在普通車床上[Shang]加(Jia)工細長軸[Zhou]對操(Cao)作人員車工操(Cao)作技(Ji)能水平要求(Qiu)比較高,現當[Dang]今使用數控[Kong]車床加車端面鑽[Zuan]中心孔[Kong]機床相結合生産細長(Zhang)軸[Zhou]已經成為行(Hang)業内的共識,使(Shi)用銑端面[Mian]打中心孔[Kong]機(Ji)床先将(Jiang)細長軸總長控(Kong)制,高一緻性的[De]完成工件[Jian]的中心孔加工,一次裝夾兩端[Duan]同時完成總長控制,中心孔精度保(Bao)證,從[Cong]而提高[Gao]每一跟細長[Zhang]軸的标準性,為(Wei)下道工序數控車(Che)床[Chuang]提供(Gong)精準的工[Gong]件,減少每個環(Huan)節的調整時間,從而實現細長軸效(Xiao)率提升為生産廠家(Jia)創造[Zao]利益。
當然對于暫時沒有銑端面的中心機床的(De)生(Sheng)産廠家,細長軸就不能加[Jia]工了嗎(Ma),答案(An)是否定的,機加工是沒有止(Zhi)境(Jing)的一台簡單的車床,鑽床,銑床就[Jiu]可以完成很多工件的加工,隻[Zhi]是效率和精度[Du]方面會差[Cha]一些,且[Qie]不容易推廣[Guang]而已,下面是細[Xi]長軸車削加工(Gong)的[De]技巧做以介[Jie]紹:
一(Yi)、車中心架位、車端面、鑽中[Zhong]心孔
為了能夠[Gou]在細長軸兩端[Duan]軸徑上加工出圓柱(Zhu)度和粗糙度較高的中心(Xin)架位[Wei],為下一步車端(Duan)面、鑽中心[Xin]孔打好基礎,筆者制作了尾座夾頭,其原理類(Lei)似于四爪卡盤。尾座夾頭的一端安裝(Zhuang)在莫氏[Shi]5号活頂[Ding]尖上,夾頭内(Nei)徑、錐(Zhui)度與活頂尖外徑[Jing]、錐度實配,夾[Jia]頭的(De)另一端孔徑、比[Bi]零件毛坯尺寸大15mm~20mm,深[Shen]50mm,并在[Zai]對稱(Cheng)位置打(Da)4個M16~M20頂(Ding)絲[Si]孔(如用3個[Ge]頂絲不易調(Diao)整、找正工件)。使用四爪(Zhao)卡[Ka]盤裝夾工件,依靠車床前端[Duan]的四[Si]爪卡[Ka]盤和尾座夾[Jia]頭的四個頂絲固定調正工件位置,這[Zhe]種方法方便、實用、好操作,俗稱“借餘量[Liang]”,可以很(Hen)好地[Di]避免出現(Xian)因工件毛坯的(De)彎曲變形(Xing)造成影響正常加[Jia]工的問題(Ti)。
1.車兩端(Duan)中心(Xin)架位
工件[Jian]調(Diao)正位置後,操作者依次車[Che]出細長軸兩端的中心(Xin)架位,并保(Bao)證兩端中心架位[Wei]外徑尺寸一(Yi)緻,以便于中心[Xin]架的安裝[Zhuang]和調整,同時,要保證所車出的中心架[Jia]位表面粗糙度和圓柱度[Du]精度,否則會[Hui]影響[Xiang]工件下一步的[De]加工精度。
2.車端面、鑽中心孔、車卡盤裝夾位[Wei]置
先架上中(Zhong)心架,研磨中[Zhong]心架三個支[Zhi]撐爪與工件的接觸面,調[Diao]整支撐爪的(De)位[Wei]置,使工件(Jian)旋轉(Zhuan)中心與(Yu)機床軸心重(Zhong)合,并[Bing]使支(Zhi)撐(Cheng)爪與工件外[Wai]圓保持微小間隙接觸,充分注油潤滑、鎖(Suo)緊中心架[Jia]、啟動設備,然後,開始車端[Duan]面、鑽中心孔、車出卡盤裝夾[Jia]位置。
這樣操作的[De]優點是:中心架(Jia)位粗[Cu]糙度和圓柱度精度[Du]高,支(Zhi)撐工件牢固、穩[Wen]定、調整方[Fang]便,材[Cai]料毛坯如有(You)彎曲[Qu]變形等缺陷[Xian]容易校正,車端[Duan]面鑽中心孔的質量高,并且不易打刀、不易折斷中心鑽。在實(Shi)際生産中,有[You]時鑽出的中心孔為橢圓(Yuan)形或為棱[Leng]形,原因就是[Shi]由于[Yu]中心架位精度(Du)不高造成的。
二、裝卡(Ka)工件方式
