幹車床的(de)都知道,細長軸(zhou)加工是一個比(bi)較難的加工,如(rú)何用普通車床(chuáng)加工細長軸也(ye)是一個車工具(ju)備的一項✉️技能(néng)之一,山東友泰(tai)是一家專門以(yǐ)軸件加工機☁️床(chuang)為研發方向的(de)機床廠家,筆者(zhě)走訪很多客戶(hù)将一些客戶的(de)實際加工技巧(qiǎo)分享👅給大家。
一(yī)、對于軸件的加(jiā)工來說,第一個(ge)肯定就是定位(wei)基準的加工了(le),當前國内軸件(jian)批量生的時候(hòu)大多數🏒企業😍都(dōu)采用了銑端面(miàn)打中心孔機床(chuáng)這一款專門加(jiā)工細🚶長軸第一(yī)工序的機床👈,效(xiào)率高,精度好,為(wei)後續無論普通(tong)車床,還是數控(kòng)車床都提供了(le)非常标🔞準的工(gōng)件,但是少數企(qi)業還是在使用(yòng)普通車床加🧑🏽🤝🧑🏻工(gong),當然了用☎️普通(tōng)車床也能夠完(wán)成細長軸工件(jiàn)加工第一工序(xu)車中🈲心架位、車(chē)端面、鑽中心孔(kǒng)工序,隻是效率(lü)上稍微低點。
為(wei)了能夠在細長(zhǎng)軸兩端軸徑上(shàng)加工出圓柱度(dù)和粗糙度較高(gāo)的中心架位,為(wei)下一步車端面(miàn)、鑽中心孔打好(hǎo)基礎,一般的機(ji)械加工車間都(dou)會制作了尾座(zuo)夾頭,其原理類(lei)似于四爪卡盤(pán)。尾座夾頭的一(yi)端安裝在莫♌氏(shì)5号活頂尖上,夾(jiá)頭内徑、錐度與(yu)活頂尖外徑、錐(zhui)度實配,夾頭的(de)另一端孔徑、比(bǐ)零件毛坯尺🐪寸(cun)大15mm~20mm,深50mm,并在☀️對稱(chēng)位置打4個M16~M20頂絲(sī)孔(如用3個頂絲(si)不♌易調整、找正(zhèng)工件☁️)。使用四爪(zhǎo)卡盤裝⛱️夾工件(jian),依靠車床前端(duan)的四爪卡盤🔴和(hé)尾座夾頭的四(si)個頂絲固定調(diào)正工件位置,這(zhe)種方❄️法方便、實(shi)用、好操作,俗稱(chēng)“借餘量”,可以很(hěn)好地避免出🔆現(xiàn)因工件毛坯的(de)彎曲變形造成(cheng)影響👄正常加工(gōng)的👄問題。
1.車兩端(duān)中心架位
工件(jian)調正位置後,操(cāo)作者依次車出(chu)細長軸兩端的(de)中心架位,并保(bao)證兩端中心架(jia)位外徑尺寸一(yi)緻,以便于🔴中心(xīn)架的安裝♊和調(diao)整,同時,要保證(zheng)所車出的中心(xīn)架🐅位表面🥵粗糙(cao)度和圓柱度精(jīng)度,否則會影響(xiang)工件下一步的(de)加工精度。
工件(jiàn)經過裝夾後,我(wǒ)們在車床上首(shǒu)先就是要将細(xì)✊長軸兩端的中(zhong)心架位車出來(lái),同時要保障兩(liang)端中心架位外(wài)徑尺😍寸的🏃🏻一緻(zhì)性,方便中心架(jià)的安裝和⚽調整(zheng),還要保障所車(chē)中心架位的表(biao)面粗糙度和圓(yuan)⚽柱精度,不然影(ying)響下一個工序(xù)加工精度,在使(shi)用數☂️控雙端面(miàn)打中心孔機床(chuang)的廠家,這個工(gōng)序就不是📐一個(gè)很難的工序了(le),當然他們一般(ban)是頂着中心孔(kong)⭐來加工,兩端的(de)夾持位同時加(jiā)工,精度一緻性(xìng)也非常好,在細(xi)長軸加工如果(guǒ)需要中心架位(wei),在銑端面打中(zhōng)心孔這個工序(xu)下一道工序加(jiā)工中心架😍位,效(xiao)率和精度也是(shi)非常高的。
2.車端(duān)面、鑽中心孔、車(che)卡盤裝夾位置(zhì)
