在普通(tong)車(che)床上加(jia)工細長軸對操作人(ren)員車工操(cao)作技能水(shui)平要(yao)求比(bi)較高,現當(dang)今使用數(shu)控車床加(jia)車端面鑽(zuan)中心孔機床相(xiang)結合(he)生(sheng)産細長(zhang)軸已經成(cheng)為行(hang)業内(nei)的共識,使(shi)用銑端(duan)面打中(zhong)心孔(kong)機(ji)床(chuang)先将(jiang)細長(zhang)軸總長控制,高一(yi)緻性的(de)完成(cheng)工件的中(zhong)心孔(kong)加(jia)工,一次(ci)裝夾兩端(duan)同時(shi)完成(cheng)總長控制(zhi),中心孔(kong)精度保(bao)證,從(cong)而提高每(mei)一跟(gen)細長軸的(de)标準(zhun)性,為下道(dao)工序(xu)數(shu)控車床提供(gong)精(jing)準的工(gong)件,減少每(mei)個環節的(de)調(diao)整(zheng)時間(jian),從而(er)實現(xian)細長(zhang)軸效(xiao)率(lü)提(ti)升為(wei)生産(chan)廠家(jia)創造(zao)利益(yi)。
當然對于(yu)暫時沒(mei)有(you)銑端(duan)面的(de)中心機床(chuang)的生(sheng)産廠(chang)家,細(xi)長軸(zhou)就不(bu)能加(jia)工了嗎,答(da)案是(shi)否定(ding)的,機加工(gong)是沒(mei)有止(zhi)境的一台(tai)簡(jian)單的車(che)床,鑽床,銑(xi)床就(jiu)可以完(wan)成很多(duo)工件的(de)加(jia)工,隻是效(xiao)率(lü)和(he)精度(du)方面會差(cha)一些(xie),且不容易(yi)推廣(guang)而已(yi),下面(mian)是細長軸(zhou)車削加工(gong)的技巧做(zuo)以介紹:
一(yi)、車中心架(jia)位、車端面(mian)、鑽中心孔
為(wei)了能夠(gou)在細(xi)長軸(zhou)兩端(duan)軸徑(jing)上加(jia)工出(chu)圓柱度和粗糙度較(jiao)高的中心(xin)架位,為(wei)下(xia)一步車端(duan)面、鑽中心(xin)孔打好基礎,筆(bi)者制(zhi)作了(le)尾座(zuo)夾頭,其原理類(lei)似于四爪(zhao)卡盤(pan)。尾座夾頭的一(yi)端安裝在(zai)莫氏(shi)5号活頂尖(jian)上,夾頭内徑、錐(zhui)度與(yu)活頂尖外徑、錐度實(shi)配,夾(jia)頭的(de)另一端孔(kong)徑、比(bi)零件(jian)毛坯尺寸(cun)大15mm~20mm,深(shen)50mm,并在對稱位置(zhi)打4個(ge)M16~M20頂絲(si)孔(如用(yong)3個(ge)頂絲不易調整(zheng)、找正(zheng)工件)。使用(yong)四爪卡盤(pan)裝夾(jia)工件(jian),依靠(kao)車床(chuang)前端(duan)的四爪卡(ka)盤和(he)尾座(zuo)夾頭(tou)的四(si)個頂絲(si)固(gu)定調(diao)正工件位(wei)置,這種方(fang)法方(fang)便、實(shi)用、好操作(zuo),俗稱(cheng)“借餘量(liang)”,可以很(hen)好地避免(mian)出現(xian)因工件(jian)毛坯的(de)彎曲(qu)變形(xing)造成(cheng)影響(xiang)正(zheng)常加工(gong)的問題(ti)。
1.車兩端(duan)中心(xin)架(jia)位(wei)
