一,、細(xì)長(zhǎng)軸的定義: 當(dāng)工件長(zhǎng)度跟直徑直比大于20~25倍(L/d>20~25)時(shí),,稱為細(xì)長(zhǎng)軸,。 二,、由于細(xì)長(zhǎng)軸本身剛性差(L/d值愈大,剛性愈差),,在車削過程中會(huì)出現(xiàn)以下問題: , r" k' [, o( h, z* p R
1,、工件受切削力、自重和旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力的作用,,會(huì)產(chǎn)生彎曲,、振動(dòng),嚴(yán)重影響其圓柱度和表面粗糙度,。 2,、在切削過程中,工件受熱伸長(zhǎng)產(chǎn)生彎曲變形,,車削就很難進(jìn)行,,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使工件在頂尖間卡住。 因此,,車細(xì)長(zhǎng)軸是一種難度較大的加工工藝,。雖然車細(xì)長(zhǎng)軸的難度較大,但它也有一定的規(guī)律性,,主要抓住中心架和跟刀架的使用,、解決工件熱變形伸長(zhǎng)以及合理選擇車刀幾何形狀等三個(gè)關(guān)鍵技術(shù),問題就迎刃而解了,。
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三,、使用中心架支承車細(xì)長(zhǎng)軸 $ p7 T1 {$ F1 l+ Z+ [& u. `% z
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在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),可使用中心架來增加工件剛性,。一般車削細(xì)長(zhǎng)軸使用中心架的方法有: 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),中心架支承在工件中間,,這樣支承,L/d值減少了一半,,細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)的剛性可增加好幾倍,。在工件裝上中心架之前,必須在毛坯中部車出一段支承中心架支承爪的溝槽,,表面粗糙度及圓柱度誤差要小,,否則會(huì)影響工件的精度。車削時(shí),中心架的支承爪與工件接觸處應(yīng)經(jīng)常加潤(rùn)滑油,。為了使支承爪與工件保持良好的接觸,,也可以在中心架支承爪與工件之間加一層砂布或研磨劑,進(jìn)行研磨抱合,。 2,、用過渡套筒支承車細(xì)長(zhǎng)軸 用上述方法車削支承承中心架的溝槽是比較困難的。為了解決這個(gè)問題,,可加用過渡套筒的處表面接觸,。過渡套筒的兩端各裝有四個(gè)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主軸旋轉(zhuǎn)軸線相重合,,即可車削。 四,、使用跟刀架支承車細(xì)長(zhǎng)軸 4 ~" R: W7 N, {4 U* X0 t3 \
跟刀架固定在床鞍上,,一般有兩個(gè)支承爪,跟刀架可以跟隨車刀移動(dòng),,抵消徑向切削時(shí)可以增加工件的剛度,,減少變形。從而提高細(xì)長(zhǎng)軸的形狀精度和減小表面粗糙度,。 從跟刀架的設(shè)計(jì)原理來看,,只需兩只支承爪就可以了,因車刀給工件的切削抗力F`r,,使工件貼住在跟刀架的兩個(gè)支承爪上,。但是實(shí)際使用時(shí),工件本身有一個(gè)向下重力,,以及工件不可避免的彎曲,,因此,當(dāng)車削時(shí),,工件往往因離心力瞬時(shí)離開支承爪,、接觸支承爪而產(chǎn)生振動(dòng)。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由車刀抵住,,使工件上下,、左右都不能移動(dòng),車削時(shí)穩(wěn)定,,不易產(chǎn)生振動(dòng),。因此車細(xì)找軸時(shí)一個(gè)非常關(guān)鍵的問題是要應(yīng)用三個(gè)爪跟刀架。
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, }9 }; P# t6 \$ ]" f8 Y五,、減少工件的熱變形伸長(zhǎng)
