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辽宁省大连市技师学院
【摘 要】锥形胀杆是换热器生产中重要工具，其加工属于细长杆加工。本文产要介绍在锥形胀杆的车削加工过程中，为使加工达到正常状态，从车削装置，工装夹具，刀具形状，车削用量等几个方面抵触几点改进措施，从而提高工效，保证工件的质量。
【关键词】锥形胀杆 车削装置 工装夹具 刀具形状 车削用量
锥形胀杆属细长锥杆加工。在加工细长锥杆时会出现很多问题：
车削时机床—工件—道具工艺系统的刚性较差，车削时夹不当，很容易因切削力及重力的作用而发生弯曲变形，产生以下问题。
一、工装的控制
在加工前，胀杆的长度比较长，如果使用小拖板来车削椎体是有一定难度的，他的劳动强度比较大，不适合批量生产，由于镶条松紧程度调节不均匀使它的表面粗糙也很那控制，另外小拖板的行程是有限的，它只能车削椎体较短的工件，对于这种较长的锥体胀杆我们采用了跟刀架与靠模装置来进行粗车和精车。
第一，跟刀架结构：跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支撑爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切削时可以蹭加工件的刚性，减少变形。。从跟刀架的设计原理来看，只需要两只支撑爪就可以了，因车刀给工件的切削抗力，使工件贴住在跟刀架的两个支撑爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，在车削时，工件往往因离心力瞬间离开支撑爪，接触支撑爪而产生振动。如果采用三只支撑爪的跟刀支承工件一面由车刀抵住，使工件上下，左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动，从而提高细长锥杆的形状精度和减小表面粗糙度。因此车细长锥杆时一个非常关键的问题是应该应用三个爪跟刀架。
为使跟刀架保持良好的刚性，配备有三只支撑爪（材料为球墨铸铁），使其与工件研磨后紧密贴合。跟刀架支爪与工件表面接触不良，理由间隙，易造成工件中心偏离旋转中心，从而产生多边形。应合理选用跟刀架结构，正确修磨支撑爪弧面，使其与工件良好接触。切削运行时呈滑动配合，使工件保持在切削旋转轴线上。在调整和修磨跟刀架支撑爪后，如接刀不良，使第二次和第一次进给的径向尺寸不一致，引起工件全长上出现与支撑爪宽度一致的周期性直径变化，在切削中出现轻度竹节形。因此在调整跟刀架上支撑爪的压力时要特别注意支撑爪在加工过程中磨损以后要及时进行调整，使用支撑爪与工件保持良好接触。从而进行粗车加工与精加工
第二，靠模装置：底板固定在车床床身上，其上面有锥度靠板，即导轨。导轨可以旋转到与工件中心线成a的角度，滑块可以沿导轨滑动。滑块与中拖板是相连的，为使中拖板能自由滑动，必须将中拖板丝杠抽调。为便于吃刀，可将小拖板旋转90°，当大拖板作纵向自动走刀时，滑块就沿着导轨滑动，而滑块与中拖板和刀架是相连的，所以车刀就平行于导轨移动，这样就车出圆锥表面，以实现精车加工。
二、刀具几何形状
选择合理的刀具几何角度也是非常重要的，因为刀具几何角度直接影响到刀具的切削性能，根据多年的加工经验发现，刀具切削部分的几何形状，一般应从前角，后角方面的选择可以考虑。在选择前角时，要考虑卷屑槽型，有无倒棱和刃倾角的正，负角度大小等因素，因为前角γo直接影响刀具的强度，导热性及耐用度。从切削热的产生和散热方面考虑，增大前角可以减小切削热的产生，切削热度不至于太高，刀具耐用度提高，但前角过大，则因刀头散热体积减小，散热差，切削温度反而升高，耐用度降低。减小前角可改善刀头散热条件，切削温度有可能降低，但前角过小，则切削变形严重，切削成产的热量不易散掉。所以对车刀角度应根据工件的材质，形状，加工部位和装刀情况以及在不影响刀具强度情况下来选择：
第一，增大主偏角Kr=180°——90°，使径向力Py减小，轴向力Px增大，能减少切削振动和弯曲变形。
第二，前角g=15°-30°切削轻快。
第三，断屑槽磨成R1.5-3mm，有良好卷削作用，使切削顺利卷曲折断，并增大实际切削前角。
第四，对后角选择要求不十分严格，但不易过小，后角过小容易和工件表面产生严重摩擦，使加工表面粗糙度恶化，加速刀具磨损，刀具后角不易过大，后角过大，使刀具的契角減小，降低了切削刃的强度，加速了刀具的磨损。从长，后角a0取5°-8°较合适.最大不超过10°。
