放，加工质量难于保证。

1.2研究目的本文根据单耳后盖加工工艺，提出焊接后在车加工以工装保证车加工工序质量。对于焊接单耳后盖的加工具有一定的推广价值。

2.原焊接单耳后盖的加工工艺

2.1单耳后盖图纸与技术要求（图1）

图1

2.2原单耳后盖组成部分

单耳（图2）后盖（图3）

焊接单耳后盖由单耳（图2）与后盖两部分组成（图3）

2.3原加工工艺

2.3.1单耳加工工艺

①下料：仿形割按单耳后盖外形下料，外形留量。②铣：外形与焊口，厚度留量2-3mm。③钻：内孔留量。2.3.2后盖加工工艺

① 下料：留量5mm。② 车：车成 2.3.3组件焊后加工工艺

① 电焊：将单耳与后盖焊接。

② 钻：以后盖定位台为基准，在单耳R端打中心孔。

③ 铣：以分度头夹紧后盖定位台顶尖頂紧单耳R端中心孔，铣两大面，保证厚度尺寸与行为公差。

④ 镗：以后盖底面与单耳一端面为基准镗孔保证尺寸。

图4 2.4原加工工艺分析

2.4.1原加工工艺优点

加工工序短加工效率高 2.4.2原加工工艺缺点

① 后盖与单耳焊接变形影响后盖以加工定位台精度。②影响以后盖定位台为基准加工的各尺寸行为公差。2.4.3 原加工工艺缺点经单耳与后盖焊接后检验验证

① 当后盖厚度小于20mm时，焊接后后盖平面度>0.6mm以上。② 当后盖厚度在20-50mm时，焊接后后盖平面度>0.3mm以上.③当后盖厚度在50mm以上时，焊接后后盖平面度在

由以上数据可以看出当后盖厚度大于50mm时，以上加工工艺能保证加工精度，当后盖厚度小于50mm时，难以保证加工精度。因此当后盖厚度小于50mm时应改变加工工艺。

3 改进后新加工工艺 3.1 改进后单耳后盖组成单耳（图5）后盖（图6）

改进后单耳后盖的组成部分：单耳（图5）、后盖（图6）。由以上图纸我们可以看出后盖由原来的精加工后焊接改为粗加工后精加工前焊接。

3.2改进后加工工艺

3.2.1单耳加工工艺

①下料：仿形割按单耳后盖外形下料，外形留量。②铣：外形与焊口，厚度留量2-3mm。③钻：内孔留量。3.2.2后盖加工工艺 ① 下料：留量5mm。

② 车：厚度与定位台留量1.5-2mm 3.2.3组件焊后加工工艺（图7）

① 电焊：将单耳与后盖焊接。

② 车：四爪卡盘夹紧单耳找正后盖外圆车后盖定位台

③ 钻：以后盖定位台为基准，在单耳R端打中心孔。

④ 铣：以分度头夹紧后盖定位台顶尖頂紧单耳R端中心孔，铣两大面，保证厚度尺寸与行为公差。

⑤ 镗：以后盖底面与单耳一端面为基准镗孔保证尺寸。

图7 3.3改进后加工工艺分析

3.3.1 改进后加工工艺优点

改进后新工艺将后盖精车工序安排在焊后加工能有效消除焊接变形，保证加工精度，且经过焊后车削能有效释放焊接应力，减少变形。

3.3.2 改进后加工工艺不足

焊后精车后盖经四爪找正比较麻烦，时间长，效率比较低。

以上分析我们可以看出影响新工艺的主要因素是车床装夹效率低。其解决方法是增加工装以提高装夹效率。

4.设计车加工工装

4.1车加工工序工艺分析

车加工后盖定位台就是以四爪卡盘加长爪夹紧单耳后盖组件的单耳两大面与两侧面找正后盖外圆与端面后精车后盖各尺寸，虽然能有效保证加工精度，但是由于四爪找正时夹紧面有两侧面并非平面，找正麻烦且效率低。

4.2 设计四爪定位工装

4.2.1定位工装（图8）

图8 4.2.2 定位原理

定位工装就是以定位顶尖经四爪卡盘内孔装入床头主轴，顶尖稍微弹出四爪卡盘端面，在焊接单耳后盖单耳处中心与后盖中心找正打中心孔，以两顶尖頂紧四爪卡盘辅助夹紧后盖单耳，以达到快速装夹夹紧定位，提高加工装夹效率。

