活塞環(huán)主要分為氣環(huán)和油環(huán)兩種。

活塞環(huán)的作用

氣環(huán)的作用是保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并且要把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，由冷卻水帶走；油環(huán)起布油和刮油的作用，下行時刮除氣缸壁上多余的機油，上行時在氣缸壁上鋪涂一層均勻的油膜。這樣既可以防止機油竄入氣缸中燃燒掉，又可以減少活塞與氣缸壁的摩擦阻力。此外，油環(huán)還能起到輔助封氣的作用。

活塞環(huán)的工作條件及性能要求

活塞環(huán)工作時受到氣缸中高溫、高壓燃氣的作用，溫度較高（尤其是，溫度可達600K）。活塞環(huán)在氣缸內(nèi)做高速運動，加上高溫下部分機油出現(xiàn)變質(zhì)，使活塞環(huán)的潤滑條件變差，難以保證液體潤滑，磨損嚴重。因此，要求活塞環(huán)彈性好，強度高、耐磨損。

活塞環(huán)的間隙

活塞環(huán)會在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中與高溫氣體接觸發(fā)生熱膨脹現(xiàn)象，而周期性的往復(fù)運動又使其出現(xiàn)徑向脹縮變形。因此，為了保證正常的工作，活塞環(huán)在氣缸內(nèi)應(yīng)該具有以下間隙。

d—活塞環(huán)內(nèi)徑；B—活塞環(huán)寬度

■ 端隙又稱開口間隙，是指活塞環(huán)在冷態(tài)下裝入氣缸后，該環(huán)在上止點時，環(huán)的兩端頭之間的間隙。一般為0.25~0.50mm。

■ 側(cè)隙又稱邊隙，是指活塞環(huán)裝入活塞后，其側(cè)面與活塞環(huán)槽之間的間隙。第道環(huán)因為工作溫度高，間隙較大，一般為0.04~0.10mm；其他環(huán)一般為0.03~0.07mm。油環(huán)側(cè)隙比氣環(huán)小。

■ 背隙是指活塞環(huán)裝入氣缸后，活塞環(huán)內(nèi)圓柱面與活塞環(huán)槽底部間的間隙，一般為0.50~1.00mm。油環(huán)背隙較氣環(huán)大，有利于增大存油間隙，便于減壓泄油。

活塞環(huán)的泵油作用

由于側(cè)隙和背隙的存在，當發(fā)動機工作時，活塞環(huán)便產(chǎn)生了泵油作用。其原因是，活塞下行時，活塞環(huán)靠在環(huán)槽的上方，活塞環(huán)從缸壁上刮下來的機油充入環(huán)槽下方；當活塞上行時，活塞環(huán)又靠在環(huán)槽的下方，同時將機油擠壓到環(huán)槽上方。如此反復(fù)運動，就將缸壁上的機油泵入燃燒室。由于活塞環(huán)的泵油作用，使機油竄入燃燒室，會使燃燒室內(nèi)形成積炭和增加機油消耗，并且還可能在環(huán)槽（尤其是第道氣環(huán)槽）中形成積炭，使環(huán)卡死，失去密封作用，甚至折斷活塞環(huán)。

氣  環(huán)

■  氣環(huán)的密封機理

活塞環(huán)有一個切口，且在自由狀態(tài)下不是圓環(huán)形，其外形尺寸比氣缸的內(nèi)徑大些，因此，它隨活塞一起裝入氣缸后，便產(chǎn)生彈力而緊貼在氣缸壁上。

活塞環(huán)在燃氣壓力作用下，壓緊在環(huán)槽的下端面上，于是燃氣便繞流到環(huán)的背面，并發(fā)生膨脹，其壓力下降。同時，燃氣壓力對環(huán)背的作用力使活塞環(huán)更緊地貼在氣缸壁上。壓力已有所降低的燃氣，從第道氣環(huán)的切口漏到第二道氣環(huán)的上平面時，又把這道氣環(huán)壓貼在第二環(huán)槽的下端面上，于是，燃氣又繞流到這個環(huán)的背面，再發(fā)生膨脹，其壓力又進一步降低。

