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干了20年車床,總結出這20條車削經驗

日期:2018-01-21


 


“三分車技七分工具”,想干好車床首先得保證武器“趁手”,刀夾具要耍的有模有樣。再就是多干多練,外圓、內孔、長度、錐度、螺紋,還有復雜零件的車削練習,如:蝸桿,細長軸,薄壁套等,并學會使用中心架和跟刀架。根據老車工的總結,下面這20條經驗可謂至關重要。

1 車削細長軸難題解決

“車工怕車桿”。這句話反映出車削細長桿的難度。由于細長軸的特點和技術要求,在高速車削時,易產生振動、多棱、竹節、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。

干了20年車床,總結出這20條車削經驗

▲細長軸加工

1)機床調整

車床主軸與尾座兩中心線的連線與車床大導軌上下左右必須平行,允差應小于0.02mm。

2)工件裝夾

在安裝時,盡量不要產生過定位,用卡盤裝夾一端時,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,應略高于中心。

4)跟刀架、在安裝好后必須進行修整

修整的方法,可采用鉸、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,以防止多棱產生。在跟刀架爪調整時,使爪與工件接觸即可,不要用力,以防竹節產生。

5)輔助支承

工件的長徑比大于40時,應在車削的過程中,增設輔助支承,以防止工件振動或因離心力的作用,將工件甩彎。切削過程中注意頂尖的調整,以剛頂上工件為宜,不宜緊,并隨時進行調整,防止工件熱脹變形彎曲。

2 臺階深孔車削的工裝設計方法

在車床上車削長徑比大于4的孔,由于刀桿的剛性差,切削時振動,影響切削效率和加工表面的質量,給車削帶來了困難。特別是孔徑較大而孔很深,并帶有臺階的情況下,由于刀桿、機床剛性的影響,加工更為困難。

干了20年車床,總結出這20條車削經驗

先在車床上用卡盤和中心架安裝好工件,用內孔刀加工工件兩端的短孔,并各配一個套和專用刀桿。在車削中間長孔時,先將左端的支承套裝人工件孔內,再將工件安裝在車床上,把刀頭伸出長度在刀桿上調整好,連同左端的支承套一起裝入工件內孔,用刀墊調整好刀桿高低,將刀桿固定在車床方刀臺上,使刀桿在套中能自如的滑動,便可使工件旋轉,開始走刀切削,直到工件縱向深度為止。

當工件車完后,再反向移動大拖板,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,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,裝好右端支承套,即可開始第二個工件的車削。

工裝的特點: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,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,效率比傳統的擴孔法提高5倍以上。

3 反走刀車削細長桿

車削細長桿的方法很多,一般是利用跟刀架進行正走刀或反走刀車削。但反走刀車削與正走刀車削相比,有許多優點,大多被采用。

在車削中容易出現兩種問題,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;另一種就是竹節問題,它是由在架子口跟好跟刀架后,在對刀、走刀到切削表面時,由切削深度由極小到突然增大,使切削力變化,工件產生向外讓刀,直徑突然變大,當跟刀架走上大直徑時,車出的直徑又變小了,如此循環,使加工出的工件為竹節形。

為了防止竹節形的產生,當車好架子口時,仔細跟好跟刀架,對刀后反走刀,利用中拖板手柄,再吃深(0.04~0.08)mm,但要根據切削深度大小靈活掌握。

4 滾壓調直法提高工件硬度

在機械加工中,常采用滾壓加工來提高工件表面硬度、抗疲勞強度和耐磨性,降低工件表面粗糙度,延長工件的使用壽命。同時,也可利用在滾壓的過程中,金屬在外力作用下塑性變形,使內應力改變來調直剛性較好的軸類和桿類工件。

在對工件進行滾壓的過程中,被滾壓工件在外力的作用下因表面層硬度不均而產生彎曲。彎曲的旋轉中心高處,承受的滾壓力大,而產生的塑性變形也大,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,此現象更為突出。

干了20年車床,總結出這20條車削經驗

滾壓調直的方法是在對工件第一次滾壓后,檢查工件的徑向跳動,凹處做上記號,用四爪卡盤把工件的凹處,調整到機床回轉中心的高處來,與工件彎曲的大小成正比,再進行第二次滾壓,然后用百分表和調整四爪卡盤的卡爪,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,調整工件,進行第三次滾壓,直至達到工件要求的直度為止。第二次以后所走刀的長度,應根據具體情況,不必走完全程,而且要采用反走刀。

