高精度细长轴的车削方法

技术推广
高精度细长轴的车削方法
侯学民
(商丘工学院机械工程学院，河南商丘476000)
摘要:本文阐述了车床的调整、夹具的调整、改进刀具角度、采用有效的加工方法等4个方面进行的技术调整，以期解决一些相关问题。

关键词:细长轴;车床;车刀;跟刀架
车削高精度细长轴主要采用以下几方面的措施：
1车床的调整
1.1调整车床尾座中心线与车床床身导轨的平行度
用一根接近工件长度的样棒，一端塞人车床主轴锥孔, 另一端用尾座顶尖支顶。

把百分表放在中拖板上，使触头与 样棒上面接触，用手均匀移动大拖板，观察百練表针的摆动情况，记录摆针的2个极限位值数值。

2个极限位值数值 之差，即百分表的读数差，也是车床尾座中心线与车床床身 导轨的平行度误差。

若出现雛，可用厚度与读数差相同的 薄铜皮窄条,垫入车床尾座与床身导轨面间进行调整。

1.2调整车床小、中、大拖板塞铁与拖板导轨面之间的间隙
重点调整中拖板塞铁与拖板导轨面之间的间隙。

调整 方法:分别旋紧或旋松中拖板两端的调节螺钉，使塞铁与导 轨面之间的间隙适中(用0.04 mm的塞尺，塞入缝隙中，深 度约为20mm)。

用手转动中拖板手柄,感觉轻松自如，无 阻滞感。

但又不会出现“扎刀”现象即可。

这样既能精确控 制中拖板刻度，又使车削过程平稳，操作方便。

2 改用3只卡爪的跟刀架
普通车床上的跟刀架一般使用的是2只卡爪，为了增加 工件的装夹刚性，防止车削加工中振动，用3只卡爪的顧架。

并増大支承爪的支撑面积(増大支承爪宽度，一般为工 件直径的1〜1.5倍，修整支承爪圆弧半径,与工件半径吻 合)。

如果将跟刀架改制成相互垂直分布的3只卡爪，另一 面由车刀抵住，这样工件外圆被夹持在刀具和3个支承爪之 间，上、下、左、右的移动均受到限制，只能绕轴线旋转。

这样 就有效地减少了切削振动，减少了工件变形。

为了增加支承 爪的耐磨性，也可选用HT200的灰铸铁做支承爪材料。

该 材料硬度低且耐磨,不易损伤已加工表面，从而提高了表面 质量。

国外已有很多车床把三爪跟刀架作为标准附件。

3 改进刀具角度
车削细长轴时，由于本身刚隨、易振动’车刀几何角颇工件产生的振动非常敏感。

如果车刀的几何角度选择不当，也 就得不到良好效果。

«时主要考虑以下几点:（1)为了减少 径向分力，减少弯曲变形，车刀主偏角选取k r=80。

〜
(2沩了减少_』力，应该角，取r=20。

〜25。

(3)选择负值刃倾角,®a s=_(3。

〜10° ),使切屑流向待
湖北农机化加工表面。

另一方面，车刀也容易切人工件，并可以减少切削 力。

（4)车刀前刀面应鑛有R<3 mm的断屑槽，使切屑卷 曲折断。

(5)刀刃粗糖度要达到Ra0.4叩,并且要保持锋利。

(6 沩向侧力，嫌/K R<〇.3mm)。

(7 _大切削刃的赚，在车刀主切削刃出负雛
倒棱宽度b=(0.15〜0.2)mm,倒棱前角r°=-(15°〜20 〇 )。

（8)选用Y T15硬质合金刀片，当工件材料较硬或精度 要求较高时，也可选用YT30願合金刀片。

其切削用量一般选用 S粗=0.4 〜0.7 mm/r,S精=0.2 〜0.4mm/r, v=80m/min,工件表面粗糖度可达Ra0.4 nm,并对防止产 生“多娜”有显著的作用。

4 采用有效的加工方法
4.1改用反向走刀法
常用的走刀方法是从车床尾部向车床头部方向走刀。

反向走刀是从车床头部向车床尾部方向走刀，车床主轴转 动方向不改变。

改用反向走刀法，对加工质量和生产效率 都有显著提高。

例如:加工圆钢直径为®18〜®38mm,长 度为1 000〜1 600m m的长轴，采用传统的加工方法需 要30个工时左右，改用反向走刀,只需要8个工时左右。

表面粗糖度能提高到Ra0.4 jirn以上。

4.2调整车刀的装夹高度
车刀装夹时，要略高于车床主轴中心1 mm左右，使修 光刃平行于工件轴心线，这样修光刃后刀面就压向工件表 面，用以抵消跟刀架上支承爪产生的作用力(修光刃后刀面 相当于第4个支承爪)。

4.3使用切削液
车削细长轴时，不论是低速车削还是高速车削,最好使 用冷却性能较好的乳化液进行充分冷却。

如果使用油性乳 化液,必须加90%的水进行稀释后才能使用。

也可用废弃 的工业用油、经过滤后58%柴油与42%的机油混合的獅润滑液，它对半精加工和精加工都有餅的冷却润滑郷。

但是粗加工时，冷却效果不如乳化液。

通过以上所述4个方面的技术调整，使加工细长轴的质 量与生产效率大大提高。

加工表面粗糖度在Ra0.4啤以上。

锥度误差全长不超过0.04 mm,椭圆度小于0.01 mm，弯曲度最大处0.25 mm,生产率比一般方法提高10倍左右。

参考文献：
[1 ]高琪，张飞，高鸣.金工实训核心能力训练项目集[M].
北京:机械工业出版社，2012.
(收稿日期=2018-12-26) 2019年第3期
85°。