如此繼續(xù)進行下去，從后一道氣環(huán)漏出來的燃氣，其壓力和流速已經(jīng)大大減小，因而泄漏的燃氣量也就很少了。因此，為數(shù)很少的幾道切口相互錯開的氣環(huán)所構(gòu)成的“迷宮式”封氣裝置，就足以對氣缸中的高壓燃氣進行有效的密封。

氣環(huán)的斷面形狀及各環(huán)間隙處的氣體壓力

■  氣環(huán)的切口

氣缸內(nèi)的燃氣漏入曲軸箱的主要通路是活塞環(huán)的切口，因此，切口的形狀和裝入氣缸后的間隙大小對于漏入曲軸箱的燃氣量有一定的影響，切口間隙過大，則漏氣嚴重，使發(fā)動機功率減??；間隙過小，活塞環(huán)受熱膨脹后就有可能卡死或折斷。切口間隙值一般為0.25~0.8mm。第道氣環(huán)的溫度，因而其切口間隙值。

氣環(huán)的切口形狀

直角形切口工藝性好；階梯形切口的密封性好，但工藝性較差；斜口形切口，斜角一般為30°或45°，其密封作用和工藝性均介于前兩種之間，但其銳角部位在套裝入活塞時容易折損；圖中(d)為二沖程發(fā)動機活塞環(huán)的帶防轉(zhuǎn)銷釘槽的切口，壓配在活塞環(huán)槽中的銷釘，是用來防止活塞環(huán)在工作中繞活塞中心線轉(zhuǎn)動的。

■   氣環(huán)斷面形狀

氣環(huán)的斷面形狀

■ 矩形環(huán)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、散熱性好、廢品率低；缺點主要是有泵油作用，容易造成機油消耗量過大并有可能形成燃燒室積炭。另外，矩形環(huán)的刮油性、磨合性及密封性較差，現(xiàn)代汽車基本不采用。

■ 錐面環(huán)的優(yōu)點是與氣缸壁的接觸為線接觸，密封和磨合性能較好，刮油作用明顯，容易形成油膜以改善潤滑；缺點是傳熱性能較差。錐面環(huán)主要應(yīng)用在除第道環(huán)外的其他環(huán)。

■ 扭曲環(huán)是當代汽車發(fā)動機廣泛應(yīng)用的一種活塞環(huán)，主要是因為扭曲環(huán)除具有錐面環(huán)的優(yōu)點之外，還能減小泵油作用，減輕磨損、提高散熱性能。安裝扭曲環(huán)時應(yīng)特別注意：內(nèi)圓切槽向上，外圓切槽向下，不能裝反。

■ 梯形環(huán)的主要優(yōu)點是能把沉積在環(huán)槽中的結(jié)焦擠出，從而避免了活塞環(huán)被黏結(jié)而出現(xiàn)折斷，同時其密封性能優(yōu)越，使用壽命長；缺點主要是上下兩端面的精磨工藝較復(fù)雜。梯形環(huán)在熱負荷較大的柴油發(fā)動機上使用較多。

■ 桶面環(huán)的優(yōu)點是活塞的上下行程都可以形成楔形油膜以改善潤滑，對活塞在氣缸內(nèi)擺動的適應(yīng)性好，接觸面積小，有利于密封；缺點是凸圓弧面加工困難，多用于強化柴油發(fā)動機的第道環(huán)。

油  環(huán)

