在普通車床上加工細長軸(zhóu)對操作人員車工操(cāo)作技(jì)能水平要求比較高,現當今使用數控車床加車端面鑽(zuàn)中心孔機床相結合生産細長軸已經成為行業内的共識,使用銑端面打(dǎ)中心孔機床先将細長軸總長控制,高一緻性的(de)完成工(gōng)件的中心孔加工,一(yī)次裝夾兩端同(tóng)時完成總長控制,中心孔精度保證,從(cóng)而提高每一跟細長軸的标準性,為下(xià)道工序數控車床提供(gòng)精準的工件,減少每個環節的調(diào)整時間,從而實現細長軸效(xiào)率提升為生産廠家(jiā)創造(zào)利益。
當然對于暫時沒有銑端面的中心機床的生産廠家,細長軸就不能加(jiā)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(zuàn)床,銑床就可以完成很多工件的加工,隻是效率和精度(dù)方面會(huì)差一些,且不容易推廣(guǎng)而已,下面(miàn)是細長軸車削(xuē)加工的技巧做以介紹:
一(yī)、車中心架(jià)位、車端面、鑽中心孔
為了能夠(gòu)在細長軸(zhóu)兩端軸徑上加工出圓柱(zhù)度和(hé)粗糙度較高的中心(xīn)架位(wèi),為(wéi)下一步車端面、鑽中心(xīn)孔打好基礎,筆者制作了尾座夾頭,其原理類似于四爪卡盤。尾座(zuò)夾頭的一端安裝在莫氏5号活(huó)頂尖上,夾頭内徑(jìng)、錐度與活頂尖外(wài)徑、錐度實配,夾頭的另一端孔徑、比零件毛坯尺寸大15mm~20mm,深50mm,并在對稱位置打4個M16~M20頂絲孔(如用3個(gè)頂絲(sī)不易(yì)調整、找正工件)。使用四爪卡盤裝夾工件,依靠車床前端的四(sì)爪卡(kǎ)盤和尾座夾頭的四個頂絲固(gù)定調正工件位置,這種方法方(fāng)便、實用、好操作,俗稱“借餘量”,可以很好地(dì)避免出現因工件毛坯的彎曲變形(xíng)造成影響正常加工(gōng)的問題。
1.車兩端中心(xīn)架位
工件調正位置後,操(cāo)作者(zhě)依次車出細長軸兩端的中心架位,并保證兩端中心架位外徑尺寸一(yī)緻,以便于中心架(jià)的安裝和調整,同時,要保證(zhèng)所車出的中心架位表面粗糙度和圓柱度精度,否則會影響(xiǎng)工件下一步的加工精度。
2.車端面、鑽中心孔、車卡盤裝夾位置
先架上中(zhōng)心架(jià),研(yán)磨中心架三個支撐爪與工件的接觸面,調整支撐爪的位置,使(shǐ)工件旋轉中心與(yǔ)機床軸心重合,并(bìng)使支撐爪與工件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(bèi),然後,開(kāi)始(shǐ)車端面、鑽中心孔、車(chē)出卡盤裝夾(jiá)位置。
這樣操作的(de)優點是:中心架位粗(cū)糙度和圓柱度精度高,支撐工件牢固、穩定、調整(zhěng)方便,材料毛坯如有彎曲變形等缺陷(xiàn)容易校正,車端(duān)面鑽中心孔的質量高,并且不易打刀、不易折斷中心鑽。在實(shí)際生産中,有時鑽出的(de)中心孔為橢圓形或為棱形,原因就是(shì)由于(yú)中心架位精度不高造成的。
二、裝卡工件方式
在工件同軸度要求不是特别高的情況(kuàng)下(xià),車削細(xì)長軸通常(cháng)采用一卡一頂裝夾的方法,這樣夾緊力大、便于調正,工件的剛性好,同時配合使用跟刀架做輔助支(zhī)撐,需要注意的是:卡(kǎ)盤(pán)夾持工件的長度要盡(jìn)可能縮短,并盡量多倒一至兩(liǎng)次頭,以提高卡(kǎ)盤爪夾緊面與工件頂尖孔的同軸度,消(xiāo)除過定位對工(gōng)件造成的扭曲(俗稱别勁),也可以在(zài)卡盤爪和工(gōng)件之間纏一圈鋼絲并研磨頂尖孔。
