第五章 細長(cháng)軸類(lèi)零件的車(chē)削加工
第一節 中心架和跟刀架在細長(cháng)軸零件
加工中的應用
車(chē)削細長(cháng)軸工件,長(cháng)度是直徑10~12倍以上的長(cháng)軸時(shí),如車(chē)床光杠、絲杠等,由于這些軸本身的剛性差,加上切削力、切削熱和震動(dòng)等影響,車(chē)削時(shí)易產(chǎn)生彎曲、錐度、腰鼓度和竹節形等缺陷。此外,在車(chē)削過(guò)程中還會(huì )引起震動(dòng),影響工件表面粗糙度。為了防止這種現象產(chǎn)生,我們可以應用一種叫做中心架的特殊支承夾具。中心架和跟刀架是車(chē)床附件之一,用卡盤(pán)頂針與中心架,或前后頂針與跟刀架裝夾,可提高切削加工系統的剛性。
使用這些附加的裝卡工具,可以增加工件的裝卡剛度,減少震動(dòng),保證加工質(zhì)量,避免零件產(chǎn)生鼓面,提高工件表面形狀精度和表面粗糙度,并允許采用大切削用量加工,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。下面分別就中心架與跟刀架在細長(cháng)軸零件中的應用加以說(shuō)明。
一、中心架在細長(cháng)軸零件加工中的應用
1.中心架的結構
中心架的結構組成如圖5-1所示。
中心架一般固定在床面一定位置上,如圖5-1(b)所示。它的主體座l通過(guò)壓板4和螺母5緊固在床面上。蓋子3與主體1用銷(xiāo)作活落連接,蓋子3可以打開(kāi)或蓋住,并用螺釘2固定。三個(gè)爪的向心或離心位置,可以用螺釘6調節,以適應不同直徑大小的工件,并用螺釘9緊固爪7和8,使爪在需要位置上固定不動(dòng)。
2.中心架的使用
(1)中心架的使用調整方法
工件裝上中心架之前,先在毛坯中間處車(chē)一條安裝中心架卡爪的溝槽,槽的直徑等于工件的直徑,其寬度略比爪寬大些。接著(zhù)把中心架安裝在床面適當位置上并加以固定,打開(kāi)蓋子3,把工件安裝在兩頂針中間(床尾要先調整好),用劃針盤(pán)或百分表檢查槽是否跳動(dòng),然后將蓋子3蓋好,并調整中心架3個(gè)爪,使他們與工件溝槽輕輕接觸。這時(shí)慢慢轉動(dòng)工件,看是否能轉得動(dòng)。在爪與工件之間最好墊一層銅皮或平皮帶,并加些潤滑油,或者3個(gè)爪用夾布膠木制造,這樣可防止擦傷工件表面。在車(chē)削大型工件或工件轉速較高時(shí),就必須采用帶滾動(dòng)軸承的中心架,如圖5-2所示。
(2)車(chē)削步驟
車(chē)削時(shí),先車(chē)一端,一直車(chē)到溝槽為止。然后把工件調個(gè)頭,用同樣方法安裝和調整工件,車(chē)削另一端。
對于外圖已車(chē)好的工件.而且要求表面不準有擦傷,這時(shí)最好
用帶滾動(dòng)軸承的中心架。如果沒(méi)有帶滾動(dòng)軸承的中心架,可用一只輔助套筒來(lái)代替,如圖5-3所示。使用時(shí),把套筒l套在工件2外圓上,擰緊四周螺釘3(螺釘與工件之間墊一層銅皮),并用百分表4校準套筒外圓,如圖5-4所示。如果套筒外圓與工件不同心,就需要調節螺釘,直到同心為止。
如果要車(chē)削長(cháng)軸的端面或內,以及在軸的一端切斷或車(chē)螺紋時(shí),就可以把中心架移到近軸的端部(圖5-5)。但必須注意,在調整3個(gè)爪之前,先把工件校圓,然后再調整爪。否則由于其旋轉中心與主軸旋轉中心不一致,工件就很快會(huì )從三爪卡盤(pán)上掉下來(lái)
