在普通車床上加(Jia)工細長軸(Zhou)對操作人員車工[Gong]操(Cao)作技能水平要求比較高,現當[Dang]今[Jin]使用數控車床加車端面鑽[Zuan]中心孔[Kong]機床相結合生産[Chan]細長[Zhang]軸(Zhou)已經成[Cheng]為(Wei)行[Hang]業内的共識,使[Shi]用銑端面[Mian]打中心孔機床先将細長軸總長控制,高一緻性的完成工件的中心孔[Kong]加工,一次裝夾兩(Liang)端同時完成總長控制(Zhi),中心孔精度保證,從而提高每一跟細長軸的标準性,為(Wei)下道[Dao]工序數控車(Che)床提供精準的工[Gong]件,減少每[Mei]個環節的調整時間(Jian),從而實現細長(Zhang)軸效率(Lü)提升為生[Sheng]産廠家[Jia]創造(Zao)利益。
當然對(Dui)于暫時沒有銑端面的中心機床的生産廠家,細(Xi)長軸(Zhou)就不能加工了嗎,答案(An)是否定的,機(Ji)加工(Gong)是沒有止境的一台簡單的車[Che]床,鑽床,銑床就[Jiu]可以完成很多工件的加[Jia]工,隻是效率和精度方面會差一些(Xie),且不容易推廣[Guang]而已,下面[Mian]是(Shi)細長軸車削加工的技巧做以介紹:
一[Yi]、車中心架位[Wei]、車端(Duan)面(Mian)、鑽中[Zhong]心孔
為了能夠在細長軸兩(Liang)端[Duan]軸徑上加工出[Chu]圓柱度和粗糙(Cao)度[Du]較高的中心[Xin]架位,為下一步車端面、鑽中心孔打好基(Ji)礎,筆者制作了尾座夾頭,其原理類(Lei)似于四爪卡盤。尾[Wei]座夾頭(Tou)的一端安[An]裝在莫氏[Shi]5号活[Huo]頂尖上,夾(Jia)頭[Tou]内徑、錐[Zhui]度與[Yu]活頂尖外[Wai]徑[Jing]、錐度實配,夾頭的[De]另一端(Duan)孔徑、比零件毛坯尺寸[Cun]大[Da]15mm~20mm,深50mm,并在(Zai)對稱位置打4個M16~M20頂絲孔(如用3個頂絲不易調(Diao)整、找[Zhao]正工件)。使用四爪(Zhao)卡盤裝夾工件[Jian],依靠車床前端的四爪卡(Ka)盤和尾座夾[Jia]頭的四個頂絲固定調正(Zheng)工件位置(Zhi),這種方法方便[Bian]、實[Shi]用、好操作,俗稱“借餘量[Liang]”,可以很好地[Di]避免出現因工件毛坯的彎曲變形(Xing)造[Zao]成(Cheng)影響正常加[Jia]工的問題。
1.車兩端中心(Xin)架位
工件[Jian]調[Diao]正位置後,操(Cao)作者依次車[Che]出細長軸(Zhou)兩端的中心架(Jia)位,并保證兩(Liang)端中心架位(Wei)外徑尺寸一[Yi]緻,以便于中心架的安裝(Zhuang)和調(Diao)整,同時(Shi),要保證[Zheng]所車出的中心[Xin]架位表面粗糙(Cao)度和(He)圓柱度[Du]精度,否則會影響(Xiang)工件下一步的[De]加工精度。
2.車端(Duan)面、鑽[Zuan]中心孔、車卡盤裝夾位置
先架上中心架(Jia),研磨中心架三(San)個支(Zhi)撐爪與工[Gong]件的接觸面,調(Diao)整支撐爪的(De)位置,使[Shi]工件[Jian]旋轉(Zhuan)中心與機床軸心重合,并[Bing]使支撐[Cheng]爪與工件[Jian]外圓保持微小間隙接觸,充(Chong)分注油潤滑、鎖(Suo)緊中心架、啟動設備(Bei),然[Ran]後,開始車端面、鑽中心(Xin)孔、車出卡盤裝(Zhuang)夾[Jia]位置。
這樣操作的[De]優點[Dian]是:中心架[Jia]位(Wei)粗糙度和圓柱度精度高,支撐工件牢固、穩定、調整方(Fang)便,材料毛[Mao]坯如有[You]彎曲變形等缺陷(Xian)容易校正,車端[Duan]面鑽中心孔的質量(Liang)高,并且不[Bu]易打刀、不易折斷中心鑽。在實[Shi]際生産中,有時[Shi]鑽出(Chu)的中[Zhong]心孔(Kong)為橢圓形或為棱(Leng)形,原因就是[Shi]由于[Yu]中心架位[Wei]精度不高造成的。
二、裝卡[Ka]工件方式