焊接单耳后盖新工艺与工装实施，经多次验证有效的保证后盖各部分尺寸与行为公差精度，经工装装夹保证加工效率，值得借鉴与学习。

4.结论

油缸后盖种类很多，外观与安装形式各不 相同，通过改变加工工艺与设计工装，能有效保证加工精度，保证设备安全，高效生产。

致谢

本文是在刘建华的悉心指导下完成的，论文的选题得到了刘老师的精心指导的精心指导，使我能够按期完成论文，在此对刘老师的精心指导表示衷心的感谢。

参考文献

1.康鹏工作室主编．MasterCAM模具设计实用教程．北京：清华大学出版社，2005年 。

2.杨叔子主编 机械加工工艺师手册 中国工业出版社 2001年。3.袁哲俊主编 金属车削刀具 上海科学技术出版社 1984年。

声明

本人郑重声明：本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成毕业论文“油缸焊接单耳后盖加工”。除论文中已经注明引用的内容外，对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。

论文作者签名： 懂以水

2013年10月18日

第3篇：高级车工技师论文

高级车工技师论文

提高车床加工工效的几个途径

【摘要】 车床加工中，“三分技术七分刀”的说法，充分说明了刀具在加工中的重要地位．但即使使用同样的机床和刀具,不同操作者所完成的加工过程和结果，也是有所差异的,这便是技术水平上的差异。这种差异主要表现在对加工参数的选择与应用,以及现实施行的加工方法上面。也就是说，只有加强学习，钻研和寻找理论知识与实践经验的有效结合点，灵活运用了知识，那么在实际应用中将会发挥出意想不到的作用。

【关键词】 优化工艺方法 合理性 硬质合金 打刀 主偏角 四爪单动卡盘 半精加工 螺距 钝圆 撞车 前角 群钻 分屑槽 磨合现象 消振棱 倒棱 镗孔 刀尖角 强力切削 铁屑 过渡刃 排屑槽

在金属切削加工中,我们追求的理想状态一般是减少单件机加工工时,并尽可能使刀具耐用度提高,以达到降本增效的目的。但在实际生产中,要根据零件的材料和数量的多少,以及加工特点,进行科学合理地分析,选择优化工艺方法,才能达预期的理想状况。

一.刀具的合理选用是提高工效的最基本保障 加工材料通常分为脆性材料和塑性材料，例如碳钢类和铸铁类工件，在车削前对刀具的选择：1）刀具材料的选择：碳钢毛坯通常选用YT类硬质合金加工；铸铁类工件选用YG类硬质合金加工。但是在加工气割毛坯工件或间断切削的工件时，由于工件存在表面硬点和断续冲击的影响，有时要考虑选用韧性更好的YW类硬质合金或高速钢刀具荒车表面，以免出现“打刀”现象的发生；2）主偏角的选择：常用车刀的主偏角分45度，75度，90度等几种（以外圆刀为例），每种刀都有自己的特点，粗加工中一般采用主偏角较小的刀具，因为其刀头散热条件较好，刀尖角相对较大，刀头强度高，适合强力切削；而较大的主偏角适合台阶轴车削，其较小的径向分力，在加工刚性较差的细长工件中效果较好。但在实际加工中也有时采用各种刀具的优点混合使用，比如较大尺寸的台阶轴工件粗加工时，可用45度刀粗车(因为在批量较大的情况下45度车刀能承受更大的切削用量和切削速度，刀具寿命明显高于90度车刀)，90度刀清根的方法加工，能取得较高的效率；3）车刀刃磨角度的选择：这一点特别重要。对于同一个状况而言，几何角度的合理与否直接影响到刀具的使用寿命和加工表面质量，这要求必须遵循一个原则：合理性。我们很难将车刀刃磨得适合任何材料，或任何加工类型（指粗加或半精加工等）。通常只针对一种类型而言，如粗车45#钢棒料，为使切削轻快，增大前角可明显降低切削力，在一定范围内切削力的减小与前角的增大成正比。但过大将会事得其反，其强度的降低也和前角成正比。所以应恰当把握尺度，这便是所需要的“合理性”。刀具的各个角度之间有着密切的联系，刃磨时应综合考虑，不可片面追求刀“快”，而使事与愿违。

