石（shí）橫特（tè）鋼超長輥套的高效加工實踐-數控機床市場網（wǎng）

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石橫特鋼超長輥套的高效加工實踐

2020-5-28 來源：石橫特（tè）鋼集團有限公司作者（zhě）：吳（wú）德寶

摘要（yào）：加工長輥套內孔時，一（yī）般采用鏜床懸伸鏜削法或車床長刀杆車削法，因鏜刀杆或車刀杆伸出較長，剛性差，導致加工精度差、效率低。通過采用鏜床支（zhī）撐法和車床鏜削法進行加工試（shì）驗對比，確定采（cǎi）用車床鏜削法加工長輥套（tào）內（nèi）孔，操作（zuò）簡（jiǎn）單（dān），精度高，加工效率提高2倍以上。

關鍵詞：超長輥套；車床；鏜床

石橫特鋼在為客戶加工一種鑲嵌（qiàn）式超長輥套時，采用離心鑄件（jiàn），鑄件在粗（cū）加工（gōng）後多次（cì）進行熱處理工藝，保證了輥套材質及硬（yìng）度均勻性要求。其工藝路線為（wéi）：離心鑄造→粗加工→熱處理→精加工輥套內（nèi）孔→輥軸熱裝→精加工輥軸及輥套。輥套通常采用鏜床鏜削內孔或在車床架中心架車削（xuē）內孔的加工方式，加工效率（lǜ）低，一直影響著交貨工期要求。通過原因分析，製（zhì）定了提高加工（gōng）效率的有（yǒu）效措施。

1 、超長輥套加工效率低的原因分析

1.1 刀具係統剛性差（chà）

在鏜床上鏜削內孔或車床上車削內孔時，但因鏜床主軸（zhóu）或車（chē）床刀杆伸出較長，刀杆為懸臂支撐，加工過（guò）程中（zhōng）刀杆受切削力作用產生彈性變形（xíng），加工內孔呈現錐孔（kǒng），內孔兩端直徑尺寸偏差約 0.07 mm 左右，無法達到圖紙設計要（yào）求。因輥套內孔兩端直徑尺寸（cùn）偏差大，無法實現（xiàn）互換裝配，隻能先加工（gōng）輥套內孔再配做輥軸，加工（gōng）效率較低，配做錐（zhuī）度輥軸時費時費力，一直製約生產進度和加工精度的提高。

1.2 加工方法不當

由於鏜刀刀杆或車刀刀杆（gǎn）直徑受被（bèi）加工孔的限製，刀杆（gǎn）截（jié）麵尺寸相對較小，刀杆（gǎn）伸（shēn）出較長，剛性差，加工內孔時容易產生變（biàn）形（xíng）和振動。為了保證鏜孔（kǒng）質量，精鏜時（shí）采用試切法，並選用（yòng）比粗鏜內孔更小的切削深度和進給量，並（bìng）多次走刀，以消除內孔的錐（zhuī）度偏差。因采用較低的切削用量，導致加工效率低（dī）下。

2 、提高加工效率的措（cuò）施

2.1 鏜床支撐鏜削法

鏜床支撐鏜削法就是利用鏜（táng）床尾座支柱與主軸箱同（tóng）時（shí）支撐鏜（táng）杆鏜削工件的方法。其操作步驟如下：根據鏜床（chuáng）空間結構，製作加長主軸刀杆，刀杆中間裝有鏜削小刀杆。加工時，主軸加長刀杆一端插入主軸內孔，穿過輥套內孔後，另一端支撐在尾座立柱套筒中，通過調（diào）整鏜削小刀杆徑向伸（shēn）長和工作台移動，完成內孔的鏜削。

