淺談高速切削細(xì)長軸加工方法

宗福廷

摘 要：高速車削細(xì)長軸，易產(chǎn)生振動(dòng)、多棱、竹節(jié)、圓柱度差和彎曲等缺陷，要想順利地車好它，必須全面注意工藝中的問題。本文針對(duì)細(xì)長軸加工中出現(xiàn)的問題和解決方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：細(xì)長軸 工藝 切削用量

一般長度為直徑20倍以上的軸叫做細(xì)長軸。常見的細(xì)長軸有等軸、多臺(tái)長軸和帶孔長軸。細(xì)長軸加工比較困難，主要是由于它剛性差，長度與直徑之比越大，剛性就越差。由于工件剛性差，而在車削過程中就會(huì)引起一系列的問題：工件受切削力而出現(xiàn)彎曲變形，并因此而引起振動(dòng)、光潔度下降；在切削過程中，工件受熱也出現(xiàn)彎曲變形，甚至有時(shí)會(huì)使工件擠死在兩頂尖之間，無法加工；由于工件下垂、變形、振動(dòng)，使工件出現(xiàn)竹節(jié)、棱形、棗核形等缺陷，影響加工質(zhì)量。由于以上原因，車削細(xì)長軸時(shí)往往采用較低的轉(zhuǎn)速，限制了切削速度的提高。在生產(chǎn)中，如果我們對(duì)車刀、車床、輔具等采取一定的措施，采用有效的加工方法及合理的加工步驟，就可以高速度加工出高質(zhì)量的細(xì)長軸。

一、刀具與切削用量的選擇

1.車刀的選擇

選擇刀具的材料、幾何角度的正確與否，將直接影響工件的加工質(zhì)量。根據(jù)細(xì)長軸的加工特點(diǎn)，要求徑向切削力越小越好，而刀具的前角與主偏角是影響徑向切削力的主要因素。為減少切削時(shí)的徑向切削力，要在不影響刀具強(qiáng)度的情況下，盡量加大刀具的主偏角和前角。在高速切削細(xì)長軸的實(shí)踐中，常采用徑向抗力較小的90°偏刀。刀桿采用45#鋼，刀片可按不同加工材料進(jìn)行選擇。加工碳素結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼，可選用YT30、YW1硬質(zhì)合金（不能用于粗車）。刀具特點(diǎn)如下。

（1）采用90°主偏角，徑向抗力小，幾乎為零，適用于粗車、半精車、精車。車削時(shí)，工件反彈力小，容易保證精度，并且可一次完成多臺(tái)軸加工，不用換刀；

（2）前面磨有寬4～6mm，深1.5～1.7mm的卷屑槽，切削阻力和摩擦阻力小，散熱性能好，主切屑呈銀白色。卷屑槽于主刀刃構(gòu)成-3°的刃傾角，因而卷屑效果好，排屑輕快且方向性好，既安全又不會(huì)擦傷已加工面；

（3）在主切屑刃上用油石背磨出寬度為0.15～0.2mm、傾斜角為-20°的倒棱，增加了刀刃強(qiáng)度；

（4）刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，手工刃磨容易掌握，一把刀就能完成粗車、半精車和精車等程序，還可減少換刀時(shí)間；

（5）刀具幾何角度比較合理，耐用度高（比一般車刀高三倍），磨一次刀，可加工直徑20～40mm、長2m的光軸3～4根，中間不用重磨；

（6）刀尖后角背磨成0°，加工時(shí)可起到防振作用，且對(duì)工件表面有輕微擠壓，可提高加工表面的光潔度。

2.切削用量的選擇

在車削細(xì)長軸時(shí)，為盡量減少或消除材料的內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)采取增加走刀次數(shù)、減少吃刀深度的辦法。一般為4～6次較為合適，也要根據(jù)零件毛坯余量的大小而定。

二、機(jī)床的選擇和調(diào)整

高速車削細(xì)長軸，可在普通車床上進(jìn)行加工。由于普通車床加工范圍較廣，通常加工短工件多，因此在靠近床頭部分的導(dǎo)軌磨損嚴(yán)重，造成機(jī)床導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的局部誤差較大，對(duì)此應(yīng)調(diào)整尾座位置，使工件中心線與床身導(dǎo)軌平行，若平行度誤差超過0.2mm以上，就應(yīng)該對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行修正刮研，恢復(fù)其精度。調(diào)整尾座頂尖中心對(duì)床頭主軸中心的左右同心度，一般允許有倒錐，即尾座允許向前偏。在加工前還必須將小刀架、橫刀架、溜板斜鐵的間隙調(diào)整好，防止加工過程中扎刀，同時(shí)又能準(zhǔn)確方便控制進(jìn)刀和退刀。

三、加工步驟及注意事項(xiàng)

第一步：檢查毛坯彎曲度，如果超過3～4mm，必須進(jìn)行調(diào)直。

第二步：調(diào)整機(jī)床達(dá)到前面所述技術(shù)要求。

第三步：采用卡頂法，車削工藝臺(tái)，打中心孔。

第四步：裝上跟刀架，修支柱爪圓弧面。裝上工件找正，并用彈性活頂尖適力頂著，用三爪卡盤卡緊工件。

第五步：搖動(dòng)拖板。使跟刀架隨拖板搖出軸端面。進(jìn)行粗車，注意工件在加工過程中是否振動(dòng)，如果出現(xiàn)振動(dòng)，適當(dāng)調(diào)整切削用量。

第六步：粗車完畢后，搖回拖板，退出頂尖，檢查中心孔偏擺情況，并加以調(diào)整；調(diào)整后裝上頂尖，打開冷卻液，進(jìn)行半精車加工，并隨時(shí)檢查工件的稍度，半精車直徑稍度不得超過每米長的0.03mm。半精車應(yīng)留0.7～1mm作為精車余量。

精車前，應(yīng)檢查跟刀架支柱爪弧面是否良好，防止最后一刀精車出現(xiàn)問題造成報(bào)廢，檢查方法用紅油涂在支柱爪弧面或工件上，頂住工件反復(fù)摩擦，檢查接觸情況。精車時(shí)，應(yīng)減少走刀量，提高轉(zhuǎn)速，并留余量0.01～0.03mm，最后用0號(hào)或1號(hào)紗布拋光。

（作者單位：淄博市技師學(xué)院）