車細長軸參考資料

車細長軸工件的長度L與直徑d之比大于25（即長徑比L/d>25）的軸類工件稱為細長軸。細長軸的外形并不復雜，但由于其本身的剛度低，車削時又受切削力、重力、切削熱等因素的影響，容易產(chǎn)生彎曲變形以及振動、錐度、腰鼓形、竹節(jié)形等缺陷，難以保證加工精度。長徑比越大，加工就越困難。雖然車細長軸的難度較大，但只要抓住中心架和跟刀架的使用、解決工件熱變形伸長以及合理選擇車刀的幾何參數(shù)三個關(guān)鍵技術(shù)，問題就迎刃而解了。一、使用中心架支撐車細長軸車削細長軸時，可使用中心架來增加工件的剛度。車削細長軸時使用中心架的方法有：中心架直接支撐在工件中間當細長軸可以分段車削時，中心架的架體通過壓板支撐在工件中間，如圖所示。這時，L/d的值減小了一半，車削時工件的剛度可增加許多倍。在工件裝上中心架之前，必須在毛坯中部車出一段支撐中心架支撐爪的溝槽，溝槽的表面粗糙度值及圓柱度誤差要小，否則會影響工件精度。調(diào)整中心時，必須先通過調(diào)整螺釘調(diào)整好下面兩個支撐爪，在用緊定螺釘緊固，然后把上蓋蓋好固定，最后調(diào)整上面的一個支撐爪，并用緊定螺釘緊固。但是，在細長軸中間車削這樣一條溝槽是比較困難的。當被車削的細長軸中間無溝槽或安置中心架處有鍵槽或花鍵等不規(guī)則表面時，可采用中心架和過渡套筒支撐車細長軸的方法。用過渡套筒支撐車細長軸應用過渡套筒支撐車細長軸的方法，如圖所示，其中心架的支撐爪與過渡套筒的外表面接觸。過渡套筒的兩端各裝有3個調(diào)整螺釘，用這些螺釘夾住毛坯工件，并調(diào)整套筒外圓的軸線與車床主軸軸線重合，即可車削。二、使用跟刀架支撐車細長軸使用跟刀架支撐車細長軸時，跟刀架固定在床鞍上，跟在車刀的后面，隨車刀的進給移動，抵消背向力，并可以增加工件的剛度，減少變形，從而提高細長軸的形狀精度并減小表面粗糙度，如圖所示。跟刀架主要用來車削細長軸和長絲杠。從跟刀架的設(shè)計原理來看，只需2個支撐爪就可以了（圖7—29a），因為車刀'----.....一一.、......、給工件的切削抗力F使工件貼在跟刀架的兩個支撐爪上。但是，在實際使用時，工件本身有一個向下的重力以及工件不可避免的彎曲，車削時工件往往因離心力的作用瞬時離開支撐爪，又瞬間接觸支撐爪而產(chǎn)生振動。如果采用3個支撐爪的跟刀架支撐工件（圖7—29b），一面由車刀抵住，使工件上下、左右都不能移動，車削時非常穩(wěn)定，不易產(chǎn)生振動。因此，車細長軸時應用三個支撐爪的跟刀架。三、減少工件的熱變形伸長車削時，由于切削熱的影響，使工件隨溫度升高而逐漸伸長變形，稱為熱變形。在車削時一般軸類工件時，可不考慮熱變形伸長問題。但是，車削細長軸時，因為工件長，熱變形伸長量大，所以一定要考慮到熱變形的影響。工件熱變形伸長量可按下式計算?！鱈=qLZ\t式中△L——工件熱變形伸長量（mm；a——材料的線膨脹系數(shù)（1/C）,見表7—1；L——工件全長（mm）；T————工件升高的溫度（℃）。例7—2車削直徑為①25mm長度為1200mm勺細長軸，材料為45鋼，車削時因受切削熱的影響，使工件由原來的21℃以上升到61℃，求這根細長軸的熱變形伸長量。解：已知L=1200mm4T=61C-21C=40C；查表7-145鋼的線膨脹系數(shù)a1=11.59x10-6（1/℃）。根據(jù)公式7-7得：L=aLAt=11.59X10-6/CX1200m除40c=0.556mm從上例計算可知，細長軸熱變形伸長量是很大的。由于工件一端夾緊，一端頂住，工件無法伸長，所以只能使本身產(chǎn)生彎曲。細長軸一旦產(chǎn)生彎曲，車削就很難進行，因此，必須采取措施減少工件的熱變形。減少工件的熱變形可采取以下措施:使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖彈性回轉(zhuǎn)頂尖的結(jié)構(gòu)如圖所示。