錘柄加工精度的探討

呂德永，魏 飛

（南陽理工學(xué)院，河南 南陽 473004）

錘柄加工精度的探討

呂德永，魏 飛

（南陽理工學(xué)院，河南 南陽 473004）

我校金工實(shí)習(xí)所加工的錘柄容易產(chǎn)生彎曲、燒傷、同軸度較差、粗糙度較大等缺陷，總結(jié)我的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采取了冷卻，選擇合理的刀具角度與切削用量，利用開口鋼絲裝夾工件的方法，合理有效的化解問題，提高了工件的加工質(zhì)量。

車削；錘柄；加工質(zhì)量

在我國各類高等學(xué)校的教學(xué)工作中，實(shí)踐教學(xué)的作用和地位正與日俱增，特別是學(xué)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，金工實(shí)習(xí)顯得尤為重要。機(jī)械專業(yè)本身是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，既是對前人實(shí)踐的總結(jié)，又需要后人在實(shí)踐中不斷的發(fā)現(xiàn)新問題解決新問題，使之在實(shí)踐中不斷完善。在金工實(shí)習(xí)中，我院機(jī)電系學(xué)生考核的內(nèi)容之一是做一個(gè)小錘，錘柄零件圖如圖1所示。

圖1 錘柄零件圖

本文針對錘柄加工過程中存在的質(zhì)量問題進(jìn)行探討，并根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐，提出具體解決辦法，以期對工科院校進(jìn)行金工實(shí)習(xí)的學(xué)生有所幫助。

1 存在的問題

由于小錘長度較長230mm，直徑較細(xì)（最細(xì)處只有9.7mm），近似細(xì)長軸（一般把長度與直徑之比大于20，即L/D﹥20的軸類零件稱為細(xì)長軸），因此，在加工過程中，容易產(chǎn)生下述缺陷：

（1）加工出的圓柱Φ10.5mm有燒傷現(xiàn)象；

（2）表面粗糙度達(dá)不到要求；

（3）圓柱Φ10.5mm與圓柱Φ13 mm的同軸度較差；

（4）由于軸向力的作用在工件靠近頂尖與卡盤處加工出的直徑較細(xì)，遠(yuǎn)離頂尖與卡盤處直徑較粗，且工件有彎曲現(xiàn)象；

（5）滾花準(zhǔn)13圓柱時(shí)有亂紋現(xiàn)象，且有夾傷痕跡；

（6）在整個(gè)加工過程中工件的震動(dòng)較大。

2 解決辦法

2.1 加工措施

經(jīng)過這幾年指導(dǎo)車工金工實(shí)習(xí)的實(shí)踐摸索，上述問題已基本解決?，F(xiàn)在我們的加工工藝是：車端面打中心孔→車出Φ13mm圓柱，倒角2×45°→調(diào)頭車端面打中心孔→車出Φ10.5mm，保證長度119mm→車出M10大徑（車到Φ9.7mm左右），倒角2×45°，保證長度19mm→調(diào)頭夾住直徑Φ9.7mm一端，用頂尖頂住直徑Φ13mm一端滾花→夾住Φ13mm圓柱套M10螺絲。針對上述各項(xiàng)我們的具體做法如下：

（1）改變裝夾方法，正確選擇車刀角度、切削用量及冷卻液。以前打中心孔時(shí)沒車端面，打出的中心孔會偏離工件軸線，現(xiàn)在是先車端面后打中心孔，車Φ13mm時(shí)采用一夾一頂?shù)难b夾方法，夾持工件不宜過長，一般在15～20mm為好，并可在工件外圓上套一直徑為4～5mm的開口鋼絲圈充當(dāng)墊塊。這樣可以防止因工件尾端外圓不平而受力不均迫使工件彎曲的情況發(fā)生，也可避免由于卡盤中心與尾頂尖不同軸產(chǎn)生的彎曲變形，如圖2所示。

圖2 用開口鋼絲圈裝夾工件

后頂尖不能頂?shù)奶o，且要用高濃度的乳化液充分冷卻，以防工件受熱彎曲變形；采用κr=90°主偏角以減小徑向力；副偏角κr'=5°，刀尖圓弧半徑r=2mm，前面磨出大的前角（γ0=15°～20°）和小的后角（α0=3°），前后刀面要用油石打磨光滑，粗糙度值要小于Ra0.4μm，這樣既能起到減小切削力和粗糙度值，又能加強(qiáng)刀尖強(qiáng)度的作用；前面磨有R=3mm左右的斷屑槽，斷屑槽要平行于主切屑刃并基本與主切屑刃相切，取λ0=3°的刃傾角，可控制切屑順利排出，如圖3所示。