在工件同軸度[Du]要求不是特别[Bie]高的情況下,車削細長軸通常采用(Yong)一卡一頂裝夾的方法,這[Zhe]樣夾(Jia)緊力大、便于調[Diao]正,工件的剛性好[Hao],同(Tong)時配合使用跟刀架做輔助支撐,需[Xu]要注意的是:卡盤夾持工(Gong)件的長度要[Yao]盡(Jin)可能縮短,并盡量多倒一至兩次頭[Tou],以提高卡盤爪夾緊面與工件(Jian)頂尖孔的同軸度[Du],消(Xiao)除過定位對工(Gong)件造成的扭曲(俗稱别勁),也可以在[Zai]卡盤爪和工件之間纏一圈鋼絲并研磨頂尖孔。
後(Hou)頂尖應選用彈性活(Huo)頂尖,減少細長軸(Zhou)受熱後的伸長,避[Bi]免因[Yin]工件受熱産[Chan]生的熱彎曲變形[Xing],使切削加[Jia]工順利,保證零件的加工質量。
三、調整(Zheng)車床加工錐度
在加工(Gong)細長軸之前,操作者(Zhe)必須首先調整車床加工錐度,使[Shi]車床主軸旋轉中心與尾(Wei)座頂尖中心[Xin]一緻。隻有把車床加工錐(Zhui)度消(Xiao)除[Chu]了,跟[Gen]刀架才能正(Zheng)常的使用,加工出[Chu]的細長[Zhang]軸質量、精度才(Cai)能達到要求。
具體方法是:先車削靠[Kao]車床尾座零件一端的一(Yi)段外徑,再車(Che)削[Xue]鄰近卡盤(Pan)處零件的一段(Duan)外徑[Jing],保持中拖闆進[Jin]刀刻度一緻,然[Ran]後用外徑千[Qian]分尺(Chi)測量兩端外徑尺寸,根據兩端尺寸調整尾(Wei)座(Zuo)(可(Ke)用磁力表(Biao)檢測尾座調(Diao)整(Zheng)、移動量),直至所車出的[De]工件兩端尺(Chi)寸經測量一緻(調整(Zheng)車床加工錐度時,可适當考慮車削加工[Gong]中[Zhong]的刀具磨損,和跟(Gen)刀架[Jia]支(Zhi)撐爪的磨損[Sun]量)。
四、跟刀架的使用(Yong)
正确地使用跟刀[Dao]架可以有效地提(Ti)高工件的鋼性,避免工件震動,減小工件變形(Xing)。三支撐爪的跟刀架(Jia)使用(Yong)的較為普遍(Bian),它的優點是[Shi]:在車削加(Jia)工[Gong]中,跟刀架的[De]三個支撐爪(Zhao)和車刀[Dao]從四(Si)個方向抵(Di)住[Zhu]工件,使工件(Jian)上下、左右都不(Bu)能移動,車削時[Shi]更加穩定,不易産生振動(Dong)。
使用[Yong]跟刀架時,操作[Zuo]者要首先研磨[Mo]跟刀架的三個支撐[Cheng]爪[Zhao]和工件之間的接觸面,使其保持良好接觸[Chu],和相同[Tong]的微小間隙,保持松緊适當并可[Ke]以自(Zi)由移動同時,要(Yao)充分冷卻、潤滑。
如果[Guo]跟刀架的三個[Ge]支撐(Cheng)爪和工件接觸太松或不接觸,就起不到(Dao)支撐作用,提高不了細長軸的剛性,在加工[Gong]中工件會出現震動。如果[Guo]支撐爪的(De)壓[Ya]力過大,或三個支撐爪的(De)壓力不均,工件[Jian]在切削加(Jia)工中會出現不穩定,造成切削深度不均,工件直徑(Jing)大小不一,産生“竹節[Jie]”形。
同時,操作者要(Yao)注[Zhu]意力集中(Zhong),密切觀察跟(Gen)刀架三個支(Zhi)撐爪和工件之[Zhi]間的松緊(Jin)變化程度(Du),注意後頂尖和(He)工件之間的松緊程度并及時做出調(Diao)整。
在粗[Cu]加工[Gong]和半精加工[Gong]時,可将跟刀[Dao]架跟在車刀後面;精加工時将跟刀架[Jia]跟在車刀前面,以避免[Mian]精(Jing)加工表面被跟刀(Dao)架的三個支撐爪劃傷,這(Zhe)樣可以(Yi)保證加工出的工件尺[Chi]寸精度和表面粗糙度達(Da)到要求。
五(Wu)、使用反向走刀切削
反向切削是指[Zhi]在細長軸的車削過[Guo]程中,車刀從車[Che]床卡盤方[Fang]向向尾架方向進給加工,這樣,切削加(Jia)工過程中産(Chan)生的軸向切削力使細長(Zhang)軸受拉并由尾座承(Cheng)受,可以防止和(He)減(Jian)小工件的震[Zhen]動,消[Xiao]除軸向切削力引起(Qi)的彎曲變形。
具體的(De)方法是:可先用合金60°車刀在靠(Kao)近卡盤的一(Yi)端車出一段基圓[Yuan],然後将[Jiang]跟刀架支撐在基圓上,車刀在跟[Gen]刀架前面,在基圓(Yuan)上(Shang)輕輕對刀[Dao],達到深淺合适、直徑(Jing)尺寸[Cun]一緻,然後就可以直接走(Zou)刀進行切削[Xue]加工。
六[Liu]、充分使用冷卻潤滑液
