3.7 特殊車削加工的計(jì)算

3.7.1 車床上盤繞彈簧的計(jì)算

1.盤繞彈簧鋼絲長度的計(jì)算

（1）圓柱形螺旋彈簧長度的計(jì)算 圓柱形螺旋彈簧如圖3-27所示。

圓柱形螺旋彈簧長度的計(jì)算公式為

式中 L——整個(gè)彈簧所需要的鋼絲長度（mm）；

p——彈簧節(jié)距（mm）；

D——彈簧外徑（mm）；

d——鋼絲直徑（mm）；

N——彈簧總?cè)?shù)。

（2）錐形螺旋彈簧長度的計(jì)算 錐形螺旋彈簧如圖3-28所示。

錐形螺旋彈簧長度的計(jì)算公式為

圖3-27 圓柱形螺旋彈簧

圖3-28 錐形螺旋彈簧

2.盤繞圓柱形螺旋彈簧用心軸直徑的計(jì)算

（1）盤繞彈簧用心軸直徑的經(jīng)驗(yàn)公式

式中 D₀——心軸直徑（mm）；

D₁——彈簧內(nèi)徑（mm）；

d——鋼絲直徑（mm）。

如果用中級(jí)彈簧鋼絲，鋼絲直徑d＜1mm時(shí)，心軸系數(shù)取-0.02mm；d＞2.5mm時(shí)，取+0.02mm。當(dāng)用高級(jí)彈簧鋼絲、鋼絲直徑d＜2mm時(shí)，心軸系數(shù)取-0.02mm；d＞3.5mm時(shí)，取+0.02mm。鋼絲直徑在上述范圍外，此項(xiàng)系數(shù)可不考慮。

（2）盤繞彈簧用心軸直徑的近似公式

D₀=（0.75～0.8）D₁

如果彈簧以內(nèi)徑與其他零件相配，近似公式中的系數(shù)應(yīng)選用較大值；如果彈簧以外徑與其他零件相配，近似公式中的系數(shù)應(yīng)選用較小值。彈簧心軸直徑也可由表3-32查得。

表3-32 彈簧心軸直徑 （單位：mm）

（續(xù)）

注：1.在車床上熱盤彈簧，心軸直徑應(yīng)等于彈簧內(nèi)徑。

2.冷繞彈簧用的心軸直徑按小于彈簧內(nèi)徑選定，其差值按經(jīng)驗(yàn)決定。2級(jí)和3級(jí)精度鋼彈簧、可按本表的數(shù)據(jù)選用。

3.表中D表示彈簧外徑，d表示鋼絲直徑。

計(jì)算和查得的心軸直徑是近似的。正式繞制彈簧前，最好先進(jìn)行試驗(yàn)，即先繞2～3圈，讓其恢復(fù)釋放，然后測量內(nèi)徑是否符合要求，再根據(jù)測量結(jié)果修正心軸直徑。如果心軸直徑偏差不大，也可以利用調(diào)整對(duì)鋼絲牽引力的方法，使彈簧的直徑稍微增大或減小。

3.7.2 在自定心卡盤上車削偏心工件的計(jì)算

1.車削偏心距較小的工件

車削偏心距較?。?span id="8hbqmrp" class="italic">e≤5～6mm）的偏心工件時(shí)，可用一墊片墊在一個(gè)卡爪與工件之間即可，如圖3-29所示。墊片厚度可用下式計(jì)算：

式中 x——墊片厚度（mm）；

e——偏心工件的偏心距（mm）；

d——被卡爪夾住部分的直徑（mm）。

例如，車削直徑d=36mm，偏心距e=4mm的偏心工件，則平墊片厚度為

圖3-29 單卡爪車偏心工件時(shí)平墊片厚度的計(jì)算

2.車削偏心距較大的工件

車削偏心距較大的偏心工件時(shí)，最好用扇形墊片，如圖3-30所示。扇形墊片的厚度可用下式計(jì)算：

例如，車削直徑d=48mm，偏心距e=12mm的偏心工件，則扇形墊片厚度為

圖3-30 雙卡爪車偏心工件時(shí)扇形墊片厚度的計(jì)算

3.墊片厚度的修正計(jì)算

在自定心卡盤上車削偏心工件時(shí)，由于卡爪與工件表面接觸位置有偏差，加上墊片夾緊后的變形，用上面兩個(gè)公式計(jì)算出來的x還不夠精確，只適用于一般精度要求不太高的工件。如果工件精度要求較高，還應(yīng)進(jìn)行修正，即

x′=x+1.5Δe

式中 x′——實(shí)際墊片厚度（mm）；

x——用公式計(jì)算出來的墊片厚度值（mm）；

Δe——車削后測出的偏心距誤差（mm）。

3.7.3 車削橢圓軸和孔的計(jì)算

1.車削橢圓軸

橢圓軸可以用飛刀法進(jìn)行車削，但刀盤軸線必須與工件成一定角度α，而走刀方向與工件軸線（主軸中心線）一定，工件固定不動(dòng)。α可用下式計(jì)算：

