薛 勤

（蘇州市五二六廠技工學(xué)校，江蘇 蘇州 215000）

車工是機(jī)械行業(yè)中的重要工種，對(duì)提高機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源、降低消耗，起著重要的作用。車床零件加工又是千變?nèi)f化，在零件加工前進(jìn)行工藝分析十分必要的，由于各種零件的材料、結(jié)構(gòu)、精度、粗糙度、熱處理及生產(chǎn)綱領(lǐng)的不同，如何通過(guò)合理地?cái)M訂車削工藝，來(lái)滿足整個(gè)零件的工藝路線，及分析零件各個(gè)車削工序之間的關(guān)系，從而制訂最合理的工藝規(guī)程及各個(gè)車削順序，這對(duì)于零件的車削質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著及其重要影響。

1 對(duì)零件圖的分析

在對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析之前，首先應(yīng)該檢查零件圖紙上是否具備齊全的數(shù)據(jù)，如尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和加工零件所使用的材料，其他技術(shù)的要求（如熱處理的種類、硬度等），同時(shí)根據(jù)這些數(shù)據(jù)和條件對(duì)零件的構(gòu)造進(jìn)行初步分析，主要有以下4點(diǎn)：①零件的構(gòu)造在加工時(shí)會(huì)不會(huì)發(fā)生車削困難，例如，薄壁構(gòu)造零件加工時(shí)的變形問(wèn)題；于零件的構(gòu)造是否限制采用高的切削用量，能否采用高生產(chǎn)率的切削方法；③在保證規(guī)定尺寸的公差和加工粗糙度方面，有無(wú)工藝上的困難，是否需要另行增加工序，以保證所要求的粗糙度的規(guī)定的尺寸；④允許的幾何形狀偏差有無(wú)足夠的根據(jù)達(dá)到。

2 車削工序的工藝分析

對(duì)零件的分析，有時(shí)不能光局限于零件圖的分析，還需要了解其功能和工作條件及其在組合件中的作用，主要有以下5點(diǎn)：①車削工序在整個(gè)工藝過(guò)程中是否屬于關(guān)鍵工序，應(yīng)采取什么措施；于結(jié)合生產(chǎn)的類型、零件的質(zhì)量和生產(chǎn)率，分析工序的集中與分散，工序的數(shù)目與次序是否合理，如何來(lái)提高生產(chǎn)率；③工序中各加工步驟的內(nèi)容和秩序、車削余量、尺寸公差和表面加工的粗糙度是否合理；④工序中基準(zhǔn)的選擇及定位、夾緊力、校正和測(cè)量的方法是否合理；⑤工序能否保證零件精度和技術(shù)條件的要求，能否在保證零件質(zhì)量前提的條件下，來(lái)提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。

3 以實(shí)例進(jìn)行具體分析

3.1 實(shí)例一：薄壁件的加工

車削薄壁工件的主要問(wèn)題是剛度低易變形，要解決的是如何提高剛性和防止變形或減少變形這個(gè)問(wèn)題。因此首先要根據(jù)薄壁零件加工的特點(diǎn)來(lái)找出產(chǎn)生變形的主要原因，有針對(duì)性地防止和減少薄壁工件變形的方法。是由于切削力和夾緊力的因素造成的，而夾緊力有三個(gè)要素（方向、大小、作用點(diǎn)）解決也從這個(gè)三個(gè)方面考慮：

（1）夾緊力作用方向應(yīng)不破壞工件定位的準(zhǔn)確性，在夾緊力的作用下，工作不應(yīng)離開定位面，且最好使用工件對(duì)各個(gè)定位面都有一定的壓力。

