细长轴的车削加工方案
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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。
细长轴的车削摘要:细长轴是指长度与直径之比大于25(L/d>25)的轴类零件。
由于细长轴刚性差,故在车削过程中会出现工件受热伸长会产生弯曲变形,甚至会使工件卡死在顶尖间无法加工;工件受切削力作用产生弯曲,从而引起振动,影响工件的精度和表面粗糙度;由于工件自重、变形、振动,影响工件的圆柱度和表面粗糙度;工件高速旋转时,在离心力的作用下,加剧工件弯曲与振动。
因此,切削速度不能过高。
针对细长轴的加工特点,采取相应的措施就可以保证细长轴的加工质量要求。
关键词细长轴工艺分析装夹切削用量振动刀具角度冷却液前言:在车床上车削细长轴采用的传统装夹方式主要有两种:一种方式是细长轴的一端用卡盘夹紧,另一端用车床尾座顶尖支承(一夹一顶);另一种方式是细长轴的两端均由顶尖支撑(双顶尖)。
为了增加工件的刚性,采用中心架或跟刀架辅助支承。
下面就结合生产实例(见图1—1)用跟刀架支承车削细长轴的方法,采取相应的措施保证其加工质量作一论述。
一、工艺分析1. 分析图样(1)工件总长800mm,外圆φ30 0 -0.033mm长755mm,工件两端有φ20 0 -0.033mm的外圆。
(2)外圆φ30 0 -0.033mm的圆度公差为0.02mm,对φ20 0 -0.033mm的外圆轴线的径向圆跳动0.03mm。
2. 准备工作(1)检查毛坯余量及弯曲情况,弯曲过大必须校直。
(2)检查跟刀架支承爪使用情况,如发现支承爪端面磨损严重或弧面太小应取下车正端面。
(3)刃磨好粗精车外圆车刀及准备必要的量具。
3. 工序设计(1)车端面及钻中心孔(端面车除毛坯痕即可)。
(2)调头车φ32mm×10mm(备装夹用,台阶使轴向无法位移)。
(3)一端夹住φ32mm×10mm,另一端顶上弹性活顶尖(如图1—2)。
装好跟刀架。
l—顶尖 2—压盖 3—锥柄体 4、6—滚针轴承 5、12—隔圈 7—弹簧 8—垫圈 9—调节螺钉 10—放松螺母ll—推力轴承图1—2 弹性活动顶尖(4)利用毛坯余量试切削,找正工件的锥度,要求在0.01mm以内。
普通车床细长轴车削加工工艺(长度与之直径比大于20~25(即L/d≥20~25)的轴称之为细长轴。
这类零件一般在车床上进行加工。
在车削过程中,由于其刚性差,在切削力和切削热的作用下,细长轴很容易产生弯曲变形,这样就破坏了刀具和零件相对运动的准确性,使加工出来的细长轴产生中间粗、两头细的形状,严重影响零件的加工精度.同时细长轴产生弯曲变形后,还会引起工艺系统振动,影响零件的粗糙度。
在切削力、重力和顶尖顶紧力的作用下,横置的细长轴是很容易弯曲甚至失稳,提高细长轴的加工精度问题,就是控制工艺系统的受力及受热变形的问题。
因此,采用反向进给车削,配合以最佳的刀具几何参数、切削用量、拉紧装置和轴套式跟刀架等一系列有效措施。
以提高细长轴的刚性,得到良好的几何精度和理想的表面粗糙度,保证加工要求。
2细长轴车削的工艺特点细长轴车削的工艺特点细长轴车削的工艺特点细长轴车削的工艺特点:①细长轴刚性很差,车削时装夹不当,很容易因切削力及重力的作用而发生弯曲变形,产生振动,从而影响加工精度和表面粗糙度。
②细长轴的热扩散性能差,在切削热作用下,会产生相当大的线膨胀。
如果轴的两端为固定支承,则工件会因伸长而顶弯。
③由于轴较长,一次走刀时间长,刀具磨损大,从而影响零件的几何形状精度。
④车细长轴时由于使用跟刀架,若支承工件的两个支承块对零件压力不适当,会影响加工精度。
