在(Zai)普通車床上加工細(Xi)長軸(Zhou)對操作人員(Yuan)車工操作技能水平(Ping)要求比較高,現當今使用數控車床加[Jia]車端面鑽中心孔機床相結合生産細長軸已經成為行業内的共(Gong)識,使用銑端面打中心孔機床先将細長軸總(Zong)長控制,高一緻性的完成(Cheng)工件的中(Zhong)心孔加工,一次裝夾兩端[Duan]同時完成總長控制,中心孔精[Jing]度保證,從而提高每一跟(Gen)細長軸的标準性,為下道工序數控車床[Chuang]提供精準的工件,減[Jian]少[Shao]每個環節的調整時間,從而實現細長[Zhang]軸[Zhou]效率提升為生産廠家創造利益。
當然對于暫時沒有(You)銑端[Duan]面的中心機床[Chuang]的生産廠[Chang]家,細長軸就不能加工了嗎,答案是[Shi]否定[Ding]的,機加工是沒有止境的一台簡單(Dan)的車床,鑽床,銑床就可以完成很多工件(Jian)的加工,隻是效率和[He]精度[Du]方面會差一(Yi)些[Xie],且不容易推廣而已,下面(Mian)是細長軸車削加[Jia]工的技巧做以介[Jie]紹:
一、車中心架位、車端面、鑽中心孔
為了能夠在細[Xi]長[Zhang]軸兩端軸徑上加[Jia]工出(Chu)圓柱度和粗糙度較高的中心架位,為[Wei]下一步車(Che)端面、鑽[Zuan]中心孔打好基礎,筆者制作了(Le)尾(Wei)座夾頭,其原[Yuan]理類似于四爪卡盤。尾座夾頭的一(Yi)端安裝在莫氏5号活頂尖上,夾頭内徑、錐度與活頂尖[Jian]外(Wai)徑、錐度實[Shi]配,夾[Jia]頭的另一端孔[Kong]徑、比零件毛坯尺寸[Cun]大15mm~20mm,深50mm,并在對稱位(Wei)置打(Da)4個M16~M20頂絲孔(如用3個頂絲不易調整、找正工件)。使用[Yong]四(Si)爪卡盤裝夾[Jia]工(Gong)件,依靠車床[Chuang]前端的四爪卡盤和尾(Wei)座[Zuo]夾頭(Tou)的四[Si]個頂絲固定[Ding]調正工件位置,這[Zhe]種方法[Fa]方[Fang]便、實用、好(Hao)操作(Zuo),俗[Su]稱“借餘量”,可以很[Hen]好地避免出現因[Yin]工件毛[Mao]坯的彎曲變形造成影響正常(Chang)加工的問題。
1.車兩端[Duan]中心架位(Wei)
工件調正位置後,操作者依次[Ci]車出細長(Zhang)軸兩端的中心[Xin]架位,并保(Bao)證兩端中心架位外徑尺[Chi]寸一緻,以便于[Yu]中心架的安裝和調整[Zheng],同時,要[Yao]保證所[Suo]車出的(De)中心架位表面粗糙(Cao)度和圓[Yuan]柱[Zhu]度精度,否(Fou)則會影響工件下一步的加工精度。
2.車端[Duan]面、鑽中心(Xin)孔、車卡盤裝[Zhuang]夾[Jia]位置
先架上中心架,研磨中心架三個支撐爪[Zhao]與工件的接觸面,調整支撐爪的位置,使(Shi)工件[Jian]旋轉中(Zhong)心與機床軸心重合,并使支撐爪與工[Gong]件外圓保持[Chi]微[Wei]小間隙接觸,充分(Fen)注油潤(Run)滑、鎖[Suo]緊中心架、啟動(Dong)設備,然後,開始[Shi]車端面、鑽[Zuan]中(Zhong)心[Xin]孔、車出卡[Ka]盤裝夾位置。
這樣操(Cao)作的優點是:中心架位粗糙度和圓(Yuan)柱度精度高,支撐工[Gong]件牢固、穩定、調整方便,材[Cai]料毛坯如[Ru]有彎曲變形等缺陷容易校正,車[Che]端面鑽中心孔的(De)質量高,并且不[Bu]易打刀、不易[Yi]折斷中心鑽[Zuan]。在實際生産中,有時鑽出的中心孔為[Wei]橢圓形或(Huo)為棱形,原因就是[Shi]由于中心[Xin]架位精(Jing)度不(Bu)高造成的。
二(Er)、裝卡工件方式
在(Zai)工件同軸度要求不是特别高的情(Qing)況下,車(Che)削細[Xi]長軸通常[Chang]采用[Yong]一卡一(Yi)頂裝夾的方法,這樣夾緊力大、便于調[Diao]正,工件的剛性(Xing)好,同時配合使用跟刀架做輔助支撐,需要注[Zhu]意的是(Shi):卡盤夾[Jia]持工件的長(Zhang)度要盡可能縮短,并盡量(Liang)多倒一至兩[Liang]次頭,以提高卡盤爪夾緊面與工件頂尖孔的同[Tong]軸度,消除過定位對工件造成的扭曲(俗稱别勁),也可[Ke]以在卡盤爪和工[Gong]件之間[Jian]纏一圈鋼絲并研磨頂尖(Jian)孔。