因（yīn）每次加工前都必須找正（zhèng）鏜杆前後支撐的同（tóng）軸度，裝夾找正複雜，用時較長。同時，鏜（táng）杆外圓與立柱套筒（tǒng）存在回轉間隙，當切削力大於刀杆（gǎn）自重時，刀具無論處於任何切（qiē）削（xuē）位置，切（qiē）削力推動鏜杆（gǎn）緊靠（kào）在與切削位置相反的（de）套筒內表麵，隨著鏜杆的轉動（dòng），鏜杆表麵以（yǐ）一固定部位沿導套的整個內圓（yuán）表麵滑（huá）動。因（yīn）此，導套（tào）的圓（yuán）度誤差將引起被加工（gōng）孔的圓度誤（wù）差（chà）。精（jīng）鏜時，切削力很小，通常小於（yú）刀杆自重，切削力不能抬起鏜杆。隨著鏜杆的旋轉，鏜杆軸頸以不同部位沿導套內孔的（de）下方擺動，直接造成了被加工孔的圓度誤差。配合間隙越大，在切削力的作用下，鏜杆的擺動範圍越大，所引（yǐn）起的誤差也就越大。

此外，在采用前後雙導向支撐時，調整鏜杆（gǎn）與導套配合間隙更加困難（nán），裝夾複雜，也（yě）不（bú）易采用。因此，采用鏜床支（zhī）撐鏜削法雖然提高了鏜杆的剛性和加工效率，但裝夾及找正時間較長，對操作人員的技術水平要求較高，控製鏜削（xuē）精度比較困難，影響了加工效率的進一步提高。

2.2 車床鏜削法（fǎ）

通過對輥套（tào）結構分析，借鑒車鏜（táng）床上鏜削內（nèi）孔的工作原理，將普通車床改造成車鏜床（見圖1），實現了輥套的鏜削加工。其工作原理為：輥套裝夾在車床中托板上（shàng），穿過工件內孔，在車床主軸與尾座頂尖間安（ān）裝車鏜主刀杆，主刀杆軸上帶有徑向小車刀，通過刀杆主軸的轉動（dòng）及中托板的縱向移動（dòng），實現自動鏜削內孔的工作。經過多次試驗及對比，采（cǎi）用車床鏜孔法加工輥套效率更（gèng）高，操作方便，質量穩定。

圖1 車床鏜削示意圖

3 、輥套加工操作實踐

普通車（chē）床改造成車鏜床步驟：1）根據輥（gǔn）套內孔直徑大小不同，製（zhì）作專用車鏜刀（dāo）杆主軸，刀杆上加工出徑向小刀杆安裝刀孔；2）拆去普通車（chē）床小托板，在其中托（tuō）板上安裝 V 型（xíng）工件夾持（chí）工裝；3）將車床中托板 V 型工裝中心調整到與車床主軸同心位置，並用定位塊將中托板固定。為（wéi）保證加工過程中中托板縱向走刀，預（yù）防誤操作，拆去中托板手柄，將中拖板橫向進給手柄鎖住。

其操作（zuò）方法為：1）根據（jù）輥套外徑及內孔直徑大小（xiǎo），調整V形工裝，確保內孔中心線與機床主（zhǔ）軸中心線大致重合，然後鎖（suǒ）緊輥套外圓；2）采用一夾一頂的方法裝夾專用車鏜刀杆主軸，並根據工件材質及加工（gōng）餘量（liàng）選（xuǎn）用合適車刀；3）加工內孔時，通過調整車刀徑向伸出長度，控製吃刀深（shēn）度；按下縱向進給手柄，便可實現自動加工輥套內（nèi）孔。

由此可知，以上改造是在不破（pò）壞車床本體的情況下，將傳統車床刀杆的懸臂支撐改（gǎi）為一夾一頂的剛性支撐；車削內孔改為鏜（táng）削內孔，提高了（le）刀杆剛性和加工效率。

通過以上改造，輥套加工時間由（yóu） 6 h 減少到 2 h以內（nèi），加工效率提高兩倍以上；內孔加工精度偏差（chà）≤0.03 mm，表麵粗糙度由 Ra 6.3 μm 提高到 Ra 3.2μm，完全實現（xiàn）了輥套內孔的互換性加工。加工操（cāo）作時（shí），將普通小車刀改為可調式（shì）機夾刀杆刀（dāo）片，能明顯節（jiē）約（yuē）磨刀時間及（jí）調整內孔尺寸時（shí）間；同時，更換不同的中拖板上夾持工裝，可滿足多種長通孔件的（de）批量加工。

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