二．创新的思路会给工作带来展新的一面。生产过程中，各个行业均会出现问题与难点，对此我们应以积极的心态去尝试着来解决它，这样往往在某个方面想出一些巧妙的办法。包括一些常用的方法，我们都应抱有创新的心态。比如QJS180锯机防护丝母的加工中，以往都是在四爪卡盘上，每个工件在加工前必须进行找正，经过分析与尝试后，笔者采用三爪卡盘加垫片的方法替代前者，略去了找正时间，简化了整个加工过程，工作效率大大提高：

防护丝母是我公司QJS180桥式锯机丝杠部件中的一个零件，材料为HT200。其外形如图所示，由于该机的产销量大，所以零件加工工序多为中小 批量加工。

以往对于T48*7-7H的梯形内螺纹，一般是在普通车床上采用四爪卡盘装夹加工，加工前毛坯要逐个找正，费工费时。7mm的螺距，使内螺纹在车削时刀具相对工件运动速度较快，而且需要频繁进退车刀，所以使加工过程变得紧张、繁琐。稍有不慎也易进错刀，甚至会发生“撞车”现象，损坏刀具或者工件报废，因而对操作者的技术水平有相当高的要求。另者钻底孔（Ф40mm）过程劳动强度较大，操作者易于疲劳，因此对加工效率的提高带来一定困难。

针对上述不利因素，笔者在实际加工中（2003年期间）利用德州产CKD6140经济型数控车床，发挥数控加工的优势，配合自制工装进行车削，实现了加工过程的自动化，取得了理想的效果，具体改进方式如下：

1）用加垫块的方法用三爪自定心卡盘替代四爪单动卡盘装夹，简化了找正过程，节约了装夹时间。垫片厚度的计算方法可用CAD绘图法，测量出理论数值后，再在实际装夹中进行验证调整。需要注意的是未加垫片的两爪，夹紧位置应处于工件毛坯棱边边线的中间位置。用目测法校对装夹后，钻孔位置误差一般能控制在1mm左右。

2)由于工件钻通前、后钻头的走刀路线总长度是包含两个钻心高度的，所以说两种钻头的走刀路线差值，实际上是两者的钻心高度差的两倍，而不是两者钻心高度之差。这对于批量加工来说，走刀路线的缩短就意味着工作效率的提高。3）用专用钻孔工装，象装夹车刀一样固定在车床刀台上（如下图所示装配使用，本工装已发表在原《机械工人》2005年第九期上）替代人工用尾座钻孔，完全实现了自动切削的过程，把劳动强度降到最低。

上图工装的使用方法：可将一坯料装夹在卡盘上，用车床尾座钻出Ф40mm的孔，然后把上图中的工装体象装夹车刀一样装夹在刀台上。钻头找正时，要先把钻头穿过事先钻好的孔内，再去调正工装体，最终使孔、钻头、钻套、工装体内孔统一在同一轴线上来。

需要说明的是，钻套的外圆是圆柱面，与工装体的内孔是过渡配合（可用标准钻套改装成型，这样设计的目的是重磨钻头时，换装极为方便，只需折下定位螺钉，便可抽出钻头和钻套来），而工装体的制作中，先加出除内孔和销孔的其它位置后，最后镗孔。为使内孔处于理想位置，最好采用配作的方法加工：1.即把工装体安放在刀台的压刀位置上，调正、压紧；2.把钻头装夹在车床的三爪卡盘上，预留1-2mm精加工量，移动大拖板进给，钻出底孔；3.卸下钻头，换上镗孔刀，仍旧装夹在车床的卡盘上，用同样的方法精镗出内孔。并刻划出位置标记，以便在下次使用时，工装的位置仍然同制作时的位置相吻合。

