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发表于 2009-12-3 16:57:13
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来自： 中国山东莱芜
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细长轴的加工# _- o* h: O! Y! C8 {
一、细长轴的定义：
* X" }0 C& Y- F' y/ E当工件长度跟直径直比大于20～25倍（L/d>20～25）时，称为细长轴。
- m. y( s3 E: s; S, G二、由于细长轴本身刚性差（L/d值愈大，刚性愈差），在车削过程中会出现以下问题：7 \: i9 @* u5 Q) X1 \, m2 @# V
1、工件受切削力、自重和旋转时离心力的作用，会产生弯曲、振动，严重影响其圆柱度和表面粗糙度。. R% O% O1 J+ @) u5 v
2、在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，；车削就很难进行，严重时会使工件在顶尖间卡住。# V/ Q8 r, l4 w6 ]
因此，车细长轴是一种难度较大的加工工艺。虽然车细长轴的难度较大，但它也有一定的规律性，主要抓住中心架和跟刀架的使用、解决工件热变形伸长以及合理选择车刀几何形状等三个关键技术，问题就迎刃而解了。8 i/ k: _ W7 l2 A# \
三、使用中心架支承车细长轴: D( Q) r; U' ?: L: R) r- m
在车削细长轴时，可使用中心架来增加工件刚性。一般车削细长轴使用中心架的方: e# Q! S9 o: t. c9 y, n
法有：
9 S. S4 k9 F: V( N1、中心架直接支承在工件中间 当工件可以分段车削时，中心架支承在工件中间，
& M H, w W! z$ G0 _. i: \这样支承，L/d值减少了一半，细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中2 Y/ J3 s* \; r4 v
心架之前，必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽，表面粗糙度及圆柱$ V1 z' G1 a0 B1 b# e* _
度误差要小，否则会影响工件的精度。车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经( z9 V! B6 i; i- q ^& ?, [0 b4 x) n
常加润滑油。为了使支承爪与工件保持良好的接触，也可以在中心架支承爪与工件
, V i E: p, d" B: p& J' Z" Z之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合。
# ~) h% X" k+ P" C% g2、用过渡套筒支承车细长轴 用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难
! g# E5 L6 W# e的。为了解决这个问题，可加用过渡套筒的处表面接触，见图（9?2）。过渡套筒
7 M, g9 ^# k2 p% u6 f" F的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与主9 ?# B2 G2 Y# d' o2 u, A; j" M
轴旋转轴线相重合，即可车削。& ] h% ^2 Y7 a9 o
四、使用跟刀架支承车细长轴
# M' ?* X, ]. k% p! H跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切7 t5 s3 d( s, J- z1 X r" g+ R
削时可以增加工件的刚度，减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。
; J" f( ~9 `; Y# ^) f9 K 从跟刀架的设计原理来看，只需两只支承爪就可以了（图9--4），因车刀给工件的- t" e$ h4 N3 z2 R- C" Z! |) J
切削抗力F`r，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，当车削时，工件往往因离心力瞬时离开支承爪、接触支承爪而产生振动。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住，使工件上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。因此车细找轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架。
' h! y9 x t# }8 r. I$ E9 s$ R五、减少工件的热变形伸长: w# e1 ~7 k! f9 |& {
车削时，由于切削热的影响，使工件随温度升高而逐渐伸长变形，这就叫“热变形”。- K) k4 s3 J$ p0 T! V
在车削一般轴类时可不考虑热变形伸长问题，但是车削细长轴时，因为工件长，总
4 a; U+ l b; P& A6 r伸长量长，所以一定要考虑到热变形的影响。工件热变形伸长量可按下式计算。8 z" @7 ` s! `+ B( N
△L=aL△t 2 p% n- w, c3 ^* x. ]2 b" n! g
式中 a?材料线膨胀系数，1/℃；$ T3 T& K' Z/ w- E2 [+ \0 Z( n
L?工件的总长，mm；8 n8 f: i1 P7 B6 s! B$ v
△t?工件升高的温度，℃。
0 f, |" k; E# t- @# F+ W* O' u& P常用材料的线膨胀系数，可查阅有关附录表。
0 Q8 @1 q6 m2 v k4 z M例 车削直径为25mm，长度为1200mm的细长轴，材料为45钢，车削时因受
9 g2 E9 l& X/ M8 I9 ?- o切削热的影响，使工件由原来的21℃上升到61℃，求这根细长轴的热变形伸长量。
4 [0 ~4 @8 b* W! q( m8 k0 b解 已知L=1200mm;△t=61℃－21℃=40℃;查表知，45钢的线膨胀系数a=11.59×10-6 1/℃
, K7 Z" M- X! O9 |根据公式（9.5）得：2 F2 I- q' U3 V
△L=aL△t=11.59×10-6×1200×40=0.556mm
/ [& O1 v3 V5 _5 v" l$ E* f/ C从上式计算可知，细长轴热变形伸长量是很大的。由于工件一端夹住，一端顶住，
5 }8 D2 n2 E- z4 P工件无法伸长，因此只能本身产生弯曲。细长轴一旦产生弯曲后，车削就很难进
# T3 b x# E" D* Q( O行。减少工件的热变形主要可采取以下措施：! V1 L6 F, W3 a
1、使用弹性回转顶尖 用弹性回转顶尖加工细长轴，可有较地补偿工件的热变形伸长，工件不易弯曲，车削可顺利进行。
& X A% W! H, R, }6 B/ E8 n4 U3 @6 n2、加注充分的切削液 车削细长轴时，不论是低速切削还是高速切削，为了减少工件的温升而引起热变形，必须加注切液充分冷却。使用切削液还可以防止跟刀架支承爪拉毛工件，提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。- K, ~; q, L6 d6 a( V, B
3、刀具保持锐利 以减少车刀与工件的摩擦发热。. T' K# d: w9 n l5 ^+ _
普通车床必须做工装，数控车也可以，根据数量制定工艺吧。0 O2 T/ i/ {. {5 n
% O2 S0 d) i, B: X: U# S8 B0 E4 p[ 本帖最后由 zf511 于 2009-12-3 16:58 编辑 ] |
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