車削加工(上)

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2143

1 高速車削細(xì)長軸時(shí)應(yīng)注意的問題 
    “車工怕車桿”。這句話反映出車削細(xì)長桿的難度。由于細(xì)長軸的特點(diǎn)和技術(shù)要求,在高速車削時(shí),易產(chǎn)生振動(dòng)、多棱、竹節(jié)、圓柱度差和彎曲等缺陷。要想順利地把它車好,必須全面注意工藝中的問題。 
    (1)機(jī)床調(diào)整。車床主軸與尾座兩中心線的連線與車床大導(dǎo)軌上下左右必須平行,允差應(yīng)小于0.02mm。 
    (2)工件安裝。在安裝時(shí),盡量不要產(chǎn)生過定位,用卡盤裝夾一端時(shí),不要超過10mm。 
    (3)刀具。采用Κr=75°~90°偏刀,注意副后角α′0≤4°~6°,千萬不宜大。刀具安裝時(shí),應(yīng)略高于中心。
    (4)跟刀架、在安裝好后必須進(jìn)行修整,修整的方法,可采用研、鉸、鏜等方法,使跟刀架爪與工件接觸的弧面R≥工件半徑,千萬不可小于工件半徑,以防止多棱產(chǎn)生。在跟刀架爪調(diào)整時(shí),使爪與工件接觸即可,不要用力,以防竹節(jié)產(chǎn)生。 
    (5)輔助支承。工件的長徑比大于40時(shí),應(yīng)在車削的過程中,增設(shè)輔助支承,以防止工件振動(dòng)或因離心力的作用,將工件甩彎。切削過程中注意頂尖的調(diào)整,以剛頂上工件為宜,不宜緊,并隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,防止工件熱脹變形彎曲。 
2 反走刀車削細(xì)長桿時(shí)應(yīng)注意的問題
    車削細(xì)長桿的方法很多,一般是利用跟刀架進(jìn)行正走刀或反走刀車削。但反走刀車削與正走刀車削相比,有許多優(yōu)點(diǎn),大多被采用。
    在車削中容易出現(xiàn)兩種問題,一種是多棱形,這主要是刀具后角大,跟刀架爪部的R與工件所車出的直徑不符所致;另一種就是竹節(jié)問題,它是由在架子口跟好跟刀架后,在對(duì)刀、走刀到切削表面時(shí),由切削深度由極小到突然增大,使切削力變化,工件產(chǎn)生向外讓刀,直徑突然變大,當(dāng)跟刀架走上大直徑時(shí),車出的直徑又變小了,如此循環(huán),使加工出的工件為竹節(jié)形。
    為了防止竹節(jié)形的產(chǎn)生,當(dāng)車好B段架子口(圖3-1)時(shí),仔細(xì)跟好跟刀架,對(duì)刀后反走刀,當(dāng)?shù)都饪斓紸點(diǎn)時(shí),利用中拖板手柄,再吃深(0.04~0.08)mm,但要根據(jù)切削深度大小靈活掌握。