以上所述加工方法，已通过多年的实践验证，是一种实用性很强的典型范例，为此类工件的加工方法展示了一条新的思路。

三．工作中多留意某些“不利现象”，正确利用它，会给工作带来很大方便。例如在车床上钻45#钢时（指较大的孔），切削易成带状，这种屑形虽然排屑顺利，但却易于伤人，不易清理。偶然在一次钻孔时，钻头前刀面出现几处较大破损，继续工作时屑形呈碎片状。分析原因是破损的主切削刃变成若干段折线，相当于磨出若干分屑槽，而且前角明显变小，因而出现这种现象。如果希望出现这种屑形，只需仿照便可以了。

四．加强理论学习，利用理论知识应用于生产是提高工效的好方法。阅读和学习大量和车床有关的书籍和资料,学习他人的一些方法和思路是开启难点的钥匙。无数同行和前辈,学者在自身的实践中,用数年甚至毕生的经验、成果定格成文章,供我们参照,这使我们在解决某些问题上寻得一条捷径,尤其是信息化时代的今天,网络成为个人成长和发展的有效平台。它如同一盏路灯,不仅拓宽我们的视野,而且在信息交流中使工作上少走很多弯路。

五．工作经验的积累和利用是提高工效一种方法。在现实生产中,操作者的新老交替大多是以师带徒的形式进行的,这种方法给徒弟不止是有积极影响的一面,一些错误的做法同样会误导徒弟,这是我们不容忽视的一个方面。这就要求我们不能人云亦云,盲目接受,要多问几个为什么,更要勇于打破传统思维方式,不仅要消化正确可行做法,甚至要形成自己的风格,锻炼成具有独立解决难题的方法和能力。这样在工作上才能有所突破。记得有个《小马过河》的故事,说河水的深浅只有勇于亲自尝试才能验证。下面是笔者在多年实践中的一个实例应用。即“磨合现象”在车刀中的应用。众所周知,机动车辆在正常使用前都有一个“磨合期”,其主要目的是消除零件在制造和装配中的各种误差,改善配合状态,以便于在后期的工作中发挥良好的作用。此期间,通常要限制负荷与车速,不能满负荷工作,通过长期的观察发现,该现象同样适用于车刀的工作状况。刀具的正常磨损分初期磨损,正常磨损和后期磨损。刃磨后的车刀,刃口上有许多锯齿状的小缺口,如果在刃磨后直接使用,切削负荷极易在这些强度薄弱的位置引起应力集中而形成早期破损,较可行的办法是用油石适当研磨车刀的各个刃口和刀面,进一步降低表面粗糙度,尽可能消除微观缺陷,钝圆刀刃。提高其抗冲击性能,这个研磨过程十分重要,相当于车刀的初期磨损。它能大大提高车刀的抗破损能力。QJS180锯机主轴是一种典型台阶轴类零件，材料为45＃钢。该件是由锻坯正火后再进行粗车的，粗车后预留半精车余量在2—4mm之间。

以前的半精车工序中，是用90°外圆车刀（注：本文所指刀具为机夹式车刀，刀片材料为硬质合金YT15）担负着除端面和倒角以外几乎全部的外圆加工，承担了主要切削任务。而45°外圆车刀仅用于车端面和倒角的过程中，起次要作用。但通过笔者不断地尝试，对半精车加工中的刀具几何角度，工艺方法等几方面做出部分改进后，不仅明显提高了加工效率，而且刀具的使用寿命也同时得到了提高。具体改进方法如下：

1）改用45°外圆车刀半精车大部分外圆（除左端Ф80和Ф150以外台阶），90°外圆车刀清根的方法加工工件。改变了两者主次关系，调整了切削用量。下表是实验后，两种刀具的切削参数的对比表：

通过上表的对比不难看出，工件在加工时转速和走刀量等参数上显著提高了。那么为何会有这么大的差别呢？

如下图所示，当车床每转进给量用线段AB表示，用矩形ABGF和ADEH分别表示90°外圆刀和45°外圆车刀的切屑厚度。不难看出，在直角三角形ABC中，直角边BC的长度必然要小于斜边AB的长度。也就是说在进给量相同的情况下，45°外圆车刀与90°车刀的切屑的厚度之比为1：2；而在背吃刀量（L）相等时，在直角三角形ADF中，直角边AD和斜边AF，分别为45°外圆车刀与90°车刀主刀刃的负荷分布长度。也就是说在同样的切削力与切削热的情况下，前者较后者有更长的散热长度和较小的表面压强。这就是刀具在主偏角改变后，刀具切削用量为何能够加大，而且刀具寿命并不降低的重要原因。但需要说明一点，工作中选择上表中切削用量的上限，刀具的寿命将处于数值的下限值。