采用滾壓調直,一般在對工件進行滾壓的過程中完成,不僅不會損傷工件的表面,而且使工件外表面受到比較均勻的滾壓,不會產生死彎,也易于操作。

5 絲杠擠壓調直法

對于直徑較大長度也較長,又存在幾個彎的絲杠,采用擠壓調直,效果很好。

干了20年車床,總結出這20條車削經驗

1)工作原理

采用調直工具,在外力的作用下,擠壓絲杠牙底表面,使其表面產生塑性變形,向軸向延伸,改變絲杠內部應力狀況,而使其變直。

2)調直方法

先在車床上或平臺上,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,用扁鏟和用手錘打擊絲杠牙底,使絲杠小徑的金屬變形,而達到調直的目的。在整個調直的過程中,檢測彎曲情況,打擊扁鏟擠壓交錯進行,直到把絲杠調直。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直,調直后也不易復原。

3)應注意的問題

調直用的專用扁鏟尺寸R,應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,應磨出圓弧;調直完后,應用銼刀將被擠壓的牙底處修平。

6 橡膠螺紋的加工

由于橡膠的硬度很低,彈性模量只有2.35N,相當于碳鋼的1/85000,在外力的作用下,極易變形,切削時很困難。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,在車床上安裝一個可以任意調整螺旋角的磨頭,或在螺紋精度要求不高的情況下,也可用風動磨頭代替。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。

7 調整中心架的方法

在車削長度、直徑比較大的空心工件的內孔、端面時,需使用中心架。如果中心架調整得不好,工件的軸心線和機床的主軸心線不重合時,加工中就會產生端面洼心和鼓肚及孔的錐度誤差。嚴重時,工件從卡盤中脫出,造成事故。

干了20年車床,總結出這20條車削經驗

安裝這類工件時,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,選用較低的主軸轉速,使工件轉一兩周,這時木板或紙面上被頂尖劃出一個圓圈,再調整中心架三個托,使圓圈的中心對正頂尖的尖部,這樣基本上就使工件的中心線與機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,再對中心架的三個托進行微量調整,予以消除。

8 巧取孔內的中心鉆尖

在鉆中心孔時,由于車床尾座的中心與工件旋轉中心不一致,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,不易取出。

干了20年車床,總結出這20條車削經驗

如采用擴大中心孔的方法來取,那么中心孔就會改變原來的尺寸,達不到質量要求。這時,只要用一段磨尖的鋼絲,把尖部插入中心孔內鉆尖的容屑槽內,撥動幾下,鉆尖一活動,就用磁鐵或磁力表座一吸,折斷在中心孔內的中心鉆尖就取出來了。

9 車削細長軸時的缺陷消除方法

1)鼓肚形

即車削以后,工件兩頭直徑小,中間直徑大。這種缺陷產生的原因,是由于細長軸剛性差,跟刀架的支承爪與工件表面接觸不實,磨損產生了間隙,當車削到中間部分時,由于徑向力的作用,車刀將工件的旋轉中心壓向主軸旋轉中心的右側,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。由于中部產生“讓刀”而使細長軸成鼓肚形。

消除的方法:在跟跟刀架爪時,一定要仔細,使爪面與工件表面接觸實,不得有間隙。車刀的主偏角應選為75°~90°,以減小徑向力。跟刀架爪,應選耐磨性較好的鑄鐵。

2)竹節形

形狀如竹節狀,其節距大約等于跟刀架支承爪與車刀刀尖間的距離,并且是循環出現。這種缺陷產生的原因,由于車床大拖板和中拖板的間隙過大,毛坯料彎曲旋轉時引起離心力和在跟刀架支承基準接刀處,產生接刀時的“讓刀”,使車出的一段直徑略大于基準一段,繼續走刀車削,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,跟刀架先后循環支承在工件不同直徑,使工件離開和靠近車刀,而形成有規律的竹節形。還有在走刀中跟跟刀架爪,用力過大,使工件的旋轉中心壓向車刀這邊,造成車出的直徑變小,繼續走刀,如此循環,也形成竹節。

消除的方法:調整機床各部間隙,增強機床剛性。在跟刀架爪時,做到爪面既要與工件接觸實,又不要用力大。在接刀處多切深(0.05~0.1)mm,以消除走刀時的“讓刀”現象,切深的大小,要掌握機床的規律,靈活掌握。