油環(huán)分為普通油環(huán)和組合油環(huán)兩種。

普通油環(huán)是用合金鑄鐵制造的。其外圓面的中間切有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多穿通的排油小孔或狹縫。油環(huán)上唇的上端面外緣一般均有倒角，可以使油環(huán)向上運動時能夠形成油楔。機油可以把油環(huán)推離氣缸壁，從而易于進入油環(huán)的切槽內(nèi)。下唇的下端面外緣不倒角，這樣向下刮油能力較強。鼻式油環(huán)和雙鼻式油環(huán)的刮油能力更強，但加工較困難。

油環(huán)及其刮油作用

油環(huán)的斷面形狀

對于由三個刮油鋼片和兩個彈性襯環(huán)組成的組合式油環(huán)，軸向襯環(huán)夾裝在第二、第三刮油片之間，徑向襯環(huán)使三個刮油片壓緊在氣缸壁上。這種油環(huán)的優(yōu)點是，片環(huán)薄，對氣缸壁的比壓（單位面積上的壓力）大，因而刮油作用強；三個刮油片是各自獨立的，故對氣缸的適應(yīng)性好；重量輕；回油通路大。因此，組合油環(huán)在高速發(fā)動機上得到較廣的應(yīng)用。其缺點是制造成本高（片環(huán)的外表面必須鍍鉻，否則滑動性不好）。

Inconel 718特性及應(yīng)用領(lǐng)域概述：

該合金在-253～700℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能，650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位，并具有良好的、輻射、氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)及擠壓模具中，在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。

Inconel 718相近牌號：

中國

GB/T 14992-2005

GH4169(原GH169)

美國

SPECIAL metaLS

INCONEL? ALLOY 718

ASTM B637

UNS  N07718

歐洲

EN 10088-1

NiCr19Fe19Nb5

2.4668

Inconel 718 化學(xué)成份（百分比%）：

牌號

N07718

GH4169

C

≤0.08

0.02~0.08

Si

≤0.35

Mn

P

≤0.015

S

Cr

17.00~21.00

Ni

50.00~55.00

Mo

2.80~3.30

Co

≤1.00

Nb Ta

4.75~5.50

4.70~5.50

Nb:4.75~5.50

Al

0.20~0.80

0.30~0.70

Ti

0.65~1.15

0.60~1.20

B

≤0.006

0.002~0.006

Mg

—

≤0.010

Cu

≤0.30

Fe

余量

Inconel 718物理性能：

密度

g/cm3

熔點

℃

熱導(dǎo)率

λ/(W/m?℃)

比熱容

J/kg?℃

彈性模量

  GPa

8.24

1260

1320

14.7(100℃)

435

199.9

剪切模量

電阻率

μΩ?m

泊松比

線膨脹系數(shù)

a/10-6℃-1

77.2

1.15

0.3

11.8(20~100℃)

Inconel 718力學(xué)性能：(在20℃檢測機械性能的小值)

熱處理方式

拉強度

σb/MPa

屈服強度

σp0.2/MPa

延伸率

σ5 /%

布氏硬度

HBS

固溶處理

965

550

30

≥363

Inconel 718生產(chǎn)執(zhí)行標準：

標準

棒材

鍛件

板(帶)材

絲材

管材

ASTM

ASTM B670

ASTM B906

AMS

AMS 5662

AMS 5663

AMS 5664

AMS 5596

AMS 5597

5832

AMS 5589

AMS 5590

ASME

ASME SB637

Inconel 718 金相組織結(jié)構(gòu)：

該合金標準熱處理狀態(tài)的組織由γ基體γ'、γ"、δ、NbC相組成。

Inconel 718工藝性能與要求：

1、因Inconel718合金中鈮含量高，合金中的鈮偏析程度與治金工藝直接有關(guān)。

2、為避免鋼錠中的元素偏析過重，采用的鋼錠直徑不大于508mm。

3、經(jīng)均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能，鋼錠的開坯加熱溫度不得超過1120℃。

4、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關(guān)。

5、合金具有滿意的焊接性能，可用弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方法進行焊接。

6、合金不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ"相的擴散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使Inconel718合金獲得佳的機械性能。