2）在主后刀面上磨出“消振棱”，结合人工“磨合切削刃”的方法，能使加工过程的振动现象得到有效的扼制。我们知道，任何事物都存在优、缺点的两面性。45°外圆车刀虽然具有上述优点，但也同时存在不利的方面：较大的径向切削分力。而90°车刀的主要切削力方向是沿走刀方向平行于的轴线的，径向分力很小，这就是车细长轴类工件多选用较大主偏角刀具的原因。

本工件的长、径尺寸比按1130：70.5≈16：1，最细处直径为φ70.5mm。半精车余量在4mm以下，虽然工件的从外形、切削力方面分析，其刚性相对较好，但由于改进后所采用了较高的车速和径向分力较大的刀具，产生振动的倾向也增大了。所以必须首先解决切削过程中振动的产生。而采用在车刀的后刀面磨出消振棱的方法，是一种抑制振动的有效方法。

3）“磨合现象”在车刀中的应用。前者所说的“磨合现象”，笔者通过长期的实践观察笔者发现，该现象同样适用于车刀的工作状况，在此件的加工中应用后取得了令人满意的效果。

刀具的使用磨损分初期磨损，正常磨损和后期磨损。刃磨后的车刀,刃口上有许多锯齿状的小缺口，如果在刃磨后直接使用，切削负荷极易在这些强度薄弱的位置引起应力集中，而形成刀具的早期破损。较可行的办法是用油石适当研磨车刀的各个刃口及刀面,进一步降低表面粗糙度，尽可能消除微观缺陷，钝化刀刃的尖角，提高其抗冲击性能。这个研磨过程十分重要，相当于车刀的初期磨损，它能大大提高车刀的抗破损能力。据有关资料介绍，现在已有专门针对刀具作钝化处理的工艺方法。车刀在安装后的工作实际角度，会因安装误差而发生偏差，从而改变了刀具刃磨后本身的角度，这种误差会给加工造成一定影响。相信同行们会发现刚磨出的车刀，不如使用过一段时间后好用，甚至是无法正常使用。这种现象多发生在细长轴类工件的首件加工中，刚磨好的刀具常会出现明显的振动现象，造成加工面出现明显振纹，严重时甚至使加工过程被迫中止。通常这种现象会被认为是刀杆的强度低或是机床结构中某些部位间隙过大，工件刚性不足等原因所至，所以首先设法强化刀杆的强度，或是调整机床，降低车速等方法。在排除以上原因仍未得到控制时，在很大程度上就是刀具后角偏大所造成的。而依据“磨合现象”，在主后刀面磨出一个大约宽在0.2-0.4mm左右，后角为0度的消振棱，配合油石研磨刀刃后，一般能消除振动现象的发生。如果仍未消除，可采用提高车速小吃刀的方法，试切一段时间后（目的在于加速初期磨损的过程），再进行正常加工参数的切削加工，就能根除振动的发生，这就是笔者所说的“磨合现象”。这时作为消振棱的这个棱面，在切削时与工件产生磨擦所产生的反作用力，这个作用力在一定程度上会减弱或抑制了振动的发生。实践证明，振动现象一般是常发生在前三、四件加工过程中，而通过这个“磨合”期的刀具，从理论上来说，消振棱的刃磨偏差和安装误差在此期间被磨损掉了，形成了实际存在的0度后角的消振棱，即工件与刀具之间形成了“默契”的工作关系，从而有效地抑制了振动的发生。有些书籍上也介绍过其它消除自激振动的方法，如采用消震器，但不如该方法方便实用。

