CN102744423A - 淬火钢长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种淬火钢细长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺，这种工艺方法采用数控车床车削加工，根据工件不同的硬度范围采用陶瓷刀具或PCBN刀具。本发明工艺方法加工的工件的外圆表面粗糙度可达Ra0.8mm,圆柱度控制在0.02mm以内，螺纹滚道的导程精度达到P7级，圆柱度在0.02mm以内。并且本发明工艺方法只需通过车床一步加工，取消了现有技术中的粗磨工序，并且加工时，无需添加切削液。加工效率大大提高，设备投资减少，无需冷却液，属于高效环保的绿色切削工艺。

Description

淬火钢长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺

技术领域

本发明涉及长轴加工技术领域范畴，特别涉及一种淬火钢长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺。

背景技术

现有技术对淬火钢细长轴类（长径比>25）零件的外圆及螺纹滚道的加工精度都不高。而且还需要粗磨程序，加工效率比较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术中的技术缺陷而提出的一种淬火钢长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺。这种加工工艺通过对加工工件状态控制，根据工件状态选择刀具、数控车床，并对刀片的速度进行优化选择。从而实现对淬火钢长轴外圆及螺纹较高精度的加工，并且取消了粗磨程序，提高了加工效率。

本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种淬火钢细长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺，所述工艺的步骤为：

（1）准备工作

1）检测数控车床的主轴与尾座的直线度、同轴度，主轴卡盘的装夹精度、Z轴的快移速度符合机床出厂要求； 

2）用偏摆仪、百分表测量数控车床丝杆螺纹段三个以上点的径向跳动值，径向跳动值不要超过0.07mm,如果超出，则需校直在此范围内；

3）检测工件硬度梯度在HRc3以内；

（2）机床调整

1）检查机床各油箱的储油情况，并及时添加主轴油；

2）机床开机,返回参考点；

3）安装活顶尖；

4）固定跟刀架，装夹一根试棒，用来确定跟刀架的径向位置，要求跟刀架轴向尽量靠近四方刀架；

5）安装刀具：

a,安装刀片：将刀片安装到对应的螺旋升角的刀体上，要求刀片后方要紧贴刀体，拧紧螺钉时用力要均匀，避免用力过大把刀片压断；

b,用高度尺测量顶尖中心的高度，并对比刀尖高度调整刀体垫块的厚度，要求刀尖高于顶尖中心0.20-0.40mm；

c,用垫块调整刀体与四方刀架平行，刀尖应退后于跟刀架铸铁头中心2-5mm；

(3)装卡工件

1）将工件用三爪卡盘卡紧，尾座锁紧；

2）检查跟刀架是否与三爪卡盘干涉,旋转刀架是否与尾座干涉,并做相应调整；

3）用百分表检测丝杠靠近主轴段径向跳动值是否在0.05以内,并进行调整；

（4）对刀

用手动方式操作机床，在丝杠螺纹中间段螺纹痕迹处对刀确定Z轴的坐标，通过道纸观察刀尖与丝杠外圆的间隙最小，并测量丝杠螺纹外圆，来确定X轴坐标。

（5）夹紧跟刀架

低速转动主轴，按照对称方向拧紧各跟刀架，铸铁头与丝杠外圆接触面达60%以上；

（6）启动程序

1）编辑数控车床菜单调程序；

2）启动程序，确认走刀与原有螺纹重合后，进行连续走刀；

3）及时停车清理堆积的切屑，并根据测量的中径值调整跟刀架松紧；

（7）卸工件

1）跟刀架松开，尾座松开；

2）用扳手将卡盘松开；

3）用手套取走工件。

所述数控车床采用铸铁或胶木作为夹紧块，并且夹紧块的弧度要和工件外圆一致。

当工件硬度在HRC55-52的，所述刀具选用陶瓷刀片，在HRC56-65的，所述刀具选用PCBN刀片，所述刀片的形状根据加工工件类型为圆形刀片或菱形刀片。

加工时，PCBN刀片的速度优选80-150m/min。

由于采用了如上的技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下特点：加工精度明显提升：加工后外圆表面粗糙度可达Ra0.8μm，圆柱度控制在0.02mm以内，螺纹滚道的导程精度达到P7级或以下，圆柱度控制在0.02mm。并且取消了粗磨工序，加工效率提高了5倍以上，设备投资减少70%，无需冷却也，属于高效环保的绿色切削工艺。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

