關(guān)于工程訓(xùn)練綜合能力競賽提高車削加工效率的淺談

陳華庚

【摘 要】 國家通過舉辦“全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽”，旨在測試大學(xué)生在校期間所學(xué)理論知識在實際生活、生產(chǎn)環(huán)境中的運用能力。學(xué)生在競賽過程中的車削加工重物環(huán)節(jié)，是參加競賽的學(xué)生根據(jù)舉辦場所提供的普通車床、毛坯加工材料，自行制定車削刀具，通過學(xué)生操作機床加工和加工質(zhì)量檢驗學(xué)生對車削刀具和機床的選擇、加工工藝的制定在車削加工中的運用能力。

【關(guān)鍵詞】 刀具；機床；車削加工工藝

【中圖分類號】 G64.22 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2017）17-00-01

普通車床車削加工軸類工件是現(xiàn)代制造業(yè)中常見一種加工方法，提高加工效率首先需要熟悉車床結(jié)構(gòu)，通過練習車削熟練撐握各手柄操作，減少學(xué)生對手柄無效操作；其次就是工件加工刀具、工具的選配，刀具、工具根據(jù)加工區(qū)區(qū)域、加工線速度和余量作調(diào)整，優(yōu)先考慮一刀多用和工量具全用；加工工藝制定是保證加工質(zhì)量達到相應(yīng)的技術(shù)要求下，以最短加工刀具移動軌跡作動態(tài)加工技術(shù)處理，綜合提高車削加工效率有以下幾方面：

車削刀具、車床的選擇、加工工藝

一、車削刀具

學(xué)生在參賽無碳小車中使用的重物，是本組同學(xué)根據(jù)比賽要求，通過操作車床加工至特定形狀、尺寸的工件。操作車床車削加工前需考慮的因素：加工區(qū)域?qū)Φ毒叩男螤罴s束、加工余量、刀具種類、刀具材料、刀具刃口、刀具排屑槽的制定作選擇。

（一）加工區(qū)域?qū)Φ毒叩男螤罴s束[1]

在車削加工過程中，根據(jù)刀具刀尖軌跡分布的區(qū)域分類：工件的外表面、工件內(nèi)表面和端面。工件表面加工時，主要考慮刀具形狀與三爪卡盤夾持工件時形成的相互垂直面1mm處的刀具空間量，目的是保證刀具未切削部位與卡盤不發(fā)生碰撞和足夠的鐵屑排屑空間。工件內(nèi)表面和端面加工時，為了控制鐵屑排屑方向，刀具在端面加工時安裝在垂直于工件的軸心線方向，加工內(nèi)表面時刀具軸心線安裝在平主軸中線位置，根據(jù)刀具加工軌跡和空間減小刀具整體0.5mm增大加工間隙量。

（二）加工余量

車床加工余量是指金屬工件在車削前對毛坯工件的材料成份、硬度和形狀的綜合量。材料成份主要指的是工件表硬層和被包裹部份，在初次加工時的加工余量應(yīng)包含表面硬層厚度、工件不規(guī)則的尺寸量和0.5毫米的加工余量；加工余量主要分為粗加工余量和精加工余量，粗加工時去除量為刀具刃口尺寸三分二，整個切削需要留足粗加工時因溫度、積屑瘤等引起尺寸變化的量；在精加工余量計算時應(yīng)考慮刀具與工件摩擦時產(chǎn)生溫度對工件引起的變形和工件剛性變化時的彈形變化量。

（三）刀具種類

車削刀具種類的選擇根據(jù)檢測被加工材料的硬度、金屬元素成份、紅硬性、材料的加工空間和刀具結(jié)構(gòu)的綜合選定，冷加工是刀具在常溫中對被加工材料切削過程，其硬度值應(yīng)高于材料硬度值1.5倍左右；材料的合金比例與刀具的比例不能有相同，避免在高溫中刀具與工件發(fā)生親和性；加工材料時的紅硬性主指刀具的溫度臨界值，為了降低刀具溫度常見方法有三個方面：降低加了背吃刀量、增加切削液的吸熱比、增加刀具的散熱面積，材料的加工空間和散熱方式；刀具結(jié)構(gòu)的選擇參考刀具與刀桿連接方式：機夾式、焊接式，機夾式刀具可直接更換磨損件；焊接式刀具需要人為刃磨幾何角度，損壞時整把刀具更換。

（四）刀具刃口

刀具在車削過程中，切削刃口決定了刀具使用壽命和工件表面質(zhì)量。通過實驗刀具刃口尺寸值在0.2-0.3mm、背吃刀量在0.5-3mm之間，不僅保持足夠強度增加了刀具鋒利，還能有效控制加工溫度。

（五）刀具排屑槽的制定

刀具切削排屑槽[2]設(shè)計根據(jù)加工量和切削要素而特定。刀具排屑槽在根據(jù)排屑槽形狀分類：半圓柱、半圓錐、反半圓錐。排屑槽尺寸受鐵屑螺旋狀的直徑影響，受半圓凹槽半徑直接影響，背吃刀量在3mm左右的鐵屑螺旋直徑在其背吃刀量的2倍左右，即6mm，排屑槽直徑為鐵屑螺旋柱直徑/2mm值。

二、車床的選擇

車床的選擇主要有機床精度[3]和機床穩(wěn)定性兩方面，精度控制主要是車床主軸跳動參數(shù)和大拖板在導(dǎo)軌上移動平行度和直線度值，通過專用工量具檢測車床部位有主軸卡盤的跳動，其值0.005mm—0.02mm范圍，加工工件的直線度檢測[4]機床部位為大拖動在左右往復(fù)移動300mm值時，其變化量在0.005mm-0.01mm范圍；車床的穩(wěn)定性車削過程中機床結(jié)構(gòu)運行平穩(wěn)，不出現(xiàn)爬行和不規(guī)則的震動。

三、加工工藝

加工工藝是在車床加工范圍和刀具種類基礎(chǔ)上根據(jù)工件和刀具制定的高效加工方法，車床加工中加工工藝遵循規(guī)則：刀具軌跡路線短、先粗后精、背吃刀量最大化、刀具幾何尺寸合理化等。

四、結(jié)束語

學(xué)生在比賽操作車床加工工件，不僅平時要加強車削加工練習，還要針對自身撐握加工工件的幾個技術(shù)難點強化訓(xùn)練，操作加工機床設(shè)備一定遵循設(shè)備操作守則，不要因提高加工效率而野蠻操作損壞機床；刀具是車削加工必備工具，刀具幾何尺寸值要通過實驗、實訓(xùn)驗證。學(xué)生比賽是個綜合技能測評，提高心理素質(zhì)和操作技能才能在比賽中脫穎而出。

參考文獻：

[1]桂志紅.現(xiàn)代裝備制造業(yè)技能大師技術(shù)技能精粹車工.長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社.2013.12

[2]張能武.車刀刃磨技術(shù)全程圖解[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

[3]蘇和堂，陶發(fā)嶺.車工技能訓(xùn)練[M].安徽：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2015.

[4]陳則鈞，龔雯.機電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2014.endprint