10 反轉滾花

傳統的正轉滾花,在滾壓的過程中切屑易進人工件和滾花之間,造成工件受力過大產生花紋亂扣及重影等。如果將主軸反轉,就可以有效地防止上述弊病,滾壓出紋路清楚的花紋來。

11 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,中心鉆極易折斷。除鉆時小心和勤排屑外,就是鉆孔時,不要鎖緊尾座,讓尾座的自重與機床導軌的摩擦力來進行鉆孔。當鉆削的阻力過大時,尾座會自行后退,而保護了中心鉆。

12 車小偏心工件的套

用漲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徑Φ1,Φ1=2e+Φ2。加工夾具套內徑Φ1時,一定要注意內孔精度,以免影響工件的偏心距尺寸精度。

13 旋軸的方法

螺旋輸送機構,在輸送粒狀材料的工廠應用較多。該機構中的螺旋軸在制造時,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。要達到這一要求,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,由于螺距大、齒深、齒薄、剛性差,又是斷續切削,齒部受切削沖擊而產生振動,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、減小切削深度和進給量,這樣使工效大幅度地降低。

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為了提高工效和質量,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,利用大絲杠帶動大拖板走刀來車削。當車完第一刀后,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。

14 車床銘牌以外螺紋的加工

在眾多的機械傳動中,多頭蝸桿、多頭螺桿、多頭螺旋花鍵、變導程蝸桿、雙導程變齒厚蝸桿、斜齒輪嚙合蝸桿等的螺距、導程在車床上銘牌查不到,給加工帶來困難。現介紹一種在車床銘牌上查不到所需螺距(或導程)的一種解決方法,可以省去做掛輪的麻煩。

例如,進口銑床上與斜齒輪嚙合的蝸桿,其法向模數為3.175,圓周模數為3.184,在車床上找不到3.184模數,要加工就得計算與制作掛輪。經過計算與分析,把模數螺距換算成米制螺距,即3.184×3.1416=10.003mm,這樣就可以按螺距10mm加工。

15 鏜削大、長內錐孔的工裝

在車床上加工直徑較大、長度較長的內錐孔時,如采用一般的車削方法,由于刀桿剛性差,車削時振動,切削用量很小,甚至無法切削。多次成功地加工出合乎要求的大型內孔或內錐孔。

加工時,工件一端用卡盤夾住,另一端用中心架支承。在車床主軸孔內放一反頂尖,將刀桿一端用鋼球定位,另一端用連接套和緊固螺釘把刀桿固定在車床尾座套筒上,使其在工件旋轉時,刀桿不轉動。刀盤在刀桿上由于鍵的作用,只能作軸向滑動。鐵絲的一端固定在刀盤上,另一端固定在車床大拖板上,當大拖板進行縱向走刀時,拉動刀盤作軸向移動,完成進給運動,進行切削。

在刀桿安裝前,必須把車床尾座放在大拖板前面,以利于大拖板拉動鐵絲帶動刀盤移動,進給量的大小,可調整進刀箱手柄獲得。加工錐孔時,可偏移尾座,使刀桿軸線與工件軸線線在水平方向偏移一個斜角。刀盤返回時,用手推刀盤即可。

16 改變輪齒數

將C620-1車床掛輪箱主動輪的齒數32,增加到48齒,則銘牌上沒有的模數螺紋也能加工了。如果把主動輪32齒改為64齒,這時車蝸桿可以不受主軸速比的限制,采用低速精車,有利于改善螺紋表面粗糙度。

17 降低細長軸表面粗糙度的方法

在車床上降低細長軸(桿)表面粗糙度的工藝方法,一種是采用單輪珩磨法;另一種是采用滾壓法。這是在車床上利用簡單的工具和工藝解決粗糙度要求低的行之有效的措施和沒有磨床進行磨削問題。

干了20年車床,總結出這20條車削經驗

在車床上精加工細長軸(桿)后,如粗糙度還未達到圖紙要求,可采用單輪珩磨法,對工件表面進行再加工,能使工件表面粗粗度由Ra6.3μm降低到砌(1.6~0.2)μm。珩磨輪軸線與車床主軸軸線夾角一般為28°~30°為好。夾角大效率高,粗糙度大,夾角小效率低,粗糙低。