這個工序是所(suo)有軸件加工中(zhong),最重要的一個(ge)工序,加☔工軸件(jiàn)越😍複雜,加工工(gong)序越多,越需要(yào)這個工序來保(bao)障以後每☔個工(gōng)件的車削精度(dù),和最大可能的(de)提高細長軸加(jia)😍工效率,在數控(kòng)銑端面打中心(xīn)孔機床中,我們(men)将工件直接放(fàng)在機床上,完成(cheng)加工就可🆚以了(le),但是在普通車(chē)床上,我們要先(xian)加上中心架,研(yan)磨中心架三個(gè)支撐抓與工件(jian)的接觸面,調整(zhěng)支撐抓的位置(zhi),讓工件旋轉中(zhōng)心與機床軸心(xīn)重合,還要注意(yì)的就是支撐抓(zhuā)❌與工件外圓要(yào)保持✔️微小的接(jiē)👈觸,在充分注油(yóu)潤滑、鎖緊中心(xin)架、啟動設備,開(kai)始車端面,鑽中(zhong)心孔,車卡盤夾(jia)🚩持位等,先架上(shàng)中心架,研☎️磨中(zhōng)心架三個支撐(chēng)爪與工件的接(jie)觸面,調整支撐(cheng)💋爪的位置,使工(gong)件旋轉中心與(yǔ)⛱️機床軸心重合(hé),并使支撐爪與(yu)工件外圓保持(chi)微小間隙接觸(chù),充分注油潤滑(huá)、鎖緊中心🤩架、啟(qǐ)動設備,然後,開(kai)始車端面、鑽中(zhōng)心孔、車出卡盤(pan)裝夾位置。 這樣(yang)操作的優點是(shì):中心💞架位粗糙(cāo)度和圓柱度精(jing)度高,支撐工件(jiàn)⁉️牢固、穩定、調整(zhěng)方便,材料毛坯(pī)如有彎曲🆚變形(xing)等缺陷容易校(xiào)正,車端面鑽中(zhong)心孔的質量高(gāo),并且🌈不易打刀(dao)🚶♀️、不易🥰折斷中心(xin)鑽。在實際生産(chǎn)中,有時鑽出的(de)中心孔為橢圓(yuán)形或為棱形,原(yuán)🥵因就是由于中(zhōng)‼️心架位精度不(bu)高造成的。 做這(zhe)些工作對工作(zuò)人員的加工技(ji)能要👨❤️👨求㊙️蠻高的(de),操作比較繁瑣(suǒ),但是沒辦法,普(pǔ)車效率就這樣(yang),但是好在能加(jia)工。如果使用數(shù)控銑端面打中(zhōng)🔴心孔機床❌,效率(lǜ)就提升很多了(le),在設定好夾持(chi)位後,直接将細(xì)長軸放入雙向(xiang)夾具中,自動定(dìng)中心,定位,對刀(dao),關門,啟動程序(xù),套車夾持位,兩(liǎng)端中心孔,兩個(ge)端面同時加工(gōng)效率大大提高(gao),降低工人勞動(dòng)強度和技術要(yao)求,解放工人,效(xiào)率自然就高了(le)🌈,有點跑題了,本(ben)文重點還是介(jie)紹,普通車床細(xi)長軸的加工技(ji)📞巧。
二、裝卡工件(jian)方式
在工件同(tóng)軸度要求不是(shi)特别高的情況(kuang)下,車削細🌈長軸(zhóu)通常采💃用一卡(ka)一頂裝夾的方(fang)法,這樣夾緊力(lì)📱大、便于調正,工(gong)件的剛性好,同(tong)時配合使用跟(gēn)刀架做輔助支(zhī)撐,需要注意的(de)是:卡盤夾持工(gong)件的長度要盡(jin)可能縮短,并盡(jìn)🍓量多倒一至兩(liang)次頭,以提高卡(kǎ)👅盤爪夾緊面🐕與(yu)工件頂尖孔的(de)同軸度,消除過(guò)定位👄對工件造(zào)成的扭曲(俗稱(cheng)别勁),也可以在(zài)卡盤爪和工件(jiàn)之間纏一圈鋼(gāng)絲并研磨頂尖(jian)孔。
後頂尖應選(xuǎn)用彈性活頂尖(jiān),減少細長軸受(shou)熱後的伸長☂️,避(bì)免因🐅工件受熱(rè)産生的熱彎曲(qu)變形,使切削🈚加(jia)工順利,保證零(líng)件✉️的加工質量(liàng)。
三、調整車床加(jiā)工錐度
在加工(gong)細長軸之前,操(cāo)作者必須首先(xiān)調整車床加工(gong)🐅錐度,使🔴車床主(zhǔ)軸旋轉中心與(yǔ)尾座頂尖中心(xīn)一緻。隻🍉有把車(che)床加工錐度消(xiao)除了,跟刀架才(cái)能正常的使用(yong),加工出的細長(zhang)🐪軸質量、精度才(cái)能達到要求。
