如何提高孔车削加工的质量

秦维刚

【摘要】随着现代制造技术的发展，机械技术应用越来越普遍，数控车床已成为各机械制造厂家的重要生产设备，在生产中发挥着不可替代的作用。轴套类零件在生产实际中非常普遍，而孔的车削加工因为其特殊的形状限制造成了排屑、冷却困难、刀杆强度低、工件表面粗糙度差等问题。本文以孔类零件数控车削加工过程中容易出现的问题为出发点，合理提出相应解决方案。

【关键词】数控加工 轴套类零件 刀杆 表面粗糙度

一、轴套类零件在实际生活中的应用

机械加工轴套类零件可以说已经渗入到我们生活中的方方面面，不管是我们乘坐的飞机、高铁、汽车还是家庭使用的空调、电扇等等都可以找出轴套类零件的身影。轴套类零件在机械中的作用主要是导正、限位、止转及定位，如导柱用的导套、齿轮轴上的轴套、带键槽的轴套等。

二、孔类零件加工的特点

1、刀具限制：刀杆受孔径的限制，直径小，长度大，造成刚性差，强度低，切削时易产生振动、波纹、锥度，而影响孔的直线度和表面粗糙度。

2、排屑不畅：切屑排除困难，铁屑容易产生堵塞，造成刀具损坏，刮伤工件表面等。

3、冷却效果差：冷却润滑液在没有采用特殊装置的情况下，难于输入到切削区，使刀具耐用度降低。另外加工过程中如果不能及时冷却造成工件温度升高，工件产生变形等。

4、不易观察：在深孔的加工过程中，不能直接观察刀具切削情况，只能凭工作经验听切削时的声音、看切屑、手摸振动与工件温度、观仪表（油压表和电表），来判断切削过程是否正常。

5、不易测量：常规量具无法检测孔径的准确值，对孔径的锥度、圆度都没有办法进行检测。

三、提高孔加工质量的解决手段

1、如何解决刀杆刚性问题

首先在选择孔加工刀具时应尽可能选择较大直径的内孔刀杆，根据现行刀具（CCMT型）制作标准：?10内孔刀杆最小加工直径为?12;?12内孔刀杆最小加工直径为?16;?14内孔刀杆最小加工直径为?18;?16内孔刀杆最小加工直径为?20;?20内孔刀杆最小加工直径为?25;其次刀杆伸出长度应尽可能短，以增加车刀刀柄刚性，减小切削过程中的振动，此外还可将刀柄上下两个平面做成互相平行，这样就能很方便地根据孔深调节刀柄伸出的长度。刀具伸出长度可按公式：

ΔL =L+（2～5）

ΔL表示刀具伸出长度;

L表示内孔需要加工的长度。

常规刀具安装使用2-3颗刀架螺钉压紧，由于内孔刀具上表面较窄，容易压坏刀具表面，另外由于压紧方式为2-3点固定，刀杆安装强度较差。所以在刀具的装夹上可以使用专用的内孔刀座刀套如图一，内孔刀座对刀杆进行包裹式的压紧，使刀杆大部分面积都承受加工中的冲击和震动，既提高刀具的刚性有保护刀杆不被压伤。

2、如何解决排屑不畅

为了提高刀杆的刚性，我们选择刀具时选择了较大直径的内孔刀杆。由于孔径小，刀杆大，这样就减少了孔内部的空间，容易造成铁屑无法排除。解决排屑问题主要是控制切屑流出方向。精车孔时要求切屑流向待加工表面（前排屑），为此，采用正刃倾角的内孔车刀。加工盲刀时，应采用负的刃倾角，使切屑从孔口排出。条件准许的情况下应增加刀具内（或外）排屑裝置。

3、如何解决冷却效果差

由于孔加工时孔内空间较小，冷却液无法充分到达主切削刃的位置，容易造成加工温度过高，刀具耐用度下降、工件变形等。常用解决手段为增大冷却液压力，增加冷却液出水口数量，选择内冷刀具等。

另外，对于加工中小孔径时可以选择使用风冷的方式。特别是加工通孔时使用风冷既能很好的处理冷却问题，还能处理排屑困难的问题。

4、如何解决不易测量

在企业生产中内孔检测量具一般使用标准光面塞规或者两点式内测百分尺。两种检测手段均有较大的缺点，其中光面塞规是做成最大极限尺寸和最小极限尺寸两种。它的最小极限尺寸一端叫做通端，最大极限尺寸一端叫做止端，常用塞规的两头各有一个圆柱体，长圆柱体一端为通端，短圆柱体一端为止端。检查工件时，合格的工件应当能通过通端而不能通过止端。优点是可以检测较深的孔径，准确，方便快捷;缺点是只有通、止端，无法读出准确数值，适用范围小。两点式内测百分尺和普通外径千分尺类似，常用规格有5-30，25-50，50-75，75-100等。此类量具适用范围广，使用简单快捷方便。缺点是由于此类量具结构上的缺陷，测量精度不高，无法检测较深的孔径。为了提高内孔的检测精度同时有保证方便快捷，可以选择三点式内径千分尺，此类量具均配有加长杆可以检测较深孔径，使用方法简单，测量精度也很高。

5、如何提高表面质量

工件获得较好表面质量均为精加工以后。在使用同样材质的刀杆、机床、参数的情况，我们还可以改变刀片的形状减小加工过程的震动、排屑等问题。如使用DCMT、TCMT形刀片，其刀尖角度较大，较小副切削刃面积，可以有效的提高刀杆的抗震性，同时由于刀尖与刀杆有较大空隙，增加了铁屑排出的空间，可以有效降低铁屑刮伤工件表面的几率。

五、注意事项

1. 在选择刀杆直径尽可能大的同时需保证刀具下表面不能与工件内孔发生干涉;

2. 加工盲孔时应尽量避免带状铁屑的产生，如果产生带状铁屑应及时调整切削参数。

3. 为了获得稳定的精度，粗加工以后的各个部位余量尽可能保持一致;

4. 为了获得较为一致的表面粗糙度时，应保证各部位加工时线速度一致，可以使用恒线速加工方式

参考文献：

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