浅谈细长轴零件的车削方法

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1、浅谈细长轴零件的车削方法云南开放大学陈红灿【摘要】工件的长度L与直径d之比大于25（即长颈比L/d>；25）的轴类工件称为细长轴。细长轴的外形并不复杂，但由于其木身的刚度低，车削时又受切削力、重力、切削热等因素的影响，容易产牛弯曲变形以及振动、锥度、腰鼓形、竹节形等缺陷，难以保证加工精度，甚至无法加二虽然细长轴的加工难度大，但却有加工普通工件的共性（如：切削方式、工件安装、车削的选择和装夹等方面）；木文论述了在细长轴车削加工过程中的一些难点和解决方法：抓住车削共性，再结合细长轴的个性，解决刚度、热变形伸长及合理

2、选择车刀的几何参数等三个关键技术，细长轴的车削也就顺心应手了。【关键词】细长轴；装夹；刀具；措施【中图分类号】G421【文章标识码】B【文章编号】1326-3587（2014）09-0023-02一、细长轴车削过程中遇到的问题工件的长度L与直径d之比大于25（即长颈比L/d>；25）的轴类工件称为细长轴。细长轴刚性差，使用机床、刀具、夹具、工件的工艺系统刚性不足，切削中易产生振动变形，造成加工困难。在加工过程中，所遇到的主要问题是：1.工件受切削抗力而产牛振动和出现弯曲变形，使几何精度和表光洁度降低。2.在切削

3、过程中工件吸收的切削热，会导致工件产牛较大的轴向线膨胀，加剧弯曲变形，增加振动，甚至使工件挤死在两顶尖之间，造成无法加工。3.长颈比愈大，自重力愈大，工件在高转速下，产牛的离心力也愈大，上下跳动也就严重影响加工质量。4.刀具的几何角度、切削用量和加工工艺方法等选择不当，会使切削力加大，变形和振动加剧。5.工件弯曲和振动，使车削加工必须采用较低的转速和切削深度，限制了牛产效率的提高。1.工件在径向切削力作用下，车削已加工的工件外形容易形成两端小、中间大，还易岀“扎刀”现象。7•机床调整不当，易产生锥形误差；夹具调整不

4、当，易造成弯曲和产生“竹节形”、“菱形”等。二、解决问题的措施在生产实际中，为了确保细长轴的加工精度和表面质量，提高生产效率，我们采取了以下措施：1.为了弥补细长轴的刚性不足，在车削中，应采用跟刀架，以提高工件的刚性，减少变形。2.注意具体操作方法，有较严格的工艺要求和措施，以保证整个工艺系统的刚性，让工件获得必要的几何精度和表面光洁度。3.采用由左至右反方向车削；减小内应力和弯曲变形，保证直线度及尺寸精度，加工效率高，适应性强。4.合理选用切削用量，以及刀具几何角度及参数。三、反方向走刀法车削细长轴1、加工几何精

5、度及表面质量要求高。采用常规加工方法都是主轴和尾座间装夹工件，两端无伸缩性，工件在切削力和热膨胀的影响下，产生内应力和弯曲变形，不易保证直线度及尺寸精度。而反方向走刀法是克服上述现象的一种方法,适于中速粗车和大走刀低速精车，并具有适应性强，对机床精度要求不高，加工效率较高等特点。2•加工原理：反方向车削，就是从车床主轴朝尾座方向进给，车削中将工件夹紧在三爪自定心卡盘上，使被夹紧一端成为不可纵向窜动的固定点。这吋，切削中产生的纵向切削沿工件轴线趋向尾座方向，由于轴向力的作用拉紧了工件,增加了工件的实际刚度，不致于出现

6、弯曲（弓形）变形。同时，反方向车削走刀时，采用较大的进给量，这样就增大了纵向切削力，减轻径向圆跳动及减少和消除大幅度振动，保证了被加工表面质量。3•工艺特点：(1)改变常规加工方法装夹工件的方式，将面接触改为线接触，减少了应力变形。(2)尾顶尖改用有伸缩性的弹簧顶尖，消除了工件由于热伸长所造成的强迫弯曲。(3)使用三爪跟刀架，能更好地保证向心平行运动，防止细长轴车削中发颤。(注意：加工前先将跟刀架松开，然后开车吃刀。迅速将跟刀架跟上，接触跟刀架时不退刀不停车，并且跟刀架支柱爪与轴表面的调整力度要适当，以不将轴件顶变

7、形为适合，防止过松或过紧，跟刀架支柱爪与轴表面的接触要严密，轴、爪时润滑配合，这样切削下去，可避免细长轴形成竹节形。)(4)由车头向尾座方向走刀切削，轴向切削力拉直工件已切削部分并推进工件待加工部分向尾座方向移动。(5)粗车后在半精车和精车前，应对轴件再进行一次校正，将粗车中产生的顶尖孔误差和位移误差校正过来，消除内应力。四、刀具的选择和使用由于细长轴刚性不足，要求径向切削力越小越好。因此，对刀具要求刀刃锋利，切削轻快，排屑顺利，耐用度高。原则是在不影响刀具强度的前题下，尽量加大前角和主偏角。常用主偏角φ=

8、75°〜90°,前角γ=28°〜30°。硬质合金刀片为yT15,刀杆为45优质碳素刚。主偏角φ=75°；o其主切削刃前角γ=25°,棱前角也是25°,倒棱0.4〜0.8mm,由于有倒棱和R4mm断屑槽的作用，所以有很好的断屑性能。同时，由于刀尖角度的增大，增加了刀尖强度和散