长径比大于80的细长轴类零件的切削加工工艺
长径比大于80的细长轴类零件的切削加工工艺
长径比大于80的细长轴类零件的切削加工工艺默认分类 2007-10-02 18:30 阅读22 评论0字号：大中小对于长度与直径之比(长径比)大于80的细长轴，在切削过程中由于其刚性差而极易产生弯曲和振动，难以获得良好的加工精度和表面粗糙度。
且热扩散差，线膨胀大，当工件两端顶紧时受热变形影响易产生弯曲，因此，长径比大于80的细长轴是轴类零件中较难加工的零件。
在实际生产中，可通过采用三支承跟刀架、弹簧顶尖、改进刀具的几何角度或采用宽刃精车刀、选择热硬性好及高耐磨的刀具材料、增设合理的辅助工具等方法达到满意的加工效果。
1、细长轴加工前的准备工作加工前应先调整机床，校直工件。
机床调整主轴中心和尾座顶尖中心连线与导轨全长平行;主轴中心与尾座顶尖中心的同轴度公差小于0.02;大、中、小拖板的间隙合适(过松会扎刀)。
棒料校直采用热校直法校直棒料，不宜冷校直，忌锤击。
装夹时，防止预加应力产生变形，夹持方法有两种:一是在一端车出8～10mm的卡脚档;二是在卡盘爪与工件间垫入直径为f3～f5mm的钢丝(绕工件放置)或钢柱(顺工件放置)，使工件与卡盘为线接触。
2、切削方法采用三支承爪的跟刀架及弹簧顶尖，切削方法有以下两种。
高速切削法常采用75°粗车刀、93°半精车和精车刀。
75°粗车刀材料为YT15,YW2，刀片代号A127；93°精车刀材料为YT30、YW1，刀片代号A127。
粗车切削用量：n=290～450r/min，f=0.4～0.6mm/r，ap=3～4m m；半精车切削用量:n=380～600r/min，f=0.2～0.4mm/r，ap=1.5～2.5mm；精车切削用量：n=450～6 00r/min，f=0.15～0.3mm/r，ap=0.5～1.5mm。
因增加了一个支承爪，在车刀切入工件后，应按上、下、外顺序调整支承爪。
反向低速大进刀精车法采用弹簧伸缩顶尖，反向切削。
细长轴类零件的切消加工工艺
增设 合理 的辅助 工具等 方法 达到满 意 的加工效 果 。
１细长轴加工前的准备工作 ．
按 上 、下 、外 顺序 调整 支承爪 。
２ 反 向低 速大进刀精车法 ） 采 用弹簧 伸缩 顶尖 ，反 向切 削 。精车 、半精 车 仍用高速切削法 ，精车 用低速 大走 刀。采用的刀具与
加 工前应先 调整机 床 ，校直 工件 。
采 用三 支承 爪 的跟刀架 及弹 簧顶尖 ，切 削方法 在 轴 尾 端 倒 角
．
１ ０ ．第ｏ 数控机床市场 ２ ６期
维普资讯
支承爪的调整顺序依次是下侧 、上侧 、外侧 。接刀应 制有 ３ 。斜 面的木质 （ 红松 ） 托块组成 ，上托 块的上面 准确 ，在轴径接刀处要有 １ ０左右的锥度。逐步增加 制成 Ｖ型 托 口，这可使 工件与上托块 在互相 作用时能 ：１ 刀刃的切削力 ，以避免突然增加造成让 刀或 扎刀 ，产 够形 成不完全碰 撞 ，受力 时一部分功能 将受到损 失 ， 生径 向误 差而引起振 动 ，或 出现 多边形及竹 节形 。
４０— ５ ０ｍ ｍ
以达到减小反 作用力的 目的。根据实践经验 ，Ｖ型夹
为防止 工件振 动 ，跟 刀架 支承 爪的 轴 向长度 选 角 Ｏ ＝ ０ ～５ 。为宜 ，辅具安放 数量视 工件长径 比 【 ３。 ０
，
径 向宽度为 １ ～１ ｍｍ。为便于散热 和 及 工件 长度 而 定 ，当长径 比大于 ８０、工件 长大 于 ０ ５
刀 架 支承档 ，修
