幹(gàn)車床的都知道,細長軸加工是一個比較難的加工,如何用普通車床加工細長軸也是一個車工具備的一項技能之一,山東友(yǒu)泰是(shì)一家專門以軸件加工機床為研發(fā)方向的(de)機床廠家,筆(bǐ)者走訪很多客戶将一些客戶的實際加工技巧分享(xiǎng)給(gěi)大家。
一、對于軸件的(de)加工來說,第一個肯定就是定位基準的加工(gōng)了,當前國内軸件批量生的時候大多數企業都采用(yòng)了銑端面打中心孔機床這一款專門加工(gōng)細長軸第(dì)一工序(xù)的機床,效率高,精度好,為後續無論普通車(chē)床,還是數控車床都提供了非常标準的(de)工件,但是少數企業還是在使用普通車(chē)床加工,當(dāng)然了用普通車床也能夠完成細長軸工件加工(gōng)第一工序車中心架位(wèi)、車端面、鑽中心孔工序,隻是效率上稍微低點。
為了能夠在細長軸兩端(duān)軸徑上加工出圓柱度和粗糙度較高的中心架位,為下一步車端面、鑽(zuàn)中心孔打好基礎,一般的機械(xiè)加工車間(jiān)都會制作了尾座夾(jiá)頭,其原理(lǐ)類似于四爪卡盤。尾座夾頭的一端安裝在莫氏5号(hào)活頂尖上,夾頭内徑、錐度與活頂尖外(wài)徑(jìng)、錐度實配,夾頭的另(lìng)一端孔徑(jìng)、比零件毛坯尺寸大15mm~20mm,深50mm,并在對(duì)稱(chēng)位置(zhì)打4個M16~M20頂絲孔(如用3個頂絲不易調整、找正工件)。使用四(sì)爪卡盤裝夾工件,依靠車床前(qián)端的四爪卡盤和尾座夾頭的四個頂絲固定調正工件位置,這種方法方便、實用、好操作,俗稱“借餘量”,可以很好地避免出現因工件毛坯的彎曲變形造成影響正常加工的問題。
1.車兩端中心架位
工件調正位置後,操作(zuò)者依次車出細長軸兩端的中心架位,并保證兩端中心(xīn)架位外徑尺寸一緻(zhì),以便于中心架的安裝和調整,同時,要保證所車(chē)出的中心架位(wèi)表(biǎo)面粗糙度和圓柱度精度,否則會影響工件下一步的(de)加工精度。
工件經過裝(zhuāng)夾後,我們在車床上(shàng)首先就是(shì)要将細長軸兩端的中心架位(wèi)車出(chū)來,同時要保障兩端中心架位外徑尺寸的一緻性,方便中心架的安裝(zhuāng)和調整(zhěng),還要保障所車中心架位的(de)表面粗糙(cāo)度和圓柱精度,不然(rán)影響(xiǎng)下一個工序加工(gōng)精度,在使用數控(kòng)雙端(duān)面打中心孔機(jī)床的廠家,這個工序就不是一個很難的(de)工序了,當然他們一般是頂(dǐng)着中心孔來加工,兩端的夾持位同時加工,精度一緻(zhì)性也非常(cháng)好,在細長軸加工如果需(xū)要中心架位,在銑端(duān)面打中心孔(kǒng)這個工序下一道工序(xù)加工中心架位(wèi),效率和(hé)精度也(yě)是非常高的。
2.車端面、鑽中心孔、車卡盤裝夾位置
這個工(gōng)序(xù)是所有軸件加工中,最重要(yào)的一(yī)個工序,加工軸件越複雜,加工工序(xù)越(yuè)多,越需要這個工序來保障以後每個(gè)工件的(de)車削精度,和最大可能的提高細長軸(zhóu)加工效率,在數控銑端面打中心孔機床中,我們将工件直接放在機床上,完成加工就可以(yǐ)了,但是在普通車(chē)床上,我們要(yào)先加上中心架,研磨中(zhōng)心架三個支撐抓與工件的(de)接觸面,調整支撐抓的位置,讓工件旋轉(zhuǎn)中心與機床軸心重(zhòng)合,還要注意的就是支撐抓與工件外圓要保持微小的接觸,在充分注(zhù)油潤滑、鎖緊中心架、啟(qǐ)動設備,開始車端面,鑽中心孔,車卡盤夾持位(wèi)等(děng),先架上中心架,研磨(mó)中心架三(sān)個支撐爪與工件的(de)接觸面,調整支撐爪(zhǎo)的位置,使(shǐ)工件旋轉中心與機床軸(zhóu)心重(zhòng)合,并使支撐爪與工件(jiàn)外圓保持微小間隙接觸,充分注油潤滑、鎖緊中心架、啟動設備,然後,開始車端面、鑽中心孔、車出(chū)卡盤裝夾位置。 這(zhè)樣操作的優點(diǎn)是:中心架位(wèi)粗糙度(dù)和圓柱度精度高,支撐工件牢固、穩定、調整方便,材料毛坯如有彎曲變形等缺陷容易校正,車端面鑽中心孔的質量高,并且不(bú)易打刀、不易折(shé)斷中心鑽。