圖3 車刀角度

毛坯直徑是Φ16mm，為了減小軸向力分兩次車出，第一次對刀后背吃刀量取ap=2mm，第二次精車到準(zhǔn)13mm；轉(zhuǎn)速取n=800 r/min,若轉(zhuǎn)速太高，工件震動(dòng)太大影響表面加工質(zhì)量；進(jìn)給量取f=0.3mm/r。

（2）在車Φ10.5mm時(shí)，因?yàn)棣?3mm已加工過是精基準(zhǔn)，所以卡盤內(nèi)可以夾長一些，只要卡盤外夠車到119mm長度即可，這樣可減少工件的伸出長度，減少震動(dòng)降低表面粗糙度；頂尖頂工件不能太緊，太緊工件容易受力變彎，也不能頂?shù)奶?，工件擺動(dòng)大起不到定位作用；精車時(shí)背吃刀量ap=1mm，進(jìn)給量取f=0.1mm/r，轉(zhuǎn)速仍取n=800 r/min。其他注意事項(xiàng)與車準(zhǔn)13mm時(shí)相同。

（3）滾花裝夾工件時(shí)，應(yīng)夾住準(zhǔn)9.7mm，不能夾住準(zhǔn)10.5mm，以免夾傷工件；裝夾滾花刀時(shí)，應(yīng)使?jié)L花刀中心線跟工件中心線等高，滾花刀滾輪圓周表面與工件表面平行；滾花時(shí)應(yīng)選擇較低的切削速度，一般為 υc=5～15m/min，取 n=290 r/min,具體做法是：滾輪與工件接觸，讓滾輪轉(zhuǎn)起來，在徑向進(jìn)刀20格左右即1mm左右，使工件表面刻出較深的花紋，滾花刀不能在一個(gè)位置停留時(shí)間太長，以免亂紋，當(dāng)滾花刀滾完Φ13mm且有一半離開Φ13mm，立即停止進(jìn)給同時(shí)退出滾花刀，以免滾花刀碰到卡盤及滾到Φ10.5mm。滾花過程中，必須充分冷卻，及時(shí)清除切屑，以免損壞滾花刀和防止?jié)L花刀被切屑滯塞而影響花紋的清晰。

（4）套絲，在夾住Φ13mm時(shí)，應(yīng)墊上鋁皮，以免夾傷工件，且Φ13mm盡量不要伸出卡盤，以減少工件伸出長度，防止套絲時(shí)扳彎工件。

2.2 加工效果

以上措施的實(shí)施，使Φ10.5mm不再有燒傷現(xiàn)象，表面粗糙度達(dá)到了要求，Φ10.5mm與Φ13mm有較高的同軸度，工件不再有彎曲現(xiàn)象。Φ13mm滾花既清晰又美觀且沒有夾傷痕跡，取得了滿意的效果。

3 結(jié)束語

在實(shí)踐教學(xué)中，教師只有不斷提高實(shí)踐和理論水平，才能使學(xué)生透徹理解老師所講，不但知道怎么做，而且知道為什么要這么做，使學(xué)生在金工實(shí)習(xí)中學(xué)到真本事，在將來的就業(yè)競爭中立于不敗之地。

[1]張亮峰.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)與實(shí)習(xí)[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]高美蘭.金工實(shí)習(xí)[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3]凌二虎，徐 浩.車削加工禁豈實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

Precision Discussion of Hammer's Hand le Machining

LV De-yong，WEIFei
(Nanyang Institute ofScienceand Technology，Nanyang Henan 473004，China)

Hammer、s handlemade inmetalworking practice inmy institute has shortcoming as follows:easy bending，superheat，proper alignment and roughness out of tolerance.These problem are settled by using cooling,selecting reasonable tools angle and cutting thickness,setting workpiece using uncork steel wire based on the practical experience,maching quality of the handle is improved in thisway.

turning；hammer'shandle；maching quality

TH16

B

1672-545X（2014）04-0223-02

2014-01-06

呂德永（1966—），男，河南南陽人，助理工程師，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械制造。