3 滾壓調(diào)直法
    在機(jī)械加工中,常采用滾壓加工來提高工件表面硬度、抗疲勞強(qiáng)度和耐磨性,降低工件表面粗糙度,延長工件的使用壽命。同時(shí),也可利用在滾壓的過程中,金屬在外力作用下塑性變形,使內(nèi)應(yīng)力改變來調(diào)直剛性較好的軸類和桿類工件。
    在對(duì)工件進(jìn)行滾壓的過程中,被滾壓工件在外力的作用下因表面層硬度不均而產(chǎn)生彎曲。彎曲的旋轉(zhuǎn)中心高處,承受的滾壓力大,而產(chǎn)生的塑性變形也大,這樣使工件的彎曲程度更加增大。特別是在采用剛性滾壓工具時(shí),此現(xiàn)象更為突出。
    滾壓調(diào)直的方法是在對(duì)工件第一次滾壓后,檢查工件的徑向跳動(dòng),凹處做上記號(hào),用四爪卡盤把工件的凹處,調(diào)整到機(jī)床回轉(zhuǎn)中心的高處來,與工件彎曲的大小成正比,再進(jìn)行第二次滾壓,然后用百分表和調(diào)整四爪卡盤的卡爪,把工件校正。再用百分表檢查彎曲的情況,如還彎曲,再用上述的方法,調(diào)整工件,進(jìn)行第三次滾壓,直至達(dá)到工件要求的直度為止。第二次以后所走刀的長度,應(yīng)根據(jù)具體情況,不必走完全程,而且要采用反走刀。
    采用滾壓調(diào)直,一般在對(duì)工件進(jìn)行滾壓的過程中完成,不僅不會(huì)損傷工件的表面,而且使工件外表面受到比較均勻的滾壓,不會(huì)產(chǎn)生死彎,也易于操作。
4 絲杠擠壓調(diào)直法
    對(duì)于直徑較大長度也較長,又存在幾個(gè)彎的絲杠,采用擠壓調(diào)直,效果很好。
    (1)工作原理。采用調(diào)直工具,在外力的作用下,擠壓絲杠牙底表面,使其表面產(chǎn)生塑性變形,向軸向延伸,改變絲杠內(nèi)部應(yīng)力狀況,而使其變直。
    (2)調(diào)直方法。先在車床上或平臺(tái)上,測出絲杠彎曲的位置和方向,然后把彎曲的凹處向上,凸面向下與金屬墊板接觸,如圖3-2(a)所示。在凹處(200~300)mm范圍內(nèi),用圖3-2(b)所示的專用扁鏟和用手錘打擊絲杠牙底,使絲杠小徑的金屬變形,而達(dá)到調(diào)直的目的。在整個(gè)調(diào)直的過程中,檢測彎曲情況,打擊扁鏟擠壓交錯(cuò)進(jìn)行,直到把絲杠調(diào)直。此種方法,簡而易行,不僅適用于大小絲杠,而且也適用于軸類毛坯的調(diào)直,調(diào)直后也不易復(fù)原。
    (3)應(yīng)注意的問題。調(diào)直用的專用扁鏟尺寸R,應(yīng)大于絲杠牙底直徑的一半,b小于牙底寬,α小于牙形角;與工件接觸的R截面,應(yīng)磨出圓。徽{(diào)直完后,應(yīng)用銼刀將被擠壓的牙底處修平。



5 橡膠螺紋的加工
    由于橡膠的硬度很低,彈性模量只有2.35N,相當(dāng)于碳鋼的1/85000,在外力的作用下,極易變形,切削時(shí)很困難。特別是切削加工一些異形螺紋,更為困難。
    為了解決橡膠螺紋的加工,在車床上安裝一個(gè)可以任意調(diào)整螺旋角的磨頭,或在螺紋精度要求不高的情況下,也可用風(fēng)動(dòng)磨頭代替。砂輪采用直徑Φ60mm~Φ80mm,粒度為60#~100#的白剛玉砂輪。砂輪安裝后,采用金剛石筆將砂輪形狀修整好,砂輪的形狀是螺紋的法向截面形狀。
    螺紋導(dǎo)程小,車床銘牌有,可以直接扳動(dòng)車床手柄獲得。當(dāng)車床銘牌上沒有,必須計(jì)算出所需的掛輪。一般可查手冊(cè),也可用計(jì)算的方法,求出并制造所需的掛輪。
    一般螺紋導(dǎo)程大于300mm時(shí),必須降低主軸轉(zhuǎn)速,以免因主軸轉(zhuǎn)速高而影響螺紋磨削質(zhì)量,同時(shí)也使操作緊張或損壞進(jìn)刀箱的零件。減速的方法有:改變主、被動(dòng)皮帶輪直徑;在車床外增加減速箱。
    分頭的方法,和車多頭螺紋的方法一樣。
    在車床上采用磨削橡膠螺紋,是一種高效率、高質(zhì)量的加工工藝,先后采用磨削的方法,加工導(dǎo)程為(1.5~1280)mm的單頭和多頭橡膠螺紋,其質(zhì)量均符合要求。
6 臺(tái)階深孔車削的方法
    在車床上車削長徑比大于4的孔,由于刀桿的剛性差,切削時(shí)振動(dòng),影響切削效率和加工表面的質(zhì)量,給車削帶來了困難。特別是孔徑較大而孔很深,并帶有臺(tái)階的情況下,由于刀桿、機(jī)床剛性的影響,加工更為困難。為了提高工件加工質(zhì)量與效率,設(shè)計(jì)制造了如圖3-4所示的工裝,車削臺(tái)階深孔,效果很好。