第五，在正常情况下选择正刃倾角λs绝对值增大时，参加切削的主要切削刃长度增加，摩擦加剧。
第六，为减小径向切削力选择较小的刀刃，圆弧半径Ys=0.3mm。倒棱的宽度也应选的较小br=0.5mm。刀头材料选择YT15，工件材料为60Si2Mn他属于弹簧钢，在加工整体工件时，无论是低俗切削还是高速切削，为了减小工件的温升而引起热变形，必须加入切削液充分冷却。使用冷却液还可以防止跟刀架支撑爪拉上工件，从而提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。
三、切削用量
切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其参数合理与否对加工质量，加工效率有着非常重要的影响。所谓“合理的” 切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能，在保证质量的前提下，要想获得高的生产率和低的加工成本必须考虑到它的切削量。
第一，在制订切削用量时要考虑到什么样的三要素才是最佳组合，此时才能获得高的生产率。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，粗加工首先应采用晶亮可能打得背吃刀量；然后再选用打得进给量；最后确定切削速度。
第二，加工表面粗糙度。在精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙值因此，他是精加工时抑制生产率提高的主要因素。刀具材料的选择原则；切削用量与道具材料有密切关系。在制订切削量时，应首先选择合理的刀具材料，而合理的刀具材料则应根据工件材料而确定。
第三，切削用量制定的步骤，吃刀量的选择，进给量的选择，切削速度的确定。
四、结束语
通过以上的措施，使的加工的细长锥杆效果良好，表面粗糙度达到Ra3.2以上，锥度误差在工件全长中仅0.04mm，椭圆度为0.05mm，弯曲度仅为0.1mm。且工效大大提高.对图一所示锥形胀杆工件的加工已完全达到正常状态。生产效率也大大提高，工件质量完全达到图样要求。
【摘 要】锥形胀杆是换热器生产中重要工具，其加工属于细长杆加工。本文产要介绍在锥形胀杆的车削加工过程中，为使加工达到正常状态，从车削装置，工装夹具，刀具形状，车削用量等几个方面抵触几点改进措施，从而提高工效，保证工件的质量。
【关键词】锥形胀杆 车削装置 工装夹具 刀具形状 车削用量
锥形胀杆属细长锥杆加工。在加工细长锥杆时会出现很多问题：
车削时机床—工件—道具工艺系统的刚性较差，车削时夹不当，很容易因切削力及重力的作用而发生弯曲变形，产生以下问题。
一、工装的控制
在加工前，胀杆的长度比较长，如果使用小拖板来车削椎体是有一定难度的，他的劳动强度比较大，不适合批量生产，由于镶条松紧程度调节不均匀使它的表面粗糙也很那控制，另外小拖板的行程是有限的，它只能车削椎体较短的工件，对于这种较长的锥体胀杆我们采用了跟刀架与靠模装置来进行粗车和精车。
第一，跟刀架结构：跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支撑爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切削时可以蹭加工件的刚性，减少变形。。从跟刀架的设计原理来看，只需要两只支撑爪就可以了，因车刀给工件的切削抗力，使工件贴住在跟刀架的两个支撑爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，在车削时，工件往往因离心力瞬间离开支撑爪，接触支撑爪而产生振动。如果采用三只支撑爪的跟刀支承工件一面由车刀抵住，使工件上下，左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动，从而提高细长锥杆的形状精度和减小表面粗糙度。因此车细长锥杆时一个非常关键的问题是应该应用三个爪跟刀架。