与工件 间垫入直径为 ｆ ～ｆｍ 的钢丝 （ 工件放置 ） 靠 卡盘 处车 出跟 ３ ５ｍ 绕
或钢柱 （ Ｊ 顺工件放 置 ） ，使 工件 与卡盘 为线接 触 。 ２ 切削方法 ．
车工论文——超 细 长 轴 的 加 工
超细长轴的加工摘要细长轴的长径比大于20，刚性很差，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加工的尺寸精度和形位精度。
加工难度大，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。
细长轴常规的加工方法为一夹一顶或两顶，而本文介绍的是一种新的加工方法——两拉加工法。
关键词细长轴两顶两拉前言以前我车间加工长径大于40，直径公差、形位公差为6级精度的细长轴，采用常规的加工方法装夹加工，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、大大提高加工成本。
我们经过多次分析、试验，在零件热处理、装夹、加工方法、刀具等方面采取了一定的技术措施，可加工出长径比大于100，直径公差、形位公差较高的细长轴。
直径值小于5mm 的超细长轴可用“两位”方法直接加工；由于工件自身重力的作用，直径大于5mm的超细长轴要采用“跟刀架、中心架”与“两拉”联合使用的方法加工。
正文由于细长轴的长、径比很大，刚性很差。
在车削时，受切削力、装夹力、自身重力、切削热、振动等因素的影响，容易出现以下问题：（1）切削时产生的径向切削力与装夹径向分力的合力，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，由于切削热作用，也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，工艺安排和操作技能都有较高的要求。
1 合理选择切削参数1.1 切削用量的选择（1）切削速度V的选择：图一是没有再生颤振时的切削速度与振动强度及稳定（a） (b)图一车削速度对切削稳定性的影响(a)切速V与振幅A的关系曲线 (b)V与awlim的关系曲线性的关系曲线。
从图（a）可知，车削时，一般当V=30~70m/mm 的速度范围内，容易产生振动，此时相应的振幅有较大值，高于或低于这个范围，振动呈现减弱趋势。
细长轴的加工工艺分析
细长轴的加工工艺分析
细长轴的加工工艺分析主要涉及以下几个方面：
1. 材料选择：细长轴通常需具备高强度和良好的耐磨性能，常见的材料有不锈钢、碳钢、合金钢等。
根据具体的工件要求选择适合的材料。
2. 切削加工：细长轴通常需要进行切削加工，包括车削、镗削、铣削等。
在切削加工过程中，需要注意选择合适的刀具、切削速度和进给量，以及加工顺序，以确保工件的精度和表面质量。
3. 热处理：细长轴常需要进行热处理，以改变其组织结构和性能。
常见的热处理方法包括淬火、回火、正火等，根据具体的材料和要求选择适当的热处理方法。
4. 精密加工：细长轴可能需要进行精密加工，如磨削、抛光等。
在精密加工过程中，需要使用合适的磨削工具和抛光材料，控制加工参数，以获得高精度的工件表面。
5. 检测和质量控制：细长轴的加工过程中需要进行检测和质量控制，以确保工件的质量。
常见的检测方法包括尺寸测量、外观检查、硬度测试等，根据具体的要求选择适当的检测方法。
6. 表面处理：细长轴可能需要进行表面处理，如镀铬、喷涂等，以提高其耐腐
蚀性和装饰性。