    先在車床上用卡盤和中心架安裝好工件,用內(nèi)孔刀加工工件兩端的短孔,并各配一個(gè)套和專用刀桿。在車削中間長孔時(shí),先將左端的支承套裝人工件孔內(nèi),再將工件安裝在車床上,把刀頭伸出長度在刀桿上調(diào)整好,連同左端的支承套一起裝入工件內(nèi)孔,用刀墊調(diào)整好刀桿高低,將刀桿固定在車床方刀臺(tái)上,使刀桿在套中能自如的滑動(dòng),便可使工件旋轉(zhuǎn),開始走刀切削,直到工件縱向深度為止。當(dāng)工件車完后,再反向移動(dòng)大拖板,連同右端的支承套和刀桿一起從工件中退出,即可卸下工件。加工第二件時(shí),先安裝好左端的支承套,裝夾好工件,再將刀桿伸入到工件左端支承套內(nèi),裝好右端支承套,即可開始第二個(gè)工件的車削。
刀頭伸出刀桿的長度h,按下式計(jì)算:



    工裝的特點(diǎn):兩端用支承套支承刀桿,大大增加了刀桿的剛性,使切削無振動(dòng),保證了已加工表面的粗糙度;兩端用支承套支承刀桿車削,保證了孔間的位置精度;操作簡便,效率比傳統(tǒng)的擴(kuò)孔法提高5倍以上。
7  車削大型空心工件時(shí)調(diào)整中心架的方法
    在車削長度、直徑比較大的空心工件的內(nèi)孔、端面時(shí),需使用中心架。如果中心架調(diào)整得不好,工件的軸心線和機(jī)床的主軸心線不重合時(shí),加工中就會(huì)產(chǎn)生端面洼心和鼓肚及孔的錐度誤差。嚴(yán)重時(shí),工件從卡盤中脫出,造成事故。
    安裝這類工件時(shí),工件一端采用三爪卡盤或四爪卡盤,另一端放在中心架上。然后在工件的孔中塞緊一塊木板或在工件端面用黃油貼上一張紙,將尾座頂尖的尖部靠在木板或紙面上,選用較低的主軸轉(zhuǎn)速,使工件轉(zhuǎn)一兩周,這時(shí)木板或紙面上被頂尖劃出一個(gè)圓圈,再調(diào)整中心架三個(gè)托,使圓圈的中心對(duì)正頂尖的尖部,這樣基本上就使工件的中心線與機(jī)床主軸的軸心線基本重合。在半精加工后,如測量出端面平面度和孔圓柱度超差,再對(duì)中心架的三個(gè)托進(jìn)行微量調(diào)整,予以消除。
8  巧取折斷在中心孔內(nèi)的中心鉆尖
    在鉆中心孔時(shí),由于車床尾座的中心與工件旋轉(zhuǎn)中心不一致,或用力過大、工件材料塑性高和切屑堵塞等原因,常造成中心鉆折斷在中心孔內(nèi),不易取出。
    如采用擴(kuò)大中心孔的方法來取,那么中心孔就會(huì)改變?cè)瓉淼某叽,達(dá)不到質(zhì)量要求。這時(shí),只要用一段磨尖的鋼絲,把尖部插入中心孔內(nèi)鉆尖的容屑槽內(nèi),撥動(dòng)幾下,鉆尖一活動(dòng),就用磁鐵或磁力表座一吸,折斷在中心孔內(nèi)的中心鉆尖就取出來了。
9 車削細(xì)長軸時(shí)的缺陷消除方法
    (1)鼓肚形。即車削以后,工件兩頭直徑小,中間直徑大。這種缺陷產(chǎn)生的原因,是由于細(xì)長軸剛性差,跟刀架的支承爪與工件表面接觸不實(shí),磨損產(chǎn)生了間隙,當(dāng)車削到中間部分時(shí),由于徑向力的作用,車刀將工件的旋轉(zhuǎn)中心壓向主軸旋轉(zhuǎn)中心的右側(cè),使切削深度減小,而工件兩端的剛性較好,切削深度基本上無變化。由于中部產(chǎn)生“讓刀”而使細(xì)長軸成鼓肚形。
    消除的方法。在跟跟刀架爪時(shí),一定要仔細(xì),使爪面與工件表面接觸實(shí),不得有間隙。車刀的主偏角應(yīng)選為75°~90°,以減小徑向力。跟刀架爪,應(yīng)選耐磨性較好的鑄鐵。
    (2)竹節(jié)形。形狀如竹節(jié)狀,其節(jié)距大約等于跟刀架支承爪與車刀刀尖間的距離,并且是循環(huán)出現(xiàn)。這種缺陷產(chǎn)生的原因,由于車床大拖板和中拖板的間隙過大,毛坯料彎曲旋轉(zhuǎn)時(shí)引起離心力和在跟刀架支承基準(zhǔn)接刀處,產(chǎn)生接刀時(shí)的“讓刀”,使車出的一段直徑略大于基準(zhǔn)一段,繼續(xù)走刀車削,跟刀架支承爪接觸到工件直徑大的一段,使工件的旋轉(zhuǎn)中心壓向車刀一邊,車削出的工件直徑減小。這樣,跟刀架先后循環(huán)支承在工件不同直徑,使工件離開和靠近車刀,而形成有規(guī)律的竹節(jié)形。還有在走刀中跟跟刀架爪,用力過大,使工件的旋轉(zhuǎn)中心壓向車刀這邊,造成車出的直徑變小,繼續(xù)走刀,如此循環(huán),也形成竹節(jié)。
    消除的方法。調(diào)整機(jī)床各部間隙,增強(qiáng)機(jī)床剛性。在跟刀架爪時(shí),做到爪面既要與工件接觸實(shí),又不要用力大。在接刀處多切深(0.05~0.1)mm,以消除走刀時(shí)的“讓刀”現(xiàn)象,切深的大小,要掌握機(jī)床的規(guī)律,靈活掌握。
10 反轉(zhuǎn)滾花
    傳統(tǒng)的正轉(zhuǎn)滾花,在滾壓的過程中切屑易進(jìn)人工件和滾花之間,造成工件受力過大產(chǎn)生花紋亂扣及重影等。如果將主軸反轉(zhuǎn),就可以有效地防止上述弊病,滾壓出紋路清楚的花紋來。
11 鉆小中心孔時(shí)防止中心鉆折斷的方法
    在車床上鉆直徑小于1.5mm的中心孔時(shí),中心鉆極易折斷。除鉆時(shí)小心和勤排屑外,就是鉆孔時(shí),不要鎖緊尾座,讓尾座的自重與機(jī)床導(dǎo)軌的摩擦力來進(jìn)行鉆孔。當(dāng)鉆削的阻力過大時(shí),尾座會(huì)自行后退,而保護(hù)了中心鉆。
12 車小偏心工件的套
    用圖3-17所示的套來裝夾工件車偏心,其裝夾效率比用四爪卡盤高6~8倍。