後(hòu)頂尖應選用彈性(xìng)活(huó)頂尖,減少細長軸受熱後的伸長,避免因工件受熱産生的熱彎(wān)曲變形,使切削加(jiā)工順利,保證零件的加工(gōng)質量。
三、調整車床加工錐度
在加工細長軸之前,操(cāo)作者必須首先調整車床加工錐度,使車床主(zhǔ)軸旋轉中心與尾座頂(dǐng)尖(jiān)中心一緻。隻有把車(chē)床加工錐(zhuī)度消除(chú)了,跟(gēn)刀架才能正(zhèng)常的使用(yòng),加工出的(de)細長軸質量、精度才能達到要求(qiú)。
具(jù)體方法是:先車削靠(kào)車床尾座零件一端的一(yī)段(duàn)外(wài)徑,再車削鄰近卡盤處零件的一段外徑,保持中拖闆進刀刻度一緻,然(rán)後用外徑千分尺(chǐ)測量兩(liǎng)端外(wài)徑尺寸,根據兩端尺寸調整尾座(可用磁力表檢測尾座調整、移動(dòng)量),直至所(suǒ)車出的工件兩端(duān)尺寸經測量一緻(zhì)(調整車床加工錐度(dù)時,可适當考慮車削加工中的刀具磨損,和跟刀架支撐爪的磨損(sǔn)量)。
四、跟刀架的使用(yòng)
正确地使用跟刀架可以有效地提高工件的鋼性,避免工件震動,減小(xiǎo)工件變形。三支撐爪的跟刀架使用的(de)較(jiào)為普遍,它的優點是:在車削加工中,跟刀(dāo)架的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(dòng),車削時更加穩定,不易産生振動。
使用跟刀架時,操作(zuò)者要首(shǒu)先研磨跟刀架的(de)三個(gè)支撐爪和工件之間的接觸面,使其保持良好(hǎo)接觸,和相同的微小間隙,保持(chí)松緊适當并可以(yǐ)自由移動同時,要充分冷卻、潤滑。
如果(guǒ)跟刀架的三(sān)個(gè)支撐爪和工件接觸太松(sōng)或不接觸(chù),就起不到支撐作(zuò)用,提(tí)高不了細長軸的剛性(xìng),在加工中工件會出現震動。如果支撐爪的壓(yā)力過大,或三個支撐爪的壓力不均,工件在切削加(jiā)工中會出現不穩定,造成切削深度(dù)不均,工件直徑(jìng)大小不一,産生“竹節(jiē)”形。
同(tóng)時,操作者要注意力集(jí)中,密切觀察跟刀架三個(gè)支撐爪和工件之間的松緊變(biàn)化程度,注意後頂尖和工件之間的松緊(jǐn)程度并及時做出調整。
在粗加工和半精加工時,可将跟刀架跟在車刀(dāo)後面;精加工時将(jiāng)跟刀架跟在車刀前面,以避免精加工表面被跟刀架(jià)的三個支撐爪劃傷,這樣可以保證加(jiā)工出的工件尺寸精(jīng)度和表面(miàn)粗(cū)糙度達到要求。
五、使用反向(xiàng)走刀切削
反向切削是指(zhǐ)在細(xì)長軸的車削(xuē)過程中,車(chē)刀從車(chē)床卡盤方向向尾架方向進給加工,這樣,切削加工過程中産生的軸向切削力使細長軸受拉并由尾座承受,可以防止和(hé)減小工件的震動,消除軸向切削力引起的彎曲變形。
具(jù)體的方法(fǎ)是:可先用合金60°車刀在靠(kào)近卡盤的一端(duān)車出一段基圓,然後将跟刀架支撐在基圓上,車刀在跟(gēn)刀架前面(miàn),在基(jī)圓上輕輕對刀,達到(dào)深淺合适、直徑尺寸一緻(zhì),然後就可以直(zhí)接走(zǒu)刀進行切削加工。
六、充(chōng)分使用冷卻潤滑液
