論超規(guī)格加工細(xì)長(zhǎng)軸的車床加工性能拓展

曹羽

摘要：車床加工性能的拓展諸如：超長(zhǎng)度加工、超直徑加工、車改鏜加工等。細(xì)長(zhǎng)軸長(zhǎng)度尺寸大于車床的加工長(zhǎng)度時(shí)的加工工藝，同軸度的控制與檢驗(yàn)，消振措施的改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：同軸度;定心環(huán);減震襯套;切削三要素;跟刀架

中圖分類號(hào)：TG519.54? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）21-0093-03

0? 引言

隨著《中國(guó)制造2025》制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的精度要求越來(lái)越高，設(shè)備零件加工品種越來(lái)越豐富。在機(jī)加工行業(yè)，常因特殊零件的加工，受制于機(jī)床的加工性能，同時(shí)考驗(yàn)到我們生產(chǎn)一線技師們的操作技巧和加工工藝的合理性。如何對(duì)機(jī)床的合理改造，使之加工性能的拓展，來(lái)滿足特殊零件的加工要求，就是我們生產(chǎn)一線的技師們的使命和價(jià)值所在。

在車工種中，車床的加工性能的拓展如：車改鏜、車改磨及仿形加工，在廣大的車工技師的努力下，花樣繁多，工藝成熟。大大豐富了車床的加工內(nèi)容。本人在多年的車床加工經(jīng)歷中，根據(jù)以往的設(shè)備改裝經(jīng)驗(yàn)，發(fā)明的一種超規(guī)格的細(xì)長(zhǎng)軸的車床加工方法。

圖1為一批長(zhǎng)度為2300MM的細(xì)長(zhǎng)軸，如（圖1），但是車間里的車床加工長(zhǎng)度最長(zhǎng)的為1500MM的CA6140型普通車床，因?yàn)樯a(chǎn)任務(wù)緊急，一時(shí)又找不到合適的車床加工。只能從現(xiàn)有的車床來(lái)著手，進(jìn)行車床改造，以期完成這批細(xì)長(zhǎng)軸的加工任務(wù)。

我當(dāng)時(shí)接手了這批細(xì)長(zhǎng)軸的加工任務(wù)，并著手制定加工工藝，設(shè)計(jì)車床附件配件，對(duì)車床進(jìn)行改造，擴(kuò)充其加工性能，以滿足本批次的零件加工要求。

我設(shè)計(jì)好加工過(guò)程中所需的工裝：①固定同心套（如圖2，材質(zhì)采用45#鋼）。②隨動(dòng)同心套（如圖3，材質(zhì)POM工程塑料）。③改裝跟刀架支撐桿。

1? 超規(guī)格細(xì)長(zhǎng)軸的裝夾原理

固定同心套固定在主軸尾端，用螺絲+止退螺母對(duì)稱鎖緊。螺絲頭鑲襯塊。

車床動(dòng)力在于電機(jī)，帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。主軸的回旋中心線是車床的基準(zhǔn)線，普通加工都是在自定心卡盤+尾座的頂尖來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的同軸度要求，當(dāng)超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸伸入主軸孔部分在主軸尾端通過(guò)固定同心套固定在主軸尾端時(shí)，此軸端的回旋軸線就與主軸的旋回軸線一致了。超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸尾座端用碟片式彈性活動(dòng)頂尖頂住。這樣，在啟動(dòng)車床加工時(shí)，整個(gè)超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸的回旋軸線就與車床的回旋軸線相重合了，為了減輕加工時(shí)主軸孔端軸體柔性跳動(dòng)，可采用隨動(dòng)同心套套在軸體上減震，加工端則用跟刀架即可。

在兩端打中心孔時(shí)，同步車外圓長(zhǎng)略100mm作為校正端，這樣，在調(diào)頭加工時(shí)通過(guò)用千分表校正外圓，鎖緊，就能達(dá)到可靠的同軸精度要求。

正式加工分粗車和精車兩步，先進(jìn)行粗加工工序。

2? 第一步，粗加工

根據(jù)制定好的加工工藝，便著手開始加工前的準(zhǔn)備工序：

①直接夾外圓低速打兩端中心孔，車100mm長(zhǎng)校正位，平總長(zhǎng)到位，尾端用車床送料尾架固定同轉(zhuǎn)（如圖4）。

②固定同心套+卡爪+尾座頂錐裝夾+跟刀架，校正固定同心套端的細(xì)長(zhǎng)軸外圓，三爪鎖緊中端外圓，尾座端用碟片式彈性活動(dòng)頂尖與工件接觸同轉(zhuǎn)即可。