4）双重后角结构，能兼顾到刃口的强度与耐用度。理论上主后刀面较为合适的后角是3°～5°左右，但由于刃磨和安装的误差，使我们很难掌握地恰到好处，而采用在后刀面上磨出消振棱的办法，只要恰当控制后刀面VB宽度（经验值VB约为0.2～0.3mm，其后角为零度）并进行适当的“磨合”，振动现象会得到有效地扼制。我们知道，适当增大后角可明显降低切削阻力，使切削变得轻快，这在手动进刀时会有明显感觉。然而较大的后角又易于产生振动，所以采用“双重后角”结构，车刀就具备了既快又耐用的特点。如果出现单纯的刀刃正常磨损，只需要拆下机夹刀片来，手工在砂轮上稍加修磨，就可再次使用。而用这种方法5）增大刀尖圆弧半径尺寸。较大的刀尖（过渡刃）能使刀具的抗冲击性及散热效果得到明显改善，而且降低了工件表面刀痕残留面积的高度，这为减小粗糙度提供了保障。当然，较大的圆弧尺寸切削力也有明显的影响，经验值是控制在R2.5-R3左右。

6）较宽的倒棱结合较大的前角，在强化刀刃的同时，对切削力的增大也不会有较大影响。由于刃口倒棱的宽度值一般是走刀量的30%-70%左右，我们选择的是较大的走刀量参数，自然也应选用较宽的倒棱宽度值，这样刃口的强度及散热能力也会随之提高。此时适当增大排屑槽的宽度和深度，使刀具前角加大，降低了切削力的同时，切削热也会明显降低，排屑变得通畅，一般铁屑呈白色的长螺旋绳状排出，在刀具使用寿命的中后期会出现微黄色，并随切削时间的增长铁屑颜色也变深，此时应及时磨刀。要不，当切屑呈深蓝色时，刀具磨损已是很严重了。此时再磨刀，就很难出现理想的切削效果了。如果刀具在采用前述方法车削时，铁屑呈现深黄色，而且是C型屑，这说明前角小，排屑槽偏浅，偏窄。在修磨排屑槽时，一定要平行于主刀刃，倒棱宽度要保持基本一致。刃倾角为0°或正值，控制切屑流向不能朝向已加工面，以免产生划伤和铁屑乱崩现象。磨刀时砂轮的圆角不能太大，否则就易磨成宽而浅的排屑槽，也就无法达到前述效果。7）加工先后顺序的改进。以前车工件时，是先从最大尺寸的台阶开始，依次向床尾方向的加工顺序进行的，其间在反复的空行程上，浪费了许多时间。由于粗加工中各台阶的长度尺寸已车好，所以工件装夹好后，完全可以从尾座至床头的加工顺序，减少了空行程中的时间消耗，工件的台阶越多，节省的时间就越多。因这种方法的加工路径基本是“顺路”加工，再用90°外圆车刀清根时，也只有很少的一段行程了。而原来的方法是多走了一个工件长度的行程。

以上改进的工艺方法，是笔者在多年的实践中得出的经验。关于“磨合理论”的说法，笔者也在后来《金属加工》杂志上找到相关论文的支持，即2009年第8期《事半功倍的新工艺刀具钝化》。在此特别说明的是，工件坯料中如有焊点，气孔，白点，弯曲过大或经过调质处理的，均不适用此方法加工。

六．车刀的安装后的工作角度会异于其刃磨角度,这种误差有时会给加工造成一定影响。相信同行们会发现刚磨出的刀不如使用过一段时间好用,甚至是无法正常使用。比如我公司某产品部件的青铜螺母加工中,T48×7的梯形内螺纹,在首件加工中刚磨好的刀具常会出现明显的振动现象,加工后的牙侧面振纹明显,无法达到图纸要求，通常这种现象会被误认为是刀杆的强度低所至,所以首先设法强化刀杆的强度,但结果并未根治这种现象的发生。而依据“磨合现象”,采用提高车速小吃刀的方法试切,或用油石研磨，加速初期磨损的过程,使主副后刀面尽快出现一个较小的VB宽度,大约在0.1mm左右,即形成消振棱后,再进行实际切削加工，这时作为消振棱的这个棱面在切削时与工件产生磨擦,所产生的反作用力，这个作用力在一定程度上会抑制或减弱了振动的发生。

