正反刀車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸

潘海

【摘 要】細(xì)長(zhǎng)軸是長(zhǎng)度與直徑比（L/D）大于25時(shí)的軸，此類(lèi)零件雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但由于本身的形狀特點(diǎn)致使加工難度較大，一直被認(rèn)為是機(jī)械加工的難點(diǎn)。細(xì)長(zhǎng)軸難度加工大的原因有細(xì)長(zhǎng)軸剛性差、加工過(guò)程中容易受到切削力、夾緊力、重力和慣性力等外力作用而產(chǎn)生橫向彎曲變形，破壞刀具和零件間的正確位置關(guān)系，使零件的加工精度降低，細(xì)長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度越大，一次走刀的時(shí)間越長(zhǎng)，刀具磨也越大，從而影響零件的幾何形狀精度。文中詳細(xì)介紹了正反刀車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸的方法，加工原理及注意事項(xiàng)，從刀具的材料，幾何角度，冷卻及切削力等方面進(jìn)行了必要的分析。

【關(guān)鍵詞】細(xì)長(zhǎng)軸 正反刀車(chē)削刀桿 一次車(chē)削加工 平衡切削力

1前言

在科技高速發(fā)展的今天，對(duì)零件的加工精度要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的加工方法很難滿足加工精度和生產(chǎn)效率的要求，加工細(xì)長(zhǎng)軸的方法有很多，能找到一種合適自身零件加工的還需要我們不斷努力改進(jìn)和創(chuàng)新。為了解決細(xì)長(zhǎng)軸長(zhǎng)徑比大、剛性差受切削力易變形，嚴(yán)重影響加工質(zhì)量和加工效率，采用正反刀車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸經(jīng)實(shí)踐得出結(jié)論該方法有效的提高了零件的加工精度和車(chē)削工作效率。

2典型零件分析

如加工一80毫米長(zhǎng)3毫米粗的細(xì)長(zhǎng)桿，并且端面無(wú)中心孔，在沒(méi)有中心孔的前提下采用單刀車(chē)削幾乎是不可能的，為增加工件的車(chē)削剛性，只能采取制中心孔一夾一頂?shù)姆椒庸ぃ摲椒ㄍ瑯哟嬖谥蛔恪?/p>

（1）制中心孔增加了工件伸出卡盤(pán)的長(zhǎng)度。

（2）切削時(shí)頂尖的頂緊力控制較難，頂緊力大會(huì)使工件彎曲，頂緊力小會(huì)使工件松動(dòng)，影響零件車(chē)削穩(wěn)定性。

（3）零件需經(jīng)多次走刀車(chē)削才能達(dá)到尺寸要求，車(chē)削極易產(chǎn)生讓刀的現(xiàn)象。

3改進(jìn)的目的

（1）原有的加工方法采用一夾一頂，多走刀、小切深來(lái)加工工件，在精車(chē)時(shí)振動(dòng)較大出現(xiàn)了讓刀現(xiàn)象。

（2）由于直徑較細(xì)，無(wú)法使用中心架跟刀架等輔助支承來(lái)增加工件剛性。

（3）由于多次走刀，工件加工效率和加工質(zhì)量不高。

4正反車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸刀桿的應(yīng)用

圖一為車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸刀桿所使用的刀桿。

圖一

4.1刀桿的優(yōu)點(diǎn)

①將原有的單刀車(chē)削改為正反雙刀車(chē)削，刀具一前一后、一正一反兩刀尖的距離即為車(chē)出直徑的大小，由于采用兩把車(chē)刀正反同時(shí)切削平衡了切削力，使切削平穩(wěn)可靠，能減小工件的彎曲變形且圓柱度誤差較小。

②零件加工不需要制中心孔，伸出長(zhǎng)度不額外增加。

③變多次走刀為一次走刀車(chē)削，保證零件尺寸，減少了走刀次數(shù)降低了刀具磨損速度，提高了加工效率。

④刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，有足夠的強(qiáng)度和剛度，便于長(zhǎng)期使用。

