细长轴的加工技术方法
细长轴的加工方法

细长轴的加工方法细长轴的长径比大于20,刚性差,在加工中产生的切削力、切削热、振动等因素都将直接影响工件的尺寸精度和平行精度。
加工难度较大,当用较高的切削速度加工长径比大于100的细长轴时,则加工难度更高。
细长轴常规加工法为一夹一顶或两顶。
以前我们在一线加工长径大于40,直径公差、形位公差为6级的细长轴,采用常规的加工方法装卡加工,很难达到加工要求,且经常造成产品在精加工时报废,而影响产品交付日期,大大提加工成本。
我经过多次分析、试验,在零件热处理、装卡、加工方法,刀具等方面采取了一定技术措施,可以加工出长径比大于80,直径公差、形位公差较高的细长轴。
由于细长轴的长径比很大,刚性很差。
在切削时,受切削力、装卡力、自身重力、切削热、振动等因素的影响,容易出现以下问题:1、切削是生产的径向切削力与装卡径向分力的合力,会使工件弯曲,工件旋转时引起振动,从而影响加工精度和表面质量。
2、由于工件自重变形而加剧工件的振动,影响加工精度和表面质量。
3、工件转速高时,离心力的作用,加剧了工件的弯曲和振动。
4、在加工中,在切削热作用下,会引起工件弯曲变形。
因此,在车削细长轴时,无论对刀具、机床、辅助工具、切削用量的选择,工艺安排和技术操作有较高的要求,要求合理选择切削参数,合理选择切削用量。
车削时,一般当V=30~70m/min,在此速度范围内,容易产生振动,此时相应的振幅有较大值,高于或低于这个速度范围,振动呈现减弱趋势。
当加工直径小于10mm时,取V≤30m/min;当加工直径大于10mm时,取V≤70m/min,是极限切削宽度与切削速度的变化关系曲线。
在高速或低速范围进行切削,自振就不易产生。
特别是在高速范围内进行切削,既可提高生产率,又可避免颤振,是值得采用的方法。
进给量f的选择,振动强度随进给量f的增大而减小。
宽度随进给量的增大而增大。
为了避免颤振的产生,在许可的情况下,如:机床有足够的刚度,足够的电机功率,工件的表面粗糙度参数较低等,应该取大的进给量。
细长轴磨削技巧

细长轴磨削技巧细长轴磨削技巧包括以下几点:1. 改进工件的装夹方法:粗加工时,由于切削余量大,工件受的切削力也大,一般采用卡顶法,尾座顶尖采用弹性顶尖,可以使工件在轴向自由伸长。
精车时,采用双顶尖法(此时尾座应采用弹性顶尖)有利于提高精度。
2. 采用跟刀架:跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。
采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响,从而减少切削振动和工件变形,但必须注意仔细调整,使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。
3. 采用反向进给:车削细长轴时,常使车刀向尾座方向作进给运动(此时应安装卡拉工具),这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座,因而有使工件产生轴向伸长的趋势,而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。
4. 采用车削细长轴的车刀:车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大,以使切削轻快,减小径向振动和弯曲变形。
粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽,使断屑容易。
精车用刀常有一定的负刃倾角,使切削流向待加工面。
5. 使用中心架支承细长轴:中心架直接支承在工件中间,当工件可以分段车削时,在毛坯中部车处一段支承中心架的沟槽,其表面粗糙度值小,同轴度公差小,保持与车床旋转中心同轴。
6. 使用跟刀架支承细长轴:两爪跟刀架,跟刀架跟随车刀移动,车刀给工件的切削抗力,使工件贴在跟刀架的两个支承爪上,减少变形。
7. 优化磨削参数:针对不同的材料和工件尺寸选择合适的磨削参数,如砂轮粒度、转速、磨削深度等。
