淺談錐形脹桿的車削加工

遼寧省大連市技師學院

【摘 要】錐形脹桿是換熱器生產中重要工具，其加工屬于細長桿加工。本文產要介紹在錐形脹桿的車削加工過程中，為使加工達到正常狀態，從車削裝置，工裝夾具，刀具形狀，車削用量等幾個方面抵觸幾點改進措施，從而提高工效，保證工件的質量。

【關鍵詞】錐形脹桿 車削裝置 工裝夾具 刀具形狀 車削用量

錐形脹桿屬細長錐桿加工。在加工細長錐桿時會出現很多問題：

車削時機床—工件—道具工藝系統的剛性較差，車削時夾不當，很容易因切削力及重力的作用而發生彎曲變形，產生以下問題。

一、工裝的控制

在加工前，脹桿的長度比較長，如果使用小拖板來車削椎體是有一定難度的，他的勞動強度比較大，不適合批量生產，由于鑲條松緊程度調節不均勻使它的表面粗糙也很那控制，另外小拖板的行程是有限的，它只能車削椎體較短的工件，對于這種較長的錐體脹桿我們采用了跟刀架與靠模裝置來進行粗車和精車。

第一，跟刀架結構：跟刀架固定在床鞍上，一般有兩個支撐爪，跟刀架可以跟隨車刀移動，抵消徑向切削時可以蹭加工件的剛性，減少變形。。從跟刀架的設計原理來看，只需要兩只支撐爪就可以了，因車刀給工件的切削抗力，使工件貼住在跟刀架的兩個支撐爪上。但是實際使用時，工件本身有一個向下重力，以及工件不可避免的彎曲，因此，在車削時，工件往往因離心力瞬間離開支撐爪，接觸支撐爪而產生振動。如果采用三只支撐爪的跟刀支承工件一面由車刀抵住，使工件上下，左右都不能移動，車削時穩定，不易產生振動，從而提高細長錐桿的形狀精度和減小表面粗糙度。因此車細長錐桿時一個非常關鍵的問題是應該應用三個爪跟刀架。

為使跟刀架保持良好的剛性，配備有三只支撐爪（材料為球墨鑄鐵），使其與工件研磨后緊密貼合。跟刀架支爪與工件表面接觸不良，理由間隙，易造成工件中心偏離旋轉中心，從而產生多邊形。應合理選用跟刀架結構，正確修磨支撐爪弧面，使其與工件良好接觸。切削運行時呈滑動配合，使工件保持在切削旋轉軸線上。在調整和修磨跟刀架支撐爪后，如接刀不良，使第二次和第一次進給的徑向尺寸不一致，引起工件全長上出現與支撐爪寬度一致的周期性直徑變化，在切削中出現輕度竹節形。因此在調整跟刀架上支撐爪的壓力時要特別注意支撐爪在加工過程中磨損以后要及時進行調整，使用支撐爪與工件保持良好接觸。從而進行粗車加工與精加工

第二，靠模裝置：底板固定在車床床身上，其上面有錐度靠板，即導軌。導軌可以旋轉到與工件中心線成a的角度，滑塊可以沿導軌滑動?；瑝K與中拖板是相連的，為使中拖板能自由滑動，必須將中拖板絲杠抽調。為便于吃刀，可將小拖板旋轉90°，當大拖板作縱向自動走刀時，滑塊就沿著導軌滑動，而滑塊與中拖板和刀架是相連的，所以車刀就平行于導軌移動，這樣就車出圓錐表面，以實現精車加工。

二、刀具幾何形狀

選擇合理的刀具幾何角度也是非常重要的，因為刀具幾何角度直接影響到刀具的切削性能，根據多年的加工經驗發現，刀具切削部分的幾何形狀，一般應從前角，后角方面的選擇可以考慮。在選擇前角時，要考慮卷屑槽型，有無倒棱和刃傾角的正，負角度大小等因素，因為前角γo直接影響刀具的強度，導熱性及耐用度。從切削熱的產生和散熱方面考慮，增大前角可以減小切削熱的產生，切削熱度不至于太高，刀具耐用度提高，但前角過大，則因刀頭散熱體積減小，散熱差，切削溫度反而升高，耐用度降低。減小前角可改善刀頭散熱條件，切削溫度有可能降低，但前角過小，則切削變形嚴重，切削成產的熱量不易散掉。所以對車刀角度應根據工件的材質，形狀，加工部位和裝刀情況以及在不影響刀具強度情況下來選擇：

第一，增大主偏角Kr=180°——90°，使徑向力Py減小，軸向力Px增大，能減少切削振動和彎曲變形。

第二，前角g=15°-30°切削輕快。

第三，斷屑槽磨成R1.5-3mm，有良好卷削作用，使切削順利卷曲折斷，并增大實際切削前角。

第四，對后角選擇要求不十分嚴格，但不易過小，后角過小容易和工件表面產生嚴重摩擦，使加工表面粗糙度惡化，加速刀具磨損，刀具后角不易過大，后角過大，使刀具的契角減小，降低了切削刃的強度，加速了刀具的磨損。從長，后角a0取5°-8°較合適.最大不超過10°。

第五，在正常情況下選擇正刃傾角λs絕對值增大時，參加切削的主要切削刃長度增加，摩擦加劇。

第六，為減小徑向切削力選擇較小的刀刃，圓弧半徑Ys=0.3mm。倒棱的寬度也應選的較小br=0.5mm。刀頭材料選擇YT15，工件材料為60Si2Mn他屬于彈簧鋼，在加工整體工件時，無論是低俗切削還是高速切削，為了減小工件的溫升而引起熱變形，必須加入切削液充分冷卻。使用冷卻液還可以防止跟刀架支撐爪拉上工件，從而提高刀具的使用壽命和工件的加工質量。

三、切削用量

切削用量不僅是在機床調整前必須確定的重要參數，而且其參數合理與否對加工質量，加工效率有著非常重要的影響。所謂“合理的” 切削用量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能，在保證質量的前提下，要想獲得高的生產率和低的加工成本必須考慮到它的切削量。

第一，在制訂切削用量時要考慮到什么樣的三要素才是最佳組合，此時才能獲得高的生產率。因此，從保證合理的刀具壽命出發，在確定切削用量時，粗加工首先應采用晶亮可能打得背吃刀量；然后再選用打得進給量；最后確定切削速度。

第二，加工表面粗糙度。在精加工時，增大進給量將增大加工表面粗糙值因此，他是精加工時抑制生產率提高的主要因素。刀具材料的選擇原則；切削用量與道具材料有密切關系。在制訂切削量時，應首先選擇合理的刀具材料，而合理的刀具材料則應根據工件材料而確定。

第三，切削用量制定的步驟，吃刀量的選擇，進給量的選擇，切削速度的確定。

四、結束語

通過以上的措施，使的加工的細長錐桿效果良好，表面粗糙度達到Ra3.2以上，錐度誤差在工件全長中僅0.04mm，橢圓度為0.05mm，彎曲度僅為0.1mm。且工效大大提高.對圖一所示錐形脹桿工件的加工已完全達到正常狀態。生產效率也大大提高，工件質量完全達到圖樣要求。