另外在半精车外圆中也经常会遇到这种现象,通常会认为机床本身的刚性差或机床某些结构间隙大,多年的经验证实,真正的根源大多是刀具本身的后角相对过大,理论上较为合适的后角是2～3度,但由于刃磨和安装的误差,使我们很难掌握地恰到好处,而采用在后刀面上磨出消振棱的办法,只要恰当控制其后刀面VB宽度（外圆刀经验值为VB约等于0.2～0.3mm其后角为零度）并进行适当的“磨合”,振动现象会得到有效的扼制。

结束语 机械制造行业中，经济成本是企业重点控制的对象，而生产效率是其中的重中之重，以人工操作为主的加工类型中，人为影响的因素很多，这就突显出员工操作技能对降本增效的重本性。在车床加工中，“三分技术七分刀”的说法充分肯定了刀具在加工中和重要地位，这就要求我们在提高刀具耐用度，减少辅助时间的消耗方面引起足够重视，刀具不仅会磨，更要会用，不当的操作会大大减低刀具潜能的发挥，提高工效也成为一句空话，三分技术七分刀具的完美结合才是我们想要的理想状态。

参考文献 ：（1）《机械制造工艺学》 朱焕池主编 机械工业出版社（2）《金属切削原理与刀具》 吴林禅主编（3）《金属加工冷加工》2009年第8期 机械工业出版社（4）《机械加工工艺手册》 王先远主编 机械工业出版社

第4篇：车工 数控车工高级技师论文

车床钻攻六方螺母专用夹具的革新

摘要：设计制造该专用夹具适合在普通车床上加工中小批量TS300拖拉机专用左旋螺母内螺纹，解决了因机床的卡盘与尾座不会自动动作而反复停车装夹工件和拖动尾座的问题。

关键词: 普通车床 左旋螺母 钻攻夹具 不停车更换工件

丝攻卡具 传动误差 提高工效 降低劳动强度 普通车床，一般价格低廉，深受广大用户的欢迎，但其卡盘不会自动夹紧、尾座也不会自动进给，当使用该机床批量加工TS300拖拉机专用左旋螺母内螺纹时，必须反复装夹工件和拖动尾座，不但工作效率低下，而且增加了工人的劳动强度，本人为克服以上弊端，设计制作了六方螺母连续钻孔、攻丝夹具一套。

1、左旋六方螺母结构特点及工艺分析

左旋六方螺母是TS300型拖拉机前拉杆固定专用螺母，如下图1所示：

图1 左旋螺母

该螺母材料为冷锻毛坯，内孔有两毫米的加工余量，并带有内锥，加工时需先用钻头钻去两毫米的余量,然后用机攻丝锥攻丝完成。传统加工方法是把螺母夹持在卡盘上，钻头或丝锥安装在尾座套筒上，加工完工件后，退出尾座，从卡盘上卸下螺母，再安装下一件毛坯，这样反复操作，耗时耗力。

2、六方螺母专用夹具设计与分析

六方螺母专用夹具是结合六方螺母的自身特点和加工工艺需要量身制定的，该夹具结构形状如下图所示：

图2 六方螺母钻攻夹具

整个夹具是由导向槽部分和废刀杆焊接而成。

2（1）T形型导向槽

该T型导向槽作用为工件毛坯的输送通道，整体由45号钢加工制作，为了便于输送工件，在导向槽的尾部上方开有一个上料缺口。前方槽口部位和后方Φ18的圆孔便于夹具的找正和工作中钻头与丝锥的进入和越位，槽宽和槽高与六方螺母自身形状尺寸相同，只是稍有间隙便于螺母在槽内滑动，并且槽对工件有定位的作用。根据工件的工艺特点与夹具的结构特点，该夹具可限制工件五个自由度，只有径向的移动没有限制，因为需要连续输送更换工件，所以工件应能在槽内灵活的径向移动。在加工过程中，夹具的中心线与机床主轴轴线等高，工件在夹具槽中由钻头或者丝攻前端的导向锥利用螺母本身的底孔自动定心，因此工件在连续加工过程中不用考虑工件的找正问题。