并把工件端部表面夾傷。
使用中心架車(chē)削細長(cháng)軸時(shí),可根據軸長(cháng)整體加工的需要,分為兩類(lèi):
1)可分段車(chē)削或調頭車(chē)削零件,采用中心架直接支承。中心架的支承爪用鑄鐵或青銅制造,并在零件中間部位使用。零件支承表面必須有一定粗糙度和圓度要求,否則會(huì )影響零件的精度。其工作步驟為:
①在工件中部偏向車(chē)頭方向約lOOmm處車(chē)一段圓柱面溝槽,其直徑應大于工件要求尺寸。車(chē)溝槽時(shí)為減少震動(dòng),可采用慢車(chē)速、小走刀的方法切削。
②裝上中心架。在開(kāi)車(chē)時(shí)調整三爪,使它與工件輕輕接觸。
③車(chē)削工件。方向由床尾向床頭,直到車(chē)到溝槽處為止。
④工件調頭裝夾。
⑤中心架支承爪調整。在已加工表面與三爪間墊一張細號砂布,砂布背面貼住工件,有砂粒一面向著(zhù)三爪,調整三個(gè)爪,將其輕輕支住已加工表面。
2)中段不需要加工的長(cháng)軸工件,可采用套筒與中心架配合支承。由于一些工件毛坯表面不規則,中段又不適宜車(chē)平溝槽,可采用調整套筒與中心架配合并使用。調整套筒如圖5-6所示。其使用步驟如下:
①調整套筒,調整套筒兩端的螺釘,使套筒的軸心線(xiàn)與車(chē)床主軸旋轉軸心線(xiàn)重合。
②安裝中心架,使中心架的支承爪與套筒外圓相接觸并能均勻轉動(dòng)。
③車(chē)削。直到車(chē)好一端。
④調頭裝夾零件。
⑤中心架支承爪位置調整,使其與零件已車(chē)削表面接觸,并調整支承爪,使零件已車(chē)削表面的旋轉軸心與車(chē)床主軸旋轉鈾心相重
合,即可車(chē)削。
(3)注意事項
1)使用中心架車(chē)可分段或調頭車(chē)削的工件時(shí)應注意:
①整個(gè)加工過(guò)程中要經(jīng)常加油,保持潤滑,防止磨損或"咬壞"。
②要隨時(shí)用手感來(lái)掌握工件與中心架三爪摩擦發(fā)熱的情況,如發(fā)熱過(guò)高,須及時(shí)調整中心架的三爪,決不能等出現"吱吱"聲或冒煙時(shí)再去調整。
③如果所加工的軸很長(cháng),可以同時(shí)使用兩只或更多的中心架。2)使用中心架車(chē)中段不需加工的長(cháng)軸工件時(shí)應注意的事項:
①調整套筒外表面要光潔,圓柱度在±0.Olmm之內。
②套筒的內L要比被加工零件的外圓大20~30mm。
③低速車(chē)削時(shí),用機油潤滑套筒與中心架支承爪的接觸表面。④高速車(chē)削時(shí),要用調整套筒冷卻潤滑油澆注到套筒的外表面冷卻。
二、跟刀架在細長(cháng)軸零件中的應用
1.跟刀架的結構
跟刀架主要是用來(lái)車(chē)削不允許接刀的長(cháng)軸,例如精度要求高的光滑軸、長(cháng)絲杠等。跟刀架與中心架不同的地方是:它只有兩個(gè)卡爪,而另一個(gè)卡爪被車(chē)刀所代替,其實(shí)物外形如圖5-7所示。
刀架是固定在大拖板上,隨同走刀架一起移動(dòng),如圖5-8。
為了使車(chē)削能順利進(jìn)行,提高工件的加工質(zhì)量,現已改進(jìn)和創(chuàng )新了新型的跟刀架,該跟刀架可在普通車(chē)床上,車(chē)削小直徑細長(cháng)軸。這種跟刀架的爪作成套圈形狀,套圈的孔徑比工件外圓大0.02~0.03ram,并固定在大拖板上。使用時(shí),由經(jīng)過(guò)冷拉的毛料直徑作引導,其中襯套的內根據需要選擇不同的直徑。這種簡(jiǎn)易跟刀架制造容易,使用方便。適用于冷拉棒料為毛坯的細長(cháng)軸零件的成批生產(chǎn)。