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(xuē)熱,降低車(chē)刀和工件的溫(wēn)度,防止(zhǐ)工件的熱變形。細長軸加(jiā)工的一個關鍵問題,就是需要解決工件的(de)熱變形問題。
切削細長(zhǎng)軸零件因走刀時間比較長,不可避免的會出現車刀和跟(gēn)刀架支撐爪的(de)磨損,這就(jiù)對切削加(jiā)工造成很大的影響,冷卻潤滑液可以滲(shèn)透到工件和刀具、工(gōng)件和跟刀(dāo)架之間,形(xíng)成一層保護膜,減小工件和刀具之間(jiān)、工件和跟刀架支撐爪之(zhī)間、刀具和鐵屑之間的摩擦,降低切削力和切削熱,減少刀具和跟刀(dāo)架支撐爪的磨損,提高工件的表面質量。同時,它還(hái)能提高斷屑效果,将鐵屑快速沖走,使切削加工順利進(jìn)行。
七、合理使用刀具
合理使用刀具(jù)可以減(jiǎn)小切削力、切削熱、減小震動和彎曲變形,保持車刀鋒利可以有(yǒu)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°車刀。
車(chē)刀要選取(qǔ)較大的前角15°~30°以保持車刀鋒利。同時(shí),為增大前角可以将車(chē)刀裝得略高于工件中心,使後角減小可以使車刀後面(miàn)對工件起到支撐(chēng)作用,減小工件的震動。 車刀要增大(dà)主偏角(jiǎo),可以減小(xiǎo)徑向力,減小彎曲(qǔ)變形。為提高已加工表面的質量,使鐵屑(xiè)流向待加工表面,刀(dāo)具刃傾角(jiǎo)應選為(wéi)正值。為使切屑順利卷(juàn)曲、折斷,前刀面應磨出斷屑槽,刀尖圓弧(hú)盡可能減小,以減小切削力。
八、合理選擇(zé)切削用量
加工細長軸要盡量選擇中、低轉速,減小離心力,從而減(jiǎn)小工件的(de)彎曲(qǔ)變形。切削用量選擇(zé)的是否合理,對切削過程中産生的(de)切削力的大小、切(qiē)削熱的(de)多少是不(bú)同的,因此對車削細長軸時(shí)引(yǐn)起的(de)變形也是不同(tóng)的。
1.切削深度
随着切削深度的增大,車時(shí)産生的切削力、切削(xuē)熱随之增大,引起細長軸的受(shòu)力、受熱變形也增大。因此在車(chē)削細(xì)長軸時,操作者應盡量(liàng)減小切削深度。
2.進給量
進給量(liàng)增(zēng)大會使切削厚度增加,切削力增大。但切(qiē)削力不是按正比增大,因(yīn)此細長軸的受(shòu)力變形系數有所(suǒ)下(xià)降。如(rú)果從提高切削(xuē)效率的角度來看(kàn),增大進給量比增大(dà)切(qiē)削深度有利。
3.切削速(sù)度
提高切削速度有利(lì)于降低切削力。這是因(yīn)為,随着切削速度(dù)的增大,切削溫度提高,刀具(jù)與工件之間的摩擦力(lì)減小,細(xì)長軸的受力變形減小。但切削(xuē)速度過高容易使細長軸在離(lí)心力(lì)作用下出現彎(wān)曲,破壞切(qiē)削過程的(de)平穩(wěn)性,所以切削速(sù)度應控制在一定範圍。對長徑比較(jiào)大的工件,切削速度要适當降低。
細長軸的加工技術雖然較(jiào)難掌握,但隻要(yào)找出規律(lǜ),不斷總結經(jīng)驗,仍然可以加工(gōng)出合(hé)格的細長軸工件。 從上面看出細長軸的加工在軸類加工中的難度還是比較(jiào)大的,随着技術的不斷進步(bù),我們可以看到在(zài)細長軸加工中最大的(de)難度和最影響加工效率的就是車端面鑽中心孔工藝,因此(cǐ)采購一台合适範圍的銑端面打中心孔(kǒng)機床提高細長軸加工效率的和精(jīng)度提高生産利潤成為細長軸行業(yè)的大方向。