走心式數控車床加工特點有哪些呢？日常所說的數控車床都屬于“走刀式”數控車床，加工的零件比較大，而筆者要介紹的屬于“走心式”數控車床，加工的是小型軸類零件。“走心式”數控車床是通過凸輪等傳動系統控制加工精度的，其主流產品型號主要用于φ 1～φ 32 mm的金屬棒料（以下簡稱棒料）加工。特別適用于醫療器械、鐘表、汽車以及其他精密加工領域的小型軸類零件的生產加工。國外生產精密數控縱切車床的知名品牌有瑞士的托納斯（Tornos）、日本的西鐵城（Citizen）、津上（Tsugami）、Star和韓國的韓華（Hanwha）等機床廠家，而國內主要是寧江機床、西安北村和臺灣等機床廠家。

　　1. 精密數控縱切車床的主要特性

　　精密數控縱切車床的主要特性有：①加工精度高。

　　相比于“走刀式”車床，縱切車床車削時，棒料軸向進給通過中心導套，刀具切削點緊靠導套口端，剛性好，消除了棒料在刀具切削壓力作用下的變形，加工精度高，保證了加工零件的一致性。②加工效率高。精密數控縱切車床聯接自動送料機，以及自動除屑器等輔助裝置后，通過上、下料機構，一根3 m左右的長棒料，一次裝夾對刀，根據需要加工零件的長短，可以加工若干個零件，可實現連續加工及一人多機操作，提高了零件的加工效率。③加工復合化程度高。精密數控縱切車床屬于主軸移動型復合加工自動車床，其搭載直驅式主軸和副主軸；獨立控制的雙系統NC裝置，背面主軸用刀架和動力刀具時，能一次完成對零件車、銑、鉆、攻螺紋、車螺紋和開槽加工工序，且配有背面加工（零件的第六面加工）等能力。可大幅縮短加工時間，減少了零件加工中的二次裝夾，提高了加工精度和加工效率。④精密數控縱切車床結構緊湊，整機質量輕，一般為1 500 kg左右，占地面積小。

　　2. 精密數控縱切車床的加工應用案例

　　（1）傳統工藝與新工藝對比：我單位是生產通用量具的專業廠，小型軸類零件居多，以往加工這些軸類零件，使用的傳統工藝，費時費力精度低，且加工出的零件一致性差，影響了裝配交檢合格率。

　　為了使產品提質增效，專業廠于2012年購進4臺津上（Tsugami）型號為B0204 精密數控縱切車床（見圖1、圖2），同時為每臺主機各配備了一臺型號為Y232的鐠鑼油膜式自動送料機。B0204的主軸*高轉速10 000 r/min，副軸*高轉速8 000 r/min，動力刀具*高轉速可達5 000 r/min，主副軸同軸度≤0.003 mm，定位精度≤0.001 mm ， 重復定位精度≤0.002 mm，主副軸均可以實現C軸功能，且配有角度編碼器，可實現主副軸的同步控制和高回轉精度。

圖1

圖2

　　由于B0204的主副軸部件與移動部件都經過精化處理，使其集高精度、高剛性等特點于一身，特別適合連續加工高精度的小型軸類零件，如內徑千分尺的精密傳動件螺紋軸套等，其所具有的旋轉與切削時的剛性和精度，可以使螺紋軸套的多道工序結合為一體，保證了其在高速旋轉、高速切削時尺寸精度、同軸度及表面粗糙度的加工要求。

　　傳統工藝加工螺紋軸套，包括凸輪縱切自動車、中車、鉗、銑及磨等達16道工序之多，滿足工藝困難，特別是M10×1-6g螺紋和特殊1∶10錐螺紋的加工，需要在改進的CM6125中車上安裝前后刀架，穿心軸后車削而成，不僅操作者的技術水平要求高，而且視力還要好，稍不留意就會打刀，且廢品率和返修品高達30%。因螺紋軸套的加工精度要求較高，傳統工藝加工合格率低，嚴重影響專業廠均衡生產。

　　螺紋軸套的M7×0.5 mm細牙內螺紋、M10×1-6g外螺紋和φ 6H7內孔的同軸度要求分別為0.01 mm和0.015 mm， 且M7×0.5 mm細牙內螺紋的螺距誤差為3 μm ，這些尺寸精度以及形位精度，通過B0204主副軸的緊密配合，利用其具有的精密加工特性，是比較容易達到零件的精度要求的。另外利用徑向動力刀鉆孔、攻螺紋和銑削等功能，即可實現攻螺紋M2.5-6H和銑削3 mm×0.5 mm軸向外圓槽的精密加工。因為B0204固有的高精度，要以一定的方式傳遞給所加工的零件，故M2.5-6H內螺紋軸線可保證垂直于零件的軸線，銑削的3 mm×0.5 mm軸向外圓槽，可沿零件的圓周方向按120°均布。在B0204 精密數控縱切車床上該零件不僅可一次加工成形，而且加工的零件滿足工藝要求，同時加工效率亦大幅提高，每班次能加工100余件。過去每月10余人的工作量，現在一人一周即可完成。螺紋軸套的結構如圖3所示。