8. 控制冷却液的使用:使用适量的冷却液可以减少热量产生和工件变形。
9. 遵循加工步骤:按照合理的加工步骤进行磨削,避免因重复定位或装夹导致误差。
10. 提高操作技能:操作员应具备熟练的操作技能和高度的责任心,避免因操作失误导致工件损伤或质量不合格。
以上是细长轴磨削的一些技巧和注意事项,供您参考。
如需了解更多信息,建议咨询专业技术人员或查阅专业书籍。
细长轴的车削加工要领

细长轴类零件的车削加工1. 中心架和跟刀架在细长轴零件加工中的应用车削细长轴工件,长度是直径10~12倍以上的长轴时,如车床光杠、丝杠等,由于这些轴本身的刚性差,加上切削力、切削热和震动等影响,车削时易产生弯曲、锥度、腰鼓度和竹节形等缺陷。
此外,在车削过程中还会引起震动,影响工件表面粗糙度。
为了防止这种现象产生,我们可以应用一种叫做中心架的特殊支承夹具。
中心架和跟刀架是车床附件之一,用卡盘顶针与中心架,或前后顶针与跟刀架装夹,可提高切削加工系统的刚性。
使用这些附加的装卡工具,可以增加工件的装卡刚度,减少震动,保证加工质量,避免零件产生鼓面,提高工件表面形状精度和表面粗糙度,并允许采用大切削用量加工,提高劳动生产率。
下面分别就中心架与跟刀架在细长轴零件中的应用加以说明。
一、中心架在细长轴零件加工中的应用1.中心架的结构中心架的结构组成如图5-1所示。
中心架一般固定在床面一定位置上,如图5-1(b)所示。
它的主体座l通过压板4和螺母5紧固在床面上。
盖子3与主体1用销作活落连接,盖子3可以打开或盖住,并用螺钉2固定。
三个爪的向心或离心位置,可以用螺钉6调节,以适应不同直径大小的工件,并用螺钉9紧固爪7和8,使爪在需要位置上固定不动。
2.中心架的使用(1)中心架的使用调整方法工件装上中心架之前,先在毛坯中间处车一条安装中心架卡爪的沟槽,槽的直径等于工件的直径,其宽度略比爪宽大些。
接着把中心架安装在床面适当位置上并加以固定,打开盖子3,把工件安装在两顶针中间(床尾要先调整好),用划针盘或百分表检查槽是否跳动,然后将盖子3盖好,并调整中心架3个爪,使他们与工件沟槽轻轻接触。
这时慢慢转动工件,看是否能转得动。
在爪与工件之间最好垫一层铜皮或平皮带,并加些润滑油,或者3个爪用夹布胶木制造,这样可防止擦伤工件表面。
在车削大型工件或工件转速较高时,就必须采用带滚动轴承的中心架,如图5-2所示。
(2)车削步骤车削时,先车一端,一直车到沟槽为止。
细长轴的长径比工艺难点及工艺措施

细长轴的长径比工艺难点及工艺措施细长轴的长径比是指轴的长轴与短轴之比,通常用L/D表示,其中L为轴的长度,D为轴的直径。
细长轴用于很多机械设备中,如风力发电机组、高速电机、车辆引擎等。
在工程中,细长轴的设计、制造和加工存在一些难点,需要采取相应的工艺措施来解决。
1.刚度问题:细长轴的刚度相对较小,容易产生变形和振动。
长时间的运行会导致轴的断裂或失去平衡,严重影响设备的正常运行。
2.加工难度:由于细长轴的尺寸较大,加工起来相对困难。
特别是在轴的加工过程中,切割刀具容易产生振动,加工精度难以保证。
3.变形问题:在细长轴的使用过程中,由于受到挤压等外力的作用,容易发生轴腰弯曲或偏转的情况,导致轴的偏心,使设备的使用受到限制。
为了解决细长轴的工艺难点,可以采取以下工艺措施:1.材料选择:选择高强度、高刚度的材料,如合金钢、不锈钢等。
这样可以增加轴的刚度,防止变形和振动的产生。
2.结构设计:合理设计细长轴的结构,增加其刚度,减少轴的变形。
比如,在轴的适当位置增加支撑部分,加强刚度。
3.热处理:通过热处理,可以改变轴材料的组织结构,提高其硬度和强度。
同时,也可以减少材料的内应力,提高轴的抗变形能力。
4.精密加工:采用精密加工工艺,如磨削、车削等,以保证轴的加工精度。
同时,在加工过程中,要注意切削刀具的选择、磨损情况以及切削液的使用,确保加工质量。
5.表面处理:对细长轴进行表面处理,如氮化处理、镀铬等,可以提高轴的表面硬度和耐磨性,减少摩擦和磨损。
与此同时,还需要注意轴的安装、使用和维修过程中的操作规范,合理利用轴的强度和刚度,避免超载和过度振动,减少轴的疲劳破坏。
