SUS321細(xì)長(zhǎng)軸加工

吳鳳同

（江蘇省東臺(tái)中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 東臺(tái) 224200）

1 工件

2 圖樣常見的加工缺陷和解決方法

細(xì)長(zhǎng)軸在加工中常見的缺陷有竹節(jié)，腰鼓，振動(dòng)紋和錐度及彎曲超標(biāo)等。

2.1 竹節(jié)型。在粗加工時(shí)由夾持過松或過緊引起。

2.2 腰鼓型。跟刀爪和工件表面摩擦引起刀爪磨損，使其與工件表面之間產(chǎn)生間隙。

2.3 振動(dòng)和錐度及彎曲。跟刀爪頂?shù)锰?，工件產(chǎn)生振動(dòng)。頂尖頂?shù)倪^緊，工件受熱后變形伸長(zhǎng)，產(chǎn)生彎曲，過松會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，主軸旋轉(zhuǎn)中心和尾座頂尖不重合會(huì)產(chǎn)生錐度的誤差。

3 刀具選擇

3.1 刀具材料選擇

采用TiC-TiCN-TiN復(fù)合涂層刀片的車刀，因?yàn)檫@種涂層硬質(zhì)合金材料的刀片，具有良好的強(qiáng)度和韌性，又因其表面具有更高的硬度和耐磨性，更小的摩擦因數(shù)和更高的耐熱性，而成為車削不銹鋼的良好刀具材料。切斷刀片，選用YW2材料的刀片作為切斷刀。加工時(shí)切削力大，故刀桿必須具備足夠的強(qiáng)度和剛度，以免在切削中發(fā)生顫振和變形。這就要求選用適當(dāng)?shù)牡稐U截面積，同時(shí)調(diào)質(zhì)處理的45鋼或50鋼來制造刀桿。

3.2 選擇合理的刀具角度

為了減小車削細(xì)長(zhǎng)軸產(chǎn)生的彎曲變形，要求車削產(chǎn)生的切削力越小越好。從車削鋼料時(shí)得知：當(dāng)前角γ0增加10°，徑向力Fr可以減少30%；主偏角Kr增大10°，徑向分力Fr可以減少10%以上；刃傾角λs取負(fù)值時(shí)，徑向力Fr也有所減少。

3.2.1 前角（γ0）增大前角可以降低切削力，所以前角取γ0=20°。車刀前刀面應(yīng)磨有斷屑槽，屑槽寬B=3～4mm，配磨br1=0.1～0.15mm，γ01=－25°的負(fù)倒棱，使徑向力減少，出屑流暢，卷屑性能好，切削溫度低，減輕和防止細(xì)長(zhǎng)軸彎曲變形和振動(dòng)。

3.2.2 主偏角（kr）為了徑向力減小，軸向力增大，減少切削時(shí)的振動(dòng)和彎曲變形，但同時(shí)有有一定的徑向力頂緊工件，主偏角 Kr=90°（裝刀時(shí)裝成 85°～88°），配磨副偏角Kr'=8°～10°，刀尖圓弧半徑γS=0.15～0.2mm，有利于減少徑向力。

3.2.3 刃傾角（λs）為了是車刀順利的切入工件，刃傾角選負(fù)直，為-3～-9度左右，切屑流向待加工表面，避免劃傷工件，光潔度下降。

3.2.4 后角較小 a0=a01=4°～6°，起防振作用。

4 工件加工

4.1 準(zhǔn)備工作

（1）確定工件的加工內(nèi)容。確定被加工工件需在本機(jī)床上完成的工序內(nèi)容及其與前后工序的聯(lián)系。（2）確定工件的裝夾夾具。根據(jù)已確定的工件加工部位、定位基準(zhǔn)和夾緊要求，選用或設(shè)計(jì)夾具。采用液壓高速動(dòng)力卡盤，因它在生產(chǎn)廠已通過了嚴(yán)格的平衡，具有高轉(zhuǎn)速（極限轉(zhuǎn)速可達(dá) 4000～6000r/min）、高夾緊力（最大推拉力為2000～8000N）、高精度、調(diào)爪方便、通孔、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。為減少不銹鋼細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)受力變形，提高加工精度，采用液壓自動(dòng)定心中心架，定心精度可達(dá)0.03mm。（3）確定加工方案。制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，走刀路線最短。

