高精度细长轴的特殊磨削方法
高精度细长轴的车削方法
技术推广高精度细长轴的车削方法侯学民(商丘工学院机械工程学院，河南商丘476000)摘要:本文阐述了车床的调整、夹具的调整、改进刀具角度、采用有效的加工方法等4个方面进行的技术调整，以期解决一些相关问题。
关键词:细长轴;车床;车刀;跟刀架车削高精度细长轴主要采用以下几方面的措施：1车床的调整1.1调整车床尾座中心线与车床床身导轨的平行度用一根接近工件长度的样棒，一端塞人车床主轴锥孔, 另一端用尾座顶尖支顶。
把百分表放在中拖板上，使触头与 样棒上面接触，用手均匀移动大拖板，观察百練表针的摆动情况，记录摆针的2个极限位值数值。
2个极限位值数值 之差，即百分表的读数差，也是车床尾座中心线与车床床身 导轨的平行度误差。
若出现雛，可用厚度与读数差相同的 薄铜皮窄条,垫入车床尾座与床身导轨面间进行调整。
1.2调整车床小、中、大拖板塞铁与拖板导轨面之间的间隙重点调整中拖板塞铁与拖板导轨面之间的间隙。
调整 方法:分别旋紧或旋松中拖板两端的调节螺钉，使塞铁与导 轨面之间的间隙适中(用0.04 mm的塞尺，塞入缝隙中，深 度约为20mm)。
用手转动中拖板手柄,感觉轻松自如，无 阻滞感。
但又不会出现“扎刀”现象即可。
这样既能精确控 制中拖板刻度，又使车削过程平稳，操作方便。
2 改用3只卡爪的跟刀架普通车床上的跟刀架一般使用的是2只卡爪，为了增加 工件的装夹刚性，防止车削加工中振动，用3只卡爪的顧架。
并増大支承爪的支撑面积(増大支承爪宽度，一般为工 件直径的1〜1.5倍，修整支承爪圆弧半径,与工件半径吻 合)。
如果将跟刀架改制成相互垂直分布的3只卡爪，另一 面由车刀抵住，这样工件外圆被夹持在刀具和3个支承爪之 间，上、下、左、右的移动均受到限制，只能绕轴线旋转。
这样 就有效地减少了切削振动，减少了工件变形。
为了增加支承 爪的耐磨性，也可选用HT200的灰铸铁做支承爪材料。
该 材料硬度低且耐磨,不易损伤已加工表面，从而提高了表面 质量。
细长轴的先进车削方法
细长轴的先进车削方法
细长轴的先进车削方法主要包括：
1. 伸长主轴法
伸长主轴法是采用长螺杆或长轴进行车削时采用的一种方法。
这种方法可以避免在加工长螺杆或长轴时因热变形而产生的误差。
这种方法的关键是保持螺杆或轴在加工过程中的稳定性，可以通过采用高强度材料、降低进给速度和采用加工中心来保持稳定。
2. 分段加工法
分段加工法是将长螺杆或长轴分成若干段进行加工的方法。
每个段的长度可以根据加工要求进行调整，可以采用不同的加工方式，避免热变形和振动。
在加工完成后再将各段连接起来成为完整的螺杆或轴。
3. 倒置加工法
倒置加工法是将长螺杆或长轴倒置后进行加工的方法。
通过倒置，可以避免螺杆或轴的热变形和振动，同时也能够减少加工时刀具的跨度。
这种方法需要采用专用的夹持装置和工艺，使螺杆或轴能够稳定地倒置，并且保持加工精度。
4. 加工中心法
加工中心法是采用加工中心进行车削的方法。
这种方法可以采用多轴控制和刀具切换等先进技术，可以在一台机床上完成多种复杂的加工工序。
在加工中心上进行车削可以极大地提高加工效率，同时也能够保证加工精度和表面质量。
高精度钛合金细长轴的磨削
砂轮 由磨粒 、 粘合剂 和气孔 三要素 构成 ， 其磨 削性 由 ａ 、 磨 料， ｂ 、 粒度 ； ｃ 、 粘合程度 ； ｄ 、 组织 ； ｅ 、 粘合剂五个要素决定 。一般
