车削技术改进方法在小型轴类零件加工中的应用

杨明

摘 要：伴随着社会经济的快速发展，机械生产也得到了很大进步。小型轴类机械零件车削技术得到了很大改进，文章主要针对这些技术改进措施进行了分析和阐述，希望能够提高零部件的质量，同时也能够提升生产效率。

关键词：机械零件；车削技术；装夹方式；改进措施

1 小型轴类零件车削的最大外圆尺寸15mm

小型轴类零件的直径通常情况下最大尺寸为15mm，可以选择使用18mm的钢条，开始切削的时候应该选择小于78mm的段，可以采用一次走刀的方式来完成，可以选择使用半精车，主要是因为开始加工的时候对零件表面的精度要求比较低，但是也应该小心谨慎。

最常采用的装夹方式就是“一夹一顶”了。为了能够控制好车削设备轴向的位移，就应该在坯料的一端安装一个限位台阶，选择比较窄的直头的，合金车刀进行车削。但是这样做会导致车削的过程中增加了一个步骤，而且由于9mm的外圆长度为7mm，车削15mm外圆的刀片距离端面应该超过3mm，这样能够防止车刀碰到端面。所以车削15mm的外圆总长度应该超过69mm，也就是说端面的外圆应该小于4mm。这就要求安装控制主轴位移的台阶应该控制在4mm范围内。此外，因为在车削15mm外圆的是，轴向尺寸69mm是由刻度盘开控制的。在车削的时候，如果来不及停掉车刀，那么就会撞到端面上。而且每个零件在生产之前都必须进行一次对刀，降低了生产效率。

改进方法时利用“一夹一顶”台阶限位原理，可用一副三爪，将其内部从端面起往里镗一长为4mm的限位台阶，使其成为加工15外圆的一副专用三爪，装夹时直接将坯料一端顶在台阶端面上，同样实现“一夹一顶”车削；在导轨上车刀离卡爪端面约3mm的位置固定一死挡铁，用于控制轴向尺寸69mm。经过改进，免去在工件上车限位台阶这一工步，利用卡爪内限位台阶装夹，装夹方便，既快又準；死挡铁的位置一经调整好并固定，将中拖板的刻度调整好控制15mm外圆尺寸精度，即可自动走刀放心车削，当车削至离卡爪端面约3mm位置时，大拖板立即被死挡铁挡住，这时立即停走刀并迅速退回大拖板到起始位置，即可停车卸下工件，15mm外圆的加工便简单快捷完成。在这里，死挡铁很好地控制69mm长度，每次车削，不需端面对刀，使车削变得放心安全，消除了潜在的危险因素。

2 车削9mm外圆

在常用的方法中，由于工件总长留有2mm余量，故根据一般工步应先车端面，再车9mm外圆。车端面时可车去0.5mm左右的余量，最多不能超过1mm，这样每车削一个零件就必须进行一次端面对刀，将车削余量最好控制在0.5mm左右。下一个工步车削9mm外圆，控制其长度在6.5mm左右，同理必须先进行端面对刀，然后利用大拖板刻度盘来控制。

在这道工序中，由于每次装夹工件的轴向位置点不确定，因此车去的长度余量及声9外圆的长度均不能很好地保证，易出废品，且增加了中间工序检测时间，耗工耗时。改进时可考虑控制轴向尺寸，使轴向装夹点在一固定点上。利用轴向台阶限位原理，可以自制与主轴锥孔配合的锥柄，在锥柄的大端面钻一个10的孔，孔内可插入一根一端钻有小孔的光轴（有孔的一端在外），然后一起塞入主轴锥孔内，这样就制成了一个轴向限位销。光轴长度依据被加工零件伸出卡爪的长度而定。装夹工件时，只需注意把工件端面紧贴限位销端面，夹紧即可，这样工件装夹点的轴向位置就被固定。车削端面时调整好车刀位置，将大拖板固定好，即可放心车掉端面长度余量。车9外圆时，利用死挡铁控制好轴向长度，再调整好中拖板刻度，一次走刀完成轴向及径向的尺寸要求，勿需对每一个工件逐一对刀测量，大大缩短了操作时间。