若压力过小或不接触,就不起作用,不能提高零件的刚度:若压力过大,零件被压向车刀,切削深度增加,车出的直径就小,当跟刀架继续移动后,支承块支承在小直径外圆处,支承块与工件脱离,切削力使工件向外让开,切削深度减小,车出的直径变大,以后跟刀架又跟到大直径圆上,又把工件压向车刀,使车出的直径变小,这样连续有规律的变化,就会把细长的工件车成“竹节”形。
造成机床、工件、刀具工艺系统的刚性不良给切削加工带来困难,不易获得良好的表面粗糙度和几何精度3引起细长轴产生弯曲变形的原因在车床上车削细长轴采用的传统装夹方式主要有两种:一种方式是细长轴的一端用卡盘夹紧,另一端用车床尾架顶尖支承(一夹一顶);另一种方式是细长轴的两端均由顶尖支撑(双顶尖)。
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。
欢迎阅读普通车床加工细长轴工艺制作和加工方法一般工件长度与直径25:1时称为细长轴。
干过车工的人都知道,细长轴是机床加工中最难加工的一种零部件。
过去在机械加工行业当中有句俗话:“车工怕车二,粗车:也就是除锈,主要是给调质打基础,除锈的方法一般的分三种:1),锉刀挫。
2),砂布打。
3),车刀车。
一般的前两种不用。
用车刀车一下见光为止。
注意,在编排工艺的时候一定要注明不准打中心孔。
三,调质,硬度可根据技术要求而定。
四,校直,1),在平板上用锤子敲打的方法。
2),用压力机校直的方法。
3由于工件的自重、变形、振动影响工件圆柱度和表面粗糙度。
4工件在高速旋转时,在离心力的作用下,加剧工件弯曲与振动。
因此,切削速度不宜过高。
由此可知对车削细长轴,不论对刀具,机床精度,辅助工具精度,切削用量的选择,工艺安排与具体操作技能都应有较高的要求,是一项工艺较强的综合技术。
七,防止细长轴车削时振动和变形的方法以在支承爪与工件之间加一层纱布和研磨剂,进行研磨抱合。
2)用过渡套筒支承细长轴。
如果用上面支承方法车沟槽比较困难的化,可以用过渡套筒,是支承爪与过渡套筒的外表面接触,过渡套筒的两端面各装有4个螺钉,用这些螺钉顶住毛坯工件,并调整套筒的轴线与主轴旋转轴线相重合,即可车削。
2.跟刀架的使用,跟刀架分两种:一种是带有两只支承爪的跟刀架,还有一种是带有三只爪的跟刀架。
算公式:⊿L=aL⊿t式中⊿L——工件热变形伸长量(mm);a——材料线膨胀系数(1/oС);L——工件的总长(mm);⊿t——工件升高的温度(oС)。
例如;车削直径为 25mm,长度为1200mm的细长轴,材料45#车削时因受到切削热的影响,使工件由原来的21oC上升到61oC,求这根细长轴的热变形伸长量。
⊿t=61oС-21oС=40oС2)保证充分的切削液,车削细长轴时,不论是低速车削还是高速车削,为了减少工件的升温而引起的热变形,提高跟刀架、刀具的使用寿命和工件的加工质量。
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。
细长轴类零件的车削加工1. 中心架和跟刀架在细长轴零件加工中的应用车削细长轴工件,长度是直径10~12倍以上的长轴时,如车床光杠、丝杠等,由于这些轴本身的刚性差,加上切削力、切削热和震动等影响,车削时易产生弯曲、锥度、腰鼓度和竹节形等缺陷。
此外,在车削过程中还会引起震动,影响工件表面粗糙度。
为了防止这种现象产生,我们可以应用一种叫做中心架的特殊支承夹具。
中心架和跟刀架是车床附件之一,用卡盘顶针与中心架,或前后顶针与跟刀架装夹,可提高切削加工系统的刚性。
使用这些附加的装卡工具,可以增加工件的装卡刚度,减少震动,保证加工质量,避免零件产生鼓面,提高工件表面形状精度和表面粗糙度,并允许采用大切削用量加工,提高劳动生产率。
下面分别就中心架与跟刀架在细长轴零件中的应用加以说明。