（2）夾緊力方向選擇盡可能使所需要夾緊力減小，這樣工件變形也減小。

（3）作用點(diǎn)應(yīng)在工件剛性好的部位，盡量靠近加工面，以免產(chǎn)生振動(dòng)。減少切削熱可先合理選擇切削用量；其次是合理選擇刀具幾何角度，合理選擇刀具材料和冷卻液等。在裝夾方面要改善夾緊力的大小和增大裝夾接觸面積（采用開縫套）或改變夾緊力對(duì)零件的作用，最重要的是采用軸向夾緊或增加工藝?yán)叩姆椒▉?lái)減少變形。

圖1 薄壁零件

圖1是筆者在開發(fā)新品中的一個(gè)薄壁零件，為了完成這一任務(wù)，根據(jù)對(duì)薄壁件的加工特點(diǎn)，筆者自制了一套簡(jiǎn)便的加工工藝，并設(shè)計(jì)了一套相應(yīng)的工裝。零件的材料牌號(hào)是OGr18Ni9，該不銹鋼材料特性是冷硬性強(qiáng)、導(dǎo)熱性差、塑性大，在切削時(shí)生產(chǎn)的高溫易產(chǎn)生積屑瘤，造成切削變形大，針對(duì)以上問(wèn)題，筆者采取了以下措施：

（1）參數(shù)選擇，如表1所示。

表1 切削參數(shù)的選擇

（2）增加輔助支承面，自制工裝如圖2所示。

圖2 自制工裝

把粗車好的零件旋在工裝上，貼緊輔助支承面。精車內(nèi)孔∮34（+0.02/0）至圖要求（5mm長(zhǎng)車一段M33X1內(nèi)螺紋）增加施工塞裝入∮34（+0.02/0）內(nèi)孔，然后精車各級(jí)尺寸至要求（提高剛度），低槽精車時(shí)，使用月槽形消振精割車刀，該車刀為達(dá)到槽底尺寸精度和消振要求，前刀面磨成月牙形，前角約為12°，減少削力，刃傾角3～5°，增加刀具強(qiáng)度以利于切削流暢，后角10°左右，減少車刀與工件的摩擦。

（3）夾緊力的作用點(diǎn)選擇。調(diào)頭精車是此工件裝夾最困難的問(wèn)題，通過(guò)分析，如要改善夾緊力作用點(diǎn)來(lái)減少薄壁件的變形，第一要用∮34（+0.02/0）內(nèi)孔施工塞；第二選擇扇形面較大的軟三爪∮37外圖；第三在槽端內(nèi)也要增加施工圖，來(lái)增加剛性及防止端面0.8厚產(chǎn)生盤子形。

3.2 實(shí)例二：普通車床加工高精度零件微米進(jìn)刀法

車削軸類零件加工步驟選擇的原則：

當(dāng)零件和車刀裝夾好后，切削用量已選定，接下來(lái)就要進(jìn)行車削。應(yīng)該從哪一端開始車削，這是一個(gè)很重要的工作。如果車削步驟選得不對(duì)會(huì)產(chǎn)生廢品。

為了便于正確選擇軸類零件的車削步驟，選擇加工原則并加以分析。

零件根據(jù)數(shù)量和精度要求的不同，機(jī)床條件的差異，可以有兩種不同的加工原則：即工序集中原則和工序分散原則。工序集中原則是把第一個(gè)零件全部車好后，再車第二、三……個(gè)零件。工序分散原則是先車好全部零件的一個(gè)表面，然后再車全部零件的第二、三……個(gè)表面。

大體說(shuō)來(lái)，當(dāng)零件的批量較小或只有幾個(gè)，加工表面相互位置精度要求較高，或者是重型零件，而車床的精度和萬(wàn)能性又比較高時(shí)，應(yīng)采用工序集中原則。反之，應(yīng)采用工序分散原則。

車削零件時(shí)，一般總是分粗車、半精車和精車三個(gè)階段。一般的規(guī)則是：一開始就進(jìn)行零件各個(gè)表面粗車，只有在全部表面進(jìn)行粗車之后，才進(jìn)行半精車和精車。那么為什么要這樣做呢？理由如下：