    已知偏心距e與工件外圓直徑Φ2,即可求出夾具套的內(nèi)徑Φ1,Φ1=2e+Φ2。加工夾具套內(nèi)徑Φ1時(shí),一定要注意內(nèi)孔精度,以免影響工件的偏心距尺寸精度。
13 旋軸的方法
    螺旋輸送機(jī)構(gòu),在輸送粒狀材料的工廠應(yīng)用較多。該機(jī)構(gòu)中的螺旋軸在制造時(shí),它的螺旋片是用鋼板焊接成的。這種螺旋板的齒形高、底徑小、外徑與軸頸必須同軸,如圖3-22所示。要達(dá)到這一要求,必須用車床車削螺旋軸的外徑。



    這種軸一般都長,在加工外徑時(shí),由于螺距大、齒深、齒薄、剛性差,又是斷續(xù)切削,齒部受切削沖擊而產(chǎn)生振動(dòng),使其不能正常切削,而且還損壞刀具。為了解決這一問題,不得不降低切削速度、減小切削深度和進(jìn)給量,這樣使工效大幅度地降低。
    為了提高工效和質(zhì)量,就采取簡單易行的車削螺紋的方法,按螺旋軸的螺距掛好掛輪,利用大絲杠帶動(dòng)大拖板走刀來車削。當(dāng)車完第一刀后,記住中拖板刻度,大拖板返回后,用小刀架往前移(0.5~0.7)mm,再開始走第二刀,這樣一直到把外圓車好。
    用此方法車削出的螺旋軸齒頂平整,基本上消除了斷續(xù)切削,加工效率比原來提高近10倍。

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