在使用跟刀架車(chē)削細長(cháng)軸時(shí),工件容易發(fā)生震動(dòng),外圓容易車(chē)成竹節形、多棱形或麻花形等缺陷。如發(fā)現上述情況時(shí),必須立即判斷產(chǎn)生的原因,并及時(shí)加以處理。
2.跟刀架的使用
應用跟刀架車(chē)外圓時(shí),先在工件一端車(chē)出--d,段,以便研磨支承爪,使支承爪的圓弧與車(chē)削表面基本吻合,以增大支承爪的接觸面。安裝時(shí),跟刀架兩爪輕輕接觸工件,并使床尾頂針也輕輕頂住工件。在調整兩卡爪對工件的壓力時(shí),松緊要適當。如果壓力太大,工件邊壓向車(chē)刀,使吃刀深度增大,結果車(chē)出來(lái)的工件直徑就小了。反之,壓力太小,使車(chē)刀吃刀深度減小,車(chē)出來(lái)的工件直徑也就增大。如果跟刀架兩卡爪的壓力過(guò)小,甚至沒(méi)有接觸,那就起不到跟刀架的作用。使用跟刀架車(chē)削細長(cháng)軸具體操作步驟如下:(1)校直裝夾工件
為盡量減小工件的彎曲度,可用反擊法校直工件,用該法校直的工件,彈性恢復較小。校直時(shí),應先將工件彎曲的凹面向上;用弧面扁鑿從工件的彎曲中心向兩側漸進(jìn)敲擊,使該面伸長(cháng)而校直工件,然后在卡盤(pán)中安裝好工件。
對于經(jīng)過(guò)正火或調質(zhì)等熱處理的工件,可采用吊置法安放工件,以減少工件彎曲變形。在一般情況下,粗車(chē)前工件的彎曲度應小于l.5mm。精車(chē)前,工件彎曲度要小于0.2mm。
(2)校正尾座位置
使工件開(kāi)始車(chē)削的一端外徑比另一端外徑大0.02~0.04ram,以減少由于跟刀架爪腳或車(chē)刀磨損所造成的錐形誤差。
(3)調整跟刀架爪腳
將跟刀架的爪腳支緊工件上已車(chē)過(guò)的一段外圓,該段外圓應表面粗糙,且其尺寸應與所要求的加工尺寸接近,位置也應靠近卡盤(pán),由大拖板作縱向來(lái)回移動(dòng),運動(dòng)時(shí)不用冷卻液。爪腳圓弧應與工件表面吻合,以增大爪腳和工件的接觸面積,減少爪腳在車(chē)削中的磨損。
(4)準備充分的冷卻潤滑液,選擇車(chē)刀切削角度和切削用量
準備好如硫化乳液或其他有針對性的油液以備潤滑使用,并合理選擇車(chē)削細長(cháng)軸的車(chē)刀角度,使刀刃鋒利,以降低切削徑向力,防止零件彎曲,能順利排屑,車(chē)刀角度選擇方法參見(jiàn)本書(shū)第四章第三節內容。
(5)合理調整跟刀架爪腳與車(chē)刀之間的位置
一般使跟刀架爪腳位于車(chē)刀的后面,兩者問(wèn)的距離0.5~2mm。當采用寬刃大走刀車(chē)刀進(jìn)行車(chē)削時(shí),跟刀架爪腳也可位于車(chē)刀的前面,即支承在粗車(chē)表面上,以防止工件精車(chē)過(guò)的表面出現劃痕,間距同上。
3.使用跟刀架車(chē)削易產(chǎn)生的問(wèn)題及防止方法(1)產(chǎn)生鼓肚形
由于細長(cháng)軸剛性差,而跟刀架支承爪與零件表面接觸不一致,或安裝時(shí)偏高或偏低于工件旋轉中心,支承爪表面磨損而產(chǎn)生間隙。在兩端切削時(shí),由于裝夾牢固,切削深度變化不大,但切削到中間位置時(shí),由于間隙和徑向力的作用,切削深度逐漸減小,從而產(chǎn)生鼓肚形。防止產(chǎn)生鼓肚形方法如下:
1)在加工要隨時(shí)調整兩支承爪,使支承爪兩圓弧面的中心與車(chē)床主軸旋轉軸心重合。
2)車(chē)刀主偏角適當加大,使車(chē)刀鋒利,減少車(chē)削時(shí)的徑向力。(2)產(chǎn)生竹節形
竹節形零件其形狀如竹節,其節距大約等于跟刀架支承爪與車(chē)刀刀尖的距離,并且循環(huán)出現。產(chǎn)生的原因是:車(chē)床大拖板和中拖板間的間隙過(guò)大而跟刀架爪腳支承過(guò)緊,在車(chē)削至中間部位時(shí),工件剛性差,爪腳支承力超過(guò)了工件剛性而使其變形彎曲,從而加大了吃刀深度,當跟刀架行至該位置時(shí),車(chē)削徑向力迫使這段小直徑外圓與跟刀架爪腳接觸,工件發(fā)生相反方向彎曲變形,減小了吃刀深度。如此反復,就形成了工件外形的竹節形,而且會(huì )越來(lái)越顯著(zhù)。防止產(chǎn)生竹節形方法如下:
1)正確調整跟刀架爪腳,不可支得過(guò)緊。
2)在采用接刀車(chē)削時(shí),必須使車(chē)刀刀尖和溝槽外圓略微接觸,接刀時(shí),吃刀深度應加深0.01~0.02mm,不致由于工件外圓變大而引起爪腳支緊力過(guò)大。
3)粗車(chē)時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生竹節形,可調節中拖板手柄,相應加些吃刀深度,以減小工件外徑;蚵晕⑺筛都苌厦娴膬蓚(gè)爪腳,使支緊力稍減小以防止"竹節"繼續產(chǎn)生。4)接刀必須均勻,防止跳刀現象。5)由于工件毛坯加工余量明顯不均勻,在粗車(chē)時(shí)產(chǎn)生不均勻
的切削抗力,而出現竹節形缺陷。遇到這種情況中,在第二次走刀切削中,加以清除"竹節",以免影響半精車(chē)和精車(chē)。
6)在切削中,如果已出現"竹節",隨時(shí)調整支承爪,使其與"竹節"表面輕輕地接觸,這樣可以逐步清除"竹節"。
(3)產(chǎn)生麻花形
產(chǎn)生多棱形、麻花形的原因如下:由于車(chē)削的細長(cháng)軸中間部位剛性差,而車(chē)床的尾座頂針支頂過(guò)緊,發(fā)生裝夾變形,同時(shí)跟刀架支承爪調整過(guò)松,夾持部分過(guò)長(cháng),切削時(shí)毛坯旋轉不平衡導致吃刀不均勻,加工中又有大量的切削熱產(chǎn)生,使車(chē)削時(shí)易產(chǎn)生低頻率的振動(dòng),使零件產(chǎn)生多棱形、麻花形。防止多棱形、麻花形的方法如F:
1)隨時(shí)注意控制頂針的頂緊力大小。
2)注意讓跟刀架爪腳和工件接觸良好,必要時(shí)可增大爪腳的支承面積。
3)要校直工件。每切削一刀后要松開(kāi)頂針,開(kāi)慢車(chē)檢查工件中心是否對準尾座頂針。如偏心,可用木頭敲擊,對工件進(jìn)行校正,減小工件彎曲。
4)使用充足的乳化液澆注在車(chē)刀與工件的切削區域內,降低切削溫度,防止工件因受熱而線(xiàn)性膨脹造成頂針支頂過(guò)緊,及產(chǎn)生彎曲變形、可防止工件車(chē)成多棱形或麻花形。
5)跟刀架、橫滑板、刀架等部位剛度不夠時(shí),可適當減少切削時(shí)的吃刀深度或走刀量。
以上說(shuō)明跟刀架是一種較難掌握的夾具,在使用中要隨時(shí)注意工件表面的變化情況,進(jìn)行相應的調整,并采取必要的措施,才能
4.使用跟刀架車(chē)削需要注意的問(wèn)題