車刀品種和用處

一、車刀是運用廣的一種單刃刀具，也是學(xué)習(xí)、剖析各類刀具的基礎(chǔ)。 車刀用于各種車床上，加工外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋、車槽等。 車刀按結(jié)構(gòu)可分為整體車刀、焊接車刀、機夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀和成型車刀。其中可轉(zhuǎn)位車刀的運用日益廣泛，在車刀中所占比例逐步添加。  

二、硬質(zhì)合金焊接車刀 所謂焊接式車刀，就是在碳剛刀桿上按刀具幾何視點的要求開出刀槽，用焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi)，并按所選擇的幾何參數(shù)刃磨后運用的車刀。  

三、機夾車刀 機夾車刀是選用普通刀片，用機械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上運用的車刀。此類刀具有如下特點：

（1）刀片不通過高溫焊接，防止了因焊接而引起的刀片硬度下降、發(fā)生裂紋等缺點，進步了刀具的耐用度。

（2）由于刀具耐用度進步，運用時間較長，換刀時間縮短，進步了生產(chǎn)功率。

（3）刀桿可重復(fù)運用，既節(jié)省了鋼材又進步了刀片的利用率，刀片由制作廠家收回再制，進步了經(jīng)濟效益，降低了刀具本錢。

（4）刀片重磨后，尺度會逐步變小，為了康復(fù)刀片的作業(yè)方位，往往在車刀結(jié)構(gòu)上設(shè)有刀片的調(diào)整機構(gòu)，以添加刀片的重磨次數(shù)。

（5）壓緊刀片所用的壓板端部，能夠起斷屑器效果。  

四、可轉(zhuǎn)位車刀 可轉(zhuǎn)位車刀是運用可轉(zhuǎn)位刀片的機夾車刀。一條切削刃用鈍后可迅速轉(zhuǎn)位換成相鄰的新切削刃，即可持續(xù)作業(yè)，直到刀片上一切切削刃均已用鈍，刀片才作廢收回。替換新刀片后，車刀又可持續(xù)作業(yè)。

1．可轉(zhuǎn)位刀具的長處 與焊接車刀相比，可轉(zhuǎn)位車刀具有下述長處:

（1）刀具壽命高 由于刀片防止了由焊接和刃磨高溫引起的缺點,刀具幾何參數(shù)完全由刀片和刀桿槽確保，切削性能安穩(wěn)，然后進步了刀具壽命。

（2）生產(chǎn)功率高 由于機床操作工人不再磨刀，可大大削減停機換刀等輔助時間。

（3）有利于推廣新技術(shù)、新工藝 可轉(zhuǎn)位刀有利于推廣運用涂層、陶瓷等新式刀具資料。

（4）有利于降低刀具本錢 由于刀桿運用壽命長，大大削減了刀桿的耗費和庫存量，簡化了刀具的管理作業(yè)，降低了刀具本錢。

2．可轉(zhuǎn)位車刀刀片的夾緊特點與要求

（1）定位精度高 刀片轉(zhuǎn)位或替換新刀片后，刀尖方位的改變應(yīng)在工件精度允許的范圍內(nèi)。

（2）刀片夾緊可靠 應(yīng)確保刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合，經(jīng)得起沖擊和振蕩，但夾緊力也不宜過大，應(yīng)力分布應(yīng)均勻，以免壓碎刀片。

（3）排屑流通刀片前面上蕞好無障礙，確保切屑排出流通，并簡略觀察。

（4）運用便利轉(zhuǎn)化刀刃和替換新刀片便利、迅速。對小尺度刀具結(jié)構(gòu)要緊湊。 在滿意以上要求時，盡可能使結(jié)構(gòu)簡略，制作和運用便利。  