本工艺方法的主要技术要点如下：1.工件状态控制：工件硬度在HRc52-65,切削层的轴向及径向硬度梯度在HRc3以内，工件径向跳动控制在0.05mm/1000mm,圆柱度控制在0.03以内，表面粗糙度在Ra3.2以内；工件两端中心孔与各轴颈的同轴度在0.03以内。2.刀具：根据淬火钢硬度，在HRC55以下的选用陶瓷刀片，在HRC56-65的选用聚晶立方氮化硼（PCBN）刀片。刀片形状根据车削外圆及螺纹的需求选择外圆刀片或菱形刀片。3.数控车床，要求整体刚性好，带跟刀架，Z轴切削速度达到10m/min,。跟刀架采用铸铁或胶木作为夹紧块，需研磨夹紧块的弧度与工件外圆基本一致。4.切削参数的选择：PCBN刀片的最佳线速度是80-150m/min，在机床运转条件运行的情况下应尽量选择较高的线速度，以充分发挥刀具的高速切削优势。但针对国产刀具的材质和磨损特点，当刀尖以整体剥离为主时，表明切削温度太高，影响了刀具粘接剂的正常使用，应降低主轴转速；当刀尖磨损以刃口破损为主时，表明切削抗力太大，应提高主轴转速，提高切削温度降低切削层的硬度。车削外圆时，轴向进给量取0.2mm左右，背吃刀量0.2-0.5mm..车削螺纹时，轴向进给量为导程，背吃刀量为0.2-0.5mm..为了避免车削热导致的热伸长顶弯工件，应适时的放松尾座。车削时不需添加切削液（油），否则会导致工件温度不平衡而伸缩变化不可控。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种淬火钢细长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺，其特征在于，所述工艺的步骤为：

（1）准备工作

1）检测数控车床的主轴与尾座的直线度、同轴度，主轴卡盘的装夹精度、Z轴的快移速度符合机床出厂要求； 

2）用偏摆仪、百分表测量数控车床丝杆螺纹段三个以上点的径向跳动值，径向跳动值不要超过0.07mm,如果超出，则需校直在此范围内；

3）检测工件硬度梯度在HRc3以内；

（2）机床调整

1）检查机床各油箱的储油情况，并及时添加主轴油；

2）机床开机,返回参考点；

3）安装活顶尖；

4）固定跟刀架，装夹一根试棒，用来确定跟刀架的径向位置，要求跟刀架轴向尽量靠近四方刀架；

5）安装刀具：

a,安装刀片：将刀片安装到对应的螺旋升角的刀体上，要求刀片后方要紧贴刀体，拧紧螺钉时用力要均匀，避免用力过大把刀片压断；

b,用高度尺测量顶尖中心的高度，并对比刀尖高度调整刀体垫块的厚度，要求刀尖高于顶尖中心0.20-0.40mm；

c,用垫块调整刀体与四方刀架平行，刀尖应退后于跟刀架铸铁头中心2-5mm；

(3)装卡工件

1）将工件用三爪卡盘卡紧，尾座锁紧；

2）检查跟刀架是否与三爪卡盘干涉,旋转刀架是否与尾座干涉,并做相应调整；

3）用百分表检测丝杠靠近主轴段径向跳动值是否在0.05以内,并进行调整；

（4）对刀

用手动方式操作机床，在丝杠螺纹中间段螺纹痕迹处对刀确定Z轴的坐标，通过道纸观察刀尖与丝杠外圆的间隙最小，并测量丝杠螺纹外圆，来确定X轴坐标；

（5）夹紧跟刀架

低速转动主轴，按照对称方向拧紧各跟刀架，铸铁头与丝杠外圆接触面达60%以上；

（6）启动程序

1）编辑数控车床菜单调程序；

2）启动程序，确认走刀与原有螺纹重合后，进行连续走刀；

3）及时停车清理堆积的切屑，并根据测量的中径值调整跟刀架松紧；

（7）卸工件

1）跟刀架松开，尾座松开；

2）用扳手将卡盘松开；

3）用手套取走工件。

2.如权利要求1所述的淬火钢细长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺，其特征在于，所述数控车床采用铸铁或胶木作为夹紧块，并且夹紧块的弧度要和工件外圆一致。

3.如权利要求1所述的淬火钢细长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺，其特征在于，当工件硬度在HRC55-52的，所述刀具选用陶瓷刀片，在HRC56-65的，所述刀具选用PCBN刀片，所述刀片的形状根据加工工件类型为圆形刀片或菱形刀片。

4.如权利要求2所述的淬火钢细长轴外圆及螺纹硬车削加工工艺，其特征在于，加工时，PCBN刀片的速度优选80-150m/min。