工件(jian)調正(zheng)位置(zhi)後,操作者依(yi)次車出(chu)細長軸兩(liang)端的中心(xin)架位,并保(bao)證兩端中(zhong)心架位外(wai)徑尺寸一(yi)緻,以便于(yu)中心架的安裝和調(diao)整,同(tong)時,要(yao)保證(zheng)所車出的中心(xin)架位表(biao)面粗糙(cao)度和(he)圓(yuan)柱(zhu)度精(jing)度,否(fou)則(ze)會(hui)影響(xiang)工件(jian)下一(yi)步的(de)加工精度(du)。
2.車端(duan)面、鑽(zuan)中心孔、車(che)卡盤裝夾位置
先架(jia)上中(zhong)心架(jia),研磨中心(xin)架三(san)個支撐爪與工(gong)件的(de)接(jie)觸(chu)面,調整支撐爪的位(wei)置,使工(gong)件旋轉(zhuan)中心(xin)與(yu)機床軸(zhou)心重(zhong)合(he),并使支(zhi)撐爪與工件外(wai)圓保持微小間隙接(jie)觸,充分注(zhu)油潤滑(hua)、鎖(suo)緊中(zhong)心架(jia)、啟動設備(bei),然後,開始(shi)車端(duan)面、鑽(zuan)中(zhong)心孔、車(che)出卡盤裝夾位(wei)置。
這樣(yang)操(cao)作的(de)優點是(shi):中(zhong)心架位粗(cu)糙(cao)度和圓(yuan)柱度精度(du)高,支撐工(gong)件(jian)牢固、穩(wen)定、調整方(fang)便,材(cai)料毛(mao)坯如有彎(wan)曲變(bian)形等(deng)缺陷(xian)容易(yi)校(xiao)正(zheng),車端(duan)面鑽中(zhong)心(xin)孔的質量高,并且不(bu)易打(da)刀、不(bu)易折(she)斷中心鑽。在實(shi)際生産(chan)中(zhong),有時(shi)鑽出的中心孔(kong)為橢圓形(xing)或為棱形,原(yuan)因(yin)就是(shi)由于(yu)中心(xin)架位(wei)精度(du)不高造成(cheng)的。
二、裝卡(ka)工件方式(shi)
在工件同(tong)軸度要(yao)求(qiu)不是特别高的情況(kuang)下,車削細(xi)長軸通常(chang)采(cai)用一卡(ka)一頂裝夾(jia)的方法,這(zhe)樣夾緊力(li)大、便于調(diao)正,工件的(de)剛性(xing)好,同(tong)時配合(he)使(shi)用跟(gen)刀架(jia)做輔助支(zhi)撐,需(xu)要注(zhu)意的是:卡(ka)盤夾(jia)持工(gong)件的(de)長(zhang)度(du)要盡(jin)可能(neng)縮(suo)短,并盡(jin)量多(duo)倒一(yi)至兩(liang)次頭,以(yi)提高卡(ka)盤爪夾緊面與(yu)工件(jian)頂尖(jian)孔的(de)同軸度,消除過(guo)定位(wei)對工(gong)件造(zao)成的扭曲(qu)(俗稱(cheng)别勁(jin)),也可以在(zai)卡盤(pan)爪(zhao)和(he)工件(jian)之間纏(chan)一(yi)圈鋼(gang)絲并(bing)研(yan)磨頂尖孔。
後(hou)頂尖應選(xuan)用彈性活(huo)頂尖,減少細長軸受(shou)熱後(hou)的伸(shen)長,避(bi)免因(yin)工件受熱(re)産生的(de)熱(re)彎曲(qu)變形(xing),使切削加(jia)工順利,保(bao)證零(ling)件的(de)加工質量(liang)。
三、調整(zheng)車(che)床加(jia)工錐(zhui)度(du)
在加工(gong)細長(zhang)軸之(zhi)前,操(cao)作者(zhe)必須(xu)首先(xian)調整車(che)床(chuang)加工錐度(du),使(shi)車(che)床主(zhu)軸旋轉中心與(yu)尾座(zuo)頂尖中心(xin)一緻(zhi)。隻(zhi)有(you)把車床加(jia)工錐(zhui)度消(xiao)除了,跟刀(dao)架才能正常的使用(yong),加工出的細長軸質(zhi)量(liang)、精(jing)度才(cai)能達到要(yao)求。
