大直徑軸以車削代磨削的工藝研究與試驗(yàn)

馬鵬強(qiáng)　孫煥麗　王濤

摘要：加工大直徑高精度長軸，在傳統(tǒng)加工過程中，工序安排是精車后轉(zhuǎn)序，到磨削工序，利用磨削加工，來保證加工精度。根據(jù)目前數(shù)控機(jī)床的普及及精度的提高。用車削加工中心的加工能力及機(jī)床的性能參數(shù)進(jìn)行研究，經(jīng)過試驗(yàn)加工大直徑高精度長軸，可以保證設(shè)計(jì)要求及精度。

關(guān)鍵詞：大直徑、高精度、車削代替磨削

Abstract：Machining large diameter and high precision long shaft，in the traditional processing process，the working procedure arrangement is finishing after the turn sequence，to the grinding process，the use of grinding processing，to ensure the processing accuracy. According to the popularization of CNC machine tools and the improvement of precision. The machining capacity of the turning center and the performance parameters of the machine tool are studied. The large diameter and high precision long shaft can be processed through experiments to ensure the design requirements and accuracy.

Key words：large diameter，high precision，turning instead of grinding

1、引言：

隨著機(jī)械產(chǎn)品對部件質(zhì)量要求的不斷提高，生產(chǎn)大直徑、高精度軸的設(shè)備也在不斷的提高。隨著市場競爭日趨激烈，對設(shè)備的制造成本也提出更高的要求。一機(jī)多能設(shè)備的使用不僅大大降低了生產(chǎn)投入及場地空間占有，還提高了生產(chǎn)效率，降低制造成本，也滿足生產(chǎn)需求，是一種最為理想經(jīng)濟(jì)效益的選擇。

2、以車削代替磨削的工藝設(shè)計(jì)

2.1樣件選擇如下圖

2.2試驗(yàn)工藝優(yōu)化

2.2.1試驗(yàn)工裝夾具優(yōu)化：在卡盤中心內(nèi)置死頂尖，前后頂尖頂緊工件，使軸以中心孔定心，保證同心。

2.2.2車削加工方法優(yōu)化：中心孔統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化：均作成B20中心孔;中心鉆如右圖1。增加車端面時(shí)車削軸端外圓一段的工序。目的是為了保證夾持位置與中心孔同軸度要求。

2.2.3車削刀具的合理選擇與優(yōu)化

配置外圓、端面、中心孔加工刀具，保證中心孔粗糙度在Ra0.8以內(nèi)，兩端中心的同軸度在0.03mm以內(nèi)。

選用以下三種車刀刀片分別進(jìn)行試驗(yàn)：

（1）35°（R0.4）車刀片如圖2：精車軸類外圓時(shí)，刀片刃容易崩，在外圓有劃痕，無法滿足粗糙度要求。

（2）85°（R0.8）車刀片如圖3：太鈍，排屑不好，易出現(xiàn)擠削現(xiàn)象，影響粗糙度。

（3）55°（R0.8）車刀片如圖4：排屑好，刀片耐磨，加工后粗糙度小，可以滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2.4冷卻方式

對于斷續(xù)切削工件來說，最好采用“干車削”，否則進(jìn)刀和退刀時(shí)的熱沖擊會引起刀片破裂。至于連續(xù)切削，刀頭在干車削過程中產(chǎn)生的高溫足以韌化預(yù)切削區(qū)域，從而降低材料硬度，易于剪切。但是在精車中，尺寸精度、幾何公差以及表面粗糙度是必須保證的，如果采用干車削，加工過程中產(chǎn)生大量的切削熱，工件溫度高，當(dāng)冷卻后，尺寸差異較大，難以保證尺寸公差及圓柱度。因此，以車代磨精車工藝采用澆注切削液，有助于延長刀具壽命和保證產(chǎn)品的技術(shù)要求。此外，高壓切削液可以減少切屑堆積，降低切屑瘤，從而降低因?yàn)榍行剂鲎枞麑η邢饕毫髦恋额^的影響，對切削液的要求也要有一定的防銹蝕能力，是為了防止環(huán)境介質(zhì)及殘存的切削液中油泥等腐蝕性物質(zhì)對金屬產(chǎn)生侵蝕。

3、以車削代替磨削的試驗(yàn)過程及程序參數(shù)選擇

3.1試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與對比

55°（R0.8）車刀片試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)過程，基本能滿足要求。但是將山特的刀片與株洲的刀片對

3.2加工參數(shù)的選擇：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，達(dá)到了預(yù)期的效果：提高生產(chǎn)效率，降低加工成本。若實(shí)現(xiàn)以車代磨后，可以減少工件轉(zhuǎn)運(yùn)，減少輔助時(shí)間。根據(jù)調(diào)整后的加工參數(shù)，加工效率約提高26%。從工時(shí)費(fèi)率計(jì)算成本節(jié)約也是可觀的。

結(jié)束語

大直徑軸類零件以車代磨工藝實(shí)現(xiàn)批量加工，整個(gè)工藝系統(tǒng)必須保證工件加工運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的定位穩(wěn)定性，以及車削過程中切削工藝設(shè)計(jì)的合理性。實(shí)踐證明，以車代磨工藝是先進(jìn)的加工方式，不僅降低了廢品率，減少了周轉(zhuǎn)，而且完全可以車削替代磨削工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]曹仲杰、齊曉巍、李立、劉偉車削與磨削兩用機(jī)床的改造.機(jī)械制造53卷，第612期

[2]李剛、雷發(fā)林、徐英杰、復(fù)雜軸類零件以車代磨工藝.金屬加工（冷加工）2021年第6期

作者簡介：馬鵬強(qiáng)，1984年03-，男，回，寧夏，大學(xué)本科，機(jī)械加工。