在工件同[Tong]軸度要求不是特[Te]别高的情況(Kuang)下,車削細長[Zhang]軸通常采用(Yong)一卡一頂裝夾的方法,這樣夾緊力(Li)大[Da]、便于調[Diao]正,工件的剛性好(Hao),同時配合使用跟刀架做(Zuo)輔助支撐,需(Xu)要注意的是:卡盤夾持工件的長度要[Yao]盡可能(Neng)縮短,并盡量多倒一(Yi)至兩次頭,以提高卡盤爪夾緊面與工件(Jian)頂尖孔的(De)同軸度[Du],消(Xiao)除過定位對工件造[Zao]成的扭曲(俗(Su)稱别勁),也可以在卡盤爪和工件之間纏一圈鋼[Gang]絲并(Bing)研磨頂尖孔。
後頂尖應選用彈性活[Huo]頂尖(Jian),減少細長軸(Zhou)受[Shou]熱後的伸(Shen)長,避(Bi)免因工件受熱産生的熱[Re]彎曲變(Bian)形(Xing),使切削加(Jia)工順利,保證(Zheng)零件的加工質量[Liang]。
三、調整車床加[Jia]工錐度
在加工細[Xi]長軸之前,操作者必須首先調整車床(Chuang)加工錐度,使車床主[Zhu]軸旋(Xuan)轉中心與[Yu]尾座頂尖中心(Xin)一緻。隻有把車床加工錐度消(Xiao)除了,跟刀架才[Cai]能正[Zheng]常的使用,加工出的(De)細長[Zhang]軸質量、精[Jing]度才能達到要求。
具體方法是:先車削靠車床[Chuang]尾座零件一端的一段外徑,再車削鄰近卡盤處零件的一段(Duan)外徑,保持(Chi)中拖闆進[Jin]刀刻度一緻,然(Ran)後用外徑千分尺測量兩(Liang)端外徑尺寸,根據兩(Liang)端尺寸調整尾(Wei)座(可用磁力表檢測尾座調整、移動量),直至所[Suo]車出的工件兩端[Duan]尺寸經測量一緻(Zhi)(調整車床[Chuang]加工錐(Zhui)度時,可(Ke)适當考慮車削加工中[Zhong]的刀(Dao)具磨損,和跟刀架[Jia]支撐爪的磨損(Sun)量)。
四、跟刀架的使用[Yong]
正确(Que)地使(Shi)用跟刀(Dao)架可以有效[Xiao]地提高工件的鋼性,避免[Mian]工件震動,減小[Xiao]工件變形。三支撐爪的跟刀架(Jia)使用[Yong]的較為普遍(Bian),它的優點是:在車削加工中,跟刀架的[De]三(San)個支撐爪和車刀[Dao]從四個方向抵[Di]住工件,使[Shi]工件[Jian]上下、左右都不(Bu)能移動,車[Che]削時(Shi)更加[Jia]穩[Wen]定,不易産生(Sheng)振動。
使用跟刀架時,操作[Zuo]者要首先研磨[Mo]跟[Gen]刀架的三個支撐爪和工件之間的[De]接觸面,使其保持良好接觸,和相同的微小間隙[Xi],保持松緊适當并可以自由移動同時(Shi),要充分冷卻(Que)、潤滑。
如果(Guo)跟刀架的三個[Ge]支撐(Cheng)爪和工件接觸[Chu]太松或不接觸,就起不到支撐作(Zuo)用,提高不了細長[Zhang]軸的剛性,在加工中工件會出現震動。如果支撐爪的壓力過大,或三個[Ge]支撐爪的[De]壓力不均,工件[Jian]在切削加工中會出現不穩[Wen]定,造成切削深度不均,工件直徑[Jing]大小[Xiao]不一,産[Chan]生“竹節[Jie]”形。
同時,操作者要注意力集中,密切觀察跟刀[Dao]架三個(Ge)支撐爪[Zhao]和工件之間的松緊(Jin)變化程度(Du),注意後頂尖和(He)工件之間的松[Song]緊程度并及時做出(Chu)調[Diao]整。
在粗加工和半[Ban]精加工時,可将跟刀架跟在車刀後面;精加工時将(Jiang)跟刀架跟在車刀前面,以避免精加(Jia)工表面被跟刀架的三個支撐爪劃傷,這(Zhe)樣可以保證加[Jia]工出的工件尺[Chi]寸精度和表面粗糙度達到要求。
五、使用反向[Xiang]走刀切削
反向切削[Xue]是指在細長軸的車[Che]削(Xue)過程中,車刀從車(Che)床卡盤方向向[Xiang]尾架方向進給加工,這樣,切削(Xue)加[Jia]工過(Guo)程中産(Chan)生的軸向切削[Xue]力使細長軸受[Shou]拉并由尾座承(Cheng)受,可以防止和[He]減[Jian]小工件的震動,消(Xiao)除軸向切削力引起[Qi]的彎(Wan)曲變形。
具體的方法是:可先用合金60°車刀在靠近卡盤的一[Yi]端車[Che]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(Jia)前面,在基圓上輕輕對刀(Dao),達到[Dao]深淺合适、直徑尺寸一緻,然後[Hou]就可[Ke]以直接走[Zou]刀進行(Hang)切削加[Jia]工。
六、充分使用冷卻潤滑液
