幹車床(Chuang)的都知道,細長軸加工是一個(Ge)比較難[Nan]的加工,如何用普(Pu)通車床加工細長軸也是[Shi]一個車工具備的一項技能(Neng)之一,山東友泰是一家(Jia)專門以軸件加工機床為(Wei)研發方向的(De)機床廠家,筆者走訪很多客戶将一些客戶的實際[Ji]加工技[Ji]巧分(Fen)享給大家。
一(Yi)、對于(Yu)軸件的加工來說,第一[Yi]個肯定就是定位基準的加工了,當前國内軸件批量生的時(Shi)候大[Da]多數企業[Ye]都采用了(Le)銑端面打中[Zhong]心孔機床這一款專門加工細長軸第(Di)一工序的機床[Chuang],效率高,精[Jing]度好[Hao],為後(Hou)續無論普通車床(Chuang),還是數控車床都[Dou]提供了非常标準的(De)工件,但是少數[Shu]企業還是在使用普通車(Che)床加工(Gong),當然了用普[Pu]通車床也能夠完成細長(Zhang)軸工件加工第一工序車[Che]中心架位、車[Che]端面、鑽中心(Xin)孔工序,隻是效率上稍微低點[Dian]。
為了能[Neng]夠在細[Xi]長軸兩端軸徑上加工出圓[Yuan]柱度和粗糙度較高的中心[Xin]架位,為下一步車端面、鑽(Zuan)中心孔打好(Hao)基礎,一般的[De]機械加工車間都會制作了尾座夾頭,其原理類似[Si]于四(Si)爪卡盤(Pan)。尾座夾頭的[De]一端安裝在莫氏5号活頂尖上,夾頭内徑(Jing)、錐度與活頂尖外[Wai]徑[Jing]、錐度實配,夾頭的另一端孔徑、比零件毛坯尺寸大15mm~20mm,深50mm,并在對稱位置打4個M16~M20頂絲孔(如用3個頂絲不易調整[Zheng]、找正工件)。使用四[Si]爪卡盤裝夾工件,依靠車床前端的(De)四爪卡盤和尾座(Zuo)夾頭的[De]四個頂絲固定調正(Zheng)工(Gong)件位置,這種方法方便(Bian)、實用、好操作,俗[Su]稱“借餘量”,可以很好地避免出現因工[Gong]件[Jian]毛坯的彎[Wan]曲變[Bian]形造成[Cheng]影響正常加工的(De)問題。
1.車兩(Liang)端中心架位
工件調正位置後(Hou),操作者依次車(Che)出[Chu]細長軸兩端(Duan)的中心架(Jia)位,并保證兩端中心[Xin]架位外徑尺寸一緻(Zhi),以便于中心[Xin]架的安[An]裝和[He]調整,同時,要保(Bao)證所車出的中心架(Jia)位表(Biao)面粗糙度[Du]和圓柱度精度,否則會影(Ying)響工件下一(Yi)步的加工精度。
工件經過裝夾後,我們在[Zai]車床上首先就是要将細長軸兩端的中心架位車出(Chu)來,同時要保障(Zhang)兩端中心架位外徑[Jing]尺寸的一[Yi]緻性,方便[Bian]中心架的安裝和調(Diao)整,還要保障所車中心架位的表面粗糙度和[He]圓柱精度,不[Bu]然影響(Xiang)下一個工序加工精度,在使用數控雙端面打中心孔機床的廠家,這個(Ge)工序就不是一個[Ge]很難的工序了,當[Dang]然他們一般是頂着中心(Xin)孔來(Lai)加工,兩端的夾持位(Wei)同(Tong)時加工,精度一緻[Zhi]性也(Ye)非常好,在細[Xi]長(Zhang)軸加工如[Ru]果需[Xu]要中心架位,在銑端[Duan]面打中心孔這個工序下一道工序(Xu)加工中心架位(Wei),效率和精度也是非常高的。
2.車端面[Mian]、鑽中心孔[Kong]、車卡盤裝[Zhuang]夾位(Wei)置