4.2注意事項(xiàng)

①刀具材料的選擇。由于工件的直徑較小，一般采用較低的切削速度來(lái)加工細(xì)長(zhǎng)軸，可選用W18CR4V車(chē)刀，該刀具在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用，性能穩(wěn)定、制造簡(jiǎn)單、刃磨方便，容易刃磨鋒利的刃口，較適合細(xì)長(zhǎng)軸的低速車(chē)削。

②刀具幾何角度的選擇。主要減小切削力和減小振動(dòng)方面考慮，主偏角75°～93°刀尖圓弧半徑<0.3mm可刃磨出雙重后角，選擇較大的前角20°～30°并在前刀面刃磨出R1mm～R3mm的斷臂槽，選用正的刃傾角3°～10°還應(yīng)注意提高各刀的刃磨質(zhì)量，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.8mm保持主切削刃鋒利，必要時(shí)可采用研磨的方法。

該刀具主偏角較大，可減小徑向切削力，減小工件的彎曲變形和振動(dòng)，前角較大能減小工件的軸向切削力，較小的刀尖圓弧半徑和雙垂后角，較小了工件和刀具的摩擦，降低了切削力，選用正的刃傾角配合斷屑槽能較穩(wěn)定的控制排屑的方向，保證加工表面的粗糙度。

③切削用量的選擇。加工細(xì)長(zhǎng)軸的切削用量應(yīng)根據(jù)工件的材料長(zhǎng)徑比和加工性質(zhì)確定，具體方法以多走刀、小切深的方法解決工件剛性不足的問(wèn)題和減小振動(dòng)的產(chǎn)生，而采用正反刀車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)一次走刀就能達(dá)到原有方法多次走刀所車(chē)削的深度。

④切削液的選擇。在車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)冷卻潤(rùn)滑是一個(gè)較為重要的問(wèn)題，采用正反刀車(chē)削時(shí)由于切深較大，切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的切削熱，如不能及時(shí)傳導(dǎo)出去將使工件產(chǎn)生嚴(yán)重的變形，所以必須選用以冷卻為主的乳化液，這類(lèi)切削液的比熱大、粘度小、流動(dòng)性好，可吸收大量的熱，冷卻刀具和工件，延長(zhǎng)刀具的壽命，同時(shí)減小工件熱變形。

⑤刀具的裝夾。車(chē)刀的裝夾高度，刀尖必須對(duì)正中心，過(guò)高吃刀到一定深度時(shí)車(chē)刀的后刀面頂住工件，增加摩擦力，甚至把工件頂彎，過(guò)低則切屑不易排出。裝刀時(shí)應(yīng)保證兩把刀的切削刃在零件的軸線方向處于同一平面，才能保證兩把車(chē)刀同時(shí)切削。

⑥機(jī)床的調(diào)整。調(diào)整機(jī)床主軸和各導(dǎo)軌間隙，主軸的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗震性等對(duì)工件的加工精度和表面粗糙度有直接影響，各導(dǎo)軌用于控制切削深度、導(dǎo)軌間隙會(huì)影響刀具橫兩方向的進(jìn)給精度，從而影響工件的加工精度和表面粗糙度，調(diào)整后能有效的減小工件在加工時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。

5結(jié)語(yǔ)

采用正反刀車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸刀桿車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸，經(jīng)實(shí)踐生產(chǎn)在保證零件生產(chǎn)質(zhì)量的前提下有效的提高了零件的加工效率，延長(zhǎng)了刀具的使用效率，所使用的刀具為普通高速鋼車(chē)刀，價(jià)格不高、成本較低被廣泛應(yīng)用，刀桿的制造簡(jiǎn)單、使用方便，該加工方法在加工類(lèi)似工件時(shí)有一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]《職業(yè)技能培訓(xùn)鑒定教材》.（車(chē)工高級(jí)）勞動(dòng)和社會(huì)保障部教材辦公室組織編寫(xiě).