一、中心架在细长轴零件加工中的应用1.中心架的结构中心架的结构组成如图5-1所示。
中心架一般固定在床面一定位置上,如图5-1(b)所示。
它的主体座l通过压板4和螺母5紧固在床面上。
盖子3与主体1用销作活落连接,盖子3可以打开或盖住,并用螺钉2固定。
三个爪的向心或离心位置,可以用螺钉6调节,以适应不同直径大小的工件,并用螺钉9紧固爪7和8,使爪在需要位置上固定不动。
2.中心架的使用(1)中心架的使用调整方法工件装上中心架之前,先在毛坯中间处车一条安装中心架卡爪的沟槽,槽的直径等于工件的直径,其宽度略比爪宽大些。
接着把中心架安装在床面适当位置上并加以固定,打开盖子3,把工件安装在两顶针中间(床尾要先调整好),用划针盘或百分表检查槽是否跳动,然后将盖子3盖好,并调整中心架3个爪,使他们与工件沟槽轻轻接触。
这时慢慢转动工件,看是否能转得动。
在爪与工件之间最好垫一层铜皮或平皮带,并加些润滑油,或者3个爪用夹布胶木制造,这样可防止擦伤工件表面。
在车削大型工件或工件转速较高时,就必须采用带滚动轴承的中心架,如图5-2所示。
(2)车削步骤车削时,先车一端,一直车到沟槽为止。
细长轴的加工方法细长轴的加工方法是指在机械加工过程中对于长度较长、直径相对较小的轴类工件所采取的一系列加工工艺和方法。
这类工件在许多领域中都有广泛的应用,比如汽车制造、航空航天、机械制造等。
细长轴的加工方法主要有以下几种:1. 切削加工:细长轴通常通过车床、铣床、钻床等机床进行切削加工。
在车床上,可以采用车削、车磨等方式进行加工,通过刀具不断地切削和磨削,逐步将粗加工的轴件加工成细长轴。
在铣床上,可以采用铣削、镗削等方式进行加工,通过刀具的旋转和移动,将工件表面的一定量材料切除,以达到加工精度和表面质量的要求。
2. 磨削加工:磨削是细长轴加工中常用的一种方法,通过磨削工具与工件表面的相对运动,将工件表面的一定量材料切除,以达到加工精度和表面质量的要求。
磨削加工分为外圆磨削和内圆磨削两种,分别适用于细长轴的外圆面和孔内面的加工。
常用的磨削加工方法有普通磨削、中心磨削、无心磨削和滚动磨削等。
3. 精密加工:细长轴的加工精度要求比较高,常常需要进行精密加工。
精密加工包括线切割、电火花加工、焊接等。
线切割是利用线切割机将工件切割成需要的形状,可以实现高精度的加工。
电火花加工是利用电火花放电烧蚀工件表面的加工方法,可以实现对轴件表面的高精度加工。
焊接是将两个或多个工件通过热源加热到熔融状态,使其熔合在一起的加工方法,通过焊接可以实现对细长轴的连接。
4. 其他加工方法:除了以上几种常规的加工方法外,还有一些特殊的加工方法可用于细长轴的加工。
比如深孔加工、滚压加工、冲压加工等。
深孔加工是通过刀具在细长轴上钻孔,可以实现对轴内腔的加工。
滚压加工是利用滚轮对工件表面施加压力,使其产生塑性变形,从而改善轴件的表面硬度和粗糙度。
冲压加工是将细长轴放置在冲压模具中,通过冲击力将轴件冲压成需要的形状。
细长轴的加工方法在实际应用中需要根据工件的具体要求和加工精度来选择,确保加工精度和表面质量的要求。
同时,在细长轴的加工过程中,还需要注意工艺参数的选择、刀具的使用和切削润滑的控制,以确保加工质量和工件的加工效率。
细长轴类零件的车削加工1. 中心架和跟刀架在细长轴零件加工中的应用车削细长轴工件,长度是直径10〜12倍以上的长轴时,如车床光杠、丝杠等,由于这些轴本身的刚性差,加上切削力、切削热和震动等影响,车削时易产生弯曲、锥度、腰鼓度和竹节形等缺陷。
此外,在车削过程中还会引起震动,影响工件表面粗糙度。
为了防止这种现象产生,我们可以应用一种叫做中心架的特殊支承夹具。
中心架和跟刀架是车床附件之一,用卡盘顶针与中心架,或前后顶针与跟刀架装夹,可提高切削加工系统的刚性。