总之,细长轴的长径比较大,其设计、制造和加工都存在一定的难点。
通过合理的材料选择、结构设计和工艺措施,可以提高轴的刚度和抗变形能力,保证轴的加工精度和使用寿命,确保设备的正常运行。
细长轴的加工方法

细长轴的加工方法细长轴的加工方法是指在机械加工过程中对于长度较长、直径相对较小的轴类工件所采取的一系列加工工艺和方法。
这类工件在许多领域中都有广泛的应用,比如汽车制造、航空航天、机械制造等。
细长轴的加工方法主要有以下几种:1. 切削加工:细长轴通常通过车床、铣床、钻床等机床进行切削加工。
在车床上,可以采用车削、车磨等方式进行加工,通过刀具不断地切削和磨削,逐步将粗加工的轴件加工成细长轴。
在铣床上,可以采用铣削、镗削等方式进行加工,通过刀具的旋转和移动,将工件表面的一定量材料切除,以达到加工精度和表面质量的要求。
2. 磨削加工:磨削是细长轴加工中常用的一种方法,通过磨削工具与工件表面的相对运动,将工件表面的一定量材料切除,以达到加工精度和表面质量的要求。
磨削加工分为外圆磨削和内圆磨削两种,分别适用于细长轴的外圆面和孔内面的加工。
常用的磨削加工方法有普通磨削、中心磨削、无心磨削和滚动磨削等。
3. 精密加工:细长轴的加工精度要求比较高,常常需要进行精密加工。
精密加工包括线切割、电火花加工、焊接等。
线切割是利用线切割机将工件切割成需要的形状,可以实现高精度的加工。
电火花加工是利用电火花放电烧蚀工件表面的加工方法,可以实现对轴件表面的高精度加工。
焊接是将两个或多个工件通过热源加热到熔融状态,使其熔合在一起的加工方法,通过焊接可以实现对细长轴的连接。
4. 其他加工方法:除了以上几种常规的加工方法外,还有一些特殊的加工方法可用于细长轴的加工。
比如深孔加工、滚压加工、冲压加工等。
深孔加工是通过刀具在细长轴上钻孔,可以实现对轴内腔的加工。
滚压加工是利用滚轮对工件表面施加压力,使其产生塑性变形,从而改善轴件的表面硬度和粗糙度。
冲压加工是将细长轴放置在冲压模具中,通过冲击力将轴件冲压成需要的形状。
细长轴的加工方法在实际应用中需要根据工件的具体要求和加工精度来选择,确保加工精度和表面质量的要求。
同时,在细长轴的加工过程中,还需要注意工艺参数的选择、刀具的使用和切削润滑的控制,以确保加工质量和工件的加工效率。
细长轴的车削加工方案

细长轴的车削加工方案细长轴的车削加工摘要:细长轴在车削加工中承受自身重力、切削力、高速旋转产生的离心力的作用,极容易出现振动与弯曲变形现象,增大轴的几何形状误差,而细长轴的轴向尺寸较大,直径较小,热扩散性及刚性差,受切削热作用会在轴向发生线性膨胀,若在轴向的伸长量无法得到消除,轴将受迫弯曲,从而影响轴的精度。
因此,要提高超细长轴车削加工的精度,必须对车床的夹具和刀具做进一步的改进。
为了达到所要求的加工精度,加工过程中要使用跟刀架、弹性活络顶尖和中心架等夹具和辅具,针对加工过程可能出现的问题对普通跟刀架、尾座进行改进。
采用托架避免工件产生很大的摆动;采用一夹一顶的装夹方式,尾座具有弹性,同时采用反向车削的方法,配合以最佳的刀具几何参数、切削用量等一系列有效措施,提高了细长轴的刚性,满足了加工要求。
关键词:细长轴夹具跟刀架中心架刀具切削加工一、细长轴的特点通常指出在机械中作转动运动的长度大于直径的圆柱零件叫作轴,而工件的长度与直径之比大于25(即l/d>25)的轴类零件称作细长轴。
切削细长轴与通常轴类较之,细长轴刚性高,极易变形,振动小,给焊接加工增添困难,难于赢得较好的表面光洁度及几何精度,其加工特点如下:1)热变形大。
细长轴车削时热扩散性差、线膨胀大,当工件两端顶紧时易产生弯曲变形。
严重时细长轴会被卡死而无法加工。
2)刚性高。
切削时工件受切削力、细长的工件由于蔡国用弯曲、高速旋转时受离心力等都极容易并使其产生伸展变形。
3)表面质量难以保证。
由于工件自重、变形、振动影响工件圆柱度和表面粗糙度。
以下主要针对上面的三个加工特点去谈谈如何有效率的提升细长轴的加工质量。
