隨著國內(nèi)外市場對鍛鋼曲軸的需求越來越大尼荆，迫切需要各個生產(chǎn)線迅速提升產(chǎn)能滿足客戶需求，其中機加線及其數(shù)控設(shè)備是產(chǎn)能提升的重點唧垦。我公司在曲軸精車主軸工序采用了高速干式切削技術(shù)捅儒，實現(xiàn)了提升產(chǎn)能、節(jié)約成本的良好效益振亮。

　　高速干式切削技術(shù)的優(yōu)越性

　　在曲軸加工的各個工序中巧还，精車主軸工序是銜接粗加工和精加工的紐帶，它不僅可以精確控制曲軸側(cè)臺双炕、R角及軸向和徑向尺寸狞悲，還可以減少精磨主軸CBN砂輪磨耗撮抓，減少精磨的加工成本及精磨的單支節(jié)拍妇斤，是曲軸加工的關(guān)鍵工序之一，我們在此工序中采用了高速干式切削技術(shù)丹拯。

　　與中速濕式加工相比站超，高速干式切削的主要優(yōu)點如下：單位時間內(nèi)金屬切除量顯著提高，切削速度由102m/min提升到180m/min乖酬，縮短工時244s死相，刀片壽命降低7.6%，切削液成本節(jié)省10%～12%先俐；加工精度高丘三，保證工藝要求D±0.02mm，表面粗糙度好坷字；通過調(diào)整切削力许辖，克服了振動引起的抗力疲些，有利于加工軸頸尺寸大、質(zhì)量大的曲軸贮猛；激振頻率高眷抠，切削平穩(wěn)，基本上消除了高頻和低頻振刀闺蜈，刀片崩刃機率下降了70%漏踊，表面殘余應(yīng)力小昵人；節(jié)省了切削液使用及維護費用娱畔，同時避免了切削液對環(huán)境的污染和對人體的危害。

　　高速干式切削的技術(shù)要求

　　鍛鋼曲軸屬于難加工材料阅酪，其具有強度高（650MPa<σb<900MPa）旨袒、硬度大（200機床、刀具都有非常高的要求术辐，同時還要保證工藝尺寸砚尽，解決軸頸振刀、延長刀具壽命辉词、降低加工成本等相關(guān)難題必孤。

　　1．對機床的技術(shù)要求

　　數(shù)控機床是實現(xiàn)高速切削的首要條件和前提保障，曲軸加工不同于其他工件加工瑞躺，有時轉(zhuǎn)速可以達到每分鐘幾千轉(zhuǎn)敷搪。通常加工曲軸的設(shè)備應(yīng)具備導(dǎo)軌、頂尖和轉(zhuǎn)塔剛性好幢哨、回轉(zhuǎn)精度高以及可提供足夠的轉(zhuǎn)矩赡勘。這些因素是保證機床對曲軸這類特殊工件進行高速切削的基本要求，這也是采購機床時特別需要注意的要求捞镰。

　　2.對刀具性能的技術(shù)要求

　　高速切削時刀具的失效形式主要是磨損和破碎闸与，刀具要分別按照磨鈍標準和破碎壽命選擇切削用量來確定刀具壽命。

　　涂層硬質(zhì)合金刀具性能要求總結(jié)如下：

　　(1)選擇合適的涂層技術(shù)

　　采用MT-CVD+HT-CVD復(fù)合涂層技術(shù)的刀具綜合了多種涂層材料的優(yōu)點岸售，具有優(yōu)良的熱硬性喳卢、高溫韌性和耐磨性，能有效解決高速干式切削合金鋼刀具使用壽命低的難題玖远。

　　(2)足夠的硬度和韌性

　　高速切削時坦妙，刀具承受的切削力大，要求刀具材料的硬度至少為工件材料硬度的3倍以上契惶，一般涂層刀片硬度大于HRA89.0璃帘，經(jīng)表面強韌處理的復(fù)合涂層顯微硬度達2 600HV。如果片面追求高硬度刀具材料驳蒙，易引起刀片崩刃熬魄，刀具材料必須要有足夠高的韌性学和。

　　(3)熱化學(xué)穩(wěn)定性好

　　干式切削的高溫能加劇刀具材料與曲軸材料的化學(xué)親和性和材料間組成元素的擴散、溶解掘写，其中的Al2O3涂層在切削過程中形成的惰性保護膜能起到抗氧化和耐擴散磨損的作用袋滔，特別是α-Al2O3能在高溫下能保持良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，從而延長刀具壽命碘父。