使用这些附加的装卡工具,可以增加工件的装卡刚度,减少震动,保证加工质量,避免零件产生鼓面,提高工件表面形状精度和表面粗糙度,并允许采用大切削用量加工,提高劳动生产率。
下面分别就中心架与跟刀架在细长轴零件中的应用加以说明。
一、中心架在细长轴零件加工中的应用1 .中心架的结构中心架的结构组成如图5-1 所示。
中心架一般固定在床面一定位置上,如图5-1(b)所示。
它的主体座I通过压板4和螺母5紧固在床面上。
盖子3 与主体1 用销作活落连接,盖子3可以打开或盖住,并用螺钉2 固定。
三个爪的向心或离心位置,可以用螺钉6 调节,以适应不同直径大小的工件,并用螺钉9 紧固爪7 和8,使爪在需要位置上固定不动。
2.中心架的使用(1 )中心架的使用调整方法工件装上中心架之前,先在毛坯中间处车一条安装中心架卡爪的沟槽,槽的直径等于工件的直径,其宽度略比爪宽大些。
接着把中心架安装在床面适当位置上并加以固定,打开盖子3,把工件安装在两顶针中间(床尾要先调整好) ,用划针盘或百分表检查槽是否跳动,然后将盖子3 盖好,并调整中心架3 个爪,使他们与工件沟槽轻轻接触。
这时慢慢转动工件,看是否能转得动。
在爪与工件之间最好垫一层铜皮或平皮带,并加些润滑油,或者3 个爪用夹布胶木制造,这样可防止擦伤工件表面。
在车削大型工件或工件转速较高时,就必须采用带滚动轴承的中心架,如图5-2 所示。
细长轴的车削加工方案细长轴的车削加工摘要:细长轴在车削加工中承受自身重力、切削力、高速旋转产生的离心力的作用,极容易出现振动与弯曲变形现象,增大轴的几何形状误差,而细长轴的轴向尺寸较大,直径较小,热扩散性及刚性差,受切削热作用会在轴向发生线性膨胀,若在轴向的伸长量无法得到消除,轴将受迫弯曲,从而影响轴的精度。
因此,要提高超细长轴车削加工的精度,必须对车床的夹具和刀具做进一步的改进。
为了达到所要求的加工精度,加工过程中要使用跟刀架、弹性活络顶尖和中心架等夹具和辅具,针对加工过程可能出现的问题对普通跟刀架、尾座进行改进。
采用托架避免工件产生很大的摆动;采用一夹一顶的装夹方式,尾座具有弹性,同时采用反向车削的方法,配合以最佳的刀具几何参数、切削用量等一系列有效措施,提高了细长轴的刚性,满足了加工要求。
关键词:细长轴夹具跟刀架中心架刀具切削加工一、细长轴的特点通常指出在机械中作转动运动的长度大于直径的圆柱零件叫作轴,而工件的长度与直径之比大于25(即l/d>25)的轴类零件称作细长轴。
切削细长轴与通常轴类较之,细长轴刚性高,极易变形,振动小,给焊接加工增添困难,难于赢得较好的表面光洁度及几何精度,其加工特点如下:1)热变形大。
细长轴车削时热扩散性差、线膨胀大,当工件两端顶紧时易产生弯曲变形。
严重时细长轴会被卡死而无法加工。
2)刚性高。
切削时工件受切削力、细长的工件由于蔡国用弯曲、高速旋转时受离心力等都极容易并使其产生伸展变形。
3)表面质量难以保证。
由于工件自重、变形、振动影响工件圆柱度和表面粗糙度。
以下主要针对上面的三个加工特点去谈谈如何有效率的提升细长轴的加工质量。
二、如何预防细长轴车削加工变形的措施(一)增大热变形弯曲车削时,因切削热传导给工件,使工件温度升高,工件就开始伸长变形,如车削直径φ50mm,长度l=1500mm的细长轴,材料为45#钢,车削时因切削冷的影响,并使工件比室温增高30℃,则细长轴冷变形弯曲量△l=11.59×10-6(45#钢的线膨胀系数)×1500×30=0.522mm切削细长轴时,如果用两顶尖或用一端卡住一端压制住的方法加工,它的轴向边线就是紧固的,热变形弯曲0.522mm,工件就可以本身伸展,细长轴一旦产生伸展后加工就很难展开。
因此加工细长轴时,在增大工件热变形方面一定必须采取相应的措施。