1)尾座頂尖必須輕輕地頂住工件中心孔,不允許過(guò)緊,特別是使用死頂尖時(shí)要注意隨時(shí)調整頂緊力,防止工件因發(fā)熱伸長(cháng)而被頂彎,應使用彈性頂針為宜。
2)在車(chē)削區域及跟刀架爪腳支承工件部位,要保證有充分的冷卻潤滑液。
3)隨時(shí)注意工件已加工表面的變化情況,當發(fā)現開(kāi)始有竹節形、麻花形等缺陷出現時(shí),要及時(shí)分析原因,采取措施,若發(fā)現缺陷越來(lái)越明顯,應及時(shí)停車(chē)。
第二節 細長(cháng)軸的其他車(chē)削方法
一、細長(cháng)軸對刀切削法
應用對刀切削法時(shí),將車(chē)床中拖板改裝成有前、后兩個(gè)刀架,前、后刀架各裝有一把刀。用一根兩頭螺旋方向相反的絲杠帶動(dòng),能使兩刀架同時(shí)進(jìn)刀、退刀,如圖5-9所示。
用這種方法加工大批量細長(cháng)軸鋼件時(shí),在允許分兩段調頭車(chē)削
時(shí),切削用量可取吃刀深度t=2.5mm,走刀量s=1.15~1.65mm/r,切削速度鉚=120~150m/min進(jìn)行切削,其切削過(guò)程穩定,精度可達3級。對刀切削法所用的刀具幾何形狀如圖5-9所示,這種車(chē)削方法具有下面一些特點(diǎn):
1)兩把刀對刀切削時(shí),徑向分力可相互抵消。
2)兩把車(chē)刀刀尖的間距為工件直徑,車(chē)出的工件錐度誤差小。
3)刃磨車(chē)刀修光刃后角,并將刀具安裝得比中心略高些,可有效的防止切削時(shí)的震動(dòng)。
4)采用大前角切削,可減少切削力、切削熱,切削負荷較輕。5)刀片上焊有高速鋼卷屑塊,可提高硬質(zhì)合金刀片的利用率。二、用93。精車(chē)刀車(chē)削細長(cháng)軸
這種車(chē)刀適用于精車(chē)L/D<50的細長(cháng)軸。在加工時(shí),不需要中心架及跟刀架輔助支承,工件車(chē)削后,表面粗糙度可達Ra l.6,精度在1000mm內的鼓形度不超過(guò)0.03~0.05mm,彎曲度不超過(guò)0.02~0.04mm。選用的切削用量:吃刀深度t=0.1~0.2mm,走刀量s=0.17~0.23mm/r,切削速度口=50--80m/min。93。精車(chē)刀特點(diǎn)如下:
1)采用主偏角k,=93。,并輔助以前面開(kāi)橫向卷屑槽,可使徑向力下降,減少切削震動(dòng)和工件產(chǎn)生的彎曲變形,這是93。車(chē)刀不用中心架能車(chē)好細長(cháng)軸的關(guān)鍵。但應注意,切削的吃刀深度不應大于卷屑槽寬度的一半,且應比走刀量小,否則徑向力方向與擠壓力方向一致,這時(shí)93。車(chē)刀的特點(diǎn)將無(wú)法體現。
2)磨出的橫向卷屑槽,可迫使切屑卷出后向待加工表面方向排出,保證已加工表面不被切屑碰傷。
3)研磨出的刀尖小圓弧,可加強刀尖強度。
4)刀片選用耐磨性好的硬質(zhì)合金材料YT30,可防止修光刀刃過(guò)多磨損影響加工精度。
5)僅適合于單件小批量生產(chǎn)中使用。
6)裝備簡(jiǎn)單。只需磨一把刀即可進(jìn)行加工,但刀片利用率不高。
三、強力反向細長(cháng)軸車(chē)削法
用一般方法車(chē)削細長(cháng)軸,主軸和尾座兩端是固定裝夾,兩端接觸面大,無(wú)伸縮性,由于切削力、切削熱產(chǎn)生的線(xiàn)膨脹和徑向分力迫使零件彎曲和產(chǎn)生內應力。當零件從卡盤(pán)上卸下后,內應力又使零件變形,故不易保證零件的尺寸精度和形狀精度要求。目前,許多工廠(chǎng)采用強力反向走刀車(chē)削細長(cháng)軸,可解決上述問(wèn)題,顯著(zhù)提高加工質(zhì)量與生產(chǎn)率。其加工特點(diǎn)如下:
1.改進(jìn)了工件裝夾方法
工件裝夾方法是影響細長(cháng)軸加工精度的重要因素,現從以下兩個(gè)方面對細長(cháng)軸工件的裝夾方法進(jìn)行改進(jìn):
1)用四爪卡盤(pán)夾緊,卡爪與軸之間墊入鋼絲。將工件軸端深入四爪卡盤(pán)內約15~20mm,每只卡爪與軸之間墊人乒4~≯5mm的鋼絲圈,起方向調節作用,使工件與卡爪之間為線(xiàn)接觸,以避免長(cháng)爪卡死工件引起工件彎曲變形。
2)尾座上頂尖改用彈性頂尖。當工件受切削熱產(chǎn)生膨脹伸長(cháng)時(shí),頂尖能軸向產(chǎn)生伸縮,使毛料兩端都形成線(xiàn)接觸,消除旋轉時(shí)的"別勁"現象,避免由于長(cháng)度方向不能伸縮而產(chǎn)生的彎曲變形。彈性頂尖的彈性大小由頂尖的頂緊程度決定。如果沒(méi)有彈性頂尖,也可用一般的固定頂尖,但根據切削過(guò)程中工件受熱變形情況,及時(shí)調整尾座頂尖的頂緊程度。
2.改造了跟刀架
普通車(chē)床上的跟刀架有兩個(gè)支架,與工件的接觸面小,剛性差,不能滿(mǎn)足高速切削細長(cháng)軸的要求。為增加支承剛性,平衡切削時(shí)產(chǎn)生的徑向切削力,將跟刀架改為3個(gè)支承爪,且底面支承爪采用彈簧支承爪,支承爪的寬度約為零件直徑的l~1.5倍,使支承面與零件吻合。采用這種跟刀架,工件外圓被夾持在刀具和3個(gè)支承塊之間,在切削過(guò)程中,使工件只能繞軸線(xiàn)旋轉,跟刀架3個(gè)支承爪與車(chē)刀組成兩對徑向壓力,平衡切削時(shí)產(chǎn)生的徑向力,這樣可有效的減少切削震動(dòng),減少工件變形誤差。
3.刀具幾何形狀的改進(jìn)粗車(chē)刀特點(diǎn)是:
1)采用75。主偏角,使軸向分力較大,徑向分力較小。有利于防止工件彎曲變形和震動(dòng)。
2)采用大前角,小后角車(chē)刀,可減少切削力又加強刃口強度,使刀具適應于強力切削。
3)通過(guò)磨卷屑槽及正的刃傾角控制切屑順利的排出。4)刀片材料采用強度與耐磨性較好的YWl、YA6。精車(chē)刀采用寬刃鋒鋼刀片,裝在如圖彈性可調節的刀排內進(jìn)
行。由于寬刃車(chē)刀采用大走刀低速精車(chē),刃口的平直度及光潔度直接影響著(zhù)加工精度。因此,刀片前面要通過(guò)機械刃磨后再研磨,粗糙度要求Ra0.4肚m以上。
4.切削方法的改進(jìn)
一般走刀方向是從尾架向車(chē)頭方向走刀。車(chē)細長(cháng)軸時(shí)可對其切削方法改進(jìn),以有效的減少工件徑向跳動(dòng),消除大幅度震動(dòng),獲得加工較高精度和粗糙度較低的工件,如圖5-10所示。
其改進(jìn)方法分為:
1)采用反向大走刀量粗車(chē)。反向大走刀量粗車(chē)時(shí),應先車(chē)出一段外圓與跟刀架研磨配合,然后從研磨過(guò)的軸頸端開(kāi)始車(chē)削,將細長(cháng)軸余量一刀車(chē)掉。粗車(chē)時(shí)可取其切削用量為:吃刀深度t 22.5mm。走刀量s=0.3~0.35mm/r,切削速度鈔=40m/min,切削時(shí)并用乳化液充分冷卻潤滑,以減少刀具跟刀架支承塊的磨損。2)寬刀刃精車(chē)。精車(chē)時(shí),用鋒利的寬刃刀車(chē)削,并加硫化油或菜油潤滑。其切削用量可。撼缘渡疃t=0.02~0.05ram,走刀量s:l0~20mm/r,切削速度訓=1~2rn/min。由于寬刀刃精車(chē)速度低,吃刀少,切屑薄,車(chē)兩三刀后可達到l.6~0.8的粗糙度,因此其切削效率可大大提高。精車(chē)時(shí)寬刃刀可以正向進(jìn)給走刀,也可反方向工作。