在實際生(shēng)産中,有(yǒu)時鑽(zuàn)出的中心孔為橢圓形或為棱形,原因就是由于中心架(jià)位精度不高(gāo)造成的。 做(zuò)這些工作對工作(zuò)人員的加工(gōng)技能要求蠻高的(de),操(cāo)作比較繁瑣,但是沒(méi)辦法,普車效率(lǜ)就這樣,但是好在能加工。如果使用數控銑(xǐ)端面打(dǎ)中心孔機床,效(xiào)率就提升很多了,在設定好夾持位後,直接将細長軸放入雙向夾具中,自動定中心(xīn),定位(wèi),對刀,關門,啟動程序,套車夾持位(wèi),兩端中心孔,兩個端面同時加工效率大大提高,降(jiàng)低工人勞動強度和技術(shù)要求,解放工人,效率自然就高了,有點跑題了,本文重(zhòng)點還是介紹,普(pǔ)通車床細長軸的(de)加工(gōng)技巧。
二、裝卡工(gōng)件方式(shì)
在工件同軸度要(yào)求不是特(tè)别高的情況下,車(chē)削細長軸通常采用一卡一頂裝夾的方法,這樣夾緊力大、便于調(diào)正,工件的剛性好,同時配合使用跟刀架做輔助支撐,需要注意的是:卡盤夾(jiá)持工件的長度要盡可能縮短,并盡量多(duō)倒一至兩次頭,以提高(gāo)卡盤爪(zhǎo)夾緊面與工件頂(dǐng)尖孔的同軸度,消除過定位對(duì)工件造成的扭曲(俗稱别勁),也可以在卡盤爪和工件之間纏一圈鋼絲(sī)并(bìng)研磨頂尖(jiān)孔。
後頂尖應選用彈性活頂(dǐng)尖,減少細長軸受(shòu)熱後的伸長,避免(miǎn)因工件受熱産生的熱彎曲變形,使(shǐ)切削加工(gōng)順利,保證零(líng)件的加工質(zhì)量。
三、調整車床(chuáng)加工錐(zhuī)度(dù)
在加工細長軸之前,操作者必須首先調整車床加工錐度,使車(chē)床主軸旋轉中心與尾座頂尖中心一(yī)緻。隻有把車床加(jiā)工錐度消除了,跟刀架才能正常(cháng)的使用,加工出的細(xì)長軸質量、精度(dù)才能達到要求。
具體方法是:先車削靠車床尾座零件一端的(de)一段外徑(jìng),再車削鄰近卡盤處零件的一段外(wài)徑,保持中拖闆進刀刻度一緻,然後用外徑千分尺測(cè)量兩端外徑尺寸,根據(jù)兩端尺寸(cùn)調整尾座(可用磁力表檢測尾座調(diào)整、移動量),直至所車出的工件兩端尺寸經測量一緻(調(diào)整車床加(jiā)工錐度時,可适當考慮車削加工中的刀具(jù)磨損,和(hé)跟刀架支撐爪的磨損量(liàng))。
四、跟刀架的使用
正确地使用跟刀(dāo)架可以有效地(dì)提高工件的鋼性,避免工件(jiàn)震動,減小工件變形。三支撐爪的跟刀架使用的較為(wéi)普遍,它的優點是:在車削加工(gōng)中,跟刀(dāo)架的三個支撐爪和車(chē)刀從(cóng)四個方向抵住工件,使工件上(shàng)下、左右都(dōu)不能移動,車削時更加(jiā)穩(wěn)定,不易産生振動。
使(shǐ)用跟刀架時,操作者(zhě)要首先研磨跟刀架的三個支撐爪和工(gōng)件之間的接觸面,使其保持良好接觸,和相同的微小間隙,保持松緊适當并可以(yǐ)自由移動同時,要充(chōng)分冷卻(què)、潤滑。 如果跟刀架的三個支(zhī)撐爪和工件接觸太松或(huò)不接觸,就起不到支(zhī)撐作用,提高不了細長軸(zhóu)的剛性,在加工中工件會出(chū)現震動(dòng)。如果支撐爪的壓力過大,或三個支撐(chēng)爪的壓力不均,工件在(zài)切削加工(gōng)中會出現不穩定,造成切削深度不均,工件直徑大小(xiǎo)不一,産生“竹節”形。
同時,操作者要注意力集中,密(mì)切觀(guān)察跟(gēn)刀架三個支撐(chēng)爪和工件之間(jiān)的松緊變化程度,注意後頂尖和工件之間(jiān)的松緊程度并及(jí)時做出調整。
在(zài)粗加工和半精加工時(shí),可将跟刀架(jià)跟在車刀後面;精加工時将跟刀架跟在車刀前面,以避(bì)免精加工表面(miàn)被跟刀架的三個支撐爪劃傷(shāng),這樣可以保證加工(gōng)出的工件尺寸精(jīng)度和表面粗糙度達到要求。
五、使(shǐ)用反向走刀切削