（1）在粗車時(shí)，由于吃刀深度和走刀量較大，所產(chǎn)生的切削力也很大，因此必須把工件夾緊。但這樣會(huì)使零件表面夾毛或變形。

（2）粗車時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，易影響零件的尺寸精度。把粗車和精車分開后，使零件在精車之前有冷卻的機(jī)會(huì)。

（3）在任何的毛坯，都有內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)表面車去一層金屬后，內(nèi)應(yīng)力將重新分布而使零件發(fā)生變形。粗車使，零件變形很大。如果把某一精度要求很高的表面，一開始就車到精度要求，那么這個(gè)表面將由于車削其他表面而引起的內(nèi)應(yīng)力重新分布而失去原有的精度。雖然精車時(shí)也要車去金屬，但由于切屑很薄，內(nèi)應(yīng)力所引起零件變形很小。

（4）可以合理確定機(jī)床。例如：粗車可以在精度低、動(dòng)力大的機(jī)床上進(jìn)行。

（5）由于精車放在最后，可以避免光潔的表面在多次裝夾中碰傷而造成退修、浪費(fèi)工時(shí)。

（6）粗車可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷。

上面所說(shuō)的，都說(shuō)明車削零件時(shí)粗車、精車應(yīng)該分開。但是，也不是說(shuō)每個(gè)零件都是這樣做。例如，車削大型而精度要求又不高的零件，由于安裝困難就不必這樣做了。

對(duì)于精度要求高的零件，為了消除內(nèi)應(yīng)力，改善零件的機(jī)械性能，在粗車以后還要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)后正火處理，這時(shí)粗車后應(yīng)留1.5～2mm的余量。

在車削短小零件時(shí)，一般先把端面車一刀，這樣便于決定長(zhǎng)度上的尺寸。而對(duì)于鑄鐵件來(lái)說(shuō)，最好先倒一個(gè)角，因?yàn)殍T鐵的外皮很硬，并有型砂，易磨損車刀。倒角以后，在精車時(shí)，刀尖不會(huì)再遇到外皮和型砂了。

在兩頂針間車削軸類零件，一般至少要三次安裝，即粗車一端，調(diào)頭再粗車和精車另一端，最后精車原來(lái)一端。

如果零件除了車削以外，還要經(jīng)過(guò)磨削，那么在粗車和半精車以后不在精車了。但是在半精車后必須留有磨削余量。

車削階臺(tái)軸時(shí)，一般是先車直徑較大的一端，這樣可以保證軸在車削過(guò)程中的剛度。

在軸上切槽時(shí)，一般是在在粗車和半精車以后，精車之前，但必須注意槽的深度。例如，槽的深度是2mm，精車之前的余量為0.6mm，那么在精車之前切槽時(shí)，槽的深度為2＋0.6÷2=2.3mm。

如果零件的剛性較好，或者精度要求不太高，也可以精車之后切槽，這樣槽的深度就容易控制。

軸上的螺紋一般是放在半精車以后車削的，等待螺紋車好后，再精車各級(jí)外圓。因?yàn)檐嚶菁y時(shí)，容易使軸彎曲。如果各級(jí)軸的同心度要求不高，或軸的剛性不太好，那么螺紋可以放在最后車削。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述選擇車削步驟的原則，是筆者多年車工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，可以作為在選擇車削步驟時(shí)的一個(gè)依據(jù)，但不能生搬硬套，主要還是根據(jù)實(shí)際情況靈活應(yīng)用。

［1］ 勞動(dòng)人事部培訓(xùn)就業(yè)局編.車工生產(chǎn)實(shí)習(xí)［M］.北京：勞動(dòng)人事出版社，1985.

［2］ 荊宏智.機(jī)械制造工藝學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

［3］ 胡國(guó)強(qiáng).機(jī)械加工高招與訣竅［M］.蘇州：蘇州市勞動(dòng)和社會(huì)保障局，2005.