後頂尖應選用彈(Dan)性活頂尖,減少細長軸受熱後(Hou)的伸長,避免[Mian]因工件受熱産生(Sheng)的熱彎曲變形,使切削加工順利,保證零[Ling]件的(De)加工質量。
三[San]、調整車床加工錐度
在(Zai)加工細長軸之前(Qian),操(Cao)作者必須首先[Xian]調整車床加工錐度,使車床主軸旋轉中心與尾座頂尖中心一緻(Zhi)。隻有把車床加工錐度消除了,跟刀架才[Cai]能正常的使[Shi]用,加工出的細長軸質量、精度才能達到要求。
具體(Ti)方法是[Shi]:先車削靠車床(Chuang)尾(Wei)座零件一端(Duan)的一段外徑,再車削鄰近[Jin]卡盤處零件(Jian)的(De)一段外徑,保持中[Zhong]拖闆進刀刻度一[Yi]緻,然後用外徑千分尺測量兩端外徑[Jing]尺寸,根[Gen]據兩(Liang)端尺寸調整尾座(可用磁力表檢測尾(Wei)座調整、移動量),直至所車出的工件兩端尺寸經測量(Liang)一緻(調整車床加工錐[Zhui]度(Du)時,可适當[Dang]考慮車削加工中的刀具磨損,和跟(Gen)刀架支撐爪的[De]磨損量)。
四、跟刀(Dao)架的[De]使用(Yong)
正确地使用跟刀架可以有效地提高工件的鋼[Gang]性[Xing],避免工件震動[Dong],減小工件變形。三支撐(Cheng)爪的跟[Gen]刀架[Jia]使用的較為普遍,它的優點是:在車[Che]削加工中,跟刀架的(De)三個支撐爪和[He]車刀從四個方向抵住工(Gong)件,使工件上下、左右都不能移動,車削時[Shi]更加穩定,不易産生振動。
使(Shi)用跟刀架時[Shi],操作者要首先研磨跟刀[Dao]架的三個支撐[Cheng]爪和工件(Jian)之間的接觸面,使其保持[Chi]良好(Hao)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,要充分冷卻、潤滑。
如果跟刀架的三個支撐爪和工件(Jian)接觸[Chu]太松或不[Bu]接(Jie)觸,就起不到(Dao)支撐作用,提高不了細長軸的剛性,在加工中工件會出[Chu]現震(Zhen)動。如果支撐爪[Zhao]的壓力過大(Da),或三個支撐爪的壓力不均(Jun),工件[Jian]在切(Qie)削加工中(Zhong)會出現不穩定,造成切削深度不均,工件[Jian]直[Zhi]徑大小不一,産生“竹節”形。
同時,操作(Zuo)者要注意力[Li]集中(Zhong),密切觀(Guan)察(Cha)跟刀架(Jia)三個支(Zhi)撐爪和工[Gong]件之間的(De)松緊變化程度,注意後頂[Ding]尖和工件之間的松緊程度并(Bing)及時做出調整。
在粗加[Jia]工和半精[Jing]加工時,可将[Jiang]跟刀架跟在車刀後面;精加工[Gong]時将跟刀架跟在車刀前面,以[Yi]避(Bi)免精加工表面被跟刀架的三個支撐(Cheng)爪劃傷,這樣可以保證加工出的工件尺寸精度和[He]表面粗糙[Cao]度達[Da]到要求。
五、使用[Yong]反向走刀切削(Xue)
反向(Xiang)切削是指[Zhi]在細長軸的車[Che]削過程中,車刀[Dao]從車床卡盤方[Fang]向向尾架方向(Xiang)進給[Gei]加工,這樣[Yang],切削加工過程(Cheng)中産生的軸向(Xiang)切削力使細[Xi]長軸受拉并由尾[Wei]座承受,可以防(Fang)止和減小工件(Jian)的震動,消除(Chu)軸向切削[Xue]力[Li]引起的彎曲變形。
具體的方法是:可先用合金60°車刀(Dao)在靠近卡[Ka]盤[Pan]的一(Yi)端車出一段(Duan)基圓(Yuan),然後将跟刀架(Jia)支撐在基圓上,車刀在跟刀架前面,在(Zai)基圓上輕輕對刀[Dao],達到深[Shen]淺合适、直徑(Jing)尺寸一緻,然後就可以直(Zhi)接走刀(Dao)進行(Hang)切削加(Jia)工。
六、充分使用冷(Leng)卻(Que)潤滑液
冷(Leng)卻潤滑液(Ye)的作用非常大[Da],一(Yi)般使用15%的乳化液。它能快速吸收并帶走大[Da]量的切削(Xue)熱,降(Jiang)低車刀和工件[Jian]的溫度,防止工[Gong]件的熱變形。細(Xi)長(Zhang)軸加工的一[Yi]個關[Guan]鍵問題,就是需要解(Jie)決工[Gong]件的熱變[Bian]形問[Wen]題。
