車細(xì)長軸參考資料

車細(xì)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(xì)長軸。細(xì)長軸的外形并不復(fù)雜，但由于其本身的剛度低，車削時(shí)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(xì)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(gè)關(guān)鍵技術(shù)，問題就迎刃而解了。一、使用中心架支撐車細(xì)長軸車削細(xì)長軸時(shí)，可使用中心架來增加工件的剛度。車削細(xì)長軸時(shí)使用中心架的方法有：中心架直接支撐在工件中間當(dāng)細(xì)長軸可以分段車削時(shí)，中心架的架體通過壓板支撐在工件中間，如圖所示。這時(shí)，L/d的值減小了一半，車削時(shí)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(shí)，必須先通過調(diào)整螺釘調(diào)整好下面兩個(gè)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(gè)支撐爪，并用緊定螺釘緊固。但是，在細(xì)長軸中間車削這樣一條溝槽是比較困難的。當(dāng)被車削的細(xì)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(shí)，可采用中心架和過渡套筒支撐車細(xì)長軸的方法。用過渡套筒支撐車細(xì)長軸應(yīng)用過渡套筒支撐車細(xì)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(gè)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(xì)長軸使用跟刀架支撐車細(xì)長軸時(shí)，跟刀架固定在床鞍上，跟在車刀的后面，隨車刀的進(jìn)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(xì)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(xì)長軸和長絲杠。從跟刀架的設(shè)計(jì)原理來看，只需2個(gè)支撐爪就可以了（圖7—29a），因?yàn)檐嚨?----.....一一.、......、給工件的切削抗力F使工件貼在跟刀架的兩個(gè)支撐爪上。但是，在實(shí)際使用時(shí)，工件本身有一個(gè)向下的重力以及工件不可避免的彎曲，車削時(shí)工件往往因離心力的作用瞬時(shí)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(gè)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(shí)非常穩(wěn)定，不易產(chǎn)生振動。因此，車細(xì)長軸時(shí)應(yīng)用三個(gè)支撐爪的跟刀架。三、減少工件的熱變形伸長車削時(shí)，由于切削熱的影響，使工件隨溫度升高而逐漸伸長變形，稱為熱變形。在車削時(shí)一般軸類工件時(shí)，可不考慮熱變形伸長問題。但是，車削細(xì)長軸時(shí)，因?yàn)楣ぜL，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(jì)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(xì)長軸，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℃以上升到61℃，求這根細(xì)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(jì)算可知，細(xì)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(xì)長軸一旦產(chǎn)生彎曲，車削就很難進(jìn)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(jìn)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(dāng)工件熱變形伸長時(shí)，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(shí)踐證明，用彈性回轉(zhuǎn)頂尖加工細(xì)長軸，可有效地補(bǔ)償工件的熱變形伸長，工件不易彎曲，車削可順利進(jìn)行。浮動夾緊和反向進(jìn)給車削如圖示，細(xì)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(xì)長軸左端的夾持就形成線接觸的浮動狀態(tài)，使細(xì)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(xì)長軸，不會因卡盤夾死而產(chǎn)生彎曲變形。采用反向進(jìn)給日t進(jìn)給力Ff拉直工件已切削部分，并推進(jìn)工件待切削部分由右端的彈性回轉(zhuǎn)頂尖支撐并補(bǔ)償，細(xì)長軸不易產(chǎn)生彎曲變形。浮動夾緊和反向進(jìn)給車削能使工件達(dá)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(xì)長軸時(shí)，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(xì)長軸時(shí)，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(shí)主要考慮如下幾點(diǎn)：.車刀的主偏角是影響背向力的主要因素，在不影響刀具強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量增大車刀主偏角，以減小背向力，從而減小細(xì)長軸的彎曲變形。一般細(xì)長軸車刀的主偏角選kr=80o?93o..為了減小切削力和切削熱，應(yīng)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(yīng)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(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，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(diǎn)車薄壁工件時(shí)，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(shí)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(gè)階段粗車時(shí)夾緊力稍大些，變形雖然也相應(yīng)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(shí)夾緊力可稍小些，一方面夾緊變形小，另一方面精車時(shí)還可以消除粗車時(shí)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(shí)，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(shí)的接觸面積，使夾緊力均布在薄壁工件上，因而夾緊時(shí)工件不易產(chǎn)生變形。應(yīng)用軸向夾緊夾具車削薄壁工件時(shí)，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?yán)哂行┍”诠ぜ梢栽谄溲b夾部位特制幾根工藝?yán)?，以增加剛度，使夾緊力更多地作用在工藝?yán)呱?，以減少工件的變形。加工完畢后，再去掉工藝?yán)?，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(shí)切削用量的選擇針對薄壁工件剛度低、易變形的特點(diǎn)，車薄壁工件時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低切削用量。實(shí)踐中，一般按照中速、小吃刀和快進(jìn)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(shí)，刀具細(xì)長而剛度低，同時(shí)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(jìn)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(jìn)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(dǎo)向、剛度等深孔加工時(shí)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(shí)，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(shí)，的棱邊1和3承受切削力，并作為鉆孔時(shí)的導(dǎo)向部分。高壓切削液有空心導(dǎo)桿經(jīng)腰形孔進(jìn)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(gè)偏心距e,刀柄剛進(jìn)入工件時(shí)，刀柄會產(chǎn)生扭動，所以必須使用導(dǎo)向套。用噴吸鉆和內(nèi)排屑鉆削直徑為20?65mm勺深孔，當(dāng)切削液的壓力不太高時(shí)，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(cuò)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(gè)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(gè)喇叭形孔沖入并被吸進(jìn)空心導(dǎo)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(gè)向后傾斜30o的月牙孔。當(dāng)高壓切削液從入口A進(jìn)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(jìn)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(gè)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(shí)，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(jìn)入切削區(qū)域，切屑在高壓切削液的沖刷下經(jīng)兩個(gè)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(shí)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(yīng)盡可能采用較先進(jìn)的噴吸鉆來加工深孔。以下無正文僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Forschung,zukom