頂尖用圓柱滾子軸承、滾針軸承承受背向力，推力球軸承承受進給力。在短圓柱滾子軸承和推力球軸承之間，放置若干片碟形彈簧。當工件熱變形伸長時，工件推動頂尖通過圓柱滾子軸承，使碟形彈簧壓縮變形。生產(chǎn)實踐證明，用彈性回轉(zhuǎn)頂尖加工細長軸，可有效地補償工件的熱變形伸長，工件不易彎曲，車削可順利進行。浮動夾緊和反向進給車削如圖示，細長軸采用一夾一頂裝夾方法，其卡爪夾持的部分不宜過長，一般為15mn^右，最好用①3mm<200mm勺鋼絲墊在卡爪的凹槽中。這樣細長軸左端的夾持就形成線接觸的浮動狀態(tài)，使細長軸在卡盤內(nèi)能自由調(diào)節(jié)，切削過程中熱變形伸長的細長軸，不會因卡盤夾死而產(chǎn)生彎曲變形。采用反向進給日t進給力Ff拉直工件已切削部分，并推進工件待切削部分由右端的彈性回轉(zhuǎn)頂尖支撐并補償，細長軸不易產(chǎn)生彎曲變形。浮動夾緊和反向進給車削能使工件達到較高的加工精度和較小的表面粗糙度值。加注充分的切削液車削細長軸時，無論是低速切削，還是高速切削，加注充分的切削液能有效地降低切削區(qū)域的溫度，從而減少工件的熱變形伸長，延長車刀的使用壽命。保持刀具鋒利保持刀具鋒利可以減少車刀與工件之間的摩擦發(fā)熱。四、合理選擇車刀的幾何參數(shù)車削細長軸時，由于工件剛度低，車刀的幾何參數(shù)對切削力、切削熱、振動和工件彎曲變形等均有明顯的影響。選擇車刀幾何參數(shù)時主要考慮如下幾點：.車刀的主偏角是影響背向力的主要因素，在不影響刀具強度的前提下，應盡量增大車刀主偏角，以減小背向力，從而減小細長軸的彎曲變形。一般細長軸車刀的主偏角選kr=80o?93o..為了減小切削力和切削熱，應選擇較大的前角，以使刀具鋒利，切削輕快，一般取1二15。?30o..前面應磨有R1.5?3mm勺圓弧斷屑槽，使切屑順利卷曲折斷。.選擇正值刃傾角，通常入s=+3o?10°,使切屑流向待加工表面。此外，車刀也容易切入工件。.為了減小背向力，應選擇較小的刀尖圓弧半徑(re<0.3mm)。倒棱的寬度也應選得較小，一般選取倒棱寬度br1=1.5?。.要求切削刃表面粗糙度R&0.4^m,并保持切削刃鋒利。車薄壁工件一、薄壁工件的加工特點車薄壁工件時，由于工件的剛度低，在車削過程中，可能產(chǎn)生以下現(xiàn)象：因工件壁薄，在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，從而影響工件的尺度精度和形狀精度。因工件壁較薄，切削熱會引起工件熱變形，使工件尺寸難以控制。在切削力尤其是背向力的作用下，容易產(chǎn)生振動和變形，影響工件的尺寸精度、表面粗糙度、形狀精度和位置精度。針對以上車薄壁工件時可能產(chǎn)生的問題，下面介紹防止和減少薄壁工件變形的方法。二、防止和減少薄壁工件變形的方法．把薄壁工件的加工分為粗車和精車兩個階段粗車時夾緊力稍大些，變形雖然也相應大些，但是由于切削余量較大，不會影響工件的最終精度；精車時夾緊力可稍小些，一方面夾緊變形小，另一方面精車時還可以消除粗車時因切削力過大而產(chǎn)生的變形。合理選擇刀具的幾何參數(shù)精車薄壁工件時，要求刀柄的剛度高，車刀的修光刃不宜過長(一般取0.2?0.3mm)，刃口要鋒利。增加裝夾接觸面積使用開縫套筒或特制的軟卡爪，增大裝夾時的接觸面積，使夾緊力均布在薄壁工件上，因而夾緊時工件不易產(chǎn)生變形。應用軸向夾緊夾具車削薄壁工件時，盡量不使用徑向夾緊，而優(yōu)先選用軸向夾緊的方法。薄壁工件裝夾在圖所示的車床夾具體內(nèi)，用螺母的端面來壓緊工件，使夾緊力F沿工件軸向分布，這樣可防止薄壁工件內(nèi)孔產(chǎn)生夾緊變形。．增加工藝肋有些薄壁工件可以在其裝夾部位特制幾根工藝肋，以增加剛度，使夾緊力更多地作用在工藝肋上，以減少工件的變形。加工完畢后，再去掉工藝肋，如圖示。澆注充分的切削液澆注充分的切削液，可降低切削溫度，減少工件熱變形，是防止和減少薄壁工件變形的有效方法。