這個工序是[Shi]所有軸件加工中,最重要的一個工序,加工軸(Zhou)件(Jian)越(Yue)複雜,加工工序越多,越需(Xu)要這(Zhe)個工序來保障以後[Hou]每個工件的車削精(Jing)度,和最大可能(Neng)的提高細長軸(Zhou)加工效率,在數控銑[Xi]端面打中心孔機[Ji]床中,我們将[Jiang]工件直接放在機床上,完[Wan]成加工就可以[Yi]了,但是在普通車床上,我們要先加[Jia]上中心架,研磨中心架三(San)個支撐抓(Zhua)與工件的接觸面,調[Diao]整支撐抓的位置,讓工件旋轉[Zhuan]中[Zhong]心與機床軸(Zhou)心重合,還要注意的就(Jiu)是支撐抓與工(Gong)件[Jian]外圓(Yuan)要保持微小的接觸,在充分注[Zhu]油潤滑、鎖緊中(Zhong)心[Xin]架、啟動[Dong]設備(Bei),開始(Shi)車[Che]端面,鑽中心(Xin)孔,車卡盤夾持位等,先架(Jia)上中心架,研磨[Mo]中心架三個支撐爪與(Yu)工件的接觸面,調整支撐(Cheng)爪的位置,使(Shi)工件旋[Xuan]轉中(Zhong)心與機床軸心重(Zhong)合,并使支撐(Cheng)爪與工(Gong)件外圓保(Bao)持微小間隙接(Jie)觸[Chu],充分注油潤滑、鎖[Suo]緊中[Zhong]心架、啟動設備,然後[Hou],開始[Shi]車端面、鑽中心孔、車出卡盤裝夾位置。 這[Zhe]樣操作的優點[Dian]是:中心架位粗糙度[Du]和圓柱度[Du]精(Jing)度高,支撐工件牢固、穩(Wen)定[Ding]、調(Diao)整方便,材(Cai)料毛坯如(Ru)有(You)彎曲變形等缺陷容易校正,車端面鑽[Zuan]中心孔的質量高,并且不易打刀、不易折斷中心鑽。在實際(Ji)生[Sheng]産中,有時鑽出[Chu]的中心孔為橢圓[Yuan]形或為棱形(Xing),原因就是由于(Yu)中心架[Jia]位精度不高造成的。 做[Zuo]這些工作對(Dui)工作人員的[De]加工技能要求蠻高的,操[Cao]作比較繁瑣,但是沒辦法[Fa],普車效率就這樣,但是好在能加工。如果使用數控(Kong)銑端面打中心孔機床,效率就提升很多了,在[Zai]設定好夾(Jia)持位後[Hou],直[Zhi]接将細長(Zhang)軸放入雙[Shuang]向夾具中,自動定中心,定位,對[Dui]刀,關門,啟動程[Cheng]序(Xu),套車[Che]夾持位[Wei],兩端[Duan]中心孔,兩個端(Duan)面同時加(Jia)工效率大(Da)大提高,降低工人勞動強度(Du)和技術(Shu)要求(Qiu),解放工人,效(Xiao)率自然就高[Gao]了,有點跑題[Ti]了(Le),本文重點(Dian)還是(Shi)介紹[Shao],普通車床細長軸的加工(Gong)技巧。
二、裝卡工[Gong]件方式
在工件同(Tong)軸度要求不是特别高[Gao]的情況下,車(Che)削細長軸(Zhou)通常采用一卡一頂裝夾(Jia)的方法,這樣[Yang]夾緊力大、便于調正(Zheng),工件的剛性好,同時配合使用(Yong)跟刀架(Jia)做輔助支撐,需要(Yao)注意(Yi)的是:卡(Ka)盤夾持工件的長度要(Yao)盡(Jin)可能縮(Suo)短,并盡(Jin)量多倒一(Yi)至兩次(Ci)頭,以提高卡盤爪[Zhao]夾緊面與工件頂(Ding)尖孔(Kong)的同軸度,消(Xiao)除(Chu)過定位對工件造成的扭(Niu)曲(俗稱[Cheng]别勁(Jin)),也可以(Yi)在卡(Ka)盤爪和工件之間纏一圈(Quan)鋼絲(Si)并研磨頂尖孔。
後頂尖應選用彈[Dan]性活頂(Ding)尖,減[Jian]少細長軸(Zhou)受[Shou]熱後的伸長,避免因工件[Jian]受熱産生的熱彎(Wan)曲變形,使切削加工[Gong]順利,保證(Zheng)零件的加工質[Zhi]量。
三、調整車床加工錐度
在加工細長[Zhang]軸之前,操作(Zuo)者[Zhe]必(Bi)須首先調整車床加(Jia)工錐度,使車[Che]床(Chuang)主軸旋轉中心與尾座頂尖中心一緻。隻有把(Ba)車床[Chuang]加工錐度(Du)消除了,跟刀架才能正常的使用,加工[Gong]出的細(Xi)長軸[Zhou]質量、精度才能(Neng)達到要求[Qiu]。