冷卻潤滑液的作(Zuo)用(Yong)非常大,一般使用[Yong]15%的乳化液。它能快速吸收并帶走(Zou)大量的切削熱,降低車刀[Dao]和工件的溫度,防止工件[Jian]的(De)熱變形。細長軸加(Jia)工的一個關鍵問題,就是需要解決工件的[De]熱變形問題。
切(Qie)削細長軸(Zhou)零件[Jian]因走刀時間比較長,不可(Ke)避免的(De)會出現車刀(Dao)和跟[Gen]刀架支撐(Cheng)爪的[De]磨損[Sun],這就對切削加(Jia)工造成很大的影響,冷卻潤滑液可[Ke]以滲透到工件和刀具、工件和跟刀架之間,形成一層保護膜,減小工件和刀具之間、工[Gong]件(Jian)和(He)跟刀架支撐爪[Zhao]之間、刀具和鐵屑之[Zhi]間的摩擦,降低切削力和[He]切削熱,減少刀具和跟刀架支撐爪[Zhao]的磨損,提高工件的表面(Mian)質量。同時,它還(Hai)能提高斷屑效果,将鐵屑快速(Su)沖走,使[Shi]切削加工順(Shun)利進行。
七(Qi)、合[He]理使用刀具
合理使用刀具可以減小[Xiao]切削力(Li)、切削(Xue)熱、減小(Xiao)震動和彎曲變[Bian]形,保持車刀鋒[Feng]利可以有(You)效地減少切削熱,使切削加[Jia]工順利[Li]進行,刀具常用合金牌号[Hao]YT15的60°車刀。
車刀要選取較大的前角15°~30°以(Yi)保持(Chi)車刀鋒利(Li)。同時,為增大[Da]前角(Jiao)可以将車刀[Dao]裝得略高于工件中[Zhong]心,使後角[Jiao]減小[Xiao]可[Ke]以使車刀後面(Mian)對工件[Jian]起到支撐作用[Yong],減小(Xiao)工件的(De)震動。 車刀要[Yao]增大主偏角,可以減小[Xiao]徑向力,減小彎[Wan]曲變形。為提(Ti)高已加工表面的質量,使(Shi)鐵屑流向待加工表面,刀(Dao)具刃傾角[Jiao]應選為正值。為使切屑順利卷[Juan]曲、折斷,前刀面[Mian]應磨[Mo]出(Chu)斷屑槽,刀尖[Jian]圓弧盡可能減小,以減[Jian]小(Xiao)切削力。
八、合[He]理(Li)選擇切削用量
加工細(Xi)長軸要[Yao]盡量(Liang)選擇中、低(Di)轉速,減小離心(Xin)力,從(Cong)而減小(Xiao)工[Gong]件的彎曲變形。切削用量選擇[Ze]的是否合理,對切[Qie]削(Xue)過程中産[Chan]生的切削[Xue]力(Li)的大小、切削熱的多少是不(Bu)同的,因此對車削細長軸時引起的變形也是不同[Tong]的(De)。
1.切削深[Shen]度
随[Sui]着切(Qie)削深度的增大,車時産生的切削力、切削[Xue]熱随之增大(Da),引[Yin]起細長軸的受[Shou]力、受熱[Re]變[Bian]形也增大。因此在車(Che)削細長軸時,操作者應盡量(Liang)減小切削深(Shen)度。
2.進給量
進給量增[Zeng]大會使切削厚[Hou]度(Du)增加,切削力[Li]增大。但切削(Xue)力不是按正比增(Zeng)大,因此(Ci)細長軸的受力變形系數有所下(Xia)降。如(Ru)果從提高切削[Xue]效率的角度來看,增大進給量比增[Zeng]大切(Qie)削深[Shen]度有利。
3.切削速[Su]度
提高切削速度有利于降低切削力。這是因(Yin)為,随着切削速度的增大,切削溫度(Du)提高,刀具與工件之間的摩擦力減小,細[Xi]長軸的受力變形減小。但切削[Xue]速度過高容易使細長軸在離[Li]心力(Li)作[Zuo]用下出[Chu]現彎曲[Qu],破壞切削過程的(De)平穩(Wen)性,所以切削速度應控制在一[Yi]定範圍。對長徑比較大的(De)工件[Jian],切削(Xue)速度要适[Shi]當降低。
細長軸(Zhou)的加工技[Ji]術雖然較難掌[Zhang]握[Wo],但隻要(Yao)找出規律[Lü],不斷總結經驗[Yan],仍然可以加工出合格的(De)細長(Zhang)軸工件[Jian]。 從上面看出(Chu)細長軸的加工在軸類加工中的難度還是比較大[Da]的,随着技術的不斷進步,我們可以看到在細長軸加工中最大的難度和最影[Ying]響(Xiang)加工效率的就[Jiu]是車端面鑽中心孔工藝,因此[Ci]采購(Gou)一台合适範圍的(De)銑[Xi]端面打中心孔機床[Chuang]提高細長軸加(Jia)工[Gong]效率的和精(Jing)度提(Ti)高生産利[Li]潤成為細長軸(Zhou)行業的[De]大方向。