細(xì)長(zhǎng)軸在加工過(guò)程中，因?yàn)楣ぜ膭傂孕?，切削時(shí)徑向力大，線性膨脹系數(shù)大，在細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)工件振動(dòng)，扎刀現(xiàn)象普遍發(fā)生，這也是細(xì)長(zhǎng)軸加工的難點(diǎn)之一。雖然說(shuō)當(dāng)車刀的主偏角90°時(shí)徑向力最小，但是加工過(guò)程上產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致線膨脹依然會(huì)引起工件彎曲振動(dòng)，為了克服上述加工中出現(xiàn)的現(xiàn)象，調(diào)整車刀的主偏角，適當(dāng)增大徑向力，減小切削阻力，再采用低轉(zhuǎn)速大進(jìn)給量，與跟刀架的跟刀爪一起，形成一個(gè)閉合的切削系統(tǒng)來(lái)抵消切削產(chǎn)生的振動(dòng)，再采用反向車削，用冷卻液冷卻切削點(diǎn)，用碟簧彈性頂尖消化因切削時(shí)間產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致的性線膨脹所帶來(lái)的伸縮量，就能最大限度減小彎曲變形及振動(dòng)，完成粗車的加工工序。

細(xì)長(zhǎng)軸在加工過(guò)程中的刀具角度和切削用量等業(yè)界已經(jīng)有眾多的論文敘述，這里就不單獨(dú)展開論述。

③調(diào)頭加工另一端，主軸改用四爪卡盤，將同心護(hù)套裝在已加工的細(xì)長(zhǎng)軸外圓上，穿進(jìn)主軸孔內(nèi)，床頭箱端用固定同心套的調(diào)節(jié)螺栓校正已加工端外圓，外圓跳動(dòng)控制在0.1mm以內(nèi)。尾座端用碟簧彈性頂尖頂緊鎖死，中間端用四爪校正外圓，跳動(dòng)控制在0.05mm以內(nèi)，重新調(diào)整尾座頂尖的力度，以約為與工件接觸同轉(zhuǎn)即可。

3? 第二步，精加工

①精車裝夾類似粗車裝夾，固定同心套+隨動(dòng)同心套+卡爪+尾座頂錐裝夾+跟刀架，用內(nèi)孔大于細(xì)長(zhǎng)軸粗車外圓0.1mm，外圓小于主軸孔0.1的隨動(dòng)同心套2-3只，放置在主軸孔內(nèi)，以減輕細(xì)長(zhǎng)軸在主軸孔內(nèi)的柔性跳動(dòng)。主軸孔尾端用固定同心套上的調(diào)節(jié)螺栓校正細(xì)長(zhǎng)軸外圓，跳動(dòng)控制在0.03mmm以內(nèi)，用止退螺母鎖死調(diào)節(jié)螺栓。四爪卡盤校正夾持端外圓，跳動(dòng)在0.02mm以內(nèi)，尾座端用碟簧彈性頂尖頂緊鎖死。加工時(shí)用切削液冷卻。

②開始超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸精車加工。

精加工過(guò)程中的刀具角度和切削用量等業(yè)界已經(jīng)有眾多的論文敘述，這里就不單獨(dú)展開論述。

4? 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)車床主軸尾端的簡(jiǎn)易改造，形成一個(gè)新的夾持位，就大大延長(zhǎng)了車床的車削長(zhǎng)度，達(dá)到了拓展車床加工性能，解決生產(chǎn)加工的應(yīng)急難題，豐富了機(jī)加工行業(yè)的加工手段，為機(jī)械加工行業(yè)增添了一抹光彩。

參考文獻(xiàn)：

[1]王銀銀.淺析細(xì)長(zhǎng)軸車削加工關(guān)鍵技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)， 2019（001）：40.

[2]洪后緊.面向數(shù)控車床床身靜動(dòng)態(tài)性能的近似模型及多目標(biāo)優(yōu)化研究[D].2020.

[3]楊勇.關(guān)于用普通車床加工細(xì)長(zhǎng)孔的工藝技術(shù)探究[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2019，289（10）：197-198.