胡新生　鄧自清

摘 要：軸類工件車削加工分析設(shè)計(jì)時(shí)必須將圖紙技術(shù)要點(diǎn)、裝夾方式、定位基準(zhǔn)、加工順序、刀具量具輔具、切削用量等因素分解清晰，遵循其加工工藝的規(guī)律性，才能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的加工工藝方案，縮短加工時(shí)間，降低機(jī)床磨損，提高刀具耐用度，實(shí)現(xiàn)普通車床高效率的加工。

關(guān)鍵詞：裝夾；加工順序；切削用量；粗加工；精加工

中圖分類號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.02.003

軸類工件通常在普通車床上加工，從而達(dá)到尺寸精度、形位精度和表面粗糙度的要求。其加工工藝包含四步：第一步是分析零件圖紙，重點(diǎn)尺寸通常都是徑向尺寸，這些尺寸常有同軸度公差要求，保持加工中工件的剛度是關(guān)鍵；長(zhǎng)的工件通常采用一夾一頂裝夾或兩頂尖配雞心夾頭裝夾才能達(dá)到徑向尺寸的同軸度公差要求。第二步是加工工藝方案設(shè)計(jì)。（1）裝夾方案的確定：確定先加工左端還是右端，開(kāi)始加工的一端是粗基準(zhǔn)；調(diào)頭加工時(shí)另一端的裝夾就是精基準(zhǔn)，要在裝夾基準(zhǔn)面墊銅皮，防止夾傷工件表面，同時(shí)利用已加工表面找正后夾緊。（2）加工順序和刀具的選擇。（3）加工余量的確定。（4）切削用量和切削液的選擇。第三步是裝夾車刀加工。第四步是檢測(cè)工件徑向尺寸精度、軸向尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等。在整個(gè)加工工藝過(guò)程中只有在進(jìn)行這四步時(shí)遵守相應(yīng)的原則、規(guī)律，才能使加工所需的時(shí)間最短，節(jié)約能源，降低車床的磨損，提高刀具的使用壽命和勞動(dòng)生產(chǎn)率，從而減少勞動(dòng)力和其他資源的消耗。下面通過(guò)一個(gè)臺(tái)階軸工件的加工工藝的分析設(shè)計(jì)實(shí)例，來(lái)總結(jié)軸類工件的加工工藝設(shè)計(jì)規(guī)律。

1 任務(wù)分析

車削如圖所示的臺(tái)階軸，按照以下步驟安成任務(wù)分析過(guò)程。

1.1 閱讀分析圖樣

下圖所示的臺(tái)階軸是典型的軸類零件，一般由外圓、端面、臺(tái)階、倒角和中心孔等結(jié)構(gòu)要素構(gòu)成。車削臺(tái)階軸時(shí)，除了保證圖樣上標(biāo)注的尺寸精度和表面粗糙度等要求外，還應(yīng)達(dá)到一定的形狀公差和跳動(dòng)公差要求。材料為45#鋼，毛坯材料為熱軋圓鋼，加工數(shù)量為20件。圖樣分析如下：

（1）徑向尺寸320-0.023 mm外圓為基準(zhǔn)外圓。

（2）主要徑向尺寸18-0.010-0.077 mm和240-0.023 mm外圓的表面粗糙度均為Ra3.2 μm，320-0.023 mm外圓的表面粗糙度Ra1.6 μm。

（3）主要徑向尺寸18-0.010-0.077 mm外圓中心線對(duì)基準(zhǔn)外圓軸線的徑向圓跳動(dòng)為0.03 mm。

1.2 制定加工工藝

臺(tái)階軸的加工順序：車削端面→粗車外圓→半精車外圓→精車外圓。

圓→倒角→調(diào)頭車端面保證總長(zhǎng)→粗車外圓→半精車外圓→精車外圓→倒角。

2 任務(wù)準(zhǔn)備

2.1 準(zhǔn)備毛坯

下料：材料為熱軋45#鋼，規(guī)格為35 mm×125 mm；材料要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

2.2 選用工藝裝備

工具、量具和刀具準(zhǔn)備：三爪自定心卡盤、卡盤扳手、壓刀扳手、活頂尖、鉆夾頭、中心鉆頭、銅棒、銅皮；0.02 mm/（0～150） mm 游標(biāo)卡尺，25～50 mm千分尺，百分表，磁力表座架；45°外圓車刀，90°外圓車刀（或93°外圓車刀）。

