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一文教你如何車削細(xì)長(zhǎng)軸

2021-05-26 14:13

從細(xì)長(zhǎng)軸車削加工的特點(diǎn)入手，著重研究和探討在細(xì)長(zhǎng)軸車削加工中，車刀主要幾何參數(shù)的選擇、切削用量三要素的選擇，以及車削細(xì)長(zhǎng)軸經(jīng)常遇到的問題的處理方法，這對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有很好的指導(dǎo)作用。

一、細(xì)長(zhǎng)軸的加工特點(diǎn)

所謂細(xì)長(zhǎng)軸是指軸的長(zhǎng)徑比 l / d ≥ 20 的軸，當(dāng) l / d ≥ 100 時(shí)則稱為細(xì)長(zhǎng)桿。細(xì)長(zhǎng)軸加工特點(diǎn) :

1．剛性差細(xì)長(zhǎng)的工件由于自重下垂，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)受到離心力、車削時(shí)受到切削力都易使其產(chǎn)生彎曲變形。工件彎曲越大，車削時(shí)振動(dòng)越大，表面質(zhì)量精度也越難以確保。

2．熱變形大細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)熱擴(kuò)散性差、線膨脹大，當(dāng)工件兩端頂緊時(shí)易產(chǎn)生彎曲變形。

3．加工疵病多在細(xì)長(zhǎng)軸加工的整個(gè)工藝過程中，要求操作者技術(shù)水平高，操作細(xì)心，如某一加工環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，就容易產(chǎn)生問題，如徑向跳動(dòng)、彎曲及產(chǎn)生竹節(jié)、波紋、錐度等加工疵病。因此，在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，對(duì)機(jī)床的調(diào)整、輔具的應(yīng)用、刀具、切削用量等都提出了較嚴(yán)格的要求。

二、細(xì)長(zhǎng)軸定義

工件的長(zhǎng)度與直接之比大于25的軸類零件（l/d>25)稱為細(xì)長(zhǎng)軸。

三、細(xì)長(zhǎng)軸的裝夾方法

1、兩頂尖間安裝細(xì)長(zhǎng)軸，此方法沒有安裝誤差，易確保工件同軸度。但剛性差，易產(chǎn)生震動(dòng)。用于長(zhǎng)度與直徑比不是很大，余量較少，需多次安裝的工件。

2、一夾一頂裝夾細(xì)長(zhǎng)軸，為避免重復(fù)定位，卡爪夾持部分應(yīng)較短，或在卡爪與軸之間墊入?4mm×20mm的鋼絲。一夾一頂比兩頂尖剛性好，應(yīng)用較廣泛。

在車削長(zhǎng)度與直徑比較大的細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，應(yīng)采用反向進(jìn)給切削法，車刀從卡盤方向往尾座方向進(jìn)給，使工件受軸向拉力，能消除震動(dòng)，提高加工質(zhì)量。

3、使用中心架支承細(xì)長(zhǎng)軸

①中心架直接支承在工件中間，當(dāng)工件可以分段車削時(shí)，在毛坯中部車處一段支承中心架的溝槽，其表面粗糙度值小，同軸度公差小，保持與車床旋轉(zhuǎn)中心同軸。

②用過渡套筒支承細(xì)長(zhǎng)軸，中心架支承爪與過渡套筒的外圓接觸，過渡套筒的兩端各裝有四個(gè)螺釘，用螺釘夾住毛坯工件，并調(diào)整過渡套筒外圓軸線與車床旋轉(zhuǎn)軸線重合。

4、使用跟刀架支承細(xì)長(zhǎng)軸

①兩爪跟刀架，跟刀架跟隨車刀移動(dòng)，車刀給工件的切削抗力，使工件貼在跟刀架的兩個(gè)支承爪上，減少變形。

②三爪跟刀架，三爪跟刀架下面一個(gè)支承爪承受工件重力，可克服兩爪跟刀架的不足，使車削時(shí)穩(wěn)定，不易產(chǎn)生震動(dòng)。

跟刀架的支承爪與工件的接觸壓力要適中，不宜過大或過小，接觸壓力過大，出現(xiàn)竹節(jié)形，接觸壓力過小，跟刀架不起作用，出現(xiàn)多棱形。

③套圈式跟刀架，套圈安裝在專用的跟刀架里，車刀在兩套圈間進(jìn)行車削。

四、細(xì)長(zhǎng)軸熱變形伸長(zhǎng)

車細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，要考慮熱變形的影響。工件熱變形伸長(zhǎng)量可用下式計(jì)算

△L=αlL△t

式中 △L——工件熱變形伸長(zhǎng)量（mm）；

αl——材料線膨脹系數(shù)（1/℃）；

L——工件總長(zhǎng)（mm）；

△t——工件升高的溫度（℃）。

五.細(xì)長(zhǎng)軸外圓車刀要求及幾何參數(shù)

外圓車刀，要求切削力小，減小背向力，切削溫度低，切削刃鋒利，排屑流暢，刀具壽命長(zhǎng)，刀具可采用下圖所示。

六、加工細(xì)長(zhǎng)軸難點(diǎn)及采取的措施

1、細(xì)長(zhǎng)軸的剛性很差，在切削力，重力等作用下易產(chǎn)生彎曲變形、震動(dòng)；

增加剛性，減少工件彎曲變形。

① 采用中心架、跟刀架提高工件的剛性。

② 增大車刀主偏角，減小背向力。

③ 采用反向進(jìn)給切削法，使工件受軸向拉力，消除震動(dòng)。

2、在切削過程中，工件受熱伸長(zhǎng)量大，加劇彎曲變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使工件在頂尖間卡住；

解決工件熱變形伸長(zhǎng)。

① 使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖，補(bǔ)償工件熱變形伸長(zhǎng)。

② 加注充分切削液，降低切削溫度。

③ 刀具保持銳利，減少車刀與工件的摩擦發(fā)熱。

3、加工時(shí)一次進(jìn)給所需的時(shí)間較長(zhǎng)，刀具磨損較大。

合理選擇刀具。

① 選用耐磨性好的硬質(zhì)合金材料。

② 合理選擇車刀幾何形狀。

③ 刃磨刀具，降低刀具表面粗糙度。

細(xì)長(zhǎng)軸的車削加工是機(jī)械加工中比較常見的一種加工方式。由于細(xì)長(zhǎng)軸剛性差，車削時(shí) 產(chǎn)生的受力、受熱變形較大，很難確保細(xì)長(zhǎng)軸的加工質(zhì)量要求。通過采用合適的裝夾方式和先進(jìn)的加工方法，選擇合理的刀具角度和切削用量等措施，可以確保細(xì)長(zhǎng)軸的加工質(zhì)量要求。