　　(4)低摩擦系數(shù)

　　表面TiN涂層能代替切削液的潤滑作用缩旬，降低刀—屑、刀—工件摩擦產(chǎn)生的切削熱莱没，同時提高了刀具的耐用度初肉。另外，斷屑器的形狀也是影響切削溫度的因素之一饰躲。刀—屑接觸時間長牙咏，切削溫度升高快，切削刃易鈍化嘹裂。

　　3.對加工工藝的技術(shù)要求

　　曲軸作為一種特殊形狀的細長軸（L/D≈9）妄壶，頂尖壓力過大會造成曲軸彎曲，高速切削過程中能產(chǎn)生很大的慣性離心力寄狼，振刀現(xiàn)象在所難免丁寄，因此，必須對切削參數(shù)泊愧、刀具角度伊磺、機床性能與曲軸材質(zhì)進行合理搭配，才能解決數(shù)控車振刀問題删咱，保證各個尺寸滿足工藝要求屑埋。

　　(1) 工藝參數(shù)的合理安排

　　解決振刀問題是實現(xiàn)高速切削的前提。眾所周知凭坪，數(shù)控車振刀與主軸轉(zhuǎn)速肤俱、進給速度和背吃刀量密切相關(guān)。通過主切削力玛纹、進給力和背向力對振刀的影響進行比較父历，我們發(fā)現(xiàn)：切削過程中必須提供足夠的切削力才能克服振動引起的抗力杏兰，保證刀具進行平穩(wěn)切削瑞喧。

　　具體的切削用量因曲軸材質(zhì)、形狀等因素有關(guān)差距很大秀毡，在此不做贅述藤汇。

　　振刀問題解決后，為充分發(fā)揮精車淬火前曲軸的加工效率智精，同時避免精車淬火后曲軸發(fā)生再生顫振蜻肄，影響精磨主軸磨削效率际终，需對粗車主軸、精車淬火前主軸琴致、精車（或半精磨）淬火后主軸的加工余量進行合理分配誓呆。余量的選擇因產(chǎn)品材質(zhì)、機床精度及軸的跳動而異样刷。常按倒推法計算：

　　精車淬火后主軸頸加工余量為：精車后四主跳動量+刀紋深度×2+A（A=0.2～0.5 mm）仑扑；

　　精車淬火前主軸頸加工余量為：淬火后四主跳動量+刀紋深度×2+A（A=0.2～0.5 mm）。

　　(2) 刀具參數(shù)的合理選擇

　　高速切削過程中選擇恰當?shù)牡毒邘缀螀?shù)置鼻，可以使更多的切削熱被切屑帶走镇饮。一般需注意以下幾點：①結(jié)合干式切削技術(shù)要求，高速切削選用比常規(guī)刀具略大的正前角可以獲得鋒利箕母、強韌的切削刃储藐，以減少前刀面與切屑的摩擦。一般選γ0=12°～15°嘶是，鑒于彌補大前角對切削刃的強度的削弱钙勃，刀片需要刃口強化，主要強化形式是鈍圓刃和后刀面刃磨負倒棱聂喇，倒棱寬度約0.1～0.3mm肺缕。因材質(zhì)不同，倒棱寬度與曲軸硬度成反比授帕。鍛鋼曲軸一般不對前刃進行倒棱同木。②后角的選擇主要考慮減少工件與后刀面的摩擦。③較大的負刃傾角可增強刀頭的強度嫌寓，提高切削刃的抗沖擊能力膏逮，一般選擇λs=5°～8°。④根據(jù)曲軸材質(zhì)和切削用量選擇合適的斷屑器虎北，刀—屑接觸長度能直接影響切削的摩擦狀況琢刮，適當增加摩擦力可有效抑制振動。

　　(3) 圓角加工工藝

　　由于粗車主軸機床加工精度低腋尘，為保證軸向尺寸耍烙，側(cè)臺和R角的加工余量比軸頸的余量略大。當車刀快速進給到R角區(qū)域時盈综，側(cè)臺余量每增加0.01mm扼希，背吃刀量就相應(yīng)增加1.2倍，切削力增大3倍寒圃，導(dǎo)致切削刃破損工殖，尤其是加工材質(zhì)較硬及淬火后的曲軸材料時。因此背涉，最直接的解決辦法是盡可能地減少粗車主軸側(cè)臺的加工余量或者在精車主軸頸前對側(cè)臺首切矮男。在單支加工節(jié)拍允許的情況下移必，可適當降低切削速度和進給量，這樣可以保持高速進給時切削的平穩(wěn)性毡鉴，刀片崩碎的機率可降低45% 崔泵。從刀具的材質(zhì)上考慮，可以選擇韌性好的刀具材料猪瞬，崩刃現(xiàn)象可得到明顯改觀管削，刀片壽命可提高30%。

