如何加工细长轴？

asdolmlm

我在一机加工厂出差，正碰上车工竞技：图样要求 轴长1000，直径φ10，直径的公差值0.1,圆柱偏差允许值0.05,表面粗糙度1.6。由于时间关系，没能等到比赛开始就离开了。
/ z# `+ v4 ^7 a( i% k  请各位赐教

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刃口磨损及时磨 :handshake :handshake

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当工件长和直径比＞25为细长轴
车加工主要解决其刚性差和热变形的问题
' ^: ]4 P8 w& n$ @$ p加工中会产生弯曲、振动、热变形弯曲等现象
, R/ V3 U+ |9 ?) |' `+ R. i主要方法：
1、使用过渡套筒+中心架支承加工
4 x( i" }7 n& j2、或者使用三爪跟刀架车细长轴
3、尾座顶尖采用弹性回转顶尖.
4、加注充分的切削液
5、刀具要随时保持锐利
$ ?6 R+ l7 ^( M     对于刀具合理的角度对工件的振动非常重要：
4 C1 Y& \4 N( [     应选用较大的主偏角、较大的前角、选用正刃倾角、较小的刀尖圆弧半径、切削刃粗糙度要在Ra0。4以下
     分粗、精车，切削速度和进给量不宜过大，

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一、细长轴的定义：
; i- v8 k5 O8 t& {7 {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。
* J" h, Z7 ]7 q; }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：
; h3 O1 x1 B( g1、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。
/ F# N+ d# N( S5 ^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。
; B' Y* T* K; A" D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。
三、使用中心架支承车细长轴
* ~6 R) K; f" z* D, V- Z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
法有：
' V4 n: g% p6 [* S4 U0 @. K1、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，
6 l' r- @) L) d7 U4 K2 k# K& S" K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
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
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
3 W  h. U( z) J$ D0 i' `# \- ]% K! H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
之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合。
2、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
6 f5 N0 E% ?8 X: ?6 ?- Q. A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
2 k1 L% _" U) |/ X. d" |% m3 k. n2 a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
( F# b* A' u) G  T轴旋转轴线相重合，即可车削。
四、使用跟刀架支承车细长轴
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
$ r+ y+ M/ q3 ?& m6 |9 F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。
$ e, C8 ?% s/ D, e+ o. ?4 i0 D# Q  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
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。
五、减少工件的热变形伸长
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”。
# B; L! y3 O% Y8 Q4 O. j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
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。
        △L=aL△t            
式中 a?材料线膨胀系数，1/℃；
1 d8 _; w# v* F' E* _# iL?工件的总长，mm；
△t?工件升高的温度，℃。
常用材料的线膨胀系数，可查阅有关附录表。
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
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。
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/℃
根据公式（9.5）得：
$ ~% m0 H& x8 @8 u/ _6 u△L=aL△t=11.59×10-6×1200×40=0.556mm
+ s5 G7 j2 u% `# N  Y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，
+ b8 s* Q2 B" q4 l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
行。减少工件的热变形主要可采取以下措施：
* X6 c, x" F& L2 D4 x1 a- U1、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。
2、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。
; W; j0 S& i8 S! X3、刀具保持锐利   以减少车刀与工件的摩擦发热。
: h- H$ f5 m9 M, K6 K六、合理选择车刀几何形状
车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的振动有明显的影响。选择时主要考虑以下几点：
1、由于细长轴刚生差，为减少细长轴弯曲，要求径向切削力越小越好，而刀具的主偏角是影响径向切削力的主要因素，在不影响刀具强度情况下，应尽量增大车刀主偏角。车刀的主偏角取kr=80°～93°。
2、为减少切削烟力和切削热，应该选择较大的前角，取r0=15°～30°。
3、车刀前面应该磨有R11.5～3的断屑槽，使切削顺利卷曲折断。
4、选择正刃倾角，取入=3°使切削屑流向待加工表面，并使卷屑效果良好。
9 e7 D1 F1 H! R5、切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4以下，并要经常保持锋利。
0 C: ?: P7 }+ m' a/ l6、为了减少径向切削力，应选择较小的刀尖圆弧半径（re<0.3mm）。倒棱的宽度也应选得较小，取倒棱宽br1=0.5f。
七、车削细长轴的车刀
5 o0 q! ]- ^% w8 y1、刀片材料为YT15硬质合金。
: H0 ~0 g9 ^/ Y8 m( K% Q  q+ S4 ?2、切削用量：粗车时，切削速度vc=50～60m/min；进给量f=0..3～0.4mm/r；切削
' e/ g) j; {: h1 z深度ap=1.5～2mm。精车时，切削速度vc=60～100m/min；进给量 f=0.08～0.12mm/r ；切削深度ap=0.5～1mm.。
9 g* `! E; x) m4 A. y9 O3、采用乳化液作切削液。
0 q3 y' y0 D5 L$ J4、适用范围：适用于车削光杠、丝杆等细长轴。

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在车细长轴时，一般要采用上面楼主的方法，采用中心架，弹性顶尖，以及刀具角度，尤其要主偏角，但跟刀架效果更好．另外有时采用在工件装夹的位置绕几件钢丝再夹紧，还有采用反车的方法，使对工件的力变压力为拉力．