切削細(Xi)長軸[Zhou]零件(Jian)因走刀時間比(Bi)較長[Zhang],不可避(Bi)免的會出現[Xian]車刀(Dao)和跟刀架[Jia]支撐爪(Zhao)的磨損(Sun),這就對切削加(Jia)工造成很大的(De)影響,冷卻潤滑(Hua)液可以滲透到工(Gong)件和刀具、工件和跟刀架之[Zhi]間,形成一層保護(Hu)膜,減小工件和刀具之(Zhi)間、工件和跟刀架支撐爪之[Zhi]間、刀具[Ju]和鐵[Tie]屑之間的摩擦,降低切削力和切(Qie)削熱,減少刀具和(He)跟刀架支撐爪的磨損,提高工件的表面質量。同時,它還能提高斷屑效(Xiao)果,将鐵屑(Xie)快速沖走,使切削加[Jia]工順利進[Jin]行。
七、合理使用刀具
合理使[Shi]用[Yong]刀具可以減小切削力、切削熱[Re]、減小震動和彎曲變形,保持車(Che)刀鋒利可以有效地減少切削熱,使切削加工[Gong]順利進行,刀具常用合金牌号YT15的60°車[Che]刀。
車刀(Dao)要(Yao)選取較大(Da)的前角15°~30°以保持車刀[Dao]鋒利。同時,為增大(Da)前角可以将(Jiang)車刀裝得略高(Gao)于工件中心,使後角[Jiao]減(Jian)小可以使車刀後面對(Dui)工件起到支撐[Cheng]作用[Yong],減小工(Gong)件的震動。 車刀要(Yao)增大主[Zhu]偏角,可以(Yi)減(Jian)小徑向力,減小彎曲變形。為提高已加工表面的質(Zhi)量,使鐵屑流(Liu)向待[Dai]加工表[Biao]面,刀具刃[Ren]傾(Qing)角應選(Xuan)為正[Zheng]值[Zhi]。為使切屑順(Shun)利卷曲、折(She)斷,前刀面應[Ying]磨出斷屑槽[Cao],刀尖(Jian)圓弧盡可能減小,以減小切削力。
八(Ba)、合理選擇[Ze]切削用量
加工細長軸要[Yao]盡量選擇[Ze]中、低轉速,減小[Xiao]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(Li),對切削過程(Cheng)中産[Chan]生的切削力的大小、切削[Xue]熱的多少是不同的(De),因此對(Dui)車削細長軸時引[Yin]起的變形也[Ye]是不同的。
1.切削深度
随(Sui)着切削深[Shen]度的增(Zeng)大,車時産(Chan)生的切削力[Li]、切削熱随之[Zhi]增大,引起細(Xi)長軸(Zhou)的受力(Li)、受(Shou)熱變形也增大。因此[Ci]在車削細長軸時,操[Cao]作[Zuo]者應(Ying)盡量減小切削深度。
2.進給量
進[Jin]給[Gei]量增大會使切[Qie]削厚(Hou)度增加,切削力增大。但切削力不是按正比增大[Da],因此細長軸[Zhou]的受(Shou)力變(Bian)形系數有所[Suo]下(Xia)降。如果從提高切削效率的角[Jiao]度來看[Kan],增大進(Jin)給量(Liang)比增大切削深度[Du]有利。
3.切[Qie]削速度
提高切削速度有利于(Yu)降低切削(Xue)力。這[Zhe]是因為,随着切削[Xue]速度的增大(Da),切削溫度提[Ti]高,刀具與工件之間的摩擦力減[Jian]小,細(Xi)長軸的[De]受力變形減小。但[Dan]切削速度過高容[Rong]易使細長軸在離心力作用下出現彎曲,破(Po)壞切削過[Guo]程的平穩性,所以切(Qie)削速度應控制在一定範圍。對(Dui)長(Zhang)徑比較大的工件,切削速度[Du]要适當降低。
細長軸的加(Jia)工技術雖然較難掌握,但(Dan)隻要找出規律,不斷總結(Jie)經驗(Yan),仍然可以加工出合格的細長軸[Zhou]工件。 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的,随着技術的不斷(Duan)進步,我們(Men)可(Ke)以看到在細(Xi)長軸加工(Gong)中最大的難度[Du]和最影響加工效率(Lü)的就是車端面[Mian]鑽(Zuan)中心孔工藝,因此采購一台合适範圍的銑端面打中心孔機床提高細[Xi]長[Zhang]軸加工效率的[De]和精(Jing)度提高生[Sheng]産利潤成為細長軸行[Hang]業的大方向。