为使跟刀架保持良好的刚性，配备有三只支撑爪（材料为球墨铸铁），使其与工件研磨后紧密贴合。跟刀架支爪与工件表面接触不良，理由间隙，易造成工件中心偏离旋转中心，从而产生多边形。应合理选用跟刀架结构，正确修磨支撑爪弧面，使其与工件良好接触。切削运行时呈滑动配合，使工件保持在切削旋转轴线上。在调整和修磨跟刀架支撑爪后，如接刀不良，使第二次和第一次进给的径向尺寸不一致，引起工件全长上出现与支撑爪宽度一致的周期性直径变化，在切削中出现轻度竹节形。因此在调整跟刀架上支撑爪的压力时要特别注意支撑爪在加工过程中磨损以后要及时进行调整，使用支撑爪与工件保持良好接触。从而进行粗车加工与精加工
第二，靠模装置：底板固定在车床床身上，其上面有锥度靠板，即导轨。导轨可以旋转到与工件中心线成a的角度，滑块可以沿导轨滑动。滑块与中拖板是相连的，为使中拖板能自由滑动，必须将中拖板丝杠抽调。为便于吃刀，可将小拖板旋转90°，当大拖板作纵向自动走刀时，滑块就沿着导轨滑动，而滑块与中拖板和刀架是相连的，所以车刀就平行于导轨移动，这样就车出圆锥表面，以实现精车加工。
二、刀具几何形状
选择合理的刀具几何角度也是非常重要的，因为刀具几何角度直接影响到刀具的切削性能，根据多年的加工经验发现，刀具切削部分的几何形状，一般应从前角，后角方面的选择可以考虑。在选择前角时，要考虑卷屑槽型，有无倒棱和刃倾角的正，负角度大小等因素，因为前角γo直接影响刀具的强度，导热性及耐用度。从切削热的产生和散热方面考虑，增大前角可以减小切削热的产生，切削热度不至于太高，刀具耐用度提高，但前角过大，则因刀头散热体积减小，散热差，切削温度反而升高，耐用度降低。减小前角可改善刀头散热条件，切削温度有可能降低，但前角过小，则切削变形严重，切削成产的热量不易散掉。所以对车刀角度应根据工件的材质，形状，加工部位和装刀情况以及在不影响刀具强度情况下来选择：
第一，增大主偏角Kr=180°——90°，使径向力Py减小，轴向力Px增大，能减少切削振动和弯曲变形。
第二，前角g=15°-30°切削轻快。
第三，断屑槽磨成R1.5-3mm，有良好卷削作用，使切削顺利卷曲折断，并增大实际切削前角。
第四，对后角选择要求不十分严格，但不易过小，后角过小容易和工件表面产生严重摩擦，使加工表面粗糙度恶化，加速刀具磨损，刀具后角不易过大，后角过大，使刀具的契角減小，降低了切削刃的强度，加速了刀具的磨损。从长，后角a0取5°-8°较合适.最大不超过10°。
第五，在正常情况下选择正刃倾角λs绝对值增大时，参加切削的主要切削刃长度增加，摩擦加剧。
第六，为减小径向切削力选择较小的刀刃，圆弧半径Ys=0.3mm。倒棱的宽度也应选的较小br=0.5mm。刀头材料选择YT15，工件材料为60Si2Mn他属于弹簧钢，在加工整体工件时，无论是低俗切削还是高速切削，为了减小工件的温升而引起热变形，必须加入切削液充分冷却。使用冷却液还可以防止跟刀架支撑爪拉上工件，从而提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。
三、切削用量
切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其参数合理与否对加工质量，加工效率有着非常重要的影响。所谓“合理的” 切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能，在保证质量的前提下，要想获得高的生产率和低的加工成本必须考虑到它的切削量。
第一，在制订切削用量时要考虑到什么样的三要素才是最佳组合，此时才能获得高的生产率。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，粗加工首先应采用晶亮可能打得背吃刀量；然后再选用打得进给量；最后确定切削速度。
第二，加工表面粗糙度。在精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙值因此，他是精加工时抑制生产率提高的主要因素。刀具材料的选择原则；切削用量与道具材料有密切关系。在制订切削量时，应首先选择合理的刀具材料，而合理的刀具材料则应根据工件材料而确定。
第三，切削用量制定的步骤，吃刀量的选择，进给量的选择，切削速度的确定。
四、结束语
通过以上的措施，使的加工的细长锥杆效果良好，表面粗糙度达到Ra3.2以上，锥度误差在工件全长中仅0.04mm，椭圆度为0.05mm，弯曲度仅为0.1mm。且工效大大提高.对图一所示锥形胀杆工件的加工已完全达到正常状态。生产效率也大大提高，工件质量完全达到图样要求。