二、如何预防细长轴车削加工变形的措施(一)增大热变形弯曲车削时,因切削热传导给工件,使工件温度升高,工件就开始伸长变形,如车削直径φ50mm,长度l=1500mm的细长轴,材料为45#钢,车削时因切削冷的影响,并使工件比室温增高30℃,则细长轴冷变形弯曲量△l=11.59×10-6(45#钢的线膨胀系数)×1500×30=0.522mm切削细长轴时,如果用两顶尖或用一端卡住一端压制住的方法加工,它的轴向边线就是紧固的,热变形弯曲0.522mm,工件就可以本身伸展,细长轴一旦产生伸展后加工就很难展开。
细长轴的加工方法

细长轴的加工方法细长轴的加工方法是机械制造中的一个重要环节,它的加工方法决定着机械制造的效率和质量。
近些年来,随着技术的进步,许多新的加工方法应运而生,为细长轴的加工提供了更多的选择。
本文将介绍几种常用的细长轴加工方法,并分析其优缺点。
首先,铣削是最常见的细长轴加工方法之一。
它可以使用铣刀来切削金属表面,以形成所需的尺寸和形状。
它的优点是加工速度快,噪音低,可以实现高精度,可以根据客户的要求来生产细长轴的各种尺寸和形状,而且可以满足大批量生产的需求。
但是,它也有一些缺点,比如加工时间长,工具磨损较快,加工成本较高等。
其次,火花机加工是另一种常用的细长轴加工方法。
它使用火花机,通过火花机电极和金属表面之间的电弧,使金属表面熔化,从而形成所需的尺寸和形状。
它的优点是加工速度快,加工精度高,可以满足大批量生产的需求,而且可以根据客户要求生产各种尺寸和形状的细长轴。
但是,它也有一些缺点,比如噪音大,加工成本较高等。
再次,冲压是另一种常用的细长轴加工方法。
它使用冲床,将金属表面压缩到所需的尺寸和形状,以形成细长轴。
它的优点是加工速度快,噪音低,可以实现高精度,可以根据客户的要求来生产细长轴的各种尺寸和形状,而且可以满足大批量生产的需求,并且可以有效地改善加工精度和质量。
但是,它也有一些缺点,比如工具磨损较快,加工成本较高等。
最后,机械加工是另一种常用的细长轴加工方法。
它使用机械工具,如锯子和攻丝机,将金属表面切削,以形成所需的尺寸和形状。
它的优点是加工速度快,噪音低,可以实现高精度,可以根据客户的要求来生产细长轴的各种尺寸和形状,而且可以满足大批量生产的需求。
但是,它也有一些缺点,比如工具磨损较快,加工成本较高等。
从以上介绍可以看出,细长轴的加工方法有优点也有缺点,每种加工方法都可以根据实际情况来选择,以满足不同的加工要求。
因此,在选择细长轴加工方法时,应该综合考虑各种因素,以便选择最合适的加工方法。
此外,要想使细长轴加工质量更高,还需要做好技术准备,比如掌握各种加工工艺,提高细长轴加工设备的精度,以及确保使用合格的材料等。
细长轴的加工

40Cr交货状态以热处理(正火、退火或高温回火)或不热处理状态交货,交货状态应在合同中注明.
① 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr、25Cr2MoVA合金管 ②钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字"1",例如钢号"12CrMoV"和"12Cr1MoV",前者铬含量为0.4-0.6%,后者为0.9-1.2%,其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
第一时间网建议:装修效果图只能作为参考
五、选择全包的装修业主直接对工程撒手不管
有些装修业主图省事,将家装工程完全交给装修公司处理,在施工过程中对施工工程撒手不管,等到事后去检查发现不好的地方,要 求施工队进行整改时,就非常麻烦,施工队会抱怨业主早点不提出,等到工程做好才提出,并且有些工程在刚施工完毕时,是看不出错误 的,在施工过后几个月或者半年内才会出现问题,可等到那时,施工队可能就不会对业主的施工工程进行维修了。
氮化工件工艺路线:锻造-退火-粗加工-调质-精加工-除应力-粗磨-氮化-精磨或研磨。由于氮化层薄,并且较脆,因此要求有较高强度的心部组织,所以要先进行调质热处理,获得回火索氏体,提高心部机械性能和氮化层质量。软氮化是活性氮化,现在比较常用的是气体氮化.