具(ju)體方法是:先車(chē)削靠車床尾座(zuo)零件一端的一(yī)段外徑,再車💘削(xue)鄰近卡盤處零(líng)件的一段外徑(jìng),保持中拖闆進(jìn)刀刻度一緻🔴,然(rán)後🌈用外徑千分(fen)尺測量兩端外(wài)徑尺寸,根據🏃🏻兩(liǎng)端尺寸調整尾(wěi)座(可用磁力表(biao)檢🍓測尾座調🔆整(zhěng)、移動量🔴),直至所(suǒ)車出的工件兩(liang)端尺寸經測量(liàng)一緻(調整車床(chuáng)加工錐度時,可(kě)适當考慮車削(xuē)加工中的⁉️刀具(jù)磨損,和跟刀架(jià)支撐爪的磨損(sǔn)量)。
四、跟刀架的(de)使用
正确地使(shǐ)用跟刀架可以(yi)有效地提高工(gong)件的鋼性✉️,避免(miǎn)🌂工件🔞震動,減小(xiao)工件變形。三支(zhī)撐爪的跟刀架(jià)使用💜的較🆚為普(pu)遍,它的優點是(shi):在車削加工中(zhōng),跟刀🈲架的三個(ge)支撐爪和車刀(dāo)從四個方向抵(di)住工件,使工件(jian)上下、左右都不(bu)能移動,車♻️削時(shi)更加穩定,不易(yì)産生振動。
使用(yòng)跟刀架時,操作(zuo)者要首先研磨(mó)跟刀架的三個(ge)支撐爪💞和🌂工件(jian)之間的接觸面(miàn),使其保持良好(hǎo)接觸,和相同的(de)微小⛹🏻♀️間隙,保持(chi)松緊适當并可(kě)以自由移動同(tóng)時,要充分冷卻(que)、潤滑。 如果🧡跟刀(dao)架的三個支撐(cheng)㊙️爪和工件接觸(chu)太松或不接觸(chu),就起不到支撐(chēng)作用🧑🏾🤝🧑🏼,提高不了(le)細🛀長軸的剛性(xìng),在加工中工件(jian)會出現震動。如(ru)果支撐爪的壓(ya)力過大,或⛷️三個(gè)支撐爪的壓力(li)不均,工件㊙️在切(qie)削加工中會出(chū)現不🐪穩定,造成(chéng)切削深🏃🏻度不均(jun),工件直徑大小(xiao)不一,産生“竹節(jiē)”形。
同時,操作者(zhě)要注意力集中(zhong),密切觀察跟刀(dāo)架三個支撐爪(zhao)和工😄件之間的(de)松緊變化程度(dù),注意後頂尖和(he)工件之間的🏃♀️松(sōng)緊🏃程度并及時(shí)做出調整。
在粗(cu)加工和半精加(jiā)工時,可将跟刀(dāo)架跟在車刀後(hou)面🔞;精加工時将(jiāng)跟刀架跟在車(chē)刀前面,以避免(mian)精加工表面被(bèi)跟刀架的三個(ge)支撐爪劃傷,這(zhe)樣可以保‼️證加(jia)工出的工🈲件尺(chǐ)寸精度和表面(miàn)粗糙度達到要(yào)♍求。
五、使用反向(xiang)走刀切削
反向(xiang)切削是指在細(xì)長軸的車削過(guo)程中,車刀從車(che)床卡盤方向向(xiàng)尾架方向進給(gěi)加工,這樣,切削(xuē)加工過程中産(chan)生的軸向切削(xuē)力使細長軸受(shòu)拉并由尾座承(chéng)受,可以防止和(hé)減小工件的震(zhen)動,消除軸向切(qie)削力引起的彎(wan)曲變形。 具體的(de)方法是:可先用(yong)合金🏃♂️60°車刀在靠(kào)近🌍卡盤的一端(duān)車出一段基圓(yuan),然後将跟🔞刀架(jia)支撐在㊙️基圓上(shang),車刀在跟刀架(jià)前面,在基🌈圓上(shang)輕輕對刀,達到(dào)深淺合适、直徑(jing)尺寸一緻,然後(hou)就可以直接走(zou)刀進行切削加(jiā)工。
六、充分使用(yòng)冷卻潤滑液
冷(leng)卻潤滑液的作(zuo)用非常大,一般(bān)使用15%的乳化液(yè)。它能🤟快速吸收(shou)并帶走大量的(de)切削熱,降低車(che)刀和工件的溫(wēn)度,防止工件的(de)熱⛹🏻♀️變形。細長軸(zhóu)加工的一個關(guān)鍵問題,就是需(xu)要解🏃♀️決工件的(de)熱變形問題。
