在(zài)普通車(chē)床上加工細長軸對操作人員車工操作技能水平要求比(bǐ)較(jiào)高,現(xiàn)當今使用數控車床加車端面鑽中心孔機床相結合生産(chǎn)細長軸已經成(chéng)為行業内的共識,使用銑端面打中心孔機床先将細長(zhǎng)軸(zhóu)總(zǒng)長控制,高一緻性的(de)完成工件的中心孔加工,一次裝夾兩端同時完成(chéng)總長控制,中心孔精度保證,從而提高每一跟細長軸的标準性,為(wéi)下(xià)道工序數控車床提供(gòng)精準的工(gōng)件,減少(shǎo)每個環節的調整時間(jiān),從而實現細長軸效(xiào)率(lǜ)提升為生産廠家創造利益。
當然對(duì)于(yú)暫時沒有銑端(duān)面的(de)中心機床(chuáng)的生産廠家,細長軸就不能加工了嗎,答案是否定的,機(jī)加工是沒有止境的一台簡單的車床,鑽床,銑床就可以完成很多工件(jiàn)的加工,隻是效率和精度方面會差(chà)一些,且不容易推廣而已,下面是細(xì)長軸車(chē)削加工(gōng)的技巧做以介紹(shào):
一(yī)、車中心架位、車端面、鑽中心孔
為了能夠(gòu)在細長軸兩端軸徑上加工出圓柱度和粗糙度(dù)較高的(de)中心架位,為下一(yī)步車端面、鑽中心孔打好基(jī)礎,筆者制作了尾座(zuò)夾頭,其原理類似于(yú)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(nèi)徑、錐度與活頂尖(jiān)外(wài)徑(jìng)、錐度實配,夾頭的(de)另一端孔徑、比零件毛坯尺寸大15mm~20mm,深(shēn)50mm,并在對稱位置打(dǎ)4個M16~M20頂絲孔(如用3個頂絲不易調整、找正工件)。使(shǐ)用四爪(zhǎo)卡盤裝夾工件,依靠車床前端的四(sì)爪卡盤和尾座夾頭(tóu)的四個頂絲固定調(diào)正工件位置,這種方(fāng)法方便、實用、好操作,俗稱“借餘量”,可以很(hěn)好地(dì)避免出現(xiàn)因工件毛坯的彎曲變形(xíng)造成影響正常加工的(de)問題。
1.車兩端中心(xīn)架位
工件調正位置後,操(cāo)作者依次車出(chū)細長軸(zhóu)兩(liǎng)端的中心架位(wèi),并保證兩端中(zhōng)心架位外徑尺寸一(yī)緻,以便于中心架(jià)的安裝和調整,同時(shí),要保證所車出(chū)的中心(xīn)架位表面粗糙(cāo)度和圓柱度精度,否則會影響工件(jiàn)下一步的加工精度。
2.車端面、鑽中心孔、車(chē)卡盤(pán)裝夾位置
先架上中心架,研(yán)磨中心架三(sān)個支撐爪與工件的接觸面,調整支撐爪的(de)位置,使工件(jiàn)旋轉中心與機床軸心重合,并(bìng)使支撐爪與工件外圓保持微小間(jiān)隙接觸,充分注油潤滑、鎖(suǒ)緊中心架、啟(qǐ)動設備,然後,開始車端(duān)面、鑽中心孔、車(chē)出卡盤(pán)裝夾(jiá)位置。
這樣操作的(de)優點是:中心架位粗糙(cāo)度和圓柱度精度高,支撐工件牢固、穩(wěn)定、調整方便,材料毛(máo)坯如有彎(wān)曲變形等缺陷(xiàn)容易校正,車端面鑽中心孔的質量高,并且不易打刀、不易折斷中心鑽(zuàn)。在實際生産中,有時鑽出的中(zhōng)心孔(kǒng)為橢圓形或為棱形,原因就是由于中心架位(wèi)精度不高造成的。
二、裝卡工件方式
