在加工细长轴时,针对加工过程中出现的问题,要先从加工工艺、系统刚性入手进行分析,然后再从刀具、机床设备入手进行分析,从而确保加工的顺利进行。

一、工艺方面 

在加工之前,我们首先要对跟刀架或中心架进行研磨。具体方法是,先找一个与加工工件直径一致的棒料,车削一刀,将中心架或跟刀架安装到机床上,与加工的棒料进行研磨。在研磨过程中,要不断调整跟刀架或中心架的支撑爪与工件的接触力度,确保支撑爪的研磨面积,达到同轴度要求。在研磨时,要不间断地加注润滑油,确保涂装设备充分润滑,防止因摩擦使支撑爪与棒料发生抱死现象。

 二、刀具方面

首先,选择刀具材料。由于一次走刀距离较长,若刀具不耐磨,极易将工件加工出锥度,因此要选择耐磨性较好的刀具材料。例如:在加工工件材料为45#钢时,应尽可能选择YT30牌号的刀具。

另外,在刃磨刀具时,我们应充分考虑刀具的抗震性,合理选择刀具几何角度。这时刀刃的锋利程度可以稍差一些,因为有中心架或跟刀架支撑,工件的刚性略有增加。在刀刃上修研出一个负倒棱,以增加刀具的强度,提高刀具的抗震性,但不要将刀刃修钝,同时刀刃的后角不易过大,以免产生振动。

在刃磨车刀断屑槽时,我们可以有意识地把主切削刃刃磨得略低于前刀面,从而使切屑的卷曲曲率半径变小,使切屑卷曲后翻转碰到主后刀面折断,达到断屑的目的。

 三、机床方面

1.调整机床各运动部件的间隙

为提高机床整体刚性,在车削加工之前,应调整机床各运动部件的间隙,特别是中溜板和小溜板的间隙,使之松紧适中。

2.调整尾座中心位置与松紧度

调整尾座中心与车床主轴中心的同轴度,同时应注意尾座手轮的位置,要使尾座手轮的手柄处于左上方位置,这样在加工过程中,即使产生振动,由于偏心重力的作用,迫使尾座手轮向顶紧的方向转动,防止因振动使与工件中心孔之间的松动,造成支撑刚性不足,产生振动。

3.避免工件产生轴向位移

在卡盘夹持工件时,应尽可能增加轴向定位装置,避免在加工过程中,工件产生轴向位移,造成打刀或工件报废等现象。

 四、加工方面 

1.提高中心孔加工质量

中心孔的形状误差将直接影响加工细长轴外圆的表面质量。在加工中心孔时应注意以下问题:一是要将中心孔的圆度误差控制在小,二是要将中心孔的表面粗糙度控制在。加工时,操作者应缓慢而均匀地转动尾座手轮,当中心孔加工至所要求的深度时,将尾座中心钻停留一段时间,同时利用操纵杆将机床缓慢停止下来,然后迅速将中心钻从工件中退出,从而提高加工中心孔的圆度和表面粗糙度质量。

2.避免切削力突然增大

在加工过程中,如果车刀出现崩刃,就需要更换车刀。在新刃磨的车刀安装好后,在工件的接刀阶台处,先将工件外圆车成45°过渡圆锥,再从工件右端进行加工。这样在加工到接刀处时,切削力由弱渐强,避免切削力突然增大,使工件外径尺寸发生变化,产生竹节形现象,同时还应注意调整跟刀架与工件之间的间隙。

3.掌握的顶持松紧度

操作者应随时检查工件与的顶持松紧度。由于工件产生的热变形伸长,所以造成工件与的顶持松紧度过紧,多余的伸长变形量无处伸展,使工件发生弯曲变形。这时可松开尾座套筒锁紧螺钉,左手轻微捏住圆锥部分,右手稍微退回一点尾座顶持量,顶持松紧度以左手拇指和食指的捏持力度为准。但是该调整动作一定要轻,否则将破坏正常的切削加工。

4.灵活运用跟刀架

使用跟刀架加工细长轴时,确定是“刀跟架”还是“架跟刀”。所谓“刀跟架”是指跟刀架在前,车刀跟在后面进行车削。而“架跟刀”是指车刀在前,跟刀架跟在后面进行切削。一般在加工过程中,工件余量需要分几次进行切削,刀采用“架跟刀”。第二刀采用“刀跟架”这是需要利用小溜板来移动车刀,跟在跟刀架的后面。第三刀、第四刀分别采用“架跟刀”和“刀跟架”来进行加工,依次类推直至加工完毕。这种加工方法,可减少调整跟刀架的次数,从而减少产生“竹节形”或“麻花形”现象产生的概率,提高加工效率。

5.及时加注冷却液

为了避免刀具磨损造成工件圆柱度超差,同时为了减小中心架或跟刀架的支撑爪与工件摩擦,不论是否为硬质合金刀具,都要从一开始加工时就加注冷却液,这样既可以减小刀具的磨损,又可以减小中心架或跟刀架的支撑爪与工件摩擦,从而保证加工的顺利进行。

6.注意观察切削状态变化

随时注意观察切削状态变化,对于突然出现的表面粗糙度过大等现象,应及时停止加工,分析原因,排除故障,确保加工质量。