对钛 合金材料特性 ， 磨料 种类按照 以砂 轮磨削性能 为标 志的磨
钛合 金是一 种新 型结构 材料 ， 其主要 特点是 比重 小 ， 强度 高， 耐热和腐蚀。在强度方面 ， 钛合金可 以替代不锈钢 和合 金结 构钢 以减轻结构重量 ； 在 耐热和耐腐蚀 方面可 以替代 铝镁合金
自身重力 的作用下 ， 都易产生弯 曲变形 ， 形位公差难 以保证 。
３ 解 决方法 ３ ． １ 机床 检查并调 整机床 ， 确保 砂轮主轴 的回转精 度高于 Ｏ ． ０ ０ １ ｍ ｍ，
此外 ， 因为砂轮 表面有螺旋槽 ， 高速旋转时在螺旋槽 内形成一个 负压腔 ， 周 围空气高速 冲向此腔 ， 形成气流冷却。脱落的砂粒及 切屑顺螺旋槽沟排 出， 使 切屑不易阻塞砂轮 表面 ， 同时浇注切削 液， 切 削液很容易地被 吸入螺旋槽 内 ， 工件 与砂 轮发热减少 ， 使 加工： 工件表面光洁 ， 生产效率提高 。
但综合使用方便 、 价格 上考虑 ， 磨料种类 以绿色碳化硅磨粒
较为合适 ， 根据 其材 料特性和加工精度要求 ， 砂轮磨料粒度选用 ２ 磨削难点
６ ０ ＃， 粘合 程度 中级 Ｋ较为合适 ， 在精 加工微量进 给磨削 中， 应 特别 注意 防止磨削过烧 ， 以结合力大 ， 易使粘合程度和气孔变化
把砂 轮改制成表 面带 四个右旋 的螺旋沟槽 ， 因为螺旋槽砂
物脱 落 ， 导致磨粒 的破碎与脱落 ， 使砂轮磨损严重 ， 磨削 比下 降 ，
并造成零件几何形状误差增加 ， 形位公差不易控制 。
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。
高精度、低粗糙度细长轴磨削工艺的探讨
其 达 到相 关规范 标准 。
③ 检修 机 床 ：检修 机 床 不仅 对磨 床 有着 很高 的 要求 ， 造 成工 件 的 圆柱 度 超差 的原 因主要 有 工件 受热 变 形 、 对砂轮 主 轴 的 回转精 度 也有着 很 高 的要 求 ，
高精度 、 低粗糙 度细长轴磨 削工艺 的探讨
张振 离 （ 河南 工业大学工程训练中心）
摘要 ： 本 文 介 绍 一种 在 普 通 外 圆磨 床 上 高 效 磨 削 高 精 度 ， 低 粗 糙 伸 长 ， 磨 削 中顶尖 顶得 过 紧、 磨 削 用量 过 大 ， 磨 削 后产 生 的
度 细 长 轴 的 工 艺 ，这 种 工 艺 非 常适 用于 长 径 比大 干 ２ Ｏ 的细 长 轴 磨
削。
各种 变形 ， 比如鞍 形 、 锥度 、 鼓 形、 弯 曲等。
１ ． ３ 工 件 圆 度 超 差
造 成 工 件 圆度 超 差 的原 因 主要 有工 件 顶 得 太 紧 或太 般 情 况下 ， 在普 通 外 圆磨 床上 加 工 出 的工 件其 精 度 松； 工件 中心 孔 内有污 垢 或 已磨损 ， 其 形状 不 正确 ： 砂 轮 主 等级 为 ７级 ， Ｒ ａ的最 大 允许值 为 Ｏ ． ８ ｕ ｍ ，但 是 有 时 中小 轴 或头 架 主轴 的径 向跳动 过 大等 。 企 业 也 需要 加工 一 些精 度 更高 的工 件 ， 又面 临着 没 有精 密 因此 ， 磨削 细 长轴 的关键 是 解 决加 工 工件 的弯 曲变形 设 备 的现状 。