在工件同(tóng)軸度要求不是特别高的情況下,車削細(xì)長軸通常(cháng)采用(yòng)一卡一頂裝夾的方法,這樣(yàng)夾緊力大、便于調正,工(gōng)件的剛性好,同(tóng)時配合使用跟刀(dāo)架做輔助支(zhī)撐,需要注意的是:卡盤夾持工(gōng)件的長度(dù)要盡可能縮短,并盡量多倒一至兩(liǎng)次頭(tóu),以提(tí)高卡盤爪夾緊面與工件頂(dǐng)尖孔的同軸度,消(xiāo)除過定位對工(gōng)件造(zào)成的扭曲(俗稱别勁),也可以在卡盤爪和工件之間纏(chán)一圈鋼(gāng)絲并研磨頂尖孔。
後頂尖應選用彈性活(huó)頂尖(jiān),減少細長軸受(shòu)熱後的伸(shēn)長,避免因工件受熱産生的熱彎曲變形(xíng),使切削加(jiā)工順利,保證零件的加工(gōng)質量。
三、調整車床加工(gōng)錐度(dù)
在加工細長軸之前,操作者必須首先(xiān)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。隻有把車床加工錐度消(xiāo)除了,跟刀架才能正常的使用,加工出的細長軸質量、精(jīng)度才能達到要求。
具體方法是:先車(chē)削靠車床尾座零件一端的一段外徑,再車削鄰近卡盤處零件的一段(duàn)外徑,保持中拖闆進刀刻度一緻,然後用外徑千分(fèn)尺測量兩端外徑尺寸,根據兩端尺寸調整尾座(可用磁力表檢測尾(wěi)座調(diào)整、移動量),直至所車出的工件兩端尺寸經測量一緻(zhì)(調整車床加工錐度時,可适當考慮(lǜ)車削加工(gōng)中的刀具磨損,和跟刀架(jià)支撐爪的磨損量)。
四(sì)、跟刀架的使用(yòng)
正确地使用(yòng)跟刀(dāo)架可以有效地提高工件的鋼性,避免工件(jiàn)震動,減小工件變形(xíng)。三支撐爪的跟(gēn)刀架使用的較(jiào)為普遍,它(tā)的(de)優點是:在車削加工中,跟刀架的(de)三個支撐爪和車刀從四(sì)個方向抵住工件,使工件上下、左右都不能移動,車削時更加(jiā)穩定,不易産生(shēng)振動。
使用(yòng)跟刀架(jià)時,操作(zuò)者要首先研磨跟刀架的(de)三個支撐爪和工件之間的(de)接觸面(miàn),使其保持良好接觸,和相同的微小間隙,保持松緊适當并可(kě)以自由移動同時,要充(chōng)分冷卻、潤滑。
如(rú)果跟刀(dāo)架的三個支撐爪和工件接觸太松或不接觸,就起不到支撐作用,提(tí)高不了細長軸的剛性,在加工中工件會出現震動(dòng)。如果支撐爪的壓力過大,或三個支撐爪的壓力不均,工件在切削加(jiā)工中會出(chū)現不穩(wěn)定,造成切削深度不均,工件直徑大小不一,産生“竹節”形。
同時,操作者要(yào)注意力集中,密切觀察跟刀架三個支撐爪和工件之間的松緊變化程(chéng)度,注意後頂尖和(hé)工件(jiàn)之間的松緊(jǐn)程(chéng)度(dù)并及時做出調整。
在粗加工和(hé)半精加工時,可将跟刀架跟在車刀後面;精加工時将跟刀架(jià)跟在車刀前面,以避免(miǎn)精加工表面被跟刀架的三個支撐爪劃傷,這樣可以保證加工出的(de)工件尺(chǐ)寸精度和表面(miàn)粗糙度達到要求。
五、使用反向走刀切削
反向切削(xuē)是指在細長軸的車削過程中,車刀從車(chē)床卡盤方向向尾架方(fāng)向進給加工(gōng),這樣,切削(xuē)加工過程中産生的軸向(xiàng)切削力使(shǐ)細長(zhǎng)軸受拉并(bìng)由尾座承受,可(kě)以防止和(hé)減小工件的震動,消除軸向切削力引起(qǐ)的彎曲變形。
具體的(de)方法(fǎ)是:可先(xiān)用合金60°車刀在靠近卡盤的一端車出一段基圓,然後(hòu)将跟刀架支撐在基圓上,車刀在跟(gēn)刀架前面,在基圓上輕輕對刀,達到深淺合适、直徑尺寸一緻,然後就可以直接走(zǒu)刀進行(háng)切削加工。
