臥式數控車(chē)床加工細長(cháng)軸零件

　　臥式數控車(chē)床加工細長(cháng)軸零件

　　摘? 要 細長(cháng)軸的特點(diǎn)是剛性差，車(chē)削過(guò)程中容易產(chǎn)生彎曲和震動(dòng)。普及型數控車(chē)床以其自動(dòng)化程度高，性能穩定等特點(diǎn)，使其成為目前廣泛使用加工設備;但因其采用的尾臺為液壓控制，在頂緊力方面控制較難，易使工件本身變形彎曲。所以在尾臺結構工藝性方面相對普通車(chē)床手動(dòng)方式的尾臺對工件的影響較大。

　　本文就我們的數控車(chē)床在用戶(hù)實(shí)際使用過(guò)程中細長(cháng)軸加工解決震刀既保證用戶(hù)精度要求方面的車(chē)削工藝進(jìn)行探討。

　　關(guān)鍵詞 細長(cháng)軸;工件;數控車(chē)床;刀具選擇

　　普及型數控車(chē)床作為當前較為廣泛使用的加工設備，其具有加工性能穩定、精度高、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，其在加工過(guò)程中完全由數控系統程序控制，大大降低了勞動(dòng)強度且具有零件加工的一致性好、穩定性高等特點(diǎn)。由于具備此特點(diǎn)，所以當前倍受廣大的客戶(hù)所青睞，其最終也必將取代普通車(chē)床和經(jīng)濟型數控車(chē)床。

　　但是細長(cháng)軸、薄壁套一直是機械加工中的難題，其加工的工藝性之差多年來(lái)始終困擾著(zhù)機加行業(yè)，有些長(cháng)徑比達到1:30。此類(lèi)軸剛性極差，在加工過(guò)程中容易產(chǎn)生震動(dòng)和彎曲，車(chē)削時(shí)經(jīng)常出現翹曲、錐度過(guò)大、凸肚、螺紋節等現象，使工件不能獲得預期的精度和表面粗糙度而報廢。在國內一般都采用普通車(chē)床配置跟刀架、白鋼手磨大前角車(chē)刀及低速加工完成，但是效率較低而且加工質(zhì)量不穩定。

　　此次客戶(hù)購買(mǎi)我廠(chǎng)的HTC3297機床加工此類(lèi)零件，但是沒(méi)有數控及細長(cháng)軸加工經(jīng)驗由我廠(chǎng)組織進(jìn)行攻關(guān)調試零件加工�，F場(chǎng)為了解決加工過(guò)程中震刀及保證共建精度問(wèn)題，我們主要從切削力、刀具并根據刀具的特點(diǎn)選擇相應的切削方法等方面入手，調研了國內其他企業(yè)的加工情況但是不容樂(lè )觀(guān)。

　　1 頂緊力考慮

　　我們首先從頂緊力入手，防止工件因頂緊力過(guò)大造成的工件靜態(tài)彎曲，多數普及型臥式數控車(chē)床配置的液壓尾座均有套筒鎖緊功能，在加工細長(cháng)軸時(shí)因為頂尖頂緊工件后，頂尖外錐面與工件中心孔內錐面接觸較好，套筒鎖緊會(huì )造成尾座套筒在鎖緊機構的作用下停止了軸向微量位移。

　　在車(chē)削過(guò)程中由于切削力和受熱膨脹而引起的工件變形造成尾座芯不能相應退回而得不到補償，進(jìn)而會(huì )引起工件的頂尖孔與頂尖面接觸不良導致嚴重的加工振動(dòng);經(jīng)過(guò)多次試驗我們決定取消應在加工過(guò)程中取消套筒鎖緊功能，經(jīng)調試我們把壓力控制在0.5bar，轉速1800r/min比較穩定。

　　但是使用普通涂層刀具、手磨刀具進(jìn)行試驗，在離尾座100mm左右發(fā)生抖動(dòng)，而無(wú)法繼續加工完成零件。

　　2 刀具的改進(jìn)

　　在傳統的普通車(chē)床上加工細長(cháng)軸時(shí)，一般都采用跟刀架及手磨刃白鋼刀，但是跟刀是手動(dòng)結構，在車(chē)削一段長(cháng)度后工人讓調整跟刀架車(chē)削外圓，而且普通車(chē)床的轉速較低，以致造成了車(chē)削的效率低下無(wú)法滿(mǎn)足大批量的加工;但是數控車(chē)配置普通涂層刀片使用刀尖切削此類(lèi)工件，在高速狀態(tài)下加工，工件發(fā)生抖動(dòng)無(wú)法進(jìn)刀加工工件，尤其長(cháng)徑比大于1：15以上的軸類(lèi)零件。

　　而這次刀具的改進(jìn)，為了保存跟刀架及手磨刀片的優(yōu)勢，我們把刀尖的中心高墊高2mm，使用刀片的切削刃加工，靠刀具的后刀面壓住工件，防止工件在受力和高速狀態(tài)下抖動(dòng)，以達到跟刀架的效果。其次，我們把刀具的前角按常用的手磨刀片處理，前角達到15°，切削刃不再涂層以增加刀片的切割性能，使切削零件受力在滿(mǎn)足性能情況下減到最小。

　　簡(jiǎn)單改裝后結構圖如下：

　　3實(shí)驗

　　要求及準備：

　　1)數控機床：HTC3297;

　　2)工件裝夾方式：標準三爪自定心卡盤(pán)、液壓尾座;

　　3)工件尺寸：?25*600;

　　4)長(cháng)徑比：1:24;

　　5)工件加工后中間允許跳動(dòng)：0.05mm;

　　6)粗糙度：Ra3.2;

　　7)加工節拍：140秒/件(含輔助時(shí)間);

　　8)工件材質(zhì)：45#;調質(zhì)回火硬度HB280;

　　9)毛坯準備：打兩端中心孔并套車(chē)卡持端30mm。

　　4工藝參數

　　1) 工件加工分粗、精二次;粗加工主軸轉數1800rpm;進(jìn)給量0.4mm/r;精加工主軸轉數1700rpm;進(jìn)給量0.2mm/r;

　　2)液壓尾座壓力：0.5bar。

　　5 實(shí)際加工結果

　　1)加工節拍：120秒/件;

　　2)粗糙度：Ra3.2;且無(wú)震紋;

　　3)工件加工后中間允許跳動(dòng)：0.03mm。

　　6結論

　　經(jīng)過(guò)我廠(chǎng)的攻關(guān)，在機床的頂緊力及刀具上做一些改進(jìn)后滿(mǎn)足了用戶(hù)對零件的要求;并通過(guò)此次在客戶(hù)的實(shí)際加工情況證明臥式數控車(chē)床加工細長(cháng)軸類(lèi)零件已不是難題，且取得了非常好的效果;充分發(fā)揮出了數控機床的高精度、高可靠性、高效率及一致性的特點(diǎn)，并為今后同類(lèi)零件的加工提供了依據和基礎。

　　參考文獻

　　[1]楊瑾澤.關(guān)于數控機床零部件加工的技術(shù)探討[J].科技資訊，2008.

　　[2]鄒德恒.高速切削過(guò)程切削條件優(yōu)化研究最新動(dòng)態(tài)[J].機械設計與研究，2011(3)：61-67.

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