圖3

　　（2）新工藝方案與驗證：根據B0204 精密數控縱切車床的性能以及被加工零件螺紋軸套的結構尺寸和精度要求，具體問題具體分析，設計了螺紋軸套加工工藝方案。選擇1∶10特殊錐螺紋的方向為前面，在主軸上加工；選擇M10×1 mm外螺紋的方向為后面，在副軸上加工，主軸加工方案步驟為：自動送料機將棒料送入主機夾頭夾緊→用35°外圓車刀平端面→用φ 6.4 mm合金鉆頭鉆孔→用內孔鏜刀車削M7螺紋底孔→用內孔螺紋刀車削M7螺紋→調用35°外圓車刀車削特殊錐螺紋外徑，粗車外圓臺階尺寸，留加工余量，單邊0.5 mm→用非標外螺紋刀車削外螺紋→調用φ 30 mm×10 mm×0.5 mm合金鋸片銑刀銑削3個軸向外圓槽→用內孔鏜刀精車內孔尺寸→用內孔螺紋刀精車M7內螺紋→用內孔溝槽刀精車內孔槽，保證圖示尺寸→用35°外圓車刀精車外圓臺階尺寸→用非標外螺紋刀精車外螺紋，去除毛刺→用定中心鉆鉆M2.5中心孔→用合金鉆頭鉆M2.5螺紋底孔→用M2.5螺旋槽絲錐攻M2.5螺紋→用后外圓刀車削M10大徑，粗車削后外圓臺階尺寸，留加工余量，單邊0.5 mm→用M10螺紋刀車削M10外螺紋→用后外圓刀精車后外圓臺階尺寸→用M10螺紋刀精車M10外螺紋，去除毛刺→副軸夾頭夾持住φ 13 mm外圓切斷，到此該零件的前面部分在主軸上加工結束。

　　接下來零件的剩余部分后面在副軸上加工。副軸加工方案步驟為：用φ 5.8 mm合金鉆鉆孔→用內孔鏜刀車削內孔，保證圖示尺寸φ 6H7→用內孔溝槽刀車削內孔槽，保證尺寸φ 6.5 mm，加工結束。到此零件全部加工完畢。按此加工方案編制的加工程序經驗證，加工出的螺紋軸套不僅表面質量和尺寸一致性好，而且加工效率高，值得推廣使用。

　　3. 加工螺紋軸套需要注意的問題

　　（1）加工棒料的選擇：在B0204 精密數控縱切車床上加工螺紋軸套，*好使用易切鋼，且應選擇直線度在0.1 mm/m以內，圓度在0.02 mm以內的銀亮鋼棒料或磨光棒料。加工此螺紋軸套所用的易切鋼牌號為Y40Mn。因精密數控縱切車床上的刀具相互距離較近，切屑極易纏刀，而易切鋼的切屑為碎屑，不易纏刀，且易切鋼具有潤滑刀具的作用，能延長刀具的使用壽命。若使用其他種類的棒料，建議使用高壓油泵噴射冷卻油裝置，吹掉切屑，以免切屑纏刀。

　　（2）加工刀具的選擇：B0204 精密數控縱切車床上所用精密刀具一般有12 mm×12 mm×120 mm和φ 20 mm×120 mm兩種機夾刀具，以及小型整體硬質合金刀具等，從使用經驗來看，日本的京瓷精密刀具價格適中，且性價比較高。小型整體硬質合金刀具，如精密螺紋刀、精密鏜孔刀等選擇山特維克可樂滿的刀具為好，該刀具使用壽命長，值得選購。另外刀具加工了一定數量的零件后，即使刀具還沒有損壞，也要及時更換，不然加工過程中刀具損壞后，極有可能殃及其他刀具。另外，銑削3個軸向外圓槽和加工φ 6H7孔時，必須使用合金鋸片銑刀和小型整體硬質合金鏜孔刀，否則無法滿足工藝要求。

　　（3）加工中需要的專用量具：加工案例中的內孔槽以及1∶10特殊錐螺紋，需要使用專用內孔卡尺和專用通止錐螺紋環規進行測量。

　　（ 4）加工夾具與切削參數的選擇：①根據B0204 精密數控縱切車床所具有的特性以及案例圖樣的精度要求，選擇無導套加工（零件長度小于45mm），無導套加工比有導套加工精度高一些。同時自動送料機要根據其功能和零件棒料伸出主軸的長度，設置足夠的推力，否則將產生送料不到位現象。②加工此螺紋軸套時，應特別注意車削M7內螺紋和攻M2.5內螺紋切削參數的正確選擇，車削M7內螺紋，主軸轉速選擇1 000 r/min，切削速度20～22mm/min，切削進給量0.5 mm/r，切削次數不少于8次，M10螺紋的切削次數也不能少于8次。在攻M2.5內螺紋時，主軸轉速選擇900 r/min，切削速度6～7mm/min，切削進給量0.45 mm/r，切削次數不少于6次。

　　4. 結語

　　使用B0204 精密數控縱切車床加工螺紋軸套，將該機床所配備的17把刀具全部用到，加工效果之好，遠遠高于預期，這是當初銷售機床的廠家都沒有想到的。介紹以上經驗與大家交流共享，共同推進數控機床的應用是寫作本文的初衷。