焊接
40Cr焊接前注意预热,以防止因基体散热,造成焊缝内部激冷淬裂。焊接后调质前最好加一遍正火。
第一时间网建议:装修过程中颖轻装修,重装饰。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
车工技师论文车工职业文章文章类型:技师论文文章题目:细长轴的加工技术方法*名:**职业:不落轮镟床工准考证号: 工作单位:长沙市轨道交通运营有限公司2015年9月8日细长轴的加工技术方法长沙市轨道交通运营有限公司杨强摘要:由于细长轴在加工中刚性差,在切削时受切削力、重力、切削热等因素影响产生弯曲变形,产生震动、锥度、腰鼓形和竹节形等缺陷,难以保证加工精度。
通过分析细长轴加工各关键技术问题对细长轴加工的影响,找到改进方法,从而提高细长轴加工的精度,保证合格率。
关键字:细长轴技术问题加工方法精度引言通常轴的长度与之直径比大于20~25(即L/d≥20~25)的轴称之为细长轴。
这类零件一般在车床上进行加工。
在车削加工过程中,由于其刚性差,在切削力和切削热的作用下,细长轴很容易产生弯曲变形,使加工出来的细长轴产生中间粗、两头细的形状,严重影响零件的加工精度。
同时细长轴产生弯曲变形后,还会引起工艺系统振动,影响零件的粗糙度。
在切削力、重力和顶尖顶紧力的作用下, 横置的细长轴很容易弯曲甚至失稳, 因此, 车削细长轴时必须改善细长轴的受力问题。
加工方法:采用反向进给车削, 选用合理的刀具几何参数、切削用量、一夹一顶和轴套式跟刀架、中心架等一系列有效措施。
一、提出问题细长轴是机器上的重要零件之一。
用来支配机器中的传动零件,使传动零件有确定的工作位置,并且传递运动和转矩。
当轴的长度与直径之比L/D>25时,轴称为细长轴。
“车工怕杆。
钳工怕眼’’是人们熟悉的口头语。
也就是说,由于细长轴的加工精度要求高,但细长轴本身的结构特点使之刚性差、振动大,所以加工起来存在一定的难度。
其加工特点如下:1、细长轴刚性很差。
在车削加工时,如果装夹不当,很容易因切削力及重力的作用而产生弯曲变形,从而引起振动,降低加工精度和表面粗糙度。
2、细长轴的散热性差。
在切削热的作用下。
工件轴向尺寸会变热伸长,如果轴的两端为固定支承,则会因变挤而产生弯曲变形,甚至会使工件卡死在顶尖间而无法加工。
3、工件高速旋转时,在离心力作用下,加剧工件弯曲与振动。
4、细长轴轴向尺寸较长,加工时一次给所需时间长。
刀具磨损大,从而影响零件的几何形状精度。
二、分析细长轴车削加工时受力变形的主要原因在车床上车削细长轴采用的传统装夹方式主要有两种:一种方式是细长轴的一端用卡盘夹紧,另一端用车床尾架顶尖支承(一夹一顶);另一种方式是细长轴的两端均由顶尖支撑(双顶尖)。
通过分析研究,车削引起细长轴弯曲变形的原因主要有:1、切削力导致变形在车削过程中,产生的切削力可以分解为轴向切削力Px、径向切削力Pz。
不同的切削力对车削细长轴时产生弯曲变形的影响是不同的。
(1)径向切削力Pz的影响径向切削力是垂直作用在通过细长轴轴线水平平面内的,由于细长轴的刚性较差,径向力将会把细长轴顶弯,使其在水平面内发生弯曲变形。
径向切削力对细长轴弯曲变形的影响(见图1)。
图 1 一夹一顶装夹方式及力学模型(2)轴向切削力Px的影响轴向切削力是平行作用在细长轴轴线方向上的,它对工件形成一个弯矩。
对于一般的车削加工,轴向切削力对工件弯曲变形的影响并不大,可以忽略。
但是由于细长轴的刚性较差,其稳定性也较差,当轴向切削力超过一定数值时,将会把细长轴压弯而发生纵向弯曲变形(如图2)。
图2 径向切削力的影响及力学模型2、切削热产生的影响车削加工产生的切削热,会引起工件热伸长。