2.3 選用設(shè)備

選用CDE6140×1000型普通車床。

3 任務(wù)實(shí)施

3.1 毛坯的找正和夾緊

三爪自定心卡盤右邊毛坯伸出約75 mm；將主軸箱變速手柄置于空擋，用手輕撥卡盤使其緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察毛坯表面的跳動(dòng)情況，并用銅棒輕輕敲擊懸伸端；找正后夾緊工件。

3.2 用45°車刀車削端面

裝刀時(shí)保證刀尖和軸心線等高，取背吃刀量ap=1 mm，進(jìn)給量f=0.4 mm/r ，車床主軸轉(zhuǎn)速為500 r/min；用45°外圓車刀車削端面，車平即可，表面粗糙度達(dá)到要求。

3.3 鉆削中心孔

尾座套筒軸心線調(diào)整到和主軸軸心線共線，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆夾頭外套，使鉆夾頭的三爪張開(kāi)；將中心鉆頭插入鉆夾頭的三爪之間，然后用鉆夾頭鑰匙順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)鉆夾頭外套，通過(guò)鉆夾頭三爪夾緊中心鉆；將鉆夾頭尾部裝入車床尾座錐孔中，擦凈鉆夾頭柄部和尾座錐孔，左手握住鉆夾頭外套部位，沿尾座套筒軸線方向?qū)@夾頭錐柄部插入尾座套筒的錐孔中；切削用量的選擇，鉆中心孔B2/6.3 mm，由于中心孔直徑小，主軸轉(zhuǎn)速要大于1000 r/min，鉆削時(shí)進(jìn)給量要小而均勻，一般為f=0.05～0.2 mm/r；鉆削中心孔，當(dāng)中心鉆鉆入工件時(shí)，應(yīng)及時(shí)加注切削液冷卻、潤(rùn)滑，中途退出1～2次清除切屑。

3.4 粗車工件的右端

在尾座上裝夾后用活頂尖頂緊工件，鎖緊固定尾座，完成工件的一夾一頂裝夾；因?yàn)槭谴只鶞?zhǔn)，不要松開(kāi)卡盤；粗車320-0.023 mm外圓，留精車余量0.5～1 mm；粗車25 mm 外圓，留精車余量0.5～1 mm；粗車18-0.010-0.077 mm外圓，留精車余量0.5～1 mm。

3.5 精車工件右端

精車320-0.023 mm外圓至公差范圍內(nèi)，精車18-0.010-0.077 mm至公差范圍內(nèi)（為了保證18-0.010-0.077 mm外圓軸心線對(duì)基準(zhǔn)外圓軸心線的徑向跳動(dòng)0.03 mm要求，必須一次裝夾完成加工精度要求），精車25 mm的外圓至未注公差范圍要求；倒角C1。

3.6 將工件調(diào)頭車削

調(diào)頭用三爪自定心卡盤夾緊25 mm外圓（表面包0.2 mm厚×20 mm寬×75 mm長(zhǎng)的銅皮夾住該圓柱面，用磁力表座夾持百分表并將表頭輕輕指向32 mm的表面找正后夾緊工件）；用45°車刀車端面保證總長(zhǎng)120+0.18-0.18 mm；粗精車240-0.023 mm外圓至要求，長(zhǎng)度為200-0.1 mm；倒角C1。

3.7 卸下工件并檢驗(yàn)

完成精車工件后，卸下工件，按圖樣要求逐項(xiàng)測(cè)量是否符合精度要求。

綜上所述，軸類工件加工遵循的原則有：先粗后精；先端面，再外圓（有內(nèi)孔時(shí)先內(nèi)孔再外圓），再溝槽、最后螺紋；為了防止剛度下降先加工直徑大的外圓，再加工直徑小的外圓；精基準(zhǔn)裝夾要利用已加工面找正；保證精度高的尺寸特別是有形位公差要求的尺寸；較長(zhǎng)的工件要采用一夾一頂裝夾或兩頂尖裝夾等規(guī)律。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王公安.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2011.endprint