車削加工（上）

1　高速車削細長軸時應(yīng)注意的問題 
    “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(shù)要求，在高速車削時，易產(chǎn)生振動、多棱、竹節(jié)、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。 
    (1)機床調(diào)整。車床主軸與尾座兩中心線的連線與車床大導(dǎo)軌上下左右必須平行，允差應(yīng)小于0.02mm。 
    (2)工件安裝。在安裝時，盡量不要產(chǎn)生過定位，用卡盤裝夾一端時，不要超過10mm。 
    (3)刀具。采用Κ_r=75°～90°偏刀，注意副后角α′₀≤4°～6°，千萬不宜大。刀具安裝時，應(yīng)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，可采用研、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(chǎn)生。在跟刀架爪調(diào)整時，使爪與工件接觸即可，不要用力，以防竹節(jié)產(chǎn)生。 
    (5)輔助支承。工件的長徑比大于40時，應(yīng)在車削的過程中，增設(shè)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(diào)整，以剛頂上工件為宜，不宜緊，并隨時進行調(diào)整，防止工件熱脹變形彎曲。 
2　反走刀車削細長桿時應(yīng)注意的問題
    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(yōu)點，大多被采用。
    在車削中容易出現(xiàn)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(jié)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(chǎn)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(huán)，使加工出的工件為竹節(jié)形。
    為了防止竹節(jié)形的產(chǎn)生，當車好B段架子口(圖3-1)時，仔細跟好跟刀架，對刀后反走刀，當?shù)都饪斓紸點時，利用中拖板手柄，再吃深(0.04～0.08)mm，但要根據(jù)切削深度大小靈活掌握。

3　滾壓調(diào)直法
    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(nèi)應(yīng)力改變來調(diào)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(chǎn)生彎曲。彎曲的旋轉(zhuǎn)中心高處，承受的滾壓力大，而產(chǎn)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(xiàn)象更為突出。
    滾壓調(diào)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(diào)整到機床回轉(zhuǎn)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(diào)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(diào)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(yīng)根據(jù)具體情況，不必走完全程，而且要采用反走刀。
    采用滾壓調(diào)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(chǎn)生死彎，也易于操作。
4　絲杠擠壓調(diào)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(diào)直，效果很好。
    (1)工作原理。采用調(diào)直工具，在外力的作用下，擠壓絲杠牙底表面，使其表面產(chǎn)生塑性變形，向軸向延伸，改變絲杠內(nèi)部應(yīng)力狀況，而使其變直。
    (2)調(diào)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，如圖3-2(a)所示。在凹處(200～300)mm范圍內(nèi)，用圖3-2(b)所示的專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(diào)直的目的。在整個調(diào)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(diào)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(diào)直，調(diào)直后也不易復(fù)原。
    (3)應(yīng)注意的問題。調(diào)直用的專用扁鏟尺寸R，應(yīng)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(yīng)磨出圓��；調(diào)直完后，應(yīng)用銼刀將被擠壓的牙底處修平。

5　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(diào)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。
    螺紋導(dǎo)程小，車床銘牌有，可以直接扳動車床手柄獲得。當車床銘牌上沒有，必須計算出所需的掛輪。一般可查手冊，也可用計算的方法，求出并制造所需的掛輪。
    一般螺紋導(dǎo)程大于300mm時，必須降低主軸轉(zhuǎn)速，以免因主軸轉(zhuǎn)速高而影響螺紋磨削質(zhì)量，同時也使操作緊張或損壞進刀箱的零件。減速的方法有：改變主、被動皮帶輪直徑；在車床外增加減速箱。
    分頭的方法，和車多頭螺紋的方法一樣。
    在車床上采用磨削橡膠螺紋，是一種高效率、高質(zhì)量的加工工藝，先后采用磨削的方法，加工導(dǎo)程為(1.5～1280)mm的單頭和多頭橡膠螺紋，其質(zhì)量均符合要求。
6　臺階深孔車削的方法
    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(zhì)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。為了提高工件加工質(zhì)量與效率，設(shè)計制造了如圖3-4所示的工裝，車削臺階深孔，效果很好。

    先在車床上用卡盤和中心架安裝好工件，用內(nèi)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(nèi)，再將工件安裝在車床上，把刀頭伸出長度在刀桿上調(diào)整好，連同左端的支承套一起裝入工件內(nèi)孔，用刀墊調(diào)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(zhuǎn)，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(nèi)，裝好右端支承套，即可開始第二個工件的車削。
刀頭伸出刀桿的長度h，按下式計算：

    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(tǒng)的擴孔法提高5倍以上。
7  車削大型空心工件時調(diào)整中心架的方法
    在車削長度、直徑比較大的空心工件的內(nèi)孔、端面時，需使用中心架。如果中心架調(diào)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(chǎn)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。
    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(zhuǎn)速，使工件轉(zhuǎn)一兩周，這時木板或紙面上被頂尖劃出一個圓圈，再調(diào)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(diào)整，予以消除。
8  巧取折斷在中心孔內(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)，不易取出。
    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(zhì)量要求。這時，只要用一段磨尖的鋼絲，把尖部插入中心孔內(nèi)鉆尖的容屑槽內(nèi)，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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)中心壓向主軸旋轉(zhuǎn)中心的右側(cè)，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(chǎn)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(yīng)選為75°～90°，以減小徑向力。跟刀架爪，應(yīng)選耐磨性較好的鑄鐵。
    (2)竹節(jié)形。形狀如竹節(jié)狀，其節(jié)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(huán)出現(xiàn)。這種缺陷產(chǎn)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(zhuǎn)時引起離心力和在跟刀架支承基準接刀處，產(chǎn)生接刀時的“讓刀”，使車出的一段直徑略大于基準一段，繼續(xù)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(zhuǎn)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(huán)支承在工件不同直徑，使工件離開和靠近車刀，而形成有規(guī)律的竹節(jié)形。還有在走刀中跟跟刀架爪，用力過大，使工件的旋轉(zhuǎn)中心壓向車刀這邊，造成車出的直徑變小，繼續(xù)走刀，如此循環(huán)，也形成竹節(jié)。
    消除的方法。調(diào)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(xiàn)象，切深的大小，要掌握機床的規(guī)律，靈活掌握。
10　反轉(zhuǎn)滾花
    傳統(tǒng)的正轉(zhuǎn)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(chǎn)生花紋亂扣及重影等。如果將主軸反轉(zhuǎn)，就可以有效地防止上述弊病，滾壓出紋路清楚的花紋來。
11　鉆小中心孔時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(dǎo)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
    用圖3-17所示的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(nèi)徑Φ1，Φ1＝2e+Φ2。加工夾具套內(nèi)徑Φ1時，一定要注意內(nèi)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(gòu)，在輸送粒狀材料的工廠應(yīng)用較多。該機構(gòu)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，如圖3-22所示。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(xù)切削，齒部受切削沖擊而產(chǎn)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。
    為了提高工效和質(zhì)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。
    用此方法車削出的螺旋軸齒頂平整，基本上消除了斷續(xù)切削，加工效率比原來提高近10倍。