为 此 ， 探讨 用普 通 外 圆磨 床加 工 出高精 度 ， 低 问题 。 主 要抓住 中心 架和跟 刀架 的使 用 方法 、 解决 工件 热 粗 糙度 的工 件 方法 。 细长 轴 零件 刚性 差 ， 在加 工 中极 容易 变形 ，使零 件 的 变形伸 长 以及合理 选 择 刀具几 何形 状 等三个 关键 技术 。 ２ 控 制细长 轴磨 削质 量 的措施 误 差 增 大，不 易保 证 零件 的加 工质 量 ； 中 心孔 只 要 有一 点 经 过 长 时间 的研 究 ， 对细 长轴 磨 削质 量采 取 了 以下几 异常， 工件 就 会 发 生 变 形 ， 两 顶尖 连 线 与 纵 向行 程 稍 不 平 种 有效 的控 制措 施 。 行 就 会产 生锥 形等 。 ２ ． １ 磨 削前 准备 工作 １加 工过 程 中 ． 细 长轴 的主 要质 量缺 陷 ①校 直 ： 校直后 的工件 弯曲度应控制在 ０ ． １ ５／１ ０ ０ ０ ｍｍ １ ． １ 工件表 面 产生 多角 形波纹 和 螺旋 形波 纹 以内。 热校 和 冷校 是 细 长轴校 直 方法 的 两种 方法 ， 其 中热 导致 工件 表 面 出现 螺旋 形波 纹 的原 因有很 多 ， 比如 砂
薄壁细长轴类零件的外圆磨削
1 序言在生产过程中，有时会遇到薄壁细长轴类零件的外圆磨削加工。
对于这类零件的外圆高精度磨削，如何装夹、定位显得非常重要，尤其是当内外圆要求有一定的同轴度时，其加工难度更大。
图 1 为薄壁细长轴零件结构，零件材质为30CrMnSi，长度为1450mm，最大磨削外径为，最小外径为，直孔孔径为54mm，最薄壁厚为3mm，外圆上分布有不同直径及外锥形结构，内孔要求表面粗糙度值Ra=0.8μm。
内孔及各外圆的加工为关键工序。
要保证各外圆0.02mm同轴度要求，必须经过磨削加工，而对于这样长的细长轴零件，如何装夹夹持、定位，如何保证磨削质量，都需要制定详细的工艺方案加以解决。
图1 薄壁细长轴零件结构2 定位基准的确定与加工首先对零件进行粗加工、半精加工，然后将孔作为磨削外圆的定位基准[1]，其原因为：①孔的加工相对难度大，只有保证在外圆有足够余量的前提下，才能完成对孔的精加工。
②要求孔的表面粗糙度值Ra=0.8μm，加工质量要求较高。
③将孔作为基准，配心轴，符合薄壁零件的磨削加工方式。
定位基准确定好后，要对孔进行精加工。
采用深孔钻、镗，最后留合适余量进行珩磨加工，保证孔径的尺寸精度、直线度及表面粗糙度要求，从而确保零件的定位基准高精度。
3 创新性“低熔点合金油膜柔性心轴”法内孔作为定位基准，必须配以心轴。
若使用两端截短式心轴，零件中部是空虚的，则加工时会出现严重的振颤。
使用内孔全长式心轴是最理想的，但是因内孔直径只有54mm，长度却达1450mm，若有一点点杂质，则内孔和心轴就会拉伤，造成内孔和心轴阻滞在一起，心轴无法取出，而使整个薄壁轴面临报废的后果，所以采用何种方式配心轴至关重要。
经过多次试验，采用“低熔点合金油膜柔性心轴”法，破解了这一加工难题。
具体操作方法如下。
1）用已加工完成的薄壁轴内孔来配磨心轴。
首先要将心轴两端进行淬硬处理，使其硬度达58～62HRC，使心轴两端顶孔有更好的硬度及耐磨性。
然后采用外圆磨床精磨心轴外圆[2]，并与薄壁轴内孔配作，磨至心轴外圆直径比薄壁轴内孔直径小0.02～0.03mm，这时心轴在薄壁轴内孔中将出入自如。