切(qiē)削細長軸零件(jiàn)因走刀時間比(bi)較長,不可避免(mian)的會🈲出現車刀(dao)🐉和跟刀架支撐(chēng)爪的磨損,這就(jiù)對切削加工🌐造(zao)成很大的影❄️響(xiǎng),冷卻潤滑液可(kě)以滲透到工件(jian)和刀⭐具、工件和(hé)跟刀架之間,形(xíng)成一層保護膜(mó),減🔱小工件和刀(dāo)具之間、工件和(hé)跟刀架支撐爪(zhǎo)之間、刀具和鐵(tiě)屑之💋間的摩擦(cā),降低切削力和(hé)切削熱,減少刀(dao)具和跟刀架支(zhi)撐爪的磨損,提(tí)高工件的表♈面(miàn)質量。同時,它還(hái)能提高斷屑效(xiào)果,将鐵🈚屑快速(su)沖走,使切削加(jiā)工順利進行。
七(qī)、合理使用刀具(jù)
合理使用刀具(ju)可以減小切削(xuē)力、切削熱、減小(xiǎo)震動和彎曲變(biàn)形,保持車刀鋒(fēng)利可以有效地(di)減少切削熱,使(shi)切削加工順利(li)進行,刀具常用(yong)合金牌号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(lì)。同時,為增大前(qián)角可以将車刀(dao)裝得略高于工(gōng)件中心,使後角(jiao)減小可以使車(chē)刀後面對工件(jian)起到支撐作用(yòng),減小工件的震(zhen)動。 車刀要增大(da)主👄偏角,可以減(jian)小徑向力,減小(xiao)彎🔴曲變形。為⛱️提(ti)高已加工表面(mian)的質量,使鐵屑(xiè)流待加工表面(mian),刀具刃傾角應(ying)選為正值。為使(shi)切屑順利卷曲(qu)、折💰斷,前刀面應(ying)磨出斷屑槽,刀(dao)尖圓弧盡可能(neng)減小,以減🙇🏻小切(qie)削🔴力。
八、合理選(xuǎn)擇切削用量
加(jia)工細長軸要盡(jìn)量選擇中、低轉(zhuǎn)速,減小離心力(lì),從而減小工件(jian)的彎曲變形。切(qiē)削用量選擇的(de)是否合理,對切(qie)削過程中産生(sheng)的切削力的大(dà)小、切削熱的多(duo)少是不同的,因(yin)此對車削細長(zhǎng)軸時引起的變(biàn)形也是不同🙇🏻的(de)。
1.切削深度
随着(zhe)切削深度的增(zēng)大,車時産生的(de)切削力、切削熱(rè)🧡随💘之♋增大,引起(qi)細長軸的受力(li)、受熱變形也增(zēng)大。因此在車削(xue)細長🔴軸時,操作(zuò)🚶者應盡量減小(xiao)切削深度。
2.進給(gei)量
進給量增大(dà)會使切削厚度(du)增加,切削力增(zeng)大。但切削力不(bu)是按正比增大(da),因此細長軸的(de)受力變形系數(shu)有所下降。如果(guo)從提高切削效(xiào)率的角度來看(kan),增大進給量比(bi)增大切削深度(dù)有🈲利。
3.切削速度(dù)
提高切削速度(dù)有利于降低切(qie)削力。這是因為(wei),随着切削🈲速度(dù)的增大,切削溫(wēn)度提高,刀具與(yǔ)工件之間的摩(mo)擦力減小⚽,細長(zhǎng)軸的受力變形(xing)減小。但切削速(su)🈚度過高容易使(shǐ)細長軸在離心(xīn)力作用下出現(xiàn)彎曲,破壞切削(xuē)過程的平穩性(xìng),所以切削速度(du)應控制在⭐一定(ding)範圍。對長徑比(bi)較大的工件,切(qie)削速度要适當(dang)❤️降低。
細長軸的(de)加工技術雖然(ran)較難掌握,但隻(zhī)要找出規律📱,不(bú)斷總結💰經驗,仍(réng)然可以加工出(chu)合格的細長軸(zhou)工件🚶。 當然先進(jin)社會是個效率(lǜ)社會,競争無處(chu)不在,普通車床(chuang)加工細長軸還(hai)将長期存在,但(dan)是在大批量生(sheng)産中,普通車床(chuang)+銑端面打中心(xīn)孔機🐕床方式,或(huò)💁者數控銑端面(miàn)打中心孔機床(chuang)+數控車床的方(fāng)式已🍉經成為當(dang)前細長軸加工(gong)的主流。