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[分享] 干了20年车床,总结出这20条车削经验

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发表于 2019-9-6 16:02:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
“三分车技七分工具”,想干好车床首先得保证武器“趁手”,刀夹具要耍的有模有样。再就是多干多练,外圆、内孔、长度、锥度、螺纹,还有复杂零件的车削练习,如:蜗杆,细长轴,薄壁套等,并学会使用中心架和跟刀架。根据老车工的总结,下面这20条经验可谓至关重要。

1 车削细长轴难题解决


“车工怕车杆”。这句话反映出车削细长杆的难度。由于细长轴的特点和技术要求,在高速车削时,易产生振动、多棱、竹节、圆柱度差和弯曲等缺陷。要想顺利地把它车好,必须全面注意工艺中的问题。

▲细长轴加工

1)机床调整
车床主轴与尾座两中心线的连线与车床大导轨上下左右必须平行,允差应小于0.02mm。
2)工件装夹
在安装时,尽量不要产生过定位,用卡盘装夹一端时,不要超过10mm。
3)刀具
采用Κr=75°~90°偏刀,注意副后角α′0≤4°~6°,千万不宜大。刀具安装时,应略高于中心。
4)跟刀架、在安装好后必须进行修整
修整的方法,可采用铰、镗等方法,使跟刀架爪与工件接触的弧面R≥工件半径,千万不可小于工件半径,以防止多棱产生。在跟刀架爪调整时,使爪与工件接触即可,不要用力,以防竹节产生。
5)辅助支承
工件的长径比大于40时,应在车削的过程中,增设辅助支承,以防止工件振动或因离心力的作用,将工件甩弯。切削过程中注意顶尖的调整,以刚顶上工件为宜,不宜紧,并随时进行调整,防止工件热胀变形弯曲。

2 台阶深孔车削的工装设计方法


在车床上车削长径比大于4的孔,由于刀杆的刚性差,切削时振动,影响切削效率和加工表面的质量,给车削带来了困难。特别是孔径较大而孔很深,并带有台阶的情况下,由于刀杆、机床刚性的影响,加工更为困难。


先在车床上用卡盘和中心架安装好工件,用内孔刀加工工件两端的短孔,并各配一个套和专用刀杆。在车削中间长孔时,先将左端的支承套装人工件孔内,再将工件安装在车床上,把刀头伸出长度在刀杆上调整好,连同左端的支承套一起装入工件内孔,用刀垫调整好刀杆高低,将刀杆固定在车床方刀台上,使刀杆在套中能自如的滑动,便可使工件旋转,开始走刀切削,直到工件纵向深度为止。
当工件车完后,再反向移动大拖板,连同右端的支承套和刀杆一起从工件中退出,即可卸下工件。加工第二件时,先安装好左端的支承套,装夹好工件,再将刀杆伸入到工件左端支承套内,装好右端支承套,即可开始第二个工件的车削。
工装的特点:两端用支承套支承刀杆,大大增加了刀杆的刚性,使切削无振动,保证了已加工表面的粗糙度;两端用支承套支承刀杆车削,保证了孔间的位置精度;操作简便,效率比传统的扩孔法提高5倍以上。

3 反走刀车削细长杆


车削细长杆的方法很多,一般是利用跟刀架进行正走刀或反走刀车削。但反走刀车削与正走刀车削相比,有许多优点,大多被采用。
在车削中容易出现两种问题,一种是多棱形,这主要是刀具后角大,跟刀架爪部的R与工件所车出的直径不符所致;另一种就是竹节问题,它是由在架子口跟好跟刀架后,在对刀、走刀到切削表面时,由切削深度由极小到突然增大,使切削力变化,工件产生向外让刀,直径突然变大,当跟刀架走上大直径时,车出的直径又变小了,如此循环,使加工出的工件为竹节形。
为了防止竹节形的产生,当车好架子口时,仔细跟好跟刀架,对刀后反走刀,利用中拖板手柄,再吃深(0.04~0.08)mm,但要根据切削深度大小灵活掌握。

4 滚压调直法提高工件硬度


在机械加工中,常采用滚压加工来提高工件表面硬度、抗疲劳强度和耐磨性,降低工件表面粗糙度,延长工件的使用寿命。同时,也可利用在滚压的过程中,金属在外力作用下塑性变形,使内应力改变来调直刚性较好的轴类和杆类工件。
在对工件进行滚压的过程中,被滚压工件在外力的作用下因表面层硬度不均而产生弯曲。弯曲的旋转中心高处,承受的滚压力大,而产生的塑性变形也大,这样使工件的弯曲程度更加增大。特别是在采用刚性滚压工具时,此现象更为突出。


滚压调直的方法是在对工件第一次滚压后,检查工件的径向跳动,凹处做上记号,用四爪卡盘把工件的凹处,调整到机床回转中心的高处来,与工件弯曲的大小成正比,再进行第二次滚压,然后用百分表和调整四爪卡盘的卡爪,把工件校正。再用百分表检查弯曲的情况,如还弯曲,再用上述的方法,调整工件,进行第三次滚压,直至达到工件要求的直度为止。第二次以后所走刀的长度,应根据具体情况,不必走完全程,而且要采用反走刀。
采用滚压调直,一般在对工件进行滚压的过程中完成,不仅不会损伤工件的表面,而且使工件外表面受到比较均匀的滚压,不会产生死弯,也易于操作。

