石橫特（tè）鋼超長輥套的高效加工實踐（jiàn）
2020-5-28 來源： 石橫特鋼集團有限（xiàn）公司 作者：吳德寶
摘要：加工長輥（gǔn）套內孔時，一般采用鏜（táng）床（chuáng）懸伸鏜削法或車床長刀（dāo）杆車削法，因鏜刀杆或（huò）車刀杆伸出較長，剛性差，導致（zhì）加（jiā）工精度差、效率低。通過（guò）采用鏜床（chuáng）支撐（chēng）法和車床鏜削法進行加工試（shì）驗對比，確定采用車床鏜削法加工（gōng）長輥套內孔，操作簡單，精度高，加工（gōng）效率提高2倍以上。
關鍵詞：超長輥套；車床；鏜床
石橫特（tè）鋼在為客戶加工一種鑲（xiāng）嵌式超長輥套時（shí），采用離心鑄件，鑄件在粗加工後多次進行熱（rè）處理工藝，保（bǎo）證了輥套材質及（jí）硬度均勻性要求。其工藝路線為：離心（xīn）鑄造→粗加（jiā）工→熱處理→精加（jiā）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（nèi）孔或在車床架（jià）中心架車（chē）削內孔的加工方式，加工效率低，一直影響著交貨工期要（yào）求（qiú）。通過原（yuán）因分析，製定了提（tí）高加工效率的（de）有效措施。
1 、超（chāo）長輥套加工（gōng）效率低的（de）原因分（fèn）析
1.1 刀具係統（tǒng）剛性差
在鏜床上鏜（táng）削內孔或車床上車削內孔時，但因鏜床主軸或車床刀杆伸出較（jiào）長，刀（dāo）杆為懸臂支撐，加工過程中刀杆受切削力作用產生彈性變形（xíng），加工內孔呈現錐（zhuī）孔，內孔兩端直徑尺寸（cùn）偏（piān）差約 0.07 mm 左右，無法達到圖（tú）紙設計要求。因輥套內（nèi）孔兩端直（zhí）徑尺寸偏差大，無法（fǎ）實現互換裝（zhuāng）配，隻能先加工輥套內孔再配做輥軸，加工效率較低，配做錐度輥軸時費時費力，一直（zhí）製約生產進度和加工精度的（de）提高。
1.2 加工方法不當
由於鏜刀刀杆或（huò）車刀刀杆直徑受被加工孔的（de）限製，刀杆截麵尺寸相對較小，刀杆伸出較長，剛性差，加工內孔時容易產生變形和振動。為（wéi）了保證鏜孔質量，精鏜（táng）時采用試切法，並選用比粗鏜內孔更小的切削深度（dù）和進給量，並多次走刀，以消除內孔的錐度偏差。因采用較低的切削（xuē）用量（liàng），導致加工效率低下。
2 、提高加工效率的措施
2.1 鏜床支撐鏜削（xuē）法
鏜床支（zhī）撐鏜削法就是利用鏜床尾座支柱與主軸箱同時支撐鏜杆鏜（táng）削工（gōng）件的方法。其操作步（bù）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（zhuāng）有鏜削小刀杆。加工時，主軸加長刀杆一端插入主軸（zhóu）內孔，穿過輥套內孔後，另一端支（zhī）撐在尾座立柱套筒中，通過調整鏜削小刀杆徑向伸長和工作台移動，完（wán）成內孔的（de）鏜削。
因每次加工前都必須找正鏜杆前後支撐的同軸度，裝夾找正複雜，用時較長。同時，鏜杆外圓與立柱套筒存在回轉間隙，當切削力大於刀杆自重時，刀具（jù）無論處於任何切削位置（zhì），切削力推動鏜杆緊靠（kào）在（zài）與（yǔ）切（qiē）削（xuē）位置相反的套筒內表麵，隨（suí）著鏜杆的轉動（dòng），鏜杆表麵（miàn）以一固定部位（wèi）沿導套的整個內圓表麵滑動。因（yīn）此，導套的圓度誤差將引起被加（jiā）工孔的圓度誤差。精鏜時，切削力很小，通常小於刀杆自重，切削力不能（néng）抬起鏜杆（gǎn）。隨著鏜杆的旋轉，鏜杆軸頸以不同部位沿導套內孔（kǒng）的（de）下方擺動，直接造成了被加工孔（kǒng）的圓（yuán）度誤差（chà）。配合間隙越大，在切削力的作用下，鏜杆的擺動（dòng）範圍（wéi）越大，所引起的誤差也就越大。
