浅析车刀中心高对螺纹加工的影响

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摘 要：螺纹加工是金属切削加工中最常用到基本操作。根据生产实践，针对车刀中心高对车削加工螺纹的影响，运用金属切削加工原理、三角几何关系、投影关系等进行了探讨和分析，阐明了车刀中心高的正确对车削加工有不可忽视的重要性。

关键词：螺纹；车削加工；车刀中心高；工件质量

在车床上加工零件时，车刀中心高正确与否，将直接影响工件加工效果，严重时会导致一大批零件不合格，致使生产效率下降。这就要求我们必须有更丰富的加工知识和精密的操作，稍有不慎就会引起产品的报废！这里需要说明的一点是：装刀――它最不容易引起人们的注意。可是，在车削螺纹时，我们在安装车刀时，不但要注意刀具的伸出长度与刚性能否满足加工需要外，也要考虑刀具的安装角度是否合理，同时还要满足刀尖严格对准工件的旋转中心这个问题。

为什么车刀刀尖要严格对准机床的旋转中心呢？笔者在工作实践中，针对车刀中心高低在生产加工中（螺纹）的影响进行了反复的观察研究，并结合金属切削加工原理进行分析探讨，得知：

一、车刀中心高对车削螺纹的影响

1.对车刀工作角度的影响

车刀安装时，中心高是否准确主要对车刀的前角和后角产生影响。如果车刀中心高没有装准，这时，定义车刀角度的参考系――切削平面和基面的位置就会发生改变。

（1）基面pr

通过切削刃上某选定点，垂直于改点主运动方向的平面称为基面。

（2）切削平面ps

切削平面是指通过切削刃上的某选定点，与过渡表面相切并垂直于基面的平面。

当车刀刀尖高于工件轴线时，车刀的主后角αo’减小，工作前角γo’增大；而当车刀刀尖低于工件轴线时，则车刀的主后角αo’增大，工作前角γo’减小。

2.车刀中心高对车刀工作角度的影响

我们知道，后角的大小主要影响刀具的强度和后刀面与工件加工表面的摩擦，前角的大小主要影响刀具的锋利程度。车刀中心高误差越大，对刀具的工作前角和工作后角影响越大。刀具的受力点也不同，磨损的速度不同，车削出工件的光洁度也不同。如果车刀中心高过高，则会造成车刀主αo’过小，从而增大刀具后刀面与工件加工表面的摩擦，加快刀具的磨损并影响工件已加工表面的质量，若主αo’过小，如为零度或负值，就会出现刀具后刀面与工件加工表面干涉，形成挤压而造成无法切削甚至发生崩刀

现象。

如果中心高过低，则造成主αo’过大、工作前角γo’过小。主后角过大使刀具的强度下降，容易造成崩刃，前角过小使刀具的锋利程度下降，切削力增大，增大切削难度。

这句话，一方面，说明刀尖高中心会因后刀面与已加工表面间的摩擦增大会引起表面粗糙度质量下降；另一方面，也说明车刀低于机床的旋转中心时，还可以减少工件的表面粗糙度。然而，车刀刀尖不对准机床的旋转中心，却会产生一定的尺寸误差。这个尺寸误差我们可以通过下面一个简单的车削剖面图来说明。

车削剖面图

三、对切削深度（ap）控制的影响

在车削螺纹时，我们会发现当排除了车床、夹具、刀具、量具等各方面因素的影响后，在我们按要求所需控制中滑板切入了所要的切削深度，但车削后检测的尺寸往往达不到要求。我们找了很多原因，如车刀角度正确，对刀正确，也按照图纸要求，大经中经都正确，到最后还是螺纹配合时还是会出现问题，究其原因，如下图分析所示：

车刀中心高对车削深度的影响

由图可知：有大、小外圆各一个，其中大D为待加工外圆直径尺寸，小d为已加工外圆直径尺寸，并且有AB长度大于CD长度。刀尖高于旋转中心AE尺寸，直径由D车到d时，测量计算即进给（D-d）/2等于图上CD长尺寸。而刀尖从A点进给（D-d）/2尺寸时，其刀尖并没有落在B点，而是落在AB上的F点，AF长度等于CD长度，即实际上已加工外圆直径还大于d，具体误差多少这与刀尖高于工件旋转中心尺寸AE和切削深度（D-d）/2和工件外径尺寸的大小有关，还与后角的大小等许多要素有关，书上有公式可以计算。举个例子：我们车削螺距是6的梯形螺纹，根据公式：我们计算出切削深度应该是70 mm，当车刀刀尖比中心略高一点时，实际的切削深度

当今数控切削机床的应用越来越广，而且加工精度比较高，在

数控车床上，要求刀具的安装严格遵守对准工件的旋转中心这一原则，否则，会引起加工误差（尺寸、形状和表面粗糙度误差）。俗话说：“磨刀不误砍柴工。”因此，我们在安装车刀时要认真一点，要细心一点，虽然花去多一点时间，但能避免不少麻烦，不仅能使加工得以顺利进行，保证加工效率，而且能获得良好的效果。

参考文献：

[1]王志远，陈为华.车工工艺与技能训练.中国矿业大学出版社，2008.

[2]邱言龙，王兵，刘继福.车工实用技术手册.中国电力出版社，2010-01.