在表面处理过程中，需要选择合适的表面处理方法和材料，控制加工参数，确保工件的表面质量。
总之，细长轴的加工工艺分析需要考虑材料选择、切削加工、热处理、精密加工、检测和质量控制，以及表面处理等方面的因素，以确保工件的加工质量和性能。
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。
车削细长轴的工艺分析
车削细长轴的工艺分析本文分析了细长轴车削加工工艺特点，针对影响零件加工精度的关键因素，从工装夹具、刀具结构设计以及工艺参数的确定等方面进行了探讨，提出了可行的工艺方案。
标签：细长轴；车削；变形细长轴类零件本身的刚性较差，在切削力、重力作用下容易发生变形，给切削加工带来困难，不易获得良好的表面质量及几何精度，造成废品。
本文结合生产实践，着重从车削装置、刀具结构等方面对细长轴进行加工工艺分析。
1 细长轴车削工艺分析加工细长轴时，因工件径长比可达1：100至1：150左右（如φ10×1300），造成机床—工件—刀具工艺系统刚性不良，在切削力作用下，刀具相对于工件的位置发生变化，即工件产生“让刀”现象，从而产生形状误差，同时因系统振动，产生切削波纹，影响工件表面质量。
工艺系统的刚度不仅与工件尺寸、结构有关，还与工件在车床上的装夹及支承情况有关。
（1）当工件一端在卡盘上夹紧，其受力情况可视为悬臂梁，车削后易产生倒锥形误差。
（2）当工件一端用卡盘上夹紧，另一端用尾座顶尖定为支撑，可大幅度提高工件刚度，但因中间刚度低于两端，车削后易出现腰鼓形误差。
（3）若工件一端装夹，一端顶，且在中间用中心架或采用跟刀架支承，可有效提高细长轴的刚度。
通过以上分析，若提高细长轴的加工精度，减小切削力对加工误差的影响，必须选择合理的装夹方式，改进细长轴加工工艺措施。
2 细长轴车削工艺措施2.1 工件装夹方式合理的装夹方式可以减少工件的装夹变形，保证工件的加工质量。
（1）在卡盘夹紧工件的卡爪面垫入φ4×20毫米钢丝，使工件与卡爪之间为线接触。
以减少过定位对工件变形的影响。
（2）在尾座装弹性活络顶尖，当工件发生弯曲变形或受热膨胀时，顶尖能做一定的轴向移动。
2.2 跟刀架结构（1）跟刀架必须有足够的刚性，三只支承块采用球墨铸铁材料制作（QT600-2），以便有良好的自润滑性和减摩性，不易损伤工件加工表面。
三支承块与工件研磨后保持紧密配合，切削运转时呈动配合，使工件保持在旋转轴线上。
长径比＞20的细长轴如何更高效地车削加工？
通常将长径比＞20的轴称为细长轴，其车削加工是一项很难的加工技术。
传统的细长轴类零件通常是在普通车床上加工，操作人员的技术水平很大程度上决定了零件的加工质量，而且效率低下。
应用更先进的自动化数控技术来生产超细长轴类零件是必然趋势，笔者提出了一种较为创新的加工变径超细长轴类零件的方法，并经实际验证取得了良好的效果。
1. 细长轴类零件加工难点分析1）细长轴类零件的刚性差，长径比大，切削时不仅易产生振动和热胀变形，而且需要具备一定比例的锥度。
2）细长轴在高速车削时，局部温度会急剧上升，产生较大的线膨胀，因其散热性差，导致细长轴弯曲变形，影响车削精度。
3）细长轴轴向尺寸大，车削时要求较小的进给量，刀具极易磨损，在实际加工中很容易出现崩刀、啃刀等刀具损坏现象，产生竹节形误差和麻花形误差。
2. 细长轴振动基本理论细长轴车削振动问题属于连续系统振动，其有无穷多个自由度，可以用偏微分方程对其进行描述。