式中 α——刀盤旋轉(zhuǎn)軸線與工件軸線之間的夾角（°）；

a——橢圓長軸（mm）；

b——橢圓短軸（mm）。

2.車削橢圓孔

有些管子在安裝時(shí)，要與基準(zhǔn)面成一個(gè)α角度，如圖3-31a所示，因此在端面上需要焊上一個(gè)安裝用的圓環(huán)。由于管子傾斜后的截面是一個(gè)橢圓，因此圓環(huán)的內(nèi)孔也應(yīng)該是一個(gè)橢圓。這個(gè)橢圓的長軸為a（a=），短軸為b（b=）。

圖3-31 飛刀車削橢圓孔

1—桿 2—小刀架

車削這種橢圓孔時(shí)，可以把圓環(huán)安裝在斜滑板上成一個(gè)α角度，如圖3-31b所示，車刀用刀排裝在主軸上旋轉(zhuǎn)，然后移動(dòng)橫滑板即可車削。α可用下式計(jì)算：

3.7.4 車削特形面的計(jì)算

1.車削雙曲面

工件夾在卡盤上，將小拖板斜置一個(gè)α角度，再在小拖板上安裝一刀排（車刀必須垂直向下安裝），如圖3-32所示。車削時(shí)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)小拖板進(jìn)給，車刀向下切入一個(gè)h，然后從B點(diǎn)移向A點(diǎn)。車削開始時(shí)刀尖與旋轉(zhuǎn)的工件輕微接觸，隨著刀尖向A點(diǎn)移動(dòng)，切削深度逐漸增加，過中點(diǎn)以后又逐漸減小，從而在工件上車出雙曲線表面。

α可用下式計(jì)算：

式中 α——小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（°）；

R——工件的半徑（mm）；

h——兩個(gè)半徑的差量（mm）；

l——工件長度的一半（mm）。

車削雙曲線內(nèi)表面的方法如圖3-33所示。其計(jì)算方法與車削雙曲線外表面的相同。

圖3-32 車削雙曲線外表面

1—工件 2—刀排

圖3-33 車削雙曲線內(nèi)表面

1—工件 2—刀排

2.車削球面

單件球體加工一般采用手動(dòng)進(jìn)給的方法。當(dāng)工件的數(shù)量較多時(shí)，可以采用多種方法，但在加工之前，必須先計(jì)算出工作尺寸L，如圖3-34所示。計(jì)算尺寸L可用下式：

式中 L——槽的右側(cè)與端面間的距離（mm）；

D——圓球直徑（mm）；

d——槽的直徑（mm）。

3.車削帶柄圓球

工件按要求裝夾在卡盤上，卸下小拖板，安裝一個(gè)帶電動(dòng)機(jī)的刀盤，刀盤旋轉(zhuǎn)軸線與工件軸線成（90°+α）角度，并把兩刀尖的距離調(diào)節(jié)好，如圖3-35所示，計(jì)算方法如下：

e=Dcosα

式中 α——刀盤應(yīng)轉(zhuǎn)角度（°）；

d——圓球柄的直徑（mm）；

D——圓球直徑（mm）；

e——兩刀之間的距離（mm）。

圖3-34 球面工件的車削

圖3-35 飛刀車削帶柄圓球

4.飛刀車整球

如果工件是一個(gè)整球，則可采用如圖3-36a所示的方法，即毛坯用兩個(gè)支撐套頂住，刀盤與主軸軸線垂直，轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤和工件即可切削。當(dāng)工件兩側(cè)面切削以后，松開支撐套，將工件轉(zhuǎn)過90°，如圖3-36b所示，再用支撐套頂住，切削另一部分。

5.車內(nèi)孔球面

較大孔內(nèi)的球面，可用如圖3-37所示的方法車削。工件1安裝在卡盤中，兩頂尖間安裝一刀排3，車刀2反裝，小刀架5上裝一推桿4，推桿兩端活絡(luò)連接。當(dāng)小刀架進(jìn)給時(shí)，車刀在刀排中轉(zhuǎn)動(dòng)，即可車出內(nèi)球面。

圖3-36 飛刀車削整球

1—已加工面 2—待加工面 3—支撐套 4—刀具 5—刀盤

圖3-37 車削內(nèi)孔球面

1—工件 2—車刀 3—刀排 4—推桿 5—小刀架

6.飛刀車端面上球面

端面上的球面可用如圖3-38所示的方法車削。刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)與工件軸線成α角度，車削時(shí)工件低速轉(zhuǎn)動(dòng)，車刀高速飛轉(zhuǎn)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成即可車出球面。α和車刀伸出長度可用下式計(jì)算：

式中 α——刀盤（或刀桿）軸線與工件軸線之間的夾角（°）；

R——球面半徑（mm）；

t——球面凸出或凹入的尺寸（mm）；

l——刀尖與刀桿旋轉(zhuǎn)中心的距離（mm）。

圖3-38 飛刀車削端面上的球面

a）車凸球面 b）車凹球面