磨削细长轴精密螺栓的加工方法
磨削细长轴精密螺栓的加工方法摘要：本文主要介绍分析了细长轴磨削加工的难点，然后通过砂轮选择、磨削用量的选择及磨前准备工作等方面，详细介绍了磨削细长轴的加工方法。
关键词：细长轴磨削砂轮中心架1.问题提出柴油机精密螺栓，材料为42grmo ，直径为φ30（+0.015/0），长度为1000，属于细长轴。
产品磨削外圆光洁度ra0.4，圆度0.01，直线度为0.05 。
如图一所示，精密螺栓两头螺纹m36x2-7e6e，两端面中心孔a2 。
从产品结构分析，无法在无心磨床加工，只能选择外圆磨床。
在试制磨削过程中，工件易产生弯曲，鼓形造成工件圆度难以保证，并且会产生震动，工件表面产生很浅的螺旋形波纹螺纹。
2.问题分析2.1. 精密螺栓表面出现螺旋状很浅的波纹痕迹其产生的原因：（1）砂轮工作表面凸凹不平；（2）机床刚性影响；（3）由于工件与顶尖系统刚性较差，顶紧力过紧或过松。
（4）其他因素：磨削深度太大，纵向进给量太大，或砂轮主轴有轴向窜动，都可能产生螺旋形波纹。
此外、工作台导轨润滑油压过大，使工作台纵向移动产生漂浮和摆动，也会造成工件表面的螺旋形波纹。
2.2.精密螺栓圆柱度超差精密螺栓在磨削后产生的鼓形和弯曲，使工件的圆柱度超差。
（1）鼓形：由于工件刚性不足，或中心架调整不正确，磨削用量过大，使工件产生弹性变形而出现鼓形。
（2）弯曲：当磨削用量太大时，工件过度发热，而冷却又不充分、不及时、不均匀、使工件产生内应力，以致使冷却后产生弯曲变形。
2.3.精密螺栓圆度超差精密螺栓中心孔形状不正确，孔内有污垢或已磨损；顶尖在主轴和尾架套筒锥孔，内贴台不紧；工件顶得太紧或太松；砂轮主轴或头架主轴的径向跳动过大，这些因素都可能使工件圆度超差。
另外，工件刚性差或余量不均时，在磨削力的作用下易产生弹性变形，结果使磨削表面出现圆度误差复映现象。
3.问题解决可行性实施通过对精密螺栓产生问题的分析，从以下几个方面进行攻关实施：3.1. 磨前准备工作3.1.1.要校直工件。
如何提高细长轴的加工的精度
如何提高细长轴车削的精度罗田何新山【内容提要】细长轴在机械工业中应用较为广泛，虽然它的外形并不复杂，但由于其身刚度低（长径比越大，刚度越低），车削时受切削刀、重力、切削热等因素的影响，容易发生弯曲变形，产生振动、锥度、腰鼓形和竹节形等缺陷，难以保证加工精度和达到使用的性能，从而使细长轴的车削成为难度较大的加工工艺。
本文对细长轴的定义、车削精度的提高、车削需注意的问题及预防措施四个方面提出了个人的看法，以供读者参考。
【关键词】细长轴车削精度提高一、细长轴的定义通常将工件长度L与直径D之比，（即长径比）大于25（L/d>25）的轴类零件称为细长轴。
二、车削精度的提高针对加工的实际，要提高细长轴车削的精度，可以从一下四个方面进行：1、用中心架支撑车细长轴中心架是车床的附件，在车刚度低的细长轴，或是不能穿过车床主轴孔的粗长工件以及孔与外圆同轴度要求较高的较长工件时，往往采用中心架来增强刚度、保证同轴度。
工作时架体通过压板和螺母紧固在床身上，上盖和架体用圆柱销作活动连接，为了便于装卸工件，上盖可以打开或扣合，并用螺钉锁定，三个支撑爪的升降分别用三个调整螺钉来调整，以适应不同直径的工件，并分别用三个坚固螺钉锁定。