五、成形車刀 成形車刀是加工回轉(zhuǎn)體成形外表的專用刀具，其刃形是依據(jù)工件廓形設(shè)計的，可用在各類車床上加工內(nèi)外回轉(zhuǎn)體的成形外表。 用成形車刀加工零件時可一次構(gòu)成零件外表，操作簡便、生產(chǎn)率高，加工后能到達公差等級IT8～IT10、粗糙度為10～5μm，并能確保較高的互換性。但成形車刀制作較復(fù)雜、本錢較高，刀刃作業(yè)長度較寬，故易引起振蕩。 成形車刀首要用在加工批量較大的中、小尺度帶成形外表的零件。  

    工欲善其事，必先利其器，為了在車床上做杰出的切削，正確地預(yù)備和運用刀具是很重要的作業(yè)。不同的作業(yè)需要不同形狀的車刀，切削不同的資料要求刀口具不同的刀角，車刀和作業(yè)物的方位和速度應(yīng)有必定相對的關(guān)系，車刀自身也應(yīng)具有足夠的硬度、強度并且耐磨、耐熱。因而，怎么選擇車刀資料，刀具視點之研磨都是重要的考慮因素。  

車刀的品種和用處

    刀具原料的改進和開展是今天金屬加工開展的重要課題之一，由于杰出的刀具資料能有用、迅速的完結(jié)切削作業(yè)，并堅持杰出的刀具壽命。一般常用車刀原料有下列幾種：

1高碳鋼： 高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼，通過淬火硬化后運用，因切削中的沖突四很簡略回火軟化，被高速鋼等其它刀具所取代。一般僅合適于軟金屬資料之切削，常用者有SK1，SK2、、、、SK7等。  

2 高速鋼： 高速鋼為一種鋼基合金俗稱白車刀，含碳量0.7~0.85%之碳鋼中參加W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼資料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中發(fā)生的沖突熱可高達至6000C，合適轉(zhuǎn)速1000rpm以下及螺紋之車削，一般常用高速鋼車刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。  

3 非鑄鐵合金刀具： 此為鈷、鉻及鎢的合金，因切削加工很難，以鑄造成形制作，故又名超硬鑄合金，蕞具代表者為stellite，其刀具耐性及耐磨性及佳，在8200C溫度下其硬度仍不受影響，抗熱程度遠超出高速鋼，合適高速及較深之切削作業(yè)。  

4燒結(jié)碳化刀具： 碳化刀具為粉未冶金的產(chǎn)品，碳化鎢刀具首要成分為50%~90%鎢，并參加鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結(jié)合劑，再經(jīng)加熱燒結(jié)完結(jié)。碳化刀具的硬度較任何其它資料均高，有硬高碳鋼的三倍，適用于切削較硬金屬或石材，因其原料脆硬，故只能制成片狀，再焊于較具耐性之刀柄上，如此刀刃鈍化或崩裂時，能夠替換另一刀口或換新刀片，這種夠車刀稱為放棄式車刀。  

碳化刀具依國際標準(ISO)其切削性質(zhì)的不同，分成P、M、K三類，并別離以藍、黃、紅三種色彩來標識： P類適于切削鋼材，有P01、P10、P20、P30、P40、P50六類，P01為高速精車刀，號碼小，耐磨性較高，P50為低速粗車刀，號碼大，耐性高，刀柄涂藍色以辨認之。 K類適于切削石材、鑄鐵等脆硬資料，有K01、K10、K20、K30、K40五類，K01為高速精車刀，K40為低速粗車刀，此類刀柄涂以紅色以辨認。 M類介于P類與K類之間，適于切削耐性較大的資料如不?袗?等，此類刀柄涂以黃色來辨認之。

5 陶瓷車刀： 陶瓷車刀是由氧化呂粉未，添加少量元素，再經(jīng)由高溫?zé)Y(jié)而成，其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高，可是由于質(zhì)脆，故不適用于非連續(xù)或重車削，只合適高速精削。  