在建立细长轴切削的受力模型时，可将尾座处简化为一个简支座；跟刀架只能限制X、Y方向位移，Z向可以自由移动，可将跟刀架简化为一个简支座；将自定心卡盘处简化为一个固定支承，则可建立细长轴车削时的受力简图，如图1所示。
图1 细长轴车削受力简图1—尾座2—跟刀架3—自定心卡盘在主切削力、轴向切削力、径向切削力和约束的共同作用下，细长轴将主要出现径向振动和轴向振动，假设细长轴材料为理想弹性体且满足以下三个条件：一是质量均匀分布，二是各向同性，三是服从虎克定律，这样就可以对细长轴的径向、轴向振动进行理论推导。
3. 变径超细长轴车削加工专用机床设计笔者根据所要加工零件的特点设计了专用数控机床，对一台型号为CA6140/3000的数控车床进行了数控化改造，在基本机械改造的基础上，针对细长轴类零件的加工难点进行分析，在反复试验的基础上，最终确定了液压可适应跟刀架、拉式尾座和双卡盘结构组合的加工方案，具体改造方案如下所述。
（1）液压可适应跟刀架（见图2）该专用机床设计了一种液压可适应跟刀架，在安装时确定好卡轮与刀具之间的距离，并确保液压跟刀架三爪完全与细长轴接触。
细长轴车削工艺技巧
细长轴车削工艺技巧【摘要】细长轴直径尺寸小、长度尺寸大，长度尺寸与直径尺寸之比大于25，工件刚性差、轴向热形伸缩量大，车削加工过程中容易产生振动现象、容易出现竹节形变形。
如何采取工艺措施增强工件刚性、减少和补偿工件轴向热变形伸缩，是保证细长轴车削加工质量的关键技术难题。
【关键词】细长轴；刚性；热变形伸缩某设备上的光杠长度为750mm、直径？覫25mm、加工精度等级IT9，圆柱度公差为？覫0.1mm、表面粗糙度Ra3.2。
工件材料为45#钢，毛坯直径为？覫30mm。
工件长径比达到1：30、刚性极差，工件长度方向热鼓胀伸缩量也较大，受切削热影响工件温度变化30oC时，其长度伸缩量达△L=11.5×10-6（1/oC）×750（mm）×30（oC）=0.26（mm），工件加工难度较大。
要保证工件的车削加工质量必须解决两大关键技术难题：一是，设法增强工件刚性、削除车削振动；二要，有效减少和补偿工件热变形伸缩。
可采取以下技术措施，解决车削加工技术难题。
1 采用跟刀架增强工件刚性细长轴刚性特别差，车削加工过程中极易引起振动，必须设法增强工件刚性。
增强工件整体刚性难度很大，也没有必要，只须增强工件车削部位的局部刚性，就能达到改善加工质量的目的。
采用跟刀架支撑工件，是增强局部刚性极为有效的措施。
常用的跟刀架有两爪跟刀架和三爪跟刀架。
此处工件长径比不是特别大，选用操作较为简便的两爪跟刀架完全以满足加工要求，如图1所示。
使用跟刀架时应注意，跟刀架必须牢固安装在中滑板上，支撑爪支撑在车刀附近、工件已加工表面上，增强工件加工部位的局部刚性。
支撑爪支顶力应大小适当，支撑力如果太小就起不到应有的支撑作用、会引起车削振动。
如果支撑力太大，则会引起工件产生竹节形变形。
支撑爪调好之后，应锁紧支撑爪，防止其产生松动。
跟刀架支撑工件的部位如图2所示。
2 减少和补偿工件热变形伸长受切削热影响，工件会在轴向产生较大的热变形伸缩，影响细长轴加工质量，可采取以下措施减少和补偿工件热变形。
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长径比大于80的细长轴类零件的切削加工工艺
默认分类 2007-10-02 18:30 阅读22 评论0
字号：大中小
对于长度与直径之比(长径比)大于80的细长轴，在切削过程中由于其刚性差而极易产生弯曲和振动，难以获得良好的加工精度和表面粗糙度。