具體方法是:先[Xian]車削靠車(Che)床尾[Wei]座零件一端的一段外徑,再車削(Xue)鄰近卡[Ka]盤處零件的一段外[Wai]徑,保持中拖闆進刀刻度一緻,然後用外徑千分尺測量兩端外徑尺寸(Cun),根據兩端尺寸(Cun)調整尾座(可用磁力(Li)表檢測尾座調(Diao)整(Zheng)、移動量),直至[Zhi]所車(Che)出的工(Gong)件兩端尺寸[Cun]經測量一緻(調(Diao)整車[Che]床加工錐度時,可适當考慮車[Che]削加工中的刀具磨損,和跟刀架支撐爪的磨(Mo)損量)。
四、跟刀架[Jia]的使用
正(Zheng)确地(Di)使用跟刀架(Jia)可以有效地提高[Gao]工件的鋼性,避免工件震動,減小工(Gong)件變形。三(San)支撐爪[Zhao]的跟刀架使用的(De)較為普遍,它的優點是:在車削加工中,跟刀架的三[San]個支撐爪和車[Che]刀從四個(Ge)方向抵住工(Gong)件,使工件上[Shang]下、左(Zuo)右都不能(Neng)移動,車削(Xue)時更加穩定,不[Bu]易産生振動。
使用[Yong]跟刀架時,操作者[Zhe]要首先研磨[Mo]跟刀[Dao]架的三(San)個支撐爪和工件之間的接觸面,使[Shi]其保持良[Liang]好接[Jie]觸,和相同的微小間隙,保[Bao]持松緊适當并可以自由移動(Dong)同時,要充[Chong]分冷卻、潤滑。 如果跟(Gen)刀架的三個支(Zhi)撐爪和工件接觸太松或不接觸,就起不到支撐作用[Yong],提高不了細長軸的剛性,在加工中[Zhong]工件會出現(Xian)震動[Dong]。如果支撐爪的壓力過大,或三個支撐爪的壓力不均,工件在[Zai]切削加工中會[Hui]出現不穩定,造成切削深度不均,工件直徑大[Da]小[Xiao]不一,産生“竹節”形(Xing)。
同時(Shi),操作者要注意力集中,密切觀(Guan)察跟[Gen]刀架三個支撐爪和工件之間的松緊變[Bian]化程[Cheng]度,注意後頂尖和工件之間的松緊程度并及時做出調整。
在粗加工和[He]半精加工時,可将跟(Gen)刀架跟在車刀(Dao)後面;精加[Jia]工時将跟刀架跟(Gen)在[Zai]車刀前面,以避免精加工表面被跟刀架的三個[Ge]支撐爪劃傷(Shang),這樣可以保證加(Jia)工出的工件尺寸精度和表面粗[Cu]糙(Cao)度達到要[Yao]求。
五、使用反(Fan)向走刀切削[Xue]
反向切削是[Shi]指在[Zai]細長軸的車削過(Guo)程中,車刀從[Cong]車床(Chuang)卡盤方向向尾架(Jia)方向進[Jin]給加工,這[Zhe]樣,切[Qie]削加工過程中産生(Sheng)的軸向切(Qie)削力使細長軸(Zhou)受拉并由尾座[Zuo]承受,可以防止和減小工件的(De)震動,消除(Chu)軸向切削力引起的[De]彎曲變形。 具[Ju]體(Ti)的方法是(Shi):可先[Xian]用合金60°車刀在(Zai)靠近卡盤的一[Yi]端車出[Chu]一段基圓,然後将跟刀[Dao]架支撐在基圓上,車刀在跟刀[Dao]架前面,在基圓(Yuan)上[Shang]輕(Qing)輕對刀,達到深淺合适[Shi]、直徑尺寸一緻,然後就可以(Yi)直接(Jie)走刀進行切削加工。
六、充(Chong)分使(Shi)用冷卻潤滑[Hua]液(Ye)
冷卻潤滑液的作用非常大,一般使用(Yong)15%的乳化液。它能快速吸[Xi]收并帶走大量的切[Qie]削熱[Re],降低[Di]車刀和[He]工件的[De]溫度,防止工件[Jian]的熱變形。細長軸加工的一(Yi)個關鍵問題[Ti],就是[Shi]需要解[Jie]決工(Gong)件的熱變形問題(Ti)。