6 鉆石刀具：作稿級外表加工時，可運用圓形或外表有刃緣的工業(yè)用鉆石來進行光制?？傻玫礁鼮闈櫥耐獗恚滓脕碜鲢~合金或輕合金的精細車削，在車削時有必要運用高速度，蕞低需在60~100m/min，一般在200~300m/min。  

7 氧化硼：立方晶氧化硼(CBN)是近年來推廣的資料，硬度與耐磨性僅次于鉆石，此刀具適用于加工堅固、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金。  

車刀形狀及運用情形

在批量加工如圖1所示的高溫合金球形軸承內(nèi)球面時，原編制工藝道路為：粗加工→去應(yīng)力→精車內(nèi)球面→內(nèi)球面開安裝槽→探傷→查驗→油封。

為驗證工藝，實驗選用如圖2所示高速鋼尖刀（假定刀尖圓弧半徑為零），前角為0o，刃傾角為0o，調(diào)整刀尖與車床主軸反轉(zhuǎn)中心線等高，在新購精細數(shù)控車床上編程精車3件45鋼制內(nèi)球面φ19.15 0.0130   mm。

由于通用內(nèi)徑量具無法實施在線丈量內(nèi)球面φ19.15 0.0130   mm，所以在車床上選用改制專用測具（見圖3）檢測，直徑合格，經(jīng)三坐標丈量機復(fù)檢，直徑合格，球面概括度差錯為0.005mm（小于直徑公役一半），合格。

但將零件材料改為高溫合金GH605，刀具改為YW1硬質(zhì)合金尖刀后，用與高速鋼尖刀同樣的切削條件試車3件，經(jīng)三坐標查驗全部不合格，原因是球面概括度差錯為0.03～0.05mm，經(jīng)仔細觀察發(fā)現(xiàn)刀尖已磨損，且編程時沒有選用刀尖圓弧半徑補償程序。為此，改用如圖4所示SANDEVIK菱形可轉(zhuǎn)位機夾硬質(zhì)合金刀具VCMW070204加工，刀尖圓弧半徑為rε=0.4mm，前角為0o，刃傾角為0o，調(diào)整刀尖與車床主軸中心線等高，選用刀尖圓弧半徑補償程序編程，加工了3件，經(jīng)三坐標丈量查驗，3件全部不合格，原因是球面概括度差錯為0.015～0.02mm。至此，證明原工藝是不現(xiàn)實的。為了、經(jīng)濟批量加工，改用了如下工藝道路：粗加工→去應(yīng)力→精車內(nèi)球面→內(nèi)球面開裝配槽→用外球面形狀研磨具研磨內(nèi)球面達圖樣要求→探傷→查驗→油封。工藝改進后已成功加工出一批合格產(chǎn)品。

2.精車內(nèi)球面概括度超差問題

早在數(shù)控車床沒有普及的時代，用成型車刀精車之后再研磨的工藝辦法成功地加工出如圖5所示的球面上色量規(guī)（其技術(shù)要求是：環(huán)規(guī)按塞規(guī)上色修合，上色面積100%）?，F(xiàn)在數(shù)控車床替代了一般車床，數(shù)字程序替代了原來成型車刀，卻沒有加工出圖1所示的零件?，F(xiàn)剖析如下：

（1）精細球面加工工藝基礎(chǔ)。精細球面能夠看作是精細半圓（見圖6）繞經(jīng)過該半圓圓心的剖分線反轉(zhuǎn)一周構(gòu)成的反轉(zhuǎn)體。

在一般車床上用圓弧構(gòu)成型樣板刀加工時（見圖7），樣板刀圓弧半徑是所車球的半徑，樣板刀圓弧刃的圓心有必要準確調(diào)整到車床主軸反轉(zhuǎn)軸線上，且圓弧刃地點平面與車床主軸反轉(zhuǎn)中心線等高共面，才干車出精細圓球面。為了完成以上條件，照顧到加工對刀便利，通常調(diào)整圓弧樣板切削刃安裝高度，使圓弧刃地點平面與車床主軸反轉(zhuǎn)軸線等高（共面），再經(jīng)過車削丈量車出球面直徑，確保圓弧切削刃圓心坐落車床主軸反轉(zhuǎn)中心線上。