通过上面的加工过程，可以使用轴向限位销减少加工工序，而且还能够减少装夹的次数，进而能够提高零件的尺寸精度，能够减少生产时间，同时也提高了安全生产的可靠性。在车削的工程中应该对要生产的产品进行测量，了解产品生产的尺寸要求。每一步都应该保证操作的准确性，尽量实现一个加工工序就能够实现两个尺寸的生产。在大批量生产零件时，由于零件本身的体积比较小，车削的走刀时间比较短等情况，可以使用轴向限位销来克服生产中的这些繁琐工序，而且能够保证产品的精度，减少了操作人员的工作量。

一般来说，我们可以使用方头的合金车刀，把刀加工成呈45°的梯形凹槽。在下一个工序中可以使用15°的车刀，而且使用轴向限位销的庄家方式，外圆端可以固定，夹住15°外圆的一段，然后顶住外圆端面的中心位置，进行车削。不过45°的凹槽比较深而且很宽，为了能够进一步提高排屑的效率，车刀就必须磨出30°的前角，这样就容易造成刀刃容易崩断，而且耐磨程度也大大降低了，由于合金车刀的硬度比较大，所以想要磨出最佳的角度，是一个十分消耗时间的工作。由于零件的外圆比较小，所以中心孔就不能打太大，使用顶尖支顶，摩擦力比较小，装夹也不是十分牢靠。在车削的适合，由于三个刀刃同时受力，就会使得切削的力过大，导致工件被震坏。

为了能够进一步提高切削的效果，通常可以采取以下两种方法。

（1）用钢制车刀来替代合金车刀，由于合金车刀存在着硬度大，所以脆性就强，抗震能力也比较弱。钢制车刀的强度高，抗震性能好，而且刀刃不容易出现崩裂，磨刀也比较容易，在切削的时候比较省力。可以选择25×25×200的钢条，不过钢制车刀在高温作用下会影响车削的成果，所以在使用的过程中应该浇筑冷却液。在车削的过程中主轴的转速一般保持在每分钟五百转左右，才能够防止积屑情况的产生。

（2）为了很好地处理15°倒角的问题，可以把倒角和45°梯形槽放在一起作为一道工序来生产。同时也可以再中拖板的后面安装一个刀架，在车削的过程中，当45°梯形槽倒退的时候可以把15°倒角向前移动。这种方法就是把两道工序通过一个步骤完成，减少了工序，节省了时间，提高了工作效率，产品质量也可以满足相关要求。

3 装夹方式改进

装夹方式直接关系到车削产品的效果，所以要根据实际需求对装夹方式进行改进，通常来说可以把装夹的顶尖工件改进为支顶工件，然后钻一个外圈为9的孔，这样才能够提高支顶的可靠性。

4 对工件9mm端面的车削及倒角

在对工件九毫米端面进行车削的时候，由于端面上的硬质合金具有脆性，这就使得刀刃到中心的部分特别容易断裂，所以可以改用钢制刀具。对于45°倒角刀，主要是由两个主刀组成的，可以使用16×16×150的钢制刀条。

针对端面的两个刀刃，可以根据要生产的工件的外圆直径来确定两个刀刃的相对位置，在车削的过程中，可以使一个刀刃刀尖的方向向中心方向，另一个刀刃可以呈倒角的形式进行车削。由于钢制刀条的面积比较大，散热性好，可以选择使用每分钟630转进行车削，端面的余量会减少到1毫米左右，切削的热度上升比较满，不容易损坏刀刃，所以在车削的过程中可以不使用冷却剂，不过由于钢制刀刃的刃口比较钝，应该经常进行磨刀，保证切削快速。

5 结束语

文章针对小型轴类机械零件车削改进技术进行了分析，通过上述的改进措施能够进一步提升产品的质量，而且企业的生产效率也得到了很大提高。为了提高车削的精确率，应该通过对各个方位上尺寸的控制，减少误差，同时通过合理的装夹方式，对切削刀刃的改进，能够化繁为简，提升生产效率。

参考文献

[1]刘守勇.机械制造工艺与机床夹具[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]鲁昌国，黄宏伟.机械制造技术[M].大连：大连理工大学出版社，2007.