通過(guò)以上所述的4個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn),使加工細長(cháng)軸的質(zhì)量與生產(chǎn)效率大大提高。加工表面粗糙度在Ra 0.8腫以上,錐度誤差和橢圓度誤差均較小,工件彎曲度也得到很好的控制,生產(chǎn)率比一般方法提高l0倍左右。
5.注意事項
1)粗車(chē)時(shí)要裝好跟刀架,它是決定加工精度的關(guān)鍵所在。如果切削過(guò)程工件外圓出現不規則的棱角形或竹節形或出現不規律形狀.應立即停車(chē),安裝固定架,重新研磨將軸與跟刀架配合,再進(jìn)行切削。
2)精車(chē)刀應磨得光,刃口鋒利,安裝調整適當。切削時(shí),切削速度要低,不宜采用絲杠傳遞進(jìn)給,以免產(chǎn)生周期性的螺旋形狀,這是降低工件加工粗糙度的關(guān)鍵。
3)車(chē)刀安裝時(shí)應略比中心高一些。這樣可使修光刀刃后面壓住工件,以抵消跟刀架支承塊的反作用力。
4)寬刃精車(chē)刀安裝時(shí)應使刀刃與中心平行,并比中心略低一些,為0.1~0.15nma,這樣可使彈性刀桿在跳動(dòng)時(shí)刀刃不會(huì )啃人工件,影響表面粗糙度。
第三節 車(chē)削細長(cháng)軸的刀具常用角度
加工細長(cháng)軸常用車(chē)刀分為長(cháng)軸粗車(chē)刀、長(cháng)軸精車(chē)刀,它們的刀具角度選擇如下:
1.粗車(chē)刀(如圖5-11、圖5-12)
1)主偏角k,=75!90。,(對刀切削用車(chē)刀的車(chē)刀的主偏角k,=45。),主偏角磨有圓弧形斷屑槽,使吃刀抗力P。減小,有利于防止工件彎曲變形和震動(dòng)。
2)采用車(chē)刀前角y=15!20。;后角0/=3。,既可減少切削力又增加刃強度,使刀具適應于強力切削。
3)通過(guò)磨卷屑槽及采用刃傾角A=5。,使切屑有利排出。
4)刀片材料最好用強度與耐磨性較好的YWl、YA6、YG8車(chē)刀。車(chē)刀可磨成反車(chē)刀,由車(chē)頭向車(chē)尾座方向走刀,效果更好。車(chē)刀安裝時(shí),刀尖要略高于中心0.1~O.2mm,以增大切削前角。
2.長(cháng)軸精車(chē)刀
(1)93。精車(chē)刀
1)主偏角k,=93。,以減少徑向切削抗力。
2)A=12。,70=15!20。,采用橫向卷屑槽形成修光刀刃大前角,修光刀刃后角%=一0.5。,可提高切削性能,控制排屑方向。2、耍田71塵麗囪pn氣rnrn和1rnrn畝的格*刃可燥寓T仕韶
潔程度。
(2)寬刃大走刀精車(chē)刀
1)刀片磨出前角0。,后角
35。
2)裝載刀排里形成前角70=25。,后角0t=10。刃傾角A=1030'~2。
3)刀刃的寬度大于走刀
量。
寬刃大走刀精車(chē)刀的車(chē)刀
角度如圖5-13所示。
第四節 細長(cháng)軸零件的加工實(shí)例