由于在车削过程中,卡盘和尾架顶尖都是固定不动的,因此两者之间的距离也是固定不变的。
这样细长轴受热后的轴向伸长量受到限制,导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形。
因此可以看出,提高细长轴的加工精度问题,实质上就是控制工艺系统的受力及受热变形的问题。
三、提高细长轴加工精度的措施1、机床的调整细长轴的加工过程需要使用床身导轨的全部或大部分,因此机床本身的精度对加工效率、质量有着相当重要的影响。
由于机床导轨面磨损程度不同,因此首先要对机床做适当的调整。
使主轴中心和尾座顶尖中心线与导轨全长平行。
2、棒料的校直对于精度要求高的零件要采用热校直法校直棒料,不宜冷校直,忌锤击。
3、选择合适的装夹方法(1)双顶尖法装夹法。
采用双顶尖装夹,工件定位准确,容易保证同轴度。
但用该方法装夹细长轴,其刚性较差,细长轴弯曲变形较大,而且容易产生振动.因此只适宜于长径比不大、加工余量较小、同轴度要求较高、多台阶轴类零件的加工。
(2)一端用卡盘夹紧,另一端用顶尖顶紧。
顶尖顶得太紧,工件切削时变热伸长变阻,将引起轴变形弯曲;顶尖顶得太松,则稳定性差,另外,顶尖孔与装夹基面往往不同轴,会形成装夹的过定位而使工件弯曲。
此时,可在三爪卡盘与工件问垫入—个开口钢丝圈,使工件与卡爪成线接触,使细长轴在自由状态下定位夹紧,不会产生内应力。
此外,后顶尖还可以采用弹性活顶尖,使工件变热伸长时不变阻,以减少弯曲变形(3)一夹一拉装夹细长轴在车削过程中工件始终受到轴向拉力,因切削热而产生的轴向伸长量,可用后尾座手轮进行调整,这是加工细长轴比较理想的一种装夹方法4、增加细长轴的刚性,减小车削时的振动,使用中心架和跟刀架来解决使用跟刀架或中心架的加工特点:车细长轴时由于使用跟刀架,若支承工件的两个支承块对零件压力不适当,会影响加工精度。
若压力过小或不接触,就不起作用,不能提高零件的刚度。
若压力过大,零件被压向车刀,切削深度增加,车出的直径就小,当跟刀架继续移动后,支承块支承在小直径外圆处,支承块与工件脱离,切削力使工件向外让开,切削深度减小,车出的直径变大,以后跟刀架又跟到大直径圆上,又把工件压向车刀,使车出的直径变小,这样连续有规律的变化,就会把细长的工件车成“竹节”形。
造成机床、工件、刀具工艺系统的刚性不良给切削加工带来困难,不易获得良好的表面粗糙度和几何精度。
(1)当工件可分段车削时,中心架直接支承在工件中间。
采用这种支承,长度与直径之比可以减少一半,相当于减少了轴与支承跨距,细长轴的刚度可以增加几倍,能有效防止轴加工时的绕曲变形(见图3-1)。
图3-1 中心架的装夹方法(2)跟刀架固定在床鞍上,一般有两个或三个支承爪,跟刀架可以跟随车刀移动,抵消径向切削时可以增加工件的刚度,减少变形。
从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。
跟刀架是加工细长轴及其重要的附件。
跟刀架的形式很多,但不管是哪种,其中心都必须与卡盘、尾座顶尖处于同一中心上(如图3-2)。
必要时可将圆柱铰刀或圆柱铣刀支持在三爪卡盘上,对跟刀架支撑头进行修正。
加工细长轴时最好采用三支柱的跟刀架,支柱的材料为普通铸铁,因为这种材料的磨损较小能保证加工精度,而且不会研伤工件表面,能提高工件表面的光洁度。
跟刀架爪与工件表面要接触良好,其压力大小是由操作者手感控制,不得过紧或过松。
过紧,工件随着走刀,会产生竹节形误差,表面粗糙度加大;过松,工件容易跳动产生椭圆形、三菱形、竹节形等误差,表面粗糙度也会增大。
图3-2 跟刀架5、减小热变形伸长影响车削时,因切削热传导给工件,使工件温度升高,工件就开始变形伸长,其热变形伸长量为βL∆tL∆1=ΔL=β1LΔt式中:β1为材料的线膨胀系数;L为工件总长;∆t为工件升高的温度。