此外，在采用前後雙導（dǎo）向支撐時，調整鏜杆與導套配合間隙更加困（kùn）難，裝夾複雜，也不（bú）易采用（yòng）。因此（cǐ），采（cǎi）用鏜床支撐（chēng）鏜削法雖然（rán）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（de）技術水平要求較高，控製鏜削精（jīng）度比（bǐ）較困難，影響了加工效率的進一步提高（gāo）。
2.2 車床鏜（táng）削法
通過對輥套結構分析，借鑒車鏜床上（shàng）鏜削內孔的工作（zuò）原理，將普通車床（chuáng）改造（zào）成車鏜（táng）床（見圖1），實現了輥套的鏜削加工（gōng）。其工作原理為：輥套裝夾在車床中托板上，穿過工（gōng）件內孔，在車床主軸與尾座頂（dǐng）尖（jiān）間安裝車鏜主刀杆，主刀杆軸上帶有徑向小車刀，通過刀杆主軸的轉（zhuǎn）動及中托板的縱向移動，實現自動鏜削（xuē）內孔的工作。經過多（duō）次試驗及對比，采用車床鏜孔法加工輥套效率（lǜ）更高，操作方便，質量（liàng）穩定。
圖（tú）1 車床鏜削示意圖
3 、輥套加工操作實踐（jiàn）
普通車床改造成車鏜床步（bù）驟：1）根據（jù）輥套內孔直徑大小不（bú）同，製作（zuò）專用車鏜刀杆主（zhǔ）軸，刀杆上加工出徑向小刀杆安裝刀孔；2）拆去普通車床小托板，在其中托板上安裝 V 型工件夾持工裝；3）將車床中托板 V 型工裝中心調整（zhěng）到與車床主軸同（tóng）心位置，並用定位塊將中托板固定。為保證加工過程中中托板縱向走刀，預防誤操作，拆去中托板手柄，將中拖板橫向進給手柄鎖（suǒ）住。
其操作方法為：1）根據輥套外徑（jìng）及內孔直徑大小，調整V形工裝，確保內孔中（zhōng）心線與機床主軸中心（xīn）線（xiàn）大致重合，然後鎖緊輥（gǔn）套外圓；2）采用一夾一頂的方法裝夾專用（yòng）車鏜刀（dāo）杆主軸，並根據工件材質及加工餘（yú）量選用合適車刀；3）加工（gōng）內孔時，通（tōng）過調整（zhěng）車刀徑向伸出長度，控製吃刀深度；按下縱向進給手柄，便（biàn）可實現自（zì）動加工輥套內孔。
由此（cǐ）可（kě）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為一夾一頂的剛性支撐；車削內孔改為鏜削（xuē）內孔，提高了刀杆剛性和加工效率。
通過以上改造，輥套加工時間由 6 h 減少到 2 h以內，加工效率提高兩倍以上；內（nèi）孔加工精度偏差≤0.03 mm，表麵粗糙（cāo）度由 Ra 6.3 μm 提高到 Ra 3.2μm，完全實現了輥套內孔的互（hù）換性加工。加工（gōng）操作（zuò）時，將普通小車刀改為可調式機夾刀杆刀片，能明顯節約磨刀時間及調整內（nèi）孔（kǒng）尺寸時間；同時，更換不同的中拖板上夾持工裝，可滿足多種（zhǒng）長通孔件的批量加工（gōng）。
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