切削細長軸零(Ling)件因走刀時間[Jian]比較長,不可避免的會出現車(Che)刀和(He)跟刀架支(Zhi)撐[Cheng]爪的磨損,這[Zhe]就對切削加工造成很大的影(Ying)響(Xiang),冷卻潤滑液可以滲透到工[Gong]件和刀具、工件[Jian]和跟刀架之間[Jian],形成一層保護膜,減小[Xiao]工件和刀具之間、工件和(He)跟刀架支撐爪之間、刀具和[He]鐵屑之間的摩[Mo]擦,降低切削力和切削熱,減少[Shao]刀具(Ju)和跟刀架[Jia]支撐爪的[De]磨損,提(Ti)高工件的表面質量。同時,它還能(Neng)提高斷屑效果,将鐵屑快速沖走,使切[Qie]削加工順利進行。
七、合[He]理使用刀[Dao]具
合(He)理使[Shi]用刀具[Ju]可[Ke]以減小切(Qie)削力、切削熱[Re]、減小震動和[He]彎曲變形,保持[Chi]車[Che]刀[Dao]鋒利可以有效地減少切削熱(Re),使切(Qie)削加工順利進[Jin]行,刀(Dao)具常用合金牌号YT15的60°車刀。
車刀要選(Xuan)取較大的前角(Jiao)15°~30°以保持車刀鋒利。同時,為增大[Da]前(Qian)角可以将車刀裝(Zhuang)得略高于工件中心,使後(Hou)角減小可以使[Shi]車刀後面對[Dui]工件起[Qi]到(Dao)支撐作用,減小工件的(De)震(Zhen)動。 車刀要增大主偏角,可以減小徑(Jing)向力,減小彎曲變形。為提高(Gao)已加工表面[Mian]的質量,使鐵(Tie)屑流(Liu)待加工表面(Mian),刀具刃[Ren]傾角應選為正值。為[Wei]使切屑順利卷曲、折(She)斷,前刀面[Mian]應磨出斷屑槽,刀尖圓弧盡可(Ke)能減小,以減小切(Qie)削[Xue]力。
八、合理選(Xuan)擇[Ze]切削用量
加工細長軸要(Yao)盡量選擇[Ze]中、低轉速,減小離心力,從而減小工[Gong]件的彎曲變形。切(Qie)削用量選擇的是否合理,對[Dui]切削過程(Cheng)中産[Chan]生的(De)切削力的大(Da)小、切削熱的[De]多少是不同(Tong)的(De),因此對車[Che]削細長軸時引起的(De)變形(Xing)也是不同的。
1.切(Qie)削深度
随(Sui)着切削深[Shen]度的增大,車時産生的切削力、切削(Xue)熱随(Sui)之增大,引起細長軸(Zhou)的受力、受(Shou)熱變形也(Ye)增大。因此在車削細[Xi]長[Zhang]軸時,操作者應盡量減小切削深度。
2.進[Jin]給量
進給量增大會使切削厚度增(Zeng)加,切削力增大。但切削力不是按正比增[Zeng]大,因此細長[Zhang]軸的受力變形系[Xi]數有所下降。如(Ru)果從提高切削效率的角度來[Lai]看,增大進給量比增大切削深度有利。
3.切削速(Su)度
提(Ti)高切削速度[Du]有利于降低[Di]切削力。這是因[Yin]為,随[Sui]着切[Qie]削速度的增(Zeng)大,切削溫度提高,刀具(Ju)與工件之間的[De]摩擦力減小,細[Xi]長軸[Zhou]的受力變形減小[Xiao]。但切削速度(Du)過高容易使細長軸在離(Li)心力[Li]作用下[Xia]出現彎曲,破壞切削過程的平穩(Wen)性,所以切削速度應控制在一定範圍。對長徑比較大(Da)的工件(Jian),切削速度要适當降低。
細長軸(Zhou)的加工技(Ji)術雖(Sui)然較難掌握,但隻要找出規律,不斷[Duan]總結經驗,仍然可以[Yi]加工出[Chu]合格的細長(Zhang)軸工件。 當然先[Xian]進社會是個效(Xiao)率社會,競(Jing)争無[Wu]處(Chu)不在,普通車(Che)床[Chuang]加工細長軸還将(Jiang)長期存在,但是在大[Da]批量生産中[Zhong],普通(Tong)車床+銑端面打中心孔機床方式(Shi),或(Huo)者數控銑端面打中心孔機床+數控車床的[De]方式已經(Jing)成為當前細長軸加工的主流。