具(ju)體方(fang)法是:先車(che)削靠車床(chuang)尾座(zuo)零件(jian)一端(duan)的一(yi)段外徑,再(zai)車削鄰近(jin)卡盤處零(ling)件的(de)一(yi)段外徑,保持中(zhong)拖(tuo)闆進(jin)刀刻(ke)度(du)一(yi)緻,然後用(yong)外徑千分(fen)尺測(ce)量(liang)兩(liang)端外(wai)徑尺(chi)寸,根據兩(liang)端尺(chi)寸調(diao)整尾(wei)座(可(ke)用磁(ci)力表(biao)檢測(ce)尾座調整、移動(dong)量),直至所(suo)車出(chu)的工件兩端尺(chi)寸經(jing)測量(liang)一緻(調(diao)整車床(chuang)加工錐(zhui)度時,可(ke)适當考(kao)慮(lü)車削(xue)加工中的刀具(ju)磨損,和跟(gen)刀架(jia)支撐爪的磨損(sun)量)。
四(si)、跟刀(dao)架的(de)使用(yong)
正确地使(shi)用跟刀(dao)架(jia)可以(yi)有效(xiao)地(di)提高工(gong)件的鋼性(xing),避免(mian)工件震動,減小(xiao)工件(jian)變(bian)形(xing)。三支(zhi)撐爪(zhao)的跟(gen)刀架(jia)使用的(de)較(jiao)為普(pu)遍,它的(de)優點是(shi):在車(che)削加(jia)工中,跟刀(dao)架的(de)三個(ge)支撐爪和(he)車刀從四(si)個方向抵(di)住工(gong)件,使工件上下(xia)、左右都不(bu)能移(yi)動(dong),車(che)削時(shi)更加穩(wen)定,不易(yi)産生(sheng)振動(dong)。
使用跟刀架時,操作(zuo)者要首(shou)先(xian)研磨(mo)跟刀(dao)架(jia)的三個(ge)支撐爪(zhao)和(he)工件(jian)之間(jian)的接觸面(mian),使其保(bao)持良好接觸,和(he)相(xiang)同的(de)微小間(jian)隙,保持(chi)松緊(jin)适當并可(ke)以自由(you)移(yi)動同(tong)時,要充分(fen)冷卻(que)、潤滑。
如(ru)果(guo)跟刀架的(de)三個(ge)支撐(cheng)爪和工件(jian)接觸(chu)太松(song)或(huo)不接觸(chu),就起不(bu)到支撐作用(yong),提(ti)高(gao)不了(le)細長軸(zhou)的剛性(xing),在加(jia)工(gong)中(zhong)工件(jian)會出(chu)現(xian)震(zhen)動。如(ru)果支(zhi)撐(cheng)爪的壓(ya)力過大,或(huo)三個(ge)支撐(cheng)爪的(de)壓力(li)不均,工(gong)件(jian)在切(qie)削加工中會出(chu)現不穩(wen)定(ding),造成切削深度(du)不均(jun),工件(jian)直徑(jing)大小(xiao)不一(yi),産生(sheng)“竹節(jie)”形。
同時,操作者(zhe)要注(zhu)意力(li)集中(zhong),密切(qie)觀察(cha)跟刀(dao)架三個支撐爪(zhao)和工(gong)件之間的(de)松緊(jin)變(bian)化程度(du),注意(yi)後頂(ding)尖和工件之間(jian)的松(song)緊程度(du)并(bing)及時做出(chu)調(diao)整(zheng)。
在粗(cu)加工(gong)和半(ban)精加(jia)工時,可将跟刀(dao)架跟(gen)在(zai)車刀後(hou)面;精加(jia)工時将(jiang)跟刀(dao)架跟在車(che)刀前面(mian),以(yi)避免(mian)精加工表面被跟刀(dao)架的三個(ge)支撐爪劃(hua)傷,這(zhe)樣可(ke)以(yi)保證加(jia)工出的工件尺寸精(jing)度和表面(mian)粗糙度達(da)到要(yao)求。
五(wu)、使用(yong)反向(xiang)走刀切(qie)削(xue)