當圓弧刃地點平面與車床主軸反轉(zhuǎn)中心線共面但圓弧刃圓心與車床反轉(zhuǎn)中心間隔不為零時，車出的球面就不圓，而是橢球（見圖8）。

當圓弧刃平面平行于車床主軸反轉(zhuǎn)中心線，但高于或低于車床反轉(zhuǎn)軸線（即不共面）時，只要直徑大于所車球面的水平截面圓直徑，與圓弧刃構(gòu)成的圓位置重合時，才有或許車成圓球，但此刻所車球面直徑已大于要求直徑（見圖9）。

當圓弧構(gòu)成型切削刃或數(shù)控刀尖車出的軌道圓?。ㄒ韵潞喎Q母線圓弧）地點平面平行于車床主軸反轉(zhuǎn)中心線，但高于或低于車床主軸反轉(zhuǎn)中心線（以下簡稱車床軸線）時，即便母線圓弧半徑很準確且其圓心位置也準確坐落包括車床軸線的鉛垂面內(nèi)，假定圖樣要求球面半徑為R，母線圓弧地點平面與車床軸線間隔為H，則車出的球面半徑為（R2 H2）0.5mm，若為了確保球面半徑R持續(xù)進刀，則車成橢球（見圖10）。

總歸，有必要確保母線圓弧半徑和母線圓弧圓心準確調(diào)整到車床軸線上，且母線圓弧與車床軸線等高共面，才干車出預(yù)訂半徑的精細圓球，三者缺一不可。

（2）數(shù)控車床加工精細內(nèi)球面。首要調(diào)整車刀安裝高度使刀尖與數(shù)控車床軸線等高，當運用刀尖圓弧半徑為零（假定理想刀尖）的車刀編程時，使刀尖走過的圓弧軌道半徑等于球面半徑；當運用刀尖圓弧半徑不等于零的圓弧刀尖車刀加工時，運用刀尖圓弧半徑補償程序編程。對不具備刀尖圓弧半徑主動補償功用的經(jīng)濟型數(shù)控車床，假定圖樣要求球面半徑為R，刀尖圓弧半徑為rε，可選用刀尖圓弧圓心軌道編程，刀尖圓弧圓心編程半徑為（R－rε）。這樣切削球面時，圓弧切削刃逐點參加切削，母線圓弧半徑R相當于半徑為（R－rε）的圓等距rε后得出的（見圖11）。

當?shù)都馀c數(shù)控車床軸線不等高時，假如按母線圓弧圓心和車床軸線坐落同一鉛垂面準則進刀，在不考慮其他原因的狀況下車出的球面直徑差錯由公式（1）核算：

ΔR=(R2 H2)0.5－R （1）

式中，R為所車球面半徑，H為刀尖走過的母線圓弧平面高于或低于車床軸線的間隔。當R=19.15÷2＝9.575（mm），ΔR=0.013÷2=0.006 5（mm）。由公式（1）核算出H=0.35mm。也就是說，當?shù)都飧哂诨虻陀谲嚧草S線0.35mm時，車出的球面就超出公役帶。在批量生產(chǎn)高溫合金零件時，遍及運用可轉(zhuǎn)位不重磨機夾刀片，經(jīng)查閱SANDEVIK刀具手冊，精度等級為M的刀片厚度公役為±0.13mm，假定地一次將切削刃調(diào)整到與車床軸線等高，那么，當替換刀片時，如不調(diào)整刀尖高度，壞的狀況是刀尖與車床軸線間隔為0.26mm，其小于0.35mm，可見獨自由刀尖高度引起的球面差錯不會超出公役帶。