U% c. m5 m0 Z* T% |; E 車削時(shí),,由于切削熱的影響,使工件隨溫度升高而逐漸伸長(zhǎng)變形,這就叫“熱變形”,。在車削一般軸類時(shí)可不考慮熱變形伸長(zhǎng)問題,,但是車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),因?yàn)楣ぜL(zhǎng),,總伸長(zhǎng)量長(zhǎng),,所以一定要考慮到熱變形的影響。 工件熱變形伸長(zhǎng)量可按下式計(jì)算,。 △L=aL△t 式中 a—材料線膨脹系數(shù),,1/℃; L—工件的總長(zhǎng),,mm,; △t—工件升高的溫度,℃,。 常用材料的線膨脹系數(shù),,可查閱有關(guān)附錄表。 例 車削直徑為25mm,,長(zhǎng)度為1200mm的細(xì)長(zhǎng)軸,,材料為45鋼,車削時(shí)因受 切削熱的影響,,使工件由原來的21℃上升到61℃,,求這根細(xì)長(zhǎng)軸的熱變形伸長(zhǎng)量。 解 已知L=1200mm;△t=61℃-21℃=40℃;查表知,,45鋼的線膨脹系數(shù)a=11.59×10-6 1/℃ 根據(jù)公式得: △L=aL△t=11.59×10-6×1200×40=0.556mm 從上式計(jì)算可知,,細(xì)長(zhǎng)軸熱變形伸長(zhǎng)量是很大的。由于工件一端夾住,,一端頂住,, 工件無法伸長(zhǎng),因此只能本身產(chǎn)生彎曲,。細(xì)長(zhǎng)軸一旦產(chǎn)生彎曲后,,車削就很難進(jìn)行。減少工件的熱變形主要可采取以下措施: 1,、使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖 用彈性回轉(zhuǎn)頂尖加工細(xì)長(zhǎng)軸,,可有較地補(bǔ)償工件的熱變形伸長(zhǎng),工件不易彎曲,,車削可順利進(jìn)行,。 2、加注充分的切削液 車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),,不論是低速切削還是高速切削,為了減少工件的溫升而引起熱變形,必須加注切液充分冷卻,。使用切削液還可以防止跟刀架支承爪拉毛工件,,提高刀具的使用壽命和工件的加工質(zhì)量。 3,、刀具保持銳利 以減少車刀與工件的摩擦發(fā)熱,。 六、合理選擇車刀幾何形狀 7 [# U" F# E% |5 G5 d
車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),,由于工件剛性差,,車刀的幾何形狀對(duì)工件的振動(dòng)有明顯的影響。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn): 1,、由于細(xì)長(zhǎng)軸剛生差,,為減少細(xì)長(zhǎng)軸彎曲,要求徑向切削力越小越好,,而刀具的主偏角是影響徑向切削力的主要因素,,在不影響刀具強(qiáng)度情況下,應(yīng)盡量增大車刀主偏角,。車刀的主偏角取kr=80°~93°,。 2、為減少切削煙力和切削熱,,應(yīng)該選擇較大的前角,,取r0=15°~30°。 3,、車刀前面應(yīng)該磨有R11.5~3的斷屑槽,,使切削順利卷曲折斷。 4,、選擇正刃傾角,,取入=3°使切削屑流向待加工表面,并使卷屑效果良好,。 5,、切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4以下,并要經(jīng)常保持鋒利,。 6,、為了減少?gòu)较蚯邢髁Γ瑧?yīng)選擇較小的刀尖圓弧半徑(re<0.3mm),。倒棱的寬度也應(yīng)選得較小,,取倒棱寬br1=0.5f。 七,、車削細(xì)長(zhǎng)軸的車刀 . F {6 t8 F3 U6 ?
1,、刀片材料為YT15硬質(zhì)合金,。 2、切削用量:粗車時(shí),,切削速度vc=50~60m/min,;進(jìn)給量f=0..3~0.4mm/r;切削 深度ap=1.5~2mm,。精車時(shí),,切削速度vc=60~100m/min;進(jìn)給量 f=0.08~0.12mm/r ,;切削深度ap=0.5~1mm.,。 3、采用乳化液作切削液,。 4,、適用范圍:適用于車削光杠、絲桿等細(xì)長(zhǎng)軸,。
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