反向切削(xue)是指在細(xi)長軸的車(che)削過程中,車刀(dao)從車(che)床卡(ka)盤方(fang)向向(xiang)尾架(jia)方向進給(gei)加工(gong),這(zhe)樣(yang),切削加工過程(cheng)中産(chan)生的軸向(xiang)切削力使(shi)細長軸受(shou)拉并(bing)由尾(wei)座承受,可(ke)以(yi)防(fang)止和(he)減小工件(jian)的震(zhen)動,消(xiao)除(chu)軸(zhou)向切(qie)削力引起(qi)的彎曲變(bian)形。
具體的(de)方法是:可先用(yong)合金60°車(che)刀在靠(kao)近卡盤的(de)一端車出(chu)一段基圓(yuan),然後(hou)将跟(gen)刀架(jia)支撐(cheng)在基(ji)圓上(shang),車刀在跟刀架(jia)前面(mian),在基(ji)圓上(shang)輕輕對刀(dao),達到深淺合(he)适(shi)、直徑(jing)尺寸一緻,然後(hou)就可(ke)以直接走(zou)刀進(jin)行切(qie)削加(jia)工。
六(liu)、充分使用(yong)冷卻潤(run)滑(hua)液
冷(leng)卻潤(run)滑液(ye)的作(zuo)用非常(chang)大,一般使用(yong)15%的乳化液(ye)。它能快(kuai)速吸收(shou)并帶(dai)走(zou)大量的(de)切削熱,降(jiang)低車(che)刀和(he)工(gong)件的溫(wen)度,防(fang)止工件的(de)熱變(bian)形。細長軸(zhou)加工的(de)一(yi)個關(guan)鍵問(wen)題(ti),就是需(xu)要解(jie)決(jue)工(gong)件的(de)熱變(bian)形問(wen)題。
切(qie)削細長軸(zhou)零件(jian)因走(zou)刀(dao)時間比(bi)較長(zhang),不(bu)可(ke)避免(mian)的會出(chu)現車刀(dao)和跟(gen)刀架(jia)支撐(cheng)爪的(de)磨損,這就(jiu)對切削加工造成很大(da)的影響(xiang),冷卻(que)潤滑(hua)液可(ke)以滲透到(dao)工件(jian)和刀具、工(gong)件和(he)跟刀(dao)架(jia)之間,形(xing)成一層(ceng)保護膜,減小(xiao)工件和刀(dao)具之間、工件和(he)跟刀架(jia)支撐爪(zhao)之間、刀(dao)具(ju)和鐵屑之(zhi)間(jian)的摩擦(ca),降低切削(xue)力和(he)切削(xue)熱,減少刀(dao)具和(he)跟(gen)刀(dao)架支撐爪(zhao)的(de)磨損,提(ti)高工(gong)件(jian)的(de)表面質量(liang)。同時,它還(hai)能提高斷(duan)屑效(xiao)果,将(jiang)鐵(tie)屑快速(su)沖走,使(shi)切削加(jia)工順(shun)利進(jin)行。
七(qi)、合理使用刀具(ju)
合理(li)使用刀具(ju)可以減小(xiao)切削(xue)力、切削(xue)熱、減小(xiao)震動(dong)和彎(wan)曲變形,保(bao)持(chi)車刀鋒(feng)利可以(yi)有(you)效地(di)減少(shao)切削熱,使(shi)切削加(jia)工順利(li)進行,刀(dao)具常用(yong)合金牌号(hao)YT15的60°車(che)刀。
車刀要選取(qu)較大的前角15°~30°以(yi)保持車刀鋒利(li)。同時(shi),為增(zeng)大前(qian)角可(ke)以(yi)将車刀(dao)裝得略高于工件中心,使(shi)後角(jiao)減小可以使車(che)刀後(hou)面對工件(jian)起到支撐(cheng)作用(yong),減小工(gong)件的震(zhen)動。 車刀要增大(da)主偏角,可以減(jian)小徑(jing)向力(li),減小(xiao)彎曲(qu)變(bian)形。為提(ti)高已加工(gong)表面的質(zhi)量,使鐵屑(xie)流向待加(jia)工表(biao)面,刀具刃傾角(jiao)應選(xuan)為正值。為(wei)使切(qie)屑順利卷(juan)曲、折斷,前(qian)刀面(mian)應磨(mo)出(chu)斷屑槽(cao),刀尖圓弧盡可(ke)能減(jian)小(xiao),以減小(xiao)切削力。