　〕怕荨（4）振刀控制

　　曲軸的振刀形式主要有兩種含思，一種是由高頻振動引起的鱗狀振紋，另一種是由低頻振動引起的螺紋狀振紋甘晤。高頻振刀出現(xiàn)的位置具有隨機性含潘，對精車主軸工序影響不大，而低頻振刀常出現(xiàn)在二线婚、三遏弱、四主軸頸的一側(cè)或者兩側(cè)，嚴重的低頻振刀可能會產(chǎn)生廢品塞弊，因此必須加以解決差齐。數(shù)控車振刀不是簡單的因為某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而造成，它是由多個因素共同作用形成的耘炭，每個主要問題如不能得到有效解決都會引起振刀气弥，因此需要對振動原因進行整體分析，將問題逐一解決蔼紫。

　　以下幾方面需特別注意：

　「搿①不平衡量超差。主軸高速旋轉(zhuǎn)過程中恒焕，不平衡量產(chǎn)生的交變應(yīng)力能導(dǎo)致離心力振動波紋紊亂炮罩，引起嚴重的低頻振刀。表2為加工過程中出現(xiàn)嚴重振刀的曲軸不平衡量測定值余二。如果出現(xiàn)此情況應(yīng)及時調(diào)整中心孔專機圃匙，保證動平衡量不超差。

　★跫　②調(diào)整刀尖高度炎蹬。加工較軟的曲軸材質(zhì)時，刀尖應(yīng)略低于中心線范咨，當曲軸材質(zhì)較硬時刀尖應(yīng)略高于中心線故觅，具體降低或提高刀尖高度還要根據(jù)后角負倒棱的寬度及后刀面的磨損情況來定厂庇。

　　避免頂尖應(yīng)力集中渠啊。當機床進入高速切削狀態(tài)输吏，重力、切削力替蛉、離心力及不平衡量產(chǎn)生的交變應(yīng)力會集中到頂尖上贯溅，其合力的反作用力能使曲軸彎曲變形、跳動超差躲查。一般會在靠近頂尖的軸頸上產(chǎn)生嚴重振刀它浅。針對此現(xiàn)象，可通過減小頂尖的伸長量镣煮、調(diào)整頂尖壓力值及增強頂尖的抗振強度來解決上述問題姐霍。

　　③增加抗振阻尼典唇。切削過程中镊折，振動的產(chǎn)生能量通過導(dǎo)軌、刀臺傳遞給刀尖贾焊，一旦有振動趨勢马前，機床的其他振動能量會迅速傳遞給振動系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化成有害的振動能量占赤，引起嚴重的低頻振刀居截，通過實驗高性能減震墊塊能有效的吸收振動能量，同時嫩玻，還能得到很好的表面粗糙度六呼。

　　④刀柄的選擇尘腕。由于平衡鐵的存在姚库，需要將刀桿伸出刀臺50～80mm。對于重切削難加工工序铁魁，選擇剛性好的刀柄能提供足夠的穩(wěn)定性被紊、平衡切削流并延長刀具壽命，這意味著外圓車削時可采用高的切削參數(shù)酵毕。通過上壓式（剛性夾緊）丝仿、杠桿式和楔塊式三種夾緊方式的使用效果發(fā)現(xiàn)：由于切削熱的影響，楔塊式的圓柱銷受熱產(chǎn)生變形使刀片和刀墊不能很好的貼緊议忽。同樣懒闷，杠桿式的夾緊力矩不容易控制，過大或者過小也會導(dǎo)致刀片和刀墊不能很好地貼緊栈幸，這兩種夾緊方式在高速進給時都易產(chǎn)生崩刃愤估。上壓式刀柄夾緊力大、夾緊可靠且定位面積大載荷分散抗沖擊性強，因此上壓式刀柄是重切削加工工序的首選玩焰。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)由驹，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責昔园，也不構(gòu)成任何其他建議蔓榄。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳默刚，對此類作品本站僅提供交流平臺甥郑，不為其版權(quán)負責。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻荤西、圖片澜搅、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知饲肪，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容绰蚁，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn坑遥。