六、充分(fèn)使用冷卻潤滑液
冷卻潤滑液的作用非常大,一般使用15%的乳化液(yè)。它能快速吸收并帶走大量的切削熱,降低車刀和工件的溫度,防止(zhǐ)工件的熱變形。細長軸加工的一個關鍵問題,就是需要解決工件(jiàn)的熱變形問題。
切(qiē)削細長軸零件因走刀時(shí)間比(bǐ)較長(zhǎng),不可避免的會出現車刀和跟刀架支撐爪的(de)磨損,這就對切削加(jiā)工造成很大的影響(xiǎng),冷卻潤滑液可(kě)以滲透到(dào)工件和刀具、工件和(hé)跟刀(dāo)架之間(jiān),形成一層保護膜,減小工件和刀具之間、工件和跟刀架支撐爪(zhǎo)之間、刀具和鐵屑之間的摩擦,降低(dī)切削力和切削熱,減少刀(dāo)具和跟刀架支撐爪的磨損,提高工件的表面(miàn)質量。同時,它還能提高斷屑效果,将鐵屑快速沖走,使切削加(jiā)工順利進行。
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(dòng)和彎曲變形,保持車刀鋒利可以有效地減少切削熱,使切削加工順利進行,刀具常用合金牌号YT15的60°車(chē)刀。
車刀要選取較大的前角15°~30°以保持車刀鋒利(lì)。同時,為增(zēng)大前角可以将車刀(dāo)裝得略高于工件中(zhōng)心,使後角(jiǎo)減小可以(yǐ)使車(chē)刀後面對工件(jiàn)起到支撐(chēng)作用,減小(xiǎo)工件的震動。 車刀要(yào)增大(dà)主偏角,可以減小徑向力,減小彎曲(qǔ)變形。為提高已加工表面的質量,使(shǐ)鐵屑流向待加(jiā)工表面,刀具刃傾角應選為正值。為使切屑順利卷曲、折(shé)斷,前刀面應磨出斷屑槽,刀尖(jiān)圓弧盡可能減小,以減小切削力。
八、合理(lǐ)選擇切削用量(liàng)
加工細長軸要盡量選擇(zé)中、低(dī)轉速,減小離心力,從而減小工件的(de)彎曲變形。切削用量選擇(zé)的是否合理,對切削(xuē)過程中産生的切削力的大小、切(qiē)削熱的多少是不同的,因此對車削細長軸時引起的變形也是不同的。
1.切削深度
随着切(qiē)削(xuē)深度的增大,車時産生(shēng)的切削力、切削熱随之增大,引起細(xì)長軸的受(shòu)力、受熱變形也增大。因此在車削細長軸時,操(cāo)作者應盡量(liàng)減小切削深(shēn)度。
2.進給量
進給量增大會使切削厚度增加,切削力增大。但切削力不是按正比增大,因此(cǐ)細長軸的受力變(biàn)形系(xì)數有所下降(jiàng)。如果從提高切削效率的角(jiǎo)度來看,增大進給量比增大切削深度有利。
3.切削速(sù)度
提高切削速度有利(lì)于降(jiàng)低切削力。這(zhè)是因為,随着切削速度(dù)的增大,切削溫度(dù)提高,刀具(jù)與工件之間的摩擦力減(jiǎn)小,細長軸的受力變形減小。但切削(xuē)速度過(guò)高容易使細長軸在離心力作用下出現彎曲,破壞切削過程的(de)平穩性,所以切削速度(dù)應控制在一定範圍。對長徑比較大的工件,切削速度要适當降低(dī)。
細長軸的加工技術雖然較難(nán)掌(zhǎng)握,但隻要找出規律,不斷總結經驗,仍(réng)然可以加工出合格的細長軸工件。 從上面(miàn)看出細(xì)長軸的加工在軸類加工中的難度還是比較大的,随着技術的不斷進步(bù),我們可以看到在細長軸加工中最大的難度和最影響加工效率的就是車端面鑽中心孔工藝,因此采購(gòu)一台合适範圍的銑端面打中心孔機床提高細長軸加(jiā)工效率的和精度提高生産利(lì)潤成為細(xì)長軸行業(yè)的大方向(xiàng)。