18 用銅棒校正工件的方法

工件的校正,也稱為找正,是車削工件前檢查工件的安裝是否處于正確位置的方法。校正的目的,粗車時是為了保證工件余量基本一致;半精車和精車時,是為了保證待加工表面與已加工表面相對位置符合要求。迅速而正確地校正是保證產品質量、縮短輔助時間的重要措施。

用銅棒校正工件的方法,是在將工件外圓和端面粗車后再安裝工件時進行的一種快速校正的方法。在車床方刀臺上裝夾一銅棒或鋁棒,將工件輕微夾持在三爪卡盤上,開動車床用100r/min左右的轉速旋轉,使銅棒接觸工件端面或外圓,并用手搖動拖板施加一定壓力,使工件表面與銅棒完全接觸為止,再慢慢將銅棒脫離工件,再停車夾緊工件,工件就校正了。

干了20年車床,總結出這20條車削經驗

此種校正方法,迅速準確,并能達到一定的精度。如果工件夾持合理(小于10mm),工件表面光滑,一般軸類徑向跳動和盤類工件端面跳動不大于0.02mm。

19 在車床上校直細長桿的方法

細長桿在車削前必須先校直,否則會造成加工余量不均勻而車不圓,或因彎曲離心大而增加桿的彎曲度,無法車削。在車床上進行細長桿校直,可采用以下方法。

1)采用錘擊方法

先將細長桿的一端用三爪卡盤夾住約10mm,一端頂尖支承。用較低的速度使工作旋轉,用粉筆在工件畫出高點后,停車。左手拿一塊凹形的鐵塊,使凹面靠在工件高點的反面,右手拿手錘打擊工件的高點。打擊力的大小與工件彎曲的情況成正比。這樣反復幾次,工件就校直了。這種方法適用桿細而長時。

2)用杠桿撬壓法

細長桿在車床安裝好后,開車使工件旋轉,用一根長300mm的木棍搭在中拖板和方刀臺上,搖動中拖板,使木棍壓向工件彎曲部分。繼續移動中拖板,跟緊尾座頂尖,以防工件脫出,待工件繼續旋轉幾秒鐘,再將中拖板慢慢退出,并適當松退尾座頂尖,視工件是否校直。如還彎曲,再繼續按上述方法進行,直到校直為止。此方法適工件較短的情況下。

3)用反擊法

在細長桿較長、直徑相對大一些的情況下,先把兩端的中心孔鉆好,用主軸頂尖和車床尾座頂尖將它頂起來。然后,用手使工件轉動,找出工件上的高點,并用粉筆畫上記號。這時,用一塊約25mm厚40mm寬,比車床大導軌寬長的鐵塊或比較大的木塊,橫放在大導軌上,在上面放一個頭部不是60°尖形而是V型或凹弧型的螺紋千斤頂,支承在工件變曲的高點,稍微用力支起一些,左手用手握住工件,右手用手錘的圓頭打擊工件的彎曲的低點。打擊的次數、力度和在工件的長度,與彎曲的大小成正比。這樣校直的工件,還不易恢復彎曲。

除上述在車床上校直細長桿的方法外,還可以采用在機床外目測,在平臺上目測用上述方法校直。

20 表面粗糙度值大

表面粗糙度值大的原因:一是刀尖產生積屑瘤;二是刀柄剛性不夠,切削時產生振動;三是車刀徑向前角太大,中滑板絲杠螺母間隙過大產生扎刀;四是高速鋼切削螺紋時,切削厚度太小或切屑向傾斜方向排出,拉毛已加工牙側的表面;五是工件剛性差,且切削用量過大;六是車刀表面粗糙。

解決方法:

1)如果是積屑瘤引起的,應適當調整切削速度,避開積屑瘤產生的范圍(5~80m/min);用高速鋼車刀切削時,適當降低切削速度,并正確選擇切削液;用硬質合金車螺紋時,應適當提高切削速度。

2)增加刀柄的截面積并減小刀柄伸出的長度,以增加車刀的剛性,避免振動。

3)減小車刀徑向前角,調整中滑板絲杠螺母,使其間隙盡可能最小。

4)高速鋼切削螺紋時,最后一刀的切屑厚度一般要大于0.1mm,并使切屑沿垂直軸線方向排出,以免切屑接觸已加工表面。

5)選擇合理的切削用量。


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