C1325单轴六角自动车床调整卡片的设计与编制

哈尔滨量具刃具集团有限责任公司 （黑龙江 150040） 周 萍

自动车床调整卡片是调整机床所必须的工艺档，它不仅是体现设计者思路的一种文档，还是凸轮制造、机床调整、凸轮磨损后修复的唯一依据。下面用实例具体说明C1325单轴六角自动车床调整卡片（见附表）的设计与编制。

1.填写卡片

画好零件简图，填写C1325单轴六角自动车床调整卡片，设计工艺方案、布置刀夹具、绘制各工步刀架运动简图。为了提高生产率通常应尽量采用多刀同时加工，一般情况下，车大外圆和钻孔往往是同时进行的；考虑到台阶轴加工余量较大分两次加工。工艺方案：送料→钻定中心孔→车大外圆及钻孔→粗车台阶轴→精车台阶轴→切断(加工结束)。

2.转速n主及主运动速度挂轮（变速箱交换齿轮）A、B

（1）选择切削速度v 依据机床说明书切削用量及推荐切削速度表选择v车=30m/min。

调整卡片

（2）定主轴转速n主由n=1000v/πD (D 为加工直径）即可算出车大外圆φ17.8mm主轴转速n车=537r/min，粗车台阶轴φ11.5mm主轴转速n粗=831r/min，精车台阶轴φ10mm主轴转速n精=955r/min。由机床说明书主轴转速表选各工步相接近的主轴转速：n主车=543r/min，n主粗=823r/min，n主精=973r/min，取主轴转速n主=n主精=973r/min，由此可算出实际切削速度v实=30.5m/min。

（3）确定主运动速度挂轮A、B、C、D 由机床说明书主轴转速表，根据主轴转速n主=973r/min即可查得相应主运动速度挂轮A=31、B=47。因无螺纹加工，故不必应用挂轮C、D。

（4）验算钻孔的切削速度v钻由于钻孔主轴转速与车大外圆时相同，但孔径比外圆直径小，所以须验算钻孔的切削速度, v钻=15.3m/min比常用的切削用量略低，但因工件生产率已足够高，故暂按钻头不转动方案设计调整卡片。

3.各工步的进给量f

选择进给量必须与工艺方案结合起来考虑，尤其对复杂的零件。当回转刀架的六个刀具孔全部使用时，横刀架用的低速与返车的变换要特别注意选择。考虑工件的尺寸精度、表面粗糙度、加工余量等因素，结合生产经验，参照机床说明书推荐进给量，经修正选钻定中心孔f定=0.04mm/r、f车=0.03mm/r、f粗=0.03mm/r、f精=0.03mm/r、切断工件f切=0.015mm/r。

4.各工步的工作行程长度L

工作行程也就是刀具行程或凸轮行程，它包括刀具的工作行程和非工作行程。当刀具由快速趋近转为工作进给时，为了避免回转刀架换位时与工件产生碰撞，应在刀刃距加工表面一定距离Δ时，就转入工作进给，此距离Δ称为切入留量，一般纵向车削时取0.5～1mm，横向车削时取0.2～0.5mm；平端面预留加工余量0.5mm，由此L定=3mm、L车=15mm、L粗=L精=6mm、L切=9.5mm。

5.各工步所需主轴转速n及空行程角度∑α空

计算主轴转速的目的是为了计算每个工步所需的基准主轴转速，分配各工步工作行程角度(凸轮角度)，计算出每工件所需时间。由每工步所需的主轴转速n=L/f可知：n定=75r/min、n车=500r/min、n粗= N精=200r/min、n切=634r/min，则每工件所需主轴转速∑n=1609r/min。

一个工作循环中空行程所需角度，即循环中不进行切削的辅助动作，如送夹料、转位、主轴变速及刀架快进快退所需的角度。通常换位一次取12°，送料取12°，切断刀快速退回取10°，则∑α空=82°。

6.转速换算系数K值及所需基准主轴转数n需，分配各工步工作行程角度α工

（1）计算转速换算系数K值 由于各工步所选的主轴转速不同，为了便于计算各工步应占的凸轮角度，宜将各工步的主轴转速折算成相当于同一个基准主轴转速（n基）时的主轴转速，这个折算系数就是K。K=基准主轴转速/本工步主轴转速，在主轴转速中，建议选取出现次数多的转速作为基准主轴转速。取粗车外圆主轴转速为基准主轴转速，即n基=823r，则K车=1.52、K粗=1、K精=0.846。

（2）计算各工步所需基准主轴转数n需由n需=Kn可知： n需车= K车n车=760r/min、n需粗=200r/min、n需精=169r/min，一般切断时K切推荐值1～1.5，取K切=1.2，n需切=761r/min，各工步所需基准主轴转数总和∑n需=1890r/min。

（3）分配各工步所占凸轮角度α工各工步所占凸轮角度α工是在扣除空行程所占角度∑α空后剩余的凸轮角度按所需基准主轴转速的比例来分配的。通常分配给钻定中心孔工作行程角度α定=12°，则所剩其他各工步工作行程角度之和∑α工剩=360－∑α空－α定=266°。

由凸轮角度α工=本工步所需基准主轴转数×工作行程总角度/各工步所需基本主轴转数总和，计算出各工步行程角度：α工车=107°、α工粗=28°、α工精=24°、α工切=107°

（4）各工作行程角度的修正 通常切断刀切断工件所用角度在100°左右，车大外圆加工余量小，φ5mm孔还有扩孔、铰孔工序，故工作行程角度可适当减少，将上述节省角度补偿给切削余量较大的粗车台阶轴及表面粗糙度要求较高的精车台阶轴工序，即α工车=85°、α工粗=42°、α工精=40°、α工切=99°。修整后∑α空+∑α工=360°符合凸轮角度设计原则。

7.凸轮上的起止角度及凸轮半径R

把工作行程和空行程所需角度从0°开始按顺序排列起来，从送料开始到切断刀退离棒料时为止，凸轮必然是从0˚转至到360˚。

凸轮的半径主要是根据工作行程长度L，每工作行程结束时六角头与端面间的距离及凸轮毛坯的尺寸参数来确定的。在确定凸轮半径时，应尽量采用较大的半径，可以减小工作的压力角或使快退等空行程所占的角度较少；同时也有利于凸轮制造（减少金属切削量），取Rmax＝119.5mm，由此就可以确定各工作行程起、终点的凸轮半径，R车终=R粗终=R精终=119.5mm，R车起=104.5mm、R粗起=R精起=113.5mm。根据经验：各工步工作行程完成后，回转刀架换位时凸轮直径需缩回2～10mm；下一工步工作行程开始时，凸轮直径需伸长2～5mm，由此确定其他各工步起、终点凸轮半径取值：R送料=105.5mm、R定起=107.5mm、R定终=110.5mm、R换位1=R换位2=R换位5=100.5mm、R换位3= R换位4=110mm。

最后确定单件时间t及分配轴挂轮a、b、c、d：生产率A=基本主轴转数/每工件所需主轴转数=0.51件/min，单件时间t=60/A=117.6s，按机床说明书分配轴每转时间表选用相接近的单件时间，由此确定分配轴挂轮a=27，b=80，c=63，d=45。

8.结语

依据机床说明书的提示来编写完成的调整卡片，不一定是好的设计作品，本设计方法虽经过生产验证收到了令人满意的效果，但按优秀的设计作品要求还存在距离，有待于更深入更有效的完善。