浅谈轴类工件的车削方法

浅谈轴类工件的车削方法

崔先虎

（荆州技师学院，434020）

摘要：轴是机器中最常用的零件之一，一般由外圆柱面、端面、台阶、倒角、过渡圆角、沟槽和中心孔等结构要素构成，。车削轴类工件时，除了保证图样上标注的尺寸和表面粗糙度要求外，一般还应达到一定的形状公差和位置精度要求。本文介绍了轴类工件的一般车削方法，以期能起到帮助的作用。

关键词：轴类工件；车削方法

一、轴类工件精车车刀的选用原则

车削轴类工作一般可分为粗车和精车两个阶段。粗车的作用是提高劳动生产率，尽快将毛坯上的余量车去；而精车的作用是使工件达到规定的技术要求。粗车和精车的目的不同，对所用车刀的要求也存在较大差别。

粗车刀必须适应粗车时吃刀深和进给快的特点，主要要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量。工件精车后需要达到图样要求的尺寸精度和较小的表面粗糙度，并且车去的余量较少，因此要求车刀锋利，切削刃平直光洁，必要时还可磨出修光刃。所以精车时必须使切屑排向工件的待加工表面。

精车刀几何参数选择的一般原则是：

1）为了减小工件表面粗糙度值，应取较小的副偏角kr′或在副切削刃上磨出修光刃。一般修光刃的长度bε′=（1.2~1.5）f。

2）前角γ0一般应大些，以使车刀锋利，车削轻快。

3）后角a0也应大些，以减少车刀和工件之间的摩擦。精车时对车刀强度的要求不高，允许取较大的后角。

4）为了使切屑排向工件的待加工表面，应选用正值的刃倾角（一般取λs=3°~8°）。

4）为了使切屑排向工件的待加工表面，应选用正值的刃倾角（一般取λs=3°~8°）。

5）精车塑性金属时，为保证排屑顺利，前面应磨出相应宽度的断屑槽。

二、轴类工件车削时的装夹方法

车削时，工件必须在车床夹具中定位并夹紧，工件装夹得是否正确可靠，将直接影响加工质量和生产率，应得到重视。根据轴类工件的形状、大小、加工精度和数量的不同，常用以下几种装夹方法。

1．三爪自定心卡盘装夹

三爪卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，工件装夹后一般不需要找正。但是，在装夹较长的工件时，工件离卡盘较远处的旋转轴线不一定与车床主轴的旋转轴线重合，这时就必须找正。当三爪自定心卡盘使用时间较长导致其精度下降，而工件的加工精度要求较高时，也需要对工件进行找正。

三爪自定心卡盘装夹工件方便、迅速，但夹紧力较小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。

2．四爪单动卡盘装夹

四爪单动卡盘有四个各不相关的卡爪，每个卡爪背面有一半瓣内螺纹与夹紧螺杆啮合，四个夹紧螺杆的外端有方孔，用来安装插卡盘扳手的方榫。用扳手转动某一夹紧螺杆时跟其啮合的卡爪就能单独移动，以适应工件大小的需要。

由于四爪单动卡盘的四个爪各自独立运动，装夹时不能自动定心，必须使工件加工部位的旋转轴线与车床主轴旋转轴线重合后才可车削。四爪单动卡盘的找正比较费时，但夹紧力比三爪自定心卡盘大，因此适用于装夹大型或形状不规则的工件。

3．一夹一顶装夹

车削一般轴类工件，尤其是较重的工件时，可将工件一端用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘夹紧，另一端用后顶尖支顶。这种装夹方法称为一夹一顶装夹。为了防止由于进给力的作用而使工件产生轴向移动，可以在主轴前端锥孔内安装一限位支撑，也可以利用工件的台阶进行限位，。用这种方法装夹安全可靠，能承受较大的进给力，因此应用广泛。

4．两顶尖装夹

对于较长的工件或必须经过多次装夹才能加工好的工件（如长轴、长丝杠等），以及工序较多，在车削后还要铣削或磨削的工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用车床的前后顶尖（即两顶尖）装夹。其装夹形式是件由前顶尖和后顶尖定位，用鸡心夹头夹紧并带动工件同步运动。采用两顶尖装夹工件的优点是装夹方便，不需找正，装夹精度高；但比一夹一顶的刚性低，影响了切削用量的提高。

三、轴类车削表面质量的提高方法

轴类工件在车削中，若发现工件的表面粗糙度达不到技术要求，应观察表面粗糙度值大的现象，找出影响表面粗糙度的主要原因，提出解决办法。常见的表面粗糙度值大的现象可采取以下措施。

1．减小残留面积高度

1）减小主偏角和副偏角。一般情况下，减小副偏角对减少表面粗糙度效果较明显。但减小主偏角会使背向力Fp增大，若工艺系统刚性差，会引起振动。

2．避免工件表面产生毛刺

3．避免磨损亮斑

工件在车削时，已加工表面出现亮斑或亮点，切削时有噪声，说明车刀已严重磨损。

磨钝的切削刃将工件表面挤压出亮痕，使表面粗糙度值变大，这时应及时更换或重新刃磨车刀。

4．防止切屑拉毛已加工表面

被切屑拉毛的工件表面一般是不规则的很浅的痕迹，如图2—26c所示。这时应选用正值刃倾角的车刀，使切屑流向工件待加工表面，并采取卷屑或断屑措施。

5．防止和减少振纹

切削时产生的振纹会使工件表面出现周期性的横向或纵向振纹，防止和消除振纹可先调整车床主轴间隙，使间隙小于0.04mm，并使移动平稳轻便。然后再考虑合理选用刀具几何参数，经常保持切削刃的光洁和锋利。增加刀具的装夹刚度。最后再从增加工件装夹刚度方面来加强，例如装夹时不宜悬伸太长，细长轴应采用中心架或跟刀架支撑。对于切削用量，可选用较小的背吃刀量和进给量，改变切削速度。心要时可合理选用切削液，保证充分冷却润滑。

参考文献

[1]劳动和社会保障部教材办公室组织编写，《车工工艺与技能训练》，中国劳动和社会保障出版社，2009

作者简介：崔先虎，男，荆州技师学院模钳专业主任，高级实习指导教师，研究方向：机械加工制造。