反向切削是(shì)指在細長軸的車削(xuē)過程中,車刀從(cóng)車床卡盤方向(xiàng)向尾架方向進給加工,這樣,切削加工過程(chéng)中産生的軸向切(qiē)削力使(shǐ)細長軸受(shòu)拉并由尾座(zuò)承受(shòu),可以防止和減小工件的震動,消除軸向切削力引起的(de)彎曲變形。 具體的方法是:可(kě)先用合金60°車刀在靠近卡盤的一(yī)端車出一段基(jī)圓,然後将跟刀架支撐在(zài)基圓上,車刀在跟刀(dāo)架前面,在基圓上(shàng)輕輕對刀,達到深(shēn)淺合适、直徑尺寸(cùn)一(yī)緻,然後就可以(yǐ)直(zhí)接走刀進行切削加工。
六、充(chōng)分使(shǐ)用冷卻潤滑液(yè)
冷卻潤滑液的作用非常大,一般使用15%的乳化液。它能快(kuài)速吸收并帶走大(dà)量的切削(xuē)熱,降低(dī)車刀和工件的溫度,防(fáng)止工件的熱變形。細長軸加工的一個(gè)關鍵問題,就是需要解決工件的熱(rè)變形問題。
切削細長軸零件因走刀時間比較(jiào)長,不可避免的會出現車刀和跟刀(dāo)架支(zhī)撐爪的磨損,這就對切(qiē)削加工(gōng)造成很大的影響,冷卻潤滑液(yè)可以滲透到工件和刀具、工件和跟(gēn)刀架之間,形成一(yī)層(céng)保護膜(mó),減小工件和(hé)刀(dāo)具之間、工件(jiàn)和跟刀架支撐爪之間、刀具和鐵屑之間的摩擦,降低切(qiē)削力和切(qiē)削熱,減少刀具和跟刀架支撐爪的磨損,提(tí)高工件的表(biǎo)面質量。同時,它還能提高斷屑(xiè)效果,将鐵(tiě)屑快(kuài)速沖走,使切(qiē)削(xuē)加工順利進(jìn)行。
七、合理使用刀具
合理使用刀具可以減小切削力、切削熱、減小震動和(hé)彎曲變形,保持車刀鋒利可以有效地減少切削(xuē)熱,使切削加工順利進(jìn)行,刀(dāo)具常用合金牌号YT15的60°車刀。
車刀要選取較(jiào)大的前角15°~30°以保持車刀鋒利。同時(shí),為增大前角可以将車刀裝得(dé)略高于工件中心,使後(hòu)角減小可以使(shǐ)車刀後面對工件起到支撐作(zuò)用,減小工件的震動。 車刀要增(zēng)大主(zhǔ)偏角,可以減小徑向力,減小彎曲變(biàn)形。為提高已加工表面的(de)質量,使鐵(tiě)屑流待加工表面,刀具(jù)刃(rèn)傾角應選(xuǎn)為正值。為使切屑順利卷曲、折斷,前刀面應磨出斷屑槽,刀尖圓弧盡可(kě)能減小,以減小切削(xuē)力(lì)。
八、合理(lǐ)選擇(zé)切削用量
加工細長軸要盡量選擇(zé)中、低轉速(sù),減小離心力,從而減小工件的彎曲變形。切削用量選擇的是否合理,對切削過程中産生的切削力的大小、切削熱的(de)多少是不同的,因此對車削細長軸時引起的變(biàn)形也是不同的。
1.切削深度
随着切削深(shēn)度的增大,車時産生的切削力、切削熱随之增大,引起細長軸的受力、受(shòu)熱變形也增大。因此(cǐ)在車削細長軸時,操作者應盡量減(jiǎn)小(xiǎo)切削深度。
2.進(jìn)給量
進給量增大會使切(qiē)削厚度增加,切削力增大。但切削力不是按正(zhèng)比增大,因(yīn)此(cǐ)細長軸的受力(lì)變形系數有所下降。如果從提高切削效率的角度來看,增大進給量比增大切(qiē)削深(shēn)度有利。
3.切削速度
提高切削速(sù)度有利于降低切削力。這是因(yīn)為,随着切削速度的增大,切削(xuē)溫度提(tí)高(gāo),刀具與工件之間的摩擦力(lì)減小,細長軸(zhóu)的受(shòu)力變形減小。但切削速度過高容易使細長(zhǎng)軸在離心力作用(yòng)下出現彎曲,破壞(huài)切削過程的平穩(wěn)性,所以切削速度應(yīng)控制在一定範(fàn)圍。對長徑比較大的工件,切削速度(dù)要适當降低。
細長軸的加工技術雖(suī)然較難掌握,但隻要找出規律,不斷(duàn)總結經驗,仍然可(kě)以加工出合格的細長軸工件。 當然先進社會是個效率社會,競争無處不(bú)在,普通車床加工(gōng)細長軸(zhóu)還将長期存在(zài),但是在大(dà)批量生産中,普通車床+銑端面打中心孔機床方式,或者數控銑端面打(dǎ)中心(xīn)孔機床+數控車床的方式已經成為當前細長(zhǎng)軸加工的主流。