在圆柱面上进行刻线操作方法详解

刻线是用刻线刀具在静态下，利用纵向工作台（或横向）移动和圆周分度（或直线移距分度），在工件表面刻出要求的线条。现以图5-18所示零件（45钢）为例介绍在圆柱面上刻线的操作方法。

1.刻线刀具的刃磨与安装

刻线刀具可利用废刀具（立铣刀、中心钻、锯片铣刀）或高速工具钢车刀及硬质合金刀杆等磨制而成。

（1）刻线刀具的几何角度刻线刀具一般前角γ_o≈0°～8°、刀尖角ε_r=45°～60°、后角α_o≈6°～10°，如图5-19所示。

图5-18 刻线零件

图5-19 刻线刀具的几何角度

（2）刻线刀具的刃磨 刻线刀具可在普通砂轮机上刃磨，高速工具钢刀具在氧化铝（白色）砂轮上磨削；硬质合金刀具在碳化硅（绿色）砂轮上磨削。刃磨的步骤和要求如下：刃磨刀尖角左面时，两手握刀体，右手在前，左手在后，前刀面向上，刀体左侧面与砂轮圆周面相交成约25°夹角，刀体自然向上倾斜8°左右，使之磨成ε_r/2=25°、后角α_o=8°。刃磨时适当用力使刀头的主后面与砂轮圆周接触，再左、右缓慢移动，刃磨出后刀面，同时磨出刀尖左面，如图5-20a所示。刃磨刀尖角右面时，两手握刀体，左手在前，右手在后，前刀面向上，刀体右侧面与砂轮圆周面相交成约25°夹角，刀体自然向上倾斜8°左右，如图5-20b所示。刃磨方法与磨左面相同。刃磨前刀面时，两手握刀体，左手在前，右手在后，刀体水平放置，前刀面靠向砂轮圆周面，使柄部向前倾斜约7°夹角，适当用力，磨出前刀面，如图5-20c所示。磨石修磨，为了提高刃口质量，刀具刃磨后，用磨石修磨前、后刀面。修磨时，在磨石上放少量润滑油。

图5-20 刻线刀具的刃磨步骤

（3）刃磨的要求 前、后刀面平直，角度准确，刀尖对称刀杆中心。刃口锋利，刀尖不允许有崩刃、钝口、退火等现象。

（4）刃磨的注意事项 起动砂轮时，应避开旋转的砂轮，待运转正常后进行刃磨。刃磨时，要拿稳刀体，用力不能过猛，防止发生工伤事故。戴好防护眼镜。

图5-21 刻线用刀夹

（5）安装刻线刀具 卧式铣床可用如图5-21所示刀夹安装刀具。先把刀夹安装在刀杆上，然后将刻线刀插入方孔内，用螺钉紧固。通常也可将刻线刀用垫圈直接夹紧在铣刀杆上。立式铣床可用铣夹头、弹性套，将由废旧立铣刀等改制成的刻线刀具，安装在立铣头的主轴孔中。

2.圆柱面工件的刻线

根据图5-18所示零件的要求，现确定在X6132卧式万能铣床上加工，加工步骤如下。

（1）刻线刀具的安装 采用“正方形高速工具钢车刀条，即宽度为12mm、长度为100mm的正方形高速工具钢车刀条，安装在ϕ32mm长刀杆上，并用垫圈扳紧，如图5-22a所示。主轴转速调整到最低挡，并将主轴换向开关转换至“停止”位置。

（2）工件的装夹与找正 将F11-125型分度头水平安置，找正分度头主轴轴线与工作台面平行，并与纵向工作台进给方向平行，找正方法见单元六。工件用自定心卡盘装夹，找正圆柱表面的径向圆跳动小于0.03mm即可。

图5-22 刻线刀的安装与刻线

（3）分度计算与分度叉的调整 分度计算现要求刻60等分线条，根据公式计算分度手柄转数。

n=40/z=40/60r=2/3r=44/66r(www.xing528.com)