4.2 選擇合適的裝夾定位方法

（1）在雙頂尖間或一夾一頂安裝工件。一夾一頂安裝：即軸的一端外圓用卡盤夾緊，一端用尾座頂尖頂住中心孔的工件安裝方式。這種安裝方式可提高軸的裝夾剛度，此時(shí)軸的外圓和中心孔同作為定位基面，常用于長(zhǎng)軸加工及粗車加工。雙頂尖法裝夾法。工件定位準(zhǔn)確，易保證同軸度。但用該方法裝夾細(xì)長(zhǎng)軸，其剛性較差，細(xì)長(zhǎng)軸彎曲變形較大，而且容易產(chǎn)生振動(dòng).因此不適該工件。（2）使用跟刀架或中心架安裝。在加工長(zhǎng)軸類零件時(shí)，用跟刀架或中心架與軸外圓表面接觸支承，以加強(qiáng)工件剛度，提高加工精度。（3）雙刀切削法。采用雙刀車削細(xì)長(zhǎng)軸改裝車床中溜板，增加后刀架，兩把車刀，徑向相對(duì)，前車刀正裝，后車刀反裝。工件受力變形和振動(dòng)小，加工精度高，適用于批量生產(chǎn)。（4）采用反向切削法車削細(xì)長(zhǎng)軸。在加工過程中產(chǎn)生的軸向切削力使細(xì)長(zhǎng)軸受拉，消除了軸向切削力引起的彎曲變形。采用彈性的尾架頂尖，可以有效地補(bǔ)償?shù)毒咧廖布芤欢蔚墓ぜ氖軌鹤冃魏蜔嵘扉L(zhǎng)量，避免工件的壓彎變形。（5）合理地控制切削用量。a.切削深度（t）。在工藝系統(tǒng)剛度確定的前提下，隨著切削深度的增大，車削時(shí)產(chǎn)生的切削力、切削熱隨之增大，引起不銹鋼細(xì)長(zhǎng)軸的受力、受熱變形也增大。因此在車削不銹鋼細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)t=0.1～0.2mm。b.進(jìn)給量（f）。進(jìn)給量增大切削力不是按正比增大，因此提高切削效率的角度來看，增大進(jìn)給量比增大切削深度有利。f=0.17～0.23mm/r。c.切削速度（v）。提高切削速度有利于降低切削力。這是因?yàn)?，隨著切削速度的增大，切削溫度提高，刀具與工件之間的摩擦力減小，不銹鋼細(xì)長(zhǎng)軸的受力變形減小。但切削速度過高容易使不銹鋼細(xì)長(zhǎng)軸在離心力作用下出現(xiàn)彎曲，破壞切削過程的平穩(wěn)性，所以切削速度應(yīng)控制在一定范圍。對(duì)該工件，切削速度要適當(dāng)降低。v=50～80m/min。（6）妙用冷卻液。合理地使用潤滑液能改善切削條件達(dá)到事半功倍的效果。

由于不銹鋼的韌性大、切削不易分離，要求冷卻液要有較高的冷卻性能，以帶走大量的熱量。冷卻液要有較好的滲透性，在切削中滲入到金屬區(qū)的微細(xì)隙線中，使切屑易斷離。由于粘性大、熔著性大，在切削螺紋過程中容易產(chǎn)生積屑瘤，故應(yīng)使冷卻液具有較高的潤滑性能。

取用幾種合適的冷卻液：（1）硫化油的配方為：礦物油98%，硫2%。（2）間接硫化油配方為：礦物油78%～80%，黑機(jī)油、植物油 18%～20%，硫 1.7%。（3）F43號(hào)機(jī)油適合于作不銹鋼切削的冷卻潤滑液，對(duì)車不銹鋼螺紋效果最佳。其配方為：5號(hào)高速機(jī)油83.5%，石油磺酸鈣4%，石油磷酸鋇4%，氧化石油脂鋇皂4%，二烷硫代磷酸鋅4%，二硫化0.5%。

[1]周宇.細(xì)長(zhǎng)軸加工中刀具幾何參數(shù)的選擇[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2011.