當?shù)都飧叨扰c車床軸線等高時，在不考慮機床進給空隙影響時，刀尖圓弧半徑差錯是影響球面加工的直接要素?？隙ǖ募獾妒遣淮嬖诘?，假定刀尖圓弧半徑為零的車刀耐用度很低，不適合批量加工高溫合金零件，選用刀尖圓弧半徑補償程序編程時，有必要輸入刀尖圓弧半徑數(shù)值，經(jīng)查閱SANDEVIK刀具手冊，仿形加工用圓弧切削刀具刀尖圓弧直徑2rε公役為±0.02mm。而SANDEVIK刀片VCMW070204，刀尖圓弧半徑為rε=0.4mm，沒有給出公役，查國標GB2078—87，刀片VCMW070204刀尖圓弧半徑為rε=0.4±0.10mm，數(shù)控系統(tǒng)主動將理想刀尖圓弧半徑補償?shù)侥妇€圓弧加工中，刀尖圓弧半徑差錯以1﹕1倍率影響到加工球面半徑差錯。經(jīng)過作圖與理論核算，能夠算出，在圖1所示軸向長度14mm范圍內(nèi)，包括在公役為0.006 5mm圓度公役帶內(nèi)理想圓弧半徑為R=9.575±0.013 9mm，當不考慮其他要素影響，按刀尖圓弧圓心R=（9.575－0.4）mm編程時，刀尖圓弧半徑有必要控制在rε=0.4±0.013 9mm。由此可推理，尖刀加工，刀尖磨損后刀尖圓角半徑有必要是rε≤0.013 9mm才有或許車出符合公役要求的內(nèi)球面，當?shù)都饽p至rε＞0.013 9mm時，將車出Z向偏長的橢圓形球面；假如運用圓弧刀尖刀具加工，刀具半徑有必要控制在rε=0.4±0.013 9mm，而刀片VCMW070204的刀尖rε=0.4±0.10mm，不符合球面的精度加工要求?？梢?，獨自由刀尖圓弧半徑引起的球面加工直徑差錯已超出球形軸承內(nèi)球面φ19.15 0.0130   mm的加工要求，假如運用刀片VCMW070204加工，有必要精修刀尖圓弧半徑精度，使得rε＜0.013 9mm。

（3）進給絲杠螺母副空隙對加工球面的影響?，F(xiàn)代數(shù)控車床遍及選用滾珠絲杠螺母副作為伺服進給執(zhí)行元件，盡管滾珠絲杠螺母副進行了預(yù)緊，在受載及運轉(zhuǎn)中不可避免會發(fā)生回程空隙。在編程時有必要引起注意，避免回程空隙引起形位差錯。在加工圖4所示零件時，能夠選用一段程序從A點車到C點，但車刀在經(jīng)過B點時，X軸進給由正向轉(zhuǎn)換為反向，反向脈沖使絲杠反轉(zhuǎn)，消除空隙所需的反轉(zhuǎn)沒有使車刀得到應(yīng)有的X反向進給，形成AB段與BC段形狀不對稱（見圖12），形成球面不圓。當回程空隙超越0.065mm時，車出的球面就超出

公役帶。因此，當車削精細球面時，假如車床回程空隙超越零件公役1/3，有必要編兩段程序，一段從A到B，另一段從C到B。這樣避免了圖12所示形狀差錯，但會發(fā)生如圖13所示由Z軸進給反向形成的形狀差錯，盡管左右是對稱的，但晦氣于球形研磨東西定心。

為此，在編程時選用積極補償?shù)霓k法，使圓弧AB段、CB段Z向各少進給0.005mm（沿X向少進給0.000 001 3mm），即便AB、CB兩端圓弧在B點相交，B點不再是圓的象限點，而是脫離象限點的圓上點，精車后橢球形狀如圖14所示。