且热扩散差，线膨胀大，当工件两端顶紧时受热变形影响易产生弯曲，因此，长径比大于80的细长轴是轴类零件中较难加工的零件。
在实际生产中，可通过采用三支承跟刀架、弹簧顶尖、改进刀具的几何角度或采用宽刃精车刀、选择热硬性好及高耐磨的刀具材料、增设合理的辅助工具等方法达到满意的加工效果。
1、细长轴加工前的准备工作
加工前应先调整机床，校直工件。
机床调整
主轴中心和尾座顶尖中心连线与导轨全长平行;主轴中心与尾座顶尖中心的同轴度公差小于0.02;大、中、小拖板的间隙合适(过松会扎刀)。
棒料校直
采用热校直法校直棒料，不宜冷校直，忌锤击。
装夹时，防止预加应力产生变形，夹持方法有两种:一是在一端车出8～10mm的卡脚档;二是在卡盘爪与工件间垫入直径为f3～f5mm的钢丝(绕工件放置)或钢柱(顺工件放置)，使工件与卡盘为线接触。
2、切削方法
采用三支承爪的跟刀架及弹簧顶尖，切削方法有以下两种。
高速切削法
常采用75°粗车刀、93°半精车和精车刀。
75°粗车刀材料为YT15,YW2，刀片代号A127；93°精车刀材料为YT30、YW1，刀片代号A127。
粗车切削用量：n=290～450r/min，f=0.4～0.6mm/r，ap=3～4m m；半精车切削用量:n=380～600r/min，f=0.2～0.4mm/r，ap=1.5～2.5mm；精车切削用量：n=450～6 00r/min，f=0.15～0.3mm/r，ap=0.5～1.5mm。
因增加了一个支承爪，在车刀切入工件后，应按上、下、外顺序调整支承爪。
反向低速大进刀精车法
采用弹簧伸缩顶尖，反向切削。
精车、半精车仍用高速切削法，精车用低速大走刀。
采用的刀具与高速切削法相同。
粗车切削用量n=230～450r/min，f=0.5～0.8mm/r,ap=3～8mm；半精车切削用量n=29 0～6OOr/min，f=0.3～0.6mm/r，ap=1.5～3.5mm;精车切削用量n=12～24r/min，f=10～20mm/r,ap=0. 02～0.05mm。
f、ap、V选取最大值的顺序依次为ap、f、V。
操作方法:靠卡盘处车出跟刀架支承档，修磨好支承爪后，在轴尾端倒角45°，以防止车削结束时刀具崩刃。
支承爪的调整顺序依次是下侧、上侧、外侧。
接刀应准确，在轴径接刀处要有1:10左右的锥度。
逐步增加刀刃的切削力，以避免突然增加造成让刀或扎刀，产生径向误差而引起振动，或出现多边形及竹节形。
为防止工件振动，跟刀架支承爪的轴向长度选40～50mm，径向宽度为10～15mm。
为便于散热和排屑，在支承爪的轴向和径向上各钻一个T形通孔，支承爪材料宜用QT60-2球墨铸铁。
3 、辅助工具
粗车时，可采用如图1所示的支架，支架由V形块和木垫块组成，木垫块压在机床导轨上。
半精车、精车时可采用如图2所示的托架，托架是在加工过程中起减振作用的主要辅具，托架由两块制有3°斜面的木质(红松)托块组成，上托块的上面制成V型托口，这可使工件与上托块在互相作用时能够形成不完全碰撞，受力时一部分功能将受到损失，以达到减小反作用力的目的。
根据实践经验，V型夹角a=30°～50°为宜，辅具安放数量视工件长径比及工件长度而定，当长径比大于80、工件长大于1500mm以上时，每隔600～800mm放置一个。
4 、应用效果
采用上述工艺措施后，车削最细轴(杆)f8×2000和细长轴f25×3000～5000，全长精度在IT5以上，表面粗糙度在Ra1.6以下，车削一根轴仅需15～25min。