1、使用弹性回转顶尖来补偿热变形伸长使用一缠一顶装夹方式时,顶尖应当使用弹性活顶尖(例如图一右),并使细长轴熔化后可以民主自由弯曲,增加其熔化伸展变形;经实践证明,用弹性调头顶尖加工细长轴可以有效地补偿工件的热变形弯曲,工件难于伸展,切削比较难展开。
2、为了避免工件在车削过程中被卡爪卡死,应在卡盘的每只卡爪下面横向垫入φ3—φ5mm的钢条(如图一左),夹入长度为15—20mm,从而使卡爪夹持工件变为线接触。
以减少卡爪与细长轴的轴向接触长度,消除安装时的过定位,减少弯曲变形。
图一带存有弹性活顶尖和径向线碰触的装夹方式3、充分浇注切削液切削细长轴时,无论是低速焊接,还是高速焊接,采用切削液展开加热,能够有效地遏制工件温度下降,从而遏制热变形。
4、刀具应经常保持锐利状态,以减小车刀与工件的摩擦发热,从源头控制热变形。
(二)使用适度的装夹方式,减少细长轴的刚性,增大切削时的振动,提升细长轴的切削加工质量1、中心架直接支承在工件中间①当工件可以分段切削时,中心架(例如图二)车轴在工件中间,使用这种车轴,长度与直径之比值可以增加一半,相等于增大了轴的车轴跨距,细长轴的刚度可以减少几倍,能有效防止轴加工时的挠曲变形。
图二中心架车轴的装夹方式②粗车时,在工件上安装一个套筒,套筒外圆涂抹润滑脂,使中心架支承爪与其接触,不直接接触工件,套筒的两端各装有4个螺钉,将套筒固定在工件上,并通过这4个螺钉调整套筒轴线与主轴旋转轴线相重合;精车时,在中心架支承爪与工件之间加一层细砂布或研磨剂,进行研磨。
2、采用跟刀架切削细长轴为了减少工件因离心惯性力的作用而产生切削振动,我使用了三只支承爪的跟刀架(如图三)支承工件,三只支承爪为圆弧形,其圆弧半径与工件外圆配研,圆弧宽度为工件直径的1.2~1.5倍。
工件的一面由车刀限制移动,另一面则由支承爪限制移动,上下支承爪限制工件的上下移动,工件的上下左右都受到了限制,工件只能绕轴线旋转,故而跟刀架的使用相当于在刀具旁8~12mm处设置了一个随动的支承,能有效地减少了切削振动和弯曲变形,有效地提高轴的刚度。
图三三爪跟刀架装夹3、采用反向进给车削细长轴,更能减小弯曲变形所谓“逆向切削”就是指刀具由卡盘往尾架方向做为焊接运动方向(例如图四),常规的焊接方向使尾架的顶紧轴向力与焊接轴向力方向一致,激化了细长轴工件的弯曲。
反向进给的进给力方向指向尾架,同工件温升伸长量方向一致共同向弹性顶尖压缩。
因此,为取得最佳效果,反向进给和弹性活顶尖一般都配合使用。
图四逆向切削焊接方式三、合理地使用车刀,提高加工质量。
(一)精确地挑选车刀的几何形状和角度车削细长轴,由于工件刚度差,对振动非常敏感,如果车刀的几何角度和形状选择不当,就难以保证所要求的加工精度。
挑选车刀几何角度时主要考量以下几1.为减少细长轴的弯曲变形,车刀的主偏角挑90°左右。
因为随着主偏角kr的增大,在切削力不变的情况下,会使径向切削力fp增大,轴向切削力ff减小,当kr等于90°时,径向切削分力fp最小,图五车削角度及径向受力轴向分力ff增大,从而减少切削震动和弯曲变形;(例如图五)因此,必须采用90°左右的外园车刀。
(如图六)2.为减少切削力,增大焊接变形和摩擦阻力,降低热膨胀伸长量,选择大前角15~30°;3.车刀前面应磨存有r1.5~r3mm的断屑槽,以利于切屑卷曲折断;4.使用负刃倾角2~3°,以并使逆向切削时工件流向待加工表面;图六90°外园车刀及适宜角度5.刃口表面粗糙度值应较小,并经常维持坚硬,以提升车刀的寿命;6.刀尖网弧半径小于0.3mm,切削刃的倒棱宽度应选得较小,约为进给量的一半。
(二)使用合理的切削用量1.使用yt15硬质合金车刀粗车时,切削速度v=50~60m/min;切削深度αp=1.5~2mm;进给量f=0.3~0.4mm/r。