三、車薄壁工件時切削用量的選擇針對薄壁工件剛度低、易變形的特點，車薄壁工件時應適當降低切削用量。實踐中，一般按照中速、小吃刀和快進給的原則來選擇，具體數(shù)據(jù)可參考表7-2.深孔加工簡介孔深與孔徑之比L/d>5的工件內(nèi)孔稱為深孔。深孔一般在車床上加工。在加工深孔時，刀具細長而剛度低，同時存在著冷卻困難、切屑不容易排出的問題；且刀具在工件的內(nèi)部切削，切削進行中的情況變化和刀具的磨損都無法直接觀察到而較難控制。因此，深孔加工也是一種難度較大的加工工藝。深孔加工必須使用一些特殊刀具（深孔鉆等）及特殊的附件，另外對切削液的流量和壓力也有較高的要求。深孔加工的關(guān)鍵技術(shù)是深孔鉆的幾何形狀和冷卻排屑問題。用深孔麻花鉆圖示為近年來廣泛使用的新槽形深孔麻花鉆。它可以在普通車床上一次進給加工深孔。在結(jié)構(gòu)上，通過加大螺旋角、增大鉆心厚度、改善刃溝槽型、選用合理的幾何角度和修磨鉆心處等形式，較好地解決了排屑、導向、剛度等深孔加工時的關(guān)鍵技術(shù)。用槍孔鉆和外排屑在加工直徑為3?20mm勺深孔時，一般采用槍孔鉆。槍孔鉆的幾何形狀如圖示。槍孔鉆是用高速鋼或硬質(zhì)合金刀頭與無縫鋼管的刀柄焊接制成的。刀柄上壓有V形槽，是排出切屑的通道，前端的腰形孔是切削液的出口處。切削液的壓力一般為0.35?0.9MPa。用槍孔鉆鉆孔時，的棱邊1和3承受切削力，并作為鉆孔時的導向部分。高壓切削液有空心導桿經(jīng)腰形孔進入深孔的切削區(qū)域，切屑就被切削液從V形槽的切屑出口沖刷出去。由于槍孔鉆是單刃，其鉆尖偏離槍孔鉆中心一個偏心距e,刀柄剛進入工件時，刀柄會產(chǎn)生扭動，所以必須使用導向套。用噴吸鉆和內(nèi)排屑鉆削直徑為20?65mm勺深孔，當切削液的壓力不太高時，可采用噴吸鉆加工深孔的方法。噴吸鉆的結(jié)構(gòu)如圖，它的切削刃交錯分布在噴吸鉆的兩邊，頸部有噴射切削液的小孔，前端有兩個喇叭形孔，切屑在由小孔噴射出的高壓切削液的壓力作用下，從這兩個喇叭形孔沖入并被吸進空心導桿，向外排出。噴吸鉆的工作原理如圖示，噴吸鉆頭部用多線矩形螺紋連接在外套管上，外套管用彈簧夾頭裝夾在刀柄上，內(nèi)套管的尾部開有幾個向后傾斜30o的月牙孔。當高壓切削液從入口A進入管夾頭中心后，大部分的切削液從內(nèi)外套管之間，通過噴吸鉆頭部小孔進入切削區(qū)域；還有一部分切削液通過傾斜的月牙孔向后高速噴射，在內(nèi)套管的前后產(chǎn)生很大的壓力差。這樣鉆出的切屑一方面由高壓切削液從前向后經(jīng)兩個喇叭形孔沖入內(nèi)套管中，另一方面受內(nèi)套管內(nèi)前后壓力差的作用被吸出，在這兩方面的力量作用下，切屑便可順利地從排屑桿中排出。采用此種排屑方法的深孔鉆是利用切削液“噴”和“吸”的作用使切屑順利排出的，故稱為噴吸鉆。用高壓內(nèi)排屑鉆鉆削直徑為20?65mm勺深孔時，可以用高壓內(nèi)排屑鉆加工。用高壓內(nèi)排屑鉆加工深孔的工作原理如圖示，高壓大流量的切削液從切削液入口經(jīng)封油頭，通過深孔鉆和深孔的孔壁之間進入切削區(qū)域，切屑在高壓切削液的沖刷下經(jīng)兩個喇叭形孔從外套管的中間排出。采用這種方法，需要有較高壓力（一般要求1?3MP3的切削液將切屑從切削區(qū)域經(jīng)外套管的內(nèi)孔排出，因此稱為高壓內(nèi)排屑。與高壓內(nèi)排屑鉆加工深孔的方法相比，使用噴吸鉆時切削液的壓力可低些，一般為0.8?1.2MPa,這樣對冷卻泵的功率消耗和對工具的密封要求都可以降低。因此，應盡可能采用較先進的噴吸鉆來加工深孔。以下無正文僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.僅供個人用于學習、研究；不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