细长轴的基础知识(数控车床如何车削细长轴)

1.数控车床如何车削细长轴

数控车床车削细长轴:

所谓细长轴就是工件的长度与直径之比大于25(即L/D>25)的轴类零件称为细长轴。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,因此,车削细长轴时有必要改善细长轴的受力问题。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。结果 提高了细长轴的刚性,达到了加工要求。

轴类零件在整个制造工业发挥着重要作用。在汽车领域起着连接动力装置和运动装置的部位;在重型机械领域起着传动动力、吊装重物的重要组成部分等。细长轴是传动轴类零件的特点,在整个轴类零件中也扮演着重要角色。

细长轴的特点:

由于细长轴刚性很差,在加工中极易变形,对加工精度和加工质量影 响很大。为此,生产中常采用下列措施予以解决。

(一) 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。但是,由于顶尖 弹性的限制,轴向伸长量也受到限制,因而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时,有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象 的产生。

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,其关键是提高中心孔精度。

(二)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。

(三)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。

(四)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。

2.车削细长轴要注意什么

一般把长径比(轴的长度与直长之比)大于20的轴类工件,称为细长轴。

车细长轴时,应考虑以下几个问题:

1)细长轴刚性差,车削过程中,在切削力、本身重量和离心力的作用下,极易产生弯曲和振动,加工起来很困难,长径比越大,加工越困难。因此,为提高刚性,加工细长轴一般采用中心架或跟刀架。

2)因为细长轴各部分质量对转动中心分布不均匀,加工时转速愈高,离心力愈大,工件愈易引起振动,致使表面质量下降,甚至造成无法加工。因此,加工细长轴一般采用较低的切削速度。

3)车削细长轴一次进给的时间较长,车削热量大部分传给工件,使工件温度升高,产生轴向伸长变形,温度愈高,伸长愈大。若工件两端用顶尖装夹(或一端用卡盘一端用顶尖),轴向伸长会使工件弯曲,也使加工质量下降。因此,对要求较高的细长轴类工件,要考虑伸长量的补偿问题。

4)在选择车刀几何参数时,要考虑以下问题:

①尽量减小切削力,尤其是减小径向切削力,因为径向力是产生切削振动的主要原因。为此,细长轴车刀一般选用大前角和大主偏角。为减小径向力、避免振动,有的细长轴车刀甚至选用93°主偏角。

②选择正刃倾角(λs>0)。一方面可控制切屑流向待加工表面,另一方面也可减小径向力,避免振动。

③刀面切削刃要具有较细的粗糙度。车刀要经过研磨,经常保持刃口锋利。

④选择较小的刀尖圆弧半径(一般半径r

⑤降低工件切削温度,一般采用切削液。

细长轴的基础知识

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