[发明专利]细长杆零件在普通车床上的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种细长杆零件在普通车床上的加工方法，属于机械加工领域。

背景技术

所谓细长杆是指零件的长度L与直径d之比L/d≥25的情况。它与一般的轴类零件相比，存在工件细长、刚性差及受热影响变形较大的特点，这给车削加工带来很大的困难，不容易获得良好的几何形状精度。在普通车床上的常规车削方法是：先将细长杆零件装夹于车床主轴箱的三爪夹盘和尾座的顶尖之间，然后在中心架、跟刀架的配合下采用正向切削法用标准刀具进行车削。由于细长杆零件本身结构的特点以及加工工艺的原因，车削完成的细长杆零件有较大的弯曲变形，为了使零件达到图纸要求的精度，就需要增加校直工序，零件精度要求越高，校直的次数越多。尽管经过了校直工序，有些细长杆零件还是因为不能满足图纸要求而报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种细长杆零件在普通车床上的加工方法，该方法能够保证细长杆零件的尺寸精度和形状精度，从而省去了细长杆零件成品的校直工序，降低加工成本，缩短加工周期。

技术解决方案：

本发明装夹方法：用卡爪定心、夹紧细长杆零件时，在三个卡爪与零件的接触面之间分别垫一个φ4mm-φ6mm的钢丝段，细长杆零件装入卡爪的长度15mm-20mm，钢丝段横向放入卡爪的防滑槽内；

跟刀架采用三个支承爪，调整顺序依次为，后支承爪、上支承爪、下支承爪；

车刀安装位置：粗车时刀尖要高于细长杆零件中心0.4m-0.6mm,精车时，刀尖要低于细长杆零件中心0.1mm-0.2mm；

走刀方向为反向切削；

车刀几何参数：主偏角75°～80°、前角20°～30°、刃倾角3°～5°、主后角10°～15°、副后角2°～3°、前刀面磨R1.5mm～R3mm的断屑槽、刀尖圆弧半径小于0.3mm。

粗加工后热处理：中温时效400℃,保温4小时，随炉冷却；弯曲度若不满足要求，需要增加进行校直工序，之后低温时效200℃-240℃，保温2-3小时，随炉冷却。

进一步：车刀参与切削前，尾座顶尖顶紧力的调整方法：用手捏住转动的尾座顶尖，尾座顶尖即停止转动，而细长杆零件仍然转动；松手后尾座顶尖能随着细长杆零件继续同步转动，尾座顶尖的顶紧力达到这种状态时开始进行切削工序。

本发明通过改进细长杆零件装夹方法、改变车削的走刀方向、改进跟刀架的结构及调整方法、改进刀具的几何参数、刀具的安装位置，加工完成的细长杆零件尺寸精度、形状精度满足图纸要求，省去了成品校直的工序，降低了加工成本，缩短了加工周期，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明示意图；

图3为本发明卡爪上放置钢丝段的局部放大图。

具体实施方式

对比例：

1）细长杆零件装夹方法：

常规的装夹方法，三爪和顶尖将细长杆零件刚性夹紧，所以在车削过程中，细长杆零件由于切削力、切削热及自重的影响而产生的变形无法调整，切削过程中这种变形的不断积累，必然导致细长杆零件产生严重的弯曲变形。

改进的装夹方法，用卡爪5定心、夹紧细长杆零件6时，在三个卡爪5与细长杆零件6的接触面之间分别垫一个φ5mm的钢丝段4。细长杆零件6装入卡爪5的长度15mm-20mm，钢丝段4横向放入卡爪5的防滑槽3内，由于钢丝段4为柔性结构，所以当细长杆零件6在切削状态产生热变形的时候，可以起到方向调节的作用，或在细长杆零件6靠近卡爪5处车一段“缩颈”，也可以实现方向调节的目的。这些措施的实施，可以有效地控制细长杆零件6在车削过程中的变形，从而减小或避免了细长杆零件6的弯曲变形。

2）车削的走刀方向：

常规的走刀方向，为正向切削，即从尾座14向主轴箱1方向的切削，切削产生的轴向分力指向主轴箱1，由于细长杆零件6刚性装夹于三爪夹盘上，无法消除切削产生的轴向分力，这就使细长杆零件受压而产生弯曲变形。

改进的走刀方向，反向切削，即从主轴箱1向尾座14方向的切削，切削产生的轴向分力指向尾座14，此时如果尾座顶尖13的顶紧力合适，将会平衡掉这个轴向分力，从而使细长杆零件6受热伸长后的变形量得以释放，从而避免了细长杆零件6的弯曲变形。

尾座顶尖13顶紧力的调整方法：车刀参与切削前，用手捏住转动的尾座顶尖13，尾座顶尖13即停止转动，而细长杆零件6仍然转动;松手后尾座顶尖13能随着细长杆零件6继续同步转动，尾座顶尖的顶紧力达到这种状态时，就可以使细长杆零件6受热伸长后的变形量随着尾座顶尖13顶紧力的变化而释放。