（2）Φ18圆形孔

该孔既是夹具的找正孔，同时也是钻头和攻丝的对正孔和越程孔，当钻头或丝锥切削部分越过该孔后方可退刀。

3、丝攻卡头结构分析与作用

在攻制内螺纹时，为了防止由机床丝杠与丝锥之间产生的传动误差，造成螺纹乱扣现象的发生，设计制作了专用丝攻卡头，如下图3所示，图3 丝攻卡具装配图

1、套筒

2、卡头

3、圆柱销

4、紧固螺钉

5、丝锥

（1）零件1套筒，为了使丝攻卡具装夹牢固，不使套筒在攻制螺纹时与卡盘发生打滑现象，所以采用45号钢32×32六方材料车制而成，它即是卡具的安装套，又是卡头的导向套，它和卡头的配合应有合适的间隙。在套筒上铣有长10毫米宽6毫米的豆形槽，用以与件3圆柱销配合使用。

（2）零件2卡头，主要用于夹持丝锥，用45号钢车制，该零件最好热处理淬火。

（3）零件3圆柱销，采用标准件，该圆柱销与卡头为过盈配合，起到带动卡头旋转的作用并与套筒上的长10毫米，宽6毫米的豆形槽相配合，能使卡头在套筒内有4毫米的轴向窜动，用以消除传动误差，防止乱扣。

（4）零件4紧固螺钉，主要起到紧固丝锥的作用。

4、钻孔时夹具工作过程

工作前专用钻攻夹具在刀架上安装找正，然后用三爪自定心卡盘夹紧直柄钻头后对正夹具，启动机床后，在夹具的导向槽内放入工件，4 使其基本对正导向孔，使钻头切削穿过工件后，大滑板横向移动退刀，然后在夹具导向槽内送入第二个工件，并顶出第一个工件，开始第二个工件的加工，如此循环操作。在更换工件期间机床主轴不需要停车，直至钻削加工完一定数量的六方螺母。

5、攻丝时夹具工作过程

首先用三爪自定心卡盘卡紧丝攻卡头后对正工件夹具，对刀完毕后，在专用夹具导向槽中送入已钻好孔的六方螺母，粗略对正后，即可攻丝，由于工件为左旋螺纹，所以机床主轴应反转时切削，当丝锥的切削部分穿过越程孔后，主轴正转退刀。滑板返程后，在T型导向槽内送入第二个工件同时顶出第二个工件，在主轴反转的同时，开始加工第二个工件，如此循环即可。

6、加工时须注意的问题

（1）由于该夹具工作效率较高，所以应充分冷却刀具，在攻制内螺纹时，由于主轴反复换向造成主电机发热，应采取冷却措施。

（2）找正时除用对刀孔对中心高外，注意保持夹具基准面与主轴轴线垂直。

（3）该夹具只能批量钻孔或者批量攻丝分离操作，若想实现钻攻结合连续动作可制作钻攻复合刀具。

（4）左旋螺母攻丝时卡盘应先反转，攻完螺纹后，停转，再正转退出。

（5）攻丝时和退出丝锥时，主轴旋转速度要必须保持恒定，以防螺纹导程不正确造成螺纹乱扣。

7、结论

（1）、使用了革新制作的夹具后，由工件转动改为刀具转动，而工件在夹具中不再转动，形成刀具与工件的位置置换，可实现不停车更换工件，省去了工件装夹的时间，降低了劳动强度，提高工作效率4倍。

（2）、该夹具结构简单，且易于制作，如加工其他小型零件钻攻工序可在原形状的基础上略加改造即可，造价低廉，易于推广。

8、参考文献：

（1）郑焕文，王宛山,《机械制造工艺学》.沈阳:东北工学院出版社，1988（2）王先透,《机械制造工艺学》.北京:清华大学出版社，1989（3）孙健，曾庆福,《机械制造工艺学》.北京:机械工业出版社，1989（4）陈日耀,《金属切削原理》.北京:机械工业出版社，1991（5）潘逊.《提高细长轴加工精度的措施》.《有色冶金节能》，2001（6）庞学慧，辛志杰.《细长轴的轴向夹拉车削工艺》.《机械制造》，1997（7）黄天铭,《机械制造工艺学》.重庆:重庆大学出版社，1998（8）顾崇衔,《机械制造工艺学》.西安:陕西科学技术出版社，1989（9）韩荣第，郭建亮,《细长杆车削浅析》,《机械研究与应用》，2004（10）王公安,车工工艺学，中国劳动社会保障出版社，2005年6月第4版，2006年1月第3次印刷

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