冷卻潤滑液的作(Zuo)用非常大,一般(Ban)使用15%的乳化液。它能快速(Su)吸收并帶走(Zou)大量的(De)切削熱,降(Jiang)低車刀和工件的溫(Wen)度,防止工(Gong)件的[De]熱變形。細長軸(Zhou)加工的一個關鍵問(Wen)題,就是需要[Yao]解決(Jue)工件的[De]熱變形問[Wen]題。
切削細長軸[Zhou]零[Ling]件因走(Zou)刀時間比(Bi)較長,不可[Ke]避免(Mian)的(De)會出現車刀(Dao)和跟刀架支撐爪的磨損,這就對切削加工造成很大的影響,冷(Leng)卻潤滑液可以滲透到工件和刀具、工件和[He]跟刀架之間,形成一層保護膜(Mo),減小工件和刀[Dao]具之間、工件[Jian]和跟刀架支撐爪之間、刀具和鐵屑之間的摩擦,降低(Di)切削(Xue)力和切削熱,減少刀具和跟刀(Dao)架支撐爪的磨損,提高工件的表面質量。同時,它還(Hai)能提高斷屑效果,将鐵屑快速[Su]沖走,使切削加(Jia)工順利進行。
七、合理使用刀(Dao)具[Ju]
合理(Li)使用刀具[Ju]可以減小(Xiao)切削力、切削熱、減小震動和彎曲變形,保持[Chi]車刀鋒(Feng)利可以有(You)效地減少切削熱,使(Shi)切削加工順利進行,刀具常用合金牌号YT15的60°車(Che)刀。
車刀要選取較大的前角15°~30°以保持(Chi)車刀鋒利。同時,為增(Zeng)大前[Qian]角可以将車刀(Dao)裝得略高于工件(Jian)中心,使(Shi)後角減小可以使車[Che]刀後面對工件(Jian)起到支撐作用,減小(Xiao)工件的[De]震動。 車刀要[Yao]增大主偏角,可以減(Jian)小徑向力,減小(Xiao)彎曲變形。為提高已加工(Gong)表面的質量,使(Shi)鐵屑流向待加工表面,刀具刃傾角[Jiao]應選為正值。為使切屑順利[Li]卷曲、折(She)斷,前刀面應磨出斷屑槽,刀尖(Jian)圓弧(Hu)盡可能(Neng)減小,以減小[Xiao]切削力。
八、合理選擇切削用量(Liang)
加工細長軸要盡量(Liang)選擇中、低[Di]轉速,減小離心[Xin]力,從而減小工件的彎曲變形。切削用量選擇的是否合理,對切(Qie)削過程中産生的(De)切削力(Li)的大小、切削熱的[De]多少是不[Bu]同的,因此[Ci]對車削(Xue)細長軸時引起的(De)變形也是不(Bu)同的。
1.切削深[Shen]度
随着切(Qie)削[Xue]深度的[De]增大[Da],車時産生的切削力[Li]、切削[Xue]熱随之增大,引起細(Xi)長軸的受(Shou)力、受熱(Re)變形也增大。因此在車削細[Xi]長軸時,操作者應盡量(Liang)減(Jian)小切削深[Shen]度。
2.進給量
進給量增(Zeng)大會[Hui]使切削厚(Hou)度增加,切削力增大。但切[Qie]削力(Li)不是按正比增大,因此細長軸[Zhou]的受力變[Bian]形系數有所下降。如果從提高切削(Xue)效率的角度來看,增大進給量比增大切(Qie)削深度有利。
3.切削速度
提高切削速[Su]度有(You)利于降低切削力(Li)。這是因(Yin)為,随着切削速度[Du]的增大,切削[Xue]溫度[Du]提高,刀具與工件之[Zhi]間的[De]摩擦力減小,細長軸的受力變形[Xing]減[Jian]小。但切削(Xue)速度過高容易[Yi]使細長軸在離心力作用下出現彎(Wan)曲,破壞切[Qie]削過程的(De)平穩性,所以切削速(Su)度應控制在一[Yi]定範圍。對長徑(Jing)比(Bi)較[Jiao]大的工件[Jian],切削速度要适[Shi]當降低。
細長(Zhang)軸[Zhou]的加工技(Ji)術雖(Sui)然較難(Nan)掌握,但隻要找出規律(Lü),不[Bu]斷總結經驗[Yan],仍然可以加工出合格的(De)細長軸工件。 從上面[Mian]看出細長軸的加[Jia]工在軸類加(Jia)工中的難度還[Hai]是比較大(Da)的,随着技術的不斷進步(Bu),我們可以看(Kan)到在[Zai]細長軸(Zhou)加工中最大[Da]的(De)難度和最影響加工效率的就是車端面鑽中心(Xin)孔工藝,因此(Ci)采購一台合适範圍的(De)銑[Xi]端面打中心[Xin]孔(Kong)機床提高細長軸加工(Gong)效率的和精(Jing)度提[Ti]高生産利潤[Run]成為細(Xi)長軸行業的大方向[Xiang]。