5 丝杠挤压调直法


对于直径较大长度也较长,又存在几个弯的丝杠,采用挤压调直,效果很好。


1)工作原理
采用调直工具,在外力的作用下,挤压丝杠牙底表面,使其表面产生塑性变形,向轴向延伸,改变丝杠内部应力状况,而使其变直。
2)调直方法
先在车床上或平台上,测出丝杠弯曲的位置和方向,然后把弯曲的凹处向上,凸面向下与金属垫板接触,用扁铲和用手锤打击丝杠牙底,使丝杠小径的金属变形,而达到调直的目的。在整个调直的过程中,检测弯曲情况,打击扁铲挤压交错进行,直到把丝杠调直。此种方法,简而易行,不仅适用于大小丝杠,而且也适用于轴类毛坯的调直,调直后也不易复原。
3)应注意的问题
调直用的专用扁铲尺寸R,应大于丝杠牙底直径的一半,b小于牙底宽,α小于牙形角;与工件接触的R截面,应磨出圆弧;调直完后,应用锉刀将被挤压的牙底处修平。

6 橡胶螺纹的加工


由于橡胶的硬度很低,弹性模量只有2.35N,相当于碳钢的1/85000,在外力的作用下,极易变形,切削时很困难。特别是切削加工一些异形螺纹,更为困难。
为了解决橡胶螺纹的加工,在车床上安装一个可以任意调整螺旋角的磨头,或在螺纹精度要求不高的情况下,也可用风动磨头代替。砂轮采用直径Φ60mm~Φ80mm,粒度为60#~100#的白刚玉砂轮。砂轮安装后,采用金刚石笔将砂轮形状修整好,砂轮的形状是螺纹的法向截面形状。

7 调整中心架的方法


在车削长度、直径比较大的空心工件的内孔、端面时,需使用中心架。如果中心架调整得不好,工件的轴心线和机床的主轴心线不重合时,加工中就会产生端面洼心和鼓肚及孔的锥度误差。严重时,工件从卡盘中脱出,造成事故。


安装这类工件时,工件一端采用三爪卡盘或四爪卡盘,另一端放在中心架上。然后在工件的孔中塞紧一块木板或在工件端面用黄油贴上一张纸,将尾座顶尖的尖部靠在木板或纸面上,选用较低的主轴转速,使工件转一两周,这时木板或纸面上被顶尖划出一个圆圈,再调整中心架三个托,使圆圈的中心对正顶尖的尖部,这样基本上就使工件的中心线与机床主轴的轴心线基本重合。在半精加工后,如测量出端面平面度和孔圆柱度超差,再对中心架的三个托进行微量调整,予以消除。

8 巧取孔内的中心钻尖


在钻中心孔时,由于车床尾座的中心与工件旋转中心不一致,或用力过大、工件材料塑性高和切屑堵塞等原因,常造成中心钻折断在中心孔内,不易取出。


如采用扩大中心孔的方法来取,那么中心孔就会改变原来的尺寸,达不到质量要求。这时,只要用一段磨尖的钢丝,把尖部插入中心孔内钻尖的容屑槽内,拨动几下,钻尖一活动,就用磁铁或磁力表座一吸,折断在中心孔内的中心钻尖就取出来了。

9 车削细长轴时的缺陷消除方法


1)鼓肚形
即车削以后,工件两头直径小,中间直径大。这种缺陷产生的原因,是由于细长轴刚性差,跟刀架的支承爪与工件表面接触不实,磨损产生了间隙,当车削到中间部分时,由于径向力的作用,车刀将工件的旋转中心压向主轴旋转中心的右侧,使切削深度减小,而工件两端的刚性较好,切削深度基本上无变化。由于中部产生“让刀”而使细长轴成鼓肚形。
消除的方法:在跟跟刀架爪时,一定要仔细,使爪面与工件表面接触实,不得有间隙。车刀的主偏角应选为75°~90°,以减小径向力。跟刀架爪,应选耐磨性较好的铸铁。
2)竹节形
形状如竹节状,其节距大约等于跟刀架支承爪与车刀刀尖间的距离,并且是循环出现。这种缺陷产生的原因,由于车床大拖板和中拖板的间隙过大,毛坯料弯曲旋转时引起离心力和在跟刀架支承基准接刀处,产生接刀时的“让刀”,使车出的一段直径略大于基准一段,继续走刀车削,跟刀架支承爪接触到工件直径大的一段,使工件的旋转中心压向车刀一边,车削出的工件直径减小。这样,跟刀架先后循环支承在工件不同直径,使工件离开和靠近车刀,而形成有规律的竹节形。还有在走刀中跟跟刀架爪,用力过大,使工件的旋转中心压向车刀这边,造成车出的直径变小,继续走刀,如此循环,也形成竹节。
消除的方法:调整机床各部间隙,增强机床刚性。在跟刀架爪时,做到爪面既要与工件接触实,又不要用力大。在接刀处多切深(0.05~0.1)mm,以消除走刀时的“让刀”现象,切深的大小,要掌握机床的规律,灵活掌握。

10 反转滚花


传统的正转滚花,在滚压的过程中切屑易进人工件和滚花之间,造成工件受力过大产生花纹乱扣及重影等。如果将主轴反转,就可以有效地防止上述弊病,滚压出纹路清楚的花纹来。
11 防止中心钻折断的方法

12 车小偏心工件的套

13 旋轴的方法

14 车床铭牌以外螺纹的加工

15 镗削大、长内锥孔的工装

16 改变轮齿数

17 降低细长轴表面粗糙度的方法

18 用铜棒校正工件的方法

19 在车床上校直细长杆的方法

20 表面粗糙度值大

(完整案例请搜索夹具侠,进入网站社区版块查看原文)

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