2.用yt15硬质合金车刀,采用弹性活顶尖一缠一顶装夹,上跟刀架,逆向切削精车细长轴时:切削速度v=60~100m/min;焊接深度αp=0.5~1mm;进给量f=0.08~0.12mm/r。
3.用宽刃车刀,使用弹性活顶尖一夹一顶装夹,上跟刀架,反向进给精车细长轴工件时:切削速度1.5m/min;切削深度0.02~0.05mm;走刀量12~14mm/r。
四、细长轴切削的注意事项:除上述所述外,还要注意以下一些措施。
1、加工前应付车床展开检查调整。
2、检查和校直棒料工件。
3、特别注意车刀的加装,并使车刀的刀尖略高于工件轴线,减少切削的平稳性,以免“乌刀”。
4、精车时应重修中心孔,顶尖的顶紧力不能太大,顶尖与工件间要留有0.1~0.2mm的间隙,避免工件产生“麻花形”,影响加工质量。
5、充份填入切削液。
充份的切削液可以偷走大量的焊接热,增大工件的温升,从而增加了苏变形。
此外,采用切削液还可以避免跟刀架的车轴爪拉毛工件,提升刀具的使用寿命和工件的加工质量。
6、保持刀具锋利。
保持刀具锋利可以减少切削变形,减少刀具与工件的摩擦,从而减少切削热的产生。
7、跟刀架和中心架车轴爪与工件的间隙必须恰当,碰触必须光滑,否则,可以并使工件产生多棱面。
8、跟刀架和中心架支承爪与工件的顶力要适当,顶力过大会使工件产生“竹节形”。
实行上述工艺措施,切削4米短的细长轴,表面粗糙度仅约ra=0.2μm以下,圆锥度大于0.03mm,圆度大于0.01mm,弯曲度大于0.08mm,确保了细长轴的6.刀尖网弧半径小于0.3mm,切削刃的倒棱宽度应选得较小,约为进给量的一半。
(二)使用合理的切削用量1.使用yt15硬质合金车刀粗车时,切削速度v=50~60m/min;切削深度αp=1.5~2mm;进给量f=0.3~0.4mm/r。
2.用yt15硬质合金车刀,采用弹性活顶尖一缠一顶装夹,上跟刀架,逆向切削精车细长轴时:切削速度v=60~100m/min;焊接深度αp=0.5~1mm;进给量f=0.08~0.12mm/r。
3.用宽刃车刀,使用弹性活顶尖一夹一顶装夹,上跟刀架,反向进给精车细长轴工件时:切削速度1.5m/min;切削深度0.02~0.05mm;走刀量12~14mm/r。
四、细长轴切削的注意事项:除上述所述外,还要注意以下一些措施。
1、加工前应付车床展开检查调整。
2、检查和校直棒料工件。
3、特别注意车刀的加装,并使车刀的刀尖略高于工件轴线,减少切削的平稳性,以免“乌刀”。
4、精车时应重修中心孔,顶尖的顶紧力不能太大,顶尖与工件间要留有0.1~0.2mm的间隙,避免工件产生“麻花形”,影响加工质量。
5、充份填入切削液。
充份的切削液可以偷走大量的焊接热,增大工件的温升,从而增加了苏变形。
此外,采用切削液还可以避免跟刀架的车轴爪拉毛工件,提升刀具的使用寿命和工件的加工质量。
6、保持刀具锋利。
保持刀具锋利可以减少切削变形,减少刀具与工件的摩擦,从而减少切削热的产生。
7、跟刀架和中心架车轴爪与工件的间隙必须恰当,碰触必须光滑,否则,可以并使工件产生多棱面。
8、跟刀架和中心架支承爪与工件的顶力要适当,顶力过大会使工件产生“竹节形”。
实行上述工艺措施,切削4米短的细长轴,表面粗糙度仅约ra=0.2μm以下,圆锥度大于0.03mm,圆度大于0.01mm,弯曲度大于0.08mm,确保了细长轴的几何精度和表面粗糙度要求,获得了满意的加工效果,解决了金属切削中的一道难题,为切削加工找到了一条可供选择的切削途径。
[1]上海市金属焊接协会编成金属焊接手册【j】社会科学技术出版社1984.4[2]李凯岭.机械制造技术基础【cmec】清华大学出版社2021.4出版[3]潘逊.提升细长轴加工精度的措施【j】.有色冶金节能环保,2001,1:32~33[4]韩鸿鸾、邹玉杰数控车工全技师化学工业出版社2021..8。