如前所述,车削细长轴时,一般用两顶尖或一端夹紧,另一端顶紧的方法加工,其轴向位置是固定的,如果工件变热伸长了dL,工件就受挤压弯曲,一旦产生弯曲后,细长轴就很难进行加工,因此,加工细长轴时,需采取措施以减小热变形的影响:(1)使用弹性回转顶尖来补偿热变形伸长。
实践证明,用弹性回转顶尖加工细长轴,可有效的补偿工件的热变形伸长,工件不易弯曲,车削可顺利进行。
(2)采用反向进给车削。
反向进给是指刀具从床头到床尾方向作切削运动。
常规的切削方向使尾架的顶紧轴向力与切削轴向力Px 方向一致,加剧了细长轴工件的弯曲。
若反向进给,其轴向分力只对工件产生的拉力,使工件已加工部分轴向拉伸,与工件变热伸长方向一致,共同向弹性顶尖压缩。
为取得最佳效果,反向进给和弹性顶尖一般配合使用。
(3)加注充分的切削液车削细长轴时。
无论是低速切削还是高速切削,使用切削液进行冷却,能有效地抑制工件温度上升,从而控制热变形。
(4)刀具应经常保持锐利状态,以减小刀具与工件的摩擦发热。
6、采用适当的车削方法(1)一夹一顶上中心架,或两顶尖上中心架,正装车刀车削,适用于允许调头接刀车削的工件。
(2)一夹一顶上跟刀架,正装车刀车削,适用于不允许调头接刀车削的工件。
两爪跟刀架不适用于高速切削,三爪跟刀架适用于高速切削。
(3)一夹一顶或一夹一拉,卡盘央紧面用开口钢丝圈,上跟刀架,反向进给,适用于精车长径比大于50倍的轴(见图3-3)。
图3-3(4)双刀切削法。
采用双刀车削细长轴改装车床中溜板,增加后刀架,采用前后两把车刀同时进行车削。
两把车刀,径向相对,前车刀正装,后车刀反装。
两把车刀车削时产生的径向切削力相互抵消。
工件受力变形和振动小,加工精度高,适用于批量生产(见图3-4)。
图3-4 双刀车削细长轴7、适当的控制切削用量。
加工时,冷却液的浇淋要充分。
切削用量选择的是否合理,对切削过程中产生的切削力的大小、切削热的多少是不同的。
因此对车削细长轴时引起的变形也是不同的。
(1)切削深度(t)在工艺系统刚度确定的前提下,随着切削深度的增大,车削时产生的切削力、切削热随之增大,引起细长轴的受力、受热变形也增大。
因此在车削细长轴时,应尽量减少切削深度(2)进给量(f)进给量增大会使切削厚度增加,切削力增大。
但切削力不是按正比增大,因此细长轴的受力变形系数有所下降。
如果从提高切削效率的角度来看,增大进给量比增大切削深度有利。
(3)切削速度(v)提高切削速度有利于降低切削力。
这是因为,随着切削速度的增大,切削温度提高,刀具与工件之间的摩擦力减小,细长轴的受力变形减小。
但切削速度过高容易使细长轴在离心力作用下出现弯曲,破坏切削过程的平稳性,所以切削速度应控制在一定范围。
对长径比较大的工件,切削速度要适当降低。
8、选择合理的刀具角度选择合理的刀具角度是为了减小车削细长轴产生的弯曲变形,要求车削时产生的切削力越小越好,而在刀具的几何角度中,前角、主偏角和刃倾角对切削力的影响最大。
细长轴车刀必须保证如下要求:切削力小,减少径向分力,切削温度低,刀刃锋利,排屑流畅,刀具寿命长。
从车削钢料时得知:当前角γ0增加10°,径向分力Fr可以减少30%;主偏角Kr增大10°,径向分力Fr可以减少10%以上;刃倾角λs取负值时,径向分力Fr也有所减少(见图3-5)。
图3-5 刀具切削几何角度(1)前角(γ0) 其大小直接着影响切削力、切削温度和切削功率,增大前角。
可以使被切削金属层的塑性变形程度减小,切削力明显减小。
增大前角可以降低切削力,所以在细长轴车削中,在保证车刀有足够强度前提下,尽量使刀具的前角增大,前角一般取γ0=150 。