八(ba)、合理選擇(ze)切削用量(liang)
加工細長(zhang)軸要盡量(liang)選擇中、低(di)轉速,減(jian)小(xiao)離心(xin)力,從而減(jian)小工(gong)件的(de)彎(wan)曲(qu)變形(xing)。切削(xue)用量選擇(ze)的是(shi)否(fou)合(he)理,對(dui)切削過(guo)程中産(chan)生的(de)切削力的(de)大小、切削熱的(de)多少是不同的(de),因此(ci)對車削細(xi)長軸時引起的(de)變形(xing)也是不同(tong)的。
1.切(qie)削深(shen)度
随着切削(xue)深度的(de)增大(da),車時(shi)産生(sheng)的切(qie)削(xue)力、切削(xue)熱随(sui)之(zhi)增(zeng)大,引起細(xi)長(zhang)軸的受(shou)力、受熱變形也(ye)增大(da)。因(yin)此在車(che)削細(xi)長軸時,操(cao)作者(zhe)應盡(jin)量減(jian)小切削深(shen)度。
2.進(jin)給量(liang)
進給量增(zeng)大會使切(qie)削厚(hou)度增(zeng)加(jia),切(qie)削力(li)增大。但切削力(li)不是(shi)按(an)正比增(zeng)大,因此(ci)細長軸(zhou)的受力變形系(xi)數有(you)所下降。如(ru)果從提高切削(xue)效率的角度來(lai)看,增(zeng)大進給量(liang)比增(zeng)大切(qie)削深(shen)度有(you)利(li)。
3.切削速(su)度
提(ti)高切(qie)削速度有(you)利(li)于降低(di)切削力。這(zhe)是因為,随着切(qie)削速(su)度的增大(da),切削溫度(du)提(ti)高(gao),刀具(ju)與工件之(zhi)間的摩擦(ca)力(li)減小,細(xi)長軸(zhou)的(de)受(shou)力變形減(jian)小(xiao)。但切削(xue)速度(du)過高容易使細(xi)長(zhang)軸(zhou)在離(li)心力(li)作用(yong)下出現彎(wan)曲,破壞切(qie)削過程(cheng)的平穩(wen)性,所以切削速(su)度應控(kong)制在一(yi)定範(fan)圍。對長徑(jing)比較大的(de)工件(jian),切削(xue)速(su)度要适(shi)當降(jiang)低(di)。
細(xi)長軸(zhou)的加工技術雖(sui)然較難掌(zhang)握,但(dan)隻要找出規律(lü),不斷總(zong)結經驗(yan),仍然可以加工(gong)出合格(ge)的(de)細長(zhang)軸工(gong)件。 從(cong)上面(mian)看出細長(zhang)軸的加工(gong)在(zai)軸(zhou)類加(jia)工中(zhong)的難度還是比(bi)較大的,随(sui)着技術的(de)不斷(duan)進步,我們可以(yi)看到在(zai)細(xi)長軸加工(gong)中(zhong)最大的(de)難度(du)和最(zui)影響加工(gong)效率(lü)的就(jiu)是車端面(mian)鑽中(zhong)心孔(kong)工(gong)藝(yi),因此(ci)采購一台(tai)合适(shi)範圍(wei)的銑端面(mian)打中心孔機床(chuang)提高(gao)細長(zhang)軸加(jia)工效(xiao)率的(de)和精(jing)度提(ti)高生産利(li)潤成為細(xi)長軸行業(ye)的大方向(xiang)。