細長(cháng)軸零件加工是車(chē)削操作較難的一種,對于車(chē)工而言,需要不斷學(xué)習別人成功的方法和經(jīng)驗,在實(shí)踐中需要不斷改進(jìn)完善,以提高細長(cháng)軸的車(chē)削質(zhì)量和效果,F以一細長(cháng)軸的加工為例,介紹其車(chē)削過(guò)程。
零件材料為45號鋼,直徑為聲100mm,長(cháng)度為l 000ram,粗糙度為Ral.6mm,全長(cháng)不直度為0.2mm。零件的加工步驟如下:
1.裝卡零件
1)校直毛料不直度,使其不直度小于1.5ram;
2)在毛坯的一端面,鉆出q,4mm的圓柱中心孔。另一端用≯5一開(kāi)口鋼絲圈套在毛坯的外圓上,或墊上j55mm短圓柱銷(xiāo)。
3)將細長(cháng)軸一端l5~25mm長(cháng)的毛坯伸入三爪卡盤(pán)內裝夾,尾端用伸縮活頂尖裝卡。
4)開(kāi)空車(chē)觀(guān)察毛料的不直度,如彎曲過(guò)大,則卸下工件調直重新裝卡。
2.在靠卡盤(pán)一端的毛坯外圓上,車(chē)削跟刀架支承基準
車(chē)削直徑為q22mm,長(cháng)度大于支承爪的寬度1520mm,并在工件的走刀方向車(chē)成小于45。的倒角,以便減少接刀時(shí)的"讓刀"現象,防止產(chǎn)生竹節形。
3.安裝跟刀架,研磨支承爪
將已車(chē)好的圓柱端為基準,研磨支承爪支承面。研磨時(shí),可取主軸轉速72=300~6001"/min,先干磨,后精研,以提高支承爪圓弧面的密合度和表面硬度。工件在跟刀架上的安裝形式見(jiàn)圖5-14所示。
4.選擇、安裝車(chē)刀
根據粗精加工不同選擇車(chē)刀類(lèi)型及其角度。
1)粗車(chē)時(shí)選主偏角k,=75。,前角托=20。,后角口=3。的YWl
車(chē)刀。粗車(chē)工件示意圖如圖5-15所示。
2)精車(chē)時(shí)可主選偏角k,=75!90。,前角70=25。;后角0t。=10。、刃傾角A=1。307~2。YWl寬刃精車(chē)刀。
3)選擇好后,安裝車(chē)刀,安裝時(shí)要保證車(chē)刀與工件中心平行,且高度略高于中心0.1~0.2mm,使副后面有托住零件的作用,以提高加工表面的粗糙度,減少震動(dòng)。
5.粗車(chē)和精車(chē)工件。
1)粗車(chē)工件時(shí),主軸轉速咒=600~1200r/rnin,切削深度t=
2.5mm,走刀量S=0.4mm]r,從床頭向尾座方向走刀。
2)精車(chē)工件時(shí),主軸轉速咒=600~1200r/rain,切削深度t=
0.02~0.05ram,走刀量S=0.15~0.2mm]r。
3)車(chē)削過(guò)程要有充足的冷卻潤滑液澆注跟刀架的支承處,防止摩擦發(fā)熱和支承爪磨損。用這種方法加工l 000mm長(cháng)的細長(cháng)軸,其錐度不會(huì )大于0.02mm,橢圓度不大于0.02ram,不直度不大于0.2rnm。精度要求高的細長(cháng)軸可采用高速鋼寬刃精車(chē)刀、低速精車(chē)法工件獲得。
大川機械
精車(chē)時(shí)采用低速精車(chē)法車(chē)削時(shí),可用高速鋼寬刃精車(chē)刀。刀具切削刃寬度為30~40mm,y=25。,0t=10。,A=1030'~2。,采用彈簧刀柄裝夾,車(chē)刀安裝低于中心0.1~0.15ram,以避免震動(dòng)。轉速72=12~14r]min,走刀量S=8~12mm(采用絲杠走刀),吃刀深度t=0.02~0.05ram。用硫化油或菜子油與煤油混合液冷卻潤滑,粗糙度達Ra0.8tan。