某公司循環水泵機械密封軸以前都是外購，因受到新冠疫情的影響外購備件遲遲不能到貨，高成本備件以往都是采用零庫存模式。現急需循環水泵機械密封軸更換，整個檢修、定修、更換額定時間為16小時。一旦不能在額定時間內完成，就會造成整個系統癱瘓的連鎖反應，造成不可彌補的損失。為保生產的順利進行，開始緊急加工循環水泵機械密封軸，額定加工時間為10小時。需加工的循環水泵機械密封軸簡圖如圖1所示。
循環水泵機械密封軸總長度為1715mm，最大直徑尺寸為90mm，最小直徑尺寸為65±0.01mm。該循環水泵機械密封軸總共有15個臺階，直徑尺寸公差多數為±0.01mm。
密封軸長徑比為26，根據車工工藝的規定軸的長度L與直徑d之比大于或等于25(L/d≥25)時稱為細長軸。細長軸是車削中比較難加工的工件，細長軸的散熱性能差，軸向線性尺寸長，在切削熱作用下，會產生相當大的線膨脹而導致工件受擠而彎曲變形。
因為是在普通車床上進行切削加工，就要充分考慮普通車床是否能達到加工精度，加工好的循環水泵機械密封細長軸的同軸度、圓跳動能否達到要求，在泵體內運轉時間能否達到生產檢修周期。相對于車床的精度，操作者的技術要求就較高。
1.制定合理加工工藝
仔細研究圖紙、討論加工方式、結合現有設備制定合理加工工藝。
(1)采用一夾一頂結合中心架來車削加工循環水泵機械密封細長軸。在車削加工細長軸時，細長軸本身剛性較差，車削時如果裝夾不當，很容易因切削力及重力作用而彎曲變形，產生振動，從而使精度降低，表面粗糙度變差。所以需對車床尾部頂針進行必要的改進。
(2)車床尾部頂針的改進。頂針是車削軸類工件，特別是車細長軸時不可缺少的部件，安裝在車床尾架上。頂針的作用是在夾緊工件時，從車床尾部將工件頂住一端，以便實現細長工件的車削加工和安全保障。普通頂針在軸線方面從車床尾部將工件頂住固定后，沒有伸縮調整的余地，在車削過程中由于工件受熱產生熱變形伸長，根據熱變形伸長公式：
L=AlT
式中， L 為工件熱變形伸長量(mm); A 為材料熱膨脹系數，鋼A =11.50×10; l 為工件的總長度(mm); T為工件升高的溫度(℃)。
從上述公式中可以看出，伸長量與工件的長度、工件熱膨脹系數和工件的溫升有關。車削加工短軸類零件由于熱變形伸長量小，工件剛度不易變形彎曲，可以不必考慮。但是車削加工細長類零件時，熱變形伸長量大，剛度低，如果頂針固定后沒有伸縮調整的余地，工件就會因熱變形伸長而被頂彎，車削加工就很難進行，也容易出廢品。為此，我們將普通頂針改進為彈簧頂針(見圖2)。
頂針在車削過程中，在工件受熱變形時，工件推動頂針，彈簧被壓縮，補償了工件的伸長量，這樣就不會頂彎，從而保證了車削加工的順利進行。
2.加工實例
采用一夾一頂結合中心架來車削加工循環水泵機械密封細長軸的工藝安排，設備采用CY6140B車床(云南機床廠2007年出廠)。下料φ95mm×1800mm，采用臥式銑床打中心孔。
車床卡盤裝夾長度為15mm，為防止加工過程中產生軸向竄動造成安全事故，加工一外圓小于φ95mm的安全工藝夾頭如圖3所示。
將坯料較直(車床將外圓粗加工至φ91mm)。粗車循環水泵機械密封軸各部臺階，將M80×2左、M68×2左一端置于車床尾架能有效防止振動和跳動。半精車以及精車時，為保證定位基準統一，中心架的位置始終不變(見圖4)。
在半精車以及精車循環水泵機械密封軸的右端(M68×2)時，由于車床小刀架與中心架會發生相撞，將車床小刀架逆時針轉動45°，將90°外圓左車刀安裝在車床刀架的右側。
在離中心架更近時，車床小刀架逆時針轉動180°，同時90°外圓左(反)車刀無法加工到軸肩根部，采用90°內孔車刀加工，如圖5所示。加工完成后，切斷時留10～15mm余量，使用鋼鋸鋸斷，因為直接切斷不利于安全。
3.結束語
經過實踐證明，在沒有數控機床，沒有磨床的情況下，通過長時間的探索，經驗的積累，對一些難點的分析，制定出了針對性的方案。通過對頂針的改進，有效地解決了切削時的振動現象，補償了熱變形伸長量，控制了彎曲度并保證車削加工的順利進行。
通過對車床刀架角度的調整與刀具的正確選用，以及切削速度與冷卻潤滑液的合理選擇，使得車削流暢輕快。采用正確的加工方法和工藝就能提高功效50%左右，提高加工質量與效率。經檢驗工件尺寸精度與表面光潔度均達到了技術要求。通過充分的研究，科學制定加工工藝，精心沉穩的操作加上豐富的經驗，在普通車床上也能達到數控機床的效果。
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