中心架的支撑爪是易损件，磨损后可以更换，其材料应选用耐磨性好、不易研伤工件的材料，通常采用青铜，球墨铸铁、胶木、尼龙1010等材料。
1）装夹工件的方法使用中心架支撑车细长轴的关键是使中心架与工件表面接触的三个支撑爪所决定的圆，其圆心必须在车床主轴的回转轴线上。
车削时，工件一般采用两顶尖装夹或一夹一顶方式装夹：两顶尖装夹工件先在工件中部中心架支撑部位用低速、小进给量的切削方法车出一段沟槽，沟槽直径应略大于该处工件要求的尺寸，沟槽宽度应宽于支撑爪，沟槽应有较小的表面粗糙度值（RA值为1.6μm）和较高的形状精度（圆度误差小于0.05mm），然后装上中心架，在开车时按A→B→C的顺序调整中心架的三个支撑爪，使它们与沟槽的槽底圆柱表面轻轻接触。
- 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)。
高精度细长轴的特殊磨削方法
细长轴通常指长度与直径之比大于12的工件。
其加工难度较大，主要是其加工刚性很差，磨削时，因磨削力和工件自重的作用，易在横向产生弯曲变形，磨出的工件呈现腰鼓形；磨削时易振动出现纵向振痕；此外，中心孔稍有偏差，工件就会产生椭圆形，两顶尖连线与纵向行程稍不平行就会产生锥形等。
传统的方法是使用中心架，但调整很不方便，现行的仿形法和成形法对单件、小批生产又不经济。
本文介绍凹形砂轮磨削法和赶刀磨削及多刃磨削法以解决上述的问题。
1 凹形砂轮磨削法
图1所示为一精密细长轴，磨削时将砂轮修整成凹形并用特殊的小弹性顶尖，见图2，这样，可减少砂轮与工件的接触面积，又因砂轮整体宽度不变，可减少细长轴在旋转中产生的自激振动。
图1 工件
图2 特殊顶尖
∙ 砂轮的选择 见表1 ∙ 切削用量的选择 见表2 2 赶刀磨削和多刃磨削法
将砂轮修成阶梯状，因精度较高，一般分2～3级；又因要求表面粗糙度值较低，阶梯深度一般取最小深度为0.01～0.02mm ，且最后一个阶梯应宽一些，见图3。
总之，因多刃磨削，可增大磨削量，提高生产率，又因相对减少了砂轮宽度，从而减少了磨削压力，保证了工件质量。
砂轮的选择与切削用量的选择同表1、3。
3 注意事项
为了更好地利用上述两种方法，磨削精度要求较高的细长轴还需注意下述事项：
1. 不宜使用单爪拨盘 因为单爪拨盘在传动中传动力与切削力方向有时相同，有
时相反，易造成工件圆柱度超差，故可采用双爪拨盘平衡传动力，以消除该项误差。
2. 横向进给量 工作台每往复一次的横向进给应小于或接近于砂轮最小阶梯宽，
必须指出，磨削用量与零件材料和砂轮材料有关，在确定磨削用量时要加以考虑。
3. 转速 转速应选择低一些，这是为了减少细长轴旋转而产生的振动。
此外，工
作台纵向速度较大，可将一部分切削力转化为轴向力，从而减小径向力。
4. 消除工件残余应力 精磨前要经过校直和消除应力处理，减少工件弯曲应力。
5. 工件磨好后要吊直 为了保证细长轴的加工精度，工件一定要垂吊，否则会因
为工件本身的自重而使其产生弯曲。
另外，工件装夹在两顶尖上的时间不能过长，特别是磨削将要结束时工件余量已经很少，易因工件弯曲而报废。
6. 冷却液 为了减少细长轴磨削时的热变形，工件应得到充分冷却，但水流不能
太急，应加大喷嘴出水流量。
7. 尺寸控制 精磨工件在只剩0.02～0.03mm 余量时，不要急于求成，要对工件
质量状况全面分析之后，再继续终磨至尺寸。
46#～70#
2B/3
B
图3 阶梯状砂轮。