即每刻一条线后，分度手柄应在66孔圆上转过44个孔距。调整分度叉先将分度定位销调整在66孔圈的位置上，然后调整两分度叉之间孔数为45个孔。

图5-23 划中心线

（4）刻线方法 在工件的圆柱面上划出中心线。划线时先将游标高度尺调整到125mm，在工件的一侧划出一条线，在另一侧也划出一条线，然后将分度头转过180°，用高度尺再重划一次，如图5-23所示。如两次划出的线重合，说明画线已准，如不重合，则按其偏差一半进行调整，直至划出的线重合。然后分度头转过90°（手柄摇10转），使划出的线处于上方，将刻线刀的刀尖对准划出的线，紧固横向工作台。调整划线长度，使刻线刀的刀尖刚好与工件端面对齐，然后在纵向进给刻度盘上划线作记号，下降工作台，根据记号，摇动纵向手柄，长线10mm用粉笔在纵向刻盘上作记号；中线7mm用另一种颜色的粉笔作记号；短线5mm再用第三种颜色的粉笔作记号。摇动纵向工作台，使刻线刀处于刻线部位，垂向微微上升，使刀尖与外圆刚好接触，在垂向刻度盘上作记号，下降升降台，纵向退出工件。升降台上升0.1mm左右（注意，刻线的深浅程度随刀尖角大小、工件材料性质和刻线疏密等不同而有变化），刻出长线，观看线条粗细是否符合要求，若过细则再调整升降台。刻完一条线后分度手柄在66孔圈上摇过44个孔距，再分别刻短线和中线，如图5-22b所示。

（5）刻线的质量分析 刻线粗细不均匀的原因有：①工件圆跳动过大；②工作时，刻线刀位移或中途磨损。刻线长短不一致的原因有：①操作不慎，摇错刻度；②操作中机床刻度盘松动。刻线不等分的原因有：①分度计算错误，或分度叉孔数调整错误；②操作时，摇错分度手柄；③分度头传动系统间隙未消除。线条毛刺过大的原因有：①刻线刀具不锋利；②刻线刀角度磨得不准确（前角γ_o、后角α_o过小）；③安装刻线刀时，前刀面与进给方向不垂直。

3.差动分度法刻线

简单分度法不能解决所有的分度，如61和63等分度。此时可应用差动分度法来解决。例如，在圆柱面上刻线63等分线条，差动分度计算及交换齿轮配置方法如下。

（1）差动分度计算 选取与等分数z接近的假定等分数z′，z′的数值能进行简单分度，并尽量使z′＜z。如z=63无法进行简单分度，所以采用差动分度，取z′=60。

计算分度手柄转数n′

n′=40/z′=40/60r=（44/66）r

即每次分度，分度手柄在孔数为66孔圈上转过44个孔距，调整分度叉间包括45个孔。计算差动交换齿轮。F11-125型分度头配备有12只交换齿轮，其齿数分别为25、25、30、35、40、50、55、60、70、80、90、100。

差动交换齿轮计算式为

式中 z₁、z₃——主动交换齿轮；

z₂、z₄——被动交换齿轮。

该例交换齿轮为

即主动轮z₁=80、被动轮z₄=40，取中间轮的数目应保证分度盘与分度手柄转向相反。

图5-24 差动分度交换齿轮的配置

1—主轴交换齿轮轴 2、4—齿轮套 3、5、8、11、16—垫圈 6、9、10、12、17—螺母 7、13—套圈 14—交换齿轮架 15—交换齿轮轴

（2）差动分度交换齿轮的配置（图5-24） 先将主轴交换齿轮轴1装入分度头主轴后端锥孔内。再装上主动轮z₁=80。装上套圈7、垫圈8、螺母9并紧固，以防传动时脱落。在侧轴上装上交换齿轮架14、被动轮z₄=40、套圈13、垫圈11、螺母10。紧固交换齿轮架14，在交换齿轮架上装入交换齿轮轴15、垫圈16、螺母17、齿轮套2及中间轮z₀，使中间轮z₀与被动轮z₄啮合适当（啮合后齿轮之间摆动约5°）然后紧固螺母17，再装上垫圈3、螺母12。装上交换齿轮轴15、齿轮套4及中间轮z₀，使之啮合适当，然后紧固螺母17，再装上垫圈5、螺母6。松开交换齿轮架14，使中间轮z₀与主动轮z₁啮合适当，然后紧固交换齿轮架14。松开分度盘紧固螺钉，在交换齿轮、交换齿轮轴套部分与分度头各油孔加注润滑油。检查交换齿轮并摇动分度手柄检查啮合情况，并观看分度手柄转向是否与分度盘转向相反，如不对，则减少或增加中间轮。